王康超

摘要：在應(yīng)對高層建筑火災(zāi)時(shí)，消防救援人員不僅要妥善使用各類外部消防救援設(shè)施，同時(shí)也要妥善利用高層建筑自有的固定消防設(shè)施，雙管齊下方能實(shí)現(xiàn)更好的消防救援目標(biāo)?，F(xiàn)代化高層建筑在設(shè)計(jì)階段即深入考慮建筑使用中的消防需求，其固定消防設(shè)施配置相對齊全，一旦發(fā)生火情，消防救援人員可利用固定消防設(shè)施最大限度降低人民群眾生命財(cái)產(chǎn)損失?；诖耍愿邔咏ㄖ馂?zāi)風(fēng)險(xiǎn)因素為入手點(diǎn)，分析此類建筑的火災(zāi)特點(diǎn)，明確固定消防設(shè)施在高層建筑滅火救援處置中的價(jià)值并重點(diǎn)研究相關(guān)設(shè)施在滅火救援處置中的應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：高層建筑火災(zāi)；固定消防設(shè)施；風(fēng)險(xiǎn)因素；特點(diǎn)分析；應(yīng)用分析

中圖分類號：TU976.5? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ?文章編號：2096-1227（2024）03-0030-04

受多方面因素影響，高層建筑火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)相對較高，而從高層建筑的性質(zhì)和特點(diǎn)上看，此類建筑一旦發(fā)生火災(zāi)，其消防救援難度也相對較大。在高層建筑日益增多的情況下，相應(yīng)的消防理念和技術(shù)也得到長足發(fā)展。當(dāng)前，高層建筑主體框架和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)均有相應(yīng)的消防考量，建筑使用前也會根據(jù)相應(yīng)的消防法規(guī)完善配置各類消防器材，在固定消防設(shè)施配置較為完善的前提下，高層建筑火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)明顯降低，滅火救援處置難度也控制在一定范圍以內(nèi)。從實(shí)際情況來看，高層建筑根據(jù)類型和用途的不同，其固定消防設(shè)施配置也不同。當(dāng)前，絕大多數(shù)高層建筑都配置了專門的消防控制室，正常情況下，工作人員可在消防控制室內(nèi)依托火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)以及監(jiān)控系統(tǒng)充分了解建筑內(nèi)消防安全情況，一旦出現(xiàn)火情，傳感器會迅速發(fā)現(xiàn)熱信號、煙霧信號等報(bào)警信息并激發(fā)報(bào)警系統(tǒng)和自動噴淋系統(tǒng)，其不僅能夠縮短高層建筑火災(zāi)響應(yīng)時(shí)間，同時(shí)也能夠?qū)鹎檫M(jìn)行壓制。高層建筑各層均配置有消火栓，這是全面滅火救援行動中重要的消防水源。此外，建筑排煙系統(tǒng)和專用消防疏散通道也將在高層建筑滅火救援過程中發(fā)揮重要作用。

1 高層建筑火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)因素

1.1? 內(nèi)因分析

電路因素是高層建筑火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)中最核心的內(nèi)部因素。由于高層建筑中各類用電設(shè)備種類多、總量大，因此高層建筑的用電負(fù)載也相對較高，其內(nèi)部電路布設(shè)情況較為復(fù)雜，想要達(dá)到較高的電路安全水平就必須在建筑建設(shè)過程中嚴(yán)格遵照電路施工規(guī)范做好相應(yīng)的防護(hù)措施。建筑電路建設(shè)過程中使用的各類基礎(chǔ)材料質(zhì)量也與火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)直接相關(guān)[1]。另外，電路設(shè)計(jì)是否滿足建筑用電需求也影響著建筑用電安全。除此之外，隨著使用時(shí)間不斷延長，電路老化問題難以避免，上述種種建筑內(nèi)部因素都是誘發(fā)高層建筑火災(zāi)的重要風(fēng)險(xiǎn)因素。電起火是高層建筑火災(zāi)常見原因，其中，線路老化引發(fā)的短路起火占比較大，此類事故多發(fā)生于建筑用電高峰，在此期間，老化的線路在較高的用電負(fù)載下容易短路起火，而高層建筑中的電梯井和一些空間較大的豎直管道則為火情的迅速蔓延提供了良好的基礎(chǔ)條件。

1.2? 外因分析

外部因素主要是指各類自然因素，而雷擊是高層建筑火災(zāi)重要的外部風(fēng)險(xiǎn)因素。建筑高度越高其對大氣電場的影響程度就越大，遭遇雷擊的風(fēng)險(xiǎn)也越高。在建筑技術(shù)的快速發(fā)展下，高層建筑的平均高度日益增長，一旦建筑裝配的防雷裝置出現(xiàn)問題，高層建筑很容易在遭遇雷擊后發(fā)生火災(zāi)。雷擊不僅可以直接引燃建筑外部一些易燃物，而且也能夠在影響電路系統(tǒng)的情況下引發(fā)電火災(zāi)。除雷擊外，一些外部環(huán)境因素也會在高層建筑起火后加速火情蔓延。高層建筑上層結(jié)構(gòu)所處位置較高，高度越高風(fēng)速越大，氣流速度也越快，而且高層建筑之間還會有對流氣流，這些都是高層建筑火災(zāi)的關(guān)鍵外因[2]。

1.3? 人為因素分析

高層建筑容納的人員數(shù)量多，在人員密集度相對較高的情況下，因人為因素而引發(fā)的高層建筑火災(zāi)較常見。日常生活中各種缺乏安全意識的不利行為都可能直接或間接引發(fā)火災(zāi)[3]。例如，如果隨意亂丟未熄滅的煙蒂一旦其接觸到可燃物就會直接成為火源并引發(fā)火災(zāi)。用電方面，一些人可能因忘記關(guān)閉電源導(dǎo)致某些電器長時(shí)間持續(xù)工作，一旦超過電氣自身的耐受范圍，就可能引發(fā)火災(zāi)。此外，燃?xì)庖彩歉邔咏ㄖ匾娜藶榛馂?zāi)風(fēng)險(xiǎn)因素，不注意燃?xì)獍踩?，在使用燃?xì)膺^程中造成燃?xì)庑孤?dǎo)致火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)成倍提升。最后由于高層建筑中人員數(shù)量相對較多，因此高層建筑中各類物資密集度也相對較高，各類物品層疊堆放也給高層建筑埋下了較大的火災(zāi)隱患，一旦有火源將可燃物引燃便會造成大范圍火情。

2 高層建筑火災(zāi)特點(diǎn)分析

2.1? 火勢蔓延速度快

首先，根據(jù)研究顯示，非高層建筑所處環(huán)境平均風(fēng)速多在10m/s以內(nèi)，而地表60m以上平均風(fēng)速可達(dá)到12.5m/s，地表100m以上平均風(fēng)速能夠達(dá)到16m/s。高層建筑上部結(jié)構(gòu)起火后，由于其所處位置風(fēng)速較快，所以火勢蔓延速度也相對較快，此外燃燒產(chǎn)生的各類煙塵也更容易隨氣流擴(kuò)散[4]。其次，高層建筑內(nèi)空氣流通性相對較好，絕大多數(shù)高層建筑都設(shè)有四通八達(dá)的通風(fēng)管道和豎直貫穿于建筑的電梯井，加之其內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜、整體空間相對較大，一旦發(fā)生火災(zāi)，火勢會隨自由流通的氣流迅速向各處蔓延。最后，高層建筑建設(shè)過程中使用的可燃性建材總量相對較多，以高分子塑料建材為例，這類建材多為可燃物和易燃物，一旦接觸明火很快便會燃燒融化，而且會附著于附近建筑結(jié)構(gòu)上持續(xù)燃燒。由于可燃物總量相對較多，因此高層建筑一旦起火，其火勢蔓延速度往往較快。

2.2? 燃燒煙氣濃厚且毒害性高

窒息和煙氣中毒是火災(zāi)死亡的主要原因。高層建筑中廣泛使用各類高分子聚合材料，包括各類塑料管材、橡膠制品等，而且建筑內(nèi)部化學(xué)涂料覆蓋面積也相對較大，這些物質(zhì)在遇火加熱或燃燒的過程中會釋放大量有毒有害物質(zhì)并產(chǎn)生濃煙。高層建筑發(fā)生火災(zāi)后其燃燒產(chǎn)生的煙氣不僅總量多而且毒性大。以PVC管為例，它是一種高層建筑常用建材，這類管材在燃燒的過程中會釋放出大量含氯有毒氣體，吸入人體后會導(dǎo)致呼吸系統(tǒng)刺激和頭痛、惡心等中毒反應(yīng)。而且高層建筑發(fā)生火災(zāi)后受濃厚煙氣影響，空氣中的含氧量迅速下降，當(dāng)氧濃度低于16%后人體便會出現(xiàn)活動機(jī)能下降、意識模糊甚至是暈厥等癥狀。由于高層建筑各類可燃性建材使用量較大，因此一旦發(fā)生火災(zāi)，其煙氣量往往較高，而且煙氣毒性也相對較大[5]。

2.3? 人員疏散撤離難度大

高層建筑具有人員容納量大、層數(shù)多、獨(dú)立空間多等特點(diǎn)。高層建筑中的人員進(jìn)出對電梯依賴相對較大，而發(fā)生火災(zāi)后電梯可用性和使用安全性大幅下降，多數(shù)情況下建筑中的人員無法通過電梯安全撤離，此時(shí)人們需要通過消防通道走樓梯向外撤離，由于人員構(gòu)成相對復(fù)雜，其中既有行動能力相對較好的中青年人（平面移動速度1.23m/s左右），也有行動能力較差的老幼群體（平面移動速度0.85m/s左右），完全依靠步行移動的情況下，高層建筑人員撤離速度相對較慢[6]。另外，很多公共高層建筑人員密集度較高，一旦發(fā)生火災(zāi)需要疏散的空間范圍也相對較大，加之火災(zāi)發(fā)生后，在緊張恐懼等不利心理因素影響下，人們的判斷力明顯下降，這也會進(jìn)一步增加人員疏散撤離難度。

2.4? 滅火救援效率偏低

高層建筑發(fā)生火災(zāi)后，其火勢往往較大，在撲救較高樓層的火情時(shí)，消防人員需要克服種種不利因素，攜帶各種防護(hù)和滅火設(shè)備進(jìn)入現(xiàn)場，而且在撲救此類火情時(shí)需要專業(yè)化程度更高的消防設(shè)備，這些都是影響滅火救援效率的重要因素。現(xiàn)今，高層建筑平均建筑高度不斷攀升，一些超高層建筑給消防救援帶來了較大困難，一般高壓水槍和消防云梯難以在消防救援任務(wù)中發(fā)揮作用。而且在執(zhí)行此類任務(wù)時(shí)，消防人員往往需要背負(fù)沉重的專業(yè)化設(shè)備進(jìn)至相應(yīng)位置，因此這類任務(wù)對消防人員的體能消耗很大，在高度依賴消防人員人工撲救的情況下其滅火救援效率相對有限[7]。

3 固定消防設(shè)施在高層建筑滅火救援處置中的價(jià)值

高層建筑火災(zāi)火情復(fù)雜且發(fā)展速度較快，單純依靠外部消防力量難以滿足滅火救援需求，各類針對高層建筑滅火任務(wù)設(shè)計(jì)的消防車雖然能夠攜帶較多設(shè)備和滅火用水，但其體量與高層建筑火災(zāi)滅火救援需求仍有量級差異，單純增加外部消防救援力量往往事倍功半，只有結(jié)合消防需求和既有高層建筑滅火救援經(jīng)驗(yàn)為高層建筑完善配置各類固定消防設(shè)施方能進(jìn)一步提升滅火救援效能[8]。以高層建筑各層配置的消火栓為例，這是消防人員進(jìn)入建筑內(nèi)部進(jìn)行滅火救援的主要水源，保證建筑內(nèi)部有靈活可用的獲取水接口是消防人員進(jìn)入建筑內(nèi)部實(shí)施滅火救援的關(guān)鍵基礎(chǔ)。而且，不同類型的固定消防設(shè)施賦予了建筑本身和非專業(yè)消防人員一定的火災(zāi)預(yù)警和初期火情控制能力，這使得建筑內(nèi)相關(guān)人員能夠及早發(fā)現(xiàn)初期火情并對其進(jìn)行有效控制，這為消防人員到場組織全面滅火救援爭取了寶貴時(shí)間。消防人員在執(zhí)行任務(wù)時(shí)可以根據(jù)建筑配置的固定消防設(shè)施擬定合理的滅火救援計(jì)劃，將建筑自有的消防力量與消防人員的專業(yè)化素質(zhì)、專業(yè)化設(shè)備進(jìn)行充分整合，更好地發(fā)揮合力。

4 固定消防設(shè)施在高層建筑滅火救援處置中的應(yīng)用

4.1? 憑借火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)提升滅火救援效率

高層建筑配置了火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)以煙霧熱量傳感器為信息采集端，傳感器分布于高層建筑各層關(guān)鍵位置。發(fā)生火情后此處空氣熱量不斷升高并產(chǎn)生煙霧，傳感器采集環(huán)境信息并回傳于系統(tǒng)進(jìn)行分析，一旦環(huán)境參數(shù)超過系統(tǒng)設(shè)置的安全閾值就會觸發(fā)火災(zāi)警報(bào)，高層建筑內(nèi)的管理人員可在監(jiān)控系統(tǒng)和火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的搭配下及時(shí)明確火情態(tài)勢，盡早發(fā)現(xiàn)和控制初期火情。在火情初期火勢輕微的情況下，建筑內(nèi)的管理人員在聯(lián)系消防部門后，可先根據(jù)系統(tǒng)信息展開滅火行動，全力控制火勢發(fā)展，為消防部門爭取更多滅火救援時(shí)間?；馂?zāi)報(bào)警系統(tǒng)可以清楚地顯示不同位置的傳感器報(bào)警順序，這對科學(xué)制定滅火救援計(jì)劃有重要價(jià)值，消防人員可以根據(jù)系統(tǒng)提供的報(bào)警順序判斷起火點(diǎn)位置，而且根據(jù)報(bào)警順序還能夠進(jìn)一步分析當(dāng)前火情蔓延方向，據(jù)此消防人員可以科學(xué)分配消防救援力量，提前趕往尚未過火的區(qū)域阻止火勢蔓延并根據(jù)火情信息安排高層建筑內(nèi)的人員有序撤離。高度重視火災(zāi)報(bào)警信息并依托相關(guān)信息科學(xué)組織滅火救援能夠有效提升行動效率。

4.2? 應(yīng)用自動噴淋系統(tǒng)對初期火情進(jìn)行控制

自動噴淋系統(tǒng)是高層建筑重要的固定消防設(shè)施，其與火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)相連，共享系統(tǒng)內(nèi)的各類消防信息，一旦系統(tǒng)發(fā)出火災(zāi)報(bào)警，對應(yīng)區(qū)域的消防噴淋系統(tǒng)將自動啟動撲滅或控制初期火情。自動噴淋系統(tǒng)主要由消防水池、壓力泵、信號閥、水流指示器以及電氣控制系統(tǒng)組成，其中電氣控制系統(tǒng)電容結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，其發(fā)生故障的概率也更大，因此，想要保障自動噴淋系統(tǒng)能夠切實(shí)發(fā)揮自身效能，要定期對系統(tǒng)進(jìn)行檢查，重點(diǎn)排查電氣控制系統(tǒng)的故障。從既往使用經(jīng)驗(yàn)上看，總線控制的自動噴淋系統(tǒng)容易在火勢較大時(shí)失效，為保障系統(tǒng)能夠有效壓制初期火情，應(yīng)采用多線控制的形式設(shè)置多個控制中樞，確保每個控制中樞都具有多方向的噴淋控制能力，同時(shí)實(shí)現(xiàn)控制中樞的信息互通共享。日常檢查過程中要采取手動激發(fā)的形式對各區(qū)域噴淋系統(tǒng)進(jìn)行檢測，從水壓、單噴頭噴淋范圍、接觸煙霧及熱信號后反應(yīng)時(shí)間等方向確保噴淋系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，運(yùn)維過程中如發(fā)現(xiàn)故障問題應(yīng)及時(shí)排除，動態(tài)檢查工作應(yīng)形成相應(yīng)的運(yùn)維日志，確保自動噴淋系統(tǒng)時(shí)刻處于正常工作狀態(tài)。

4.3? 充分利用消火栓泵供水滅火

高層建筑在整體設(shè)計(jì)過程中就已考慮到各層消防供水需求，因此各層關(guān)鍵位置均設(shè)計(jì)有消火栓泵。一般來講，只要消火栓泵能夠正常供水其將作為高層建筑滅火救援的主水源。消火栓泵要保證供水壓力方能達(dá)到較好的滅火效果，不同高度的高層建筑其消火栓水壓標(biāo)準(zhǔn)各不相同，根據(jù)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》，高度小于等于100m的高層建筑，其最不利點(diǎn)消火栓靜水壓力不應(yīng)低于0.07MPa，而高度在100m以上的高層建筑，這一參數(shù)應(yīng)大于等于0.15MPa，在消火栓自身能夠保持標(biāo)準(zhǔn)以上水壓參數(shù)時(shí)消防人員連接水帶與槍頭后可在安全范圍內(nèi)對起火位置進(jìn)行撲救。某些情況下，高層建筑室內(nèi)供水系統(tǒng)可能存在水壓偏低的情況，此時(shí)在較高樓層無法直接使用消火栓執(zhí)行滅火救援任務(wù)，面對這種情況可以將消防車的外接水泵與高層建筑消防供水系統(tǒng)預(yù)留的管道接口進(jìn)行連接，通過消防車水泵對建筑內(nèi)消防供水管道進(jìn)行加壓，確保水壓滿足滅火救援需求。最后，在供水需求相對較大時(shí)還可以采用鋪設(shè)水帶的方式進(jìn)一步補(bǔ)足消防用水，可以根據(jù)滅火救援需求從不同樓梯鋪設(shè)水帶，多點(diǎn)共進(jìn)合力滅火。

4.4? 根據(jù)火情落實(shí)防火分隔

高層建筑起火后火情蔓延往往較快，一旦火情蔓延至易燃物較多的區(qū)域，滅火救援難度將成倍提升，在這種情況下，妥善利用建筑固定消防設(shè)施進(jìn)行防火分隔能夠阻止火勢蔓延、避免火情復(fù)雜化。高層建筑在設(shè)計(jì)過程中需要遵照《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》設(shè)置具有相應(yīng)耐火參數(shù)的防火墻、防火卷簾門和一般防火隔離門，以高層民用建筑為例，在防火分區(qū)設(shè)計(jì)過程中其單塊防火區(qū)域面積不得超過1500m2，如有地下建筑結(jié)構(gòu)，此部分單塊防火區(qū)域面積應(yīng)在500m2以內(nèi)。防火隔斷區(qū)的防火卷簾門和一般防火門極限阻燃時(shí)間應(yīng)≥3h。在確保建筑本身滿足上述要求的前提下，可以在發(fā)生火災(zāi)時(shí)迅速進(jìn)行防火分隔，圍堵火情并集中撲救。防火分隔在有效阻止火勢蔓延的基礎(chǔ)上能夠?yàn)槿藛T疏散和任務(wù)部署爭取寶貴時(shí)間，在明確當(dāng)前火情態(tài)勢的基礎(chǔ)上迅速制定防火分隔計(jì)劃，以當(dāng)前火情波及區(qū)域?yàn)榛鶞?zhǔn)關(guān)閉周邊防火門。防火門不僅能夠直接阻止火勢蔓延而且在關(guān)閉防火門后高層建筑內(nèi)氣流流通速率下降，這也有助于限制火情進(jìn)一步發(fā)展。

4.5? 使用建筑防排煙系統(tǒng)提升滅火救援安全性

高層建筑發(fā)生火災(zāi)后，應(yīng)根據(jù)火情態(tài)勢啟動建筑防排煙系統(tǒng)加速室內(nèi)高濃度煙氣排出。當(dāng)前高層建筑的防排煙設(shè)施多采用智能化控制系統(tǒng)，各個排煙設(shè)施分布于不同樓層的不同位置，所有排煙設(shè)施均有獨(dú)立的傳感器和控制系統(tǒng)，煙霧傳感器檢測到煙霧濃度超過設(shè)定閾值后便會根據(jù)智能化控制系統(tǒng)分區(qū)啟動防排煙設(shè)施。在使用防排煙設(shè)施排煙時(shí)要注意根據(jù)火情態(tài)勢和排煙設(shè)施的啟動情況關(guān)閉附近區(qū)域的樓梯間外窗，確保煙氣能夠從固定排煙出口迅速排出。高層建筑輔助防排煙包括機(jī)械加壓送風(fēng)排煙和機(jī)械排煙兩種形式，其中機(jī)械加壓送風(fēng)防煙要求相關(guān)機(jī)房設(shè)置于耐火極限高于2.5h的防火墻內(nèi)，每層均設(shè)置加壓送風(fēng)口，加壓風(fēng)機(jī)需與常閉百葉窗配合，風(fēng)機(jī)啟動時(shí)，百葉窗向外打開排出煙氣，風(fēng)機(jī)不啟動時(shí)百葉窗關(guān)閉防止空氣倒灌。機(jī)械排煙系統(tǒng)包括排煙軸流風(fēng)機(jī)和排煙支管等，相關(guān)設(shè)備均應(yīng)配置防火閥，防火閥啟動閾值一般設(shè)置在280℃左右。妥善應(yīng)用防排煙系統(tǒng)可有效提升滅火救援安全性。

4.6? 組織人員從防火通道迅速撤離

在高層建筑發(fā)生火災(zāi)且有人員被困時(shí)要迅速檢查防火通道情況，如防火通道尚能正常通行要根據(jù)被困人員位置選擇就近防火通道組織人員有序撤離。如防火通道已被火勢覆蓋則要組織攻堅(jiān)先控制消防通道的火情，打通撤離疏散通道。一些超高層建筑設(shè)有避難層，消防人員到場后要根據(jù)現(xiàn)場情況迅速研判，明確撤離保護(hù)方案。消防電梯要具備優(yōu)秀的防火性能和雙向控制能力，應(yīng)確保其在有限火情范圍內(nèi)能夠正常運(yùn)作。為了確保高層建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)消防通道能夠切實(shí)發(fā)揮應(yīng)有效能，日常檢查過程中要注意雙通道是否通暢，消防通道指示燈是否正常工作。按照相關(guān)規(guī)定，消防通道指示牌應(yīng)具備使用應(yīng)急電源進(jìn)行標(biāo)識發(fā)光和照明的功能，日常檢查過程中要進(jìn)行模擬測試保障其功能正常。在組織人員撤離的過程中，要讓平面移動速度和樓梯移動速度相對較慢的老幼人群優(yōu)先撤離，最大限度保障所有被困人員安全。

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