重返2009 年2 月9 日央視新址電視文化中心(TVCC)大火現(xiàn)場,我們試圖從科學(xué)的角度還原火情發(fā)展的真實過程。對于這起由大火引發(fā)的公眾事件,身處事發(fā)核心地帶能觀察到的境況,其實不同于電視畫面與眾多口水所描述的那個世界。
深一腳,淺一腳,沒有燈。當(dāng)李引擎踏入這棟標(biāo)高159.68 米的建筑時,前一晚的可怖場景,仍不斷閃回于他的思緒中。
“是不是整個結(jié)構(gòu)都歪了?”巨大的懸疑催促他穿行工地,將落滿一地的銀色晶體踩在腳底。一抬頭,覆蓋大樓的鈦鋅面板已從視線中消失,空余下支撐面板的網(wǎng)架裸露在春日寒風(fēng)中,近看已有幾個網(wǎng)架桿件局部有些變形。
“由主結(jié)構(gòu)支撐的外部附加幕墻層受損嚴重,基本燒光。但支撐面層材料的網(wǎng)架體系并沒有垮塌”,肉眼檢視結(jié)果令李暫時寬心。更重要的發(fā)現(xiàn)是,絕大部分網(wǎng)架仍包裹著防火材料——它們與大火搏斗后得以幸存。
作為少數(shù)親臨火場進行火情評估的專家之一,中國建筑科學(xué)院建筑防火研究所所長李引擎,于大火撲滅不到12 小時就進入大樓。他熟絡(luò)這座異形建筑的防火狀況,因為早前通過的TVCC 消防性能化評估,即由他所在的防火所完成。
站立在樓內(nèi),李引擎很快意識到這起由大火引發(fā)的公眾事件,身處事發(fā)核心地帶能觀察到的境況,其實不同于電視畫面與口水所描述的那個世界?!爸鹘Y(jié)構(gòu)部分有小的局部受損,總體是無大礙的。由外幕墻燃燒進來的火導(dǎo)致部分相鄰房間有過火痕跡,但總體燒損并不嚴重”,李引擎向記者透露,在首層CCTV5 演播大廳內(nèi),他甚至看到有些沙發(fā)座椅保存完好,連外包裝都還留在那里。
他說,大多數(shù)火場都會飄散出刺鼻氣味,但TVCC 樓內(nèi)卻感覺不甚明顯,因為“主要是外部燃燒”,而且一場火災(zāi),從燒到滅的4 個小時,和在一個點燃燒4 小時,并非同一概念。
“這個公式是無效的”
濃煙升起于月圓之夜。北京城近五分之一的消防車當(dāng)晚8 點27 分后陸續(xù)沖出夜色,向東三環(huán)紅光映天的方向集結(jié),其中包括望京中隊的大家伙,擁有90 米級登高平臺的博浪濤消防車(BRONTO)——這剛好達到鳥巢的建筑高度。依照消防部門的計劃,此級別云梯車僅限于高層滅火與營救被困人員時出動。
考慮到研發(fā)成本與安全性等問題,全球研發(fā)屈臂53 米以上高度消防車的廠家并不多見,這一高度已被認為適用于大多數(shù)火場消防。不過在這個黑夜,由于無法對TVCC 百米以上的大火實施有效壓制,甚至連90 米級的博浪濤都無法成為主角。知情人還向記者表示,通常情況下,云梯車也只能升到限定值的80%。
火情慘烈,以至于在最前線的地方,一輛30米級的尼桑森田消防車停在距大樓僅3 米開外,不斷下墜的爆炸物殘骸,將車體砸得坑坑洼洼。參與TVCC 施工設(shè)計的北京城建集團副總工程師金星向記者坦承,央視配樓的扭曲設(shè)計的確對消防滅火有影響,無法讓云梯貼合或平行于外墻。
一位不具名的紅廟消防中隊人士透露,作為主戰(zhàn)中隊,當(dāng)晚他們傾巢而動,一共出車8 次。3 個月前剛從百子灣中隊調(diào)來的指導(dǎo)員張建勇帶領(lǐng)4 名消防兵,作為第一波力量于8 點40 分左右沖上大樓進行火情偵查。電臺陸續(xù)傳回的消息稱,13 層以上消防栓出水困難,大樓內(nèi)濃煙彌漫。
作為一幢時髦建筑,TVCC 大樓擁有一處巨大的中庭。據(jù)所獲資料顯示,TVCC 主樓中庭南北跨度約39 米,東西為25 米左右,上部位于建筑標(biāo)高129.750 米 至137.750 米,計8 米高的桁架上。
記者試圖依據(jù)日本《建筑物綜合防火設(shè)計》提供的計算方法,以期還原張建勇被濃煙圍困時,中庭煙氣層的臨界高度。該公式是z = 1.6+0.1(H h) ,其中z 表示煙層距離疏散地面的臨界高度;H 表示空間頂棚距離火源位置的高度;h 表示疏散通道距離火源位置的高度。高度計量單位為米。
但李引擎并不認同完成這項推論的可行性,理由是TVCC 大火十分特殊,“大樓里的煙霧從樓外強迫進去,是無規(guī)律的;對于這場從上往下,自外向內(nèi)燃燒的大火,這個公式是無效的,因為物理邊界條件完全不對,傳統(tǒng)的火災(zāi)是自下而上,從里向外擴張?!?/p>
張建勇隨后與外界失去聯(lián)絡(luò),據(jù)本刊消息來源引述,電臺里傳來的最后一句話是:“煙把樓梯道封住了,我們下不去了?!逼浜笞叱龌饒龅钠渌勘m然身無大礙,但渾身無力,他們報告說,張建勇還困在14 層。此時濃煙正從敞開的窗戶灌入大樓,爾后自并未密閉的空間重新涌向樓外的深色夜空中。烈火肆起時,一時煙霧遮蔽圓月。
這無疑是1949 年以來北京消防史上最長的一晚?!盁枚啻?,都不怕,別困住人”,一位參與當(dāng)晚救火的消防員說。
3 小時耐火極限
TVCC 大樓周邊居民很快被疏散。事發(fā)當(dāng)晚,本刊記者于9 時許抵達TVCC 大樓北側(cè)不足百米的一處工地。隔朝陽路相望,警燈閃爍,園林部門的運水車成隊停在路旁?!芭椤保Y花依然不時照耀天空,空曠的聲響讓大樓身前的呼家樓新苑兩棟居民樓里的感應(yīng)燈,整齊劃一地亮起,滅掉,又亮起來。
如果相同的火災(zāi)不幸在類似的小開間居民樓中發(fā)生,或許火情不會如此傷人。李引擎回憶,在經(jīng)濟不發(fā)達的20 世紀80 年代,樓房開間普遍不大,商店具有幾百平米空間 就已是相當(dāng)寬 .。當(dāng)時 的防火手段主要靠砌防火墻,一旦火災(zāi)發(fā)生,火情會被控制在極小的范圍不至蔓延全樓。直至今日這一思路依然得到傳承,只是在樓層開間越來越大的當(dāng)下,磚砌的防火墻被代之以其他材料。
李引擎介紹說,防火規(guī)范總體上按照面積劃分防火分區(qū)。有的樓層面積很大,比如有上萬平米的敞開空間,如果不做防火分區(qū),則會在一次火災(zāi)中全部受損。于是就啟用諸如防火墻模式的設(shè)施——防火卷簾等實施區(qū)域分割。這些卷簾平時大都隱藏在吊頂空間內(nèi)。卷簾的垂直下方被禁止放置任何物品,以防止下降時被阻斷。
一旦著火,火災(zāi)探測器會首先將信號傳到中控室,再由中控室自動操縱卷簾下放,隔開各防火分區(qū)。防火卷簾旁邊會有一個平開的逃生小門,以供疏散。
目前防火卷簾材料以鋼制與纖維制為主。為彌補鋼的導(dǎo)熱性,鋼制卷簾在中間加入隔熱材料,而纖維制卷簾兩層之間則通過空氣隔熱。除了要求卷簾在限定時間內(nèi)不燒壞坍塌,背火面溫度還應(yīng)不超過140℃——這是一個安全溫度,它能保證在1000℃高溫實驗中,背火面如有可燃物不會出現(xiàn)自燃?;馂?zāi)中如有被困人員,只要不貼近卷簾,亦能確定不會被灼傷。
而且此種狀態(tài)要保持3 小時,被稱為3 小時耐火極限。這個數(shù)值的歷史沿革也源自磚砌防火墻時代,當(dāng)時國家規(guī)定將3 小時作為其耐火標(biāo)準(zhǔn),難料日后防火墻這一概念,很快被技術(shù)革新不斷異化為其他材料,但這一標(biāo)準(zhǔn)則被堅持沿用至今。不過由于承重墻、樓板等建材的耐火時間標(biāo)準(zhǔn)又不盡一致,實際上殊難保證一個合乎耐火標(biāo)準(zhǔn)的防火分區(qū)四周的所有分隔構(gòu)件均達到3 個小時的耐火極限。
“還有一種防火方法是使用水幕,不過實際工程中很少采用”,李引擎說,這是一種相當(dāng)于瀑布式的防火分隔方法,它通過密集的水幕噴頭,釋放出的水流沖擊力對火勢實施遮斷。之所以難以普及,是因為當(dāng)強大水幕開始阻截分割工作時水量驚人。李曾經(jīng)遇到某地一處建筑工程準(zhǔn)備安裝水幕進行大面積分隔,但當(dāng)?shù)刈詠硭块T聞后直言,如此大的水量,水源廠很難保證。此外,這種防火分隔方法也有顯而易見的后遺癥——火災(zāi)完后變水災(zāi)。
自20 世紀90 年代開始,防火卷簾被要求在北京市新建大型建筑中使用,已有十多年的歷史,TVCC 工程同樣概莫能外。知情人向本刊記者表示,從其接觸到的央視新樓設(shè)計的整個過程,感覺防火要求是偏嚴的。因為這個建筑的特殊性,參與者不敢掉以輕心,在拿不準(zhǔn)的時候,一定是偏嚴的,很多細部是經(jīng)過反復(fù)討論。李引擎透露的更鮮為人知的細節(jié)是,在設(shè)計期間就已專門考慮為該建筑群設(shè)立了專職消防站,處于研討期間時,還討論過為消防直升機修建停機坪。對該工程的消防防火設(shè)計,如履薄冰之姿可見一斑。
李引擎特別強調(diào)的是,TVCC 是一個在建建筑發(fā)生的火災(zāi),而不是一個已投入使用正常管理的建筑發(fā)生的火災(zāi),這兩者之間有著本質(zhì)上的區(qū)別。在建建筑里面需要規(guī)范使用的消防設(shè)施還不能正常使用,還沒有形成一個完全穩(wěn)定有效的自保系統(tǒng)。人們通過災(zāi)難需要總結(jié)探索一些新的問題,避免類似問題再發(fā)生是必要的。但特別要注意的是必須理性和科學(xué),不能無限制、無邊際地外推結(jié)論。本來是這個事,但是卻說到那個點上,本來具有很偶然性和特殊性的東西,非要得出普遍性的結(jié)論,一定會有失誤。
鈦鋅板的下落
張建勇被救出火場。一小時后,他躺在朝陽醫(yī)院的病床上再沒醒來。戰(zhàn)友們在為張整理遺物時,看到燒熔的可燃物從頭盔上不斷滴落,因為這些銀色晶體的凝結(jié),他的頭盔增重了10 多公斤。窗外的天空,仍在持續(xù)爆炸,耀眼的火光從樓體迸發(fā)出來,閃亮片刻過后熄滅,悄然急速下墜,在街燈與警燈的照射下落向地面,開出銀白色小花。
這些小花是鈦鋅板的杰作。TVCC 幕墻最外層即是鈦鋅板(約2 毫米),均采用德國產(chǎn)萊茵鋅板材加工。此外,依次向里分別為三元乙丙橡膠防水卷材(約2 毫米,其中鈦鋅板與防水卷材之間存在一個約20~40 毫米的間隔,即為空氣層)、擠塑聚苯板( 約75 毫米) 、無紡布防潮層以及瓦楞鋼板。
大火起因依然是一道迷。有媒體報道指,是最初落在屋頂上的焰火燒穿了頂面的鋁板。但鈦鋅板本身并不燃燒,擊穿鈦鋅版的直接后果,應(yīng)該僅限于將鈦鋅板融化。
對于大火燃起的原始狀態(tài),李引擎的分析是,極有可能禮花彈打到樓頂某一處,恰好正值施工期間,屋頂上堆放有可燃材料。禮花彈引燃可燃材料,一路延燒至由防水卷材等組成的保溫層,溫度達到400~500℃后,位于樓頂附近墻體立面的鈦鋅板開始融化。
大風(fēng)始于青萍之末。伴隨著金屬融化過程中的亮光,第一滴鈦鋅板熔渣開始滴落,它將最初的落腳點選在下方不到50 毫米的保溫層。經(jīng)過短時間的滲透與媾和,獲取更大熱量后,它又迫不及待裹挾著被引燃的保溫層材料一路向下滑動,又憑藉樓面外層是一個沒有隔斷的連續(xù)結(jié)構(gòu),所到之處,高溫持續(xù)從保溫層接力而出,鈦鋅板被反復(fù)烘烤,第二滴熔渣不久也冒了出來,然后是第三滴。
存在于鈦鋅板與保溫層之間的空氣層,也事實形成了作用形同小煙囪的空氣管道,一股豎向氣流的吹襲,使熔渣滑動愈來愈快,以至于飛出大樓,拋開燃燒主體直奔大地而去。緊跟著,越來越多火花在引燃保溫層后飛向空中,蝴蝶之翅最終扇起滂沱大雨,TVCC 頃刻間熊熊燃燒。西、南、東側(cè)外墻裝修材料過火,其中鈦鋅板幕墻外皮5.5553 萬平方米的面積,大部分被付之一炬。
經(jīng)過3 個多小時,大火一直燃燒到23 時58 分才得到有效控制。與此同時,網(wǎng)絡(luò)上各路傳說早已四起,從馬尼拉到舊金山,人們驚嘆于TVCC 燃燒速度之快。數(shù)天后,國內(nèi)某媒體引述專家采訪認為,TVCC 的外墻建材中沒有添加阻燃劑,系火勢迅猛一大原因。
本刊記者所采訪的建材專家稱,目前市面上的保溫材料都已添加阻燃劑,央視的建材是建委所推薦,料無問題。
在李引擎的表述中,阻燃劑不是獨立存在的,它是作用于可燃材料之中的,而且阻燃只是對材料處理的一個過程而不會根本改變材料的燃燒特性。一種材料經(jīng)過阻燃處理后,它只能讓燃燒速度相對減慢,做到當(dāng)出現(xiàn)小的疏忽時,火苗不會馬上起來,為滅火和逃生提供一定的有效時間。民間對阻燃概念有誤解,認為只要阻燃就不會燃燒,實際上只是相對不易點燃。阻燃就通過嘔煙的代價來延緩燃燒速度。而阻燃劑釋放煙霧所產(chǎn)生的毒副作用,有時會比燃燒材料本身還厲害。而遇到真正的大火,阻燃與未阻燃過的同一種材料已無大的區(qū)別了。
就材料本身,像常用于保溫層的擠塑板,聚氨酯目前在建筑中大量使用,在它們自身的可燃特性無法改變的時候,現(xiàn)在需要尋找一個平衡點,在建筑具有保溫防水功能的前提下,同時考慮防火性能。
尾聲
事發(fā)當(dāng)晚12 點半,除了高層一處閃動的火團,樓的顏色已經(jīng)從刺眼的紅,變成黯淡的灰。強光燈打在它冒煙的墻面上,兩條網(wǎng)架貼著大樓兩側(cè)通向頂層,攙扶著這棟159 米高的建筑。記者看到,稍低點的樓層里,一道四處照射的手電燈光在大樓內(nèi)若隱若現(xiàn),像是在尋找迷失的方向??諝饣鞚?,看客組成的人墻站滿了街道的這一側(cè),他們身后巨大的地基坑里,轟鳴的打樁機還在工作,兩個工人站在機器旁邊,仿佛前方不足100米的地方正發(fā)生的故事與己無關(guān)。