超高層建筑消防安全問題及對策

●羅 暉

(廣西消防總隊，廣西 南寧 530022)

隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，我國各地的高層建筑逐漸增多，為現(xiàn)代化城市帶來生機與活力，但同時也給消防安全帶來了新的問題，特別是高度超過100m的超高層建筑。2010年上海市膠州路“11·15”高層公寓樓的沖天大火，再次引發(fā)舉國上下對于高層建筑消防安全的廣泛關(guān)注和反思。在廣西南寧，號稱西南第一高樓的超高層建筑—南寧地王大廈，從建成投入使用至今也已接連發(fā)生兩起火災(zāi)，所幸及時處置沒有造成較大危害。如何防控超高層建筑的火災(zāi)，最大限度的創(chuàng)造和諧因素，是每個消防工作者面臨的艱巨任務(wù)。筆者就如何預(yù)防超高層建筑消防安全問題，提出一些看法，供同行參考。

一、超高層建筑的火災(zāi)特點

現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》規(guī)定:建筑高度超過100m的建筑通常稱為超高層建筑。總結(jié)國內(nèi)外典型的多起超高層建筑火災(zāi)，其突出的特點主要有:

(一)火災(zāi)蔓延速度快

超高層建筑由于火災(zāi)蔓延途徑多，影響火勢蔓延的因素復(fù)雜，超高層建筑本身具有煙囪效應(yīng)，加上各種樓梯間、電梯井、管道井、風(fēng)道、電纜井等豎向井道以及受熱易碎的玻璃幕墻，如果防火分隔處理不好，火勢可以通過門、窗、吊頂、走道、可燃隔墻等途徑水平蔓延，也能從豎向管井和孔洞、共享空間、玻璃幕墻縫隙等途徑垂直蔓延。

(二)人員疏散困難

一是層數(shù)多，高度高，垂直距離長，人員疏散到地面或其它安全區(qū)域的時間長;二是人員相對集中，疏散困難;三是發(fā)生火災(zāi)時由于各豎井空氣流動暢通，火勢和煙霧向上蔓延快，增加了疏散的難度。發(fā)生火災(zāi)時，要使人員迅速疏散到地面或建筑物內(nèi)避難層及不受火災(zāi)威脅的安全部位十分艱難。數(shù)千甚至數(shù)萬人從整幢大樓疏散到地面，少則幾十分鐘，多則幾小時。

(三)火災(zāi)撲救難度大

超高層建筑高達上百米以上，目前的消防車供水能力和供水器材的耐壓強度達不到所需的高度，登高消防車和消防直升機是撲救超高層建筑火災(zāi)的先進設(shè)備，登高消防車只能救助相應(yīng)伸展高度內(nèi)的被困人員和實施滅火，消防直升機只能救助逃生到屋頂停機坪的被困人員或運送消防隊員到屋頂停機坪，發(fā)生火災(zāi)時從室外進行撲救相當(dāng)困難。另外，大面積玻璃幕墻受高溫或火焰作用，易碎裂形成“玻璃刀”，時刻威脅超高層建筑四周參與救災(zāi)的消防車、器材裝備和救助人員。因此，超高層建筑火災(zāi)撲救難度大，一般要立足于自防自救，靠自身消防設(shè)施實現(xiàn)滅火。

二、廣西超高層建筑消防安全問題現(xiàn)狀

(一)防火分隔處理不徹底

超高層建筑內(nèi)設(shè)有電梯井、電纜井、管道井等各種豎向管井，管井施工后，樓板和孔洞沒有嚴(yán)格按規(guī)范進行防火封堵，大量的玻璃幕墻與樓板處沒有完全進行封堵或封堵不徹底，火災(zāi)時往往變成火災(zāi)蔓延的最佳途徑。如2007年5月南寧地王大廈發(fā)生的火災(zāi)，就是有關(guān)管井沒有按規(guī)定封堵，以致火災(zāi)時，煙氣很快蔓延到各樓層。

(二)可燃物多、火災(zāi)荷載大

超高層建筑內(nèi)部裝修中使用了大量可燃或難燃材料，室內(nèi)擺放家具等易燃物，還敷設(shè)著許多電線電纜。據(jù)資料介紹:一般住宅的火災(zāi)荷載為35～60kg·m－2，高級旅館為 45 ～60kg·m－1。一旦失火，大量的可燃物，將會使超高層建筑產(chǎn)生大量的熱量，火災(zāi)中形成的濃煙就會順著電梯井、垃圾井等豎向“煙囪”，以3～5m·s－1的速度迅速蔓延。

(三)功能繁多、用電量大

超高層建筑用途廣泛，功能復(fù)雜，集辦公、會議、娛樂、餐飲、商務(wù)、住宿等于一體。同時，因功能需要，一般都配備大量的電器設(shè)備，都有可能成為導(dǎo)致火災(zāi)的因素。

(四)消防裝備配備不能適應(yīng)撲救超高層建筑火災(zāi)的需要

一是現(xiàn)有消防車的供水能力和供水器材的耐壓強度達不到超高層建筑所需的壓力要求;二是登高消防車因受技術(shù)局限，只能在有限空間內(nèi)實施滅火和救援;三是一些超高層建筑雖設(shè)有直升飛機停機坪，但警用直升機的配備相當(dāng)欠缺，全國公安系統(tǒng)截止目前僅擁有30余架直升機，相當(dāng)多的二、三線城市限于財力沒有配備警用直升機。其用途主要定位于空中治安巡邏、跟蹤追捕犯罪嫌疑人、疏導(dǎo)交通、空中指揮等等，距離真正的消防直升機還有很大的差距。

三、預(yù)防超高層建筑火災(zāi)的技術(shù)措施

(一)合理規(guī)劃超高層建筑的平面布局

一是合理選擇位置。根據(jù)火災(zāi)時輻射熱對相鄰建筑的影響，易燃易爆場所火災(zāi)時對高層建筑的影響，以及消防滅火救援和節(jié)約用地等綜合因素，超高層建筑與臨近建筑必須保持必要的防火間距。二是合理規(guī)劃消防車道和消防撲救面。由于超高層建筑體量大，高度高，必須設(shè)置環(huán)形消防車道，主體建筑應(yīng)滿足消防車撲救的需要，盡管目前登高消防車舉高能力有限，但在其有限操作范圍內(nèi)還是要為消防部門滅火救助提供有效外圍途徑。三是合理布置燃油、燃氣鍋爐、油性變壓器、柴油發(fā)電機、燃油燃氣以及人員密集場所等用房的位置。采用控制和分隔辦法把可燃物控制在局部范圍內(nèi)。

(二)提高超高層建筑建筑構(gòu)件的耐火等級

超高層建筑不論采用哪種結(jié)構(gòu)體系，其耐火等級不應(yīng)低于一級的要求，從消防角度看，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)是最理想的，但由于鋼結(jié)構(gòu)施工方便、施工速度快等特點，目前不少超高層建筑采用鋼結(jié)構(gòu)。從無數(shù)火災(zāi)案例和科學(xué)試驗所證明，無防火保護的鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)的作用下，15min左右就會燒損或破壞。因此，對超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑防火處理尤為重要，對梁、柱、樓板、屋頂承重構(gòu)件等應(yīng)滿足一級耐火等級的要求。

(三)處理好水平和垂直方向的防火分隔

一是合理劃分防火分區(qū)。利用防火墻或防火卷簾等防火分隔物將建筑水平面劃分為若干水平防火分區(qū)，通過樓板等構(gòu)件將上、下樓層劃分為若干垂直防火分區(qū)，即使發(fā)生火災(zāi)，也不至于蔓延到其它區(qū)域，把火災(zāi)控制在較小的范圍。二是對管井防火分隔的處理。電梯井、電纜井、管道井、排煙道、排氣道、垃圾道等豎向管道井應(yīng)獨立設(shè)置，井壁除開設(shè)門洞外，不應(yīng)開設(shè)其它洞口，其井壁應(yīng)為耐火極限不低于1.0h的不燃燒體;電纜井、管道井應(yīng)每層在樓板處用相當(dāng)于樓板耐火極限的不燃燒體材料或防火封堵材料作防火分隔。三是豎向連通各層的中庭應(yīng)進行防火處理。房間與中庭回廊相通的門、窗，應(yīng)設(shè)自行關(guān)閉的乙級防火門、窗;中庭相通的過廳、通道等，應(yīng)設(shè)乙級防火門或耐火極限大于3.0h的防火卷簾分隔;中庭每層回廊應(yīng)設(shè)有自動噴水滅火系統(tǒng)和火災(zāi)自動報警系統(tǒng)。四是玻璃幕墻與樓板縫隙處應(yīng)進行防火處理。應(yīng)設(shè)置必要的窗檻墻、窗間墻，其高度不應(yīng)低于0.8m，窗檻墻、窗間墻的填充材料應(yīng)采用不燃材料。五是處理好穿越各樓梯的風(fēng)管分隔。垂直風(fēng)管應(yīng)設(shè)在管井內(nèi)，通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的風(fēng)管道穿越防火分區(qū)處，穿越通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)機房穿越重要的或火災(zāi)危險性大的房間隔墻和樓板處以及垂直風(fēng)管與每層水平風(fēng)管交接處應(yīng)設(shè)防火閥進行有效分隔，防止煙火通過風(fēng)管蔓延。

(四)合理設(shè)置安全疏散設(shè)施

針對超高層建筑的火災(zāi)特點，設(shè)計上應(yīng)體現(xiàn)“以人為本”的原則，從嚴(yán)要求，將疏散樓梯、電梯布置在建筑平面中心，圍繞疏散樓梯設(shè)置環(huán)形走道或雙向走道，優(yōu)化安全疏散距離，為人員疏散到安全地方創(chuàng)造條件。一是合理設(shè)置防煙樓梯。防煙樓梯應(yīng)滿足防火防煙要求，其防煙設(shè)施和排煙設(shè)施應(yīng)滿足規(guī)范要求，確保逃生通道的安全。二是合理設(shè)置避難層或避難間。避難層或避難間是保障超高層建筑內(nèi)人員發(fā)生火災(zāi)時安全脫險的一項有效措施，一般避難層的設(shè)置，自首層至第一個避難層或兩個避難層之間，不宜超過15層。三是設(shè)置完善的疏散引導(dǎo)系統(tǒng)。目前，發(fā)光疏散指示標(biāo)志主要有兩種:一種是電致發(fā)光型疏散指示標(biāo)志;另一種是光致發(fā)光型疏散指示標(biāo)志。超高層建筑疏散誘導(dǎo)系統(tǒng)應(yīng)以電致發(fā)光型疏散指示標(biāo)志為主，輔以光致發(fā)光型疏散指示標(biāo)志。四是設(shè)置屋頂直升飛機停機坪。停機坪的作用主要是搶救屋頂上的逃生人員和運送滅火器材。

(五)嚴(yán)格控制易燃材料裝修，減少火災(zāi)荷載

從控制火災(zāi)三要素出發(fā)，必須控制超高層建筑內(nèi)裝修材料的使用，嚴(yán)格控制可燃易燃材料的裝修，最大限度的減少可燃物。

(六)完善建筑自身的消防設(shè)施，采用先進的技術(shù)防范手段提高超高層建筑的安全等級

針對超高層建筑無外部救援的特點，必須完善建筑自身的消防設(shè)施設(shè)置。一是要設(shè)置技術(shù)先進，安全可靠的早期火災(zāi)自動報警系統(tǒng)。要針對不同的保護對象選擇適用的火災(zāi)探測器，立足于早報警、早發(fā)現(xiàn)、早疏散、盡早滅火，在火災(zāi)尚未形成大火前，通過監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)火情，啟動火災(zāi)應(yīng)急預(yù)案，實施撲救初起火災(zāi)。二是積極推廣應(yīng)用安全可靠，經(jīng)濟實用，滅火成功率高的固定滅火系統(tǒng)。除常規(guī)消火栓系統(tǒng)外，當(dāng)今世界上公認最為有效的自動滅火設(shè)施，是自動噴水滅火系統(tǒng)，規(guī)范規(guī)定除不能用水滅火的部位外，均應(yīng)設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)，超高層建筑應(yīng)積極推廣應(yīng)用自動噴水滅火系統(tǒng)實現(xiàn)全方位保護，不能用水滅火的部位可采用氣體滅火系統(tǒng)等其它固定滅火系統(tǒng)代替。三是要設(shè)置可靠的防煙排煙設(shè)施。超高層建筑由于高度高，采用自然防煙和自然排煙效果不佳，應(yīng)采用機械防煙與排煙系統(tǒng)，對疏散樓梯間、前室、合用前室以及封閉的避難層(間)采用機械加壓送風(fēng)的防煙設(shè)施，對走道、無窗房間或設(shè)置固定窗的房間應(yīng)設(shè)置機械排煙系統(tǒng)，真正提高超高層建筑防煙樓梯間、前室、走道和避難場所的安全性。

超高層建筑雖然在廣西剛剛起步，但隨著北部灣經(jīng)濟區(qū)域的發(fā)展，超高層建筑將不斷涌現(xiàn)，預(yù)防和控制超高層建筑的火災(zāi)，應(yīng)遵循“預(yù)防為主，防消結(jié)合”的消防工作方針，針對超高層建筑火災(zāi)的特點，應(yīng)立足于自防自救原則，積極采用可靠的防火措施，做到安全適用、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理，在管理上應(yīng)積極落實消防安全責(zé)任制，對消防設(shè)施進行有效維護管理，保證消防設(shè)施完好、有效，做到防患于未然。

[1]蔣永琨.高層建筑消防設(shè)計手冊[M].上海:同濟大學(xué)出版社，1995.

[2]GB50045－95，高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范(2005年版)[S].