淺談高層建筑防火技術(shù)與措施

【摘 要】隨著社會(huì)城市化進(jìn)程逐漸加快，作為現(xiàn)代化城市標(biāo)志之一的高層建筑、超高層建筑已大量投入使用，據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2011年全國(guó)共有高層建筑9.8萬(wàn)余幢，其中100米以上的高層建筑1154幢，并且還在快速增長(zhǎng)。高層建筑的迅猛發(fā)展已成為社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)，隨之而來(lái)的就是很多城市問(wèn)題，而火災(zāi)就是其中一個(gè)突出的問(wèn)題，尤其是高層建筑的火災(zāi)預(yù)防和救援是是近年來(lái)消防工作的一個(gè)難點(diǎn)。筆者針對(duì)當(dāng)前高層建筑特點(diǎn)和主要火災(zāi)危險(xiǎn)性，提出一些防火技術(shù)和措施，希望有一定的參考價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】高層建筑;防火技術(shù)與措施

1、前言

高層建筑往往是一個(gè)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的標(biāo)志，近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷繁榮發(fā)展，經(jīng)濟(jì)建設(shè)日新月異，高層建筑在我國(guó)城市建筑的建設(shè)中迅猛發(fā)展，高則幾十層幾百米，少則十幾層幾十米，這些建筑多為綜合性建筑，其樓層高、體積大、容納人數(shù)多，可燃物多火災(zāi)荷載大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜疏散困難，火災(zāi)危險(xiǎn)性比普通建筑大得多，一旦發(fā)生火災(zāi)，燃燒猛烈，蔓延迅速，同時(shí)產(chǎn)生大量的有毒氣體和煙霧，呈現(xiàn)出疏散困難，撲救困難，火勢(shì)發(fā)展快等特點(diǎn)，往往造成大量的人員傷亡或重大損失，給人們的日常正常生活帶來(lái)了巨大的損失和心理陰影。2010年11月15日上海靜安區(qū)余姚路膠州路教師公寓火災(zāi)，造成了58人死亡，70余人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失逾5億人民幣；2009年2月9日的央視新址配樓火災(zāi)造成1人死亡，7人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失16億多元；2010年8月9日重慶市渝中區(qū)一座29層的居民樓發(fā)生火災(zāi)，經(jīng)過(guò)280余名消防官兵近4個(gè)小時(shí)的奮戰(zhàn)，大火才被撲滅。這些火災(zāi)事故無(wú)疑都造成了極其惡劣的影響，也為高層火災(zāi)的預(yù)防敲響了警鐘，如何深刻吸取火災(zāi)事故教訓(xùn)，確實(shí)做好高層建筑防火，遏制重特大火災(zāi)事故，特別是造成重大人員傷亡的火災(zāi)事故發(fā)生，是當(dāng)前消防安全的一項(xiàng)重要工作，也是一個(gè)重要課題。

2、高層建筑火災(zāi)的火災(zāi)危險(xiǎn)性

2.1新工藝新材料的應(yīng)用導(dǎo)致建筑耐火性的降低

近年來(lái)，隨著建筑技術(shù)的不斷進(jìn)步，快速輕型建筑、大跨度建筑、生態(tài)建筑和節(jié)能建筑層出不窮，節(jié)能、環(huán)保、高效和工廠化生產(chǎn)的要求日益增高，建筑新工藝新材料的應(yīng)用也日益廣泛，但有的建筑在進(jìn)行防火處理的時(shí)候不完全符合標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致建筑耐火等級(jí)降低，給建筑防火埋下了火災(zāi)隱患。有的高層建筑為了表現(xiàn)建筑的現(xiàn)代感，大量采用玻璃幕墻，在火災(zāi)發(fā)生的時(shí)候，室內(nèi)溫度升高，壓強(qiáng)增大，玻璃幕墻在火災(zāi)的作用下出現(xiàn)破裂，防火分隔形同虛設(shè)，導(dǎo)致火勢(shì)蔓延。一些地區(qū)，考慮到鋼結(jié)構(gòu)具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、抗震性能好、施工周期短、建筑工業(yè)化程度高、空間利用率大、節(jié)省投資等優(yōu)點(diǎn)，采用鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用于高層建筑建設(shè)，深圳高325米的地王大廈、上海浦東高421米的金茂大廈和北京高208米的京廣中心等大型建筑都采用了鋼結(jié)構(gòu)。但鋼結(jié)構(gòu)建筑抗火性能差，科學(xué)試驗(yàn)和實(shí)例都表明，未加保護(hù)的鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)情況下，只需15個(gè)分鐘，自身溫度就會(huì)上升到540℃以上，致使構(gòu)件本身扭曲變形，導(dǎo)致建筑物坍塌毀壞，防火處理不到位，一旦發(fā)生火災(zāi)容易釀成重大事故。

2.2建筑特點(diǎn)造成火災(zāi)蔓延途徑多、發(fā)展迅猛

就如之前提到的高層建筑多為綜合性建筑，使用功能復(fù)雜，通常設(shè)置有高級(jí)賓館、飯店、公共娛樂(lè)休閑場(chǎng)所、大型商場(chǎng)等場(chǎng)所或用于辦公，這些場(chǎng)所室內(nèi)可燃物多，火災(zāi)荷載大，加上高層建筑本身的建筑具有樓層高、空間大等特點(diǎn)，建筑內(nèi)各種樓梯間、電梯井、管道井、排風(fēng)道、電纜井等豎向井道多，如果防火分隔處理不好，發(fā)生火災(zāi)時(shí)容易產(chǎn)生“煙囪效應(yīng)”。試驗(yàn)證明，在火災(zāi)燃燒猛烈階段，煙氣沿樓梯間或豎向管井?dāng)U散速度為3～4m/s，一座高度為100m的高層建筑發(fā)生火災(zāi)，在無(wú)阻擋的情況下，30秒左右煙氣就能順豎向管井?dāng)U散到頂層。與此同時(shí)，高層建筑由于其建筑高度，所承受的風(fēng)力也是火災(zāi)蔓延的一個(gè)重要因素，風(fēng)通常能使微弱的火源變得十分危險(xiǎn)，或使蔓延可能性很小的火勢(shì)急劇擴(kuò)大成災(zāi)難，建筑物越高，風(fēng)速越大，火災(zāi)擴(kuò)散速度就越迅猛。試驗(yàn)證明，如果高度10m處的風(fēng)速為5m/s，相應(yīng)在90m高處風(fēng)速為15m/s，高風(fēng)速會(huì)會(huì)使火焰形成幾米甚至十幾米的“火舌”，穿越防火間距，使火災(zāi)急劇蔓延擴(kuò)大成災(zāi)難。1974年5月21日，黑龍江綏棱大火，就是由于八級(jí)風(fēng)力助火威，燃燒極其猛烈，火場(chǎng)范圍長(zhǎng)達(dá)3公里，寬達(dá)1.5公里，整個(gè)縣城毀之一半，損失驚人。

2.3人員集中、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安全疏散困難容易導(dǎo)致人員傷亡

據(jù)統(tǒng)計(jì)，近年來(lái)發(fā)生的群死群傷重大惡性火災(zāi)事故中，80%以上火災(zāi)事故與消防安全疏散有直接的聯(lián)系，安全疏散中存在的問(wèn)題正在成為火災(zāi)中的又一大殺手。由于高層建筑的特殊性，它還具有人員密集、層數(shù)多垂直距離長(zhǎng)、規(guī)模大平面結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn)，加之由于火災(zāi)人們對(duì)煙霧的恐懼心理，照明電源被切斷，人們的視線受煙霧的遮擋，面對(duì)突如其來(lái)的災(zāi)難，火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)往往容易出現(xiàn)混亂、擁擠的情況。因此，在集中了大量人員的數(shù)十層建筑內(nèi)，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，要全部通過(guò)底層的出口將人員完全、迅速疏散出去幾乎是不可能的，據(jù)聯(lián)邦德國(guó)一次在50層建筑內(nèi)進(jìn)行的疏散演習(xí)測(cè)試，通過(guò)樓梯將該建筑所有人員疏散完畢用時(shí)超過(guò)了2個(gè)小時(shí)。加上現(xiàn)代大量豪華裝修使用的一些可燃材料，在燃燒的過(guò)程中放出大量毒氣也將使人窒息，如果大樓的消防安全疏散系統(tǒng)設(shè)計(jì)不良，一旦發(fā)生火災(zāi)，人員根本無(wú)法快速安全疏散，往往造成人員傷亡。

2.4外部救援難度大，防火體系核心在于自防自救

從近幾年高層火災(zāi)撲救情況看，高層建筑火災(zāi)的撲救不同于一般的多層建筑，從外部進(jìn)攻情況看，消防人員使用的滅火救護(hù)設(shè)施往往不能達(dá)到建筑的高度，加上火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)地域環(huán)境復(fù)雜，如：高空電線、樹木等，都會(huì)延緩舉高消防車架設(shè)；從內(nèi)部進(jìn)攻情況看，消防人員攜帶的滅火救援器材，會(huì)耗費(fèi)相當(dāng)大的體力，進(jìn)入樓內(nèi)后，由于煙霧彌漫，能見(jiàn)度較低，行動(dòng)十分困難，而對(duì)于那些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的建筑，消防人員有可能迷失方向，甚至摸不清樓層，所以，內(nèi)攻救人滅火都很困難，加上高層建筑火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)熱輻射強(qiáng)、煙霧濃、火勢(shì)向上蔓延的速度快和途徑多，如果高層建筑發(fā)生火災(zāi)，很難靠外部力量救援，必須依靠建筑本身設(shè)置的消防設(shè)施來(lái)進(jìn)行自救，防火體系核心在于自防自救，城市消防隊(duì)只能作為一種補(bǔ)充的手段。

2.5消防管理薄弱導(dǎo)致誘發(fā)火災(zāi)因素增多

如果說(shuō)之前指出都是高層建筑硬件存在火災(zāi)危險(xiǎn)性，那么薄弱的消防安全管理就是高層建筑防火安全的有一個(gè)突出問(wèn)題?，F(xiàn)代的高層建筑用途廣泛，集商業(yè)、住宿、娛樂(lè)、辦公等于一體，而且多為多產(chǎn)權(quán)建筑，建筑使用上各自為政，造成安全門封閉，疏散樓梯堵死，消防問(wèn)題互相推諉，拖而不決等一系列的矛盾和安全隱患。加上高層建筑內(nèi)各種消防設(shè)施繁多，系統(tǒng)設(shè)置復(fù)雜，一些單位只進(jìn)行一次性投資，不愿做后續(xù)管理維護(hù)投資，尤其是一些開發(fā)企業(yè)搞完開發(fā)后一走了之，接手單位沒(méi)有管理合同、沒(méi)有形成管理機(jī)制，而更多單位的消防安全管理仍沿用老一套的保安人員工作體制，對(duì)其設(shè)備的使用與維護(hù)上一知半解，缺乏消防設(shè)施維護(hù)保養(yǎng)的相關(guān)知識(shí)，導(dǎo)致設(shè)施維護(hù)管理混亂，隱患整改遲緩，這些都導(dǎo)致了誘發(fā)高層火災(zāi)因素的增多。

3、高層建筑防火技術(shù)與措施

3.1保證建筑主體結(jié)構(gòu)具有足夠的耐火穩(wěn)定性

在進(jìn)行建筑消防設(shè)計(jì)的時(shí)候，建筑的主體結(jié)構(gòu)要嚴(yán)格按照《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，其中承重墻、柱的耐火極限要達(dá)到3小時(shí)，梁的耐火極限要達(dá)到2小時(shí)，保證主體結(jié)構(gòu)的耐火穩(wěn)定性，不僅可以贏得足夠的疏散時(shí)間也可以促進(jìn)火災(zāi)過(guò)后的修復(fù)。當(dāng)建筑采用鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，可以采用涂刷防火涂料、在鋼材外部澆筑混凝土、砌筑磚塊以及向空心的鋼柱灌注水等方法提高建筑構(gòu)件的耐火等級(jí)。但是采用向空心的鋼柱灌注水的對(duì)鋼材的防滲漏、防腐蝕要求較高，在進(jìn)行運(yùn)用的時(shí)候可以采用一些合金材料，這種方法也有一定的局限性，只能運(yùn)用于空心的鋼構(gòu)件。因此，在實(shí)踐中對(duì)鋼結(jié)構(gòu)表面涂防火材料和在鋼材外部澆筑混凝土、砌筑磚塊的做法比較普遍。特別是在鋼材外部澆筑混凝土、砌筑磚塊，這種方法施工靈活，可以廣泛的運(yùn)用在各個(gè)地方并滿足各種功能，施工比較方便、裝修表面平整不會(huì)影響美觀、成本較小、損耗較小、無(wú)環(huán)境污染問(wèn)題，具有很好的推廣前景。

3.2保證防火分隔到位切斷火災(zāi)蔓延途徑

從使用功能上考慮，高層建筑的設(shè)計(jì)師們總是希望將建筑的內(nèi)空間設(shè)計(jì)得通達(dá)四方，但通暢無(wú)阻的內(nèi)空間，則為火災(zāi)的蔓延與發(fā)展創(chuàng)造了最有利的條件，從近些年來(lái)的一些火災(zāi)案例中我們也發(fā)現(xiàn)，由于建筑內(nèi)部防火分隔不到位，致使火災(zāi)快速蔓延，小火釀成大災(zāi)，是造成高層建筑火災(zāi)重大損失和人員傷亡的一個(gè)主要原因。為了防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，就必須從設(shè)計(jì)上做好高層建筑內(nèi)的水平和豎向防火分隔，豎向防火分隔主要是要做好各種樓梯間、電梯井、管道井、排風(fēng)道、電纜井等豎向井道的防火封堵；水平防火分隔主要就是要將高層建筑內(nèi)的大空間，有機(jī)地劃分成若干個(gè)小的防火區(qū)域，即采用符合耐火性能要求的建筑構(gòu)件或防火分隔物，按照高層建筑防火規(guī)范要求，將一個(gè)大空間人為劃分成若干個(gè)小空間，以保證火災(zāi)發(fā)生時(shí)能在一定時(shí)間內(nèi)阻止火勢(shì)向同一建筑物的其他部分蔓延，將火勢(shì)盡可能地控制在一局部空間內(nèi)，有效切斷高層建筑火災(zāi)的蔓延途徑。那么，上面提到的現(xiàn)代高層建筑大量采用的玻璃幕墻，一旦在火災(zāi)中發(fā)生破裂，其蔓延途徑既包括水平也包括豎向，因此如何做好防火封堵，提高耐火極限，延長(zhǎng)幕墻抵御火災(zāi)的時(shí)間，盡量減少火災(zāi)帶來(lái)的損失，是玻璃幕墻設(shè)計(jì)應(yīng)用中必須充分考慮的。

3.3合理安全疏散設(shè)計(jì)暢通逃生通道

安全疏散設(shè)計(jì)就是根據(jù)建筑物的使用性質(zhì)、容納人數(shù)、面積大小以及人們?cè)诨馂?zāi)中的生理和心理因素特點(diǎn)，結(jié)合對(duì)火災(zāi)蔓延和煙氣流動(dòng)及疏散形式進(jìn)行預(yù)測(cè)，合理設(shè)置安全疏散設(shè)施，提供合理的疏散方法。合理的安全疏散設(shè)計(jì)，對(duì)于避免和減少人員傷亡事故有著十分重要的意義。高層建筑安全疏散設(shè)施主要是指疏散樓梯、走道和安全出口，還有疏散陽(yáng)臺(tái)、緩解器、救生袋以及應(yīng)急照明、疏散指示標(biāo)志等輔助設(shè)施，對(duì)于100米以上的超高層建筑，還有避難層或避難間等。當(dāng)前，安全疏散設(shè)計(jì)方法分為處方式設(shè)計(jì)方法和性能化設(shè)計(jì)方法兩種，在我國(guó)大部分高層建筑的安全疏散設(shè)計(jì)采用的是處方式設(shè)計(jì)方法，即依據(jù)《高層民用建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范》等現(xiàn)有的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)疏散設(shè)施的設(shè)置方式和數(shù)量；也有越來(lái)越多的高層建筑安全疏散設(shè)計(jì)采用的是性能化設(shè)計(jì)方法，但不管是處方式設(shè)計(jì)方法還是性能化設(shè)計(jì)方法，都要以建筑內(nèi)的人能夠脫離火災(zāi)危險(xiǎn)并獨(dú)立地步行到安全地帶為目標(biāo)，要合理的考慮安全疏散時(shí)間，對(duì)安全疏散路線、出口、疏散樓梯和環(huán)形、雙向走道或無(wú)盡端房間等進(jìn)行合理布置；對(duì)于超高層建筑，必須設(shè)置避難層（間），避難層（間）設(shè)置的高度要充分考慮當(dāng)?shù)負(fù)碛邢赖歉哕嚨淖鳂I(yè)高度和消防隊(duì)員能承受的最大體力消耗等因素。

3.4強(qiáng)化監(jiān)督管理，保障消防設(shè)施完好

高層建筑一般都設(shè)置有完善的消防設(shè)施，但從近幾年情況看，由于單位自我管理和消防部門監(jiān)管存在的薄弱環(huán)節(jié)，高層建筑消防設(shè)施的完好率并不高，就筆者所在的城市，高層建筑消防設(shè)施的完好率還達(dá)不到60%，一旦發(fā)生著火，自防自救能力缺失，小火將釀成大災(zāi)。做好高層建筑消防設(shè)施保障，消防設(shè)施單位要制定嚴(yán)格的消防安全制度和消防安全操作規(guī)程，落實(shí)檢查制度，設(shè)專人定期測(cè)試檢查，凡失靈損壞的要及時(shí)維修、更換，確保完整好用，并建立檢查情況檔案；消防監(jiān)督部門要加強(qiáng)消防設(shè)施監(jiān)督檢查的力度和監(jiān)督手段，對(duì)內(nèi)要提升業(yè)務(wù)素質(zhì)，提高發(fā)現(xiàn)隱患能力，對(duì)外要加強(qiáng)宣傳指導(dǎo)，對(duì)發(fā)現(xiàn)的消防安全隱患要依法查處，杜絕隱患的產(chǎn)生；針對(duì)建筑設(shè)施管理單位自我管理能力不強(qiáng)的情況，要培育和引入維護(hù)保養(yǎng)消防中介，會(huì)同有關(guān)部門制定建筑消防設(shè)施維護(hù)保養(yǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)行市場(chǎng)準(zhǔn)入制度，督促維護(hù)保養(yǎng)消防中介定期向消防部門報(bào)告建筑消防設(shè)施維護(hù)保養(yǎng)的狀況，實(shí)時(shí)反映建筑消防設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)和維護(hù)保養(yǎng)的情況，整體提高高層建筑消防設(shè)施維護(hù)保養(yǎng)的水平。隨著社會(huì)技術(shù)的進(jìn)步，建筑消防設(shè)施本身的技術(shù)水平也必將越來(lái)越高，在預(yù)防重、特大惡性火災(zāi)事故方面必將做出更大的貢獻(xiàn)。只有不斷強(qiáng)化監(jiān)督管理，保證建筑消防設(shè)施良好的運(yùn)行狀態(tài)和可靠性能，高層建筑消防設(shè)施才能擔(dān)負(fù)起建筑防火的重任。

4、結(jié)束語(yǔ)

隨著時(shí)代的進(jìn)步和發(fā)展，城市化是不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，高層建筑防火只會(huì)越來(lái)越凸顯其重要性，高層建筑防火在很大程度上可以將火在扼殺在萌芽階段，或者可以減輕消防過(guò)程中的損耗。本文只是初步探討了高層建筑防火安全的幾個(gè)問(wèn)題，實(shí)際上高層建筑防火安全涉及許多方面，做好高層建筑防火，可以有效的挽救人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，將其損失減到最小，也會(huì)促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)逐漸穩(wěn)步的向前發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]王芳，王雷.淺談消防設(shè)計(jì)及消防安全問(wèn)題.建筑工程[J]2007(10).

[2]吳雅章，張二偉.淺談高層建筑防火措施.黑龍江科技信息[J].2011(26).

[3]徐文龍.加強(qiáng)民用高層建筑防火的有效措施.科技致富向?qū)J].2011(23).

[4]周希永，岳學(xué)鋒，王軍.高層住宅建筑火災(zāi)特點(diǎn)分析與預(yù)防研究.住宅產(chǎn)業(yè)[J].2010(11).

[5]要宇.淺議高層建筑防火設(shè)計(jì).云南建筑，科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)[J].2004(5).