超高層建筑防滅火措施及人員疏散對策的研究

湖南省長沙市公安消防支隊(duì) 410000

摘要：超高層建筑隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展而不斷增多，而其火災(zāi)蔓延速度快、人員疏散困難、火災(zāi)撲救難度大的特點(diǎn)，給消防滅火救援提出了更高的要求。本文在分析高層建筑火災(zāi)與人員疏散固有矛盾的基礎(chǔ)上，制定了一系列科學(xué)合理的撲救對策。

關(guān)鍵詞：消防；超高層建筑；防滅火；疏散

1 引 言

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，城市人口的持續(xù)增長，城市土地資源日趨緊張，城市構(gòu)造逐步向高空延伸，使得我國城市高層建筑不斷增多。超高層建筑人員與財(cái)富集中，一旦發(fā)生火災(zāi)，將會造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，重大的人員傷亡，并引發(fā)社會震撼效應(yīng)。由于近年來重大火災(zāi)事故、恐怖襲擊以及自然災(zāi)害事故呈增長趨勢，超高層建筑的火災(zāi)安全引起了人們的關(guān)注。

針對超高層建筑的火災(zāi)特點(diǎn)可以制定一系列的防火措施，可能對人員逃生帶來一定的影響。如何使火災(zāi)撲救兼顧人員疏散可能是研究者們關(guān)注的問題。

2超高層建筑火災(zāi)的特點(diǎn)

超高層建筑除具備了百米以下高層建筑火災(zāi)的特點(diǎn)外，由于本身的高度、體重和功能等因素決定了它還具有以下火災(zāi)特點(diǎn)。

2.1煙、火蔓延迅速，容易形成立體火災(zāi)

超高層建筑豎向管井、共享空間、玻璃幕墻縫隙等部位，易產(chǎn)生“煙囪效應(yīng)”，造成煙、火蔓延迅速。在發(fā)展階段，其垂直蔓延速度為3-4m/s，建筑的高度越高“煙囪效應(yīng)”就越明顯。煙、火易沿吊頂門、窗、走道向水平方向擴(kuò)散。在發(fā)展階段，其水平蔓延速度為0.5-0.8m/s，火熱沿外墻窗口向上升騰、卷曲，甚至跳躍式向上層蔓延[1]。

2.2建筑主體的鋼結(jié)構(gòu)耐火性差，易發(fā)生坍塌

鋼結(jié)構(gòu)由于具有跨度大、立體高、承重能力強(qiáng)的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于大型體育館、影院、廠房以及高層建筑中。但鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中，由于高溫的炙烤，隨著溫度的上升，其強(qiáng)度也隨之下降，通常在450-650℃就會失去承載能力，鋼梁、鋼柱發(fā)生變形不能繼續(xù)使用。當(dāng)溫度超過1000℃時(shí)，強(qiáng)度呈幾何級數(shù)下降。在火災(zāi)的撲救中，鋼結(jié)構(gòu)受熱膨脹，遇水后又極具收縮，進(jìn)而扭曲變形，導(dǎo)致建筑物坍塌。

2.3煙氣、毒氣等燃燒產(chǎn)物極易造成人員窒息、中毒死亡

煙霧會造成建筑物內(nèi)能見度降低，影響人員逃生。據(jù)國外火災(zāi)統(tǒng)計(jì)資料顯示的火災(zāi)死亡者中，被煙熏死的高達(dá)80%，而且被火燒死者中，多數(shù)先是煙熏中毒窒息后，被大火燒死的。當(dāng)然如果逃脫不及時(shí)，人員往往伴隨著煙氣中毒窒息后被燒死；或在睡夢中被燒死；或在逃生途中路線選擇不當(dāng)以及逃生之路被煙火封堵而被燒死等。

3超高層建筑人員疏散的特點(diǎn)

3.1人員疏散困難

首先是安全疏散手段有限。超高層建筑平時(shí)垂直交通主要依靠電梯，由于普通電梯沒有防火、防煙、防水等措施，火災(zāi)時(shí)不能使用，而消防電梯主要是為消防員撲救火災(zāi)設(shè)置的，普通人員疏散利用率不高，所以目前發(fā)生火災(zāi)時(shí)，樓梯是人員進(jìn)行自救逃生、實(shí)現(xiàn)安全疏散的重要通道，而要想從摩天大樓中通過樓梯疏散絕非一件容易的事情。消防登高車是在建筑外部實(shí)施被動救援的主要登高設(shè)備，但是我國登高車輛數(shù)量有限，高度有限。其次是疏散距離遠(yuǎn)、時(shí)間長。最后，疏散人流擁護(hù)。超高層建筑用途多為寫字樓、酒店商廈等用途，容納的人員較多，人員密度大，在疏散時(shí)，人的求生本能及恐懼心理強(qiáng)烈暴露，往往一窩蜂地會向經(jīng)常使用的出口聚集，行動慌亂，易發(fā)生踩踏事件，極易發(fā)生擁擠堵塞，降低疏散效率，而且在慌亂中，難免發(fā)生踩踏、摔傷等慘劇，嚴(yán)重影響疏散安全。

3.2火災(zāi)救援難度大

一難在進(jìn)攻難，在超高層建筑的主體建筑周圍設(shè)有裙房，外部滅火進(jìn)攻受到限制，且超高層建筑大面積玻璃幕墻受高溫或火焰作用，易碎裂形成“玻璃刀”，時(shí)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；二難在登高難消防隊(duì)員負(fù)重登高，影響登高速度和滅火救援；三難在排煙難，受消防登高設(shè)備和玻璃幕墻限制，以及風(fēng)向風(fēng)力的影響，難以實(shí)施破拆玻璃窗進(jìn)行自然排煙；四難在供水難，如果大樓停電，消防泵失效或故障，向上供水就極其困難。

4超高層建筑火災(zāi)和疏散存在的矛盾

在火災(zāi)情況下，人的思維和判斷能力會由于精神的高度緊張而下降，表現(xiàn)為在疏散過程中驚慌失措，加之受到不同程度的煙氣、高溫、火焰的威脅和侵?jǐn)_，很難在疏散時(shí)形成穩(wěn)定有序的人員流動。因此，在群眾疏散的問題上，主要有兩個(gè)矛盾：

4.1疏散方向與火勢蔓延存在的矛盾

高層建筑、地下工程發(fā)生火災(zāi)時(shí)，灼熱煙氣和有毒氣體的迅速流動是造成火勢蔓延和人身傷亡的重要因素。而些類設(shè)施人員集中，疏散設(shè)施少，高層以民用建筑容納人數(shù)多在千人以上，地下商用通道設(shè)施人數(shù)也在百人之上，而疏散通道不可能設(shè)置得很多，因此難以在較短的時(shí)間內(nèi)將人員全部撤離危險(xiǎn)區(qū)。尤其是高層建筑高度高，層數(shù)多，人員一般集中于上部，垂直疏散距離遠(yuǎn)，需要疏散的時(shí)間長，而且疏散方向與煙火蔓延的方向相反，不得不在煙熏和熱氣流的烘燒中進(jìn)行疏散。

4.2進(jìn)攻與外撤的矛盾

防煙、封閉樓梯間，作為疏散通道的重要構(gòu)成，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，為最大限度的延緩煙氣流動的速度，保護(hù)人員的安全疏散提供了必要的前提和保障。但與此同時(shí)，疏散通道往往也不可避免的成為消防人員進(jìn)入火場，實(shí)施內(nèi)攻的“必經(jīng)之路”，這就必然的導(dǎo)致了人員進(jìn)攻與外撤的矛盾[2]。

5超高層建筑防滅火措施及救援對策

5.1超高層建筑防火措施

一是主要靠自救措施，超高層建筑不同于一般的低矮建筑，火災(zāi)發(fā)生時(shí)，超高層建筑主要依靠自身的消防措施來保障安全。消防部門云梯車所能達(dá)到的高度一般不超過100m，如果幾百米高的高樓出現(xiàn)火災(zāi)，很難靠外部力量救援。目前，超高層建筑的自救措施主要分為主動性和被動性兩大類。主動性措施是指直接限制火災(zāi)發(fā)生和發(fā)展的技術(shù)。如火災(zāi)探測報(bào)警技術(shù)、噴水滅火等滅火技術(shù)、煙氣控制技術(shù)等；被動性措施指提高或增強(qiáng)建筑構(gòu)件或材料承受火災(zāi)破壞能力的技術(shù)。如提高建筑構(gòu)件耐火性能的技術(shù)等。這些完善的自救措施，比大量消防隊(duì)員更能應(yīng)付突發(fā)火災(zāi)。

二是加強(qiáng)防火分隔和防排煙，超高層建筑發(fā)生火災(zāi)后，由于其建筑結(jié)構(gòu)導(dǎo)致室內(nèi)煙熱無法及時(shí)排放，嚴(yán)重影響了人員疏散和滅火進(jìn)攻，因此做好排煙工作是滅火行動中一項(xiàng)十分重要的戰(zhàn)斗行動，由于建筑使用功能、規(guī)模形狀不同，地理位置及室內(nèi)火災(zāi)荷載、裝飾和陳設(shè)等不同，建筑防火規(guī)范不可能把各式各樣的高層建筑防火都詳細(xì)規(guī)定下來。這就要求設(shè)計(jì)人員針對所設(shè)計(jì)建筑物的具體條件靈活運(yùn)用，加強(qiáng)防火隔斷，增加滅火手段，加強(qiáng)防排煙措施，采用不同的解決辦法，達(dá)到防火目的。

三是室內(nèi)裝修選用阻燃材料，在建筑中消除火源是不可能的，但是采用阻燃裝飾可避免和減少火災(zāi)傷亡以及財(cái)產(chǎn)損失。

5.2充分利用固定消防設(shè)施科學(xué)開展滅火作戰(zhàn)行動

（1）利用消防控制室開展火情偵察

首戰(zhàn)力量到場后，指揮員應(yīng)首先派出力量到消防控制室進(jìn)行火情偵察，了解火災(zāi)報(bào)警、火災(zāi)信號和安全疏散指令情況，了解自動滅火系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行情況，了解防火卷簾和防火門關(guān)閉情況，了解非消防用電是否切斷以及消防電源使用和消防電梯運(yùn)行情況，了解消防控制中心對各類建筑設(shè)施聯(lián)動控制情況。同時(shí)，通過詢問起火單位內(nèi)部管理人員、火場知情人提供的線索和內(nèi)部偵察小組反饋的情況，進(jìn)行綜合研判分析，初步確定起火樓層部位、火災(zāi)范圍、火勢發(fā)展蔓延的趨勢，人員受煙火威脅程度等情況，根據(jù)救人、滅火、疏散物資的需要，作出滅火救援行部署，消防控制具有遠(yuǎn)程控制消防水泵、防火卷簾、防排煙系統(tǒng)等消防聯(lián)動設(shè)施的強(qiáng)大功能，在利用其進(jìn)行前期火情偵察的同時(shí)，適合將其作為內(nèi)攻的前沿指揮部陣地。

（2）使用消防應(yīng)急廣播系統(tǒng)引導(dǎo)人員疏散并作為輔助通信設(shè)備