高層建筑消防滅火救援難點(diǎn)及對(duì)策研究

劉騰飛

（山東省泰安市消防救援支隊(duì)，山東泰安271000）

1 引言

當(dāng)前國(guó)內(nèi)對(duì)于高層建筑的概念做出了詳細(xì)的闡述，第一類高層建筑為建筑高度低于50 m的建筑，一般在9層左右；第二類高層建筑為建筑高度在50～75 m的建筑，建筑層數(shù)在17層左右；第三類高層建筑為建筑高度在75～100 m的建筑，一般在25層左右。建筑內(nèi)一旦出現(xiàn)火災(zāi)事故，將對(duì)消防救援工作增加難度，且建筑內(nèi)物品堆積，用電設(shè)施較多，這些都會(huì)給建筑帶來安全隱患。為了保障人員安全，避免火災(zāi)對(duì)其財(cái)產(chǎn)造成威脅，有必要提高建筑消防安全，通過滅火救援技術(shù)的合理應(yīng)用，降低建筑滅火救援難度。

2 高層建筑消防滅火救援的難點(diǎn)

結(jié)合高層建筑的特點(diǎn)，分析當(dāng)前建筑消防滅火救援面臨的技術(shù)難點(diǎn)，主要體現(xiàn)在以下幾方面：

1）滅火難度較大，該難點(diǎn)集中體現(xiàn)于易造成高空墜物、無法接近火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)、供水困難、通風(fēng)排煙難度大等方面。具體分析如下：（1）高層建筑經(jīng)常用到采光玻璃或者玻璃幕墻，且室內(nèi)外會(huì)安裝空調(diào)設(shè)備與廣告牌，這些設(shè)施往往會(huì)因火勢(shì)過大而墜落，給地面人員帶來不必要的安全威脅，也會(huì)造成消防設(shè)施的損壞。（2）在高層建筑密度比較大時(shí)，由于各類隔離綠化帶和電線設(shè)施密集分布在周圍，火災(zāi)時(shí)消防通道難免被占用，登高車達(dá)不到預(yù)期撲救高度，導(dǎo)致外部消防作業(yè)困難，消防人員只能通過內(nèi)部樓梯來到現(xiàn)場(chǎng)，撲救效率普遍較低。（3）消防的關(guān)鍵在于對(duì)水資源的利用，這將關(guān)系到火勢(shì)的控制與冷卻效果，高層建筑發(fā)生火災(zāi)事故時(shí)會(huì)用到大量水資源，但是，消防車供水高度有限，或者水帶的耐壓強(qiáng)度較低，使消防用水無法被輸送到火場(chǎng)。（4）火災(zāi)事故的發(fā)生會(huì)伴隨濃煙產(chǎn)生，而一些建筑內(nèi)的排煙與正壓送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理，起火之后無法立即排除濃煙，導(dǎo)致火場(chǎng)內(nèi)的能見度很低，給消防人員的撲救作業(yè)與人員疏散帶來困難。

2）高層建筑內(nèi)火勢(shì)蔓延速度較快。建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，人們?cè)诮ㄖ?nèi)自由活動(dòng)，物品隨意堆放，各類電器設(shè)施與設(shè)備應(yīng)用較多，電梯井、排風(fēng)道以及管道在建筑內(nèi)交錯(cuò)分布，一旦發(fā)生火災(zāi)，這些因素會(huì)加快火勢(shì)蔓延。火災(zāi)時(shí)，若建筑防火分區(qū)存在劃分不合理問題，導(dǎo)致火勢(shì)水平蔓延，加之各類通道出交錯(cuò)分布，會(huì)使火勢(shì)最終呈現(xiàn)出立體式擴(kuò)散，火災(zāi)撲救的難度進(jìn)一步加大。

3）建筑內(nèi)人員疏散難度較大。由于高層建筑內(nèi)含較多的可燃物，火災(zāi)時(shí)會(huì)產(chǎn)生濃煙，且建筑內(nèi)部人員較多，疏散通道不足，人員逃生時(shí)伴隨著恐慌的心理，疏散難度不斷加大。并且有時(shí)逃生人員與救援人員產(chǎn)生路線沖突，增加了救援壓力[1]。

3 高層建筑消防滅火救援技術(shù)的應(yīng)用

3.1 基本救援技術(shù)與救援路線選擇

針對(duì)高層建筑的消防滅火，一般以內(nèi)部撲救為主，達(dá)到登高條件之后，要求消防人員內(nèi)外協(xié)同展開救援，以火勢(shì)的堵截為主攻方向，減緩火勢(shì)向上蔓延的發(fā)展趨勢(shì)，最終滅火，解救建筑內(nèi)人員。建筑起火之后，應(yīng)先使用室內(nèi)消防設(shè)施撲滅火源，判斷具體火災(zāi)樓層，乘坐消防電梯到達(dá)火災(zāi)樓層，合理布置水槍，關(guān)注周圍樓層火情，同時(shí)科學(xué)規(guī)劃救援路線。對(duì)此，火災(zāi)救援應(yīng)滿足以下要求：建筑起火時(shí)首選疏散樓梯，撲救底層火災(zāi)時(shí)選擇可以進(jìn)風(fēng)的出口，合理規(guī)劃救援路線，使其可以通往頂層，以便及時(shí)救援頂層人員。實(shí)際救援工作中，內(nèi)外救援工作應(yīng)高度配合，從外部采取一定的救援方法，比如，應(yīng)用吊車登高，使用高壓水槍控制火勢(shì)；從外部疏散樓梯進(jìn)入樓內(nèi)，應(yīng)用無人機(jī)滅火或遠(yuǎn)程發(fā)射滅火彈等先進(jìn)技術(shù)控制火情。

采用無人機(jī)救援設(shè)施，比如，無翼大載重救援無人機(jī)，通過模塊設(shè)計(jì)使機(jī)臂可以折疊，該設(shè)備適合用于高層建筑救援，有一鍵起航、智能巡航、遠(yuǎn)距離搜救與物資投送的功能，設(shè)備展開時(shí)尺寸為2 980 mm×2 980 mm×750 mm，最大負(fù)重可以達(dá)到50 kg，飛行海拔能超過6 000 m，定位模式下的飛行速度為5 m/s，運(yùn)動(dòng)模式下的飛行速度為8 m/s，支持在雨天飛行。此外，無人機(jī)搭配電動(dòng)消防滅火機(jī)器人，在滅火系統(tǒng)、有害物質(zhì)探測(cè)系統(tǒng)以及溫控系統(tǒng)等協(xié)助下，完成對(duì)火災(zāi)位置的GPS自動(dòng)定位，該裝置可獨(dú)立安裝減震系統(tǒng)，能夠?qū)ο琅谶h(yuǎn)程控制，以先進(jìn)的無線通信技術(shù)提高遠(yuǎn)程通信效果。

高層建筑救援路線的選擇應(yīng)遵循以下原則：

1）安全性原則，要求救援人員熟悉救援路線，綜合各方考慮選擇最安全的滅火救援路線，確保救援人員可以安全來到著火點(diǎn)的最近位置，同時(shí)救援任務(wù)完成后可以安全撤離建筑。

2）路線距離最短原則，且沒有雜物阻礙人員通過，消防設(shè)備有一定的使用空間，可以按照火勢(shì)蔓延與煙氣的擴(kuò)散情況，核對(duì)呼吸器是否滿足路線規(guī)劃要求。

3）依據(jù)建筑承重結(jié)構(gòu)規(guī)劃滅火救援路線，防止?jié)鉄熁蛘咛仁鹿试斐勺璧K。

3.2 舉高噴射消防車滅火技術(shù)

舉高類消防車多為結(jié)構(gòu)式臂架結(jié)構(gòu)，需應(yīng)用新型材料與工藝，以精準(zhǔn)的焊接切割方式降低臂架同心密度與運(yùn)動(dòng)阻力。圖1為舉高消防車示意圖，這類消防車主要包含舉高臂架、支撐與回轉(zhuǎn)裝置、滅火裝置等部分，常用于高層建筑救援滅火的為舉高噴射消防車以曲臂為主要架構(gòu)，車輛底部設(shè)置消防炮，以水與泡沫為滅火劑，憑借著設(shè)備流量大、射程遠(yuǎn)的優(yōu)勢(shì)，人們可在最高點(diǎn)位置噴射滅火劑，以此達(dá)到最佳滅火效果。

圖1 舉高噴射消防車

高噴車在高層建筑中的應(yīng)用技術(shù)要點(diǎn)如下：

1）并排阻截法。按照建筑火災(zāi)情況，為避免火災(zāi)損失持續(xù)擴(kuò)大，應(yīng)采取內(nèi)外共同滅火的方式。對(duì)建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)滅火時(shí)，依靠高噴車同時(shí)進(jìn)行外部滅火。要求高噴車并排布置，保持車輛高度相同，高層建筑的火勢(shì)一般從內(nèi)部向外部延伸，滅火時(shí)應(yīng)根據(jù)火災(zāi)形勢(shì)布置消防路線，防止火災(zāi)逐漸向下蔓延，盡可能減少消防員進(jìn)入建筑內(nèi)部滅火。

2）縱向阻截法，即在建筑外部完成噴射滅火的基礎(chǔ)上，對(duì)設(shè)備配置供水設(shè)施，通過合理編排消防車輛完成縱向阻截。一般情況下，高噴車射程在65 m以上，最高可達(dá)95 m，高噴車的炮頭水平擺角可以達(dá)到150°，采用該方法滅火時(shí)，應(yīng)計(jì)算車輛與建筑間的高度差，使雙方保持合理的滅火距離。

3）俯視噴射方法，高噴車噴射距離較長(zhǎng)，能在距離較遠(yuǎn)的情況下高效滅火。此外，還可使用大功率水罐車來壓制火勢(shì)，通過高噴車與水罐車的聯(lián)合應(yīng)用，盡可能控制火勢(shì)繼續(xù)蔓延[2]。

應(yīng)用遠(yuǎn)程噴射干粉滅火技術(shù)時(shí)，四周高壓霧狀水流可以保護(hù)干粉滅火劑，強(qiáng)化其應(yīng)用效果，削弱風(fēng)勢(shì)的影響。所以，消防滅火救援時(shí)應(yīng)尤為關(guān)注環(huán)境因素，如氣流或風(fēng)速的影響等。滅火時(shí)快速集中的噴射干粉滅火劑能直接噴射于著火位置，防止該處出現(xiàn)靜電積聚，并避免火勢(shì)復(fù)燃。除此之外，高噴車還能聯(lián)合應(yīng)用不同類型的滅火器提高滅火效率，綜合水與干粉之后，提高設(shè)備復(fù)合性，發(fā)揮高噴車水炮的高壓噴霧作用，降低煙霧濃度，提高建筑中人員的生存概率。

3.3 壓縮空氣泡沫快速輸送技術(shù)

和傳統(tǒng)的泡沫系統(tǒng)不同，壓縮空氣泡沫主要將壓縮氣體注入泡沫混合液內(nèi)，經(jīng)過發(fā)泡后形成細(xì)膩泡沫，即A類泡沫，可用于撲滅B類火災(zāi)與固體火災(zāi)。針對(duì)高層與超高層建筑，壓縮空氣泡沫的輸送方式主要有以下3種：（1）在建筑頂部設(shè)置固定式壓縮空氣泡沫系統(tǒng)（CAFS），通過管網(wǎng)向下輸送泡沫，完成滅火；（2）CAFS消防車與水泵接合器相連，經(jīng)過專用管網(wǎng)朝著向上的位置輸送泡沫，完成滅火；（3）在建筑避難層與設(shè)備層設(shè)置壓縮空氣泡沫系統(tǒng)，經(jīng)過管網(wǎng)，按照火災(zāi)樓層的位置向下或者向上輸送泡沫，完成滅火。

建設(shè)兩套50 m高的輸送管網(wǎng)，管徑分別為DN80 mm、DN100 mm，配備CAFS消防車，對(duì)含水率約為15%的泡沫展開測(cè)試，分析管徑對(duì)泡沫管網(wǎng)輸出靜壓與動(dòng)壓的影響，DN100 mm管道向上輸送50 m泡沫的壓力損失最高可達(dá)0.15 MPa，DN80 mm管道壓力損失最高可達(dá)0.19 MPa。

圖2和圖3分別為向下輸送泡沫的出泡沫時(shí)間和建立壓力時(shí)間、單/雙車輸送泡沫的靜壓值示意圖。以固定式泡沫系統(tǒng)為例，向下輸送泡沫，在高層建筑的頂部位置設(shè)置系統(tǒng)，基于重力作用輸送泡沫，使泡沫能夠快速達(dá)到火災(zāi)樓層，同時(shí)可達(dá)到預(yù)期靜壓力值，即0.6 MPa[3]。

圖2 向下輸送泡沫的出泡沫時(shí)間與建立壓力時(shí)間

圖3 單/雙車輸送泡沫的靜壓值

建筑高度達(dá)到150 m以上時(shí)，建議在頂部或避難層位置設(shè)置壓縮空氣泡沫系統(tǒng)；建筑高度超過400 m應(yīng)設(shè)置至少兩套系統(tǒng)。要求系統(tǒng)專用管網(wǎng)與建筑其他管網(wǎng)不融合，獨(dú)立使用，每棟建筑設(shè)置1根豎管，管徑保持在80 mm即可，使用鍍鋅無縫鋼管材料，在規(guī)定區(qū)域設(shè)置截止閥，底部設(shè)置排空閥，管網(wǎng)耐壓等級(jí)不能少于1.6 MPa。

4 結(jié)語(yǔ)

綜合高層建筑具有消防滅火難度大、火勢(shì)蔓延快、人員疏散困難等問題，因此，有必要做好火災(zāi)預(yù)防控制，以合理的消防預(yù)案做好滅火救援部署，配置高噴車或壓縮空氣泡沫輸送系統(tǒng)等消防裝備，優(yōu)化滅火救援路線，應(yīng)用消防救援技術(shù)，提高建筑消防安全。