高層建筑火災(zāi)撲救難點(diǎn)分析與對(duì)策研究

安春暉

高層建筑火災(zāi)撲救難點(diǎn)分析與對(duì)策研究

安春暉

安春暉，寧夏公安消防總隊(duì)副總隊(duì)長，高級(jí)工程師，曾任總隊(duì)防火監(jiān)督部部長、總工程師，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)火災(zāi)科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室兼職教授。多年來從事防火、滅火和消防科研技術(shù)工作，主持了《基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的消防設(shè)施數(shù)字化綜合監(jiān)測系統(tǒng)》等數(shù)項(xiàng)科研項(xiàng)目。主持或參與編寫《防火防爆工程學(xué)》《建（構(gòu)）筑物消防實(shí)操培訓(xùn)》著作、教材2部，主持制訂修訂《建（構(gòu)）筑物消防設(shè)施維護(hù)保養(yǎng)技術(shù)規(guī)范》《火災(zāi)高危單位消防安全評(píng)估規(guī)程》《民用天然氣消防安全管理規(guī)范》《大型群眾性活動(dòng)消防安全管理規(guī)范》等寧夏地方性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)10多部，發(fā)表《主成分分析法在火災(zāi)形勢評(píng)價(jià)中的應(yīng)用研究》《性能化災(zāi)中庭自然排煙系統(tǒng)中的應(yīng)用》等學(xué)術(shù)論文10余篇。

高層建筑的火災(zāi)撲救，特別是超高層建筑，一直是世界性的難題。近年來，高層建筑火災(zāi)頻發(fā)，危害巨大。2017年6月14日，英國倫敦市格倫費(fèi)爾大樓發(fā)生火災(zāi)，經(jīng)過200多名消防員和46臺(tái)消防車的撲救，10個(gè)小時(shí)后才被撲滅。這場大火燒毀了151個(gè)家庭，造成至少80人死亡，最終傷亡數(shù)字要等到今年年底才有可能公布（圖1）。無獨(dú)有偶，2017年8月4日凌晨，阿拉伯聯(lián)合酋長國迪拜86層的公寓樓“火炬塔”發(fā)生火災(zāi)，超過40層樓層被火焰包圍，約兩個(gè)小時(shí)后大火被撲滅，所幸沒有人員傷亡。而這并非“火炬塔”首次發(fā)生火災(zāi)，2015年2月21日凌晨，“火炬塔”就曾經(jīng)突發(fā)火災(zāi)，蔓延至這座豪華公寓樓的多個(gè)樓層，約3個(gè)小時(shí)后大火才被撲滅，數(shù)以百計(jì)居民緊急撤離，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)數(shù)千萬美元（圖2）。

隨著我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，建筑高度不斷攀升，體量跨度越來越大，成為城市建筑發(fā)展和文明繁榮標(biāo)志的高層和超高層建筑急劇增多，給消防工作帶來新的壓力，火災(zāi)預(yù)防和滅火救援面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

近年來，我國多地發(fā)生高層建筑火災(zāi)，引發(fā)社會(huì)廣泛關(guān)注。據(jù)消防部門統(tǒng)計(jì)，2007年至2016年10年間，全國共接報(bào)高層建筑火災(zāi)3.1萬余起，死亡474人，受傷444人，直接財(cái)產(chǎn)損失15.6億元，呈逐年上升趨勢。特別是幾起高層建筑火災(zāi)，其蔓延之迅速，燃燒之猛烈，撲救之艱難，損失之巨大，教訓(xùn)之慘痛，令人觸目驚心。

2009年2月9日，時(shí)值正月十五元宵佳節(jié)，當(dāng)晚8時(shí)許，作為北京市新地標(biāo)的央視配樓文化中心，因違規(guī)燃放煙花引發(fā)火災(zāi)。由于該建筑正處于裝修階段，消防設(shè)施尚無法正常啟用，加之外立面采用大量易燃保溫材料，短時(shí)間內(nèi)形成了大面積立體燃燒。面對(duì)這棟159米高的大樓，近600名消防官兵歷時(shí)近6個(gè)小時(shí)，才將大火撲滅，央視大火一時(shí)間成為國內(nèi)外關(guān)注焦點(diǎn)（圖3）。

2010年11月15日14時(shí)許，上海市靜安區(qū)膠州路728弄1號(hào)公寓樓在進(jìn)行外保溫施工作業(yè)，由于電焊工違規(guī)操作引燃保溫材料造成火災(zāi)。從起火至火勢蔓延到頂樓不到4分鐘，28層高的大樓如同巨大的火炬猛烈燃燒。盡管消防部門第一時(shí)間調(diào)集了45個(gè)中隊(duì)122臺(tái)消防車輛、1300多名官兵展開生死營救，可仍然造成58人遇難，成為新中國成立以來上海市死亡人數(shù)最多的一起火災(zāi)。這起火災(zāi)，與倫敦市格倫費(fèi)爾大樓火災(zāi)的起火原因、蔓延規(guī)律、撲救難度都極其相似，倫敦大火再一次為我們對(duì)高層建筑火災(zāi)的撲救提出了嚴(yán)肅且極具挑戰(zhàn)性的課題。

高層建筑火災(zāi)的特點(diǎn)是蔓延迅速、撲救困難、疏散難度大、易造成重大人員傷亡，這是由高層建筑固有的建筑特點(diǎn)決定的。目前，我國現(xiàn)有高層建筑近35萬棟，其中百米以上超高層建筑6500余棟，200米以上的超高層建筑超過600棟，總量位居全世界第一。因此，高層建筑火災(zāi)預(yù)防和滅火救援工作，需引起高度重視。

圖1 英國倫敦市格倫費(fèi)爾大樓火災(zāi)

圖2 阿拉伯聯(lián)合酋長國迪拜“火炬塔”火災(zāi)

高層建筑火災(zāi)撲救難點(diǎn)

（一）高聳的建筑特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)方式易形成立體燃燒

高層建筑特別是超高層建筑的主要特征是高，使得水平力（風(fēng)力與地震作用）成為起控制作用的荷載，而豎向荷載成為第二位的作用荷載。為滿足功能要求，許多建筑采用了筒體結(jié)構(gòu)（如框筒、桁架筒、筒中筒、束筒等結(jié)構(gòu)）、框架—核心筒結(jié)構(gòu)等形式，形成了上下貫通的空間；另外，高層建筑的特殊使用功能，決定了建筑內(nèi)部存在大量疏散樓梯、豎向管道井、中庭、共享空間、玻璃幕墻縫隙等，一旦發(fā)生火災(zāi)，這些部位易產(chǎn)生煙囪效應(yīng)，成為火勢垂直蔓延的主要途徑，其速度可達(dá)3～5米/秒。同時(shí)，火勢還可通過門、窗、吊頂、走廊等途徑橫向蔓延，也能通過橫向的孔洞、管道、電纜橋架蔓延。另外，高層建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，如果起火樓層內(nèi)火風(fēng)壓大于進(jìn)風(fēng)口壓力，燃燒溫度可使外窗玻璃破碎，煙火會(huì)竄出窗戶，沿外墻向上升騰，然后在室外風(fēng)力的作用下，從外面竄入上面的樓層內(nèi)，呈現(xiàn)出火勢卷疊現(xiàn)象。這種卷疊有時(shí)會(huì)跳過燃燒層上部的一、二層甚至更多層，跳躍性地直接向更高層卷疊，使外墻窗口成為垂直蔓延的途徑。此外，高層建筑的上部還存在高空的強(qiáng)勁風(fēng)力。據(jù)測定，30米高處的風(fēng)速為8.7米/秒，60米高處為12.3米/秒，90米高處達(dá)15米/秒。在有兩幢以上的高層建筑的地區(qū)，底部還會(huì)形成穿堂風(fēng)。

因此，高層建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，風(fēng)力不但助長火勢蔓延，還加速煙熱氣流擴(kuò)散，不僅危及本幢建筑的全部，還可能威脅鄰近建筑物的安全。

（二） 復(fù)雜使用功能和布置形式大大增加火災(zāi)撲救和人員疏散的難度

高層建筑用途廣泛，功能繁多，設(shè)備密集。同一幢樓往往具備諸多功能，既有客房，又有辦公、營業(yè)，形成綜合性建筑。這些高層建筑內(nèi)部一般都有大量可燃的裝飾材料、家具和陳設(shè)物品，火災(zāi)荷載很大，起火時(shí)易產(chǎn)生較大的火源功率。另外，高層建筑往往有著復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)，不僅平面形狀多變，立面體形也各種各樣。中心部位通常是垂直交通樞紐，設(shè)置有電梯、安全扶梯等，外圍多為靈活分隔布置成房間的空間及走道。有些高層建筑中部還設(shè)有很大的中庭。高層建筑的這些布置形式，對(duì)火災(zāi)時(shí)消防人員鋪設(shè)水帶有較大影響。此外，高層建筑往往體量龐大，通道復(fù)雜，人員過度集中，復(fù)雜的通道容易使人迷失方向，影響人們在發(fā)生火災(zāi)時(shí)的疏散逃生，人員過分集中也不利于疏散逃生，這都會(huì)在一定程度上影響滅火救援行動(dòng)。

圖3 央視配樓文化中心火災(zāi)

（三）建筑高度增加和復(fù)雜平面布局增大滅火作戰(zhàn)困難

1.對(duì)消防設(shè)施及消防裝備性能提出了更高的要求

撲救高層建筑火災(zāi)需要可靠的固定消防設(shè)施和功能強(qiáng)大的移動(dòng)消防設(shè)備，但現(xiàn)有的消防滅火設(shè)施裝備，往往難以滿足滅火實(shí)戰(zhàn)的需求。

（1）受技術(shù)條件限制，現(xiàn)有消防車的供水能力和供水器材的耐壓強(qiáng)度，難以滿足高層建筑的實(shí)際高度。目前，國內(nèi)先進(jìn)消防車實(shí)行三泵串聯(lián)的方式，其供水高度也只能達(dá)到246米。但在現(xiàn)實(shí)中，超過這個(gè)高度的建筑已比比皆是。因此，高層建筑的火災(zāi)撲救在設(shè)計(jì)上主要依靠其固定滅火設(shè)施。但從國內(nèi)整體情況看，建筑固定消防設(shè)施無論在研發(fā)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品質(zhì)量，還是在施工方面，都存在不少缺陷，還無法做到完全有效。由于平時(shí)消防管理水平不高，常常導(dǎo)致不少高層建筑在發(fā)生火災(zāi)后的關(guān)鍵時(shí)刻，固定滅火設(shè)施無法正常啟動(dòng)。

（2）舉高消防車和消防直升機(jī)受施展空間的影響而作用有限。目前世界上最先進(jìn)的舉高消防車高度為113米，受升舉高度的限制，消防車一般只能救援相應(yīng)伸展高度內(nèi)的被困人員，或輸送救援人員到這一高度的窗口，有射水功能的舉高消防車也只能向這一高度的噴火窗口射水，對(duì)超過高度或建筑外墻無開口的火災(zāi)，舉高消防車則無能為力。受飛行安全和停放場地的局限，消防直升機(jī)一般只能救援那些已經(jīng)逃到直升機(jī)停機(jī)坪的被困人員，或輸送救援人員到該處，對(duì)建筑內(nèi)部的其他被困人員也無能為力。因此，撲救高層建筑火災(zāi)，如果內(nèi)部固定消防設(shè)施失效或火場面積較大，消防人員仍需依靠消防移動(dòng)裝備從內(nèi)部登高展開滅火行動(dòng)。

2. 消防人員、裝備輸運(yùn)到高層火災(zāi)現(xiàn)場困難重重

（1）消防隊(duì)員登樓消耗體力大、登高途徑少。 高層建筑較高部位發(fā)生火災(zāi)時(shí)，如果消防電梯不能使用，消防人員需要通過樓梯登高，會(huì)消耗很大的體力，可供登高進(jìn)攻的途徑非常有限，既影響效率，又影響后續(xù)戰(zhàn)斗。根據(jù)我國目前消防人員的體質(zhì)狀況，攀登了一定高度的樓層后，心率和呼吸加快，體力下降，對(duì)滅火救援有較大影響。

（2）滅火救援戰(zhàn)斗展開時(shí)間長。由于樓層高，消防人員體力消耗大，登高進(jìn)攻途徑又少，鋪設(shè)水帶困難，高層建筑滅火救援戰(zhàn)斗展開的時(shí)間往往要比其他場合長得多。如果消防電梯不能使用，從樓梯間登高的消防人員還會(huì)遇到向下疏散人流的影響，也會(huì)延長戰(zhàn)斗展開的時(shí)間。

3.滅火用水量巨大，對(duì)消防供水能力提出了更高的要求

（1）消防用水多，滿足要求難。撲救高層建筑火災(zāi)時(shí)，由于火勢蔓延迅速且易形成立體燃燒，撲救時(shí)間動(dòng)輒幾個(gè)小時(shí)到數(shù)十小時(shí)，內(nèi)部水槍陣地的滅火用水、冷卻保護(hù)用水，加上室外高噴車、水炮在火災(zāi)延續(xù)時(shí)間內(nèi)持續(xù)用水，其消防用水量往往是一個(gè)天文數(shù)字。但由于要考慮綜合經(jīng)濟(jì)因素，消防給水設(shè)計(jì)按國家消防技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，室內(nèi)最大用水量為40升/秒（建筑高度大于50米時(shí)）、室外最大滅火用水量為40升/秒（建筑體積大于50000立方米時(shí)）。依據(jù)這些參數(shù)設(shè)計(jì)的建筑，消防儲(chǔ)水量和供水設(shè)施在發(fā)生小火或火災(zāi)初期尚可滿足需求，但當(dāng)火勢較大時(shí)，消防用水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足滅火需求。

（2）供水壓力高，鋪設(shè)水帶難度大。高層建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，一旦內(nèi)部消防設(shè)施失效且水泵接合器也無法使用時(shí)，就只能依靠鋪設(shè)水帶實(shí)施供水滅火。當(dāng)著火樓層較高需要較高壓力時(shí)，容易使供水線路上的水帶爆裂，造成供水中斷。加之許多高層建筑可供鋪設(shè)水帶的途徑不多，垂直鋪設(shè)還必須用繩索捆綁加固，因此往往需要較長的時(shí)間，對(duì)火災(zāi)撲救很不利。

高層建筑火災(zāi)撲救對(duì)策研究

從以上分析可以得出，高層建筑火災(zāi)撲救的主要問題，在于外部消防車輛射水和舉高能力有時(shí)達(dá)不到著火區(qū)域、消防人員及裝備到達(dá)作業(yè)現(xiàn)場困難、消防用水量巨大、建筑內(nèi)部固定消防設(shè)施不能保障使用要求、外部輸水困難等。因此，撲救高層建筑火災(zāi)，除了一般性的加強(qiáng)火情偵察、積極疏散搶救人員、正確選擇進(jìn)攻路線、有效控制火勢蔓延、科學(xué)組織火場排煙等常規(guī)性措施外，還應(yīng)針對(duì)高層建筑火災(zāi)的特殊性，有針對(duì)性地加強(qiáng)和改進(jìn)火災(zāi)撲救措施。

（一）切實(shí)加強(qiáng)對(duì)建筑固定消防設(shè)施的設(shè)計(jì)施工和維護(hù)管理

高層建筑的火災(zāi)特性，告訴我們火災(zāi)發(fā)生后單靠外部撲救是不夠的。多年以來的火災(zāi)撲救經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)指出，高層建筑消防安全必須以自救為主?！陡邔咏ㄖ拦芾硪?guī)則》明確提出：“高層建筑的消防管理，要貫徹‘預(yù)防為主，防消結(jié)合’的方針，本著自防自救的原則，實(shí)行嚴(yán)格管理和科學(xué)管理”?！敖?jīng)營或使用單位應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和有關(guān)的規(guī)定，設(shè)置固定消防設(shè)施”。因此，預(yù)防和撲救高層建筑火災(zāi)，首先要把著眼點(diǎn)放在充分發(fā)揮高層建筑內(nèi)的安保人員、管理人員、服務(wù)人員、工程技術(shù)人員以及高層建筑內(nèi)各種固定和移動(dòng)滅火設(shè)施的作用，力爭在短時(shí)間內(nèi)及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處置初起火災(zāi)。從這個(gè)層面上講，必須加強(qiáng)高層建筑消防設(shè)施的設(shè)計(jì)、施工，確保符合國家消防技術(shù)規(guī)范。要特別加強(qiáng)消防設(shè)施的維護(hù)保養(yǎng)，要充分利用現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)+消防、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算的技術(shù)，實(shí)時(shí)掌握消防系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，切實(shí)保證其完整好用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，90%以上的初起火災(zāi)都是由單位工作人員自行處置撲救成功，因此要加強(qiáng)建筑內(nèi)部消防力量的建設(shè)、管理和演練，確保一旦發(fā)生火災(zāi)，能夠迅速出動(dòng)、及時(shí)處置，杜絕小火成患。

（二）科學(xué)合理組織高層建筑火災(zāi)撲救時(shí)的火場供水

撲救高層建筑火災(zāi)，能否及時(shí)不間斷地組織向火場供水，滿足滅火所需要的水量和水壓，直接關(guān)系到滅火戰(zhàn)斗的成敗。在實(shí)踐中，高層建筑火場供水，必須堅(jiān)持“以固為主、固移結(jié)合”的原則。

1.充分利用建筑固有消防設(shè)施供水

火災(zāi)發(fā)生后，如果建筑固有消防設(shè)施可以使用，應(yīng)當(dāng)充分利用室內(nèi)消火栓或消防軟管滅火，同時(shí)啟動(dòng)消防泵向室內(nèi)消防管網(wǎng)供水。2014年頒布實(shí)施的《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（GB50974—2014），大大提高了高層建筑高位消防水箱的有效容積標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定一類高層建筑不應(yīng)小于36立方米，建筑高度大于100米時(shí)，不應(yīng)小于50立方米，建筑高度大于150米時(shí)，不應(yīng)小于100立方米。這個(gè)規(guī)定，對(duì)于高層建筑火災(zāi)撲救無疑是一個(gè)巨大的利好消息。在實(shí)際滅火時(shí)，即使消防泵損壞，僅消防水箱的儲(chǔ)水量也可供8支水槍保持40分鐘以上滅火時(shí)間。

2.利用移動(dòng)消防裝備與固定消防設(shè)施相結(jié)合供水

建筑內(nèi)固定消防泵無法正常運(yùn)行或室內(nèi)消防給水不能滿足滅火需求時(shí)，應(yīng)充分利用消防車通過水泵接合器向建筑消防管網(wǎng)供水，但必須明確水泵接合器所對(duì)應(yīng)的供水區(qū)域和大樓采取的減壓方式。

3.利用移動(dòng)消防裝備直接供水

當(dāng)消防泵、水泵接合器等固定消防設(shè)施都不能正常使用或不能滿足滅火用水需求時(shí)，應(yīng)當(dāng)沿建筑垂直鋪設(shè)水帶，利用消防車組織供水。垂直鋪設(shè)水帶可沿建筑外墻或在樓梯內(nèi)進(jìn)行。

（三）大力加強(qiáng)對(duì)高層建筑滅火新技術(shù)新思維的研究

1.加強(qiáng)對(duì)消防人員和滅火設(shè)備、藥劑及時(shí)有效輸運(yùn)的研究

（1）充分利用消防直升機(jī)輸運(yùn)人員和消防設(shè)備。由于現(xiàn)場的火風(fēng)暴、旋流以及城市狹小的作業(yè)空間等因素，直升機(jī)在空中使用水炮直接滅火行為目前還不太現(xiàn)實(shí)。但在城市火災(zāi)中，當(dāng)需要救援的部位超過消防云梯車可達(dá)到的范圍時(shí)，直升機(jī)可以成為救援的重要力量：偵察火場火情，為

整體的救火部署提供參考；及時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)疏散到樓頂?shù)娜藛T；將消防隊(duì)員和裝備及時(shí)空降到屋頂。由于不必?cái)y帶大量裝備爬樓梯，消防隊(duì)員可以節(jié)省體力，從而延長參加滅火戰(zhàn)斗的有效時(shí)間，會(huì)極大地促進(jìn)救援行動(dòng)的開展。

（2）對(duì)利用消防電梯和普通客梯輸運(yùn)消防人員和疏散人員的可靠性進(jìn)行研究。從理論上講，高層建筑內(nèi)部設(shè)計(jì)有消防電梯，消防員可以通過消防電梯到達(dá)火災(zāi)現(xiàn)場實(shí)施滅火，也可以合理利用消防電梯疏散人員。但是綜合我國國情，由于過多考慮經(jīng)濟(jì)因素，不少消防電梯經(jīng)常與普通客梯合用，電梯前室往往處于開放狀態(tài)，火災(zāi)時(shí)很難阻擋煙氣入侵。加之維護(hù)保養(yǎng)不到位，獨(dú)立的消防供電也很難保證，導(dǎo)致火災(zāi)后消防電梯不能使用或不敢使用，甚至成為危及生命的陷阱。目前，國內(nèi)已經(jīng)開展了高層建筑消防電梯井煙氣蔓延及控制分析并取得了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)證。如果將研究成果用于消防電梯井道控?zé)煟偌由先找嫱晟频南拦╇娂夹g(shù)，利用消防電梯輸運(yùn)消防隊(duì)員甚至疏散樓內(nèi)人員，其安全性、可靠性和輸運(yùn)效率，都將大大提高。

另外，國際和國內(nèi)已經(jīng)充分開展了利用普通電梯進(jìn)行消防疏散的研究。國家973重點(diǎn)基礎(chǔ)研究項(xiàng)目“城市高層建筑重大火災(zāi)防控關(guān)鍵基礎(chǔ)問題研究”中的重要課題，研究利用高層建筑電梯疏散區(qū)域人群行為及疏散模型，已經(jīng)取得重大突破并經(jīng)過了驗(yàn)收。中國科技大學(xué)火災(zāi)科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開展利用普通客梯進(jìn)行疏散的結(jié)果表明，在高層建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，根據(jù)火災(zāi)蔓延的時(shí)空特性，在一定范圍內(nèi)的客運(yùn)電梯可以在一定時(shí)間內(nèi)用于人員疏散，并建立了用于電梯在火災(zāi)中疏散人員的監(jiān)控系統(tǒng) （圖4）。

圖4 客運(yùn)電梯消防疏散監(jiān)控系統(tǒng)模型

（3）消防滅火劑快速輸運(yùn)管道的理論和實(shí)踐。從前文可知，當(dāng)撲救高層建筑火災(zāi)需要從外部供水時(shí)，當(dāng)前只能利用消防車通過水泵接合器將消防用水注入建筑內(nèi)部消防供水管網(wǎng)。這種供水方式的弊端，是必須將水注滿與水泵接合器對(duì)應(yīng)供水管網(wǎng)中著火層以下的所有管道，才能保證著火區(qū)域的消防用水。注水時(shí)間過長不說，一旦系統(tǒng)有泄漏或在滅火過程中有不在起火區(qū)域的其他消火栓或消防用水設(shè)施未關(guān)閉，消防用水就可能無法到達(dá)起火層或者用水量不能滿足滅火要求，從而貽誤滅火戰(zhàn)機(jī)。在國外，許多高層建筑都沿外墻敷設(shè)了從底層到頂層的干式消防立管，在每層設(shè)置消防水帶接口（圖5）。消防車可以從底端直接將水注入管道，不經(jīng)過建筑內(nèi)部消防管網(wǎng)，消防員從著火層的接口就可以接上水帶進(jìn)行滅火，非常便捷實(shí)用。目前，我國消防技術(shù)規(guī)范還沒有類似的規(guī)定。建議今后在修改標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可以考慮要求高層建筑除正常的消防供水設(shè)計(jì)外，還應(yīng)沿外墻敷設(shè)一根或多根干式消防豎管，每層留有快速啟閉接頭，頂部設(shè)置快速排氣閥。用這種方式向建筑內(nèi)輸水或壓縮空氣泡沫液，可以大大提高輸運(yùn)速度和效率。

圖5 國外沿外墻敷設(shè)的干式消防豎管（紅色箭頭指向處）

圖6 無人機(jī)攜帶水帶滅火實(shí)景

2.加強(qiáng)對(duì)快速高效的遠(yuǎn)程滅火技術(shù)研究

（1）無人機(jī)滅火。使用無人機(jī)進(jìn)行火場偵察監(jiān)測、拋投救援物資等嘗試，效果非常明顯。但受制于無人機(jī)載重量、續(xù)航時(shí)間，以及操縱可靠性的影響，察打一體多功能消防無人機(jī)尚未面世。但隨著科技普及，工業(yè)級(jí)無人機(jī)也逐漸應(yīng)用到各的個(gè)領(lǐng)域中。特別是對(duì)高層建筑火災(zāi)，利用無人機(jī)能夠迅速展開偵察，進(jìn)行應(yīng)急測繪，大大提升偵察效率，有效規(guī)避人員傷亡，還可以集成可燃?xì)怏w探測儀和有毒氣體探測儀，得到危險(xiǎn)部位的關(guān)鍵信息。在滅火過程中，利用無人機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控災(zāi)情變化，便于指揮部及時(shí)掌握動(dòng)態(tài)災(zāi)情，做出快速準(zhǔn)確對(duì)策。在開展輔助救援時(shí)，無人機(jī)也大有用武之地，如用無人機(jī)實(shí)施空中呼喊或者轉(zhuǎn)達(dá)指令，運(yùn)送（提升）水帶或消防器材(如空氣呼吸器、救援繩等)，可為救援創(chuàng)造新的途徑，有效節(jié)約消防員體力。目前，國內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)了可以直接滅火的無人機(jī)。這款無人機(jī)自重70千克，以汽油為動(dòng)力，載重達(dá)到75 千克，連續(xù)飛行8小時(shí)，可在90秒內(nèi)上升到300米的高度，作業(yè)半徑在40平方千米左右。在滅火演習(xí)中，這款無人機(jī)攜帶著水帶垂直起飛到10層樓的高度，對(duì)準(zhǔn)火焰猛烈噴射。在巨大的水壓下，無人機(jī)仍然穩(wěn)如泰山，槍口上下左右掃射，如同消防戰(zhàn)士親身操作一般。幾分鐘后，火被完全撲滅。無人機(jī)降落時(shí)順便將水帶盤成一團(tuán)，演習(xí)成功(圖6)。這一案例預(yù)示了無人機(jī)在撲救高層建筑火災(zāi)中的美好前景。

（2）精確紅外制導(dǎo)滅火彈。目前，精確制導(dǎo)滅火技術(shù)在森林火災(zāi)撲救中已經(jīng)得到廣泛運(yùn)用，德國、俄羅斯、西班牙、瑞典、芬蘭等國家均已研制出適合森林火災(zāi)撲救的制導(dǎo)型滅火彈。北京航天長征飛行器研究所也對(duì)精確制導(dǎo)技術(shù)在森林滅火彈的應(yīng)用進(jìn)行了研究，其研發(fā)的遠(yuǎn)程森林滅火彈由紅外導(dǎo)引頭艙、滅火荷載艙、儀器設(shè)備艙和發(fā)動(dòng)機(jī)組成，可由發(fā)射車發(fā)射，機(jī)動(dòng)性好，射程可達(dá)12.4千米，已在實(shí)踐中得到了良好的驗(yàn)證。其實(shí)就撲救高層建筑火災(zāi)而言，情況要相對(duì)簡單一些。因?yàn)榘l(fā)射距離因素可以忽略不計(jì)，滅火彈無須考慮發(fā)動(dòng)機(jī)，只須加裝紅外精確制導(dǎo)和高效滅火劑，將起火點(diǎn)坐標(biāo)參數(shù)輸入發(fā)射控制系統(tǒng)，由地面發(fā)射裝置或者以無人機(jī)為平臺(tái)，將滅火彈投送至火場高溫點(diǎn)或小火源，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離滅火。

（3）遠(yuǎn)程控制滅火導(dǎo)彈。中國航天科工集團(tuán)針對(duì)高層樓宇建筑滅火難題，研制成功遠(yuǎn)程控制發(fā)射滅火導(dǎo)彈。這種滅火導(dǎo)彈系統(tǒng)由三部分組成：一是發(fā)射系統(tǒng)，裝有24發(fā)滅火制導(dǎo)導(dǎo)彈；二是控制系統(tǒng)，安裝在車輛副駕駛位置的計(jì)算機(jī)，接收火源探測信息，操作人員通過手柄瞄準(zhǔn)火源，接到指令后按下發(fā)射按鈕；三是結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，就是裝載運(yùn)輸車輛。這種導(dǎo)彈可以在車輛行駛時(shí)進(jìn)行加電、自檢，到達(dá)火場后3分鐘內(nèi)展開，數(shù)秒鐘內(nèi)自動(dòng)瞄準(zhǔn)發(fā)射。消防車不用直接進(jìn)入火場，在數(shù)百米外即可直接瞄準(zhǔn)發(fā)射，不用顧忌火場周邊的交通問題。這套系統(tǒng)的精度很高，通過紅外線、激光和可見光的探測，可以準(zhǔn)確定位到離地140多米、40～50層樓高的實(shí)驗(yàn)靶標(biāo)，再把現(xiàn)場的參數(shù)通過環(huán)境傳感器輸入彈道計(jì)算機(jī)，幾秒鐘后導(dǎo)彈脫離掛架，精確命中目標(biāo)。滅火彈可以穿透厚度為19毫米的鋼化玻璃，并且可以雙連發(fā)，第一發(fā)導(dǎo)彈擊穿玻璃后，引導(dǎo)第二發(fā)導(dǎo)彈進(jìn)入窗戶，兩枚滅火彈同時(shí)引爆，保證了屋內(nèi)火災(zāi)快速被滅火彈攜帶的滅火劑撲滅（圖7、圖8）。

3.開展高效滅火劑技術(shù)研究，降低消防用水依賴，提升滅火效率

當(dāng)前，撲救建筑火災(zāi)的滅火劑主要還是水，其優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低廉、滅火效果好，但弊端也不容忽視，特別是大型火場消防用水量巨大、輸運(yùn)困難、水漬損失大。另外，在高層和超高層建筑火災(zāi)中，由于重力影響，對(duì)消防車和消防泵的供水能力，都是一個(gè)巨大的考驗(yàn)。因此應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)新型滅火劑的研究開發(fā)，盡量減少對(duì)水的依賴。

（1）超細(xì)干粉滅火劑。這種滅火劑把化學(xué)滅火和物理滅火的優(yōu)勢相結(jié)合，對(duì)有焰燃燒的化學(xué)抑制、無焰燃燒的窒息作用，以及熱輻射的遮隔、冷卻作用，都有著優(yōu)異的表現(xiàn)，既適用于封閉空間全淹沒滅火，又適用于開放場所局部應(yīng)用滅火。滅火速率是水系滅火劑的40倍，滅火效率是目前使用的普通ABC干粉滅火劑的6～10倍，哈龍滅火劑的2～3倍，七氟丙烷滅火劑的10～12倍。利用該滅火劑充裝的滅火彈，可廣泛適用于各種場所撲救A 、B、C、E類火災(zāi)及烷基鋁類火災(zāi)。由超細(xì)干粉滅火劑做成的滅火彈，無論是以無人機(jī)發(fā)射，還是遠(yuǎn)程遙控發(fā)射或精確制導(dǎo)發(fā)射，都將發(fā)揮意想不到的滅火效果。

（2）特效高分子凝膠滅火劑。這是近年來新研發(fā)的一種滅火劑，是由極少量的高分子材料與大量的水形成的水凝膠體。由于高吸水膠體的吸水量大、保水能力強(qiáng)、致密性好，即使在受熱的條件下保水性、成膜性、附壁性都很好，將它噴入火中，會(huì)因脫水而消耗大量的熱，使火場溫度急劇下降。同時(shí)凝膠體會(huì)在物體表面自然分布，隔絕空氣，防止火焰蔓延，達(dá)到滅火目的。當(dāng)在水中加入這種高分子材料的膠體時(shí)，由于高分子粒子膨脹，使水中含有大量的水凝膠粒子，當(dāng)把它噴在建筑物表面時(shí)，可隔絕空氣、火苗，比不加高吸水性材料水的滅火能力大很多。在高層建筑火災(zāi)撲救中，使用加入凝膠滅火劑的水源滅火，滅火效率大大提高，可以大量節(jié)省水的用量，降低對(duì)水源的依賴，并可有效減輕水漬損失。

（3）壓縮空氣泡沫。壓縮空氣泡沫就是把一個(gè)水滴經(jīng)過系統(tǒng)變成多個(gè)泡沫，而每一個(gè)泡沫的滅火功效與一滴水的功效相等，因此大大提高了滅火效果，滅火效率可提高5倍到10 倍。利用壓縮空氣泡沫消防車配備高層輸液增壓裝置，可將A類泡沫輸送到300米以上的高層，并保留足夠的噴射壓力，是撲救高層建筑火災(zāi)不可多得的一把“利劍”。

圖8 遠(yuǎn)程控制滅火導(dǎo)彈發(fā)射車裝配的滅火彈

結(jié) 論

通過分析可以得到以下結(jié)論：雖然高層建筑的火災(zāi)撲救目前仍然是一個(gè)世界性難題，但只要我們辨清危害、查清原因、究其本質(zhì)，就可以對(duì)癥下藥、因病施策。當(dāng)前，國家科學(xué)技術(shù)發(fā)展日新月異，涉及消防產(chǎn)品、設(shè)備的研發(fā)生產(chǎn)也取得巨大進(jìn)步，高層建筑的火災(zāi)預(yù)防和撲救能力不斷提高，加之許多過去用于國防、軍工的技術(shù)也可以不斷移植于消防領(lǐng)域，大大提升了對(duì)高層建筑火災(zāi)的戰(zhàn)斗力。我們有理由相信，隨著國家經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的不斷發(fā)展，消防滅火救援能力必將得到進(jìn)一步提升，高層建筑火災(zāi)的撲救在不久的將來，將不再是不可攻克的難題。