淺析高層建筑火災(zāi)人員疏散方式及策略

王楠 高平

摘要：隨著高層建筑數(shù)量的急劇增加，高層建筑火災(zāi)近年來越來越受到人們的關(guān)注。高層建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，人員如何疏散逃生，是當(dāng)前消防救援面臨的一個(gè)重要課題。本文在分析各種案例和資料的基礎(chǔ)上，對目前高層建筑火災(zāi)的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，結(jié)合高層建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對高層建筑的火災(zāi)特點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，并在樓梯疏散和電梯疏散的理念下，結(jié)合高層建筑實(shí)際，提出了多種疏散方式組合的分區(qū)混合疏散策略，目的是最大限度地疏散被困人員。

關(guān)鍵詞：高層建筑火災(zāi); 火災(zāi)特點(diǎn); 疏散方式; 策略

1 ? 引言

近年來，隨著高層建筑數(shù)量的增多，我國的高層建筑火災(zāi)數(shù)量也呈逐年上升趨勢。高層建筑一旦發(fā)生火災(zāi)，往往伴隨著大量人員傷亡和重大財(cái)產(chǎn)損失。對于高層建筑火災(zāi)撲救，研究其火災(zāi)特點(diǎn)是前提，研究其火災(zāi)下人員疏散策略更是滅火救援行動的重中之重。

關(guān)于高層建筑的火災(zāi)特點(diǎn)和人員逃生疏散，我國已有大量的專家學(xué)者進(jìn)行了一系列研究，并取得了一定成果。魯磊、宋朝陽、江愛民等結(jié)合高層建筑的建筑特征，對高層建筑火災(zāi)的特點(diǎn)進(jìn)行了深入研究分析，并提出火災(zāi)防控措施。李美學(xué)、唐永、司戈等結(jié)合高層建筑的火災(zāi)特點(diǎn)和建筑設(shè)計(jì)規(guī)范探討了高層建筑安全疏散的理念和模型設(shè)計(jì)，并研究探討了火災(zāi)情況下高層建筑的安全疏散策略。筆者在前人研究的基礎(chǔ)上，對當(dāng)前我國高層建筑火災(zāi)的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，總結(jié)梳理了高層建筑的火災(zāi)特點(diǎn)，并在樓梯疏散、電梯疏散的理念基礎(chǔ)上，提出了多種疏散方式組合的混合疏散策略，對火災(zāi)情況下高層建筑人員逃生疏散具有一定的借鑒意義，有助于消防指戰(zhàn)員有效開展滅火救援行動。

2 ? 高層建筑火災(zāi)現(xiàn)狀

鑒于我國土地資源有限、人口眾多的國情，高層建筑已然成為我國建筑發(fā)展的主要方向。近些年來，一座座高層建筑拔地而起，在城市內(nèi)越來越密集。隨著高層建筑呈現(xiàn)出數(shù)量越來越多，高度越來越高，結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，功能越來越多樣化的趨勢，撲救高層建筑火災(zāi)就成為了消防隊(duì)伍必須要面臨的考驗(yàn)。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國現(xiàn)有高層建筑34.7萬幢，百米以上超高層近6000幢，數(shù)量均居世界第一。其中，重慶有1.9萬幢，北京2萬多幢，上海達(dá)到3萬幢。以筆者所在甘肅省會蘭州市為例，蘭州市現(xiàn)有高層建筑1804棟，其中50至100米的有598棟，100米以上的超高層建筑有66棟，最高建筑313米。

近十年來，全國共發(fā)生高層建筑火災(zāi)約3萬余起，共計(jì)死亡474人，直接財(cái)產(chǎn)損失近16億元。其中，特別重大火災(zāi)3起、重大火災(zāi)4起、較大火災(zāi)24起，形勢嚴(yán)峻。

高層建筑火災(zāi)往往會造成大量的人員傷亡和嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，并產(chǎn)生惡劣的社會影響。例如發(fā)生在2017年6月14日的倫敦北肯辛頓區(qū)的公寓大樓火災(zāi)，起火建筑為一座24層的公寓樓，起火部位位于建筑的2至4層，火災(zāi)發(fā)生后不久，大火就迅速蔓延到整棟建筑。倫敦消防局于0時(shí)54分接到報(bào)警，先后調(diào)集45輛消防車和200余名消防員到場撲救，直到11時(shí)30分明火才被撲滅，而此次火災(zāi)也造成79人死亡。類似英國倫敦“6·14”高層建筑火災(zāi)在我國也時(shí)有發(fā)生。表1是近十年來我國高層建筑火災(zāi)的典型案例。

由于高層建筑特殊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其火災(zāi)的撲救難度相對較大，容易造成群死群傷，加之內(nèi)部復(fù)雜的環(huán)境，參戰(zhàn)消防人員的人身安全也會受到威脅。

3 ? 我國高層建筑火災(zāi)事故的主要特點(diǎn)

高層建筑火災(zāi)，通常具有火災(zāi)隱患多、火勢蔓延速度快、人員逃生疏散困難、滅火難度大的特點(diǎn)。知己知彼，方能百戰(zhàn)不殆，掌握了高層建筑火災(zāi)的特點(diǎn)，就可以在火災(zāi)撲救中對癥下藥。高層建筑其特殊的建筑結(jié)構(gòu)形式，決定了其火災(zāi)特點(diǎn)與普通建筑結(jié)構(gòu)有所不同，總的來說，高層建筑火災(zāi)具有以下特點(diǎn)：

3.1 ?火勢蔓延渠道多，火勢蔓延速度快，易形成立體火災(zāi)

在高層建筑內(nèi)，管道井、樓梯井、排風(fēng)通道、電纜井較多，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，這些通道會成為火勢蔓延的通道，煙氣也會由此向上蔓延，進(jìn)而形成強(qiáng)烈的煙囪效應(yīng)?；馂?zāi)發(fā)生后，火勢會沿著建筑外墻窗口向上卷曲、升騰，火勢嚴(yán)重時(shí)有更會以跳躍的方式向上一層蔓延，很難控制。通常來講，火勢豎向蔓延的速度要比橫向蔓延的速度快，越高的建筑，火勢蔓延擴(kuò)散的速度也就越快。此外，在建筑外部風(fēng)力的作用下，也會引起鄰近建筑起火。

3.2 ?電氣設(shè)備及可燃材料較多，極易發(fā)生火災(zāi)

現(xiàn)代的高層建筑基本上多為智能型建筑，本身標(biāo)準(zhǔn)及電氣自動化程度較高，電氣設(shè)備種類也較多，從而增大了漏電短路的幾率，因此極易引發(fā)火災(zāi)。同時(shí)，大量易燃的建筑材料也與火災(zāi)事故的發(fā)生及火勢蔓延有著直接關(guān)系，像礦棉及苯板等保溫材料的燃點(diǎn)就比較低，很容易引起火災(zāi)。就目前建筑材料而言，其在保溫與防火上始終存在一定的沖突，特別是保溫性能好的材料，其燃點(diǎn)均相對較低，可燃性增大。

3.3 ?疏散難度較大

在高層建筑內(nèi)普遍存在孔洞多、樓梯無扶手、物品亂堆亂放堵塞出口、安全出口指示標(biāo)識損壞、電梯井口無護(hù)欄等情況，這些都會對人員疏散產(chǎn)生不利影響。同時(shí)，由于高層建筑樓層較多，一旦發(fā)生火災(zāi)后，較高樓層的被困人員往往很難迅速離開，加之火災(zāi)發(fā)生時(shí)人們受驚慌、恐懼等情緒的影響，在擁擠的環(huán)境中很容易發(fā)生踩踏。

3.4 ?火災(zāi)撲救難度大

造成高層建筑火災(zāi)撲救難度大的原因主要有以下兩點(diǎn)：其一，消防設(shè)施不完善。目前國內(nèi)消防云梯最大高度為100m左右，由于價(jià)格昂貴，也不是每個(gè)城市都有，并且云梯在實(shí)際使用時(shí)，受場地等情況的限制較大，往往難以展開，就算展開作業(yè)也只能升至最大高度的80%左右，加上高壓水槍僅能噴射10m左右的高度，如果高層建筑頂層發(fā)生火災(zāi)，室外撲救則極難完成。其二，供水原因。火災(zāi)發(fā)生時(shí)，滅火用水量較大，一旦供水系統(tǒng)發(fā)生故障，會造成無法供水滅火，進(jìn)而貽誤戰(zhàn)機(jī)。

4 ? 火災(zāi)下高層建筑人員疏散策略

高層建筑火災(zāi)發(fā)生后，有效疏散人員是減少人員傷亡的重要途徑，如何最大程度地疏散被困人員是消防救援的第一要務(wù)。除去使用特殊的疏散工具，當(dāng)前可供人員疏散的方式主要有兩種：一是全部疏散到建筑物外的安全地帶;二是先行疏散到避難空間躲避火災(zāi)的侵害。但從以往案例中，特別是“9.11”事故得到的教訓(xùn)，實(shí)際中疏散到避難空間不一定就代表安全，高層建筑發(fā)生火災(zāi)后最安全的區(qū)域始終是室外。此外，從心理學(xué)角度考慮，將被困人員集中在一棟著火的建筑物內(nèi)，對被困人員的心理承受能力是一個(gè)很大的考驗(yàn)，極易發(fā)生混亂，造成不可挽回的慘劇。因此，將被困人員疏散到著火建筑外始終是最安全的選擇。

4.1 ?樓梯疏散模式

樓梯是建筑物中作為樓層間垂直交通使用的構(gòu)件，用于樓層之間和高差較大時(shí)的交通聯(lián)系。目前，通過樓梯疏散是世界范圍內(nèi)唯一被認(rèn)可的緊急疏散方式。在我國，《建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范》和《火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》均規(guī)定，當(dāng)建筑物發(fā)生火災(zāi)時(shí)，被困人員只能通過樓梯進(jìn)行疏散。樓梯中不同的建筑結(jié)構(gòu)會影響疏散的效率，按照樓梯的建筑結(jié)構(gòu)，將樓梯疏散分為三個(gè)區(qū)域：階梯區(qū)域、轉(zhuǎn)彎區(qū)域以及匯入?yún)^(qū)域。

在階梯區(qū)域內(nèi)，一般來說疏散的通道上不會有明顯的障礙物，樓梯的疏散的高度和寬度也不會發(fā)生改變，疏散通道的通過情況可以得到持續(xù)保證，疏散速度保持在勻速狀態(tài)。此區(qū)域最需注意的是秩序，受困人員應(yīng)一步一個(gè)臺階，順序通過此區(qū)域。一旦發(fā)生跌倒或受傷的情況，就會成為疏散的一個(gè)擁擠點(diǎn)，降低整體的疏散效率。

在轉(zhuǎn)彎區(qū)域內(nèi)，疏散人群通過時(shí)會發(fā)生方向上的改變，但由于離心力的作用及疏散人群的緊急避險(xiǎn)心理，疏散人群并不會完全按照建筑結(jié)構(gòu)行進(jìn)，只要保持疏散順序，疏散速度不會發(fā)生太大改變。

在匯入?yún)^(qū)域內(nèi)，會出現(xiàn)一股新的疏散人群通過樓梯入口匯入原有的疏散人群，兩股疏散人群的密度和速度都不盡相同，此時(shí)疏散人群會出現(xiàn)嚴(yán)重的擁擠現(xiàn)象，甚至?xí)霈F(xiàn)阻塞現(xiàn)象，嚴(yán)重影響人群的疏散效率。在此區(qū)域，應(yīng)設(shè)置疏散人員，人工控制匯入人群的密度和速度，保證疏散的效率。

4.2 ?電梯疏散模式

在高層建筑中，電梯是快速聯(lián)通上下樓層的最方便、最快捷的工具，其在垂直方向上具有絕對的速度優(yōu)勢。雖然在相關(guān)技術(shù)法規(guī)中禁止電梯在避難逃生中使用，但同樣的許多火災(zāi)案例證明，在安全保障的前提下，有許多人是通過電梯爭取了寶貴的時(shí)間成功逃生的。例如1974年巴西圣保羅市的一座高層大樓發(fā)生了嚴(yán)重的火災(zāi)事故，造成了大量的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，值得注意的是，共有300人通過大樓的4部電梯成功疏散，占生還者7成;同樣的還有1996年發(fā)生在日本的一場高層公寓火災(zāi)事故，一半以上人員是通過電梯疏散的。1992年Klotede提出的電梯緊急疏散系統(tǒng)（EEES）使得電梯疏散向?qū)嶋H運(yùn)用更進(jìn)一步，其在高層建筑發(fā)生火災(zāi)后人員疏散上具備疏散時(shí)間快、廣泛適用性以及便于維護(hù)疏散秩序等三個(gè)明顯的疏散優(yōu)勢。

雖然電梯具備明顯的疏散優(yōu)勢，但是其疏散效率與電梯的運(yùn)行模式息息相關(guān)。電梯疏散模型主要有ELVAC模型、BTS模型，但傳統(tǒng)的電梯運(yùn)行模式不僅無法發(fā)揮電梯運(yùn)行的速度優(yōu)勢，而且會暴露出此模式下在用于疏散時(shí)的弊端，電梯在樓層之間的運(yùn)行所耗費(fèi)時(shí)間很短，但在此模式下樓層?？看螖?shù)較多，在電梯門開啟關(guān)閉、電梯運(yùn)行啟動及制動過程中耗時(shí)較長，因此，要想使電梯疏散發(fā)揮應(yīng)有的作用，就必須選擇最優(yōu)的電梯疏散策略，據(jù)此設(shè)置電梯疏散模式下的電梯運(yùn)行模式。

根據(jù)不同火災(zāi)發(fā)展的特點(diǎn)，電梯疏散時(shí)間點(diǎn)主要為火災(zāi)初期階段，在火勢還發(fā)展到一定規(guī)模前組織被困人員利用電梯疏散。電梯分區(qū)疏散模型是指將高層建筑在垂直方向劃分為若干個(gè)電梯疏散分區(qū)，當(dāng)需要疏散時(shí)，疏散人群按照自己所屬的電梯疏散分區(qū)乘坐電梯疏散，最大限度發(fā)揮緊急情況下電梯的疏散作用。根據(jù)提前劃分的電梯疏散分區(qū)，視實(shí)際情況為每個(gè)電梯疏散分區(qū)分配一部或多部疏散電梯，應(yīng)預(yù)留機(jī)動疏散電梯，用作被困人員較多或受威脅最大樓層疏散，應(yīng)保證生活或工作在建筑內(nèi)的人明確自己所處的電梯疏散分區(qū)，并在醒目位置做好指示標(biāo)識。在緊急情況下，每個(gè)電梯疏散分區(qū)的電梯只為該疏散分區(qū)服務(wù)，不執(zhí)行跨疏散分區(qū)的疏散服務(wù)，在每個(gè)電梯疏散分區(qū)的樓層中選擇1至2個(gè)作為電梯疏散?？繉?，疏散電梯優(yōu)先?？吭陔娞菔枭⑼？繉?，在確保本電梯疏散分區(qū)內(nèi)人員疏散完畢后，電梯疏散分區(qū)內(nèi)的電梯才可向其他電梯疏散分區(qū)提供疏散服務(wù)。高層建筑的地面層作為電梯疏散的安全區(qū)，高層建筑應(yīng)培訓(xùn)電梯疏散人員，消防救援人員應(yīng)熟悉高層建筑的電梯疏散分區(qū)的設(shè)置和運(yùn)行模式，到場后應(yīng)第一時(shí)間占據(jù)電梯控制室，根據(jù)火災(zāi)發(fā)展情況指導(dǎo)電梯疏散，確保電梯疏散工作能夠有序進(jìn)行。

緊急情況下執(zhí)行電梯疏散的電梯應(yīng)確保電梯的安全，應(yīng)提高電梯及電梯井的安全性能，利用大功率風(fēng)機(jī)為電梯井和電梯間前室正壓送風(fēng)，增強(qiáng)電梯的供電保障，為火災(zāi)等緊急情況下電梯疏散的運(yùn)行提供安全保障。

4.3 ?混合疏散模式

在火災(zāi)等緊急情況下，消防救援不應(yīng)放棄任何一種疏散被困人員的方式，疏散的方式并不會拘泥于一種方式，往往是多種疏散方式聯(lián)用，以達(dá)到最大限度疏散被困人員的目的。當(dāng)前疏散的方式主要分為主動疏散和被動疏散兩種形式，主動疏散主要有樓梯疏散和電梯分區(qū)疏散，被動疏散主要有利用繩索沿外墻疏散、登高平臺車疏散、頂樓直升機(jī)疏散及架設(shè)消防梯疏散等方式。在疏散時(shí)，救援人員應(yīng)結(jié)合火災(zāi)發(fā)展蔓延情況以及消防救援實(shí)力等實(shí)際開展人員疏散，火災(zāi)初期主要運(yùn)用主動疏散的形式，被困人員在疏散人員的指導(dǎo)下，有秩序地利用疏散電梯和疏散樓梯進(jìn)行疏散;主動疏散不能疏散的被困人員由消防救援人員運(yùn)用被動疏散的方式進(jìn)行疏散。疏散行動運(yùn)用多種疏散形式同步進(jìn)行，需要在統(tǒng)一部署下，有計(jì)劃地進(jìn)行，需要制定疏散規(guī)則，因此，需要制定符合高層建筑火在下疏散實(shí)際情況，多種疏散形式統(tǒng)籌規(guī)劃的混合疏散模式。

火災(zāi)初期，主要采取主動疏散的方式，應(yīng)該利用分區(qū)疏散的模式進(jìn)行疏散，結(jié)合電梯分區(qū)疏散模式和樓梯疏散模式展開疏散行動。疏散分區(qū)分為電梯疏散分區(qū)和樓梯疏散分區(qū)，高層建筑靠近地面樓層應(yīng)劃分為樓梯疏散分區(qū)，該分區(qū)內(nèi)的被困人員使用樓梯作為唯一的疏散途徑，老弱病殘等行動不便的人員由疏散人員和消防救援人員協(xié)助疏散。

當(dāng)高層建筑火災(zāi)救援現(xiàn)場不具備電梯疏散和樓梯疏散的條件時(shí)，應(yīng)由消防救援人員采用被動疏散的方式開展人員疏散行動。在有直升機(jī)降落條件的高層建筑發(fā)生火災(zāi)后，靠樓頂?shù)臉菍涌商崆笆枭⒅粮邔咏ㄖ臉琼斕炫_等待救援直升飛機(jī)救援;在較低的樓層，被困人員可提前疏散至較為安全樓層的靠窗戶位置等待消防救援人員利用單杠梯、六米拉梯、十五米金屬拉梯等消防梯開展人員疏散，并做好相關(guān)的保護(hù)措施;在登高車、云梯車等車輛能夠夠得著的樓層，應(yīng)選擇一個(gè)較為安全的樓層作為救援平臺，消防救援人員將該區(qū)域內(nèi)的被困人員疏散至該樓層，利用登高車平臺、云梯車云梯將被困人員疏散至地面，消防救援人員應(yīng)攜帶繩索等救援工具，選擇牢固的位置建立錨點(diǎn)，利用繩索將被困人員救助至地面。

疏散被困人員時(shí)，視火災(zāi)發(fā)展蔓延情況要輔以相應(yīng)的措施保證疏散行動的安全。利用樓梯和電梯疏散要在電梯間前室、樓梯間內(nèi)進(jìn)行正壓送風(fēng)，并確保電梯的供電安全;采取被動疏散措施疏散被困人員時(shí)，要堵截火勢向疏散方向蔓延，疏散通道遇到煙氣侵襲時(shí)應(yīng)組織人員進(jìn)行機(jī)械排煙，并利用噴霧水槍對疏散通道進(jìn)行保護(hù)，確保疏散行動的安全進(jìn)行。

5 ? 結(jié)論

高層建筑發(fā)展速度迅猛，火災(zāi)事故呈多發(fā)趨勢，高層建筑有其自身的火災(zāi)特點(diǎn)，火災(zāi)下最大限度挽救人員生命，人員疏散方式的選擇很重要，利用最佳的疏散策略最大限度地將被困人員疏散至安全區(qū)域是火災(zāi)初期自救行動和消防救援人員救援行動的重中之重。本文針對高層建筑的建筑特征及其火災(zāi)特點(diǎn)，結(jié)合分區(qū)疏散的理念，提出了高層建筑火災(zāi)下的人員混合疏散策略，最大限度地利用了疏散工具、疏散空間、疏散方式，引導(dǎo)人員選擇正確的逃生方式，最大限度地保護(hù)人民的生命安全。

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