高層建筑火災成因及防火安全對策探討

文藝

摘 要：筆者以“安全第一，預防為主”的原則，通過了解高層建筑物及其火災特點，分析高層建筑火災致因因素并得到以火災事故直接損失為頂上事件構建的局部事件樹，并結合我國經濟現(xiàn)狀，針對高層建筑的防火問題，提出了高層建筑防火安全對策。該研究以有效地解決高層建筑防火為目的，并希望為高層建筑的設計、防火安全評價和應急預案制定等提供實用價值的技術支持。

關鍵詞：高層建筑? 火災? 防火? 安全? 對策

中圖分類號：TU998.12? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）09（c）-0160-03

Abstract： Based on the principle of "safety first， prevention first"， through understanding the characteristics of high-rise buildings and their fires， the author analyzes the causes of high-rise building fires and obtains the local event tree constructed with the direct loss of fire accident as the top event， and puts forward the fire safety countermeasures of high-rise buildings in view of the fire protection problems of high-rise buildings in combination with the economic situation in China. The purpose of this study is to effectively solve the fire prevention of high-rise buildings， and hope to provide practical technical support for the design of high-rise buildings， fire safety evaluation and emergency plan formulation.

Key Words： High rise building; Fire; Fire prevention; Safety; Countermeasures

隨著城市經濟的發(fā)展，城市人口密集，土地昂貴，城鎮(zhèn)的高層建筑和超高層建筑越來越多。目前，我國高層建筑正朝著現(xiàn)代化、大型化、多功能化的方向發(fā)展，由于高層建筑樓層高，功能復雜，設備繁多，一旦發(fā)生火災，不能像一般建筑那樣從外部進行滅火，給撲救工作和人員疏散帶來了很大的困難，容易造成重大的經濟損失和人員傷亡事故。

公安部統(tǒng)計表明，我國城市社區(qū)火災逐年呈明顯上升趨勢，尤其是高層建筑火災占有相當比例。高層惡性火災在20世紀70～80年代曾經在美國、日本等地肆虐，而我國則是在20世紀80～90年代較為嚴重，90年代稍有緩和，近年來隨著經濟建設的高速發(fā)展，高層惡性火災又有回升趨勢。

其主要原因是硬件方面，沒有建立完善的救火系統(tǒng)，即消防設施跟不上樓層高度的增加;軟件方面：缺乏相關人員安全管理及培養(yǎng)相關人員安全意識。高層建筑的防火問題卻仍舊是一個“世界性”的難題，筆者旨在針對高層建筑物及其火災特點，通過對以高層建筑火災事故直接損失為頂上事件構建的局部事件樹解析，從“人-機（物、設備等）-環(huán)境”即技術（硬件）和管理（軟件）的思路入手，提出了實現(xiàn)高層建筑防火安全體系構架，并且強調了高層建筑防火安全對策的4點方向，希望能為解決高層建筑的防火這一難題提供一定的技術支持。

1? 高層建筑及其火災特點

高層建筑具有3個特征：

（1）建筑物結構復雜、主樓高、層數大，周圍有陽臺;（2）功能復雜、人數稠密，用途大致分為住宅樓、旅館、辦公樓、百貨商店等;（3）易燃材料多、火勢高，易燃裝飾材料，如易燃材料、屋頂、塑料墻、墻紙、窗簾等，并且某些管道和電纜的絕緣材料也是易燃材料。

根據以上特征，可以分析出高層建筑中有許多火災因素，煙花爆竹迅速蔓延，疏散和營救困難，損失尤其嚴重。在許多火災情況下，高層建筑火災可以看出具有以下特征：

（1）起火因素多。

高層建筑本身建筑面積大，功能復雜，使用單位多，人員集中，內部裝修易燃材料多，火災隱患大。

（2）蔓延途徑多。

高層建筑各專業(yè)豎井林立，發(fā)生火災時，這些豎井就像高聳的煙囪，構成火勢迅速蔓延的主要途徑。試驗證明，煙氣豎向擴散速度為3～4m/s，100m的高層建筑在25～35m/s左右，煙氣即順垂直通道從底層擴散到頂層，與此同時，火勢也將蔓延擴大。

（3）疏散困難。

高層建筑有許多樓層，人員集中、垂直疏散距離長。發(fā)生火災后，容易發(fā)生人滿為患和碰撞，從而造成人員傷亡。隨著大火中的煙霧，大火迅速垂直蔓延，建筑人員安全疏散的困難。據統(tǒng)計，在一棟50層高的建筑物中，所有人員從樓梯上撤離到地面需要2h11min。因此，很容易燒死人，有些人甚至冒著跳出建筑物的危險。

（4）撲救困難。

高層建筑的消防受到消防設施條件的限制，使滅火非常困難。如消防車登高限制一般在24m以內，深圳可以達到50m，超過該范圍則無法從外部救出。國內外高層建筑中發(fā)生了許多火災，其中一些造成了嚴重的破壞。

2? 高層建筑火災致因因素分析

火災致因因素分析是建立防火安全體系和提出防火對策的重要組成部分，因此，全面地分析高層建筑火災致災因素是建立防火安全體系和提出防火對策的必要前提。

火災的發(fā)生、發(fā)展并不是瞬時形成的，而是要經歷一系列演變的過程。建筑物中可燃物、助燃物、點火源同時存在并發(fā)生作用，以上“三要素”是構成火災的必要條件;在必要條件具備的同時，還要具備足夠的致災因素（如建筑結構、強度及材料，火災負荷特性及分布，點火源形成的可能性及強度，消防報警系統(tǒng)、撲救設施，應急對策和人群狀況等）才構成火災的充分條件。

只有具備上述必要條件和外在“環(huán)境”條件，火災才會發(fā)生、發(fā)展和蔓延，才會導致人員的傷亡和財產的損失。對火災事故案例進行分析，得到以火災事故直接損失為頂上事件構建的局部事件樹，如圖1所示。

從圖1中可以明顯看出：建筑防火安全態(tài)勢，關聯(lián)到建筑物在設計、施工、驗收和使用的各階段，人們對防火安全工作的認識及其措施的落實;關聯(lián)到在各個階段中，與建筑物相聯(lián)系的人和人與建筑物（含內部設施、設備等）構成系統(tǒng)的各個交界面，這就需要建立完善的救火系統(tǒng)和加強“三同時”，即消防設施必須與主體工程同時設計、同時施工、同時投產使用。

成熟優(yōu)化的火災應急預案，訓練有素的應急組織，對高層建筑火災致因因素分析，不僅可以做到發(fā)生事故時的應急救援，而且可以發(fā)現(xiàn)預防系統(tǒng)的缺陷。兩者結合使用，使之相互補充，以完善高層建筑防火安全體系。

3? 高層建筑防火安全對策

3.1 高層建筑防火安全體系構成

如圖2所示，安全是“人機（物，設備等）-環(huán)境”系統(tǒng)相互協(xié)調的“秩序”的最佳狀態(tài)。為了實現(xiàn)該目標，人們必須采取技術措施以確保自身和系統(tǒng)“機器（物體，設備等）-環(huán)境”的安全，從而使“機器（物體，設備等）-環(huán)境”系統(tǒng)具有確保安全狀態(tài)的能力;另一方面，在管理中必須協(xié)調人與“機器（物，設備等）-環(huán)境”系統(tǒng)之間的關系。換句話說，我們必須從技術和管理兩個方面入手，以實現(xiàn)系統(tǒng)協(xié)調。

從時間順序上看，建筑物可以分為不同的時間段，例如設計、建造、驗收和使用。如果各階段的消防安全措施得當，將對下一階段的安全形勢產生深遠影響。也就是說，這兩個時間階段之間的工作內容是相互聯(lián)系的和限制性的;同時，給定時間段內的人員、職務、各種設施和與建筑物相關的安全管理系統(tǒng)是相同的，它是一個相互聯(lián)系且受限制的有機整體。

在實施消防對策的過程中，首先，應將消防安全工作視為建筑物的密不可分的子系統(tǒng)，并應明確工作的組織機制和目標;在每個階段接受并使用消防安全工作的特點和工作聯(lián)系，確定具體安全管理工作的內容和技術對策，并完成整個消防管理過程;在特定時間段內（給定階段）實施技術協(xié)調和對策與技術對策的管理，其中最重要的是以管理對策為核心，強調操作流程的管理，尤其是預期風險分析和運營安全性的動態(tài)管理。由于垂直和水平相交，因此為了提高工作要求的可操作性，應強調垂直是主線，水平是重點。

3.2 高層建筑防火安全對策

在我國經濟發(fā)展尚欠發(fā)達的條件下，建立以管理為綱目、技術為手段的建筑防火安全體系，突出管理對技術的指導與協(xié)調原則，是符合當前國情和切合實際的現(xiàn)代防火安全觀。對于現(xiàn)代城市建筑物，想以最小的投入獲得最大的安全效益，必須以安全系統(tǒng)為目標，確定安全管理工作內容和相應的安全技術措施，并在工作中充分發(fā)揮人的主觀能動性，以彌補因經濟基礎、技術條件的制約帶來的措施的不完善或不協(xié)調。

充分了解高層建筑安全體系的構成，并把體系實際運用，是避免發(fā)生火災的前提，這也是高層建筑防火安全的最有效的措施，因此，高層建筑防火安全對策主要有以下兩方面共4點：

（1）在技術（硬件）方面：建立完善的救火系統(tǒng)、加強“三同時”。

（2）在管理（軟件）方面：加強相關人員安全管理及培養(yǎng)相關人員安全意識、健全火災應急預案。

4? 結論

綜上，本文提出以下幾點結論：

（1）在解決高層建筑防火問題上，提出了應從“人-機（物、設備等）-環(huán)境”即技術（硬件）和管理（軟件）兩方面綜合考慮的新思路。

（2）由于短期內無法從技術方面有效地解決“消防設施跟不上樓層高度的增加”的問題，針對我國目前經濟現(xiàn)狀，提出建立以管理為綱目、技術為手段，突出管理對技術的指導與協(xié)調原則的高層建筑防火安全體系。

（3）我國在實現(xiàn)高層建筑防火安全體系的同時，應強調高層建筑防火安全的4點對策，盡快實現(xiàn)技術方面和管理方面同步發(fā)展、兩方面都“硬”的高層建筑防火安全體系。

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