一種新型多功能模塊化消防訓(xùn)練塔設(shè)計

洪詩藝 劉東軍 阮楨 許衛(wèi)星 孫春輝

摘要：目前，我國基層消防站建造的消防訓(xùn)練塔設(shè)計相對落后，大多為2010年前建造，功能較少，培訓(xùn)方式有限，甚至說是千塔一面，難以滿足新發(fā)展階段新要求下消防應(yīng)急救援的需要?，F(xiàn)提出一種新型消防訓(xùn)練塔設(shè)計方案，將高空繩索救援、深井救援、煙霧模擬救援等按照模塊集成為集裝箱式訓(xùn)練塔建筑，旨在拓展訓(xùn)練塔訓(xùn)練功能，提高消防救援人員的實戰(zhàn)能力。

關(guān)鍵詞：消防；訓(xùn)練塔；模塊化

裝配式建筑作為近年來建筑行業(yè)逐漸興起的建筑形式，其施工簡單，成本節(jié)約，過程環(huán)保，受到廣大建筑企業(yè)的重視和消費者的青睞。我們在消防訓(xùn)練領(lǐng)域創(chuàng)新性的提出模塊化和集成式的理念，并且給出一種新型多功能模塊化訓(xùn)練塔的設(shè)計方案，旨在為我國后續(xù)的消防訓(xùn)練設(shè)施建設(shè)提供一種新的思路。

1 集裝箱式裝配建筑

裝配式集裝箱模塊化建筑是根據(jù)建筑規(guī)范按照使用功能要求對集裝箱模塊進行裝配的建筑類型。集裝箱房主體框架以鍍鋅鋼為主要材料，通過定制設(shè)備、成型機等一次性壓制成鋼，包括箱角、立柱、頂梁、底梁、次梁等，經(jīng)過焊接及螺栓連接，形成可批量工業(yè)生產(chǎn)的標準模塊建筑[1]。集裝箱模塊作為建筑單元，具有集成度高、建造快速、堅固耐用、拆運方便、可重復(fù)使用等諸多優(yōu)點。集裝箱用作工業(yè)化生產(chǎn)的模塊化建筑，建筑模塊的種類和規(guī)格少，相同功能的基本模塊具有通用性和互換性，以便于批量化生產(chǎn)，可節(jié)約成本，提高效率。集裝箱建筑類型目前有干式集裝箱建筑、輕型龍骨型集裝箱建筑、插接式集裝箱建筑、旋轉(zhuǎn)式集裝箱建筑、抽拉式集裝箱建筑[2]。自《集裝箱模塊化組合房屋技術(shù)規(guī)程》頒布后，目前集裝箱式建筑已在住宅、公共抗震救災(zāi)、施工一線、軍隊駐地、商業(yè)建筑等多個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

2 消防訓(xùn)練塔國內(nèi)外現(xiàn)狀

近年來，隨著我國城市化建設(shè)的快速發(fā)展，火災(zāi)預(yù)防和撲救的難度不斷增加，然而我國消防事業(yè)總體仍處于解決常規(guī)需求的初級階段。在轉(zhuǎn)隸改革為擔(dān)任“全災(zāi)種、大應(yīng)急”職能任務(wù)的國家綜合性消防救援隊伍初期，我國消防救援隊伍面臨著更新、更高的期待和要求，消防隊伍亟須更好更專業(yè)的訓(xùn)練設(shè)施和方法。消防訓(xùn)練塔是各級消防救援隊伍普遍配備的用以日常應(yīng)急救援模擬訓(xùn)練的重要訓(xùn)練設(shè)施。目前各地基層消防隊伍中投入使用的訓(xùn)練塔建造時間多在2010年前，普遍存在功能單一、利用率低的問題。我國現(xiàn)行規(guī)定的《城市消防站建筑規(guī)范》[3]和《城市消防站設(shè)計標準》對于消防訓(xùn)練塔的建設(shè)僅作出簡單指導(dǎo)。按照《城市消防站建筑規(guī)范》設(shè)計的標準版消防訓(xùn)練塔造型簡單，情景化程度低，實戰(zhàn)性效果較差，往往僅被用以體能訓(xùn)練、會操、比武及晾曬水帶。《城市消防站建筑規(guī)范》中的示意圖及某典型消防訓(xùn)練塔實景圖如圖1所示。基層消防救援隊伍在日常訓(xùn)練中難以實現(xiàn)在高層建筑、化工倉儲、礦井坑道等場景救援實戰(zhàn)訓(xùn)練的需求。結(jié)合近年消防員作戰(zhàn)傷亡事故可以看出，消防員普遍缺乏觸電、爆炸、轟燃、復(fù)雜搜救路線、煙氣中毒等訓(xùn)練實戰(zhàn)經(jīng)驗，在救援現(xiàn)場只能單純依靠理論知識處置相關(guān)事故，導(dǎo)致類似傷亡不斷重復(fù)發(fā)生。由于國內(nèi)多功能消防訓(xùn)練塔的建設(shè)缺乏指導(dǎo)方案，外部建筑設(shè)計院對消防訓(xùn)練需求把握不準，個性化定制難度高。最終導(dǎo)致國內(nèi)消防訓(xùn)練塔“千塔一面”，更新?lián)Q代速度停滯，而災(zāi)害專項模擬化訓(xùn)練缺口日益增大。

與國內(nèi)相比，歐美等發(fā)達國家同樣缺乏多功能消防訓(xùn)練塔建設(shè)方案指南。但是由于消防職業(yè)化周期較長，歐美等國家消防站訓(xùn)練塔的建筑設(shè)計經(jīng)驗較豐富，在消防訓(xùn)練塔的個性化設(shè)計和多功能實現(xiàn)方面普遍有更高水平。例如美國在20世紀80年代即頒布了NFPA 1402 Guide to building Fire Service Trainning Centers（消防訓(xùn)練中心建設(shè)指南）及NFPA 1403 Standard on Live Fire Training Evolutions（現(xiàn)場消防培訓(xùn)課程標準）的第一版，并多次修訂。為了提高消防救援隊伍應(yīng)急救援的實戰(zhàn)能力，保證新時期訓(xùn)練的專業(yè)化要求，迫切需要給予國內(nèi)消防隊伍在消防訓(xùn)練塔建設(shè)上的技術(shù)支持與建設(shè)方案參考。多功能模塊化消防訓(xùn)練塔建設(shè)方案的研究，可促進消防訓(xùn)練塔功能多元化、集成化，實現(xiàn)在有限土地資源下進行常見應(yīng)急救援項目的情景化訓(xùn)練，是滿足新時代大應(yīng)急背景下消防訓(xùn)練的必然工作。

3 新型訓(xùn)練塔設(shè)計方案

本消防訓(xùn)練塔采用集裝箱式模塊集成化設(shè)計，可分為深井訓(xùn)練模塊、高空心理模塊、實景模擬煙熱模塊、障礙穿越煙霧模塊。各模塊間保持封閉，避免因模塊間切換或有人在黑暗中進入時缺乏保護措施而造成安全隱患。外墻造型和標識可根據(jù)實際需要進行個性化定制。

深井訓(xùn)練模塊設(shè)計包括緊急逃生出口和遮光裝置，擬實現(xiàn)功能：豎井和建筑倒塌（巷道）的救援培訓(xùn)、隧道和狹小空間的碰撞救援培訓(xùn)、繩索救援（DRT）技術(shù)培訓(xùn)，深井訓(xùn)練模塊如圖2所示。高空心理模塊設(shè)計擬實現(xiàn)功能：橫渡吊升、渡繩救援培訓(xùn)、攀爬繩索訓(xùn)練、登高破拆訓(xùn)練（于窗口安裝鋁合金防盜窗），高空心理模塊如圖3所示。

煙熱環(huán)境訓(xùn)練模塊分為兩個小模塊：一是實景模擬煙熱模塊，設(shè)置模擬沙發(fā)、灶臺、電視、床、櫥柜、燃氣灶、燃氣管道（裸露）、燃氣表、簡易電器、電表、電氣線路（裸露）等，通過模擬帶有電氣線路、燃氣管道的真火實景救援環(huán)境，進行煙熱適應(yīng)性、排煙、防轟燃、人員搜救等訓(xùn)練，煙熱環(huán)境訓(xùn)練模塊如圖4所示。二是障礙穿越煙霧模塊，設(shè)置有迷宮式網(wǎng)格障礙、燃氣儲存裝置、點火發(fā)煙裝置、緊急切斷裝置、排煙裝置、緊急逃生裝置和溫控報警裝置，可訓(xùn)練消防救援人員在煙熱環(huán)境下穿越障礙的能力，障礙穿越煙霧模塊如圖5所示。該區(qū)域設(shè)置有黑暗區(qū)域及發(fā)煙、排煙裝置，室內(nèi)可根據(jù)集裝箱大小擺放多層網(wǎng)柵，內(nèi)設(shè)障礙若干（桶型、H型等各類障礙）[4]，可開展黑暗環(huán)境下的適應(yīng)訓(xùn)練。

集成上述各功能模塊及基礎(chǔ)樓梯模塊后可得多功能模塊化綜合消防塔，整體效果圖如圖6所示。整體設(shè)計還可實現(xiàn)如下訓(xùn)練：掛鉤梯訓(xùn)練；沿樓梯鋪設(shè)水帶訓(xùn)練；原地攀登6m拉梯（消防員穿著全套消防員防護裝具，扣好安全繩，從原地逐級攀登架設(shè)在訓(xùn)練塔窗口的6m拉梯，并進入二樓平臺）；樓層火災(zāi)內(nèi)攻操；斜坡繩索救援培訓(xùn)；攀爬繩索（將30mm麻繩一端固定在訓(xùn)練塔的頂部，另一端垂于塔下，參訓(xùn)人員兩手握住繩索，手腳配合向上攀爬，到達訓(xùn)練塔四樓后，身體跨入四樓窗口）；爬繩、爬桿訓(xùn)練（可開展爬繩、爬桿等基礎(chǔ)體能訓(xùn)練及緊急避險專項訓(xùn)練）；模擬蜂窩摘除訓(xùn)練（可開展袋裝、水攻、火攻法蜂窩摘除訓(xùn)練）。能夠開展模擬環(huán)境訓(xùn)練、意志訓(xùn)練、反應(yīng)訓(xùn)練、刺激訓(xùn)練、觸覺訓(xùn)練、情緒訓(xùn)練、思維訓(xùn)練、黑暗訓(xùn)練，進行諸如黑暗取物、深井救人、貼身轉(zhuǎn)移、攀巖、網(wǎng)攀、速降、軟繩、軟梯、滑桿、搭索自救及地面綜合訓(xùn)練等項目的培訓(xùn)測試[5]。具體集成方案可根據(jù)基層中隊實際需求進行定制，具有個性化、功能化、環(huán)保節(jié)能等特點。

4 結(jié)語

文章提出一種新型多功能模塊化訓(xùn)練塔的設(shè)計方案，在保留原有功能基礎(chǔ)上，增加目前常見訓(xùn)練塔缺乏的訓(xùn)練功能和科目，涵蓋了常見應(yīng)急救援場景的模擬訓(xùn)練，以期為基層中隊訓(xùn)練設(shè)施建設(shè)提供新的思路，縮短現(xiàn)場和訓(xùn)練場的距離，提升消防隊伍的實戰(zhàn)能力。

參考文獻：

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[3]GB 51054-2014，城市消防站設(shè)計規(guī)范[S].

[4]杜冬冬.基層消防部隊實戰(zhàn)化訓(xùn)練的新模式[J].水上消防，2015（3）：14-17.

[5]張曉龍，宋嘉鵬，王博，等.多功能集約組合式應(yīng)急訓(xùn)練塔[J].農(nóng)村電氣化，2018（2）：71-72.

A new multi-functional modular fire training tower design

Hong Shiyi1， Liu Dongjun2，Ruan zhen1， Xu Weixing3，

Sun Chunhui1

（1.Shanghai Fire Research Institute of MEM， Shanghai 200438;

2. Guangdong Mobile Detachment of China Rescue Team， Guangdong Guangzhou 510000;3.Shanghai Pudong Fire and Rescue Division， Shanghai 200127）

Abstract：At present， China's fire station construction of fire training tower design is relatively backward， mostly built before 2010， limited function and training methods， difficult to meet the new requirements of the new development stage under the needs of fire emergency rescue. In this paper， a new type of fire training tower design scheme is proposed， which integrates high-altitude rope rescue， deep well rescue， smoke room rescue and so on into container-type training tower building according to the module， aiming to expand the training function of the training tower and improve the actual combat capability of fire rescue personnel.

Keywords：firefighting; training tower; modularization