固定消防設(shè)施在高層建筑滅火救援中的應(yīng)用

阿合買提江·吐爾遜

（新疆消防救援總隊昌吉支隊，新疆 昌吉 830000）

1 引言

在我國城市建設(shè)速度持續(xù)加快的進程中，高層建筑如雨后春筍般涌現(xiàn)。高層建筑火災(zāi)，自始至終都是社會關(guān)注的焦點。但是，因高層建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜、規(guī)模體量大、空間縱深大，給高層建筑滅火救援提出了較多難題，如有效供水難、現(xiàn)場變化多等。而固定消防設(shè)施的應(yīng)用，可以在一定程度上輔助解決高層建筑滅火救援難題。因此，探究高層建筑滅火救援中固定消防設(shè)施的應(yīng)用具有非常突出的現(xiàn)實意義。

2 高層建筑火災(zāi)特點

2.1 疏散難度大

疏散難度大是高層建筑火災(zāi)的固有特點，直接導(dǎo)致高層建筑火災(zāi)事故人員傷亡多。因高層建筑體量空間巨大，水平、垂直疏散距離長，加之人員集中、流動性較大，一旦發(fā)生火災(zāi)，在內(nèi)心恐慌情緒驅(qū)動下人們會隨處分散。同時，火災(zāi)發(fā)生后，高層建筑樓道內(nèi)煙氣無法快速排放，對疏散指示標(biāo)識作用造成了影響。部分高層建筑中常閉式防火門鎖閉，且登高面狹窄或消防救援窗口設(shè)計不合理，外部設(shè)備舉高車輛無法到達高層，影響了集中救援速度。

2.2 環(huán)境影響大

高層建筑高空風(fēng)速較大，即便較為弱小的火苗也存在極大的危害。一旦高層建筑內(nèi)部出現(xiàn)小火源，就會隨著室內(nèi)氣體高速流動急劇延伸，加劇高層建筑內(nèi)火勢蔓延。加之燃燒物所需氧氣隨建筑高度的增加而增多，隨之而來的是愈發(fā)快速的熱對流，建筑燃燒更加充分，造成的損害也更大[1]。

2.3 火勢蔓延快

火勢蔓延快是高層建筑火災(zāi)的突出特點。因高層建筑自身為橫豎空間貫通結(jié)構(gòu)，井道數(shù)量與通道數(shù)量較多，且部分高層建筑外墻保溫材料具有易燃、可燃性。一旦發(fā)生火災(zāi)，就會產(chǎn)生 “煙囪效應(yīng)”（戶內(nèi)空氣沿著有垂直坡度的空間向上升或下降造成空氣加強對流），在短時間內(nèi)快速蔓延，形成大面積燃燒。

3 高層建筑火災(zāi)發(fā)生的原因分析

3.1 建筑內(nèi)部火災(zāi)隱患多

建筑內(nèi)部較多的火災(zāi)隱患是高層建筑火災(zāi)發(fā)生的根本原因。高層建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)、功能高度復(fù)雜，具有較多的可燃、易燃材料[2]。同時，多數(shù)高層建筑在用火、用電、用氣管理方面存在諸多漏洞，且電氣、燃?xì)獍踩[患無法被及時發(fā)現(xiàn)，如使用大功率電氣設(shè)備、私接亂接電氣線路、樓道內(nèi)存放電動車、消防車道被私家車占用、安全出口被堵塞、消防設(shè)施帶病運行等。

3.2 火災(zāi)防控責(zé)任落實不足

高層建筑多為商業(yè)性質(zhì)，租戶較多，對消防安全管理責(zé)任劃分造成了較大影響，消防安全管理不夠到位。特別是經(jīng)營性質(zhì)的高層建筑，“重經(jīng)營、輕管理”問題較為突出，消防安全主體責(zé)任無法得到落實，部分高層消防控制室內(nèi)未配置專門的值班人員，防火巡查流于形式；而部分人員不具備操作消防設(shè)施的能力，導(dǎo)致建筑消防安全隱患不斷擴大。

4 高層建筑滅火救援中的難題分析

4.1 有效供水難

在高層建筑火災(zāi)事故出現(xiàn)后，全面利用水源救援的難度較大。一方面，多數(shù)高層建筑在外部裝飾使用玻璃幕墻，底層裙房進深較大，對移動供水線路鋪設(shè)造成了較大的困難[3]。加之移動式消防車泵供水高度限制，供水壓力不足，造成高層火災(zāi)無法快速救援；另一方面，高層建筑內(nèi)固定式消防給水滅火設(shè)施性能不佳，甚至完全失去效能，無法為滅火救援提供水源。

4.2 現(xiàn)場變化多

高層建筑火災(zāi)撲救工作高度復(fù)雜，根據(jù)高層起火狀態(tài)的差異，出現(xiàn)的難點問題各異。受建筑高度、建筑狀態(tài)、起火點、建筑功能等因素的干擾，高層建筑火災(zāi)誘因呈現(xiàn)出高度復(fù)雜情況。如在高層建筑建設(shè)期間，土建施工火災(zāi)、裝修施工火災(zāi)的發(fā)展與撲救難易程度、作戰(zhàn)規(guī)律均存在差異；而在高層建筑使用過程中發(fā)生火災(zāi)，其救援受建筑高度、起火點位置的較大影響，不同高度、不同樓層起火點的火災(zāi)救援登樓行動、火勢控制難易程度懸殊，對救援戰(zhàn)斗造成了較大的困難。

4.3 通風(fēng)排煙難

高層建筑現(xiàn)場排煙條件不足，一旦發(fā)生火災(zāi)，將會造成極大的傷亡事故。因高層建筑內(nèi)部通道迂回彎折，排煙散熱通道受阻，極易造成煙氣四散蔓延的煙囪效應(yīng)，影響人群疏散逃生。加之高層建筑外墻封閉性裝飾較多，自然排煙口缺乏，在內(nèi)部機械排煙無法啟動的情況下，易形成大量煙氣聚集，并在自然風(fēng)力與風(fēng)向的影響下回流，抑制排煙速度，對建筑滅火救援行動造成了較大的困難[4]。

5 固定消防設(shè)施在高層建筑滅火救援中的應(yīng)用

5.1 充足供水

高層建筑使用性質(zhì)特殊，功能高度復(fù)雜，主要建筑下方存在裙房，埋下了消防通道堵塞隱患，對消防車作用發(fā)揮造成了制約?；诖?，應(yīng)發(fā)揮高層建筑內(nèi)部固定式消防設(shè)施的作用，通過內(nèi)部給水系統(tǒng)與水帶干線連接，及時、充足供應(yīng)水源，縮短消防救援人員到達指定樓層的時間，提高滅火戰(zhàn)斗效率。高層建筑內(nèi)部固定式消防設(shè)施負(fù)責(zé)為消火栓、自動噴水滅火系統(tǒng)提供可靠的消防用水，以便在火災(zāi)發(fā)生初期利用消防給水系統(tǒng)、噴水系統(tǒng)撲滅，避免火勢蔓延，降低建筑火災(zāi)事故中生命與財物損失概率。

根據(jù)GB 50016—2014 《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（2018 年版）的相關(guān)要求，高層建筑固定式消防給水系統(tǒng)可以根據(jù)火災(zāi)還沒有發(fā)生時的壓力、流量狀態(tài)與滅火設(shè)施需水要求的差異，劃分為常高壓固定式消防給水系統(tǒng)、臨時高壓固定式消防給水系統(tǒng)、低壓固定式消防給水系統(tǒng)[5]。

其中，常高壓固定式消防給水系統(tǒng)的供水渠道為市政管網(wǎng)+高位消防水池，在系統(tǒng)使用全生命周期均需要保持建筑水滅火設(shè)施所需流量、工作壓力，以便在建筑火災(zāi)發(fā)生時不經(jīng)消防水泵直接加壓給水。消防給水管網(wǎng)為環(huán)狀布置，經(jīng)一根進水管或枝狀管接入市政給水管道，獨立系統(tǒng)（與生產(chǎn)生活給水系統(tǒng)分開），滿足初期（10 min）火災(zāi)用水所需。在市政給水管道無法滿足消防用水量的情況下，增設(shè)消火栓系統(tǒng)加壓貯水裝置，經(jīng)水泵水箱聯(lián)合給水（或單獨水箱給水）方式提供火災(zāi)延續(xù)時間內(nèi)消耗消火栓系統(tǒng)所需水壓、水量。

臨時高壓固定式消防給水系統(tǒng)的供水渠道是市政管網(wǎng)、消防水池，給水系統(tǒng)由水槍（φ13 mm、φ16 mm、φ19 mm）、水龍頭（DN50、DN65）、內(nèi)扣式快速連接螺母、球形閥組成，室內(nèi)消防水量多小于10 L/s。同時，內(nèi)部增設(shè)穩(wěn)壓設(shè)備，常規(guī)情況下維持最不利點給水壓力，無法滿足建筑內(nèi)固定式水滅火設(shè)施所需工作壓力、流量。一旦發(fā)生火災(zāi)，則自動啟動消防水泵加壓，直接由消火栓接出水滅火，達到建筑內(nèi)固定式水滅火設(shè)施所需工作壓力、流量。

低壓固定式消防給水系統(tǒng)的供水渠道為市政管網(wǎng)，工作壓力、流量需要達到消防車、手抬泵等移動式取水滅火設(shè)施運行要求。低壓消防給水系統(tǒng)多用于高層建筑物室外，消防車、消防給水系統(tǒng)加壓供水之間需設(shè)置消防水泵接合器（閘門+安全閥+止回閥+接口），設(shè)置位置是消防水池周邊15～40 m范圍內(nèi)。

5.2 及時撲救

高層建筑火災(zāi)現(xiàn)場變化較快，消防救援人員應(yīng)根據(jù)火災(zāi)特點選擇最佳撲救時機。高層建筑火災(zāi)一般可分為初期、發(fā)展、猛烈、下降、熄滅幾個階段。初期階段是火災(zāi)最佳撲滅時機，火情控制難度較小。在建筑火災(zāi)發(fā)生初期階段利用固定式消防設(shè)施進行撲救，可以有效控制火災(zāi)的大面積蔓延。因此，消防救援人員應(yīng)時刻關(guān)注建筑內(nèi)部固定式消防設(shè)施的狀態(tài)，發(fā)揮固定式消防設(shè)施預(yù)警、滅火能力，以便第一時間發(fā)現(xiàn)火情隱患并調(diào)集足夠滅火救援力量，對初期火勢進行陣地式堵截，降低火災(zāi)對建筑的損害。

高層建筑內(nèi)部固定滅火裝置包括鹵代烷滅火系統(tǒng)、蒸汽（或水蒸氣）滅火系統(tǒng)、二氧化碳滅火系統(tǒng)、氮氣滅火系統(tǒng)等，多設(shè)置在走廊、大廳入口處、樓梯間等明顯且容易取用的地點[6]。一般大空間高層建筑疏散門周邊、消防電梯前承重墻上是消火栓設(shè)置的最佳地點，消火栓內(nèi)配置DN65 或DN50 消火栓、φ19 mm/φ16 mm 水槍、φ65 mm 水帶、消防報警裝置、水喉、啟泵裝置（臨時高壓消防給水裝置連接消火栓）等。同時，將一個帶壓力顯示裝置的檢驗用消火栓設(shè)置在高層建筑頂層，需避開死角位置。為充分發(fā)揮固定式消防設(shè)施的作用，需要根據(jù)建筑高度設(shè)置水槍充實水柱長度，比如，在建筑高度小于100 m時，固定式消防設(shè)施配備水槍充實水柱長度大于或等于10 m；而在建筑高度超出100 m 時，水槍充實水柱長度應(yīng)大于或等于13 m。對于裝飾要求高且火情發(fā)展迅速的高層建筑，可以在配備消火栓固定消防設(shè)施的基礎(chǔ)上，配置自動噴水滅火系統(tǒng)，如灑水系統(tǒng)、雨淋系統(tǒng)、水噴霧系統(tǒng)、水幕系統(tǒng)等。自動噴水滅火系統(tǒng)由閉式噴頭報警裝置、濕式報警閥、管網(wǎng)、供水設(shè)施組成，在報警閥前管道內(nèi)、報警閥后管道內(nèi)分別充入壓力水、壓力空氣，在火災(zāi)發(fā)生后，經(jīng)火災(zāi)探測系統(tǒng)開啟預(yù)作用閥，也可由消防救援人員手動開啟預(yù)作用閥，促使消防水進入閥后管道，經(jīng)閉式噴頭出水，及時滅除火災(zāi)。

5.3 機械防排煙

機械防排煙系統(tǒng)是高層建筑內(nèi)部設(shè)置的固定式消防設(shè)施之一，可以抑制建筑內(nèi)火災(zāi)煙氣蔓延。其中機械防煙系統(tǒng)需要在自然排煙的基礎(chǔ)上，借助機械加壓送風(fēng)（前室、樓梯間等）方式，促使被保護區(qū)域內(nèi)形成正壓，阻止煙氣進入疏散通道；而機械排煙系統(tǒng)則是在火災(zāi)時熱煙氣流浮力、外部風(fēng)力作用下，經(jīng)建筑物對外開口以及排煙風(fēng)機排出煙氣。一般根據(jù)漏風(fēng)量要求，機械排煙系統(tǒng)管道處于常閉狀態(tài)[7]。而在火災(zāi)發(fā)生后，煙感器經(jīng)消防控制室發(fā)出信號，排煙閥門電動或手動打開，將著火房間及所在區(qū)域產(chǎn)生煙氣就地排出。在排煙管道內(nèi)部煙氣溫度達到280 ℃，機械排煙防火閥自動關(guān)閉，確保疏散通道、防煙樓梯、消防電梯前室與合用前室內(nèi)無煙，為滅火救援工作創(chuàng)造條件。

作為一種綜合利用風(fēng)機氣流與壓力差的固定式機械消防裝置，機械防排煙裝置包括排煙機、多頁排煙風(fēng)口等幾種類型。其中排煙機在高層建筑無火災(zāi)時低速運行，滿足建筑內(nèi)部通風(fēng)換氣要求，在建筑發(fā)生火災(zāi)時則遠程啟動高速排煙模式，將煙氣排出建筑物外；多頁排煙風(fēng)口位于排煙系統(tǒng)上，在高層建筑無火災(zāi)時閉合，在建筑發(fā)生火災(zāi)時根據(jù)煙感或溫感探頭發(fā)出的火災(zāi)信號接通電源，迅速排出煙氣。

6 結(jié)語

綜上所述，高層建筑火災(zāi)具有疏散難度大、火勢蔓延快的特點，與日常管理不當(dāng)具有較大關(guān)系。面對高層建筑滅火救援中存在的有效供水與疏散難題，消防救援人員應(yīng)主動發(fā)掘固定消防設(shè)施在高層建筑滅火救援中的作用。根據(jù)滅火救援需求，合理應(yīng)用固定消防設(shè)施，突破高層建筑滅火救援難題，為高層建筑滅火救援效率的提升提供依據(jù)。