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高層建筑火災預防及安全逃生策略研究

隨著我國經濟的不斷發展,城市化水平也在不斷的提高,特別是近幾年高層建筑如雨后春筍般興起。但是從全國發生的多起影響較大的高層建筑火災中,可以看到高層建筑自身潛伏著火災隱患,看到探索如何避免和最大限度地降低其火災危害的迫切性。因此,預防和撲救高層建筑火災是做好大城市消防安全管理的一個重要方面,必須引起足夠的重視。特別強調,若有人身處高層建筑火災威脅之中,面對突如其來的災難應立足自救互救,走出誤區,采取明智的安全逃生策略,有效地降低人員的傷亡。

    城市的高層、超高層建筑是城市、經濟發展的必然產物和大勢所趨,火災已成為此類“摩天大樓”致命的“殺手”,高層建筑火災撲救成了一個世界性的現實難題,現代化高樓成為城市消防的“軟肋”。

    近年來,隨著國民經濟的持續快速發展,城市建設的步伐加快,建筑用地日益緊張,使建筑物向高空發展,城市的高層、超高層建筑數量日益增多,使得城市高層建筑的消防安全形勢越來越嚴峻,據不完全統計,浙江投入使用的高層建筑約有15604幢,超過100米的超高層建筑有672幢,高層建筑數量位列全國前列,但對應的救援裝備有限,浙江有1臺高達101米的云梯車,有42米與53米的云梯車及高攀車114輛。而且大部分已建和在建的高層建筑都位于繁華的人員密集的城市中心,發生火災必將造成全局性、連續性、連鎖性的社會影響,甚至嚴重的經濟損失和政治影響。以湖州織里鎮為例,織里鎮中心城區面積18平方公里,但現有高層建筑52幢,最高建筑98.55米,超過50米的建筑21幢,超過32米低于50米的建筑6幢,現在織里消防大隊投入執勤的云梯車只有32米,遠遠滿足不了滅火救援工作的需要。

    近年一些城市發生的高層、超高層建筑火災實例反映現實狀況不容樂觀:年發生數量多,經濟損失重,人員傷亡大,社會影響深等,并有逐年增多的趨勢,成為急需解決的重要問題。例如:據不完全統計,目前上海高層建筑有1萬多幢,其中超高層300多幢,2000年以來,上海市共發生1213起高層起火事故,年平均發生152起火災。2008年1月2日新疆德匯國際廣場批發市場發生的火災,火災過火面積達65000多平方米,價值數億元商品眼睜睜地化為烏有,大火持續15個小時,3名消防官兵英勇獻身。2007年12月,溫州市鹿城區28層溫富大廈裙樓發生特大火災,21人火中遇難,2人重傷。2009年2月9日,北京中央電視臺新址附屬文化中心30層高159m的在建大樓發生火災,建筑面積約10.3萬余平方米。國家高度重視建筑火災消防尤其是高層建筑火災這個問題,頒布實施了《中華人民共和國消防法》等法律法規,特別在《高層民用建筑設計防火規范》中規定10層及10層以上的居住建筑、建筑高度超過24m的公共建筑均屬高層建筑物。高層建筑的防火必須遵循“預防為主、防消結合”的消防工作方針,立足自防自救。

    許多城市在不斷總結經驗的基礎上研究新的消防技術、引進購置先進的消防器械、增強消防能力。但是廣大的公眾對高層建筑火災特點、形成原因、存在的隱患了解不足和消防安全意識不高、缺乏應對火災尤其是高層建筑火災自救互救的策略是目前存在的最大難題。筆者從高層建筑的建筑特點分析其火災的特點,指出高層建筑存在的火災隱患及產生火災的原因,提出高層建筑火災預防撲救和安全逃生的策略。

    一、高層建筑火災特點

    由于現代空間建筑的規模越來越大,構造越來越復雜,在建筑風格、結構形式、使用功能等方面多種多樣,加之新材料、新技術和新結構形式的發展和應用,通常使得復雜空間結構的建筑面積大、空間寬敞、裝潢考究、電氣設備多、火災隱患大、結構上多采用輕質高強的鋼結構,這類高層建筑與傳統建筑在使用功能、建筑材料、結構形式、空間大小、配套設施等方面有很大的不同,給防火安全帶來很多新的問題,其火災出現了新的特點。

    (一)火勢迅猛,煙火蔓延迅速,極易形成立體式火災

    科學試驗表明,在火災燃燒猛烈階段,由于高溫狀態下的熱對流而造成的水平方向煙氣擴散速度為0.5-3.0m/s,煙氣沿著樓梯間或其他豎向管井擴散的速度能達到3-4m/s。一座100m的高層建筑,在無阻擋的情況下,只需半分鐘左右,煙氣就能順著豎向管井擴散到頂層。

    已建的高層民用、商用建筑內部的陳設和裝修材料多是可燃或易燃物品,綜合性高層建筑內使用和儲存的易燃、可燃物更多,它們火災負荷很大,建筑內的樓梯間、管道井、電纜井、排氣道、垃圾道等各種豎向管井,就像一座座高聳的煙囪,為火勢的迅速燃燒蔓延擴大提供途徑。加上高樓受氣壓和風速的影響,使火勢更猛烈,蔓延更迅速,極易使整幢建筑形成立體火場,“風助火勢,火借風威”,在高層建筑中尤為突出。風力影響主要取決于風速的大小,建筑物越高,風速越大。據測定:建筑物10m高處風速為5m/s,30m處為8.7m/s,90m處為5m/s,發生火災時風加速空氣的對流,火愈燒愈烈,迅速蔓延。如果在建高層建筑發生火災,大部分呈敞開式燃燒,風力、風向更會加快火災的蔓延。

    (二)高層建筑內部情況復雜,人員疏散困難,傷亡嚴重

    高層建筑起火時,要使人員迅速疏散到地面或建筑物內不受火災威脅的安全部位,是一個十分艱巨的任務,高層建筑火災救援成為世界性的難題。其具有以下特點。

    1.建筑物高,樓層多,結構復雜,建筑規模大,垂直疏散距離遠,疏散時間長。高層建筑高達幾十米,甚至超過二三百米。而且人員的疏散方向又與煙火蔓延的方向相反,迫使人們不得不在煙熏和熱氣流的烘烤中進行疏散,自然就增加了人員疏散的艱巨性和危險性。所以人們往往來不及疏散就被煙火熏死、燒死。目前國內高層建筑不僅追求層次的高度而且還注重內外“包裝”,一味追求建筑內部豪華、外墻美觀、建筑特色,使高層建筑從高度化向復雜化發展。雖然從經濟方面看,高層建筑越多,所代表地區的經濟水平也相對較高;但從消防的角度看,越高的建筑越豪華的裝飾火災危險性越大、火災負荷越重、撲救難度越大,造成的人員傷亡和經濟損失越大。

    2、人員密集。高層民用建筑容納人數多在千人以上,因此,難以在較短的時間內將人員全部撤離危險區,而且在慌亂中,心理壓力大難免會發生擠傷、摔死等慘劇。美國消防組織曾做過一次模擬測試,點燃一只廢紙簍,發現僅2分鐘煙探測器報警,約3分鐘后起火,房間達到使人致死溫度,同時樓內充滿有毒氣體,約4分鐘樓內過道被煙火封堵而徹底無法通行。測試結果表明:樓房內一旦起火,4分鐘后逃離現場的可能性很小,加上由于濃煙烈火繼續升騰,嚴重影響人們的視線,使人看不清逃離的方向而陷入困境。而救援人員多在4分鐘后才到達現場,受難者由于當時的心情十分焦急,往往會作出不理智的舉動。

    火災事故現場常常造成群死群傷情況的發生,近10年來,特重大火災造成群死群傷的火災事故不斷發生,例如:新疆克拉瑪依友誼會堂火災死亡325人;河南洛陽東都商廈火災奪去309條人命;莫斯科友誼大學火災奪去32條人命;吉林市中百商廈火災死54人、傷79人;浙江海寧火災死39人等,都與火災現場人員密集、混亂、自救互救知識貧乏有直接關系。

    3、疏散設施少。起火時,建筑內的人員不能靠電梯或云梯作為主要安全疏散和搶救手段。因為一般的客用電梯無防煙防水措施,必須停止使用,國外一般要求是當發生火災后,普通客梯的轎廂全部迅速落到底層。云梯車為消防隊員撲救時專用。樓梯是高層建筑內人員垂直疏散的惟一設施。用樓梯進行疏散的效率要低得多、時間要長得多。

    (三)高層建筑鋼結構耐火性不夠

    高層建筑一般是采用鋼結構建筑或部分采用鋼結構,超高層建筑必須采用鋼結構,因混凝土結構太重,建筑太高將不負重荷。而鋼結構質輕,可以做到很高很大,因此,在高層建筑中得到廣泛應用,但對于防控火災方面就存在問題了,普通的鋼材在600℃的環境下,就會產生變形扭曲。最典型的就是美國“9.11”事件,世貿大樓不是撞塌的,而是燒塌的。因為高溫導致鋼結構變形,承受不了上面的重量,就轟然坍塌。所以超高層建筑的鋼結構安裝后必須在表面噴涂一層厚厚的防火涂料,一般地,涂料保證的耐火時限最多為2-3小時。但是目前許多高大建筑結構形式中受力構件無法采用傳統的包裹或涂料方法進行防火?;ぴ斐山峁蠱蘋瞪踔戀顧?。

    (四)滅火救援難度大

    高層建筑的火災撲救工作,因其建筑特點使得其與普通建筑有很大差別,難度相當大。

    1.登高困難,不易接近火點。據測定,年輕的消防人員如攜帶兩盤水帶和一支水槍徒步登樓,在24m高度內,體力尚能保持正常,超過這個高度,體力就難以支持。當高樓失火、消防人員徒步登高,不僅消耗體力,還會與自上而下的疏散人員發生“對撞”,加之熱輻射強、煙霧濃、火勢蔓延快等,貽誤滅火戰機。目前,全球消防體系能夠提供的最高云梯約130m,而浙江省最高的云梯不超過110m。通常,消防云梯車只能升至限定值的80%左右。如果地面風力達到4-5級,云梯車則無法升高作業。如果著火的摩天大樓超過云梯的高度,則無法從室外撲救,除非動用直升機,否則只能依靠自救,即室內的消防疏散設施。在越來越多的高層建筑火災救援中,消防云梯車等傳統消防救援設備并不能完全滿足高層建筑消防的實際需要。消防人員無法從建筑內部或通過云梯進行滅火和救援,這也使得高層建筑火災救援成為世界性的難題。

    2.用水量大,供水困難,缺乏特種登高、排煙消防車輛和搶險救生裝備。用于滅火、冷卻和控制蔓延擴大的消防用水量是相當大的。除依靠建筑物本身的供水能力外,還要由消防隊千方百計往高樓接力供水。目前我國的無登高消防車的工作高度約24m,消防云梯一般為30-48m,普通消防車向室內消防系統輸水的供水高度約50m,因此,發生火災時建筑的高層部分無法依靠室外消防設施協助救火,50m以上部位已超出室外消防設施的供水能力,只能完全依靠“自救”滅火,對高層建筑火災,普通消防車輛是無能為力的。受經濟技術條件所限,大部分城市缺乏特種登高、排煙消防車輛和搶險救生裝備。

    3.煙霧毒氣大、排煙困難。有些高層建筑,沒有按照國家規范規定安裝正壓送風系統和排煙系統。對這類建筑,只能及時派出戰斗員佩戴空氣呼吸器打開樓梯間、前室、走廊內等處的外窗,以排除煙氣,使人員安全疏散。而且高層的電梯、樓梯,各種豎井和其他引管道都起著拔煙抽煙的作用。發生爆燃性燃燒時,被噴出的煙長度可達數十米。

    二、高層建筑火災產生的原因及消防隱患

    高層建筑的防火必須遵循“預防為主、防消結合”的消防工作方針,立足自防自救。如何做到盡量讓火災少發生,必須要了解高層建筑火災產生的原因和存在的消防隱患,從源頭上預防和杜絕火災。高層建筑消防隱患和火災產生的原因主要表現為如下3個方面。

    (一)建筑設計先天不足

    1.當前在結構防火設計上存在問題。我國現行的建筑設計防火規范主要是《建筑設計防火規范》和《高層民用建筑設計防火規范》。規范要求根據建筑物類別定出耐火等級,再根據耐火等級規定結構構件的耐火極限。但是新型結構(如索結構等)并沒有涵蓋在規范中,目前也沒有相應的標準規范要求這些新結構新材料的防火性;現有規范規定的防火分區最大允許面積在許多鋼結構等高大空間中已無法適應,超出了規定的范圍等。

    2.建筑設計審批存在問題。一些高層建筑在設計時未按《高層民用建筑設計防火規范》要求進行設計,如未設置火災自動報警系統、火災自動噴水滅火系統、防排煙系統等或形同虛設。這類消防隱患是可以通過嚴格規范的審批程序避免的。

    (二)消防管理不到位、消防設施失效

    消防設施出現問題,一旦發生火災,就沒法進行及時有效的撲救。在實際工作中,該類問題很多,也是平常消防檢查的重點。例如:一些是由于施工原因造成,如偷工減料、以次充好、擅自改動圖紙等;還有一些是人為或事故原因損壞而未能及時修換;更有一些是設施種類齊全但缺乏科學管理,使用上各自為政;有的建筑消防通道、消防登高車操作場地內被占為停車場、綠化地,影響消防人員滅火救援工作;有的高層建筑存在防煙樓梯間、封閉樓梯間防火門損壞且常處于開啟狀態、未設置探測器、防火分區超面積等問題?;鷦腫遠ň低?、火災自動噴水滅火系統等能將火災消滅在萌芽狀態,有效地抑制火災的發展蔓延。因此,必須提高公共的消防安全意識、動員社會各界力量參與消防、同時按照《消防法》加強平時的監督檢查。

    (三)建筑裝修消防隱患多

    目前高樓越建越高,裝修也越來越輝煌,消防隱患越來越多。一方面是裝修材料的問題:很多建筑物火災都是由裝修材料引起、擴散的。裝修材料中多為易燃可燃物,火災危險性大。要提倡使用阻燃材料。央視附屬樓的建筑結構中間有一個二十幾層的巨大中庭,而且其中的裝修材料都是木材,一旦存在燃燒條件,木材極易燃燒。另一方面裝修施工的問題。裝修時只考慮造型美觀,而忽視消防安全。有的裝修甚至遮擋消防設施、疏散指示標志及安全出口,妨礙消防設施和疏散通道的正常使用?;褂芯褪親靶薅游橄浪刂實?、消防意識淡薄、經濟利益至上。甚至有些裝修單位不向公安消防機構報審就擅自裝修,為降低裝修成本,改阻燃物為可燃物,增加了建筑的火災荷載、降低了建筑物的耐火抗災能力。

    三、高層建筑火災預防及火場安全逃生策略

    高層建筑防火就是根據對實際火災的預測,運用工程學的方法研究防火設計、防火管理以及消防工作的技術措施,如身處高層建設,在遇到火災時能做到明智安全的逃生,則需要平時多了解與掌握一定的消防自救互救的逃生知識,避免事到臨頭沒有主見。

    (一)總平面布置。在高層建筑總平面設計中,必須服從城市總體規劃。根據建筑物的使用性質、火災危險性、地形地勢、建筑物的耐火等級和建筑物所在地區常年主要的風向等因素進行合理布局,確定位置,嚴格執行現行國家消防技術規范。彩票一分快三计划软件

對于高層民用建筑,還要根據建筑物本身的使用性質和高層建筑的類別來選擇和確定其耐火等級。

    (二)劃分防火防煙分區,合理設置防火分隔?;址闌鴟智?,其作用和目的就是一旦某一區域起火,通過防火分隔物將火災控制在局部區域內,阻止火災在水平和垂直方向的蔓延。對于高層建筑,需要設置擋煙設施(擋煙垂壁、擋煙梁、隔墻)劃分防火防煙分區,將煙氣控制在一定范圍內,以便用排煙設施將其排出,保證人員安全疏散和便于消防撲救工作順利進行。

    (三)采取安全疏散措施。高層建筑設計和施工中,必須采取安全疏散措施,確定安全出口數量、寬度,樓梯型式,確定疏散距離、寬度,設置避難層、應急照明和疏散指示標志等。鑒于高層建筑垂直安全疏散樓梯極其有限,應設置消防電梯,消防電梯的設置應符合消防技術規范的有關要求。疏散走道應力求短捷,便于形成雙向疏散。

    (四)室內裝修防火。根據建筑物的使用性質、規模,對建筑物的不同裝修部位,采用相應燃燒性能的裝修材料并且積極選用不燃燒材料和難燃燒材料,做到安全適用、技術先進、經濟合理。用于高層建筑室內墻面,隔斷,地面應采用B1級材料,對于室內頂棚必須采用A級材料,局部造型裝修需要,可采用B2級材料;安全疏散通道,樓梯間及其前室,避難區(間)等生命通道,其墻面吊頂,地面均應采用A級材料裝修。

    (五)通風、空調系統防火和建筑防排煙措施。防排煙設施與安全疏散和消防撲救關系密切,它能為消防撲救創造有利條件,同時可以控制火勢蔓延擴大,因此在高層建筑設計時必須設計有效的防排煙設施。從確保安全疏散角度,在防煙樓梯間及其前室,避難間(區)應采用正壓送風,在疏散走道采取機械排煙方式。對消防電梯井及其前室應采取正壓送風,防止煙氣侵入。

    (六)高層工業建筑防爆。對于有爆炸危險的工廠、倉庫,為了防止爆炸事故的發生,減少爆炸事故造成的損失,要從建筑平面與空間布置、建筑結構和建筑設備等方面采取防火設計。

    (七)設置必要的建筑消防設施,達到消防自動化。根據國家建設工程消防技術標準要求,高層民用建筑內,按照建筑物的使用性質、防護區的有關條件以及建筑物的規模、建筑高度、火災危險等級確定設置必要的消火栓滅火系統、自動噴水滅火系統、氣體滅火系統和火災自動報警系統等,達到早期發現,及時撲滅和自防自救的目的,將其消滅在火災初期階段。在軟件方面,要加強設計、審核、施工、執法等方面的管理工作。進一步強化“誰設計,誰負責”,確定設計人員對所設計工程的終身負責制;加強建審員的業務理論水平培訓與政治思想教育,保持建審人員的相對穩定,向職業化發展。對消防施工圖紙,須經具備相應資質的消防工程師簽字方可生效;實行施工人員資質證和消防工程施工監理制。高層建筑消防工程施工,必須由具有相應消防專業資質隊伍承接,建立消防工程施工監理制,監督施工質量,解決施工過程中和隱蔽工程的一些實際問題;提高維修保養資質企業的業務水平與人員素質和社會服務的能力。落實消防設施日常管理制度,確立專人管理維護,巡視檢查,定期運轉機制;加強建筑執法,認真查處建筑消防安全違法行為。從根本上提高消防權威性,更好地防止和減少建筑火災隱患,提高建筑抗御火災的能力。

    (八)掌握技巧快速逃生。一是要有良好的心理素質,保持鎮靜、不要驚慌,用清醒的頭腦、鎮定自若的態度觀察火勢,冷靜地判明疏散指示標志的指向,再選擇正確的逃生方式和方向,不要盲目行動。二是進入建設內部時,應首先觀察周圍的環境和熟悉疏散通道及安全出口的位置,萬一發生火災,能避免驚慌失措,及時有效地向疏散通道和安全出口方向逃生,并避免擁擠。三是要學會利用現場一切可以利用的有利條件逃生、爭取逃生時間。如利用消防電梯進行逃生;利用室內的防煙樓梯、普通樓梯、封閉樓梯逃生;利用建筑物的陽臺、通廊、避難層、室內設置的緩降器、救生袋、安全繩等進行逃生;利用觀光樓梯避難逃生;利用墻邊落水管進行逃生;把被褥、窗簾用水澆濕后堵住門口阻止火勢蔓延,利用繩索或將布匹、床單、窗簾結繩自救等。四是是在無路可逃的情況下,要盡量靠近當街窗口或陽臺等容易被人看到的地方積極尋找避難處所,如陽臺、樓層平頂等,同時向救援人員發出求救信號,如呼喚、向樓下拋擲一些小物品、黑暗中用手電筒往下照等,以便讓救援人員及時發現,采取救援措施。五是是在逃生過程中要防止裝修材料燃燒形成的氣體中毒,在逃生過程中應用水澆濕毛巾或用衣服捂住口鼻,采用低姿行走,最好彎腰使頭部盡量接近地板,必要時匍匐前進,以減小煙氣的傷害。

    通過對城市高層建筑火災及安全逃生策略的研討,筆者得出如下結論:一是城市的高層、超高層建筑是城市、經濟發展的必然產物和大勢所趨,火災已成為高層、超高層建筑即“摩天大樓”致命的“殺手”;高層建筑火災撲救成為了一個世界性的現實難題,現代化高樓成為城市消防的“軟肋”。二是高層建筑不同于其他火災的突出特點是火勢迅猛、蔓延速度快、疏散難、傷亡重、鋼結構耐火性差、滅火救援難度大等,導致一旦發生火災就難控制,高層建筑的防火必須遵循“預防為主、防消結合”。三是從源頭上預防和杜絕火災需要從提高建筑設計、加強消防管理、改進更新消防設施、采用阻燃建筑裝修材料等環節處著手,消除消防隱患。四是高層建筑的火災必須立足“自救互救”,通過平時的消防知識積累,走出誤區,冷靜明智的安全逃生,降低傷亡。

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來源:中國消防在線      時間:2014/8/7/星期四 14:30:56

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