超高層建筑防火設計要求及滅火救援研究.doc

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超高層建筑防火設計要求及滅火救援研究 近年來，由于新技術、新材料的廣泛運用高層建筑建筑高度呈現不斷攀升的趨勢。目前國際上最高建筑為迪拜塔位于阿聯酋迪拜，總高828米、160層。我國第一高樓為上海環(huán)球金融中心，總高492米。 隨之而來相繼發(fā)生北京“2.09”央視配樓火災，上海“11.15”高層居民住宅火災，沈陽“2.03”皇朝萬鑫國際大廈等高層建筑火災事故，從不同程度反映出高層建筑消防安全現狀與消防部隊實際滅火救援能力之間存在不均衡、不對稱發(fā)展的狀況，消防部隊針對高層建筑火災的撲救能力受到了極大的考驗。 一、超高層建筑定義、建筑材料及結構體系 建筑高度超過100米的高層建筑通常稱為超高層建筑。超高層建筑的設計主要考慮豎向和水平荷載的設計，豎向荷載主要指建筑材料、樓內設備及人員等所帶來的重力荷載，水平荷載主要是指風、地震帶來的側向荷載。目前超高層建筑用于承受荷載的建筑材料主要有三種，分別為：鋼結構、鋼筋混凝土結構、鋼混凝土組合結構。超高層建筑的建筑結構體系是指承受豎向和抵抗側向荷載的構建組成形式，大致分為7種形式，分別是：框架體系、剪力墻結構、框架—剪力墻結構、框架—支撐結構、筒體結構、巨型結構、其他結構，如空間桁架結構、懸掛結構等。 二、超高層建筑在防火設計上的特殊要求 在我國《高層建筑防火設計規(guī)范》有關內容中規(guī)定超高層建筑除執(zhí)行高層建筑防火設計的有關規(guī)定外，對超高層建筑提出了特殊的防火設計要求，如： （一）建筑高度超過100m的高層建筑，其應在電纜井、管道井每層樓板處用相當于樓板耐火極限的不燃燒體作防火分隔； （二）建筑高度超過100m的公共建筑，應設置避難層（間），并應符合有關規(guī)定； （三）建筑高度超過100m，且標準層建筑面積超過1000m2的公共建筑，宜設置屋頂直升機停機坪或供直升機救助的設施，并應符合有關規(guī)定； （四）當建筑高度超過100m時，高層建筑最不利點消火栓靜水壓力不應低于0.15MPa。當高位消防水箱不能滿足上述靜壓要求時，應設增壓設施； （五）建筑高度超過100m的高層建筑及其裙房，除游泳池、溜冰場、建筑面積小于5.00m2的衛(wèi)生間、不設集中空調且戶門為甲級防火門的住宅的戶內用房和不宜用水撲救的部位外，均應設自動噴水滅火系統。 對規(guī)范的研究，可以了解到超高層建筑從內部人員的逃生疏散、火災范圍的控制、排煙、供水、固定滅火設施上均提出了具體和更為嚴格的要求。 三、超高層建筑火災面臨的形勢和難點 （一）高層建筑火災呈現新特點。目前我國部分高層建筑外墻大量使用易燃、可燃建筑材料后，火災發(fā)展蔓延的形式不同于以往常規(guī)，呈現由外及內、由高到低的新特點，從而增加了消防部隊撲救高層建筑火災的難度。從北京央視配樓、上海高層居民住宅幾起火災來看，均為建筑外墻安裝和使用了大量易燃、可燃建筑材料，如：建筑外墻保溫層使用的聚氨酯泡沫，火災在外部引發(fā)后迅速向上或向建筑內部蔓延擴大，甚至從樓頂向下蔓延（北京央視火災就屬于此類），從而導致整棟建筑發(fā)生立體燃燒。此外，室外火災一般無明顯發(fā)展階段之分，由于供氧充足，室外火災發(fā)生后很快便會發(fā)展到猛烈燃燒階段。風對火勢發(fā)展有決定性影響，尤其露天火災受風的影響更大，而高層建筑外墻火災更是受風力的影響，風給燃燒區(qū)帶來大量新鮮空氣，加之高層建筑外墻包裹著大量易燃、可燃材料，促使燃燒更為猛烈。隨著風向的改變，火勢蔓延方向會相應改變。大風天氣極易形成飛火，迅速擴大燃燒范圍。以上因素導致高層建筑火災致災時間的縮短，災害范圍和危害性進一步擴大，從客觀上講對消防部隊的反應時間、處置能力也提出了更高的要求。 （二）針對超高層建筑火災呈現的新特點，需要多方面采取有力措施才能有效控制火災范圍，減少火災損失和人員傷亡。 1.由于火災蔓延速度極快，第一時間必須要采取撲救措施。第一時間采取撲救措施并非一定要等消防部隊到場才能進行。近期幾起高層建筑火災首先從建筑外部引發(fā)，由于不像建筑內部具有完備的防火分隔設施和固定滅火設施，建筑外墻的火勢可以不受任何阻擋，在高空風力的作用下迅速沿高層建筑外墻向上、向下或向建筑內部蔓延，形成內外同時燃燒的不利局面，此種情況發(fā)生后如果第一時間不及時采取撲救措施，往往第一批消防處置力量到場時已經難于在短時間內控制火勢蔓延。 2.消防部隊滅火救援作戰(zhàn)能力還有待進一步改進和提高。這里需要思考如果消防部隊到場前建筑工人不及時采取有效撲救措施，又或者火災發(fā)生或蔓延至高層建筑外墻100米以上的位置，消防部隊第一到場力量應如何采取有效的技、戰(zhàn)術措施進行撲救？ 四、撲救超高層建筑火災需要注意的幾個方面 （一）舉高車輛的使用 1.舉高車輛在撲救高層建筑火災中發(fā)揮了一定作用，但是作用有限，尤其是針對超高層建筑100米以上的部位幾乎無能為力。 2.舉高車輛同時具備救援和射水功能時，救援和射水的工作高度需要特別注意，不能一概而論。 救援高度條件允許時可以接近最大工作高度，但是射水高度則必須慎重考慮，操作時應適當降低工作高度，盡量調整轉臺位置，從有可能翻倒的一側射水，減小射水反作用的影響，保證車輛上裝部分的穩(wěn)定性，以免工作斗、梯臂因水流反作用力產生嚴重晃動，造成人員和車輛發(fā)生危險。 3.舉高車輛進行射水作業(yè)時為達到最大射水高度，應適當保持與起火建筑的距離。 4.舉高車進行救援時在考慮到的負重界限（架梯位置的高度及水平距離）的基礎上，只要沒有靠近建筑物的障礙物、使用工作斗的障礙物、打開支腳的障礙物，可以適當靠近建筑物部署舉高車以利于救援。這點與射水應與建筑保持適當距離的情況剛好相反。 （二）超高層建筑的供水 1.堅持“以固為主、固移結合”的作戰(zhàn)原則，最理想狀態(tài)是超高層建筑內部固定消防設施完好。將建筑內的固定消防設施作為滅火戰(zhàn)斗的首選設備，尤其要借助作戰(zhàn)登高的消防電梯、滅火用水的室內供水管網系統。眾所周知，高層建筑均配置嚴格完善的固定消防設施，作為整體建筑安全保證的基本條件，對快速、有效撲救火災、最大限度地減少人員傷亡和財產損失起到極其重要的作用。 在高層火災中，通過建筑內部給水系統和消防豎管向火場供滅火劑，其效率遠遠高于移動設備供滅火劑，從而大大提高初戰(zhàn)告捷的成功率。 2．在充分認識固定消防設施重要性的同時，我們也要注意，由于固定設施消防泵的數量和揚程大小、室內供水管網形式和口徑大小等因素的限制，一旦火勢擴大、發(fā)生大面積燃燒時，僅僅依靠固定設施將無法適應火場實際需要。此時，應充分發(fā)揮消防車等移動式滅火裝備的優(yōu)勢，通過消防車與接合器相結合、消防車與高層建筑底層室內消火栓相結合等方式，提高高層建筑火災撲救的供水能力。 3．最后才是采用人工登高鋪設水帶。在登高鋪設時，方法也多種多樣，最常用的手段有兩種：一是通過建筑內樓梯蜿蜒鋪設水帶或沿樓梯縫隙垂直鋪設水帶向上供水，二是通過外墻或其它井道垂直鋪設水帶向上供水。內樓梯是高層建筑中最安全、最可靠、最能熟悉掌握的通道，在水帶鋪設上視如平地，不管是利用縫隙垂直鋪設還是利用樓梯蜿蜒鋪設其技術要求最低。 （三）超高層建筑滅火救援戰(zhàn)斗的編成 高層建筑發(fā)生火災后，若不能在初期得到有效控制、及時撲滅，火勢將快速蔓延，對一些綜合性的高層建筑，更能形成上下蔓延的高空立體燃燒。因此，立足“打小、打早、打快”的初戰(zhàn)編成，切實提升主管中隊初戰(zhàn)能力，應該成為高層火災撲救，基層一線部隊作戰(zhàn)編成的主導思路。切忌高層火災演練僅有觀賞性、沒有針對性的弊端。初戰(zhàn)編成是作戰(zhàn)預案的核心，大戰(zhàn)惡戰(zhàn)是預案的補充。初戰(zhàn)編成就是要做到四個落實，一是要落實該建筑可用于滅火的固定消防設施的選用，即墻式消火栓、消防電梯的數量位置以及向室內管網供水的泵浦接合器；二是要落實移動供水途徑，內樓梯的分布、形式和建筑內外可垂直鋪設水帶的井道、縫隙、墻面，做到內樓梯鋪設水帶線路的距離明，外掛垂直水帶的固掛點明；三是要落實主管中隊力量分配，著火層和著火層以上層由哪輛車、哪個班負責，救人與滅火由哪個組負責，指揮員誰在前沿指揮、誰在后方供水；四是落實應援中隊水源安排。當然，百密必有一疏，大戰(zhàn)惡戰(zhàn)也要有所準備。面臨大戰(zhàn)時在編成上主要落實指揮體系和“殺手锏”的力量。一旦高層形成立體燃燒，指揮體系是關鍵。如何實現快速有序的上傳下達和督戰(zhàn)，一是要切實實行各級負責制，做到各負其責。二是要實施分段負責制，場面大，情況復雜，做到責任包干。在“殺手锏”力量的調派上，要重點使用高層專業(yè)隊、特勤隊力量，以求得事半功倍的作用，切莫盲目派兵，避免無謂傷亡。 同時需要特別注意的一個問題，如果火災發(fā)生在超高層建筑的外墻，從建筑內部登高滅火的消防官兵更多的是阻止火災向建筑內部蔓延，要從室內通過外窗等途徑控制建筑外墻火災的蔓延還需要研究一些特殊的處置手段和方法。 五、提高超高層火災撲救能力的有效途徑 （一）加強裝備建設。 首先，是壓縮空氣泡沫車的大量使用，可以有效提升滅火劑供給能力，供給高度大大增加，有利于超高層火災的撲救，除車輛之外需要配備一定數量的壓縮空氣泡沫，不僅要用于實戰(zhàn)，訓練也需要使用空氣壓縮泡沫。其次，根據實際情況開發(fā)了大量用于高層滅火救援的實用裝備，雖然科技含量不高，但較為實用。最后是將超高層建筑火災撲救所需的重要裝備實施模塊化集中管理，避免現場出現裝備漏帶、裝備型號不搭配、裝備損耗補充不及時等弊端。 （二）加強專業(yè)隊伍建設。 應對超高層建筑火災，因有針對性的強化專業(yè)隊伍建設，一是保證其人員相對穩(wěn)定，比如，舉高車等特種車輛駕駛員要逐步增大培養(yǎng)力度，并保證其服役時間；二是從難從嚴提高訓練要求，保證專業(yè)隊伍年度的訓練時間，尤其是實戰(zhàn)演練和開展裝備實地測試的時間；三是根據裝備情況和超高層建筑的特點不斷創(chuàng)新訓練科目，對超高層建筑訓練科目實施定期考核。 （三）加強理論知識研究，廣泛汲取國內外先進理念和經驗。通過學習、參加培訓、實地測試、考察等形式，加強官兵對超高層建筑滅火救援理論知識和技、戰(zhàn)術方法的研究，重點是汲取國內外火災案例的成功經驗和存在不足，對照自身建設情況，將理論和經驗的研究成果運用于實際。 （四）強化“防消聯勤”工作，將防火與滅火工作有機的結合，相互促進相互指導。避免出現防消脫節(jié)帶來的弊端，從源頭入手控制火災的發(fā)生，將火災撲救工作遇到的實際困難及時反饋，對超高層建筑防火設計的審核、驗收提供必要的參考。同時開展“防消聯勤”工作也有利于基層中隊有針對性的開展超高層建筑“六熟悉”、預案制定和演練工作。