超高層建筑防火設計要求及滅火救援研究

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(xiàn)不斷攀升的趨勢。目前國際上最高建筑為哈利法塔（又名迪拜塔）位于阿聯(lián)酋迪拜，總高828米、160層。我國大陸第一高樓為上海環(huán)球金融中心，總高492米。昆明市已建成第一高樓為佳華廣場酒店，總高147.8米、38層，在建和擬建高層建筑527棟，其中在建高層建筑327棟，最高建筑為“欣都隆城”，高度186米，擬建高層建筑200棟，最高建筑為“南亞之門”，設計高度333米，81層。

隨之而來相繼發(fā)生北京“2.09”央視配樓火災，上?！?1.15”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平安現(xiàn)狀與消防部隊實際滅火救援力量之間存在不均衡、不對稱進展的狀況，消防部隊針對高層建筑火災的撲救力量受到了極大的考驗。本文就昆明市公安消防部隊超高層建筑滅火救援力量進行探討和討論，以期發(fā)覺問題和不足，查找解決問題的有效途徑。

一、超高層建筑定義、建筑材料及結(jié)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(nèi)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(cè)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(jié)構、鋼筋混凝土結(jié)構、鋼混凝土組合結(jié)構。超高層建筑的建筑結(jié)構體系是指承受豎向和反抗側(cè)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(jié)構、框架-剪力墻結(jié)構、框架-支撐結(jié)構、筒體結(jié)構、巨型結(jié)構、其他結(jié)構，如空間桁架結(jié)構、懸掛結(jié)構等。

二、超高層建筑在防火設計上的特別要求

在我國《高層建筑防火設計規(guī)范》有關內(nèi)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別的防火設計要求，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意上述靜壓要求時，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(diào)且戶門為甲級防火門的住宅的戶內(nèi)用房和不宜用水撲救的部位外，均應設自動噴水滅火系統(tǒng)。

通過對規(guī)范的討論，可以了解到超高層建筑從內(nèi)部人員的逃命疏散、火災范圍的掌握、排煙、供水、固定滅火設施上均提出了詳細和更為嚴格的要求。

北京、上海等地相繼發(fā)生高層建筑外墻火災后，國家對高層建筑外墻保溫材料的防火等級也提出了更高要求。

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(xiàn)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，火災進展擴散的形式不同于以平常規(guī)，呈現(xiàn)由外及內(nèi)、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)后快速向上或向建筑內(nèi)部擴散擴大，甚至從樓頂向下擴散（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進展階段之分，由于供氧充分，室外火災發(fā)生后很快便會進展到猛烈燃燒階段。風對火勢進展有打算性影響，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)帶來大量新奇空氣，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。隨著風向的轉(zhuǎn)變，火勢擴散方向會相應轉(zhuǎn)變。大風天氣極易形成飛火，快速擴大燃燒范圍。以上因素導致高層建筑火災致災時間的縮短，災難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、處置力量也提出了更高的要求。

（二）針對超高層建筑火災呈現(xiàn)的新特點，需要多方面實行有力措施才能有效掌握火災范圍，削減火災損失和人員傷亡。

1.由于火災擴散速度極快，第一時間必需要實行撲救措施。第一時間實行撲救措施并非肯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(nèi)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快速沿高層建筑外墻向上、向下或向建筑內(nèi)部擴散，形成內(nèi)外同時燃燒的不利局面，此種狀況發(fā)生后假如第一時間不準時實行撲救措施，往往第一批消防處置力氣到場時已經(jīng)難于在短時間內(nèi)掌握火勢擴散。昆明市2009年曾經(jīng)發(fā)生過一起在建高層建筑外墻火災，消防部隊到場時，火災已經(jīng)被工地的建筑工人使用樓層內(nèi)的施工用水進行了有效掌握，火勢沒有沿建筑外部防護網(wǎng)連續(xù)向上和向建筑內(nèi)部擴散，由于起火樓層較低，第一到場的消防中隊使用水罐消防車車載炮對位于7層以下的建筑外墻防護網(wǎng)實施了冷卻清理，最終沒有釀成大火。

2.消防部隊滅火救援作戰(zhàn)力量還有待進一步改進和提高。這里需要思索假如消防部隊到場前建筑工人不準時實行有效撲救措施，又或者火災發(fā)生或擴散至高層建筑外墻100米以上的位置，消防部隊第一到場力氣應如何實行有效的技、戰(zhàn)術措施進行撲救？

我們就目前昆明消防部隊超高層建筑滅火救援工作面臨的形勢進行如下分析：第一種狀況，認為消防部隊依靠自身配備的消防裝備可以完成全部火災撲救任務，忽視了高層建筑等場所內(nèi)部固定消防設施對完成滅火救援任務起到的重要作用。目前全國消防部隊配備的舉高車輛最高舉高高度為101米，昆明消防部隊配備的舉高車輛最高舉高高度為68米，火災在建筑外墻100米以上的地方發(fā)生或擴散，要依靠外部移動消防設備進行撲救幾乎是不行能完成的任務，而且也極擔心全。此外，由于受道路寬度、高空障礙物、路面承載力量、風速、出水時反作用力等關鍵因素的影響，舉高車輛是否能在全部火災現(xiàn)場舉升到最大高度？這還是個值得商榷的問題。

否則媒體和群眾都將可能被誤導，采納一家新聞媒體對北京央視火災的評論詞：“央視配樓高度150米，最高的消防設備只能達到100米，我們的滅火救援力量就差這短短的50米，火勢沒有得到有效掌握。”其次種狀況，媒體和群眾對消防部隊到場時間、力氣調(diào)集、處置措施的看法。這里我們對一些影響以上環(huán)節(jié)的因素進行分析，以探討如何提高消防部隊撲救超高層火災的力量。我們可以計算這樣一個時間，就是消防指揮中心從接到報警至調(diào)動最近中隊到場出水控火的時間（以處置超高層建筑100米以上火災為例）。

假設：

（1）從開頭接警至下達出動命令需要30秒的時間（指揮中心實行統(tǒng)一接警，并能同時下達多隊出動命令）；

（2）中隊接到出動命令至消防車駛離車庫需要1分鐘；

（3）路途行駛需要時間根據(jù)中隊轄區(qū)5分鐘內(nèi)可以抵達進行計算（這個時間受劃分中隊轄區(qū)的合理性、道路交通實際狀況、駕駛員對道路的熟識狀況等多種因素影響）；

（4）到場后火災發(fā)生在100米以上的高層或已經(jīng)擴散至100米以上時，消防隊員遇到最有利的狀況，消防電梯和建筑內(nèi)部室內(nèi)消火栓系統(tǒng)可以正常使用，消防隊員按預先設定的任務分工攜帶水槍、水帶、分水器等器材從停車位置進入消防電梯