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高层建筑的火灾特点及消防设计管理
2015-12-24

根据《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95)中规定:凡10层及10层以上的居住建筑(包括首层设置商业服务网点的住宅)和建筑高度超过24M的公共建筑,都属于高层建筑。 


    高层建筑的火灾特点

    (一)火势蔓延快。高层建筑的楼梯间、电梯井、管道井、风道、电缆井等竖向井道多,如果防火分隔处理不好,发生火灾时就好像一座座高耸的烟囱,成为火势迅速蔓延的途径,尤其是高级宾馆、综合楼和图书馆、办公楼等高层建筑,一般室内可燃物较多,一旦起火,燃烧猛烈,蔓延迅速。据测定,在火灾初期阶段,因空气对流,在水平方向烟气扩散速度为0.3米每秒,在火灾燃烧猛烈阶段,各管井烟气扩散速度则可达3~4米每秒。假如一座高度为100。米的高层建筑发生火灾,在无阻挡的情况下,半分钟左右,烟气就能顺竖向管井扩散到顶层,其扩散速度是水平方向的十倍以上。

 

    (二)疏散困难。高层建筑的特点:一是层数多,垂直距离长。疏散到地面或其它安全场所的时间长;二是人员集中;三是发生灾时由于各竖井空气流动畅通,火势和烟雾向上蔓延快。增加了疏散的难度,我国有些经济较发达城市的消防部门赃詈了少量的登高消防车,但大多数有高层建筑的城市尚无登高消防车,而且其高度也不能满足安全疏散和扑救的需要。普通电梯在火灾时因不防烟火或停电等原因而无法使用。因此,多数高层建筑安全疏散主要是靠楼梯。而楼梯间内一旦窜入烟气,就会严重影响疏散。这些,都是高层建筑发生火灾时进行疏散的不利条件。

 

    (三)扑救难度大。高层建筑高达数十米。甚至达数百米,发生火灾时从室外进行扑救相当困难。一般要立足于自救,即主要靠室内消防设施。但由于目前我国经济技术条件所限,高层建筑内部的消防设施还不可能很完善,尤其是二类高层建筑仍以消火栓系统扑救为主。因此,扑救高层建筑火灾往往遇到较大困难。例如:热辐射强、火势蔓延速度、高层建筑的消防用水量不足等。

 

    美国年均发生高层建筑火灾7000多起。平均每天近20起。但美国城市高层建筑一流的消防管理水平大大减少了损失。

 

    2月9日晚,中央电视台新址附属文化中心大楼发生火灾。据北京市消防局发布的消息,导致火灾的直接原因是在工地附近违规燃放礼花。另一个重要原因是,处于施工阶段的央视配楼尚未开启防火系统,工地缺乏自救措施。

 

    由于高层建筑火灾隐患多,发生火灾时,火势蔓延迅速,人员疏散困难,扑救难度大,国内外对高层建筑的消防设计和安全管理有严格规定。

 

    法律监管高层建筑防火设计

 

    在各国高层建筑防火的立法方面,无论是法规的数量还是完善程度,高层建筑数量最多的美国都走在世界前列。美国高层建筑防火法规的权威性,建立在大量研究的基础上。早在上世纪70年代,在美国国家科学基金资助下,哈佛大学现火灾科学研究之父霍华德·艾蒙斯教授,经过大量实验,建立了被广泛认可的哈佛火灾模型。在这种模型的基础上,美国高层建筑防火法规更加完善,成为许多国家的样板。

    我国现行的高层建筑防火规范是1995年颁行的《高层民用建筑防火规范》(GB50045—95),该规范的条文严谨细致,在耐火等级、平面布置、安全疏散、消防给水、防(排)烟和电气等方面都有严格要求。

 但在实际执行过程中,要兼顾防火安全性和投资合理性。高层建筑的防火设计有时达不到规范要求,这就留下了安全隐患。近年来。建筑工地火灾频发,这与大量保温防水易燃材料的堆积和暴露在外有关,同时也由于高楼自身消防设施还没有完善。有专家称,有必要通过尽快制订、修订有关建筑工地的防火管理规范,填补在建建筑防火薄弱的空白,从根本上减少建筑工地火灾多发现象。

 

    防火设计是保护伞

 

    针对高层建筑发生火灾的特点,国内外在防火设计上达成了共识。—般说来,要做好以下4方面的防火设计。

 

    第一。保证主体结构有足够的耐火稳定性。目前国内外高楼多依赖钢结构,虽然它的整体性和稳定性都很好,但耐火性能很差。钢材的抗拉和承重等性能均会因温度的升高而急剧下降,通常在450~650摄氏度就会失去承载能力,发生变形,钢柱、钢梁弯曲,不能继续使用。一般情况下,不加保护的钢结构耐火极限只有15分钟。“9·11”事件中美国纽约世贸中心的倒塌,就是因钢结构遭大火高温炙烤。上部结构不稳定向下塌落,结果一塌到底。人们在实践中广泛应用的钢结构保护方法,如用耐火材料包覆,喷涂石棉或防火材料等。已被证明在应对大火时效果不佳,建筑界和消防界在解决这个问题方面仍任重道远。

 

    第二,强化自救设施。高层建筑不同于一般的低矮建筑,火灾发生时,高层建筑主要依靠自身的消防措施来保障安全。消防部门云梯车所能达到的高度一般不超过100米;如果几百米高的高楼出现火灾,很难靠外部力量救援。目前,高层建筑的自救措施主要分为主动性和被动性两大类。主动性措施指直接限制火灾发生和发展的技术,如火灾探测报警技术、喷水灭火等灭火技术、烟气控制技术等;被动性措施指提高或增强建筑构件或材料承受火灾破坏能力的技术,如提高建筑构件耐火性能的技术等。这些完善的自救措施,比大量消防队员更能应付突发火灾。第三,做好防火分隔。由于建筑使用功能、规模形状不同,地理位置及室内火灾荷载、装饰和陈设等不同,建筑防火规范不可能把各式各样的高层建筑防火都详细地规定下来。这就要求设计人员针对所设计建筑物的具体条件。灵活运用,加强防火隔断,增加灭火手段,加强防排烟措施,采用不同的解决办法。达到防火目的。

 

    从国内外火灾现场统计来看,近六成火灾死亡是烟熏致死,或者被烟熏晕后烧死的。科学的防火分隔设计可以有效地解决这方面的问题。例如,一旦发生火灾,楼梯间、消防电梯间如果能保持较高的气压。逃生者开门进入后,风就会从里面往外吹,将烟雾拒之门外。

 

    第四,室内装修选用阻燃材料。在建筑中消除火源是不可能的,但是采用阻燃装饰是可能的,是避免和减少火灾伤亡以及财产损失的重要措施。

 

    严格消防管理不可缺少

 

    如果说高层建筑防火设计侧重从硬件方面应对火灾隐患,那么,严格的消防管理则是从软件方面减少火灾造成的损失。遗憾的是,高楼盖成后,人们往往忽视这种管理工作的作用。

 

    美国年均发生高层建筑火灾7000多起,平均每天近20起,但美国城市高层建筑一流的消防管理水平大大减少了损失。“9·11,”后,美国高层建筑的消防安全意识进一步强化,管理工作细化到对室内烟灰垃圾桶的设计,同时要求物业管理人员在清理烟灰垃圾桶之前要确保桶内绝无火种。

 

    另外,美国还全面动员社会各界的力量,如让城市居民组成义务消防队等。现在,纽约等大城市均设立了自动消防安全电子访问台,通过电话、电脑、移动电话等与城市高层建筑义务消防队保持联系。一旦发生险情,由城市居民组成的、经过专业训练的义务消防队可以在几分钟内被召集起来,配合消防员进行灭火和救援。