胡艷芬

城市向天空“生長(zhǎng)”的現(xiàn)實(shí)動(dòng)態(tài)畫面，莫過于一棟棟摩天大樓拔地而起。高樓實(shí)現(xiàn)了超級(jí)城市向空中要地的理想，也帶來了城市消防隱患和高層消防救援的全球性難題。

到今年6月，為期一年的全國(guó)高層建筑重大火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)專項(xiàng)整治即將告一段落。與此同時(shí)，飛行汽車、無人機(jī)等已飛入高空火場(chǎng)參與救援，它們正以火災(zāi)這種極端環(huán)境為試煉場(chǎng)，逐步開啟城市飛行時(shí)代的大幕。

高層消防救援是世界難題

人們大概還未忘記，2017年6月14日凌晨發(fā)生在英國(guó)倫敦肯辛頓區(qū)一棟高層公寓樓的大火。這是一場(chǎng)吞噬了79條生命的慘烈火災(zāi)，也是一場(chǎng)堪為世界銘記的典型高層火災(zāi)，它教科書般展示了高層救援的復(fù)雜性。

這棟名叫格倫費(fèi)爾的大樓共24層，其建筑外層采用的特制防雨材料和保溫材料均有很強(qiáng)的易燃性，大火從4層（火情發(fā)生處）燒至頂層僅用了半小時(shí)；大樓所處之地人口密度大、道路狹窄，距離白金漢宮僅7公里，超過40臺(tái)消防車趕去救援卻難以充分靠近著火點(diǎn)；在大火燃燒9小時(shí)后，中高層火情依然沒能得到控制，現(xiàn)有的舉高消防車難以抵達(dá)更高層……

此外，迪拜火炬大廈火災(zāi)、土耳其摩天大樓火災(zāi)等帶來的慘痛教訓(xùn)，都給世人敲響了警鐘，也暴露出高層消防救援的普遍困難。

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)高速發(fā)展，國(guó)內(nèi)高層建筑的數(shù)量也不斷增長(zhǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)超過90%的縣級(jí)行政區(qū)劃單位擁有接近或超過百米的住宅樓宇；另?yè)?jù)應(yīng)急管理部消防救援局?jǐn)?shù)據(jù)，2021年全國(guó)全年共接報(bào)高層建筑火災(zāi)4057起。

深圳是全國(guó)超高層建筑群數(shù)量和密度最高的城市之一。記者從深圳消防救援支隊(duì)獲取的數(shù)據(jù)顯示：深圳這座擁有超過2000萬(wàn)人口、年經(jīng)濟(jì)總量超3萬(wàn)億元的超大城市，既有100米以上高層建筑1078棟，其中200米以上93棟、300米以上10棟；在建100米以上超高層建筑766棟，其中200米以上51棟、300米以上12棟，超高層建筑體量巨大。

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)高速發(fā)展，國(guó)內(nèi)高層建筑的數(shù)量也不斷增長(zhǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)超過90%的縣級(jí)行政區(qū)劃單位擁有接近或超過百米的住宅樓宇；另?yè)?jù)應(yīng)急管理部消防救援局?jǐn)?shù)據(jù)，2021年全國(guó)全年共接報(bào)高層建筑火災(zāi)4057起。

一直以來，高層消防救援對(duì)深圳市而言都是巨大的挑戰(zhàn)，也是重點(diǎn)攻克的難題。在深圳消防救援支隊(duì)看來，高層消防救援之所以困難主要體現(xiàn)在以下方面：

一是從高樓本身的特性看，由于超高層建筑內(nèi)管道、電梯井等垂直連通部位較多，煙火因“煙囪效應(yīng)”易迅速蔓延至其他樓層，形成立體火災(zāi)，給滅火救援行動(dòng)的展開帶來極大挑戰(zhàn)。此外，大城市尤其是超大型城市往往高樓密集，超高層建筑集中分布，因此超高層建筑一旦發(fā)生火災(zāi)，飛火、熱輻射容易造成火勢(shì)向周邊樓宇擴(kuò)散。

從消防車到場(chǎng)環(huán)節(jié)來看，舉高類消防車輛容易受到展開空間的限制。由于外墻燃燒不斷有飛火和燃燒殘余物掉落，舉高類消防車的展開區(qū)域受到限制。同時(shí)，交通阻塞、違規(guī)占用消防通道及登高作業(yè)面等情況的存在，易導(dǎo)致舉高類消防車難以靠近起火建筑。目前裝備的作業(yè)高度，最高的舉高類消防車展開高度為101米，對(duì)超高層建筑100米以上的火點(diǎn)，舉高類消防車無法進(jìn)行有效的外部打擊。

從滅火救援行動(dòng)展開環(huán)節(jié)來看，一是垂直供水難，高層建筑火災(zāi)用水量較大，通常采取以建筑內(nèi)部固定消防設(shè)施為主、外部供水力量為輔的方式進(jìn)行供水。建筑內(nèi)部固定消防設(shè)施因設(shè)施老舊、維護(hù)保養(yǎng)不到位、操作員設(shè)施操作不熟練等因素，容易導(dǎo)致固定消防設(shè)施不能發(fā)揮效能，甚至由于管路老舊、操作員操作失誤造成內(nèi)部供水管網(wǎng)破裂，還會(huì)對(duì)救援工作造成干擾。外部供水主要有室內(nèi)沿樓梯鋪設(shè)水帶和外部垂直鋪設(shè)水帶兩種方式，室內(nèi)沿樓梯鋪設(shè)水帶存在供水距離長(zhǎng)的缺點(diǎn)，而外部垂直鋪設(shè)水帶作業(yè)受建筑結(jié)構(gòu)、玻璃幕墻、高度等因素影響實(shí)施條件較為苛刻，客觀上造成高層建筑火災(zāi)火場(chǎng)供水難度大。

二是消防力量豎向登高難，除部分消防救援人員可利用登高車實(shí)施外部登高外，大多數(shù)消防救援人員登樓和滅火救援裝備器材的轉(zhuǎn)運(yùn)輸送只能依托消防電梯和疏散樓梯，存在運(yùn)輸效率低、人員體能消耗大的困難。

三是人員疏散難，高層建筑人員密度大，縱向疏散距離長(zhǎng)，受疏散樓梯數(shù)量限制，人員在逃生過程中容易發(fā)生踩踏、窒息、中毒，造成群死群傷。同時(shí)，消防力量在豎向登高的過程中與被困人員的垂直疏散路線相沖突，從而影響救援人員進(jìn)攻效率和被困人員疏散效率。

深圳立體救援樣本

在被火龍?zhí)蝮潞蜐L滾濃煙包裹的高層建筑面前，被困者和救援人員的生命同樣面臨巨大的威脅。在精準(zhǔn)、高效開展救援的迫切期待下，科技力量正加快投入使用。

不妨以深圳為樣本，來打探一下我國(guó)高層樓宇的立體式救援模式和高科技含量的救援裝備庫(kù)。

深圳消防救援支隊(duì)負(fù)責(zé)人向記者展示的第一種裝備是消防智能頭盔。他說：“消防智能頭盔擁有熱成像模塊、偵察視頻回傳通信模塊、對(duì)講通信模塊集成裝置，將頭部防護(hù)、對(duì)講通信、視頻圖傳、紅外偵察等多項(xiàng)功能進(jìn)行集成，其中熱成像功能模塊可幫助消防員透過煙霧查找火源和進(jìn)行人員搜索，偵察視頻回傳通信模塊可將現(xiàn)場(chǎng)信息實(shí)時(shí)反饋至現(xiàn)場(chǎng)指揮部，解決了消防員在火場(chǎng)需手持?jǐn)y帶各類消防裝備的問題。”

此外，不得不提到無人機(jī)的應(yīng)用。近年來，在處置災(zāi)害事故滅火救援行動(dòng)中，傳統(tǒng)的災(zāi)情偵察手段不僅無法快速、準(zhǔn)確、全面掌握現(xiàn)場(chǎng)整體情況，而且常使偵檢人員處于未知的危險(xiǎn)環(huán)境中。消防無人機(jī)具有機(jī)動(dòng)靈巧、快速響應(yīng)、視野全面、危險(xiǎn)性小等優(yōu)勢(shì)，可滯留在高濕、高溫的火場(chǎng)上空或抵達(dá)消防員難以深入的區(qū)域，進(jìn)行持續(xù)災(zāi)情監(jiān)測(cè)、傳輸火場(chǎng)信息、提供通信保障、投送救援物資等工作，對(duì)消防救援隊(duì)伍及時(shí)掌握宏觀災(zāi)情、調(diào)度指揮、滅火作戰(zhàn)、應(yīng)急救援、防火預(yù)警具有重要的支撐作用。

同時(shí)，為抑制內(nèi)部火災(zāi)，還可采取壓縮空氣泡沫系統(tǒng)供液代替原有的供水供液方式，發(fā)揮壓縮空氣泡沫重量輕、管線鋪設(shè)時(shí)間短和滅火效能高的特點(diǎn)。在地面架設(shè)干粉導(dǎo)彈車，可瞄準(zhǔn)著火層起火房間，突破超高層建筑鋼化玻璃，精準(zhǔn)打擊火源，這樣就進(jìn)一步拓展了打擊內(nèi)部火勢(shì)的進(jìn)攻手段。

一次真實(shí)的演練可以更直觀地展示這些科技裝備的作用。2022年11月，深圳消防救援支隊(duì)在南山區(qū)前海世茂大廈開展了超高層演練。

其中，“偵察、滅火、排煙”等各類機(jī)器人替代消防員深入著火區(qū)域開展多項(xiàng)攻堅(jiān)任務(wù)；無人機(jī)、101米舉高消防車和直升機(jī)不僅完成了外部控火任務(wù)，還兼具通信保障、外部搜救、應(yīng)急轉(zhuǎn)運(yùn)的功能；消防智能頭盔在解放消防員雙手的前提下，實(shí)現(xiàn)了消防員在火場(chǎng)中的頭部防護(hù)、對(duì)講通信、視頻圖傳、紅外偵察等多項(xiàng)功能；壓縮空氣泡沫系統(tǒng)供液的運(yùn)用極大增加了供液的高度，提高了滅火效能等，各項(xiàng)高科技裝備在此次演練中都得到了檢驗(yàn)。

飛行汽車瞄準(zhǔn)特殊場(chǎng)景

當(dāng)人們還在追問，飛行汽車如何滿足適航要求，如何落地實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化，如何確保城市空中飛行的安全性和可實(shí)現(xiàn)性的時(shí)候，一種國(guó)產(chǎn)飛行汽車已經(jīng)瞄準(zhǔn)了高層消防救援的極端特殊場(chǎng)景。

與國(guó)際上已經(jīng)采用的電動(dòng)旋翼推進(jìn)技術(shù)路線不同，這種即將飛入“火場(chǎng)”的飛行汽車，是一種采用電動(dòng)涵道風(fēng)扇推進(jìn)技術(shù)的垂直起降飛行器，這項(xiàng)技術(shù)來自北京瑋航科技（以下簡(jiǎn)稱“瑋航科技”）。

瑋航科技創(chuàng)始人張磊2007年進(jìn)入清華大學(xué)汽車系?！?017年我博士畢業(yè)時(shí)，來了一場(chǎng)與飛行汽車產(chǎn)業(yè)的雙向奔赴。”張磊告訴記者，從2016年起，飛行汽車領(lǐng)域的標(biāo)志性事件不斷涌現(xiàn)：億航發(fā)布了首款載人飛行器億航184；優(yōu)步發(fā)布了全球首份城市空中交通白皮書，并在此后一年舉辦首屆Elevate峰會(huì)（城市空中交通峰會(huì)）；此后摩根士丹利發(fā)布飛行汽車研究報(bào)告《全球城市空中交通潛在市場(chǎng)規(guī)模更新：起步緩慢但未來不可限量》，其中預(yù)測(cè)，到2040年全球飛行汽車市場(chǎng)規(guī)模將超過1萬(wàn)億美元；咨詢機(jī)構(gòu)羅蘭貝格預(yù)測(cè)，至2050年全球95個(gè)主要城市的空中，將會(huì)有9.8萬(wàn)輛飛行汽車飛馳，飛行汽車市場(chǎng)規(guī)模超過10萬(wàn)億美元。

“我博士就讀于清華大學(xué)特種動(dòng)力團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)的主要研究方向之一以及我個(gè)人的課題方向就是飛行汽車動(dòng)力，我們就這樣順理成章地在2017年選擇了這個(gè)創(chuàng)業(yè)方向?！睆埨谡f，他們基于電動(dòng)涵道風(fēng)扇推進(jìn)技術(shù)研發(fā)的飛行汽車，與高層消防救援的需求高度契合。

這款飛行汽車有個(gè)專業(yè)名稱——涵道風(fēng)扇高空系留重型消防無人機(jī)，從外觀上看，它采用的是6涵道風(fēng)扇的縱列式布局構(gòu)型；從技術(shù)能力上看，設(shè)計(jì)最大起飛重量達(dá)600公斤，掛載消防水炮，通過系留電纜和水帶進(jìn)行供電供水；在與消防車體結(jié)合后，便形成了系留涵道風(fēng)扇舉高消防車。

張磊隨后向記者描述了這款搭載飛行汽車的特殊消防車在模擬實(shí)戰(zhàn)中的表現(xiàn)——接到高層建筑火災(zāi)報(bào)警后，車長(zhǎng)僅9米的系留涵道風(fēng)扇舉高消防車（目前高層滅火舉高消防車車長(zhǎng)在16米左右），可更好地通過城市狹窄道路環(huán)境，快速抵達(dá)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)。指戰(zhàn)員確認(rèn)開始滅火作戰(zhàn)后，飛行平臺(tái)立即起飛，主動(dòng)智能識(shí)別最佳滅火點(diǎn)，發(fā)射破窗彈，開啟噴水滅火作業(yè)，以30～50升/秒的大流量持續(xù)不間斷噴水滅火?；鹎榛鞠?，消防隊(duì)員進(jìn)入樓內(nèi)疏散被困人員，飛行平臺(tái)繼續(xù)執(zhí)行中繼通信、喊話、照明等輔助救人任務(wù)。被困人員有序撤離，直至飛行平臺(tái)掃描全樓確認(rèn)全部人員疏散完畢，滅火救援任務(wù)順利結(jié)束。

“小身軀、大推力、大載荷，是這款飛行汽車的主要優(yōu)勢(shì)，正好滿足高層建筑滅火的特殊要求。”張磊告訴記者，與時(shí)間賽跑、突破高度限制、出水量大且能持續(xù)供水等，是高層滅火的要求也是難點(diǎn)。

“在與百米級(jí)舉高消防車進(jìn)行對(duì)比后，更容易理解這款飛行汽車的優(yōu)勢(shì)?！睆埨诜治龅?。

從效率上來看，受限于機(jī)械舉升的工作原理，傳統(tǒng)舉高消防車必須裝備足夠長(zhǎng)的舉升臂，這使得整車長(zhǎng)度過大。比如目前世界上舉升高度最大的101米舉高消防車，其車身長(zhǎng)16.3米，轉(zhuǎn)彎半徑超過50米，車重60噸，在市區(qū)不易行駛，也較難快速通過小區(qū)附近狹窄通道，且在抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后還需要耗時(shí)20分鐘左右搭建橫向救援支撐面；又因機(jī)械臂舉升速度緩慢，單次上行也需要耗時(shí)20分鐘左右，因此從時(shí)效上來看有較大局限性。

與之相比，系留涵道風(fēng)扇舉高消防車車長(zhǎng)在9米以內(nèi)，可在接警后隨第一批消防救援隊(duì)伍在第一時(shí)間抵達(dá)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，且飛行平臺(tái)不需要搭建救援支撐面即可起飛，爬升速度超過2米/秒，單次上行至百米僅需50秒左右。

從滅火作戰(zhàn)能力來看，101米舉高消防車展開救援支撐面后，需要占據(jù)長(zhǎng)20米、寬7米的消防救援面空間，在高層樓宇附近有限的救援面上較難放置多臺(tái)消防車同時(shí)進(jìn)行滅火作戰(zhàn)。而系留涵道風(fēng)扇舉高消防車與傳統(tǒng)101米舉高消防車的單臺(tái)滅火作戰(zhàn)能力相近，且所占空間大幅減小，在相同消防救援面上最多可布置6臺(tái)，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)主戰(zhàn)裝備協(xié)同作戰(zhàn)，水流量倍增。

從觸及高度來看，受限于機(jī)械舉升工作原理，傳統(tǒng)舉高消防車要想進(jìn)一步提升舉高高度，技術(shù)難度跟產(chǎn)品價(jià)格呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。進(jìn)入21世紀(jì)后，生產(chǎn)舉高消防車的芬蘭博浪濤公司也僅僅把在售產(chǎn)品的舉升高度從101米提升至112米。然而超高層建筑往往超過150米甚至在200米及以上，此時(shí)傳統(tǒng)舉高消防車只能“望樓興嘆”。

高溫、低能見度、復(fù)雜的風(fēng)力風(fēng)向環(huán)境、需在樓宇間穿行……當(dāng)飛行汽車能靈活應(yīng)對(duì)這一切城市空中的復(fù)雜場(chǎng)景后，它或許就能真正成為未來城市立體交通的重要成員了。

◎ 來源|《環(huán)球》雜志