1 引言

進(jìn)入新時(shí)代，高層建筑數(shù)量不斷增加，規(guī)模不斷擴(kuò)大，考慮到普通建筑所采取消防滅火技術(shù)無法直接用于高層建筑，因此，業(yè)內(nèi)人士紛紛將目光聚焦于消防滅火工作，希望能盡快確定符合高層建筑特點(diǎn)與需求的全新技術(shù)方案。 以往圍繞消防滅火技術(shù)展開的討論多以普通建筑為研究對象， 研究成果的適用范圍相對有限，本文以揚(yáng)州某高層建筑為例，從消防滅火角度出發(fā)，針對現(xiàn)有技術(shù)提出相應(yīng)的優(yōu)化策略，以期為日后高層建筑施工的高效開展助力。

2 項(xiàng)目概況

項(xiàng)目為揚(yáng)州某高層建筑，該建筑由地下2 層，地上20 層組成，每層凈高為4 m，該建筑總高度為80 m。 地下建筑面積約20 000 m2，包括設(shè)備用房、車庫，地上面積約58 000 m2，其中，1~3 層為商場，建筑面積約12 000 m2，4~6 層為休閑、餐飲場所，7~20 層有住戶居住，該建筑總面積約78 000 m2。 建筑內(nèi)部裝有火災(zāi)報(bào)警器、噴水系統(tǒng)和疏散指示標(biāo)等設(shè)施，為消防設(shè)施提供消防用水的泵房在地下2 層，消防控制室位于地下1 層。

3 高層建筑火災(zāi)原因

2011—2020 年，國內(nèi)較大以上火災(zāi)情況如圖1 所示，結(jié)合圖1 能夠看出，我國火災(zāi)總體走勢向好。 此外，應(yīng)急管理部還會定期發(fā)布火災(zāi)詳細(xì)數(shù)據(jù)，2020 年接報(bào)火災(zāi)總數(shù)為25.2 萬，傷亡1 953 人，其中，受傷人數(shù)為775 人，死亡人數(shù)1 183 人，火災(zāi)造成的財(cái)產(chǎn)損失約40 億，與2019 年同期相比，各項(xiàng)指數(shù)均有所下降，降幅分別是1.4%、12.8%、13.6%、0.5%。 其中，較大火災(zāi)共65 起，較2019 年減少了10 起。

圖1 2011—2020 年國內(nèi)較大以上火災(zāi)情況（圖源：應(yīng)急管理部）

由圖2 可知，雖然夜間是火災(zāi)低谷，但由于夜間人們多處于睡眠狀態(tài)，無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)火情并報(bào)警，導(dǎo)致夜間火災(zāi)的傷亡率居高不下。 以0~6 時(shí)為例， 該時(shí)段發(fā)生火災(zāi)的占比約13.7%，傷亡人數(shù)的占比高達(dá)43.6%。

圖2 火災(zāi)時(shí)間分布（圖源：應(yīng)急管理部）

高層建筑內(nèi)部發(fā)生火災(zāi)的原因較為復(fù)雜， 可以被歸納為以下幾類。

1）人為原因，如焊接人員未按要求開展焊接工作，或隨意丟棄尚未熄滅的煙頭[1]。

2）煤炭等常見可燃固體溫度提高至燃點(diǎn)，隨后發(fā)生劇烈燃燒。

3）可燃液體蒸發(fā)或泄漏，導(dǎo)致空氣所含可燃液體濃度超過允許范圍，遇明火發(fā)生火災(zāi)。

4）燃?xì)饧半姎馐鹿?，本文討論的建筑?nèi)部具有較多電氣設(shè)施，對應(yīng)電線的敷設(shè)密度相對較大，隨著時(shí)間推移，設(shè)施絕緣體將出現(xiàn)不同程度的損壞，提高短路概率，進(jìn)而引起火災(zāi)。電氣事故則是指電氣設(shè)施所配備接地裝置出現(xiàn)故障，導(dǎo)致發(fā)生火災(zāi)。

4 高層建筑火災(zāi)特點(diǎn)

4.1 火勢蔓延速度較快

高層建筑結(jié)構(gòu)普遍相對復(fù)雜，建筑內(nèi)部設(shè)有管道、通風(fēng)道，以上結(jié)構(gòu)具有與煙囪相似的功能，有一定概率加快火勢的蔓延速度，加重火災(zāi)影響。除此之外，建筑施工期間，施工方普遍傾向于使用新型材料，火災(zāi)發(fā)生后，多數(shù)新型材料因外界溫度快速升高而熔化，產(chǎn)生大量高溫流體，進(jìn)一步加快火災(zāi)蔓延速度[2]。

4.2 疏散業(yè)主難度大

火災(zāi)發(fā)生后，通常需要第一時(shí)間疏散業(yè)主，最大程度上保證業(yè)主安全。 高層建筑疏散業(yè)主的難度明顯大于普通建筑，原因是高層建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜且人流量大， 極易因現(xiàn)場情況混亂導(dǎo)致業(yè)主受到二次傷害。

5 高層建筑消防滅火技術(shù)

5.1 充分利用建筑既有消防設(shè)施

5.1.1 消火栓

消火栓是高層建筑極為重要的消防設(shè)施， 專業(yè)人員到達(dá)現(xiàn)場后，便需打開消火栓并取出水槍、水龍帶，在著火點(diǎn)附近10 m 左右噴水，以確?；馂?zāi)盡快撲滅。本項(xiàng)目需要配置室外及室內(nèi)消火栓，其中，室外消火栓流量以40 L/s 為宜，其數(shù)量取決于保護(hù)半徑、額定流量，一般情況下，單個(gè)消火栓的保護(hù)半徑均在150 m 以內(nèi)。 確定數(shù)量后，便可沿建筑外圍進(jìn)行布設(shè)，保證撲救面對應(yīng)消火栓數(shù)量在2 個(gè)或2 個(gè)以上， 消火栓和建筑外墻之間的距離應(yīng)達(dá)5 m 或以上。 室內(nèi)消火栓需要加入8支水槍，任一豎管的流量均應(yīng)達(dá)到15 L/s，由高壓給水系統(tǒng)負(fù)責(zé)供水，除特殊情況外，均應(yīng)將給水管道敷設(shè)為環(huán)狀，同時(shí)保證消火栓位置醒目、便于取用。 另外，本項(xiàng)目所配置室內(nèi)消火栓還要滿足以下要求：

1）任一平面、任一部位均有2 支水槍對應(yīng)[3]；

2）栓口動(dòng)壓在0.35 MPa 或以上；

3）相鄰消火栓之間的距離不超30 m，栓口和地面之間的高度差應(yīng)控制在1.1 m 左右，出水方向垂直墻面；

4）根據(jù)栓口出水壓力判斷是否需要安裝減壓裝置，若壓力超過0.70 MPa，則應(yīng)安裝相應(yīng)裝置，以免出水壓力過大，導(dǎo)致消火栓無法正常使用；

5）消火栓所接入消防水帶的公稱直徑以65 mm 為最佳，水帶內(nèi)襯長度應(yīng)達(dá)25 m 或以上。

5.1.2 自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)

本項(xiàng)目設(shè)置的報(bào)警系統(tǒng)既要具有自動(dòng)報(bào)警功能， 還要與建筑內(nèi)部既有消防設(shè)備相連。 若建筑內(nèi)部僅有一個(gè)保護(hù)對象，可以設(shè)置集中報(bào)警系統(tǒng)，同時(shí)對消防控制室進(jìn)行設(shè)置，如果建筑內(nèi)部有多個(gè)保護(hù)對象，則需要改用控制中心系統(tǒng)，由該系統(tǒng)負(fù)責(zé)報(bào)警，在發(fā)出信號的同時(shí)開啟應(yīng)急照明等系統(tǒng)，為人群疏散、專業(yè)人員滅火提供便利。

5.1.3 消防電梯

現(xiàn)行規(guī)定明確指出，高層建筑內(nèi)部應(yīng)設(shè)有消防電梯，有關(guān)人員應(yīng)保證各防火分區(qū)均有多臺消防電梯對應(yīng)。 本項(xiàng)目對消防電梯所提出要求如下：

1）電梯需要逐層?？?，額定載重量在800 kg 或以上；

2）轎廂內(nèi)部設(shè)有消防電話，入口設(shè)有專用按鈕；

3）電梯控制面板及相關(guān)纜線均要進(jìn)行防水處理；

4）電梯內(nèi)部鋪設(shè)材料均具有不燃性；

5）排水井實(shí)測容量需達(dá)2 m2，對應(yīng)排水泵的實(shí)測排水量在10 L/s 或10 L/s 以上。

5.1.4 疏散照明燈

高層建筑需要在以下區(qū)域安裝疏散照明裝置：

1）防煙樓梯及消防電梯內(nèi)部，水平照度應(yīng)達(dá)5 lx 以上；

2）面積超過200 m2的場所，水平照度應(yīng)達(dá)3 lx 以上；

3）地下空間，水平照度同樣應(yīng)達(dá)3 lx 以上；

4）疏散通道，水平照度應(yīng)達(dá)1 lx 以上[4]。 消防水泵房等性質(zhì)特殊的區(qū)域需要增設(shè)備用的照明設(shè)備， 確保即使建筑內(nèi)部發(fā)生火災(zāi)，上述區(qū)域仍然能維持正常運(yùn)行。

5.1.5 疏散指示標(biāo)

實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)， 本文所討論建筑已完成安裝疏散指示標(biāo)的工作，為保證疏散指示標(biāo)能充分發(fā)揮作用，有關(guān)人員按以下標(biāo)準(zhǔn)對既有指示標(biāo)進(jìn)行調(diào)整。

1）指示標(biāo)位于疏散門上方，二者中線完全重合。

2）疏散通道、轉(zhuǎn)角均要設(shè)施指示標(biāo)，指示標(biāo)應(yīng)高于地面，高度差不超過1 m。

3）相鄰指示標(biāo)之間的距離應(yīng)控制在20 m 以內(nèi)，轉(zhuǎn)角距離不超過1m，袋形走道距離不超過10 m。

5.2 全面推廣自動(dòng)噴水系統(tǒng)

自動(dòng)噴水系統(tǒng)和常規(guī)噴水系統(tǒng)的區(qū)別， 主要是該系統(tǒng)無須人員24 h 看守，可以按照預(yù)設(shè)指令全天候監(jiān)測，在發(fā)現(xiàn)著火點(diǎn)的第一時(shí)間將其消滅，杜絕二次引燃或其他情況出現(xiàn)。 該系統(tǒng)在消滅火勢較小的火災(zāi)方面具有突出表現(xiàn)，因此，現(xiàn)已在諸多領(lǐng)域得到運(yùn)用，將其用于高層建筑是大勢所趨。

現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范要求，高層建筑應(yīng)裝有自動(dòng)噴水系統(tǒng)（除車庫外）， 若車庫車位達(dá)10 輛或以上， 同樣需安裝自動(dòng)噴水系統(tǒng)。 本項(xiàng)目車庫、1~3 層對應(yīng)火災(zāi)危險(xiǎn)等級均能達(dá)到中危Ⅱ級，其他區(qū)域的危險(xiǎn)等級是中危Ⅰ級，因此，有關(guān)人員應(yīng)保證安裝噴水系統(tǒng)的覆蓋面積可達(dá)160 m2或以上， 噴水強(qiáng)度則應(yīng)達(dá)8 L/（min·m2）或以上。 在確定消防用水量時(shí)，既要考慮設(shè)計(jì)規(guī)范要求，還要考慮建筑內(nèi)部各區(qū)域噴頭布局。 本項(xiàng)目選用噴頭的流量系數(shù)為80，對應(yīng)公稱動(dòng)作溫度在環(huán)境溫度以上，溫度差以30 ℃為最佳，濕式報(bào)警閥接入噴頭的數(shù)量應(yīng)控制在800 只以內(nèi)。 考慮到本項(xiàng)目面積約78 000 m2，而中危Ⅱ級噴頭所能覆蓋的范圍往往在11.5 m2左右，因此，通過計(jì)算可知，建筑所安裝噴頭數(shù)量為6 782 只，對應(yīng)濕式報(bào)警閥數(shù)量為9 只。

5.3 科學(xué)設(shè)計(jì)防火分區(qū)

要想使消防滅火效率達(dá)到理想水平， 還應(yīng)對設(shè)計(jì)防火分區(qū)的工作引起重視，通過科學(xué)設(shè)置防火分區(qū)，將建筑出現(xiàn)隱患的概率降至最低。 在設(shè)計(jì)防火分區(qū)時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注以下方面。

1）結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)、各層的主要功能，確定設(shè)計(jì)方案并選定施工材料。

2）對建筑底層空間進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮建筑對底層空間的定位和需求，在恰當(dāng)位置安裝自動(dòng)噴水系統(tǒng)，輔以必要的耐火設(shè)備，使耐火隔離效果達(dá)到預(yù)期。

3）重視高層空間設(shè)計(jì)，通過自動(dòng)噴水系統(tǒng)與耐火墻相結(jié)合的方式，阻斷煙霧擴(kuò)散路徑，為阻燃煙火提供保障。

5.4 保證疏散通道合理

本項(xiàng)目為商住兩用建筑，具有人流量大的特點(diǎn)，因此，應(yīng)對疏散通道引起重視，通過增設(shè)防煙樓梯的方式，確保人群能被快速疏散、 轉(zhuǎn)移至安全空間。 有關(guān)人員綜合考慮多方因素后，最終放棄常規(guī)方案，改為環(huán)形走道，通過將走道與陽臺等空間相連接的方式，為火災(zāi)發(fā)生后疏散、轉(zhuǎn)移人群的工作提供便利。 除此之外，考慮到高層建筑普遍存在較多樓層，要想使疏散效率達(dá)到理想水平，還應(yīng)酌情增設(shè)避難區(qū)，避難區(qū)具有兩大功能，一是緩解恐慌心理，二是避免由于人群過于擁擠而出現(xiàn)踩踏等安全事故。

除特殊情況外， 高層建筑均應(yīng)每隔10 層設(shè)置1 個(gè)避免區(qū)，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整避難區(qū)面積（可由下至上遞減），保證避難區(qū)容納人員數(shù)量符合現(xiàn)行規(guī)定。 此外，在設(shè)計(jì)避難區(qū)時(shí)還要考慮以下兩方面內(nèi)容：其一，在避難區(qū)安裝相應(yīng)的防火及防煙設(shè)施，使避難區(qū)更安全，將火災(zāi)產(chǎn)生的影響降至最低；其二，科學(xué)連接各層疏散樓梯，提高消防滅火工作的有效性，為疏散效率提供有力保障。

6 結(jié)語