陶麗麗

（河南省焦作市消防救援支隊(duì)，河南 焦作 454000）

1 引言

隨著城市化進(jìn)程不斷加快，高層建筑數(shù)量不斷增多。 但高層建筑不僅帶來(lái)便捷，也帶來(lái)了較大的安全隱患。 由于高層建筑高度較高，一旦發(fā)生火災(zāi)，不僅撲滅難度大，還會(huì)為逃生和救援帶來(lái)極大的挑戰(zhàn)。 因此，應(yīng)針對(duì)高層建筑的火災(zāi)特點(diǎn)，合理設(shè)計(jì)并應(yīng)用恰當(dāng)?shù)南姥b備技術(shù)，以保障建筑安全性。

高層火災(zāi)的危害性較強(qiáng)，因此，國(guó)內(nèi)外針對(duì)高層火災(zāi)的研究相對(duì)較多。 國(guó)外學(xué)者Anoymous 針對(duì)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的管線進(jìn)行了系統(tǒng)分析， 并使用數(shù)學(xué)方式反映了不同因素的危險(xiǎn)性及發(fā)生概率[1]。 我國(guó)針對(duì)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估相對(duì)較晚，早期由范維澄等[2]結(jié)合火災(zāi)規(guī)律，構(gòu)建相應(yīng)的評(píng)估應(yīng)用程式對(duì)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了量化描述。 在后續(xù)研究中，將建筑火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)因素的評(píng)價(jià)模型應(yīng)用到建筑消防管理中，為高層建筑消防技術(shù)打下了基礎(chǔ)。

本文分析并總結(jié)在高層建筑中行之有效的消防裝備技術(shù)，在實(shí)際建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用中具有較強(qiáng)的實(shí)踐意義。

2 高層建筑中火災(zāi)特點(diǎn)

高層建筑的火災(zāi)特點(diǎn)較為明顯。

1）火災(zāi)蔓延速度快。 高層建筑中的可燃物相對(duì)較多，其空間中防火分隔區(qū)相對(duì)較小，容易受到損壞而失去隔離效果，使火災(zāi)蔓延速度加快。 一旦發(fā)生火災(zāi)，將出現(xiàn)熱氣流向上蔓延的情況，會(huì)對(duì)高層建筑帶來(lái)極大的危害。

2）人員疏散難度大。 在火災(zāi)發(fā)生后無(wú)法使用電梯，且熱氣流和煙塵等不斷向上延伸，為人員疏散帶來(lái)較大困難。

3）消防裝備技術(shù)應(yīng)用普及率不足。安裝消防裝備需花費(fèi)大量成本，且需定期進(jìn)行維修管理，部分高層建筑在設(shè)計(jì)過(guò)程中，為減少成本消耗，使用簡(jiǎn)單的消防裝備，增加了火災(zāi)隱患。

3 高層建筑中消防裝備技術(shù)類型

當(dāng)前，高層建筑中消防裝備技術(shù)類型較多，不同建筑中的應(yīng)用技術(shù)存在一定的差異。 常見的消防裝備包括以下幾種。

1）防火材料及構(gòu)件。 在高層建筑建設(shè)過(guò)程中，常將傳統(tǒng)的施工或裝修材料更換為新型防火材料，以降低火災(zāi)發(fā)生概率。如纖維石膏板、無(wú)機(jī)防火板等，此類技術(shù)能與建筑形成整體，具有較強(qiáng)的使用效果[3]。

2）消防裝備及滅火設(shè)施。 如消防頭盔、防護(hù)服、消防栓、滅火器、防火毯等設(shè)備，此類設(shè)備能夠應(yīng)用于火災(zāi)初期階段，但需要人為控制，具有一定風(fēng)險(xiǎn)性。

3）新型消防裝備技術(shù)。 如智慧消防系統(tǒng)、高層消防給水系統(tǒng)、 自動(dòng)噴淋系統(tǒng)等， 此類技術(shù)能夠與建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行組合應(yīng)用，并具有較強(qiáng)的實(shí)用性，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)并采取恰當(dāng)?shù)膿渚确绞?，提高高層建筑的安全性?/p>

4）新型滅火技術(shù)，如消防滅火彈、空氣給水裝置等，能針對(duì)高層建筑的特點(diǎn)進(jìn)行滅火，提高滅火效率。

4 高層建筑中消防裝備技術(shù)的應(yīng)用

4.1 個(gè)人防護(hù)裝備技術(shù)

高層建筑一般指建筑樓層在10 層或以上的住宅或超過(guò)24 m 的商用、民用建筑。 此類建筑發(fā)生火災(zāi)后，受建筑結(jié)構(gòu)影響，火勢(shì)蔓延速度相對(duì)較快，且人員疏散困難。 消防人員在救援撲救時(shí)難度較大。 在該情況下，為了在保障消防員安全的基礎(chǔ)上，提高對(duì)高層建筑的救援、滅火效率，需要提升消防個(gè)人防護(hù)裝備技術(shù)水平， 以強(qiáng)化對(duì)火災(zāi)特性的應(yīng)對(duì)能力，加大對(duì)消防員的保護(hù)效果，進(jìn)而使火災(zāi)撲救工作效率得到明顯提升[4]。

常見的個(gè)人防護(hù)裝備包括兩類，其一為保護(hù)型裝備，如消防頭盔、消防員滅火防護(hù)服、消防員呼救器、搶險(xiǎn)救援服等，這些裝備在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)能夠起到保護(hù)消防員生命安全的作用。 其二為功能型裝備，如佩戴式防爆照明燈、消防安全帶、消防腰斧等，此類消防裝備能夠滿足消防現(xiàn)場(chǎng)救援要求。

高層建筑火災(zāi)規(guī)模一般較大， 且建筑內(nèi)部場(chǎng)地復(fù)雜，因此，為保障消防員救援效率，可以結(jié)合現(xiàn)代化技術(shù)對(duì)已有消防裝備進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使其更加適應(yīng)高層建筑火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，從而提高救援速度。 以消防員呼救器為例，在該設(shè)備上增加聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)和衛(wèi)星定位系統(tǒng)以及衛(wèi)星處理器（見圖1），通過(guò)定位和聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)有效連接， 從而使外部指揮人員準(zhǔn)確了解火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)中消防員的具體位置， 便于進(jìn)行調(diào)度或?yàn)槠涮峁┚仍o助。

4.2 特種防護(hù)裝備技術(shù)

特種設(shè)備是指涉及人類生命安全的裝備，消防員在高熱、有毒或含有放射性特殊環(huán)境中開展消防救援作業(yè)時(shí)， 為保障自身的生命安全，需要配置特種防護(hù)裝備。高層建筑火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)較為復(fù)雜，在燃燒過(guò)程中，熱氣流和煙霧呈向上趨勢(shì)，因此，對(duì)建筑的高層威脅較大，一旦發(fā)生火災(zāi)，會(huì)使建筑上層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)溫度過(guò)高、缺乏氧氣、有害氣體含量過(guò)高的極度危險(xiǎn)環(huán)境[5]。為提高對(duì)消防員的保護(hù)力度，使其更好地完成任務(wù)，需結(jié)合火災(zāi)情況配備相應(yīng)的特種防護(hù)裝備。常見的特種防護(hù)裝備包括：消防員隔熱防護(hù)服、化學(xué)防護(hù)服、防靜電服、防高溫手套、電絕緣裝具、正壓式氧氣呼吸器、手提式強(qiáng)光照明燈、防爆手持電臺(tái)等。

在高層建筑火災(zāi)救援過(guò)程中， 由于上層建筑環(huán)境溫度較高，易造成燙傷、燒傷等情況，為確保消防員在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施行動(dòng)的有效性，應(yīng)合理配置特征防護(hù)裝備。 以消防員隔熱防護(hù)服為例，其應(yīng)具有良好的阻燃、隔熱、熱穩(wěn)定、防熱蒸氣及噴濺、防水等功能，同時(shí)還應(yīng)具備舒適性、輕便性等特點(diǎn)，避免影響消防員的救援工作。 該防護(hù)服為上下連體式熱防護(hù)服，連體式結(jié)構(gòu)能有效杜絕外界高溫入侵。 頭盔上的窗口便于消防人員觀察和作業(yè)，提高實(shí)際的防護(hù)效果。

4.3 搶險(xiǎn)救援裝備技術(shù)

消防搶險(xiǎn)救援是指在救災(zāi)搶險(xiǎn)、救助救援等情況下，救助處于危險(xiǎn)中的人員。 該情況一般較為危險(xiǎn)且緊急，其中，救災(zāi)包括自然及非自然災(zāi)害的搶救；搶險(xiǎn)是指針對(duì)水火難、空地難等危險(xiǎn)情況的現(xiàn)場(chǎng)搶救行動(dòng)， 救助和救援是在非緊急狀態(tài)下的救援行動(dòng)。 高層建筑火災(zāi)的發(fā)展速度相對(duì)較快，現(xiàn)場(chǎng)危險(xiǎn)性較強(qiáng)，想要實(shí)現(xiàn)快速救援，首先應(yīng)提高火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的偵查效率，準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的空氣質(zhì)量情況和待救援人員區(qū)域。 該過(guò)程可以使用探測(cè)有毒氣體探測(cè)儀、 可燃?xì)怏w探測(cè)儀及紅外熱像儀等。 其次，應(yīng)使用警戒設(shè)備，如擴(kuò)音器或隔離帶等，避免無(wú)關(guān)人員誤入誤傷。 最后，可使用救生破拆類設(shè)備針對(duì)高層建筑的環(huán)境，設(shè)置緩降器、救生氣墊、電動(dòng)剪切鉗、液壓破拆工具組，有效應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，其大致流程如圖2 所示。

圖2 火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)搶險(xiǎn)大致流程

以紅外熱像儀為例，在火災(zāi)發(fā)生過(guò)程中，由于高層建筑發(fā)生火災(zāi)后，可視度下降，無(wú)法快速發(fā)現(xiàn)待救援人員，此時(shí)可借助紅外熱像儀完成測(cè)量工作， 以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)人員區(qū)域并展開救援[6]。 在實(shí)際的建筑消防檢測(cè)中，可以將紅外檢測(cè)理論融入建筑消防中，在高層建筑中安裝紅外檢測(cè)設(shè)備，對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行測(cè)量，在發(fā)現(xiàn)溫度超過(guò)安全標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)行上報(bào)，并鎖定人員位置，提供給救援人員，以充分提高建筑火災(zāi)救援的可行性。

4.4 滅火器材及車輛

對(duì)高層建筑火災(zāi)進(jìn)行撲救的過(guò)程中， 為提高上樓速度，降低救援難度， 可以在實(shí)際作業(yè)過(guò)程中搭配使用相應(yīng)的滅火器材和消防救援車。 如常見的多功能水槍、 消防泡沫槍和舉高消防車、登高平臺(tái)消防車、舉高噴射消防車、云梯消防車等。其中，登高平臺(tái)消防車的應(yīng)用相對(duì)較多，其能夠在建筑外構(gòu)建較高的平臺(tái)，使消防員能夠借助該方式快速進(jìn)入高層建筑中，同時(shí)解決人員移出，提高搶救效率。當(dāng)前最高的登高平臺(tái)消防車高度為101 m，在巨臂伸長(zhǎng)至101 m 時(shí)，僅需9 min，其能快速將救援人員和器材輸送至約30 層高的建筑中，并完成對(duì)被困人員的救援工作。 登高平臺(tái)消防車的主要由升舉系統(tǒng)、工作斗、回轉(zhuǎn)系統(tǒng)、支撐系統(tǒng)、底盤、消防系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)組成。 在運(yùn)行過(guò)程中，PID 控制器根據(jù)實(shí)際情況和命令內(nèi)容對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制，從而保障車輛的正常升降運(yùn)行，提高舉高斗平穩(wěn)度。 PID 控制系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)對(duì)周期誤差Δe 進(jìn)行計(jì)算，并自動(dòng)校正，從而保障系統(tǒng)的運(yùn)行效果。 如周期誤差計(jì)算時(shí)，使用公式：

式中，Δe（k）為周期誤差；e（k）、e（k-1）分別為當(dāng)前周期誤差和上一周期誤差。 通過(guò)識(shí)別周期誤差后， 系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)校正，消除誤差，使設(shè)備運(yùn)行符合預(yù)期要求，進(jìn)一步提高系統(tǒng)調(diào)平效果，保障設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性，如圖3 所示。

圖3 登高平臺(tái)消防車調(diào)平控制器

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述， 高層建筑火災(zāi)的危害性較大， 為降低火災(zāi)影響，在建筑設(shè)計(jì)和構(gòu)建過(guò)程中，應(yīng)充分融合先進(jìn)的消防裝備技術(shù)，通過(guò)結(jié)合高科技消防體系，加大對(duì)火災(zāi)隱患的識(shí)別、警報(bào)和應(yīng)對(duì)效率，全面提高建筑的安全性。 隨著現(xiàn)代化技術(shù)的不斷發(fā)展，消防裝備技術(shù)在不斷升級(jí)和優(yōu)化，為進(jìn)一步提高消防安全效率，相關(guān)人員應(yīng)從客觀實(shí)際出發(fā)，結(jié)合需求和建筑特點(diǎn)，選擇恰當(dāng)?shù)南姥b備技術(shù)，充分提高建筑消防安全管理力度，從而促進(jìn)我國(guó)高層建筑消防水平實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定提升。