高層建筑火災撲救面臨的困難及對策

劉洪強，魏捍東

(1.公安部消防局，北京 100054； 2.河北省消防總隊，河北 石家莊 050000)

●滅火救援技術

高層建筑火災撲救面臨的困難及對策

劉洪強1，魏捍東2

(1.公安部消防局，北京 100054； 2.河北省消防總隊，河北 石家莊 050000)

隨著社會經濟的發展，高層建筑數量日益增多，而其消防安全形勢卻越來越嚴峻。結合專項測試結論，探討高層建筑火災撲救的方法，提出改進高層建筑滅火救援的可行性措施，從而有效處置高層建筑火災事件，避免和減少人員傷亡以及經濟損失，杜絕惡性火災事故的發生。

高層建筑；火災撲救；數據分析；方法

高層建筑火災撲救一直以來是公認的世界性消防難題，由于其特殊的火災特點，使得火災發生后火災撲救和人員搜救工作都存在相當大的難度。公安部消防局于2009年至2013年相繼針對高層建筑供水、建筑排煙、建筑消防設施應用開展專項測試，并對近年來典型的高層建筑火災進行分析，從中找出高層建筑火災的規律，探尋改進高層建筑火災撲救的方法。

1 高層建筑火災撲救面臨的困難

高層建筑火災案例表明，高層建筑火災的主要特點是蔓延迅速，“煙囪”效應強，容易往上迅速蔓延，形成立體火災，而且熱煙毒氣危害嚴重，直接威脅著人們的生命安全。各地公安消防部隊在高層建筑滅火救援實戰中總結了此類火災撲救面臨的一些問題，主要表現在以下幾個方面。

1.1 滅火用水量大，供水困難[1]

《建筑設計防火規范》對于室內消防供水量的設計，只是針對火災初期階段自防自救的，其室內消火栓最大供水量僅為40 L·s-1，只能同時使用8個消火栓[2]。筆者對13起典型高層建筑火災撲救進行分析，其平均用水量達到了300 L·s-1，其中最大的滅火用水量近700 L·s-1，出水時間平均為8.7 h，建筑自身供水系統很難滿足需要。通過測試，對于100 m高層的供水，如果采取垂直鋪設水帶的方式，至少需要7名消防員利用10 min的時間才能保證出水，但大多數高層建筑外部水帶固定條件差，在實戰中許多消防員都是采用內部沿樓梯鋪設的形式進行，100 m的高層至少需要18 min才能完成供水任務。供水的速度遠趕不上煙氣和火災蔓延的速度。

1.2 煙氣流動受高度影響較大，危險性大

按照《建筑安全玻璃管理規定》高層建筑大多采用鋼化玻璃[3]，鋼化玻璃的強度可達一般玻璃的9～15倍，其抗破壞壓力可達600 MPa[4]，消防員難以實施破拆玻璃窗進行自然排煙。由于氣流受到地面摩擦影響越小風速越大，風壓也越大。據測定，如果10 m高處的風速為5 m·s-1，30 m高處則為8.7 m·s-1，60 m高處為12.3 m·s-1，90 m高處達15 m·s-1[5]。受風向、風力、氣壓等氣候條件的影響，采用機械排煙也難以達到理想的排煙效果，大量的煙氣籠罩在大樓內，對消防隊員的滅火行動和室內人員的疏散，都會造成較大的威脅。

1.3 登高作業面受限，車輛展開困難

高層建筑大部分有地下附屬建筑，導致消防通道路面承重力下降，極大阻礙了消防車輛的停靠。此外，登高作業場地操作空間受架空電力、通信、電車管線、廣告牌的影響，作業場地受道路、綠化帶、街道護欄等限制，致使車輛無法正常工作。

1.4 無線通信信號衰減嚴重，通信盲點多

由于高層建筑大多采用鋼結構或鋼混結構，對無線電信號屏蔽作用十分強烈，通信盲區或盲點較多，火場內部與外部聯絡容易出現通信不暢，給火場指揮帶來了很多不便。經測試，高層建筑在150 m以上通信信號衰減嚴重，無法保證正常通信，150 m以下建筑內部核心筒內也不能保證正常通信。

1.5 建筑體量大、登高通道少，進攻和疏散困難

高層建筑層數多，疏散途徑少且距離長，人員疏散所耗費的時間長。一旦供電出現故障消防電梯不能使用，消防員必須選擇使用疏散樓梯進攻，而此時樓內的人員正在向樓下逃生，形成人流的對撞影響滅火救援行動。同時，由于需要攜帶必需的個人防護、滅火、破拆、偵察等工具，經過負重登樓后消防員立即展開戰斗行動的能力被大大削弱。

2 高層建筑火災撲救的改進措施

高層建筑火災撲救，一直是公安消防部隊研究的熱點問題。筆者從前期準備、實戰應用和檢討反思三個方面，對高層建筑滅火救援工作提出相應改進措施。

2.1 充分做好高層建筑滅火救援準備工作

2.1.1 滅火救援預案要經過實地測試。責任中隊必須在實地實測基礎上制訂高層預案，對高層建筑逐一測試舉高車停靠位置和疏散面，明確水泵接合器供水區域和功能，開展實際出水測試。對于多通道的人員密集場所，要與單位管理人員劃分制定疏散樓梯和消防員專用樓梯，避免人流的沖撞。充分考慮防火分隔設施對滅火救援進攻路線的影響，合理設置集結區域，明確增援隊使用的水源和待命位置，確保到場后能夠預先展開。

2.1.2 作戰編成要相對固化。結合火警分級，實現一鍵式調度，科學調派相應的人員、裝備和車輛到場處置。同時，落實高層建筑火災撲救裝備器材的標準配備，固化不同等級調派力量的人員、車輛的分工，便于在大型火災現場指揮員能夠按照力量編成統一分配任務，確保不同的增援隊到場后根據任務直接展開戰斗行動。結合《火警和應急救援分級規定(試行)》，以某省會城市消防力量為例，表1列出了不同火警等級高層建筑火災撲救的力量編成。

2.1.3 滅火救援裝備要立足特殊需要。針對高層建筑火災特點，消防部隊除配備大功率水罐消防車、舉高車和常規的滅火救援器材外，還應該根據作戰任務需要，裝備一些高層建筑火災撲救的特種器材。如針對內攻作戰的需要，配備玻璃破碎器、通信中繼器、窗口水幕水槍等；根據供水需要，配備50 m水帶、水帶快速吊升裝置、移動儲水囊、窗口水帶固結器等。以一個作戰單元為例，應當攜帶的器材如表2所列。

2.2 科學處置高層建筑火災撲救中的矛盾

撲救高層建筑火災，要確保第一時間搶救人員、控制災情擴大，最大限度地減少損失和危害，必須正確處理好以下幾個方面問題。

2.2.1 堅持“救人第一”，正確處理救人與滅火的關系[6]。火場上只要有人員被困，就要采取一切措施和方法積極搶救人命，這是公安消防部隊在所有滅火戰斗中必須遵循的原則。對于低樓層的被困人員可以穩定被困人員情緒，用喊話等方式安慰驚恐待救人員，盡量避免出現跳樓亡人事故；對于燃燒層上下樓內受煙火侵襲但有行動能力的人員，要內外結合，快速救出；對于受火焰烘烤或受火焰強烈輻射的人員應及時組織用水槍堵截火勢，或突破煙火封鎖，打開前進道路，掩護救人；對于逃生通道被封堵，舉高車輛無法到達的人員，應派出消防員取得聯系，盡量組織在避難層或避難間暫時躲避；遇有被困人員較多時，應合理評估建筑安全狀態，設置中轉層，確保防御水槍到位，將疏散出的人員引導至中轉層，騰出有限的消防員搜救更多的人員。

2.2.2 科學使用消防電梯，正確處理作戰效率與消防員安全的問題。實驗證明，受過訓練的消防員使用隨機停靠樓層的消防電梯，目標樓層在8層以下時，消防員登樓速度快于消防電梯；若進攻樓層在8層以上時，消防電梯速度要比訓練有素的消防員登樓速度快。但為確保安全，在使用消防電梯時應注意：消防電梯盡量不要穿過著火層，目標層應選擇在著火層下兩層；選乘的消防電梯應位于與著火區域不同的防火分區內；派專人負責監控電梯供電和井內積水情況，如可能造成電梯停止運行，應及時通報。

2.2.3 合理設定搜救順序，正確處理搜救人員少與搜救范圍大的問題。為保證有限的消防員能夠最大限度地搜救現場人員，高層建筑火災中，人員搜救的順序應根據煙氣流動和人員逃生規律制定。一般情況下，搜救人員從作業起點層出發，首先搜救著火層(包括本層其他房間)，其次是著火層上一層，第三步是頂層，然后再向下搜救，至最底層后，再對毗鄰建筑外墻及著火建筑地面進行搜索。

2.2.4 及時內攻，正確處理內攻與外攻的關系。各級指揮員要樹立“先內后外”、“內攻為主，外攻為輔”的作戰理念，在火災初期部署力量快速接近火點，消滅火勢。當火點在建筑內部，且未突破建筑外殼時，必須內攻，不是特別需要，一般不應從外部向室內出水炮進攻；當火點在建筑內部，且已突破建筑外殼時，可實施內外夾擊，但外部水槍陣地只能作為防御，阻止火勢向上蔓延；當火點在建筑外部，且鄰近窗戶玻璃未炸裂，高度在作戰車輛射程內時，可采取外攻滅火的方式；當火點在建筑外部且鄰近窗戶玻璃大范圍炸裂時，盡量避免外攻。

2.2.5 果斷消除危險，正確處理排煙散熱與爆燃的關系。高層建筑室內密閉性強，起火后5～7 min左右，由于燃燒不充分，產生大量不完全燃燒的可燃氣體，一旦補充新鮮空氣，極有可能會發生爆燃，溫度從400～500 ℃突然上升到650～700 ℃。同樣，當建筑內猛烈燃燒時，室內火風壓力很高，隨著室內溫度不斷升高，體積膨脹，內壓增大，如盲目從外部猛烈開炮射水將會使室內煙熱氣體壓向內攻的通道，瞬間造成火風泄壓，形成熱浪沖擊波對內攻人員造成傷害。為此，消防員要懂得正確排煙散熱。對于形成猛烈燃燒的建筑，一方面要在排煙口設置窗口水幕水槍，阻止火勢向上蔓延或是利用彎頭水槍從著火樓層的下層向排煙口內射水，降低火場溫度；另一方面要從上風方向的窗口設置遮擋幕布減小進風量，減小火場內火風壓的壓力。對于起火的密閉空間，要在其門、窗上破拆孔洞，保持門窗呈關閉狀態，向內射水降溫，慎重通風，防止發生爆燃。

2.3 立足長遠，完善建筑防火設計規范

新出版的《建筑設計防火規范》增加了“滅火救援設施”一項，這是在防火設計規范中首次開辟專篇強調滅火救援工作，這也意味著滅火救援工作可以在高層建筑建設之前進行設計。經過長期的滅火救援實踐工作，筆者認為建筑防火設計規范需從以下五個方面進行完善，進一步服務滅火救援工作。

2.3.1 提高消防電梯的安全要求。撲救高層建筑火災，消防電梯已經成為消防員登高的首選，如何確保消防員安全使用消防電梯則尤為重要。消防電梯前室門口設置了擋水設施，但是火災撲救中仍經常出現消防電梯井進水的事件，建議消防電梯井內設置自動排水裝置，確保消防電梯正常運行。此外，在消防電梯井中增加感溫、感煙和自動排煙裝置，一旦溫度和煙量妨礙到電梯正常運行，可以采取安全措施，確保消防員安全。

2.3.2 規定消防控制室位置。鑒于高層建筑一層大廳經常被消防指揮員作為聯絡地點，而消防控制室是現場指揮員了解高層建筑火災情況的最有效手段。NFPA101生命安全規范和NFPA1561緊急事件管理系統中明確對消防控制室和指揮部的位置要求，“9·11”事故救援中也體現出消防救援指揮部設置在建筑一層大廳。建議在標準中明確消防控制室必須位于建筑大廳，便于消防指揮員偵察、指揮。

2.3.3 同步加入與消防無線通信相匹配的中繼臺。鑒于高層建筑對無線電信號的屏蔽作用，建議明確高層建筑裝修階段將消防無線通信中繼臺作為公共通信設施同步建設，確保滅火救援過程中消防通信暢通。

2.3.4 特定建筑加裝自動噴水系統。對于內循環雙層玻璃幕墻建筑，由于其外層鋼化玻璃強度高、內層防護等級低，一旦發生火災極易沿兩層之間的空氣緩沖層進行蔓延，無法有效撲救。建議在空氣緩沖層中加裝自動噴水系統，確保發生火災時的安全。對于采用可燃、難燃外墻保溫材料的建筑，一旦保溫層發生火災，幾乎整個建筑外立面全部過火，而消防部隊撲救的最有效方式是從頂部出槍向下形成雨淋滅火。如果強制在采用可燃、難燃外墻保溫材料的建筑頂部加裝雨淋裝置，則可最大限度地減少火災帶來的損失。

2.3.5 設置供水干管。高層建筑供水中，最困難的工作是水帶鋪設。為解決此項工作，上海已經出臺地方性標準，明確要求施工臨時用水干管在竣工后不拆除，明確配套消火栓接口，作為消防供水的干式豎管。建議，將此做法作為硬性規定，確保所有高層建筑保留施工用水干管和設置供水干管，用于消防車輛向高層建筑實施供水，提高滅火救援的供水能力和速度。

[1] 魏捍東，張智．從央視大火探討超高層建筑滅火對策[J]．消防科學與技術，2010，29(7)：606-612．

[2] GB 50016-2006，建筑設計防火規范[S]．

[3] 發改運行[2003]2116號，建筑安全玻璃管理規定[S]．

[4] 化學鋼化玻璃產品特性[EB/OL]．(2015-02-08)．http://www.jianshe99.com/ lun_wen/qita/ ya1504245902.shtml.

[5] 陳家強.高層建筑火災與應對措施[J].消防科學與技術，2007,26(2)：109-113.

[6] 李建華，黃鄭華.火災撲救[M].北京：化學工業出版社，2012：33-36．

(責任編輯 陳 華)

Difficulties and Solutions of Fire-fighting with High-rise Buildings

LIU Hongqiang1, WEI Handong2

(1.FireDepartmentofMinistryofPublicSecurity,Beijing100054,China; 2.FireCropsofHebeiProvince,Shijiazhuang050000,China)

With the development of society and economy, high-rise buildings have been mushrooming now. However, the fire protection situation is increasingly severe. Based on the specific test results, this paper explores the fire-fighting methods for high-rise buildings, and proposes feasible improvement measures, so as to efficiently tackle the fire risks in high-rise buildings, minimize casualties and economic losses, and avoid serious fire disasters.

high-rise buildings; fire-fighting; data analysis; method

2015-02-06

劉洪強(1977— )，男，天津寧河人，工程師； 魏捍東(1963— )，男，江蘇沭陽人，高級工程師。

TU998.1

A

1008-2077(2015)08-0026-04