論自動消防設施對高層建筑防滅火的重要性

李 濱

泰安市高新技術開發區消防救援大隊（271000）

1 高層建筑火災形勢

隨著我國建筑工程領域的不斷發展，土地規劃的不斷優化，高層建筑工程越來越多，施工規模更大，隨之也有更多問題產生。高層建筑的層數多、建筑整體高度高，容納量大，對于火災疏散來說是十分不利的。一旦發生火災，住戶無法及時疏散，很容易造成群體人員傷亡，由此造成的危害是無法估量的。因此對于高層建筑火災的防范是高層建筑工程技術的重點研究對象。只有通過深入研究掌握高層建筑火災發展的規律，根據火災防范的實際需求采取相應防范措施，才能減少火災引起的災難，降低火災中的人員傷亡概率。目前，根據高層火災發展形勢來看，高層建筑的火災來源位置還無法確定，上層的風力較強，火災蔓延速度非常快，人力救援無法保證及時有效，因此必須要采取自動化的、預先性的防范措施，才能保證在火災發生的第一時間消防設施能夠自動感應并且啟動，防止火勢發展。研究自動化消防設施技術時，要認識到高層火災防范與救援過程中自動化消防技術的重要作用，以及人工救援措施存在的局限性，體現出自動化消防設施的功能優勢，切實能夠降低火災發生與擴散的概率，保證住戶的生活及人身安全。

2 傳統消防模式在高層建筑火災中的工作困難

2.1 建筑層數多、住戶多

高層建筑火災防治的難題，一是建筑的層數多；二是建筑的住戶數多。這對于消防人員來說同樣也是難題，消防人員利用消防裝備器材足以處理低層發生的火災，但是在高層建筑中如果較高的樓層發生火災，需要攀爬高層建筑開展滅火與救援作業，消防人員的工作難度非常大。如消防梯的高度不足及消防人員攀爬需要較長時間等。雖然浙江杭州消防機構已經引入了世界最高的101 m消防梯，但是消防人員的攀爬速度很難趕超火災的蔓延速度，而且使用高度較高的消防梯無法保證穩定。在風力級數2到3級、云梯車舉高50 m左右的情況下，云梯工作臺會產生很大幅度的顫動，幅度大概有2 m左右，此情況下會導致消防人員很難開展滅火及救援作業，而且水槍及水炮等滅火工具的使用效果也會因此受到很大影響。消防隊員在消防電梯因火災而停止使用的情況下只能徒步攀登，一方面會受到逃難人流的沖撞，另一方面受到消防人員自身體力的局限，攀爬層數越高，速度越慢，不但無法順利完成滅火與救援任務，反而會使消防人員的安全受到威脅，得不償失[1]。

2.2 火災發展蔓延快

高層建筑不同于傳統建筑。隨著層數的增加，上層所承受的風力也更大。考慮到高層建筑內空間結構復雜、房間多、裝飾多等特征，在發生火災時，受風力及建筑內部結構的影響，火焰蔓延的速度往往更快。建筑結構越是復雜，火焰蔓延的通道也更多，風力越大，火災的蔓延速度也會更快，這是必須要考慮到的因素。根據實際的測定結果來看，在火風壓與煙囪效應共同影響的情況下，高層建筑的火勢發展，垂直蔓延速度約為每秒3～4 m，水平蔓延速度約為每秒0.5～0.8 m。如果走廊的長度為50 m，煙霧只需要1 min左右便能夠充滿走廊。如果沒有遮擋，煙氣順沿高度為100 m的高層建筑的豎向管井擴散到頂端，只需要0.5 min時間。

2.3 人員疏散途徑少

高層建筑的容納量大，住戶多，導致發生火災時人員疏散的難度高。高層建筑起火的情況下，疏散樓梯的數量有限，而內部人員密集，逃難過程中難免出現推搡等，這會使人員疏散的難度更高。建筑層數越高，越容易出現疏散時人員擁擠的情況。垂直疏散距離遠，而且火勢蔓延的方向往往與人員疏散的方向相反，所以消防通道在消防滅火與救援過程中往往會體現出很大的局限性。

3 自動消防設施在高層建筑火災防控中的重要作用

傳統消防滅火與救援措施在高層火災救助過程中具有局限性。基于傳統消防措施存在的弊端，必須考慮更加可靠的、有效的處理措施，自動消防設施的設置可以有效減少火災事故。為了高效、迅速地完成滅火與救援，只有消防系統具備自動感應、自動處理火災的能力，才能保證火災當中高層建筑的整體安全不受到威脅，最大程度控制人員傷亡，避免財產的損失。反之則很容易引起嚴重的后果。

4 自動消防設施的功能

4.1 火災自動預警系統

在高層建筑的消防系統施工中要考慮到系統的預警功能。火災的自動預警系統是建筑消防系統中的關鍵組成部分。如果缺乏預警系統，火災信息無法及時被收集、分析并且傳輸到控制端，自動系統便無法及時、自動執行滅火指令。自動預警功能能夠在火災尚未擴散甚至于尚未發生的情況下探測到火災信號，只有盡早完成信息的收集、分析，并且發送相應的指令，才能盡早開啟系統聯動，進而消滅火災。

4.2 自動滅火

自動滅火功能是自動消防系統的核心功能，火人的應對與處理會滯后于火災的發生，但是使用自動滅火裝置，則能讓滅火動作第一時間得到落實，確保更快完成滅火，避免火勢蔓延，提升滅火的效率。一般情況下，自動滅火系統的構成主要包括泡沫滅火系統、噴水滅火系統、干粉滅火系統、氣體滅火系統等。自動滅火技術的應用，使許多火災被成功撲救，因此這一系統已經成為了現代自動消防系統中不可缺少的一部分[2]。

4.3 防火分隔

防火分隔是指建筑內非防火區域與防火區域的隔離措施，能夠確保部分區域隔離在安全范圍內。在高層建筑中，最基本的防火分隔單元便是防火分區，主要是利用防火卷簾、防火墻、防火門等不同的防火分隔物把建筑分隔為多個相對安全的區域，進而避免火災的不斷蔓延。我國現行的高層民用建筑的設計防火相關規范，便對地上與地下部分的防火分區面積提出了相應要求。高層建筑中的展覽廳及商業營業廳等，如果設置了火災自動預警系統與自動滅火系統，而且利用阻燃材料進行裝修，地下防火分區最大的允許面積為2 000 m2。地上防火分區最大的允許面積為4 000 m2。此外，在地下商業設施的總建筑面積在2萬 m2以上的情況下，要利用防火墻作好分隔，而且要避免在防火墻上開設門窗位。對于大型商業建筑與綜合建筑等大規模的高層建筑，為了防范火災，應當使用大量防火卷簾，而且要保證防火卷簾的靈活性，確保發生火災時防火卷簾能夠及時啟動，進而第一時間完成隔離。

4.4 誘導照明及應急廣播等

火災的防范是從信息收集及預警開始的過程，考慮到火災疏散的需求，在現場疏散過程中，最為關鍵的引導措施是照明及廣播。如果在夜間發生火災，火災損毀照明線路，樓內缺乏應急照明系統，，樓內人員便會很快迷失疏散的方向。缺乏廣播的引導，很多沒有經歷過火災演練的住戶很容易陷入混亂恐慌，不僅無法確保自身的安全，同時很可能影響他人的安全。所以必須要確保建筑內配備與自動消防系統同步運行的應急照明及應急廣播系統等，用于疏導恐慌的群眾，使群眾更快找到疏散的方向，確保疏散過程更有秩序，盡可能避免人員傷亡。火災的臨時應急照明系統必須要有獨立的電源，不應與建筑本身的照明系統共用同一個電源，而且應急廣播也要與應急照明系統一樣配備獨立電源。

4.5 日常監控

防火滅火是一場有準備才能打好的仗，不能在發生火災時才應對，而是要在平時作好監管，要不斷收集建筑各個樓層的溫度、煙塵信息等各方面信息，這樣才能夠在火災尚未開始大規模擴散時第一時間采取措施作好防范。自動化的消防系統最基本的功能是監管功能。雖然自動防火系統一直以來都與自動監控系統相關聯，但是為了實現實時收集建筑內部環境信息，第一時間將信息輸送給關聯系統，確保自動化滅火系統能夠在接收到火災隱患信息的第一時間作出應對，自動執行滅火指令。特別是在當今的社會發展趨勢下，隨著高層建筑的防火工作愈發得到重視，日常監控也成為技術改革的重點。要結合信息技術與物聯網技術，確保建筑運行過程中出現的火災信號及時被識別，傳遞給相關人員。建筑內部環境信息包括溫度、濕度等，這些都是火災發生的相關條件，需要加強管控，盡可能避免這些因素無法及時被發現而影響防火滅火效果。消防技術的升級也要以日常的監管記錄為基礎，分析以往的防火處理記錄，才能確認系統的運行情況。

5 結語

自動消防設施的應用對于當前的建筑防火和安全意義重大。隨著高層建筑不斷增加，火災疏散救生的難度也成為管理難點，所以只有針對自動消防設施的應用展開進一步分析，探索應用重點，才能提升建筑的火災防范能力。