固定消防設施在高層建筑滅火救援中的應用

阿合買提江·吐爾遜

（新疆消防救援總隊昌吉支隊，新疆 昌吉 830000）

1 引言

在我國城市建設速度持續加快的進程中，高層建筑如雨后春筍般涌現。高層建筑火災，自始至終都是社會關注的焦點。但是，因高層建筑內部結構復雜、規模體量大、空間縱深大，給高層建筑滅火救援提出了較多難題，如有效供水難、現場變化多等。而固定消防設施的應用，可以在一定程度上輔助解決高層建筑滅火救援難題。因此，探究高層建筑滅火救援中固定消防設施的應用具有非常突出的現實意義。

2 高層建筑火災特點

2.1 疏散難度大

疏散難度大是高層建筑火災的固有特點，直接導致高層建筑火災事故人員傷亡多。因高層建筑體量空間巨大，水平、垂直疏散距離長，加之人員集中、流動性較大，一旦發生火災，在內心恐慌情緒驅動下人們會隨處分散。同時，火災發生后，高層建筑樓道內煙氣無法快速排放，對疏散指示標識作用造成了影響。部分高層建筑中常閉式防火門鎖閉，且登高面狹窄或消防救援窗口設計不合理，外部設備舉高車輛無法到達高層，影響了集中救援速度。

2.2 環境影響大

高層建筑高空風速較大，即便較為弱小的火苗也存在極大的危害。一旦高層建筑內部出現小火源，就會隨著室內氣體高速流動急劇延伸，加劇高層建筑內火勢蔓延。加之燃燒物所需氧氣隨建筑高度的增加而增多，隨之而來的是愈發快速的熱對流，建筑燃燒更加充分，造成的損害也更大[1]。

2.3 火勢蔓延快

火勢蔓延快是高層建筑火災的突出特點。因高層建筑自身為橫豎空間貫通結構，井道數量與通道數量較多，且部分高層建筑外墻保溫材料具有易燃、可燃性。一旦發生火災，就會產生 “煙囪效應”（戶內空氣沿著有垂直坡度的空間向上升或下降造成空氣加強對流），在短時間內快速蔓延，形成大面積燃燒。

3 高層建筑火災發生的原因分析

3.1 建筑內部火災隱患多

建筑內部較多的火災隱患是高層建筑火災發生的根本原因。高層建筑內部結構、功能高度復雜，具有較多的可燃、易燃材料[2]。同時，多數高層建筑在用火、用電、用氣管理方面存在諸多漏洞，且電氣、燃氣安全隱患無法被及時發現，如使用大功率電氣設備、私接亂接電氣線路、樓道內存放電動車、消防車道被私家車占用、安全出口被堵塞、消防設施帶病運行等。

3.2 火災防控責任落實不足

高層建筑多為商業性質，租戶較多，對消防安全管理責任劃分造成了較大影響，消防安全管理不夠到位。特別是經營性質的高層建筑，“重經營、輕管理”問題較為突出，消防安全主體責任無法得到落實，部分高層消防控制室內未配置專門的值班人員，防火巡查流于形式；而部分人員不具備操作消防設施的能力，導致建筑消防安全隱患不斷擴大。

4 高層建筑滅火救援中的難題分析

4.1 有效供水難

在高層建筑火災事故出現后，全面利用水源救援的難度較大。一方面，多數高層建筑在外部裝飾使用玻璃幕墻，底層裙房進深較大，對移動供水線路鋪設造成了較大的困難[3]。加之移動式消防車泵供水高度限制，供水壓力不足，造成高層火災無法快速救援；另一方面，高層建筑內固定式消防給水滅火設施性能不佳，甚至完全失去效能，無法為滅火救援提供水源。

4.2 現場變化多

高層建筑火災撲救工作高度復雜，根據高層起火狀態的差異，出現的難點問題各異。受建筑高度、建筑狀態、起火點、建筑功能等因素的干擾，高層建筑火災誘因呈現出高度復雜情況。如在高層建筑建設期間，土建施工火災、裝修施工火災的發展與撲救難易程度、作戰規律均存在差異；而在高層建筑使用過程中發生火災，其救援受建筑高度、起火點位置的較大影響，不同高度、不同樓層起火點的火災救援登樓行動、火勢控制難易程度懸殊，對救援戰斗造成了較大的困難。

4.3 通風排煙難

高層建筑現場排煙條件不足，一旦發生火災，將會造成極大的傷亡事故。因高層建筑內部通道迂回彎折，排煙散熱通道受阻，極易造成煙氣四散蔓延的煙囪效應，影響人群疏散逃生。加之高層建筑外墻封閉性裝飾較多，自然排煙口缺乏，在內部機械排煙無法啟動的情況下，易形成大量煙氣聚集，并在自然風力與風向的影響下回流，抑制排煙速度，對建筑滅火救援行動造成了較大的困難[4]。

5 固定消防設施在高層建筑滅火救援中的應用

5.1 充足供水

高層建筑使用性質特殊，功能高度復雜，主要建筑下方存在裙房，埋下了消防通道堵塞隱患，對消防車作用發揮造成了制約。基于此，應發揮高層建筑內部固定式消防設施的作用，通過內部給水系統與水帶干線連接，及時、充足供應水源，縮短消防救援人員到達指定樓層的時間，提高滅火戰斗效率。高層建筑內部固定式消防設施負責為消火栓、自動噴水滅火系統提供可靠的消防用水，以便在火災發生初期利用消防給水系統、噴水系統撲滅，避免火勢蔓延，降低建筑火災事故中生命與財物損失概率。

根據GB 50016—2014 《建筑設計防火規范》（2018 年版）的相關要求，高層建筑固定式消防給水系統可以根據火災還沒有發生時的壓力、流量狀態與滅火設施需水要求的差異，劃分為常高壓固定式消防給水系統、臨時高壓固定式消防給水系統、低壓固定式消防給水系統[5]。

其中，常高壓固定式消防給水系統的供水渠道為市政管網+高位消防水池，在系統使用全生命周期均需要保持建筑水滅火設施所需流量、工作壓力，以便在建筑火災發生時不經消防水泵直接加壓給水。消防給水管網為環狀布置，經一根進水管或枝狀管接入市政給水管道，獨立系統（與生產生活給水系統分開），滿足初期（10 min）火災用水所需。在市政給水管道無法滿足消防用水量的情況下，增設消火栓系統加壓貯水裝置，經水泵水箱聯合給水（或單獨水箱給水）方式提供火災延續時間內消耗消火栓系統所需水壓、水量。

臨時高壓固定式消防給水系統的供水渠道是市政管網、消防水池，給水系統由水槍（φ13 mm、φ16 mm、φ19 mm）、水龍頭（DN50、DN65）、內扣式快速連接螺母、球形閥組成，室內消防水量多小于10 L/s。同時，內部增設穩壓設備，常規情況下維持最不利點給水壓力，無法滿足建筑內固定式水滅火設施所需工作壓力、流量。一旦發生火災，則自動啟動消防水泵加壓，直接由消火栓接出水滅火，達到建筑內固定式水滅火設施所需工作壓力、流量。

低壓固定式消防給水系統的供水渠道為市政管網，工作壓力、流量需要達到消防車、手抬泵等移動式取水滅火設施運行要求。低壓消防給水系統多用于高層建筑物室外，消防車、消防給水系統加壓供水之間需設置消防水泵接合器（閘門+安全閥+止回閥+接口），設置位置是消防水池周邊15～40 m范圍內。

5.2 及時撲救

高層建筑火災現場變化較快，消防救援人員應根據火災特點選擇最佳撲救時機。高層建筑火災一般可分為初期、發展、猛烈、下降、熄滅幾個階段。初期階段是火災最佳撲滅時機，火情控制難度較小。在建筑火災發生初期階段利用固定式消防設施進行撲救，可以有效控制火災的大面積蔓延。因此，消防救援人員應時刻關注建筑內部固定式消防設施的狀態，發揮固定式消防設施預警、滅火能力，以便第一時間發現火情隱患并調集足夠滅火救援力量，對初期火勢進行陣地式堵截，降低火災對建筑的損害。

高層建筑內部固定滅火裝置包括鹵代烷滅火系統、蒸汽（或水蒸氣）滅火系統、二氧化碳滅火系統、氮氣滅火系統等，多設置在走廊、大廳入口處、樓梯間等明顯且容易取用的地點[6]。一般大空間高層建筑疏散門周邊、消防電梯前承重墻上是消火栓設置的最佳地點，消火栓內配置DN65 或DN50 消火栓、φ19 mm/φ16 mm 水槍、φ65 mm 水帶、消防報警裝置、水喉、啟泵裝置（臨時高壓消防給水裝置連接消火栓）等。同時，將一個帶壓力顯示裝置的檢驗用消火栓設置在高層建筑頂層，需避開死角位置。為充分發揮固定式消防設施的作用，需要根據建筑高度設置水槍充實水柱長度，比如，在建筑高度小于100 m時，固定式消防設施配備水槍充實水柱長度大于或等于10 m；而在建筑高度超出100 m 時，水槍充實水柱長度應大于或等于13 m。對于裝飾要求高且火情發展迅速的高層建筑，可以在配備消火栓固定消防設施的基礎上，配置自動噴水滅火系統，如灑水系統、雨淋系統、水噴霧系統、水幕系統等。自動噴水滅火系統由閉式噴頭報警裝置、濕式報警閥、管網、供水設施組成，在報警閥前管道內、報警閥后管道內分別充入壓力水、壓力空氣，在火災發生后，經火災探測系統開啟預作用閥，也可由消防救援人員手動開啟預作用閥，促使消防水進入閥后管道，經閉式噴頭出水，及時滅除火災。

5.3 機械防排煙

機械防排煙系統是高層建筑內部設置的固定式消防設施之一，可以抑制建筑內火災煙氣蔓延。其中機械防煙系統需要在自然排煙的基礎上，借助機械加壓送風（前室、樓梯間等）方式，促使被保護區域內形成正壓，阻止煙氣進入疏散通道；而機械排煙系統則是在火災時熱煙氣流浮力、外部風力作用下，經建筑物對外開口以及排煙風機排出煙氣。一般根據漏風量要求，機械排煙系統管道處于常閉狀態[7]。而在火災發生后，煙感器經消防控制室發出信號，排煙閥門電動或手動打開，將著火房間及所在區域產生煙氣就地排出。在排煙管道內部煙氣溫度達到280 ℃，機械排煙防火閥自動關閉，確保疏散通道、防煙樓梯、消防電梯前室與合用前室內無煙，為滅火救援工作創造條件。

作為一種綜合利用風機氣流與壓力差的固定式機械消防裝置，機械防排煙裝置包括排煙機、多頁排煙風口等幾種類型。其中排煙機在高層建筑無火災時低速運行，滿足建筑內部通風換氣要求，在建筑發生火災時則遠程啟動高速排煙模式，將煙氣排出建筑物外；多頁排煙風口位于排煙系統上，在高層建筑無火災時閉合，在建筑發生火災時根據煙感或溫感探頭發出的火災信號接通電源，迅速排出煙氣。

6 結語

綜上所述，高層建筑火災具有疏散難度大、火勢蔓延快的特點，與日常管理不當具有較大關系。面對高層建筑滅火救援中存在的有效供水與疏散難題，消防救援人員應主動發掘固定消防設施在高層建筑滅火救援中的作用。根據滅火救援需求，合理應用固定消防設施，突破高層建筑滅火救援難題，為高層建筑滅火救援效率的提升提供依據。