超高層建筑消防，是一個(gè)世界性難題，超高層建筑一旦著火，火勢(shì)會(huì)蔓延得飛快。摩天大樓中的電梯、管道等種種豎井，在起火后將會(huì)成為“煙囪”，攜帶高溫和濃煙向上升騰。超高層建筑中大量使用的鋼材也有致命的缺點(diǎn)，就是在高溫下會(huì)變軟，喪失原有強(qiáng)度。
早在二十世紀(jì)早期，人們就已經(jīng)蓋起了超過(guò)100米的高樓。去年暫時(shí)停建的阿聯(lián)酋“迪拜塔”，高度已經(jīng)超過(guò)700米，成為世界第一高樓。到了今天，從結(jié)構(gòu)技術(shù)的角度來(lái)看，建造高度超過(guò)1000米的摩天大樓并不能算是難題。
在寸土寸金的現(xiàn)代都市里，向上發(fā)展無(wú)疑是解決城市空間問(wèn)題的最有效辦法。然而，超高層建筑的安全性一直廣受爭(zhēng)議，建筑成本、維護(hù)成本遠(yuǎn)高于一般建筑物，各種安全隱患更會(huì)因?yàn)闃菍訑?shù)量的增加而成倍地放大。
2月9日晚，央視電視文化中心（TVCC）大樓的一場(chǎng)大火，更是讓人們心有余悸。超高層建筑的消防問(wèn)題，從未如此明晰地?cái)[在民眾面前。
為什么高樓火災(zāi)很難救
在我國(guó)，高度超過(guò)100米的建筑就被定義為超高層建筑。比較低矮的建筑大多是用鋼筋混凝土建造的，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)火災(zāi)的抵抗力比較強(qiáng)，基本不會(huì)在火災(zāi)中倒塌。但是超高層建筑必須大量使用鋼材建造，因?yàn)殇摬暮弯摻罨炷料啾龋w積更小、重量更輕而強(qiáng)度更大。
但是鋼材有一個(gè)致命的缺點(diǎn)，就是在高溫下會(huì)變軟，從而喪失原有的強(qiáng)度。鋼材的強(qiáng)度隨著溫度的升高將會(huì)急劇下降，超過(guò)300攝氏度，強(qiáng)度就大約只剩一半；而 600攝氏度左右的燃燒溫度，就足以讓沒(méi)有添加防護(hù)的鋼結(jié)構(gòu)建筑承受不住自身的重量而完全坍塌。調(diào)查結(jié)果表明，2001年9月11日美國(guó)世貿(mào)中心雙子大樓的最后倒塌，就是因?yàn)槠淙摻Y(jié)構(gòu)在航空燃油燃燒的高溫下無(wú)力承重而導(dǎo)致的。
因此，超高層建筑的鋼材上都必須添加防火涂料等防護(hù)物。然而，僅靠這種方式來(lái)阻止建筑鋼材強(qiáng)度下降是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，防火涂料只能部分延長(zhǎng)鋼材在高溫下的承受時(shí)間，從而為被困者和消防隊(duì)員爭(zhēng)取更多時(shí)間。怕火，是超高層建筑無(wú)法回避的固有缺陷。
而超高層建筑一旦著火，火勢(shì)會(huì)蔓延得飛快。摩天大樓中的電梯、管道等種種豎井，在起火后將會(huì)成為“煙囪”，攜帶高溫和濃煙向上升騰。高溫的煙氣將會(huì)在頂層附近積聚并且蔓延開(kāi)來(lái)，同時(shí)將附近一切可燃物迅速點(diǎn)燃，從而制造另一個(gè)火場(chǎng)。這種“煙囪”效應(yīng)不僅會(huì)讓撲救變得更加困難，而且還會(huì)危及逃往天臺(tái)的人員的生命安全。有資料顯示，煙氣在豎向管井內(nèi)的上升速度可以達(dá)到每秒3到4米。這意味著，高度為100米的超高層建筑，高溫?zé)煔庥傻讓榆f到頂層，只需要30秒左右的時(shí)間。
然而在這種高樓面前，消防部門卻往往難施援手。傳統(tǒng)的消防車可以將水加壓送上10米的高度，這對(duì)動(dòng)輒數(shù)百米的高樓來(lái)說(shuō)真是遠(yuǎn)水救不了近火。云梯車可以將消防隊(duì)員送上50米，但這樣也只能到摩天大樓的腳邊。即使是世界先進(jìn)的、全高可達(dá)98米的云梯車，在數(shù)百米高空的火災(zāi)中也只能望火興嘆。
超高層建筑消防，是一個(gè)世界性的難題。
高樓著火怎么辦
實(shí)際上，救火和救人一樣，無(wú)非“自救”“他救”兩類。所謂自救，是指在建筑時(shí)就安裝好內(nèi)部消防和避難系統(tǒng)，爭(zhēng)取防患于未然；而他救，則是在消防設(shè)備、機(jī)械上多動(dòng)腦筋。
目前，世界各國(guó)都對(duì)超高層建筑的安全防火做出了明確的規(guī)定。在我國(guó)的《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中，對(duì)消防給水、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)噴水滅火、氣體滅火、防火分隔、消防電梯、消防用電、避難層乃至防火耐火裝修材料等方面都做出了明確的說(shuō)明。
為保障消防用水，超過(guò)50米的建筑需要增設(shè)高位水箱。這個(gè)水箱一般應(yīng)該設(shè)置在建筑物最高處，以便提供盡可能大的消防水壓。和多層民用建筑不同的是，多層建筑要求室內(nèi)消火栓系統(tǒng)能夠支持最初10分鐘的消防要求即可，而超高層建筑的室內(nèi)消火栓要求能夠滿足全程滅火要求。換句話說(shuō)，超高層建筑自身應(yīng)該帶有一套完備的消防系統(tǒng)。
當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，防火分隔系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)開(kāi)始工作，以盡可能地將火勢(shì)限制在某一個(gè)小區(qū)域內(nèi)。同時(shí)，室內(nèi)消火栓和自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)也會(huì)開(kāi)始工作，以爭(zhēng)取能夠在火災(zāi)剛剛發(fā)生就予以撲滅。另外，消防電梯也會(huì)啟動(dòng)，有效地疏散人群。
當(dāng)人群來(lái)不及疏散時(shí)，避難層將會(huì)發(fā)揮作用。我國(guó)規(guī)定，超高層建筑每隔15層都需要設(shè)計(jì)一個(gè)避難層，這一層是防火防煙、有獨(dú)立通風(fēng)設(shè)備和照明設(shè)施的應(yīng)急避難場(chǎng)所，可供火災(zāi)時(shí)一時(shí)難以疏散或難以外逃的人員躲避。除此之外，避難層還應(yīng)該有消防電梯出口、消防專線電話、應(yīng)急廣播、應(yīng)急照明以及消火栓和消防卷盤等設(shè)施。
這些規(guī)章和手段并不是杞人憂天。以現(xiàn)有的技術(shù)手段來(lái)看，超高層建筑依靠消防部門的力量撲救火災(zāi)，并非上上之策。超高層建筑和多層建筑不同，消防手段立足點(diǎn)在于自救。
另一方面，消防部門和研究機(jī)構(gòu)也在積極開(kāi)展對(duì)超高層建筑的滅火研究。最早投入研究的，是直升機(jī)滅火及救援。當(dāng)消防部門的水槍水炮夠不著摩天大樓的熊熊火焰時(shí)，可以直接利用直升機(jī)上懸掛的水斗、水炮直接投水，或者投擲滅火彈滅火，同時(shí)救援現(xiàn)場(chǎng)被困人員。1990年7月16日，紐約帝國(guó)大廈第51層發(fā)生了火災(zāi)。當(dāng)時(shí)最高的消防云梯舉高能力55米，只能到達(dá)12層，樓外的消防隊(duì)員無(wú)能為力。后來(lái)通過(guò)直升機(jī)的增援，才順利撲滅火災(zāi)。四年之后的1994年6月15 日 ，南非行政首都比勒陀利亞一座高樓的第19層起火，火勢(shì)向上蔓延到第27層，當(dāng)?shù)貏?dòng)用了直升機(jī)，轉(zhuǎn)移了40位受困人員。
然而，直升機(jī)也只是在情況危急時(shí)才能使用。火場(chǎng)的煙霧帶來(lái)的視線障礙、煙氣造成的熱氣流變化以及建筑頂端的天線、廣告牌等等附屬物，不但妨礙消防救災(zāi)的進(jìn)行，甚至有可能會(huì)造成意外事故。我國(guó)大連、青島等城市已經(jīng)購(gòu)買了滅火直升機(jī)，超高層建筑出現(xiàn)火情時(shí)可以前往滅火營(yíng)救。日前，北京已經(jīng)規(guī)定，超高層建筑必須修建停機(jī)坪，看來(lái)北京市的直升機(jī)滅火近期將會(huì)成為現(xiàn)實(shí)。
而我們目前還是只能采取傳統(tǒng)的滅火方式：對(duì)消防云梯和水龍無(wú)法到達(dá)的高度，由消防員進(jìn)入火場(chǎng)，自行鋪設(shè)滅火水帶滅火。這種方式會(huì)對(duì)消防員的人身安全產(chǎn)生極大威脅，因此，消防機(jī)器人成為消防研究的一個(gè)熱點(diǎn)。消防機(jī)器人要能夠在復(fù)雜的地形中前進(jìn)、查看火情、撲滅火焰，以及及時(shí)將火場(chǎng)狀況傳回指揮中心。早在1986年，日本東京消防廳在滅火中就應(yīng)用了機(jī)器人，到了今天，遙控消防機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了二十多個(gè)年頭。假以時(shí)日，這類機(jī)器人必將會(huì)成為消防部門的生力軍。
而傳統(tǒng)的消防器械研究也并非止步不前。云梯車的高度是有限的，越高的云梯需要越穩(wěn)的底盤，而且高度越高，風(fēng)力對(duì)云梯車的影響也就越大。因此消防研究人員將研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到消防水龍的噴射距離上面來(lái)。俄羅斯托爾若克市的“消防技術(shù)裝備”股份有限公司的專利技術(shù)能夠讓水龍噴射70米，而美國(guó)基德公司的高壓泵系統(tǒng)，能將滅火泡沫打到140米的高處。
隨著樓層越長(zhǎng)越高，建筑設(shè)計(jì)理念和消防技術(shù)也會(huì)不斷更新。正如一位專家所說(shuō)：“出現(xiàn)什么問(wèn)題，就會(huì)產(chǎn)生解決這個(gè)問(wèn)題的技術(shù)。今天不能解決，明天也能解決。” |
