文/浙江理工大学王恩铭
【摘要】
分析高层建筑发生火灾的常见原因,在此基础上探究现今高层建筑的安全现状及存在的火灾隐患,以此为依据提出针对高层建筑消防防火的一些工程措施。
【关键词】
火灾原因;安全现状;防火工程措施
改革开放40年来,我国经济发展硕果累累,日新月异,由于土地资源有限,人口不断增长,人员密集、结构复杂的高层商用、民用建筑大量涌现,并且成为当代都市建筑主流。但是,城市建设追求向上发展的同时,由于高层建筑的建筑容积率增大,容纳人数多,纵向交通容量有限,且外部开放空间面积较少,因此,在发生地震,火灾等突发灾害时,避难和消防难度较大,特别是高层建筑中各种原因引起的火灾造成大量的人员伤亡和财产损失,为城市消防安全带来大量的困难与负担。
高层建筑具有高承载性、实用性、多功能性等多方面应用优势,在我国目前的建筑行业内倍受青睐,在城市基础建设中的应用也愈发广泛。但随着高层建筑的普及,其为居住用户带来的诸多安全隐患也逐渐凸显出来,其中最为突出的就是火灾隐患。由于高层建筑人口承载量较大,若不采取适当的防火措施与安全疏散设计,一旦发生火灾,住户无法在第一时间逃离现场,严重威胁住户的生命与财产安全。
1980年11月21日上午7时10分左右,美国米高梅“戴丽”餐厅发生火灾,使用水枪扑救,未能成功。消防队7时15分接警后,调集了500余名消防队员投人灭火和营救,经2个多小时扑救,才将大火扑灭。火灾造成4600平方米的大赌场室内装饰、用具和“戴丽”餐厅以及许多公共房间的装饰、家具等财物大部分被烧毁,死亡达84人,受伤679人。成为世界建筑史上最惨痛的高层建筑火灾案例。这是火与血的教训,所以现在,高层建筑的火灾问题及其防治措施越来越受人们瞩目。
基于以上原因,本文从高层建筑火灾特点入手,对高层建筑发生火灾的原因进行分析、总结,在此基础上研究高层建筑防火的安全现状,也就是实际施工、使用过程中发生火灾的隐患,分析隐患,采取措施,提出防火建议,希望能够有助于降低悲剧重演的概率。
一、高层建筑结构火灾特点及分析
高层建筑的概念在不同的地区、不同国家、不同时期都有着不同的含义。在我国,按照《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045.95)2005版的规定,建筑总高度超过24m的非单层民用建筑和10层及10层以上的住宅建筑(包括底层设置商业服务网点的住宅楼)称为高层建筑。高层建筑自身的特点决定了火灾发生后其性质与一般火灾不同,具有下列特点:
(一)火势蔓延迅速
在高层建筑的楼梯间、电梯间、管道井、风道、电缆井等竖向井道,如果防火分隔不好,一旦发生火灾就会形成烟囱效应,使火势迅速蔓延。例如在一座100米的高层建筑内,在无遮挡的情况下,30秒内烟气就能达到顶层。建筑物越高,形成风速越大。风速越大,火势的蔓延速度越快。
(二)发生火灾人员疏散困难
高层建筑物高度越高,内部结构越复杂,发生灾害时安全疏散越困难。高层建筑的特点是,垂直疏散距离长,人员疏散到地需要时间较长。有人做过一个测试,让一名健壮的消防员从30层楼的高度向下跑整整用了30分钟的时间;二是疏散时人员集中,在疏散通道内容易出现拥挤踩踏情况;三是火灾发生时火势和烟气迅速向上蔓延,而发生火灾时人们涌向楼梯间,使烟气窜入,增加了疏散难度。
(三)高层火灾扑救难度较大
当高层建筑发生火灾,消防队员使用的灭火救援设备往往达不到高层建筑物着火层的高度,所以,扑救高层火灾需要利用室内设施。但由于室内设施管路复杂,需水量大,灭火针对性不强,阻截火势能力有限,建筑物本身消防水量有限,需要利用消防车从室外进行补给。
(四)发生火灾概率较大
高层建筑内部一般较为复杂,电器设备繁多,用电量较大,电器线路老化等问题,很容易发生火灾,而高层建筑现代化程度高,易燃物较多,引燃后不易扑救,如果管理出现漏洞,建筑物内自动报警系统不能正常启动,高层建筑发生火灾的概率会成倍的增长。
大中型城市中高层建筑自身的特点决定了火灾发生后其性质与一般火灾不同,正是这些特点,导致了高层建筑防火,在消防、施工中大难题的出现。
二、现代高层建筑火灾现状浅谈
如今,不得不承认,大量高层建筑火灾的起因是使用单位对消防设施的重要性认识不足,擅自拆除消防设施,随意进行建筑内部改造装修,造成重大消防安全隐患。功能复杂、多家使用的综合性高层建筑,消防安全管理责任不清,管理措施不落实,产生大量火灾隐患和消防违法行为。
(一)防火设计先天不足
目前,高层建筑中的火灾处理主要还是依靠室内的消防设施——给水灭火系统的设计,但是在实践中很多建筑的消防设施条件都存在不足,造成火灾发生时的灭火难,尤其是遇有大面积的火灾时,很多高层建筑的室内消防水量都不足以起到灭火的作用,对于火势的扑救无法起到有效的作用就会导致火势继续蔓延。防火设计不完善之处还体现在消防水泵的故障频繁,在实际发生火灾时难以进行灭火,只能依靠消防车的扑救,但是消防车扑救受到诸多限制,容易造成时机延误,无法挽回损失。
(二)缺乏管理,意识淡薄
高层建筑使用单位对消防设施的重要性认识不足,擅自拆除消防设施,随意进行建筑内部改造装修,极易造成重大消防安全隐患。
以西安高新技术产业开发区和环城东路的两家高层宾馆为例。
工程竣工进行消防验收时,所有消防设施完好有效,但验收合格投入使用后,以客人和服务员搬运行李和物品不方便为借口,将所有楼层消防电梯与疏散楼梯合用前室两端的防火门全部拆除,破坏了建筑原有的防火功能;有的高层建筑使用单位随意进行建筑内部装修改造,导致火灾自动报警系统的探测器、自动喷水灭火系统的喷头和末端试水装置等消防设施安装位置错误,甚至数量减少,降低了建筑的灭火功能,造成严重的消防安全隐患。
三、高层建筑工程防火消防措施探讨
由于高层建筑所处高空环境及建筑物本身内部情况的复杂性,使得高层建筑防火预防及火灾处理困难重重。当然在该领域的研究一直是城市建设的重中之重,理论研究成果也日益增多,有很多工程中使用的措施值得我们去采纳。
根据国内外高层建筑的灾害分析,结合防火设计原则,提高高层建筑的防火能力可以从以下几方面入手:
(一)严把消防设计关
设计高层建筑时,设计师进行防火设计应严格按照《高规》的要求。做好防火分析,结合建筑的使用性质做好各种功能要求,认真考虑防火安全。对高层设计、施工和验收单位的负责人应对工程的防火设计要求负责,对违反高规、不符合防火规范要求的不得审批验收并交付使用。高层建筑进行防火设计时,应着重考虑以下几方面:
(1)总体布局合理,设计理念要清晰;
(2)合理划分疏散楼梯间和防火分区;
(3)高层建筑各构件有足够的耐火极限;
(4)安全疏散通道要设计合理;
(5)安装自动报警和灭火系统时选用联动效果好安全稳定的系统;
(6)做好高层建筑消防用水设计,保障发生火灾时有足够的蓄水量,能起到阻燃火势的作用;
(7)室内装修尽量采用不燃或难燃材料,减少可燃物的数量,提高安全指数。
(二)严把消防审核关
公安部 2005年对现有专(兼)职建审人员实行了建审岗位资格考试,说明了领导的高度重视。但目前消防队伍内建审人员良莠不齐,建议上级领导是否按建审人员实际水平高低,安排分工相应的审核项目和繁简程度,以有利于审核质量的提高。
(1)提高主管领导的防火专业技术水平;
(2)切实落实防火安全责任制;
(3)定期进行高层建筑消防设施专项治理,确保消防设施完整好用。
(三)严抓消防意识
任何措施的实施者都是人,而高层建筑也是为人所建造,防火,最应做到便是“以人为本”。
高层建筑不仅要在前期设计、中期施工、后期消防设施配备上下足功夫,这些只是高层建筑防火要求的基础条件,而且要完善管理、健全制度、增强意识。“防患于未然”最为关键。
四、高层建筑防火工程实例
通过成都香江全球家具建材XBA二期B区工程实例,阐述现代大型商业建筑设计中功能布局与消防设计的紧密联系。以此,来介绍实际施工过程中用到的消防理念。
在实际施工之前,设计师们通过实地调研,以及运用危险性分析,结合实际情况,,主要从与建筑设计最密切的防火分区及安全疏散的角度,分析城市大型商业建筑的消防设计。通过火灾烟气运动的模拟计算,并对人员疏散情况进行模拟计算,分析得出各场景下的可用安全疏散时间ΑΣΕΤ和必需安全疏散时间ΡΣΕΤ。(具体时间见表2)
数值模拟计算分析得出,在现有消防设施正常工作的情况下,在一定时间内(15µtv)可以保证成都香江全球家具建材XBA二期B区项目的人员在火灾情况下的安全疏散,假设喷淋系统失效时,则无法保证人员的安全疏散。此表分析了消防设施工作情况下,不同火源所需要的安全疏散时间,这仅是消防设计的一个很小方面,便需要付出大量的时间去计算、调研,高层建筑消防是一个棘手、复杂难度指数级的施工困难点,是一项综合的系统工程,具有长期性和复杂性。
这就要求我们相关的设计人员及相应部门的工作人员在日常工作中既要结合已有规范和标准,也要结合工作实际情况,不断创新,只有这样,才能找出技术上切实可行和经济上合理的设计方案,优化高层建筑消防设计,进而确保高层建筑的消防安全。
五、结语
随着中国经济的野蛮生长,可利用土地资源骤减,城市人口不断增多,建筑趋向高层化发展已成为社会发展的必然趋势。
因而,高层建筑的防火安全工作也越来越重要,建筑师们要在设计之初消除火灾隐患,管理者们也要在思想上提高预防火灾的意识,遏制和杜绝群死群伤等重特大恶性火灾事故的发生,不要让血的悲剧一次又一次的重演。