高层建筑的防火及救火

高层建筑的防火及救火摘要:结合建筑安全与防灾课程所学到的相关知识和正在进行的高层建筑设计的相关规范，从防火、扑火以及人员自救三方面来对高层建筑的防灾问题进行初步的探讨。关键词:高层建筑；消防；防火；防灾；安全按照当今国内外经济社会发展的总趋势来看，高层和超高层建筑是基本的发展动向，这种发展动向具有下列特点：（1）建筑向空间发展：在节约城市建设用地的大前提下，让城市建筑向空中发展。（2）建筑向大跨度、大体量方向发展：在同一大楼里安排更多的人在其中工作或生活，以利于减少城市交通拥堵和节能减排，使城市更加文明、更加节能、更加环保，更具有可持续发展潜力。（3）建筑向多功能复合型方向发展：在同一幢大楼里或同一楼层内，安排多种机构、包含多种社会服务功能，使它相当于一个城市小社区。然而，要想体现上面所提出的任意一个特点，都将会给高层、超高层建筑的防火问题带来诸多新难题，也必然会对我们现有灭火技术和消防设施提出新的挑战。结合在建筑安全与防灾课程上学到的相关知识和正在进行的高层建筑设计，在防火、扑火和自救三方面对高层建筑的防灾问题进行初步探讨。一、高层建筑的防火从某种角度看，高层、超高层建筑基本上主要靠自身来扑灭火灾。因此，拥有一套完善高效的高层和超高层建筑防火系统尽早发现火情有着十分重要的作用。1 . 高层和超高层建筑防火系统的目的与机构组成大家都知道，建筑防火的最终目的是：（1）消除建筑物内部的火灾因素，最大限度地降低火灾发生的可能性。（2）万一发现火情，必须最快速而有效地保障楼内所有人员在火灾中的安全，使人们能在规定的时间内安全撤离。（3）楼内防火系统能最快地知晓火情并能最及时地通过自动灭火设备灭火，及时阻止火势蔓延，将火灾消灭在萌芽状态。从防火理论上来讲，我们将建筑防火系统设计分为主动防火系统设计与被动防火系统设计两大部分。主动防火系统设计的首要任务是早期发现和扑灭火灾，该系统主要由火灾自动报警系统、消防给水系统、消防供电和安全疏散系统、火灾自动灭火系统和防、排烟系统等设备构成；而被动防火系统设计是由结构及构件的防火设计、内装修防火设计、防火门窗及防火卷帘等分隔设施、防火和防烟分区设计和各种水平与垂直洞孔的封堵等内容构成。就目前我国的建筑防火设计现状而言，被动防火系统设计更具可靠性、经济性和现实意义。我国现行建筑防火规范对建筑物防火等级的划分，就是建立在被动防火理论之上的。2. 高层建筑中的自动防火系统从世界范围来看，能源正在快速减少，环境正在日益恶化，人们的工作和生活方式以及社会对能源的需求也在不断地变化，各行各业的新工艺、新技术在激烈的竞争中也在不断创新。面对这样一个能源稀缺的世界，作为能源消耗最多的建筑业必须作出令世人满意的回答：要为各行业人们提供一个能耗最少、绿色环保、有益于健康的工作和生活环境。我们坚信：人们的这些要求和愿望，将会随着智能高层建筑的出现而得到满足。因为在智能高层建筑的自动灭火系统中，自动防火系统的作用是非常明显的，它应该具有以下两个特点：2.1 自动防火系统将是一个独立系统，其内容应包括日常防火管理火情探测、火灾确认和报警等。2.2 自动防火系统还应包括防止火灾蔓延、提示人员疏散及协助营救、监控被围困者、自动喷水灭火和火灾扑灭后的恢复系统。而对自动防火系统功能的综合评估，应包括下列内容：（1）自动喷水灭火系统的终端设备应该是传感器或喷头；（2）传感电路包括传送终端、传输导线等；（3）数据处理终端应包括CPU的辅助设备、显示器及打印机及其相关软件等。3. 高层建筑所使用的建筑材料耐火性能的最新测试方法由于现在建筑材料的品种多、材质新、成分杂，且不同材料对火的耐受能力差异很大，因此，我们不能截然规定什么材料能用，什么材料不能用，只能对处于不同部位的建筑材料提出不同的耐火等级要求。为此，我们应尽快建立起一整套建筑材料耐火性能检测与分析标准来。在制订材料燃烧性能测试方法时，应做到方便、实用、经济、合理。我们知道，材料在燃烧时将会产生辐射热、沿固体传热，同时，在燃烧中因材料分解、相变而产生有毒、有害气体以及因火势蔓延而引燃其他材料等现象。从研究角度看，上述种种现象是可以分别进行研究的。因此，我们要做的工作就是在深入研究各种建筑材料燃烧性能的基础上，探寻一种更为科学而又便捷的耐火性能测试方法。但是，由于已往所采用的试验方法都是在实验室环境下对建筑材料或建筑制品的相对燃烧性能进行评价，并不能说明在实际火灾环境中的着火危险性或耐火性能，因此，我们仍需继续研究和探索，寻求比较接近实际的、能获取数字结果的测试方法。而且，由于保温、隔热等多种功能的需要，当今建筑材料的发展方向必将是采用复合型建筑材料。而复合型建筑材料的出现，给建筑材料的防火测试又提出了新的难题，即传统的测试方法已不能反映此类建筑材料真实的耐火特性了，必须采用更先进、更科学的测试方法。比如：国际上现正兴起以锥形量热计试验为依据、对材料的燃烧性能进行分级的测试方法，为人们研究材料的耐火性能开辟了一条新路。这种新测试方法能做到简便、科学、经济、合理。二、高层建筑的扑火1.高层建筑火灾规律的特点1.1高层建筑发生灾害事故的原因（1）用电设备多、电器设备运行时间长、线路老化、超负荷用电等引发火灾；（2）用燃油、燃气等引起火灾；（3）人员吸烟引起火灾；（4）违章用电引起火灾；（5）其它原因引起的火灾；1.2高层建筑火灾或灾害事故的特点（1）火势蔓延快, 烟雾大, 危害重。高层建筑一旦发生火灾, 在压力的作用下火势、烟雾蔓延迅速（初起阶段水平方向烟气扩散速度为0.3m/s, 猛烈阶段水平扩散速度为0.5m/s3m/s, 垂直蔓延速度为3m/s4m/s。）, 因此在短时间内整个建筑将充满烟雾, 火势迅速蔓延, 给灭火和救援造成困难。（2）容易形成立体火灾。由于高层建筑层数多、可燃物多、蔓延途径多、蔓延速度快, 易成立体火灾, 给扑救工作造成极大困难。（3）疏散困难, 易造成重大伤亡事故。由于高层建筑层数多、垂直疏散距离大、人员集中、烟囱效应强、消防救援装备差、人员逃生意识弱,加之火势烟雾蔓延速度快等, 都给救援工作造成极大的困难, 易造成群死伤重大伤亡事故。（4）扑救难度大。由于高层建筑高、裙带建筑多、道路狭窄、被困人员多、登高困难、供水有难度, 因此, 扑救高层建筑火灾难度比较大。2. 高层建筑中的自动灭火系统高层和超高层建筑均具有很高的高度和很大的平面尺寸，这使消防人员实施楼外扑救的难度越来越高。从某种角度看，高层、超高层建筑只能靠自己来扑灭火灾。因此，尽早发现火情和尽早自动灭火是高层、超高层建筑自身必须具备的重要功能之一。但是，就全国来看，与建筑防火系统中的自动报警系统相比，自动灭火系统被重视的程度还远远不够。其实，自动报警系统只能告诉人们发生了火情，而无法自动灭火，而自动灭火系统则可在探知火情的同时，自动扑灭火灾。因此，越是高大的建筑物，自动灭火系统越发显得重要，应该予以优先考虑。2.1自动灭火控制系统。（1）自动喷淋灭火系统。按照系统的组成与技术特点，可以划分为湿式、干式、预作用式和雨淋式四种类型喷水灭火系统。其中湿式喷淋灭火系统是常见的一种，湿式报警阀在湿式喷淋灭火系统是非常关键的部件。水流指示器的作用是把水的流动转换成电信号报警。压力开关是自动喷水灭火系统的自动报警和控制的部件，当湿式报警阀阀瓣开启后，压力开关触点动作，发出电信号至报警控制器从而启动消防泵。喷淋灭火系统最不利点末端试水测压，出口水压不小于0.049Mpa。（2） 消火栓灭火系统。它由蓄水池、加压送水装置( 水泵)及室内消火栓等主要设备构成。消火栓设备的电气控制主要考虑: 水池水位的控制、消防用水和加压水泵的启动。消火栓静水压应不大于0. 80Mpa，出水压应不大于0.50Mpa，最不利点消火栓静水压: 建筑高度不超过100 米时应不低于0.07Mpa; 建筑高度超过100米时应不低于0.15Mpa。消防水泵的控制方法: 一是由消火栓按钮输出24V电压直接控制消防水泵启动。二是用消防中心发出信号联动控制消防泵启停。（3）气体自动灭火系统。它由监控系统、灭火剂贮存和释放装置、管道和喷嘴三部份组成。监控系统由探测器、控制器、手动操作盘、声光报警器等组成。气体自动灭火系统是通过火灾感知组件及报警系统探测火警信号来启动气瓶气体实施灭火。系统可选择自动方式或手动方式启动，当采用自动方式启动时，通过火灾探测器探测火警，延时30 秒过后启动气体灭火装置，向防护区内喷放气体。采用手动灭火方式时，报警系统报告火警经确认后，由人工启动气体灭火装置实施灭火。2.2安全疏散诱导与防排烟系统。安全疏散诱导与防排烟系统包括下面几部分: 防排烟系统( 排烟系统、防烟系统) 、防火分隔设施的控制( 防火门、防火卷帘门、防火阀、防火窗、正压送风机控制、排烟风机控制) 、应急照明与疏散指示标志、消防广播与消防通讯、消防电梯。（1）防烟排烟系统。一是机械排烟系统是依靠排烟风机所造成的负压，通过自然进风竖井和进风口补充到前室。二是机械加压送风防烟系统是对建筑物某些部位送入足够的新鲜空气，使其维持高于建筑物其它部位一定的压力，在发生火灾时提供不受烟气干扰的疏散路线和避难场所。规定排风口风速不大于10m/s，加压送风口的风速不应大于7m/s; 正压送风余压值: 防烟楼梯间内为4050Pa，前室为2530 Pa。（2）防火分隔设施。它是指能在一定时间内阻挡火势蔓延，且能把建筑内部空间分隔成若干较小防火空间的物体。防火卷帘门控制程序如下：当发生火灾时，防火卷帘门分两步下降一是感烟探测器报警，控制模块动作，电控箱发出卷帘门降半信号，二是当感温探测器报警时，监视模块动作，通过电控箱发出卷帘二步降到底信号。（3）应急照明与疏散指示标志。在突然停电或发生火灾而断电时，在建筑的主要通道继续维持一定程度的照明，保证人员迅速疏散。应急照明要采用双电源供电，设置主备电源，并能够在末级配电箱实现备电自投。（4）消防广播。当发生火灾时，按设定的控制程序自动启动火灾应急广播。消防电梯是在接收联动信号后，从顶层降到首层不超过60 秒。消防电话要求控制室能接受插孔电话的呼叫，控制室、值班室、消防站应设外线电话。2.3联动控制过程通过智能手动消防启动盘和多线制控制盘，有针对性的启动相关的联动设备，看联动设备能否正常工作，同时观察动作设备的回答信号能否正确地反馈到火灾报警控制器上。具体操作要求以下: 一是启动消防泵、喷淋泵、排烟机、送风机、排烟阀、送风阀、消防广播、消防电话等，启动后信号是否反馈到火灾报警控制器上，二是切断非消防电源和迫降消防电梯，启动后信号是否反馈到火灾报警控制器上。通过控制器的自动功能，分别在相应防火分区内做报警试验，具体联动关系以下: 一是探测器报警信号“或”手动报警按钮报警信号，引起相应区域的讯响器报警、打开本层及相邻层消防广播。二是探测器报警信号“或”手动报警按钮报警信号，打开本层及相邻层排烟阀，排烟阀打开信号反馈到控制器上，启动排烟机，排烟机启动信号反馈到控制器上。三是消火栓报警按钮按下，消火栓报警按钮动作信号反馈到控制器上，启动消火栓系统消防泵，消防泵启动信号反馈到控制器上。四是压力开关动作，压力开关动作信号反馈到控制器上，启动喷淋泵，喷淋泵启动信号反馈到控制器上。五是排烟风机、正压送风机入口处的防火阀关闭，防火阀关闭信号反馈到控制器上，停止相应区域的排烟风机、正压送风机。六是探测器报警信号“或”手动报警按钮报警信号，相应区域的防火防烟分割的卷帘门降到底，卷帘门动作信号反馈到控制器上。七是手动报警按钮“或”两只探测器报警信号“与”切断非消防电源同时迫降消防电梯到首层。八是疏散用卷帘门附近的感烟探测器报警，卷帘门一步降，卷帘门一步降动作信号反馈到控制器上; 疏散用卷帘门附近的感温探测器报警，卷帘门二步降，卷帘门二步降动作信号反馈到控制器上。三、高层建筑中遭遇火灾如何自救高层火灾考验市民素质。预防火灾要多留心，多学一些防火知识。遭遇火灾，首先在于自救。遇到火灾时， 不要惊慌， 可以大声疾呼， 并挥动一些颜色鲜艳的衣物， 如红围巾、花衣服等，以引起救援人员的注意；还可以不停地向室外扔一些软质的小东西，如枕头、棉衣等让别人注意你的存在，获得救援。与此同时， 应迅速采取防火堵烟等措施，如关闭门窗，向门窗上浇水，以延缓火势蔓延。床下、桌下、洗漱间和走廊不能作为避难场所，这些地方可能看不到明火，但烟气足以致命。可以走消防电梯、室内楼梯逃生，但不能乘坐普通电梯逃生。高楼起火后容易断电，电梯就有可能“卡壳”。蒙鼻匍匐撤离。蒙着鼻子贴近地面撤离是避免烟气吸入、滤去毒气的最佳方法。穿过烟火封锁区，可先向头部、身上浇冷水或用湿毛巾、湿毯子等将头、身裹好。向下逃生不成才往楼顶逃。如果着火点在所处位置下层， 且火和烟雾已封锁向下逃生的通道，应尽快往楼顶的平台上跑，等待救援。不要轻易跳楼。如果被困于楼层较低（三层以下）位置，逃生时可将床单、窗帘、地毯等成绳，进行滑绳自救。处于较高层时，不应盲目跳楼，要将自己充分暴露在易被发现的地方。四、结语鉴于高层建筑火灾的特点及其隐患，专家建议，不应单纯依靠公安消防力量， 而是要发动全社会的力量，“坚持预防为主， 立足自防自救”，形成高层建筑的防火、防灾共识，并付诸行动。根据实际情况来看， 高层建筑的自防自救能力各有不同。一些在管理上舍得投入的高层建筑，消防设施设备精良，管理人员充足，管理制度健全，自防自救能力较强。而有些场所，特别是综合场所和住宅楼， 一栋楼里有很多单位或住户，虽然有物业管理公司， 但管理往往不到位，