新科技、新技術(shù)、新材料在高層建筑防火中的運(yùn)用

楊國成 王傲 祝貴軍

摘要：在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛的今天，城市化進(jìn)程不斷加快，信息化科學(xué)技術(shù)被逐漸應(yīng)用在眾多領(lǐng)域。近年來，我國高層建筑數(shù)量逐年增長(zhǎng)，有效的為城市可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。在城市化發(fā)展中，高層建筑如何應(yīng)用新科技和新材料已經(jīng)成為社會(huì)普遍關(guān)注的話題。為減少高層建筑發(fā)生火災(zāi)，保證財(cái)產(chǎn)安全和生命安全，本文首先分析高層建筑火災(zāi)的主要特點(diǎn)，然后對(duì)高層建筑開展防火工作應(yīng)用新技術(shù)和新材料、新科技進(jìn)行探究。

關(guān)鍵詞：高層建筑防火;新科技;新技術(shù);新材料

隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程不斷加快，在眾多制約城市發(fā)展的因素中土地資源短缺成為關(guān)鍵部分。為推動(dòng)城市建設(shè)步伐，有效解決用地緊張問題，優(yōu)化城市環(huán)境，建設(shè)高層建筑是尤為重要的。無論是在建設(shè)高層建筑過程中，還是正式投入使用，加強(qiáng)防火工作是十分必要的，因此需要制定完善的防火計(jì)劃，將新技術(shù)和新材料引入到防火工作中，可以提升消防系數(shù)和安全指數(shù)，從而促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展，為人們生命和財(cái)產(chǎn)安全夯實(shí)基礎(chǔ)。

一、高層建筑火災(zāi)的特點(diǎn)

（一）火災(zāi)蔓延速度較快

相較底層建筑，高層建筑可以燃燒的物質(zhì)較多，例如地毯和各種家具等，并且設(shè)有電纜井和管道井等豎向井道，這樣就會(huì)形成“煙囪效應(yīng)”，從而致使火災(zāi)蔓延速度不斷加快。通常情況下，初期火災(zāi)蔓延速度為0.32m/s，燃燒階段速度可以達(dá)到0.6-0.9m/s，豎向擴(kuò)散的速度是3-4m/s。假設(shè)高層建筑樓層高度為200米時(shí)，煙氣在阻擋情況下，在1分鐘內(nèi)可以由底層直接擴(kuò)散至頂層。

（二）人員疏散艱難

高層建筑樓層較高，并且樓層數(shù)量多，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)后，將建筑中的人們疏散至安全地區(qū)，花費(fèi)的時(shí)間較長(zhǎng)。此外高層中的豎向井道內(nèi)部空氣流通流暢，發(fā)生火災(zāi)后，由于火勢(shì)和煙霧蔓延速度較快，從而導(dǎo)致疏散人員效率下降，室內(nèi)能見度降低，不能很好的疏散人們到安全區(qū)域。

（三）撲火救援工作復(fù)雜

我國高層建筑消防設(shè)備已經(jīng)達(dá)到自動(dòng)化程度，并且具備高質(zhì)量的滅火設(shè)備，但假設(shè)某個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，會(huì)直接導(dǎo)致滅火設(shè)備不能很好地發(fā)揮作用。當(dāng)高層建筑發(fā)生火災(zāi)前期，如果居民不會(huì)正確使用滅火設(shè)備，等待消防人員達(dá)到火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致不能及時(shí)聯(lián)系消防控制中心，并且因?yàn)榛饎?shì)猛和樓層高等原因，不能順利開展撲救工作。當(dāng)前我國消防車可以達(dá)到最高的高度為101米，并且在高層建筑四周設(shè)有其他建筑，不利于登高車開展救援工作。此外由于建筑受到高溫烘烤影響，玻璃和幕墻會(huì)爆炸，工作人員不能靠近開展火災(zāi)撲救工作，只能依靠建筑室內(nèi)消防設(shè)備。

二、高層建筑防火中應(yīng)用新技術(shù)、新科技、新材料

（一）新科技的具體應(yīng)用

在眾多新科技中，“分布式感溫光纖”系統(tǒng)被應(yīng)用在高層建筑中，主要是感溫光纖系統(tǒng)可以對(duì)電纜線溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)電纜線的溫度超過預(yù)先設(shè)置的溫度數(shù)值后，感溫光纖系統(tǒng)可以發(fā)出警報(bào)信號(hào)，并對(duì)危險(xiǎn)地點(diǎn)進(jìn)行精確定位。在高層建筑中，豎井通道與電纜線分布地點(diǎn)比較緊密，同時(shí)電纜線占地空間較小，不能有效地發(fā)散運(yùn)行熱量，當(dāng)熱量達(dá)到預(yù)定值或者超過預(yù)定值后，電纜線會(huì)出現(xiàn)融化或者變形，從而發(fā)生短路。將感溫光纖系統(tǒng)合理應(yīng)用在高層建筑中，可以有效解決電纜線發(fā)生短路情況，從而提升電纜系統(tǒng)正常工作的安全系數(shù)，確保建筑供電安全可靠。

（二）新技術(shù)的具體應(yīng)用

消防炮作為一種最新的滅火設(shè)備被應(yīng)用在高層建筑中，主要是具備敏捷性和機(jī)動(dòng)性，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程撲火工作。氣動(dòng)發(fā)射與車載發(fā)射是高層建筑中消防炮的主要兩種發(fā)射形式。消防炮主要以“高壓氣體”為核心，是防火武器中的一種。發(fā)射裝置和氣源以及火控系統(tǒng)等是消防炮中的重要裝置，并且火控系統(tǒng)還包含了“操控顯示系統(tǒng)”和“火控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”。火控系統(tǒng)應(yīng)用在高層建筑中的主要工作是控制消防炮瞄準(zhǔn)、裝炮過程。除此之外，高層建筑中應(yīng)用直升機(jī)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)有效滅火。直升機(jī)系統(tǒng)具備偵查指揮和空中滅火等功能。比如在直升機(jī)系統(tǒng)中安裝滅火系統(tǒng)，可以利用其機(jī)動(dòng)性和靈活性完成空中滅火工作，進(jìn)而達(dá)到撲火救援預(yù)期效果。當(dāng)高層建筑發(fā)生火災(zāi)后，救援人員不能快速達(dá)到火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，可以通過直升機(jī)把救援人員與救援物資迅速運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)，并將被困人員送達(dá)到安全區(qū)域，保證人們生命安全和財(cái)產(chǎn)安全。當(dāng)前我國直升機(jī)技術(shù)還沒有達(dá)到最高水平，有較多的地方需要優(yōu)化完善，并且部分消防部隊(duì)沒有配備直升機(jī)。但是隨著我國科學(xué)化進(jìn)程的不斷加快，消防直升機(jī)在滅火工作中已成為發(fā)展趨勢(shì)。

（三）新材料的具體應(yīng)用

為有效避免高層建筑發(fā)生火災(zāi)，在選擇原材料和裝潢材料時(shí)，大部分以“防火”為主要依據(jù)，借助先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段，建立科學(xué)完善的消防安全體系，進(jìn)而確保高層建筑具備安全性能。例如美國政府在相關(guān)文件中說明，高層和超高層建筑時(shí)在選擇原材料和裝潢材料時(shí)，首先應(yīng)該以“防火、耐火”為核心，例如選擇的材料可以是“阻燃電纜”“膨脹防火涂料”等，同時(shí)，美國政府對(duì)地毯和窗簾等家具都作出嚴(yán)格規(guī)定。另外為有效解決消防和逃生問題，日本政府明確規(guī)定在公共建筑中應(yīng)該選擇酚醛泡沫等合格的耐燃物，主要是其具備較好的耐熱性，并且當(dāng)火災(zāi)發(fā)生開始燃燒后，發(fā)煙量較少，不僅可以保護(hù)生態(tài)環(huán)境，還可以有效降低安全隱患。根據(jù)高層建筑實(shí)際情況，在設(shè)計(jì)高層建筑時(shí)，要重視公共區(qū)域，保證公共區(qū)域內(nèi)的安全性，合理開展防火設(shè)計(jì)和火災(zāi)控制工作。在高層建筑中，撲救火災(zāi)的威脅除高度外，還有煙氣，燃燒的物質(zhì)會(huì)迅速蔓延到非起火層，所以在選擇新材料時(shí)，必須重視煙氣的問題，要選擇出煙量較低的材料，避免因煙勢(shì)過大，影響撲救工作。

三、結(jié)語

工業(yè)化和城市化發(fā)展速度加快，城市人口數(shù)量逐年上漲，土地資源越來越緊張，因此建設(shè)高層建筑成為城市發(fā)展的根本方向。在建設(shè)高層建筑環(huán)節(jié)中，需要側(cè)重注意消防問題，加大對(duì)新技術(shù)和新材料的投入力度，這樣才可以降低發(fā)生火災(zāi)的概率，確保高層建筑的可靠性、安全性，提升建筑質(zhì)量，保證人們生命和財(cái)產(chǎn)安全，從而推動(dòng)城市健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：

楊國成（1988-），男，四川省犍為縣人。學(xué)士學(xué)位，研究方向：火災(zāi)科學(xué)、檢驗(yàn)檢測(cè)、質(zhì)量分析、安全分析、產(chǎn)品檢測(cè)。