固定消防設施在高層建筑火災救援中的應用

馬海峰

（山東省泰安市消防救援支隊，山東泰安271000）

1 引言

當前城市中高層建筑不斷增多，而由于各種問題很容易導致建筑火災，因此，高層建筑的火災防控極為重要。但在很多火災救援行動中由于無法有效運用固定消防設施而難以達成撲救效果，從而使住戶受到生命安全的威脅。基于這種情況，相關部門應深入研究固定消防措施的使用方式，為火災防控提供幫助。

2 高層建筑發生火災的風險因素

2.1 外在因素

高層建筑指高度超過24 m或超過10個樓層的住宅或其他民用住宅，這種高層建筑作為人員與物資的集中區域，容易由于多種因素發生火災。外界很多不可抗力，如雷電、下雨、刮風等都會影響高層建筑的安全性。高層建筑受到的風壓較大，而發生火災時，過大的風力會直接加速火勢的蔓延[1]。另外，雷電也會直接引起火災，高度過高的建筑本就易受雷擊，如果避雷工作不力，雷電就會通過鋼筋、電路而引發火災。

2.2 內部因素

高層建筑由于內部結構中設有數量較多的電梯井、供排水管道、通風管道、錯綜復雜的電纜線路，如果在這些管道中缺乏良好的電路防護措施，容易導致老化的電路起火，或在用電高峰期引發電路起火。高層建筑不同于低層建筑，在發生火災時電梯井等豎直管道會因為火勢形成煙囪效應，使火勢更容易順著通路蔓延，發展成涉及大范圍、多樓層的火災，還會直接影響人員疏散工作，從而對人們的生命安全造成威脅。

2.3 人為因素

當前多數火災中，由于人為因素導致的火災占比較大。人員是建筑的使用者，若人們缺乏安全意識和火災知識，或是疏忽大意忘記關閉煤氣灶、不安全用電，很容易造成火災。高層建筑內部對防火隔熱措施要求較高，如果防火分隔措施不力，再加上高層建筑內部的物資密集，往往會由單一樓層中的單一住戶發生火災，轉瞬間蔓延成涉及整個樓體或多個樓層的大范圍火災，而且還會受到樓道內可燃物以及其他住戶天然氣的影響進一步擴散，加劇火災的危險性。

3 當前高層建筑火災撲救中的問題

近年來，我國發生的建筑火災造成了大量的人員傷亡，因此，高層建筑對火災的防控提出了更高的要求。但在高層建筑火災撲救搶險工作中，還存在著一些問題。由于很多單位與住戶缺乏對消防安全意識的認識，不安全用電、不正確防火等時有發生，更加無法保障定期對建筑內的固定消防措施進行維護與保養。因此，發生火災時，固定安全設施由于年久失修，難以發揮自身的作用，留下了大量的安全隱患。

另外，由于高層建筑樓體較高，結構復雜，再加上火災的影響，人員疏散工作難度較大，并且消防人員不熟悉樓層結構，因此，在人員疏散中難以保證效率。復雜的樓層對消防人員使用消防設施也提出了挑戰，加大了火災撲救工作的難度。此外，一些消防單位過于注重隊員的體能訓練與抗壓訓練，忽視了設備操作訓練，導致消防人員難以正確運用固定消防設施進行滅火[2]。

4 高層建筑火災防控中的固定消防設施

4.1 火災自動報警系統

如圖1所示，火災自動報警系統是利用一個聲光信號預警裝置、火災特征采集裝置、控制回路以及聯動輸出線路等組成的系統。這種自動報警系統在安裝工作點設置了多個傳感器觸頭，將火災發生時的煙霧量、輻射熱量以及火焰溫度等情況以電子脈沖信號的形式發送給控制單元，之后控制單元再根據火災特征采集裝置傳送的電子信號轉化為控制回路的動作信號，驅動系統信號燈與蜂鳴器等報警裝置動作，起到火災預警功能。將這樣的火災自動報警系統以組態安裝的形式設置在建筑的不同層高，并統一進行信息化控制，值班室便可以通過信息化火災預警系統第一時間獲知火災發生的地點、火勢、火情。通過這樣的自動報警系統監控容易出現火災的建筑內部場所，不僅可以為建筑內的安全疏散爭取時間，還能為火災初期的撲救控制提供有力信息基礎，減少建筑火災的財產損失。

圖1 某型號火災自動報警系統示意圖

4.2 排煙系統

火災排煙系統是高層建筑必須具備的固定防火設施，通常情況下由引風用的工作泵組、排風煙道以及建筑外部排煙口組成。從以往的火災事故教訓中得知，致使疏散人員傷亡的主要原因除了直接接觸可燃物的皮膚燒傷、燃燒的熱輻射燙傷以外，還有高溫劇毒煙氣對呼吸道的損傷。而火災煙霧對內部疏散人員造成的人身安全威脅會隨著火場著火的持續而加劇，且給后續救援人員撲滅火災與實施救援造成了極大的障礙[3]。所以，排煙系統的最大作用是當建筑內部發生火情時，可以第一時間將火災煙氣排出建筑內部，避免人員在火場中視線受阻，中毒或窒息傷亡。

4.3 自動噴水系統

自動噴水系統是由信號閥閘、灑水噴頭與供水管線組成的固定系統，它的工作原理如圖2所示，當建筑內部出現著火點時，受熱輻射影響會導致著火點周邊溫度劇升，而當自動噴水裝置的探頭周圍溫度超過感應閾值時，會由系統控制報警閥門動作，打開供水管線的閉合點位，使灑水噴頭處于壓力狀態，實現自動噴水滅火功能。這種自動噴水系統的內部有一個的濕式報警閥，只允許水單向流入噴水系統，當報警頭的溫感元件感應到高溫時，控制噴頭噴水，同時水壓平衡小孔由于來不及補水出現上下壓力不一的現象，所以，會推動閥瓣完成閥門開啟動作。而管網供水會沿著報警閥的環形槽流入，控制水力警鈴與延遲器動作，產生報警信號，這樣就實現了火災自動噴水與告警功能。

圖2 自動噴水系統的原理示意圖

5 固定消防設施在高層建筑火災救援中的實踐運用

5.1 早期預警確保疏散安全

鑒于高層建筑發生火情難以控制、火勢蔓延較快以及火災損失巨大的現實特點，在火災初期做好預警防控對于減少火災損失來說具有重要的意義。通常情況下，高層建筑的火災預警信息控制中心，位于高程建筑消防設施較為集中的場所，且必須鄰近消防疏散通道。這樣可以在火災發生時，發揮高層建筑高效率火災信號傳播，以及先決救援組織調度功能。

火災發生可以大致分為4個階段：預燃階段、可見煙霧燃燒階段、明火燃燒階段與劇烈蔓延階段。隨著技術革新，火災預警裝置的靈敏度得到了極大的提升，基本可以做到在火災預燃階段通過煙氣與少量異常熱輻射信號來控制預警裝置動作。這樣理論上可以在火勢劇烈蔓延前30～120 min發出警報，再由高層建筑的消防值班室借助樓內廣播電臺發送疏散信號，從而最大限度地避免火災帶來的人員傷亡問題。另一方面，若在火災劇烈蔓延前，組織值班人員對著火場地進行先決處理，還可以為后續消防火警救援贏取寶貴的救援時間，甚至是直接撲滅火災，最小化控制過火面的經濟財產損失。

5.2 正確進行防火分隔，避免火情復雜化

防火分區設計必須嚴格遵循GB 50016—2014《建筑設計防火規范》的規定（見表1），防火墻或防火卷簾的耐火極限不應小于3 h，地上部分防火分區極限允許建筑面積不能大于1 000 m2，建筑物地下室防火分區極限允許建筑面積不得超過500 m2。這樣的目的是當火勢蔓延時，首先可以保證人員密集場所至樓梯間之間的場地不受到火災影響，利于人員安全疏散，實現高層建筑火災低傷亡甚至零傷亡的消防安全功能。其次，是為了有效控制火災影響，避免火情擴大，高層建筑內儲藏或堆放的可燃物性質極其復雜，主要有紙箱、圖書、纖維紡織品等固體高分子易燃物；廚用的動、植物油類、成品燃料油、酒精或者可燃性化學液體；燃氣管線中的天然氣、煤氣或瓦斯氣體；電氣設備的管線等。所以，一旦火勢開始在高層建筑內部蔓延，除了固體可燃物高溫燃燒的過量熱輻射和煙氣以外，還伴隨爆炸、劇燃以及電氣火花等危險性較高的災害現象。而合理運用防火分隔，可以避免設備機房、圖書資料室以及其他難以控制事故影響的重點場所成為著火點，避免高層建筑出現后期救援困難、危險系數高的問題。

表1 防火分區設計要求

5.3 自動滅火裝置降低消防救援的施救風險

高層建筑內的自動滅火裝置是采用泵組管線供水，或者填充壓力泡沫、干粉等具有阻燃特性的材料，在壓力噴頭作用下形成霧淋作業面的滅火系統，這種滅火裝置具有靈敏性高、性能可靠、動作迅速的特點，在火災形成初期就可以將阻燃介質噴射到著火點位，直接撲滅火災或者控制減緩火勢蔓延速度。這種自動滅火裝置的應用可以基本實現火災初期的自動無人救援，即使無法徹底撲滅建筑內部火災，也能在一定程度上控制火場面積，那么當從外部開展救援時，消防救援人員的人身安全就能得到一定保障。此外，自動滅火裝置的供水管線也能直接作為消防取水點，因此，它可以降低救援人員傷亡概率，顯著提升高層建筑消防救援方案的可操作性。

6 結語

固定消防措施在高層建筑的火災救援中可以得到非常廣泛的運用，如水泵接合器、防火分隔措施、應急疏散廣播以及火災預警等，且往往會得到良好的效果，因此，為了進一步保障人民的生命安全，應對住戶積極普及固定消防措施的運用，并加強對固定消防措施的維護管理。