超高層建筑消防，是一個世界性難題，超高層建筑一旦著火，火勢會蔓延得飛快。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，就是在高溫下會變軟，喪失原有強度。
早在二十世紀早期，人們就已經(jīng)蓋起了超過100米的高樓。去年暫時停建的阿聯(lián)酋“迪拜塔”，高度已經(jīng)超過700米，成為世界第一高樓。到了今天，從結(jié)構(gòu)技術(shù)的角度來看，建造高度超過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)展無疑是解決城市空間問題的最有效辦法。然而，超高層建筑的安全性一直廣受爭議，建筑成本、維護成本遠高于一般建筑物，各種安全隱患更會因為樓層數(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）大樓的一場大火，更是讓人們心有余悸。超高層建筑的消防問題，從未如此明晰地擺在民眾面前。
為什么高樓火災很難救
在我國，高度超過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)對火災的抵抗力比較強，基本不會在火災中倒塌。但是超高層建筑必須大量使用鋼材建造，因為鋼材和鋼筋混凝土相比，體積更小、重量更輕而強度更大。
但是鋼材有一個致命的缺點，就是在高溫下會變軟，從而喪失原有的強度。鋼材的強度隨著溫度的升高將會急劇下降，超過300攝氏度，強度就大約只剩一半；而 600攝氏度左右的燃燒溫度，就足以讓沒有添加防護的鋼結(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日美國世貿(mào)中心雙子大樓的最后倒塌，就是因為其全鋼結(jié)構(gòu)在航空燃油燃燒的高溫下無力承重而導致的。
因此，超高層建筑的鋼材上都必須添加防火涂料等防護物。然而，僅靠這種方式來阻止建筑鋼材強度下降是遠遠不夠的，防火涂料只能部分延長鋼材在高溫下的承受時間，從而為被困者和消防隊員爭取更多時間。怕火，是超高層建筑無法回避的固有缺陷。
而超高層建筑一旦著火，火勢會蔓延得飛快。摩天大樓中的電梯、管道等種種豎井，在起火后將會成為“煙囪”，攜帶高溫和濃煙向上升騰。高溫的煙氣將會在頂層附近積聚并且蔓延開來，同時將附近一切可燃物迅速點燃，從而制造另一個火場。這種“煙囪”效應不僅會讓撲救變得更加困難，而且還會危及逃往天臺的人員的生命安全。有資料顯示，煙氣在豎向管井內(nèi)的上升速度可以達到每秒3到4米。這意味著，高度為100米的超高層建筑，高溫煙氣由底層躥到頂層，只需要30秒左右的時間。
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，這對動輒數(shù)百米的高樓來說真是遠水救不了近火。云梯車可以將消防隊員送上50米，但這樣也只能到摩天大樓的腳邊。即使是世界先進的、全高可達98米的云梯車，在數(shù)百米高空的火災中也只能望火興嘆。
超高層建筑消防，是一個世界性的難題。
高樓著火怎么辦
實際上，救火和救人一樣，無非“自救”“他救”兩類。所謂自救，是指在建筑時就安裝好內(nèi)部消防和避難系統(tǒng)，爭取防患于未然；而他救，則是在消防設備、機械上多動腦筋。
目前，世界各國都對超高層建筑的安全防火做出了明確的規(guī)定。在我國的《高層民用建筑設計防火規(guī)范》中，對消防給水、火災自動報警、自動噴水滅火、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明。
為保障消防用水，超過50米的建筑需要增設高位水箱。這個水箱一般應該設置在建筑物最高處，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，超高層建筑自身應該帶有一套完備的消防系統(tǒng)。
當火災發(fā)生時，防火分隔系統(tǒng)應當開始工作，以盡可能地將火勢限制在某一個小區(qū)域內(nèi)。同時，室內(nèi)消火栓和自動噴水滅火系統(tǒng)也會開始工作，以爭取能夠在火災剛剛發(fā)生就予以撲滅。另外，消防電梯也會啟動，有效地疏散人群。
當人群來不及疏散時，避難層將會發(fā)揮作用。我國規(guī)定，超高層建筑每隔15層都需要設計一個避難層，這一層是防火防煙、有獨立通風設備和照明設施的應急避難場所，可供火災時一時難以疏散或難以外逃的人員躲避。除此之外，避難層還應該有消防電梯出口、消防專線電話、應急廣播、應急照明以及消火栓和消防卷盤等設施。
這些規(guī)章和手段并不是杞人憂天。以現(xiàn)有的技術(shù)手段來看，超高層建筑依靠消防部門的力量撲救火災，并非上上之策。超高層建筑和多層建筑不同，消防手段立足點在于自救。
另一方面，消防部門和研究機構(gòu)也在積極開展對超高層建筑的滅火研究。最早投入研究的，是直升機滅火及救援。當消防部門的水槍水炮夠不著摩天大樓的熊熊火焰時，可以直接利用直升機上懸掛的水斗、水炮直接投水，或者投擲滅火彈滅火，同時救援現(xiàn)場被困人員。1990年7月16日，紐約帝國大廈第51層發(fā)生了火災。當時最高的消防云梯舉高能力55米，只能到達12層，樓外的消防隊員無能為力。后來通過直升機的增援，才順利撲滅火災。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，火勢向上蔓延到第27層，當?shù)貏佑昧酥鄙龣C，轉(zhuǎn)移了40位受困人員。
然而，直升機也只是在情況危急時才能使用�；饒龅臒熿F帶來的視線障礙、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，不但妨礙消防救災的進行，甚至有可能會造成意外事故。我國大連、青島等城市已經(jīng)購買了滅火直升機，超高層建筑出現(xiàn)火情時可以前往滅火營救。日前，北京已經(jīng)規(guī)定，超高層建筑必須修建停機坪，看來北京市的直升機滅火近期將會成為現(xiàn)實。
而我們目前還是只能采取傳統(tǒng)的滅火方式：對消防云梯和水龍無法到達的高度，由消防員進入火場，自行鋪設滅火水帶滅火。這種方式會對消防員的人身安全產(chǎn)生極大威脅，因此，消防機器人成為消防研究的一個熱點。消防機器人要能夠在復雜的地形中前進、查看火情、撲滅火焰，以及及時將火場狀況傳回指揮中心。早在1986年，日本東京消防廳在滅火中就應用了機器人，到了今天，遙控消防機器人技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了二十多個年頭。假以時日，這類機器人必將會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，風力對云梯車的影響也就越大。因此消防研究人員將研究重點轉(zhuǎn)移到消防水龍的噴射距離上面來。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。
隨著樓層越長越高，建筑設計理念和消防技術(shù)也會不斷更新。正如一位專家所說：“出現(xiàn)什么問題，就會產(chǎn)生解決這個問題的技術(shù)。今天不能解決，明天也能解決�！� |
