高大空間建筑滅火救援關鍵技術分析

胡士棟

（天津市寧河區玖龍路消防救援站，天津 301509）

1 高大空間建筑滅火救援的研究背景

隨著社會經濟發展與技術進步，建筑空間大型化趨勢顯著，高大空間結構也成為最常見的建筑結構類型之一，在商場、展覽廳、體育館等場所得到廣泛應用。然而，高大空間建筑體量大、結構復雜的特點也導致滅火救援難度增加，在滅火供水、通風排煙以及人員疏散等方面面臨困難。因此，有必要針對高大空間建筑滅火救援關鍵技術展開深入研究，結合火災撲救實踐經驗加強新設備與新技術應用，提高滅火救援作戰水平，盡可能減少火災造成的財產損失與人員傷亡。

2 高大空間滅火救援工作的難點

2.1 火災蔓延速度快

高大空間建筑占地面積及空間跨度較大，高度多在7 m 以上且具有良好的通風條件，建筑內部堆放較多的可燃物料，一旦發生火災，可在短時間內蔓延，并在熱氣流作用下形成較大火勢[1]。

2.2 建筑耐火性能差

建筑鋼結構失穩溫度臨界點為500 ℃。高溫作用下，鋼結構件出現變形受損的情況，并對建筑整體結構的受力平衡造成影響。發生火災后，高大空間建筑鋼結構件受高溫作用會在短時間內出現扭曲、變形現象，救援難度增加。

2.3 常見火災探測方式效率不高

現階段，建筑中常用的火災探測器大多為溫感或煙感，且安裝方式以頂棚安裝為主。高大空間建筑高度較高，煙氣升高后其溫度和質量濃度大大降低，很多時候難以觸發火災探測器，即便啟動也難以發揮出火災早期探測的作用。

2.4 普通噴水滅火裝置不能發揮作用

對于高大空間建筑來說，特別是空間高度達到20 m 以上時，根據溫度變化運行的噴頭已經不再適用；而且普通噴水滅火裝置難以直接噴水在燃燒物表面，控火與滅火作用不顯著。

3 高大空間建筑滅火救援關鍵技術

3.1 加強先進消防技術與設備應用

3.1.1 采用非接觸式火災探測技術

結合GB 50116-2013《火災自動報警系統設計規范》相關規定可知，空間高度在8 m 以上的建筑不適用點型感溫探測器。由于高大空間建筑空間高度很多超過12 m，甚至達到20 m 以上，因此在開展滅火救援工作期間，應使用更為先進的智能型、復合型火災探測器，保證可以在第一時間探測到火災隱患，并采取相應的應急措施[2]。高大空間建筑適用的火災探測器類型及其具體安裝規定見表1。

表1 高大空間建筑火災探測器類型及安裝規定

在進行火災探測器選型時，相關工作人員應根據其保護面積和保護半徑來設置間距，并計算出整體空間所需的火災探測器數量，其公式為

式中：N 為火災探測器數量；S 為高大空間建筑面積；K 為修正系數（流量系數），且根據場所容納人數進行取值調整；A 為火災探測器保護面積。

3.1.2 應用自動噴水滅火系統

某商業綜合體項目建筑總面積為134 767.87 m2，建筑高度為64.70 m，其內部設有電影院，并劃為獨立防火分區，建筑面積為3 477.61 m2。其中，某影廳建筑面積為362.13 m2，觀影區域根據座位傾斜度設計凈空高度在11.85～9.7 m 范圍內，現對該影廳進行自動噴水滅火系統設計。

首先，選擇合適的噴頭類型。合適的噴頭類型有利于自動噴水滅火系統爆破噴水且保證噴水的均勻性，及時達到燃燒物表面，起到吸收熱量、撲滅火災的作用。根據GB 50084-2017《自動噴水滅火系統設計規范》規定，噴頭類型的選擇應根據影廳的設計凈空高度范圍確定，選用的是流量系數K=161 的閉式灑水噴頭。

其次，應對噴頭設置進行合理設計。本項目中，建筑高大空間建筑噴頭間距為1.8～3.0 m，噴頭最大保護面積為9 m2，并根據噴頭最小工作壓強（0.05 MPa） 得到噴頭最小保護面積，屏幕區域與觀影區域的噴頭最小保護面積分別為5.7 m2、7.5 m2。

最后，提出完善的配水管道設計方案。在此過程中，應對噴灑強度、噴頭保護面積、噴頭流量系數等因素進行綜合考量。為滿足噴灑強度要求，應對噴頭設計流量進行計算，其公式為

式中：q 為噴頭流量，L/min；K 為噴頭流量系數；p 為噴頭工作壓強，MPa。。

根據式（2），對全部每個噴頭的噴頭流量進行計算，在本項目中，中央末端布置和中央中心布置兩種類型的配置水力（配水） 管網形式水力計算過程分別見表2、表3。其中，1 mH2O=1 000 mmH2O=9 806.61 Pa。

表2 中央末端布置配水管網形式水力計算過程

表3 中央中心布置配水管網形式水力計算過程

由表2、表3 可以看出，相同管網形式下，可通過增大配水支管管徑，使配水更加均勻。兩種配水管網計算結果對比情況見表4。

表4 兩種配水管網計算結果對比情況

3.2 建立完善滅火救援行動機制

首先，應針對火災做好前期準備工作。消防救援人員日常應開展高大空間建筑滅火救援技術培訓與應急演練，包括垂直供水技術、人員疏散方法等，同時了解火災中可能出現的安全事故隱患，做到冷靜處理火災現場的各種突發狀況，提高滅火救援效率。

其次，應制定完善的滅火救援方案。針對高大空間建筑開展滅火救援工作，應先整合火情信息，在了解滅火救援難點、現場潛在風險以及建筑內部結構等內容的基礎上，展開科學合理的火災救援[3]。

最后，保證火災現場指揮管理的規范化。針對現場存在的潛在危險與不確定性因素提出處理方案，保證滅火救援指揮全過程的安全有序，為人民群眾財產與生命安全提供保障。

4 結束語

綜上所述，高大空間建筑結構的特殊性導致滅火救援工作難度增加，為最大限度上減少火災造成的影響和損失，應從源頭出發加強高大空間建筑消防安全管理，強化安全生產意識，有效消除火災安全隱患。同時，應當針對高大空間建筑的消防設施設備與疏散通道做好規劃，保證消防設施設備配備齊全，加強各類先進火災探測系統、自動噴水滅火系統的應用，從而確保在發生火災后可第一時間采取措施。