固定消防設施在高層建筑滅火救援處置過程中的應用

王康超

摘要：在應對高層建筑火災時，消防救援人員不僅要妥善使用各類外部消防救援設施，同時也要妥善利用高層建筑自有的固定消防設施，雙管齊下方能實現更好的消防救援目標?，F代化高層建筑在設計階段即深入考慮建筑使用中的消防需求，其固定消防設施配置相對齊全，一旦發生火情，消防救援人員可利用固定消防設施最大限度降低人民群眾生命財產損失?；诖?，以高層建筑火災風險因素為入手點，分析此類建筑的火災特點，明確固定消防設施在高層建筑滅火救援處置中的價值并重點研究相關設施在滅火救援處置中的應用情況。

關鍵詞：高層建筑火災；固定消防設施；風險因素；特點分析；應用分析

中圖分類號：TU976.5? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ?文章編號：2096-1227（2024）03-0030-04

受多方面因素影響，高層建筑火災風險相對較高，而從高層建筑的性質和特點上看，此類建筑一旦發生火災，其消防救援難度也相對較大。在高層建筑日益增多的情況下，相應的消防理念和技術也得到長足發展。當前，高層建筑主體框架和結構設計均有相應的消防考量，建筑使用前也會根據相應的消防法規完善配置各類消防器材，在固定消防設施配置較為完善的前提下，高層建筑火災風險明顯降低，滅火救援處置難度也控制在一定范圍以內。從實際情況來看，高層建筑根據類型和用途的不同，其固定消防設施配置也不同。當前，絕大多數高層建筑都配置了專門的消防控制室，正常情況下，工作人員可在消防控制室內依托火災報警系統以及監控系統充分了解建筑內消防安全情況，一旦出現火情，傳感器會迅速發現熱信號、煙霧信號等報警信息并激發報警系統和自動噴淋系統，其不僅能夠縮短高層建筑火災響應時間，同時也能夠對火情進行壓制。高層建筑各層均配置有消火栓，這是全面滅火救援行動中重要的消防水源。此外，建筑排煙系統和專用消防疏散通道也將在高層建筑滅火救援過程中發揮重要作用。

1 高層建筑火災風險因素

1.1? 內因分析

電路因素是高層建筑火災風險中最核心的內部因素。由于高層建筑中各類用電設備種類多、總量大，因此高層建筑的用電負載也相對較高，其內部電路布設情況較為復雜，想要達到較高的電路安全水平就必須在建筑建設過程中嚴格遵照電路施工規范做好相應的防護措施。建筑電路建設過程中使用的各類基礎材料質量也與火災風險直接相關[1]。另外，電路設計是否滿足建筑用電需求也影響著建筑用電安全。除此之外，隨著使用時間不斷延長，電路老化問題難以避免，上述種種建筑內部因素都是誘發高層建筑火災的重要風險因素。電起火是高層建筑火災常見原因，其中，線路老化引發的短路起火占比較大，此類事故多發生于建筑用電高峰，在此期間，老化的線路在較高的用電負載下容易短路起火，而高層建筑中的電梯井和一些空間較大的豎直管道則為火情的迅速蔓延提供了良好的基礎條件。

1.2? 外因分析

外部因素主要是指各類自然因素，而雷擊是高層建筑火災重要的外部風險因素。建筑高度越高其對大氣電場的影響程度就越大，遭遇雷擊的風險也越高。在建筑技術的快速發展下，高層建筑的平均高度日益增長，一旦建筑裝配的防雷裝置出現問題，高層建筑很容易在遭遇雷擊后發生火災。雷擊不僅可以直接引燃建筑外部一些易燃物，而且也能夠在影響電路系統的情況下引發電火災。除雷擊外，一些外部環境因素也會在高層建筑起火后加速火情蔓延。高層建筑上層結構所處位置較高，高度越高風速越大，氣流速度也越快，而且高層建筑之間還會有對流氣流，這些都是高層建筑火災的關鍵外因[2]。

1.3? 人為因素分析

高層建筑容納的人員數量多，在人員密集度相對較高的情況下，因人為因素而引發的高層建筑火災較常見。日常生活中各種缺乏安全意識的不利行為都可能直接或間接引發火災[3]。例如，如果隨意亂丟未熄滅的煙蒂一旦其接觸到可燃物就會直接成為火源并引發火災。用電方面，一些人可能因忘記關閉電源導致某些電器長時間持續工作，一旦超過電氣自身的耐受范圍，就可能引發火災。此外，燃氣也是高層建筑重要的人為火災風險因素，不注意燃氣安全，在使用燃氣過程中造成燃氣泄漏會導致火災風險成倍提升。最后由于高層建筑中人員數量相對較多，因此高層建筑中各類物資密集度也相對較高，各類物品層疊堆放也給高層建筑埋下了較大的火災隱患，一旦有火源將可燃物引燃便會造成大范圍火情。

2 高層建筑火災特點分析

2.1? 火勢蔓延速度快

首先，根據研究顯示，非高層建筑所處環境平均風速多在10m/s以內，而地表60m以上平均風速可達到12.5m/s，地表100m以上平均風速能夠達到16m/s。高層建筑上部結構起火后，由于其所處位置風速較快，所以火勢蔓延速度也相對較快，此外燃燒產生的各類煙塵也更容易隨氣流擴散[4]。其次，高層建筑內空氣流通性相對較好，絕大多數高層建筑都設有四通八達的通風管道和豎直貫穿于建筑的電梯井，加之其內部結構相對復雜、整體空間相對較大，一旦發生火災，火勢會隨自由流通的氣流迅速向各處蔓延。最后，高層建筑建設過程中使用的可燃性建材總量相對較多，以高分子塑料建材為例，這類建材多為可燃物和易燃物，一旦接觸明火很快便會燃燒融化，而且會附著于附近建筑結構上持續燃燒。由于可燃物總量相對較多，因此高層建筑一旦起火，其火勢蔓延速度往往較快。

2.2? 燃燒煙氣濃厚且毒害性高

窒息和煙氣中毒是火災死亡的主要原因。高層建筑中廣泛使用各類高分子聚合材料，包括各類塑料管材、橡膠制品等，而且建筑內部化學涂料覆蓋面積也相對較大，這些物質在遇火加熱或燃燒的過程中會釋放大量有毒有害物質并產生濃煙。高層建筑發生火災后其燃燒產生的煙氣不僅總量多而且毒性大。以PVC管為例，它是一種高層建筑常用建材，這類管材在燃燒的過程中會釋放出大量含氯有毒氣體，吸入人體后會導致呼吸系統刺激和頭痛、惡心等中毒反應。而且高層建筑發生火災后受濃厚煙氣影響，空氣中的含氧量迅速下降，當氧濃度低于16%后人體便會出現活動機能下降、意識模糊甚至是暈厥等癥狀。由于高層建筑各類可燃性建材使用量較大，因此一旦發生火災，其煙氣量往往較高，而且煙氣毒性也相對較大[5]。

2.3? 人員疏散撤離難度大

高層建筑具有人員容納量大、層數多、獨立空間多等特點。高層建筑中的人員進出對電梯依賴相對較大，而發生火災后電梯可用性和使用安全性大幅下降，多數情況下建筑中的人員無法通過電梯安全撤離，此時人們需要通過消防通道走樓梯向外撤離，由于人員構成相對復雜，其中既有行動能力相對較好的中青年人（平面移動速度1.23m/s左右），也有行動能力較差的老幼群體（平面移動速度0.85m/s左右），完全依靠步行移動的情況下，高層建筑人員撤離速度相對較慢[6]。另外，很多公共高層建筑人員密集度較高，一旦發生火災需要疏散的空間范圍也相對較大，加之火災發生后，在緊張恐懼等不利心理因素影響下，人們的判斷力明顯下降，這也會進一步增加人員疏散撤離難度。

2.4? 滅火救援效率偏低

高層建筑發生火災后，其火勢往往較大，在撲救較高樓層的火情時，消防人員需要克服種種不利因素，攜帶各種防護和滅火設備進入現場，而且在撲救此類火情時需要專業化程度更高的消防設備，這些都是影響滅火救援效率的重要因素?，F今，高層建筑平均建筑高度不斷攀升，一些超高層建筑給消防救援帶來了較大困難，一般高壓水槍和消防云梯難以在消防救援任務中發揮作用。而且在執行此類任務時，消防人員往往需要背負沉重的專業化設備進至相應位置，因此這類任務對消防人員的體能消耗很大，在高度依賴消防人員人工撲救的情況下其滅火救援效率相對有限[7]。

3 固定消防設施在高層建筑滅火救援處置中的價值

高層建筑火災火情復雜且發展速度較快，單純依靠外部消防力量難以滿足滅火救援需求，各類針對高層建筑滅火任務設計的消防車雖然能夠攜帶較多設備和滅火用水，但其體量與高層建筑火災滅火救援需求仍有量級差異，單純增加外部消防救援力量往往事倍功半，只有結合消防需求和既有高層建筑滅火救援經驗為高層建筑完善配置各類固定消防設施方能進一步提升滅火救援效能[8]。以高層建筑各層配置的消火栓為例，這是消防人員進入建筑內部進行滅火救援的主要水源，保證建筑內部有靈活可用的獲取水接口是消防人員進入建筑內部實施滅火救援的關鍵基礎。而且，不同類型的固定消防設施賦予了建筑本身和非專業消防人員一定的火災預警和初期火情控制能力，這使得建筑內相關人員能夠及早發現初期火情并對其進行有效控制，這為消防人員到場組織全面滅火救援爭取了寶貴時間。消防人員在執行任務時可以根據建筑配置的固定消防設施擬定合理的滅火救援計劃，將建筑自有的消防力量與消防人員的專業化素質、專業化設備進行充分整合，更好地發揮合力。

4 固定消防設施在高層建筑滅火救援處置中的應用

4.1? 憑借火災報警系統提升滅火救援效率

高層建筑配置了火災報警系統，該系統以煙霧熱量傳感器為信息采集端，傳感器分布于高層建筑各層關鍵位置。發生火情后此處空氣熱量不斷升高并產生煙霧，傳感器采集環境信息并回傳于系統進行分析，一旦環境參數超過系統設置的安全閾值就會觸發火災警報，高層建筑內的管理人員可在監控系統和火災報警系統的搭配下及時明確火情態勢，盡早發現和控制初期火情。在火情初期火勢輕微的情況下，建筑內的管理人員在聯系消防部門后，可先根據系統信息展開滅火行動，全力控制火勢發展，為消防部門爭取更多滅火救援時間?；馂膱缶到y可以清楚地顯示不同位置的傳感器報警順序，這對科學制定滅火救援計劃有重要價值，消防人員可以根據系統提供的報警順序判斷起火點位置，而且根據報警順序還能夠進一步分析當前火情蔓延方向，據此消防人員可以科學分配消防救援力量，提前趕往尚未過火的區域阻止火勢蔓延并根據火情信息安排高層建筑內的人員有序撤離。高度重視火災報警信息并依托相關信息科學組織滅火救援能夠有效提升行動效率。

4.2? 應用自動噴淋系統對初期火情進行控制

自動噴淋系統是高層建筑重要的固定消防設施，其與火災報警系統相連，共享系統內的各類消防信息，一旦系統發出火災報警，對應區域的消防噴淋系統將自動啟動撲滅或控制初期火情。自動噴淋系統主要由消防水池、壓力泵、信號閥、水流指示器以及電氣控制系統組成，其中電氣控制系統電容結構相對復雜，其發生故障的概率也更大，因此，想要保障自動噴淋系統能夠切實發揮自身效能，要定期對系統進行檢查，重點排查電氣控制系統的故障。從既往使用經驗上看，總線控制的自動噴淋系統容易在火勢較大時失效，為保障系統能夠有效壓制初期火情，應采用多線控制的形式設置多個控制中樞，確保每個控制中樞都具有多方向的噴淋控制能力，同時實現控制中樞的信息互通共享。日常檢查過程中要采取手動激發的形式對各區域噴淋系統進行檢測，從水壓、單噴頭噴淋范圍、接觸煙霧及熱信號后反應時間等方向確保噴淋系統能夠正常運行，運維過程中如發現故障問題應及時排除，動態檢查工作應形成相應的運維日志，確保自動噴淋系統時刻處于正常工作狀態。

4.3? 充分利用消火栓泵供水滅火

高層建筑在整體設計過程中就已考慮到各層消防供水需求，因此各層關鍵位置均設計有消火栓泵。一般來講，只要消火栓泵能夠正常供水其將作為高層建筑滅火救援的主水源。消火栓泵要保證供水壓力方能達到較好的滅火效果，不同高度的高層建筑其消火栓水壓標準各不相同，根據《高層民用建筑設計防火規范》，高度小于等于100m的高層建筑，其最不利點消火栓靜水壓力不應低于0.07MPa，而高度在100m以上的高層建筑，這一參數應大于等于0.15MPa，在消火栓自身能夠保持標準以上水壓參數時消防人員連接水帶與槍頭后可在安全范圍內對起火位置進行撲救。某些情況下，高層建筑室內供水系統可能存在水壓偏低的情況，此時在較高樓層無法直接使用消火栓執行滅火救援任務，面對這種情況可以將消防車的外接水泵與高層建筑消防供水系統預留的管道接口進行連接，通過消防車水泵對建筑內消防供水管道進行加壓，確保水壓滿足滅火救援需求。最后，在供水需求相對較大時還可以采用鋪設水帶的方式進一步補足消防用水，可以根據滅火救援需求從不同樓梯鋪設水帶，多點共進合力滅火。

4.4? 根據火情落實防火分隔

高層建筑起火后火情蔓延往往較快，一旦火情蔓延至易燃物較多的區域，滅火救援難度將成倍提升，在這種情況下，妥善利用建筑固定消防設施進行防火分隔能夠阻止火勢蔓延、避免火情復雜化。高層建筑在設計過程中需要遵照《建筑設計防火規范》設置具有相應耐火參數的防火墻、防火卷簾門和一般防火隔離門，以高層民用建筑為例，在防火分區設計過程中其單塊防火區域面積不得超過1500m2，如有地下建筑結構，此部分單塊防火區域面積應在500m2以內。防火隔斷區的防火卷簾門和一般防火門極限阻燃時間應≥3h。在確保建筑本身滿足上述要求的前提下，可以在發生火災時迅速進行防火分隔，圍堵火情并集中撲救。防火分隔在有效阻止火勢蔓延的基礎上能夠為人員疏散和任務部署爭取寶貴時間，在明確當前火情態勢的基礎上迅速制定防火分隔計劃，以當前火情波及區域為基準關閉周邊防火門。防火門不僅能夠直接阻止火勢蔓延而且在關閉防火門后高層建筑內氣流流通速率下降，這也有助于限制火情進一步發展。

4.5? 使用建筑防排煙系統提升滅火救援安全性

高層建筑發生火災后，應根據火情態勢啟動建筑防排煙系統加速室內高濃度煙氣排出。當前高層建筑的防排煙設施多采用智能化控制系統，各個排煙設施分布于不同樓層的不同位置，所有排煙設施均有獨立的傳感器和控制系統，煙霧傳感器檢測到煙霧濃度超過設定閾值后便會根據智能化控制系統分區啟動防排煙設施。在使用防排煙設施排煙時要注意根據火情態勢和排煙設施的啟動情況關閉附近區域的樓梯間外窗，確保煙氣能夠從固定排煙出口迅速排出。高層建筑輔助防排煙包括機械加壓送風排煙和機械排煙兩種形式，其中機械加壓送風防煙要求相關機房設置于耐火極限高于2.5h的防火墻內，每層均設置加壓送風口，加壓風機需與常閉百葉窗配合，風機啟動時，百葉窗向外打開排出煙氣，風機不啟動時百葉窗關閉防止空氣倒灌。機械排煙系統包括排煙軸流風機和排煙支管等，相關設備均應配置防火閥，防火閥啟動閾值一般設置在280℃左右。妥善應用防排煙系統可有效提升滅火救援安全性。

4.6? 組織人員從防火通道迅速撤離

在高層建筑發生火災且有人員被困時要迅速檢查防火通道情況，如防火通道尚能正常通行要根據被困人員位置選擇就近防火通道組織人員有序撤離。如防火通道已被火勢覆蓋則要組織攻堅先控制消防通道的火情，打通撤離疏散通道。一些超高層建筑設有避難層，消防人員到場后要根據現場情況迅速研判，明確撤離保護方案。消防電梯要具備優秀的防火性能和雙向控制能力，應確保其在有限火情范圍內能夠正常運作。為了確保高層建筑發生火災時消防通道能夠切實發揮應有效能，日常檢查過程中要注意雙通道是否通暢，消防通道指示燈是否正常工作。按照相關規定，消防通道指示牌應具備使用應急電源進行標識發光和照明的功能，日常檢查過程中要進行模擬測試保障其功能正常。在組織人員撤離的過程中，要讓平面移動速度和樓梯移動速度相對較慢的老幼人群優先撤離，最大限度保障所有被困人員安全。

參考文獻

[1]萬云智.固定消防設施在高層建筑滅火救援處置過程中的應用[J].今日消防，2022，7（12）：25-27.

[2]張斌.固定消防設施在高層建筑火災撲救中的運用研究[J].中國設備工程，2022（23）：239-241.

[3]田豐.固定消防設施在高層建筑滅火救援中的應用[J].今日消防，2022，7（3）：12-14.

[4]許敏.高層公共建筑消防設施在滅火救援中的合理運用[J].今日消防，2022，7（2）：78-80.

[5]王鑫.高層建筑消防設施存在的問題及防火措施探析[J].四川建筑，2022，42（3）：306-307.

[6]王愷.高層公共建筑滅火救援中室內消防設施的應用分析[J].中國建筑金屬結構，2022（4）：127-129.

[7]高睿.高層建筑消防安全現狀分析和火災防控措施[J].今日消防，2022，7（2）：72-74.

[8]牛盛光.分析建筑消防設施在高層滅火救援中的運用[J].中國建筑金屬結構，2022（4）：138-140.