基于超高層建筑群的超高層建筑滅火方案的探討

李楓?李元白

摘 要：超高層建筑防火救援是一個(gè)世界性的難題。目前針對超高層建筑防火救援研究與實(shí)踐主要集中在單棟建筑內(nèi)部，防火措施一旦失效后果將十分嚴(yán)重，而舉高消防車則是主要的外部消防力量，但由于舉高高度受限，因此并不能完全解決超高層建筑滅火救援的問題。本文提出了一種以超高層建筑群為基礎(chǔ)的建筑滅火救援新方案，即以超高層建筑為中心，在滅火救援過程中考慮周圍高層或超高層建筑的滅火資源，通過空中設(shè)置的通道進(jìn)行輔助外部滅火及救援工作。此方案解決了現(xiàn)有消防高度不足的缺點(diǎn)，并且結(jié)合超高層建筑避難層的設(shè)計(jì)可以成為人員緊急逃生的重要通道。

關(guān)鍵詞：超高層建筑防火；滅火救援；新方案；空中輸送通道

1 超高層建筑滅火救援研究的意義及難度

超高層建筑象征著一個(gè)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)水平，近年來一些地標(biāo)性的超高層建筑不斷興建。而隨著城市用地的緊張一些住宅類建筑也逐步向高層甚至超高層方向發(fā)展。但隨著建筑高度的增加，建筑防火問題也就顯得異常嚴(yán)峻。超高層建筑一旦發(fā)生火災(zāi)，撲救非常困難，很容易造成重大的財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡，社會影響極大。因此針對超高層建筑的滅火救援研究就顯得十分必要。超高層建筑由于高度的原因，供水較為困難，其次針對火災(zāi)蔓延后的撲滅工作及高處人員救援工作也較難進(jìn)行。對這些問題的研究對超高層建筑的滅火救援工作將有非常大的幫助。

2 超高層建筑群的含義及國內(nèi)分布現(xiàn)狀

通常超高層建筑定義為高度在 100 m以上或?qū)訑?shù)在40層以上的建筑，國際上普遍將高度100 m以上的建筑稱為超高層建筑。而超高層建筑群即多棟聚集在一起的超高層建筑，通常出現(xiàn)在城市的商業(yè)中心，按其分布特點(diǎn)大致可分為一高多矮型、多高多矮型、等高型三種形式。隨著經(jīng)濟(jì)與技術(shù)的發(fā)展，一些城市的核心地段不斷興建超高層建筑，逐步形成了超高層建筑高度密集聚集于同一小片區(qū)域，從而形成小范圍的超高層建筑群。最具代表性的如上海的陸家嘴地區(qū)由上海環(huán)球金融中心、上海中心大廈和金茂大廈及周邊建筑形成的金三角超高層建筑群。此外一些大型地產(chǎn)項(xiàng)目近年來也開展了眾多超高層建筑群住宅項(xiàng)目，并且規(guī)模和數(shù)量都在逐年增加。

3 現(xiàn)有超高層建筑滅火方法及優(yōu)缺點(diǎn)

眾所周知超高層建筑防火問題是一個(gè)世界性的難題，世界各國科技界和工程界在實(shí)踐下總結(jié)了許多可靠的經(jīng)驗(yàn)和方法。

1）建筑自動滅火系統(tǒng)

從結(jié)構(gòu)本身入手，采取不燃或難燃材料進(jìn)行建筑裝飾。完善結(jié)構(gòu)的水滅火系統(tǒng)，做好防火規(guī)范要求的內(nèi)容。此方法優(yōu)點(diǎn)是能夠從起源出防止火災(zāi)的發(fā)生，并且將火災(zāi)控制在一定的范圍內(nèi)。缺點(diǎn)為一旦遭遇外部巨大影響如美國911事件中飛機(jī)撞擊等將失去滅火效果。并且其依靠消防員進(jìn)入建筑內(nèi)部進(jìn)行滅火作業(yè)，到達(dá)著火點(diǎn)所需時(shí)間較長，火勢容易蔓延且一旦失去控制后外部滅火措施很難起到作用。

2）消防水車滅火

消防車具有機(jī)動性強(qiáng)，可由消防水池給水，面對較低樓層火災(zāi)具有相當(dāng)大的優(yōu)勢，且有一定的救援能力等優(yōu)點(diǎn)。但目前舉高消防車的最大舉高高度在100米左右，最大射水距離也不超過150米，這對于超高層建筑的較高樓層來說是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

3）直升機(jī)滅火

直升機(jī)飛行速度快，機(jī)動性強(qiáng)對于出行受限 、交通擁堵 、無法在第一時(shí)間內(nèi)到達(dá)火災(zāi)現(xiàn)場等情況具有獨(dú)特的吸引力和無可比擬的作戰(zhàn)優(yōu)勢但由于運(yùn)量小，且受可視狀況影響較大，晚上作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)高。

4）火箭彈滅火

目前有研究利用火箭彈精確制導(dǎo)，攜帶滅火彈頭進(jìn)行滅火的技術(shù)，射程高，穿透力強(qiáng)，精確度高等優(yōu)點(diǎn)。但危險(xiǎn)系數(shù)高，易誤傷人員安全且不能提供救援手段，目前應(yīng)用不多。

4 以超高層建筑群為基礎(chǔ)的滅火救援新方案的概念及適用條件

以超高層建筑群為基礎(chǔ)的滅火救援新方案即將一定區(qū)域的超高層建筑看做一個(gè)體系利用相鄰的高層或超高層建筑的高度優(yōu)勢對起火建筑提供輔助的外部滅火救援的一種滅火思路。此方法突出優(yōu)點(diǎn)是建立了群防的概念，即將一定區(qū)域的房屋看做一個(gè)綜合的防火體系，進(jìn)行聯(lián)合防火和救援。此外，由于借助周圍相鄰建筑的高度優(yōu)勢，可以在很大程度上解決超高層建筑因高度而造成的滅火救援難度。建立超高層建筑之間的橫向水平聯(lián)系機(jī)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)消防水帶的水平移動，并結(jié)合地面舉高消防車，從而完成對建筑全高度的外圍滅火覆蓋。借助于超高層建筑避難層的設(shè)計(jì)，通由水平聯(lián)系機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)一定人數(shù)的避難人員向相連建筑的緊急逃生。

以超高層建筑群為基礎(chǔ)的滅火救援方案必須滿足一定的適用條件，即對建筑物群內(nèi)各建筑的建筑高度，建筑間水平距離，區(qū)域風(fēng)向，建筑立面及外墻構(gòu)造措施等有一定的要求。首先高度方面，對于等高型超高層建筑群可以等高設(shè)置水平聯(lián)系裝置。對于一高多矮型超高層建筑群在下部可以等高設(shè)置水平聯(lián)系裝置，在上部可以由各較矮建筑樓頂向最高建筑各層設(shè)斜向水平聯(lián)系裝置。而對于多高多矮型超高層建筑群則可根據(jù)情況混合布置兩種水平聯(lián)系裝置。在建筑立面方面需要確定水平聯(lián)系裝置的固定位置，以達(dá)到最少的固定點(diǎn)和覆蓋最大面積的相鄰建筑外立面為最佳。此外，建筑避難層的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)考慮人員的逃脫出口等問題。

5 以超高層建筑群為基礎(chǔ)的滅火救援方案的構(gòu)成與具體構(gòu)造措施

以超高層建筑群為基礎(chǔ)的滅火救援方案的主要構(gòu)成為建筑群內(nèi)單個(gè)建筑內(nèi)部的消防供水系統(tǒng)、聯(lián)系相鄰兩個(gè)建筑之間的水平向的聯(lián)系裝置以及其上滅火救援裝置。

以超高層建筑群為基礎(chǔ)的滅火救援方案的前提是建筑群區(qū)域內(nèi)每棟建筑都有完善的水消防系統(tǒng)，且能夠保證建筑的中部及頂部相應(yīng)位置擁有足夠的消防用水和供水能力。每棟建筑根據(jù)與相鄰建筑的距離，高度，立面情況及模型分析等情況設(shè)置相應(yīng)的消防供水出口。本部分可結(jié)合超高層建筑的避難層進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)。其次是相鄰超高層建筑之間的聯(lián)系。根據(jù)具體情況的不同，可采用纜索進(jìn)行、鋼桁架等方式進(jìn)行連接。若相應(yīng)條件允許，此連接可永久固定于兩相鄰建筑中。若不允許，則可收納于相應(yīng)建筑內(nèi)部連接點(diǎn)處，待緊急情況下可通由發(fā)射裝置或直升機(jī)等飛行器進(jìn)行快速連接。滅火救援裝置則附在水平聯(lián)系構(gòu)件上，由消防水帶和可遙控的噴頭（可借鑒現(xiàn)有的消防水炮）組成。滅火時(shí)可由剛纜索將消防水帶引出到預(yù)訂距離，開通消防閥門，調(diào)整噴頭方向，對著火建筑物進(jìn)行滅火。同樣可在纜索上設(shè)計(jì)逃難箱，供人員逃生用。

6 相關(guān)制度的建立及要求

以超高層建筑群為基礎(chǔ)的滅火救援方案必須依賴于相應(yīng)制度的建立。在現(xiàn)有消防體系下，著重建立區(qū)域性超高層建筑群聯(lián)防機(jī)制。在超高層建筑群內(nèi)每棟建筑建立相應(yīng)的消防站點(diǎn)，配備專業(yè)的消防人員，在本棟建筑發(fā)生火災(zāi)后能夠的第一時(shí)間進(jìn)行處理并將火災(zāi)的具體情況進(jìn)行匯報(bào)。相鄰建筑則隨即進(jìn)入滅火狀態(tài)，人員就位并進(jìn)行設(shè)備的調(diào)試，等待消防指揮部的指令進(jìn)行相應(yīng)的操作。此法可在最短時(shí)間對火災(zāi)進(jìn)行處置并做好了針對火勢擴(kuò)大后的外部救援準(zhǔn)備。與此同時(shí)，還必須定期組織防火演練，提高人們的消防意識與火場逃生能力及相應(yīng)設(shè)備的使用熟練度。定期檢測相關(guān)設(shè)備確保所有設(shè)備全天候待命狀態(tài)。

7 結(jié)語

本文提出了一種以超高層建筑群為基礎(chǔ)的滅火救援新方案，此方法巧妙利用了相鄰建筑的高度優(yōu)勢來提供滅火資源。為解決超高層建筑群中超高層建筑的滅火救援提供了一種新的思路和方法。

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