超高層建筑火災(zāi)撲救難點(diǎn)和滅火救援戰(zhàn)術(shù)重點(diǎn)運(yùn)用分析

李軒

（北京消防總隊(duì)門(mén)頭溝支隊(duì)指揮中心，北京 100010）

1 超高層建筑火災(zāi)撲救難點(diǎn)

1）火災(zāi)蔓延速度快。高層建筑體積較大且結(jié)構(gòu)多樣，內(nèi)部設(shè)置各類管道、孔洞，如垃圾桶、排水井等，易因分隔措施不合理，在火災(zāi)狀態(tài)下發(fā)揮煙囪作用，受拔氣作用影響，煙霧迅速蔓延，且蔓延速度與建筑高度成正比。據(jù)調(diào)查，在火勢(shì)迅猛燃燒階段，煙氣水平蔓延速度在0.5 m/s 左右，豎向速度為3 m/s；當(dāng)煙霧溫度超過(guò)500 ℃后，所覆蓋區(qū)域的可燃物將被點(diǎn)燃，使火勢(shì)進(jìn)一步擴(kuò)大。此外，高層建筑火災(zāi)蔓延速度還受風(fēng)力影響，一般情況下，60 m 高度的風(fēng)速為12 m/s，100 m 高度的風(fēng)速為15 m/s?？梢?jiàn)，建筑高度與風(fēng)速具有正比關(guān)系，在高樓層起火后，風(fēng)力為燃燒提供充足氧氣，加上熱對(duì)流作用，使煙囪效應(yīng)更顯著，火勢(shì)蔓延更快[1]。

2）建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜。超高層建筑為了追求功能多樣性、外表美觀性，常使用復(fù)雜結(jié)構(gòu)與高分子建材，火災(zāi)發(fā)生后產(chǎn)生大量有毒氣體，威脅人員安全。因火災(zāi)蔓延速度較快，起火層上方通道充滿煙霧，煙霧內(nèi)存在大量有毒氣體，且視野模糊，加上復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)，在無(wú)形中增加了救援難度，對(duì)被困者與救援人員的安全構(gòu)成威脅。因建筑布局多元化，通道曲折，走廊寬度一般在1.5 m 左右，最多同時(shí)通過(guò)3 個(gè)人，增加了疏散難度；建筑樓層較多，垂直距離較遠(yuǎn)，人員疏散需要花費(fèi)的時(shí)間較長(zhǎng)；建筑內(nèi)人員密集，在火災(zāi)環(huán)境下常驚慌失措，易出現(xiàn)踩踏、擁擠狀況。

3）有效供水難。一些高層建筑固定消防設(shè)施年久失修，日常檢查不到位，整體完好率較低，可靠性難以保障，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)消防系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)不佳，甚至無(wú)法使用，難以為滅火救援提供充足的水源支持；許多大型建筑、綜合體的外立面選用玻璃幕墻，機(jī)械排煙開(kāi)窗數(shù)量較少，底部設(shè)置有進(jìn)深的裙房，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，外部水帶鋪設(shè)面有限，只能在內(nèi)部沿樓梯鋪設(shè)水帶，但樓梯形式多樣，加上建筑較高，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，很難快速開(kāi)展救援行動(dòng)，在移動(dòng)供水線路創(chuàng)建、供水能力等方面受到限制，進(jìn)而增加火災(zāi)造成的各種損失。

2 超高層建筑滅火救援戰(zhàn)術(shù)的應(yīng)用措施

2.1 建筑概況

以某超高層綜合體為例，集辦公、科研、教學(xué)于一體，建筑面積約70 000 m2，總高度為121.5 m，地上27 層，地下3 層，主要危險(xiǎn)源為辦公桌椅、電氣設(shè)備過(guò)熱、電線短路，同時(shí)如引燃周圍可燃物等，使火災(zāi)危險(xiǎn)性增加。近年來(lái)，無(wú)紙化辦公全面推廣，計(jì)算機(jī)設(shè)備、多媒體教室的應(yīng)用使可燃物數(shù)量增加，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，對(duì)滅火救援帶來(lái)較大影響。以16 層作為典型場(chǎng)所，該層為H 形走廊，以辦公室為主搭配一些輔助功能區(qū)，設(shè)置2 個(gè)疏散口，均在筒體中心位置，走廊兩側(cè)設(shè)有窗戶，可將火災(zāi)煙氣排出[2]。

2.2 火災(zāi)場(chǎng)景設(shè)置

該建筑自帶自動(dòng)噴淋滅火系統(tǒng)，在場(chǎng)景模擬中采用固定火源形式，火災(zāi)增長(zhǎng)系數(shù)a為0.1091 kW/s2，最大熱釋放速率為1.5 MW?；馂?zāi)位置應(yīng)綜合考慮可燃物分布、人員疏散、蔓延等因素影響，選擇最可能出現(xiàn)火災(zāi)、最易導(dǎo)致火勢(shì)蔓延、最可能造成嚴(yán)重?fù)p失的點(diǎn)位，開(kāi)展火災(zāi)場(chǎng)景模擬分析。該建筑以辦公群體為主，電腦、辦公桌等火災(zāi)荷載較多，選擇4 個(gè)典型火災(zāi)場(chǎng)景，其火源位置分布如圖1 所示。

圖1 火源位置圖

2.3 滅火戰(zhàn)術(shù)

2.3.1 進(jìn)攻口選擇

該建筑共有2 個(gè)疏散口，可將其作為消防人員滅火進(jìn)攻的2 個(gè)入口。在火災(zāi)發(fā)生后，隨著時(shí)間推移，危險(xiǎn)性也發(fā)生變化。根據(jù)CO 體積分?jǐn)?shù)可知，2 個(gè)進(jìn)攻入口的CO 體積分?jǐn)?shù)均小于危險(xiǎn)臨界值的7.0%，且入口2 的體積分?jǐn)?shù)低于入口1，因此，入口2 相對(duì)更佳。隨著火災(zāi)發(fā)生時(shí)間的延長(zhǎng)，2 個(gè)進(jìn)攻入口處煙氣層高度開(kāi)始改變，根據(jù)美國(guó)NFPA 規(guī)定，當(dāng)煙氣層與地面高度低于安全高度時(shí)處于危險(xiǎn)狀態(tài)，安全高度的計(jì)算公式如下：

式中，h為安全高度，m；H為樓層空間高度，m。

在137 s 后，入口處煙氣層高度降低至危險(xiǎn)臨界值1.9 m，此時(shí)危險(xiǎn)性較高，待穩(wěn)定后，入口2 的高度高于入口1，因此，入口2 更適宜進(jìn)攻。在煙氣層上下溫度變化方面，2 個(gè)入口的溫度均低于臨界值，但入口2 的溫度均低于入口1，說(shuō)明入口2 更適宜進(jìn)攻；在能見(jiàn)度方面，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生600 s 后，兩個(gè)入口均降低至臨界值5 m，且穩(wěn)定后二者的能見(jiàn)度基本相同。在與火源距離方面，入口2 的距離源于入口1，綜合上述結(jié)論，進(jìn)攻入口2 屬于最佳選項(xiàng)[3]。

2.3.2 進(jìn)攻路徑選擇

在最佳滅火入口確定后，需根據(jù)入口與火源間的距離，針對(duì)不同路徑下的煙氣危險(xiǎn)參數(shù)進(jìn)行分析，迅速確定最佳進(jìn)攻路徑。在設(shè)定火災(zāi)場(chǎng)景下，選出2 條進(jìn)攻路徑，如圖2 和圖3所示。

圖2 進(jìn)攻路徑（方案一）

圖3 進(jìn)攻路徑（方案二）

在CO 體積分?jǐn)?shù)方面，2 種方案的CO 體積分值均低于危險(xiǎn)值的7%，但方案二的數(shù)值低于方案一，因此方案二更合理；在煙氣層高度方面，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生120 s 后，2 種方案的煙氣層高度均低于危險(xiǎn)值，處于危險(xiǎn)狀態(tài)，但方案一略高于方案二，說(shuō)明方案一更合理； 在煙氣層上下溫度方面，2 種方案的溫度與臨界值相比較低，但在溫度穩(wěn)定后，方案二低于方案一，因此，方案二更合理；在能見(jiàn)度方面，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生600 s 后，2 種方案的能見(jiàn)度均不超過(guò)危險(xiǎn)值，且基本相同。在進(jìn)攻路線長(zhǎng)度方面，二者也基本相同，綜合考慮，選擇方案二作為滅火路線。

2.3.3 妥善處理外攻與內(nèi)攻的關(guān)系

在滅火救援戰(zhàn)略運(yùn)用中，先要明確內(nèi)外攻的主要任務(wù)，內(nèi)功是阻止火勢(shì)從建筑外部朝內(nèi)部蔓延，并抑制和消除已經(jīng)蔓延的火勢(shì)；外攻則是控制火勢(shì)向上和周圍蔓延，雙方應(yīng)密切配合，避免存在滅火死角、盲點(diǎn)，使建筑內(nèi)被困人員能被快速發(fā)現(xiàn)和救出。高層建筑外墻撲救時(shí)應(yīng)以內(nèi)攻滅火、 外攻控火為主，通過(guò)內(nèi)外結(jié)合，使火勢(shì)被攔截，最大限度避免火勢(shì)從外墻進(jìn)入建筑內(nèi)部。救援人員應(yīng)搶先在蔓延方向布置人手，在外攻掩護(hù)下發(fā)揮搜救人員內(nèi)攻近戰(zhàn)的威力，有效打擊火勢(shì)，避免其進(jìn)一步蔓延。在內(nèi)攻滅火期間，每條線路的進(jìn)攻組至少2 組，且每組人數(shù)至少3 人，在進(jìn)入火場(chǎng)時(shí)應(yīng)佩戴安全防護(hù)裝備，根據(jù)空氣呼吸器的使用情況，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)必須返回。在火災(zāi)戰(zhàn)斗中，內(nèi)攻近戰(zhàn)便于火場(chǎng)分隔，將火災(zāi)覆蓋區(qū)逐層分隔和消滅，為后期圍殲創(chuàng)造條件。撲救時(shí)還要不斷偵察火情，掌握火勢(shì)蔓延方向，動(dòng)態(tài)調(diào)整滅火力量，并確保供水充足[4]。

2.4 救援戰(zhàn)術(shù)

1）合理選擇作戰(zhàn)陣地。先將封堵安全出口的火勢(shì)撲滅，逐層搜救被困人員，組織攻堅(jiān)力量，確定進(jìn)攻起點(diǎn)層，該層通常是在著火層下方的1～2 層，不但是進(jìn)攻的起點(diǎn)，同時(shí)也是指揮所、人員集結(jié)點(diǎn)。對(duì)于高層建筑來(lái)說(shuō)，主樓梯是人員出行的重要通道，通常不防煙，但消防人員可先進(jìn)入起火層下方1～2 層，將其作為前沿陣地，再在水槍掩護(hù)下，強(qiáng)行進(jìn)入著火層滅火和救援。

2）采取登高救援。高層建筑物頂層一般設(shè)置屋頂退臺(tái)，專門(mén)為消防救援而設(shè)計(jì)。消防人員可借助屋頂退臺(tái)增加逃生通道，利用登高消防車讓人員通向屋頂，減少疏散壓力。對(duì)于樓層較低的火災(zāi)點(diǎn)，消防人員可通過(guò)登高消防車進(jìn)入建筑內(nèi)部，救援已經(jīng)進(jìn)入屋頂退臺(tái)的被困人員。

3）正確使用撤離戰(zhàn)術(shù)。在正式滅火救援之前，需做好撤離戰(zhàn)術(shù)準(zhǔn)備工作，科學(xué)設(shè)定撤離信號(hào)與路線。因火災(zāi)對(duì)象不同，撤離時(shí)機(jī)也有所區(qū)別，當(dāng)建筑物出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形、重質(zhì)油品發(fā)生噴濺征兆、石油化工燃?xì)庠O(shè)備出現(xiàn)爆炸征兆時(shí)，指揮人員應(yīng)果斷下達(dá)“撤離”指令。在接到撤離指令后，全體救援人員需堅(jiān)決服從，做到從容鎮(zhèn)定、有條不紊。因超高層建筑樓層眾多，災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)范圍較大，或存在其他復(fù)雜情況，消防指揮人員在發(fā)布撤離指令后，一些消防員可能無(wú)法準(zhǔn)確及時(shí)地接收指令。對(duì)此，指揮員應(yīng)充分了解參戰(zhàn)人員部署情況，待完成撤離后，將隊(duì)伍緊急集合，清點(diǎn)人數(shù)，確認(rèn)參戰(zhàn)人員是否全部到位，如若有人未能撤離，應(yīng)派遣專人開(kāi)展救援。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，當(dāng)前國(guó)內(nèi)超高層建筑物數(shù)量眾多，火災(zāi)事故時(shí)有發(fā)生，對(duì)滅火救援提出更高要求。在救援戰(zhàn)略部署中應(yīng)結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)，準(zhǔn)確定位進(jìn)攻點(diǎn)與路徑，并由外攻、內(nèi)攻密切配合，全面控制主要安全出口的火勢(shì)，再逐層搜救被困人員，疏散至安全地帶，最大限度減少傷亡損失。在救援結(jié)束或情況危急的情況下發(fā)布撤離指令，參戰(zhàn)人員需相互掩護(hù)，避免墜落物砸到或跌倒，在保障自身安全的前提下，取得良好的救援成果。