高层建筑消防灭火救援难点与要点研究

张兴忠

摘要:为有效提升高层建筑消防灭火救援效率,保障受灾人员和救援人员的人身安全,对高层建筑的消防灭火救援难点与要点进行重点研究。针对高层建筑灭火救援工作存在的火灾发展速度快、人员疏散难、消防设备缺失以及救援手段短缺等主要难点,提出了外部采取措施控制火势蔓延、开展高效的人员撤离疏散行动、高效利用建筑和周围已有的消防装置以及采用多种高层救援设备与技术的解决要点。希望通过对高层建筑消防灭火救援难点与要点的研究分析,为今后的高层建筑救援工作开展提供参考。

关键词:高层建筑;
消防灭火救援;
消防救援难点;
救援要点

高层建筑人员密集,建筑层高较高,一旦发生火灾,楼层较高的人员无法在短时间内快速撤出建筑[1]。如若不能及时开展灭火救援工作,会增加后续的救援难度、危及被困人员的人身安全。據统计,近十年我国发生高层建筑火灾3万多起,高层建筑火灾呈逐年上升趋势。据国家消防救援局数据显示:2022年全年接报高层建筑火灾1.7万起,亡260人,伤252人,与2021年相比,起数上升276%,亡人上升44.4%,伤人上升53.7%,特别是接报2起高层建筑重大火灾、13起较大火灾,同比分别增加2起、7起。

吴双通过分析高层建筑发生火灾的原因,探究了消防灭火操作中的主要要素,为灭火技术应用研究奠定了基础[2]。刘腾飞总结了高层建筑救援难点,开展了对救援路线规划、救援技术应用等方面的研究[3]。基于以上数据统计和分析内容,为有效提升高层建筑消防救援工作效率,本文将探究实际的高层建筑消防灭火救援工作难点与要点。

1 高层建筑消防灭火救援难点分析

根据应急管理部消防救援局数据统计,2012年至2021年,全国共发生居住场所火灾132.4万起,造成11634人遇难、6738人受伤,直接财产损失77.7亿元;
其中较大火灾429起,造成1579人遇难、329人受伤;
重大火灾2起,造成26人遇难。2021年全年共接报高层建筑火灾4057起、造成168人死亡,死亡人数比上年增加了22.6%,且主要集中于居住场所,其中,发生高层住宅火灾3438起、死亡155人,分占高层建筑火灾的84.7%和92.3%。高层建筑发生火灾时,对于救援工作开展的有效性要求较高。但是受限于多方面因素,高层建筑消防灭火救援工作存在困难。本节将从当前高层建筑消防救援工作的现实情况着手,分析救援工作存在的主要难点。

1.1  高层建筑火灾发展速度较快

高层建筑为了满足使用需求,一般会铺设大量的立体管道网络,同时,还会根据建筑规模设计不同数量的竖向电梯井。在火灾发生时,这些立体管道与竖向电梯井会形成烟囱效应,加快火情蔓延,增加人员疏散、救援侦查和救援工作开展的难度。而建筑内部使用的建材在高温中达到燃点,会出现燃烧产生浓烟或突然爆炸危及环境安全。同时,火焰温度会使空间内的上下空气温度出现巨大差异,在热对流的作用下,水平方面浓烟会迅速扩散。当浓烟扩散到电梯井、楼梯间、立体管道处时,会沿着竖向通道以3~4m/s的速度高速蔓延[4]。浓烟中的可吸入颗粒、建筑材料燃烧产生的有毒气体,会影响逃散人员和救援人员的观察视野以及思维清晰度。受高层建筑楼层之间的连通性,以及建筑本身高度对应气压的影响,如果不能在灾情较小的情况下处理火情,在烟囱效应和风效应的影响下火势会猛烈发展,加大救援工作难度。

1.2  建筑结构致使人员疏散工作开展困难

无论住宅类高层建筑,还是办公类高层建筑,使用时间内的人员聚集度都很高,会造成垂直疏散人员的难度剧增,且密集的人员疏散工作本身会对火场救援工作的开展产生较大影响[5]。虽然高层建筑在设计规划过程中按照规定设置了消防逃生通道,但是部分建筑为了使建筑的有效使用空间最大化,所留设的消防通道无法满足短时间内疏散人群的要求。高聚集人群通过有限的消防逃生通道撤离时,在火灾的影响下,会出现拥挤、碰撞、踩踏事件,不仅会延误撤离时间,还易造成重大的伤亡事故。同时,为尽快控制火势,消防人员需要通过消防逃生通道进入建筑。因此,建筑内部人群疏散无序也会影响救援工作进行。需要注意的是,部分消防通道施工质量较差,支撑结构失效,也会影响消防通道的通行。

除此之外,当高层建筑发生火灾时,除应急指示灯之外的所有电力设施都无法正常使用。火灾产生的浓烟会阻碍视线,对于不具备足够逃生经验的人员来讲,可见度降低时容易丢失空间感,无法顺利寻找到逃生口[6]。火场逃生过程中,人群会产生恐惧与焦躁的心理,在从众效应的影响下,人群会盲目地随着多数人员跑动的方向前进,容易出现人员被困的问题。

1.3  建筑的消防设计存在缺陷

高层建筑在设计施工时需要在每一楼层的消防通道入口处安装常闭式防火门,并且防火门不应上锁或敞开。但是当前的高层建筑在使用过程中,由于消防监管工作存在问题,导致常闭式防火门常年上锁或建筑使用者因缺乏消防知识将防火门敞开。当高层建筑发生火灾时,建筑内部人员无法打开上锁的常闭式防火门或者因常闭式防火门敞开,加速了火势和浓烟扩散,影响人员逃生安全[7]。

随着消防设备的不断研发,建筑内部使用的消防设备数量与种类也在增加。但是部分高层建筑在施工期收工时,存在购买虚假消防物品应付交工安全检查的情况,相关消防设备根本无法起到防火灭火作用。还有部分高层建筑内部的消防设备因缺乏日常管理与检查保养,在发生火灾时无法正常使用。

高层建筑因高度较高,日常需要使用电机水泵泵水。发生火灾时,电机水泵运转功率降低,无法为灭火救援工作供给充足的灭火剂。此外,部分高层建筑的外围空间并未留下符合要求的消防通道,消防车辆无法顺利、及时到达指定位置,也会影响消防灭火救援工作时效性。

1.4  消防救援工作难度高

目前的高层建筑尤其是住宅类高层建筑,由于建筑使用者缺乏足够的消防知识,导致建筑外部消防通道被占用、内部逃生楼梯堆放可燃性杂物、楼内消防设施损坏现象频发。建筑使用者的用火用电不规范等行为,也会留下不同程度火灾隐患。同时,建筑使用者和物业管理者对于消防问题的重视程度不足,也会给火灾防控带来严峻挑战。

高层建筑由于设计高度较高,消防人员难以依靠某一类现有的设备完成高层救援工作,通常需要大量的专业设备相互配合才能完成救援。但受现场环境条件限制,通常无法使用大量的专业设备,这无疑会影响常规的消防灭火救援工作。救援工作开展时,消防员通常需要携带大量的设备经过消防通道上行达到救援地点,对救援人员的体力消耗较大,会影响后续救援行动中救援人员的判断和行动效率。此外,高层建筑的火情侦查也是影响救援工作的一个难题。例如,部分建材添加了一定量的阻燃剂,发生火灾时能够在一段时间内阻止火势蔓延,但是同样也导致了大量的烟雾影响环境探测。若不能充分了解现场内部情况,消防人员无法判定最佳救援路线,就会影响救援人员安全和消防措施效果。

高层建筑发生火灾的原因较多,为解决目前救援工作存在的困境,应该根据以上分析的突出难点,进行针对性的工作要点研究。

2 高层建筑消防救援工作要点研究

2.1  从外部采取措施控制火势蔓延

消防救援人员第一时间到达现场后,应根据现场反馈回的火场数据快速疏散人群、设定隔离地带,避免火势蔓延。同时,根据楼体的设计信息对于主要受力层的建筑墙体进行安全检查,从垂直和水平两个方向堵截火势蔓延,尽快查明高层建筑内部是否仍存在大量的易燃易爆品。水平方向堵截主要是检查火灾未蔓延区域是否安全,各个楼层的防火阀门等设备是否关闭,防火安全区以及防火卷帘等是否正常下落。若防火设备并未处于火灾处置的正确状态,应通过主控制装置控制关闭,或由现场人员确认现场安全后进行关闭处理。对于竖井等纵向蔓延火势的位置,需要从高空不断喷洒灭火剂并对其进行降温控制。设置观察员操作相应设备在易爆区域(如窗户等)外侧观察,降低高层空气对流扩大火势的风险。

2.2  开展高效的人员撤离疏散行动

在消防人员未到达火灾现场时,高层建筑的管理人员或附近的派出所人员应以最快速度疏散建筑外的围观人员并拉好警示带。为便于消防救援人员能够及时到达最近的救援位置,物业等相关工作人员应尽快将消防通道上的障碍物挪走,确保消防通道畅通。对于楼间距较窄的住宅型高层建筑区域,应尽可能清空消防通道至火灾现场之间的道路。同时,为从楼内疏散的人员设置疏散线路,避免与消防救援人员的救援线路产生冲突。

消防人员到达现场后应第一时间按照设定的救援预案迅速建立有效的救援应急响应体系,全面掌控疏散人群反馈、建筑相关防火检查备案信息等,并由专业人员进入现场疏散人群[8]。疏散时可使用高分贝的通信设备、短波和高空通信广播设备等通知、指挥人员疏散或采取正确的方式进行紧急避险,同时,使用专业的成像设备检测各楼层未撤离人员的分布信息,以便消防人员快速到达人员躲避位置,迅速规划相应的搜救和撤离路线。对于消防人员无法直接到达的位置,应通过通信设备指导人员正确避难,或通过高空设备从窗口将人员直接安全撤离。

2.3  高效利用建筑和周围已有的消防装置

消防人员未到达现场前,应由受过专业训练的人员及时断开高层建筑内未关闭的电源、防火门,并快速从周围建筑收集便携式灭火器[9],以便救援使用。物业管理人员应及时统计日常的巡视检查记录、楼内人员使用或居住情况,以协助救援人员提高现场救援工作开展效率。

消防人员前往现场的过程中,以最快速度将建筑内部的消防设施分布图、消防设备使用保养情况以及建筑内部的防火安全区位置等信息快速通过消防救援管理中心向救援指挥人员通报。救援人员到达现场后,按照演练预案,快速将消防管道与消火栓、消防车连接,控制火势,为人员的进入搜救打开通道。根据建筑内部相关应急消防监控设备的反馈信息,建立多数据来源的立体化火场救援体系,方便救援指挥中心进一步分析研判火情,及时调配后续救援力量。

2.4  采用多种高层救援设备与技术

对于不同高度的高层建筑灭火救援应使用多种救援设备和救援技术。在前期火场情况勘查工作中,使用火场机器人携带设备进行勘验[10],并在救援工作中为消防人员提供线路指引。在火场救援线路规划工作中,利用BIM技术、三维模拟等技术,结合撤离人员口述信息,划定被困人员可能位置,生成安全行进范围内的救援路线。当到达预期的被困人员楼层位置时,使用红外探测器确定被困人员的位置,并通过救援人员佩戴的数据终端上传回指挥中心,以制定更佳的救援预案。

使用云梯等设备将灭火人员送至火场所在楼层外部,使用高压水枪、高压泡沫等控制火势。对于起火点较多的楼层,使用灭火无人机进行灭火操作。對于超高层起火位置,使用直升机空中灭火的形式开展救援工作。同时,直升机还能用于超高层建筑被困人员疏散工作。为避免高层气流对火势的影响,在建筑外部采用正压送风、排烟除烟等操作,保证救援人员安全和救援工作的顺利进行。

3 结语

随着城市化的推进、建筑技术的发展,高层住宅已经成为目前住宅式建筑的主要形式。我国有14亿人口、5亿多个家庭,家庭是社会的最小单元,家庭日常所处的居民住宅是受火灾影响最大的场所。此外,高层建筑也是主要的办公场所,人员密度较高。一旦高层建筑发生火灾不能及时灭火救援,会造成非常严重的后果。为此,本文针对高层建筑特点,分析了消防救援工作存在的主要难点,并结合消防行业技术的发展情况,提出了高层建筑灭火救援要点,以期为高层建筑的消防救援工作提供参考。

参考文献:

[1]李阳.消防装备体系建设对灭火救援工作的重要意义——以新疆消防救援总队为例[J].消防界(电子版),2022,8(9):45-47.

[2]吴双.高层建筑消防灭火救援行动中技术问题研究[J].中国科技信息,2022(8):70-72.

[3]刘腾飞.高层建筑消防灭火救援难点及对策研究[J].工程建设与设计,2022(8):33-35.

[4]曹國强.关于消防队伍夜间灭火救援面临的困难及措施探讨[J].建材与装饰,2020(17):163-164.

[5]陈晨伟,陈志刚.消防队伍灭火救援安全现状分析与应对措施研究[J].今日消防,2022,7(6):55-57.

[6]李祉龙.无线通信在消防灭火救援中的应用[J].中国高新科技,2022(8):107-108.

[7]王恺.高层公共建筑灭火救援中室内消防设施的应用分析[J].中国建筑金属结构,2022(4):127-129.

[8]吴楠.三维建模数字化消防灭火救援预案编制的管理运用[J].自动化应用,2022(3):81-83.

[9]李杨飞,江辉仙.基于BIM的消防灭火动态路径规划研究[J].福建师范大学学报(自然科学版),2022,38(1):69-75+116.

[10]沈国松.智慧消防物联网在火灾防控和灭火救援中的辅助运用研究[J].冶金管理,2021(23):182-183.

Research on difficulties and key points of fire fighting and rescue in high-rise buildings

Zhang Xingzhong

(Datong Municipal special fire and rescue detachment, Shanxi Datong 037000)

Abstract:
In order to effectively improve the efficiency of fire fighting and rescue in high-rise buildings and ensure the personal safety of disaster victims and rescuers, the difficulties and key points of fire fighting and rescue in high-rise buildings are studied. Aiming at the main difficulties in the fire fighting and rescue work of high-rise buildings, such as the rapid development of fires, the difficulty of evacuating personnel, the lack of fire equipment and the shortage of rescue means, it is proposed to take external measures to control the spread of fires, carry out efficient personnel evacuation operations, and efficiently utilize fire equipment in and around the building, and use a variety of high-rise rescue equipment and technologies. It is hoped that through the research and analysis of the difficulties and key points of fire fighting and rescue in high-rise buildings, it will provide references for the future rescue work of high-rise buildings.

Keywords:
high-rise building; fire fighting and rescue; fire rescue difficulty; rescue point

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