摩天楼的火灾与防范

王铭珍

随着建材工业的发展，各国的建筑业兴旺发达起来，其中一个重要标志，就是高层和超高层建筑的大量出现。

按照消防术语，高度在24～100米的建筑为高层建筑；高度超过100米，或楼层在40层以上的建筑为超高层建筑。

目前，世界上最高的建筑是阿联酋迪拜塔，高700米。我国高层建筑有10万多栋；最高的建筑是上海环球金融中心，高632米。香港特区的最高建筑为中银大厦，高370米，有75层。北京最高的建筑是国贸三期，高330米。北京现有高层建筑8000余栋，其中高度超过100米的多达60余栋。

中国有两句古语，叫“高瞻远瞩”，“高屋建瓴”，意思是站在高处可以看得更远。

是不是住的楼层越高越好呢?也不一定。

高楼失火不鲜见

20世纪70年代曾经有部轰动一时的经典灾难片《火烧摩天楼》，这是全球第一部以摩天楼火灾为题材的巨制。一幢位于美国旧金山市中心的摩天大楼顶楼内，正举行落成典礼。因电线短路，下层突然冒出熊熊烈火，不久渐渐蔓延到顶楼，所有宾客被围困。一些人被热浪抛出窗户，另有一些人不堪火烤跳楼解脱。据说该片公映后曾一度引起大众对高楼防火安全的关注。

最近几年，高层和超高层建筑火灾在世界各地屡见不鲜。尽管这些建筑一般都配备了较先进的消防设施，可一旦起火，人们往往还是措手不及。

国外超高层建筑发展较早，距今已有60多年之历史，其中以美国为最早，建成的超高层建筑也最多，相应的，美国的超高层建筑火灾也较多。

1980年2月10日，美国30层高的希尔顿饭店发生火灾，死亡8人，650人受伤。1980年6月23日，美国42层的纽约市常斯特克办公大楼发生火灾，137人受伤。1995年4月19日，美国俄克拉荷马市联邦办公大楼发生火灾，死亡168人。2001年9月11日，美国纽约2栋110层、高413米的世界贸易中心大楼先后遭到两架被恐怖分子劫持的客机撞击，随后发生火灾，死亡5451人，2100人受伤。

欧洲、亚洲地区超高层建筑的发展尽管起步稍晚一些，也发生过数起震惊世界的大火。1971年12月25日，韩国汉城22层的大然阁饭店发生火灾，死亡163人，60人受伤。1974年21日，巴西圣保罗42层的焦马大楼发生火灾，死亡179人，300人受伤。

2009年2月9日，位于北京市朝阳区东三环路东的中央电视台新址在建配楼附属文化中心因有人违规燃放大型礼花弹发生严重火灾。着火时建筑主体结构早就告竣，已进入收尾阶段，部分房间业主已进驻安装设备。

烟囱效应逃生难

我国气象专业中，有“高楼风”一词，意思是说，在高楼林立的街道上，因受高大建筑物的阻碍，风速和风向能够发生改变，有时还会形成旋风或强风，危及行人安全。

在自然界，也有一个尽人皆知的现象，叫“风助火势”，意思是空气流动会助长火势。在高层建筑面前，风速会随着建筑物高度的增加而相应加大。据测定，如果在建筑物10米高处的风速为5米／秒；那么在30米高处的风速为8.7米／秒；在60米高处的风速为12.3米／秒；在90米高处的风速为15米／秒。也就是说，楼越高，风速越大，火灾发生时火势扩大蔓延也会越快。

央视新址在建配楼起火初期，地面风速为0.9米／秒，估计其顶层159.68米的高度，风速不低于20米／秒。北京市消防局副局长骆原认为，这场火灾蔓延如此之快，与建筑材料、建筑物高度都有直接关系，30层的高楼，楼顶上的风力很大，对火势蔓延产生了直接影响。

另外，正常使用的高层和超高层建筑有竖向的各种通道，比如楼梯、管道等，这些内部通道会在火灾发生时变为若干个竖向火洞，使得烟气通过这些管道向上升腾，最终在建筑里形成烟囱效应，助长了火势蔓延，所以高层建筑中，竖向火的蔓延一定比横向火蔓延的速度快。这也是为什么超高层建筑失火时，就怕垂直方向上烟雾毒气的扩散。

据测算，高楼失火时，烟雾毒气垂直扩散的速度是3～4米／秒，只需1分钟左右，烟雾就可以扩散到几十层高的大楼。因此，在超高层建筑火灾中，70％～80％的死者是由于烟雾毒气致命的。

上海市消防局曾在金茂大厦做过一次特殊的测试，让数名消防队员从85层(250米)高处，轻装快步跑下去，终点是首层的安全出口处。当时的最快记录为35分钟。这意味着，火灾发生时，人的行进速度远比烟雾的扩散速度慢得多。此时，除非身着防毒面具和耐火服装，否则，常人是很难在火灾发生时从100层之上的超高层建筑中逃生的。

为避免烟囱效应，尽量少用可燃材料和燃烧时能产生大量烟雾毒气的建材非常重要，而且在设计阶段就应当限制建筑内的大面积空间，尽量周密考虑防火防毒分隔和排烟设施。

中庭失火最危险

在超高层建筑火灾中，火势最容易扩大蔓延的部分是它的中庭部分。

何谓中庭?即在建筑中央或前庭所设置的一个大空间，在中庭内可以设置山、水、花草、树木，有人也因此把中庭叫做“四季庭”、“共享空间”。这个空间，有的高达10多层，或20多层，人们站在各层的游廊内，就可观赏中庭景色。

按照《高层民用建筑设计防火规范》规定：中庭同回廊房间相通的门窗，应采用2级防火门窗。门窗应能阻烟阻火，并设置自动喷水灭火设备和自动报警设备。如果不采取这些消防设施，或者这些设施失效，发生火灾时则会在瞬间之内火烧通天，形成全楼性的灾难。

央视新址在建配楼即有中庭，那是一个10多层楼高的共享空间。着火时，其防火门窗、自动喷水灭火装置等均未启用，中庭也对火势的迅速扩大蔓延起到了推动作用。

防火核心在自防

业内人士认为，超高层建筑火灾的扑救是非常困难的。

仍以央视新址在建配楼这场火灾为例。大火发生后，北京市消防局迅速调派27个消防中队、85辆消防车赶赴现场。投入救援的消防官兵多达595人。但是，大楼高于60米的火势仍然无法完全控制。因为这场火是从大楼顶部开始燃烧的。当北京最先进的98米高的云梯消防车抵达时，仍然无能为力，它也够不着150多米高的大楼顶部。

由于多数消防车上的水枪只能达到60米，大楼施工中暂时安装的高压消防竖管已经拆除，楼内永久性消防供水系统尚未投入使用。灭火水源的缺失使得这场大火持续延烧6个小时，直到次日凌晨2时才被扑灭。

对于超过100米的高楼失火，专业人士的基本判断是，“如

果大楼内部自身的消防系统不起作用，靠外部救援扑灭大火几乎不可能”。

高楼真正的防火体系核心在于自防。一般消防教程所使用的概念是：300平方米以内依靠内部喷淋系统，300平方米以上则需要消防栓——美国人45年的统计数据是，水喷淋的成功率为98％。

超高层建筑火灾扑救，通常是以战斗班为一组，计有7～8名消防队员，携带灭火器具同时到达起火楼层。如果没有消防电梯，徒步经楼梯登上100米以上楼层，消防队员将会筋疲力尽，丧失救火能力。

1980年6月28日，北京市消防局曾组织15名消防队员在长椿街203号楼举行过一项攀登楼梯体能测试。该楼12层，高34米。测试人员身着消防战斗服，脚踏战斗靴，手提两节水带，身背1节水枪。登上顶层时，他们的心率都超过180次／分钟，呼吸数都超过40次／分钟。这是短跑运动员最高极限心率值和呼吸次数值。换句话说，无论身体多么强壮的消防队员，让他快步攀登100米以上的高楼，也会力不从心，无法展开救援工作。

为了预防火灾，国家规范要求，超高层建筑必须提高耐火等级，采用钢筋混凝土等不可燃建材建造。装修材料、保温材料、隔音材料等也必须是不燃烧材料。关于超高层建筑玻璃幕墙的安全，也有特别的规定。《高层民用建筑设计防火规范》中规定：玻璃幕墙的窗间墙、窗槛墙的填充材料应采用岩棉、矿棉、玻璃棉、硅酸铝棉等不燃烧材料。当其外墙面采用耐火极限不低于1小时的墙体时，填充材料也可采用阻燃泡沫塑料等难燃烧材料。对不设窗间墙和窗槛墙的玻璃幕墙，必须在每层楼板外沿玻璃幕墙内侧设置高度不低于0.8米的实体裙墙，其耐火极限不应低于1小时，应为不燃烧材料制成。这样做有利于阻止和限制火灾在垂直方向蔓延。

不过，现实生活中，这些规定被大大打了折扣。

现代建筑时兴采用钛锌板和玻璃幕墙外立面，内部采用聚苯乙烯挤塑板保温。这都为高楼火灾埋下了隐患。建材商夸口说这些轻质建材是耐火阻燃的。实际上它们是可燃的，而且燃烧速度极快，不到半小时，能窜烧至30层楼上。因聚苯乙烯挤塑板引起的火灾，在我国也曾发生过。2005年8月2日，安徽蒙牛乳业马鞍山有限公司冷库火灾，就是聚苯乙烯挤塑板所引起的。参加救援的消防队员3死2伤。

另外，轻质建材在燃烧时，还会产生大量浓烟和毒气。这种毒气吸入过多，还有使人致癌的危险。

飞机灭火有局限

按照我国《高层民用建筑设计防火规范》GB50045～95(2001年版)规定：“建筑高度超过100米，且标准层建筑面积超过1000平方米的公共建筑，宜设置屋顶直升机停机坪或供直升机救助的设施。”

与此相适应的就是要建立航空消防队。日本东京消防厅设有直升机消防队，拥有7架消防直升机；我国台湾地区的台北市也设有直升机消防队，拥有8架消防直升机。

1972年2月4日，巴西圣保罗市高31层的安德拉斯大楼发生火灾，当局出动11架直升飞机，经过4小时的营救，从该楼的屋顶停机坪上救出400多人。

我国的高楼消防中也有直升飞机的身影。目前我国已具有改装消防用直升飞机的能力。我国利用“水轰五”改制的灭火飞机速度快、载水量大，曾成功扑灭青岛黄岛油库大火。未来该系列水上飞机及其后继型改装的灭火飞机，可以作为消防直升机的有益补充，在城市超高层建筑火灾扑救中大显身手。

据了解，我国在建的高度超过100米的超高层公共建筑将按规范设置直升机停机坪。

不过，总体而言，直升飞机在超高层建筑发生火灾时的作用相对有限。因为高层建筑群本身使周边空气气流变得不稳定，火灾发生的爆炸等所产生的不稳定气流更会影响飞行质量，而且建筑物周边密集的高楼与当时的烟尘，还可能带来更大的灾难隐患。直升飞机更多时候只能用于人员营救。

高楼防火有要点

根据《高层民用建筑设计防火规范》规定，“建筑高度超过100米的公共建筑，应设避难层(间)”，《规范》还规定：“避难层的设置，自高层建筑首层至第一个避难层或两个避难层之间，不宜超过15层”，用于发生火灾时为人员提供临时避难场所。

当有火灾等紧急情况发生时，高楼上的人员可先就近到避难层暂时躲避，等待救援。在我国已落成的超高层建筑中，大多数已设置了避难层。香港的超高层建筑，凡超过40层的楼宇，都必须设置避难层。上海的瑞金大厦、希尔顿饭店、广州的国际大厦，北京的国际贸易中心、京广大厦等都设置有避难层。问题是避难层的信息一定要让居者和当地消防队知晓，并保持常年有效状态，作到万无一失。

此外，根据消防安全管理规定，建筑高度超过24米的建设工程，应当安装临时消防竖管，在正式消防给水系统投入使用前，不得拆除或停用临时消防竖管。如果工地附近没有可用的市政水源，就必须设置临时水箱。每个临时消防水箱要提供10～15分钟的用水量。

其实，超高层建筑如果防火设计得体，管理有方，火灾也不是不可预防的。而且当火情发生时，能够及时控制、扑灭，避免人身伤亡也是完全可能的。

[责任编辑赵菲]