超高层建筑消防安全问题及对策

●罗 晖

(广西消防总队，广西 南宁 530022)

随着国民经济的迅速发展，我国各地的高层建筑逐渐增多，为现代化城市带来生机与活力，但同时也给消防安全带来了新的问题，特别是高度超过100m的超高层建筑。2010年上海市胶州路“11·15”高层公寓楼的冲天大火，再次引发举国上下对于高层建筑消防安全的广泛关注和反思。在广西南宁，号称西南第一高楼的超高层建筑—南宁地王大厦，从建成投入使用至今也已接连发生两起火灾，所幸及时处置没有造成较大危害。如何防控超高层建筑的火灾，最大限度的创造和谐因素，是每个消防工作者面临的艰巨任务。笔者就如何预防超高层建筑消防安全问题，提出一些看法，供同行参考。

一、超高层建筑的火灾特点

现行国家标准《高层民用建筑设计防火规范》规定:建筑高度超过100m的建筑通常称为超高层建筑。总结国内外典型的多起超高层建筑火灾，其突出的特点主要有:

(一)火灾蔓延速度快

超高层建筑由于火灾蔓延途径多，影响火势蔓延的因素复杂，超高层建筑本身具有烟囱效应，加上各种楼梯间、电梯井、管道井、风道、电缆井等竖向井道以及受热易碎的玻璃幕墙，如果防火分隔处理不好，火势可以通过门、窗、吊顶、走道、可燃隔墙等途径水平蔓延，也能从竖向管井和孔洞、共享空间、玻璃幕墙缝隙等途径垂直蔓延。

(二)人员疏散困难

一是层数多，高度高，垂直距离长，人员疏散到地面或其它安全区域的时间长;二是人员相对集中，疏散困难;三是发生火灾时由于各竖井空气流动畅通，火势和烟雾向上蔓延快，增加了疏散的难度。发生火灾时，要使人员迅速疏散到地面或建筑物内避难层及不受火灾威胁的安全部位十分艰难。数千甚至数万人从整幢大楼疏散到地面，少则几十分钟，多则几小时。

(三)火灾扑救难度大

超高层建筑高达上百米以上，目前的消防车供水能力和供水器材的耐压强度达不到所需的高度，登高消防车和消防直升机是扑救超高层建筑火灾的先进设备，登高消防车只能救助相应伸展高度内的被困人员和实施灭火，消防直升机只能救助逃生到屋顶停机坪的被困人员或运送消防队员到屋顶停机坪，发生火灾时从室外进行扑救相当困难。另外，大面积玻璃幕墙受高温或火焰作用，易碎裂形成“玻璃刀”，时刻威胁超高层建筑四周参与救灾的消防车、器材装备和救助人员。因此，超高层建筑火灾扑救难度大，一般要立足于自防自救，靠自身消防设施实现灭火。

二、广西超高层建筑消防安全问题现状

(一)防火分隔处理不彻底

超高层建筑内设有电梯井、电缆井、管道井等各种竖向管井，管井施工后，楼板和孔洞没有严格按规范进行防火封堵，大量的玻璃幕墙与楼板处没有完全进行封堵或封堵不彻底，火灾时往往变成火灾蔓延的最佳途径。如2007年5月南宁地王大厦发生的火灾，就是有关管井没有按规定封堵，以致火灾时，烟气很快蔓延到各楼层。

(二)可燃物多、火灾荷载大

超高层建筑内部装修中使用了大量可燃或难燃材料，室内摆放家具等易燃物，还敷设着许多电线电缆。据资料介绍:一般住宅的火灾荷载为35～60kg·m－2，高级旅馆为 45 ～60kg·m－1。一旦失火，大量的可燃物，将会使超高层建筑产生大量的热量，火灾中形成的浓烟就会顺着电梯井、垃圾井等竖向“烟囱”，以3～5m·s－1的速度迅速蔓延。

(三)功能繁多、用电量大

超高层建筑用途广泛，功能复杂，集办公、会议、娱乐、餐饮、商务、住宿等于一体。同时，因功能需要，一般都配备大量的电器设备，都有可能成为导致火灾的因素。

(四)消防装备配备不能适应扑救超高层建筑火灾的需要

一是现有消防车的供水能力和供水器材的耐压强度达不到超高层建筑所需的压力要求;二是登高消防车因受技术局限，只能在有限空间内实施灭火和救援;三是一些超高层建筑虽设有直升飞机停机坪，但警用直升机的配备相当欠缺，全国公安系统截止目前仅拥有30余架直升机，相当多的二、三线城市限于财力没有配备警用直升机。其用途主要定位于空中治安巡逻、跟踪追捕犯罪嫌疑人、疏导交通、空中指挥等等，距离真正的消防直升机还有很大的差距。

三、预防超高层建筑火灾的技术措施

(一)合理规划超高层建筑的平面布局

一是合理选择位置。根据火灾时辐射热对相邻建筑的影响，易燃易爆场所火灾时对高层建筑的影响，以及消防灭火救援和节约用地等综合因素，超高层建筑与临近建筑必须保持必要的防火间距。二是合理规划消防车道和消防扑救面。由于超高层建筑体量大，高度高，必须设置环形消防车道，主体建筑应满足消防车扑救的需要，尽管目前登高消防车举高能力有限，但在其有限操作范围内还是要为消防部门灭火救助提供有效外围途径。三是合理布置燃油、燃气锅炉、油性变压器、柴油发电机、燃油燃气以及人员密集场所等用房的位置。采用控制和分隔办法把可燃物控制在局部范围内。

(二)提高超高层建筑建筑构件的耐火等级

超高层建筑不论采用哪种结构体系，其耐火等级不应低于一级的要求，从消防角度看，钢筋混凝土结构应是最理想的，但由于钢结构施工方便、施工速度快等特点，目前不少超高层建筑采用钢结构。从无数火灾案例和科学试验所证明，无防火保护的钢结构在火灾的作用下，15min左右就会烧损或破坏。因此，对超高层钢结构建筑防火处理尤为重要，对梁、柱、楼板、屋顶承重构件等应满足一级耐火等级的要求。

(三)处理好水平和垂直方向的防火分隔

一是合理划分防火分区。利用防火墙或防火卷帘等防火分隔物将建筑水平面划分为若干水平防火分区，通过楼板等构件将上、下楼层划分为若干垂直防火分区，即使发生火灾，也不至于蔓延到其它区域，把火灾控制在较小的范围。二是对管井防火分隔的处理。电梯井、电缆井、管道井、排烟道、排气道、垃圾道等竖向管道井应独立设置，井壁除开设门洞外，不应开设其它洞口，其井壁应为耐火极限不低于1.0h的不燃烧体;电缆井、管道井应每层在楼板处用相当于楼板耐火极限的不燃烧体材料或防火封堵材料作防火分隔。三是竖向连通各层的中庭应进行防火处理。房间与中庭回廊相通的门、窗，应设自行关闭的乙级防火门、窗;中庭相通的过厅、通道等，应设乙级防火门或耐火极限大于3.0h的防火卷帘分隔;中庭每层回廊应设有自动喷水灭火系统和火灾自动报警系统。四是玻璃幕墙与楼板缝隙处应进行防火处理。应设置必要的窗槛墙、窗间墙，其高度不应低于0.8m，窗槛墙、窗间墙的填充材料应采用不燃材料。五是处理好穿越各楼梯的风管分隔。垂直风管应设在管井内，通风、空气调节系统的风管道穿越防火分区处，穿越通风、空气调节机房穿越重要的或火灾危险性大的房间隔墙和楼板处以及垂直风管与每层水平风管交接处应设防火阀进行有效分隔，防止烟火通过风管蔓延。

(四)合理设置安全疏散设施

针对超高层建筑的火灾特点，设计上应体现“以人为本”的原则，从严要求，将疏散楼梯、电梯布置在建筑平面中心，围绕疏散楼梯设置环形走道或双向走道，优化安全疏散距离，为人员疏散到安全地方创造条件。一是合理设置防烟楼梯。防烟楼梯应满足防火防烟要求，其防烟设施和排烟设施应满足规范要求，确保逃生通道的安全。二是合理设置避难层或避难间。避难层或避难间是保障超高层建筑内人员发生火灾时安全脱险的一项有效措施，一般避难层的设置，自首层至第一个避难层或两个避难层之间，不宜超过15层。三是设置完善的疏散引导系统。目前，发光疏散指示标志主要有两种:一种是电致发光型疏散指示标志;另一种是光致发光型疏散指示标志。超高层建筑疏散诱导系统应以电致发光型疏散指示标志为主，辅以光致发光型疏散指示标志。四是设置屋顶直升飞机停机坪。停机坪的作用主要是抢救屋顶上的逃生人员和运送灭火器材。

(五)严格控制易燃材料装修，减少火灾荷载

从控制火灾三要素出发，必须控制超高层建筑内装修材料的使用，严格控制可燃易燃材料的装修，最大限度的减少可燃物。

(六)完善建筑自身的消防设施，采用先进的技术防范手段提高超高层建筑的安全等级

针对超高层建筑无外部救援的特点，必须完善建筑自身的消防设施设置。一是要设置技术先进，安全可靠的早期火灾自动报警系统。要针对不同的保护对象选择适用的火灾探测器，立足于早报警、早发现、早疏散、尽早灭火，在火灾尚未形成大火前，通过监控系统发现火情，启动火灾应急预案，实施扑救初起火灾。二是积极推广应用安全可靠，经济实用，灭火成功率高的固定灭火系统。除常规消火栓系统外，当今世界上公认最为有效的自动灭火设施，是自动喷水灭火系统，规范规定除不能用水灭火的部位外，均应设置自动喷水灭火系统，超高层建筑应积极推广应用自动喷水灭火系统实现全方位保护，不能用水灭火的部位可采用气体灭火系统等其它固定灭火系统代替。三是要设置可靠的防烟排烟设施。超高层建筑由于高度高，采用自然防烟和自然排烟效果不佳，应采用机械防烟与排烟系统，对疏散楼梯间、前室、合用前室以及封闭的避难层(间)采用机械加压送风的防烟设施，对走道、无窗房间或设置固定窗的房间应设置机械排烟系统，真正提高超高层建筑防烟楼梯间、前室、走道和避难场所的安全性。

超高层建筑虽然在广西刚刚起步，但随着北部湾经济区域的发展，超高层建筑将不断涌现，预防和控制超高层建筑的火灾，应遵循“预防为主，防消结合”的消防工作方针，针对超高层建筑火灾的特点，应立足于自防自救原则，积极采用可靠的防火措施，做到安全适用、技术先进、经济合理，在管理上应积极落实消防安全责任制，对消防设施进行有效维护管理，保证消防设施完好、有效，做到防患于未然。

[1]蒋永琨.高层建筑消防设计手册[M].上海:同济大学出版社，1995.

[2]GB50045－95，高层民用建筑设计防火规范(2005年版)[S].