杜承勇
随着社会经济的高速发展,城市高层建筑数量迅速增加,并朝着现代化、大型化和多功能化方向发展。据有关部门公布的数据,我国目前高层建筑已达到62万多栋。高层建筑作为城市繁荣和文明的标志,也给城市公共消防安全带来了新的风险,给火灾预防和扑救带来了严峻挑战。特别是2009年2月北京市中央电视台大楼火灾、2010年1月上海市静安区胶州路公寓楼火灾、2016年7月辽宁省沈阳市皇朝万鑫国际大厦火灾等多起高层建筑火灾,引发了社会广泛关注。由于高层建筑大面积立体火灾,其蔓延之迅速、燃烧之猛烈、扑救之困难,损失之惨重令人触目惊心。据应急管理部统计,2019年全国接报火灾23.3万起,高层建筑发生火灾6974起,呈多发之势,同比上升10.6%。如何应对高层建筑火灾,尤其是建筑高度超过100m的超高层建筑发生火灾,是我们必须认真思考、深入研究的重大课题。本文以2019年 “5.24”南京金鹰中心火灾战例作为研究对象,从其火灾特点、力量调集、战术运用等方面开展战例分析,同时,结合近年来我国超高层建筑火灾案例,剖析超高层建筑火灾扑救的不利因素,探寻超高层建筑灭火救援的对策和建议。
金鹰中心位于南京市汉中路89号新街口闹市区,由A、B座及连廊组成,是一栋集商场、酒店和商务办公等功能的大型商业综合体。A座为地下2层,地上58层,建筑高度218m;B座为地下4层,地上54层,建筑高度220m。A座的4至8层与B座的3至7层通过连廊相连。A座裙楼的部分1至6层为商场,7层为酒店大堂,8层为商场办公;北侧裙楼1至8层为银行;主楼9至58层,其中9层为酒店自助餐厅,10至36层为写字楼,37层以上为客房。
2019年 5月24日21时,119指挥中心接到A座9楼西北侧区域发生火灾的报警后,迅速调集8个中队、25辆消防车、135名消防队员赶赴现场,并同时调集消防特勤和相关联动单位。虽然着火建筑地处新街口闹市区,并且正值周末,商场、酒店、餐饮人流众多,经全力扑救第一时间及时有效控制了火势蔓延,于22时40分扑救现场明火,火灾中未造成人员伤亡。经调查,起火原因为A座9楼装修工人在拆除油烟机设备过程中,违规动火作业引燃可燃物,蔓延至主楼西北侧外墙装饰材料上猛烈燃烧,过火面积约260m2。
(1)火灾蔓延迅速,堵截难度大。当日20时50分,施工人员切割火星引燃油烟净化设备内的油垢,在施工人员寻找灭火器具时,火焰窜至油烟管道开口部位引起管道内油污燃烧。20时55分,金鹰物业人员发现火情,配合施工人员使用灭火器灭火,但未能控制火势。由于火灾发生后,现场人员没有在第一时间报警,错失最佳灭火时机,造成火势迅速蔓延。辖区中队到场时,建筑外立面已形成立体燃烧,并有向商场内部蔓延的趋势,极易形成大面积燃烧。
(2)业态功能复杂,搜救疏散难。金鹰中心内部功能分区复杂,涉及商场、酒店、餐饮、影院、写字楼等多种业态。火灾发生时,A、B座的商场均在营业,写字楼内有人员办公,酒店正在施工,建筑内部人员众多,位置分散,内部通道曲折,路线复杂,疏散搜救难度大。
(3)社会高度关注,政治影响大。起火建筑位于南京市最繁华的新街口闹市区,且正值周末,失火后周边围观群众多,短时间内在网上引发广泛关注,新浪微博当日浏览量达448万多次,火灾迅速成为热点话题。如果当时不能及时有效地控制火势,将造成严重的政治影响。
支队指挥中心接警后,立即启动灭火作战预案,在灭火力量调集上,一是加强首批力量调集;二是后续增援力量集结迅速。共快速调集核心区专职站、消防特勤、联防联治力量及4支专业队,跨区域调集2个特勤站、1个保障分队,确保第一处置力量3min到场,初期处置力量7min到场,15min内形成立体控防战斗力,为火灾的成功处置赢得了先机。
1.3.1 坚持“救人第一、科学施救”
现场指挥部根据火场实际情况,正确处理救人和灭火的关系,紧紧抓住火场灭火与救人这一主要矛盾,采取“救人为先,堵截火势,救人控火同步进行”的战术方法。坚持救人第一,第一时间开展疏散救人,先后组织三轮“地毯式”全方位搜救,确保火场零伤亡。利用应急广播安抚引导商场内员工、顾客,在单位微型消防站和消防特勤配合下,短时间内将400余人快速疏散;攻坚组深入着火层及其上下楼层搜救疏散施工和办公人员60余人;搜救组在A座主楼其他区域逐层搜救疏散70余人,在B座主要出入口引导疏散200余人。
1.3.2 坚持“先控制、后消灭”
采取“内攻为主,外攻为辅、内外结合”的战术方法,适时地深入着火建筑内部,进行强攻近战,堵截火势。21时03分,新街口专职队到场,外部观察发现A座西北侧外立面火势已呈现猛烈燃烧态势,向上蔓延迅速,燃烧坠落物在下方空调外机平台形成新的火点。现场指挥部果断做出决策,一是立即组织攻坚组进入着火层9层开展内攻;二是在外部利用车载炮控制空调外机平台火势;三是采取多种排烟手段,加强排烟降温。
1.3.3 坚持“以固为主、固移结合”
采取“分片作业、高点堵截、内外夹击、多向设防”的战术方法,以快制快、打早灭小。参战指战员第一时间通过消控室掌握室内消防设施启动运行情况;第一时间进入高层区域逐层搜救疏散被困人员;分层分段堵截火势向商场内部蔓延;在写字楼逐层开展灭火、搜救;在连廊楼梯间设置阵地,控制火势向B座蔓延;在工商银行6至8层内攻灭火,控制火势向银行蔓延;在27层挑檐平台设置水枪阵地进行高点堵截,不间断向外立面注水浇灌,控制火势沿外墙向上蔓延。
目前,我国在百米以上超高层建筑的建设发展迅速,全国有较大影响的火灾也时有发生。2010年4月13日,上海东方明珠电视塔(高468m)塔尖460m处发射装置防火罩因雷击起火,是我国目前为止起火点最高的超高层建筑火灾。
2007年8月14日在建的上海环球金融中心火灾[1]。建成后该建筑地下3层、地上101层,建筑主体高度492m,比金茂大厦高72m,为上海第一高楼。8月14日下午4时34分许,接到火灾报警后,消防部门迅速调派10个消防中队,25辆消防车、200余名消防队员赶赴现场。这起火灾最高着火点在83楼,距地面近400m高,整幢大楼有6个着火点。下午17时45分左右,火势被扑灭,确认没有明火和人员伤亡。经初步勘查,火灾是工人在施工过程中使用电焊引燃杂物引起的。
2009年2月9日在建的中央电视台电视文化中心(又称央视新址北配楼)火灾[1]。该建筑地下3层、地上30层,高159m,着火时,建筑主体已经竣工,进入工程收尾阶段。20时27分,因为违规燃放的大型礼花弹爆炸后,高温星体落入建筑顶部擦窗机检修孔内,引燃检修通道内壁的易燃材料,火势从159m处沿外墙向下蔓延引发大火。消防部门调动16个消防中队,85辆消防车、595名消防队员赶赴火场,经过近6h的奋战,将大火彻底扑灭。大火共造成1名消防队员牺牲、6名消防员和2名施工人员受伤。建筑物过火、过烟的面积2.1万m2,造成直接经济损失1.64亿元。
2009年4月19日南京中环国际广场火灾。该建筑地下3层、地上50层,高169m,是一栋集商业、办公、住宅为一体的超高层建筑。10时50分,消防部门接警后调动10消防中队,37辆消防车、194名消防队员赶赴现场。至11时42分,明火被扑灭,未造成人员伤亡,共疏散出被困人员约400人。火灾原因系空调安装人员在安装空调室外机进行焊接作业时,焊渣掉落并引燃其下方机槽内可燃物,火灾直接损失约70万元。
超高层建筑火灾扑救的主要难点是其超高的建筑高度,火灾扑救的不利因素主要有:
传统意义上,人们认为火灾的发展是由着火层由下向上蔓延、由内向外蔓延,着火层以下楼层基本安全。但是,近年来,随着超高层建筑外部各种新型装饰材料的应用,建筑内各种竖向管井、玻璃幕墙缝隙、共享空间等纵横交错形成巨大的“烟囱效应”,火灾发展纵向和横向的蔓延速度、蔓延的方式也发生了一定的变化。以“2.9”央视新址的北配楼火灾为例[2],施工现场违规燃放的礼花焰火引燃挤塑板和聚氨酯泡沫等可燃外墙装饰材料,外墙使用的钛锌板虽然是不燃材料,但由于其熔点低,火场中受热融化形成的高温液体由上而下流淌迅速蔓延到建筑内部。有关资料显示,在火灾发展阶段,高层建筑中烟火垂直蔓延速度平均为3-4m/s,在超高层建筑中可以达到8m/s。因此,超高层建筑着火后,在风力的作用下,火势沿着外墙窗口向上卷曲,甚至跳跃式向上蔓延,极易形成大空间立体火灾。
现有的消防装备灭火救援能力尚不足以有效应对超高层建筑火灾。主要体现在:一是云梯车有效施救高度有限。以南京为例,在不考虑作业场地限制的情况下,目前云梯车最高能达到101m,但是当地面风力达到4-5级时,云梯车升高作业就会存在风险。如果着火层超出云梯车的极限工作高度,或者因建筑周围缺少登高操作场地,云梯车受限影响展开施救,消防员只能根据现场实际情况,采用火灾内攻行动,从建筑内部楼梯攀登至着火层下层,对着火层的上层、上两层施救。二是无线通信信号衰减通信盲点多。超高层建筑采用的钢结构或钢混结构对无线电信号屏蔽作用十分强烈,经测试,高层建筑在150m以上通信信号衰减严重,无法保证正常通信,容易出现火场内部与外部联络通信不畅。三是火场实际用水量远远超过设计消防用水量。如果火场中室内供水系统故障,立体供水极其困难。南京消防曾采用外墙垂直铺设水带、“双车+泵耦合”的供液方式,最大供水高度可以达到385m。但是,在灭火实战中,消防员能够负重登高深入建筑内攻,顺利完成向着火楼层长距离铺设和固定水带的可能性有多大?
面对超高层建筑火灾,常规的直接外攻灭火、强攻近战、上下夹击、防控阻截等灭火救援战术都受到了严峻挑战。一是由于需要携带必需的个人防护、破拆、侦察等器材,一旦消防电梯不能使用,消防员必需选择使用楼梯进攻,与疏散逃生的人流对撞影响灭火救援行动的展开,经过负重登楼后消防员立即开展战斗的能力也大大降低。二是超高层建筑多采用钢化玻璃,消防员很难通过破拆进行自然排烟,受风向、风力和风压的影响,机械排烟难以达到理想的排烟效果,一旦火场烟、热无法有效排放,大量积聚极易形成轰然,对灭火行动和人员疏散都会构成威胁。三是超高层建筑多采用钢结构或钢混结构,随着环境温度的升高,钢材的承载和抗拉等性能急剧下降,极大限制可供救援的战斗展开时间。同时,空气呼吸器的使用时间也无法保证长时间作战需要,这些因素都导致在超高层建筑火灾中内攻作战和人员疏散常规战斗行动措施实施困难。
消防指战员特别是基层中队层面的指挥员很少经历超高层建筑火灾的扑救,对于高层建筑火灾扑救也多局限于教科书上的理论和有关战术学习研究探讨的层次,缺少扑救的实战经验积累、缺乏深入的研究。到场后,由于对超高层建筑火灾特点、火势蔓延规律、复杂的火情把握不准,可能出现灭火组织指挥慌乱、技术战术部署不当等不利的情况。例如,在“5.24”金鹰中心火灾扑救中,首先出警的新街口政府专职队,由于当年刚刚投入执勤,队伍实战经验欠缺,缺乏打大仗、打恶仗的经验。部分指战员个人防护装备未穿戴齐全,到场车辆停靠过于靠近着火建筑,未能较好预判高空坠物可能造成的次生危害;火灾处置中采取分片作业点多面广,但是内攻的人员出入登记不规范,内攻近战也不够坚决,这些都给灭火救援行动带来一定安全隐患。
随着超高层建筑中新材料、新工艺、新技术的广泛应用,有必要以国内外重大超高层建筑火灾实际案例为依据,建立火灾蔓延理论模型,利用计算机模拟和火灾风险评估,研究典型超高层建筑火灾蔓延机理和规律、火灾环境下人群疏散规律、疏导方式及其对疏散速率的影响等,便于在超高层建筑火灾扑救中把握先机、最大限度降低火灾损失[2]。其次,积极打造以大数据指挥服务中心为核心的智慧消防建设体系。利用物联网技术实现对辖区重点区域、重点部位和关键消防设施各项信息状态的动态监测和实时监控;重点完成分类分级建模,通过模型对各类数据综合分析研判,实现对辖区超高层建筑各类风险灾害预知预警,做到精准施策、精准指挥调度。同时,强化单位微型消防站作用,探索建立政府专职消防队员(消防特勤)与微型消防站挂钩联系机制,确保每名队员基本具备灭火战斗员、防火巡查员、消防宣传员、信息采集员“四位一体”的能力素质,建立消防队与建筑管理方互相熟悉火灾状态下的工作模式。
4.2.1 固化作战力量编成
按照“结构合理、防护优先、先进实用”的原则,针对超高层建筑火灾特点,落实火灾扑救装备器材的配备标准。增加举高消防车、大功率水罐泡沫消防车的配置比例,推广大功率排烟器材和远射程、大流量的移动灭火等装备;根据内供作战和供水的需要,配备通信中继器、玻璃破碎器、耐高压水带、耐高压分水器、水带快速吊升装置等。结合火警分级,固化不同等级调派力量的人员、车辆的分工,便于火场指挥员按照力量编成统一分配任务,并保证增援队伍到场后能够直接开展战斗。
4.2.2 实地测试灭火预案
责任中队对辖区内的超高层建筑,在实地、实测基础上逐栋制定针对性、可操作性强的灭火救援预案。在建筑四周逐一测试疏散面,登高车停靠位置和操作场地;分析防火卷帘等防火分隔设施对灭火救援进攻路线的影响,合理设置集结区域;熟悉水泵接合器的供水区域并开展实际出水测试,明确增援队使用的水源和待命位置,确保到场后能够预先展开;对于商业综合体建筑,还需要与建筑管理方细化区分人员疏散楼梯和消防队员专用楼梯,避免火场中人流冲撞影响灭火救援行动。通过与建筑管理方开展联合实战演习,不断修改、完善预案,使其更结合实际贴近实战。
4.2.3 夯实日常执勤训练
一是固化“营区、社会单位、基地”三位一体组训机制,督促指导各级常态化开展全员岗位大练兵。二是坚持“按打仗的方式训练”,全面抓好实兵、实装、实景的熟悉演练。三是继续深化落实社会单位“863”熟悉法,即八看六测三练熟悉法,“8看”指消防水源、重点部位、安全出口、疏散楼梯、防火分隔设施、消防控制室、消防车通道、消防水泵房必看;“6测”指火灾自动报警系统、固定灭火系统、防排烟系统、消防电梯、水泵接合器、消防通信必测;“3练”指进攻路线、救生通道、车辆停靠必练。
4.3.1 坚持“一次性调足力量,科学搜救”的原则
加强第一出动力量调集,强化优势兵力于火场,优化到场人员和装备形成配套作战链[3]。发展专职消防队、微型消防站等多种形式力量,防止超高层建筑火灾发生后消防部队“单打独斗”。正确处理救人与灭火的关系,根据烟气流动实施排烟、破拆,开辟救生通道。根据人员逃生规律科学设定搜救顺序,遇到被困人员较多时,应合理评估建筑安全状态,设置中转层[4],确保防御水枪到位后,将人员先引导至中转层,保证有限的消防员能够最大限度地搜救现场人员。
4.3.2 树立“内攻为主,上封下防”的作战理念
将着火层下面两至三层作为“进攻起点层”,按照着火层>着火层的上层>着火层的下层的原则立体部署灭火力量。利用外部云梯车、高喷消防车,集中水枪、水炮控制火势向上部楼层、毗邻单元和毗邻建筑蔓延;同时,从内部利用室内消火栓接出水带、水枪设置水枪阵地出水灭火,防止火势从电梯井、电缆井等管道竖井从下部纵向蔓延[5]。当着火点在建筑外部且邻近窗户玻璃大范围炸裂时,应尽量避免外攻。
4.3.3 坚持“以固为主,用足设施”的指导思想
充分利用建筑内部固定消防设施,全面展开灭火救援战斗。火情侦察时,除利用外部观察、询问知情人等传统侦察方法外,还应当利用消防控制室了解预判起火部位和火情;启动防、排烟设备和室内、外消防给水系统,配合消防员开展内攻灭火;选择消防电梯、疏散楼梯等最佳途径快速到达灭火救援楼层;通过水泵接合器供水、开展单车、双车耦合、单车与手抬机动泵耦合等运用垂直铺设水带或沿楼梯蜿蜒铺设水带实施高层供水。
4.4.1 建强以“一队四组”为基础的超高层建筑灭火救援专业编队
其中,“一队”,即快速先遣队,组织人员配备便携式特种装备,实行模块化、摩托化投送;确保任何情况下能够第一时间便可快速到达现场;“四组”,即以举高车为核心的外部控火组,以若干内攻小组为基础的内部攻坚组,以着火单位和周边社会单位微型消防站人员为基础组成的联勤联防组和以辖区大、中队部分骨干力量和单位技术人员组成的固定设施操作组。专业编队在实战中要做到明确分工、互为补充,在灭火救援的全流程有效保障作战行动科学有序展开。
4.4.2 围绕超高层建筑灭火救援难点,有针对性开展重点训练
充分利用现有培训基地和模拟训练设施,开展登高负重训练、烟热训练、地下黑暗空间训练、恐惧心理训练等[6];选择辖区最高的超高层建筑,开展高层供水训练、作战力量编成训练和侦察、救人、登高等战术操法训练;训练模式由操场展开操作训练向模拟真实火场训练转变,由偏重体能训练向战术、保障训练转变,不断提高灭火救援队伍协同配合、攻坚克难的能力。
针对超高层建筑火灾,消防救援部门一方面要加强对超高层建筑火灾发展机理的研究,重视火场灭火救援战术的研究,收集国内外超高层建筑火灾及灭火救援信息,借鉴经验,吸取教训。另一方面,要进一步强化“六熟悉”工作,通过制定周密、合理的灭火救援预案,定期会同建筑管理、使用者开展联合灭火演习,特别是高层供水演练;重点开展车辆装备和作战力量的编成训练及战术操法训练,不断提升消防救援队伍攻坚克难能力,力争最大限度地降低超高层建筑火灾事故带来的损失和危害。