分析建筑消防设施在高层灭火救援中的运用

牛盛光

0 引言

近年来，随着城市建设和全球化的快速发展，我国的建设规模巨大、人员密集的高层建筑数量逐渐增多。高层建筑数量的剧增对消防安全法防控提出了新的挑战，火灾发生后可以在短时间内对人们的财产安全和生命安全产生严重伤害。目前我国高层建筑高度高、建筑内部的层数多，内部的人员密集、建筑的功能也很复杂、建筑内部使用的材料也具有很高的易燃易爆等风险。一旦发生火灾，很难及时救援、控制火势蔓延并疏散内部人员，并且很容易造成重大经济损失，甚至人员伤亡。因此，高层建筑内部火灾防控已逐渐成为人们密切关注的社会现象。同时，消防救援也处于非常重要的地位。

建筑内部的火灾损失相对较高，火灾发生速度非常快，同时一旦发生会造成很高的财产损失，甚至会加剧人员伤亡。由于高层建筑高度相对较高，内部结构复杂，易燃易爆物品较多，人员疏散难度较大，对于消防营救和灭火救援的困难度提升了很多，加大了火灾发生后的重建和维修等工作的难度。目前我国高层建筑内部的消防设施是最先进和最全面的，但也存在一些需要优化的地方，比如目前高层建筑消防设施建设效果不理想，影响了火灾预警、人员逃生、消防处理、灭火救援的整体效果逐渐降低。因此，许多专家学者都致力于如何提高消防设施建设和消防救援效果的研究，以促进我国建筑消防设施的优化。

1 高层建筑的概念

目前我国高层建筑的具体含义指超过一定层数或高度的建筑。各国高层建筑的起始高度或层数各不相同，但目前还没有制定的标准和范围。关于高层建筑的最新定义是在2018 年，我国规定高层建筑是指高度超过27m 的住宅建筑，非独立楼层高度超过24m 的工厂、仓库和其他民用建筑。

2 建筑消防设施作用分析

高层建筑内部的消防安全设施的要求不同于其他类型的建筑，高层建筑有其独特的建筑结构，发生火灾通常会增加及时控制火情并展开后续救援的难度。而且高层建筑的消防救援的时效性与一般建筑的时效性要短很多，一旦因为各种客观因素影响消防救援的及时开展，错过了最佳救援时间，会造成严重的后果，同时火情蔓延规模持续扩大。因此，为了提高高层建筑的火灾救援效果，需要充分利用建筑内部的消防设施。

总体来看，高层建筑消防设施的作用主要表现在如下几个层面：

（1）可以以最快的速度找到火灾警报，补充火灾救援所需的专业救援设备，及时完成楼内人员的安全疏散，最大程度地维护内部人员的人身安全，降低财产损失。

（2）它可以实施烟雾排放处理，防火隔离装置可以有效地阻止火灾蔓延，防止浓烟扩散，然后将烟雾通过排气管、风扇和其他排气清洁设备一起排放，降低火势的蔓延速度、烟雾造成的有毒气体释放和能见度降低等情况的发生，减少危险情况的发生。

（3）它可以提供正常的电力资源，给救援时使用楼内电力资源提供必要的后勤保障，以便展开救援，同时电力资源可以稳定建筑内的正常通讯，及时将火灾现场的具体情况反馈给指挥中心。通过这种方式，配合使用应急安全装置，可以提升建筑内部人员疏散的速度，电力资源可以确保楼内照明系统的正常使用，确保消防电梯的正常使用，提升人员疏散的效率。

3 高层建筑发生火灾的主要特点

经济和社会的快速发展影响着我国的建筑行业快速发展，人们的生活水平不断提高，对于住宅和办公所需的建筑面积也在不断增加，因此高层建筑应运而生，但是目前我国高层建筑内部缺乏系统完善的消防设施建设，对于火灾发生的应急处理也不到位。目前我国高层建筑发生火灾主要有如下特点。

3.1 人口疏散的难度相对比较大

目前高层建筑的高度一般为24m，并且有相对较多的人居住或办公在许多建筑物内，导致安全疏散路线紧张。一旦发生火灾事故，走廊内会有瞬间产生大量有毒气体释放，对火灾现场造成很严重的损失。随着火势蔓延，会产生大量的烟雾，楼内人员会通过安全通道和消防通道逃离现场，这会降低人员疏散时的能见度，给内部人员疏散造成了巨大困难。许多建筑物都有大量的内置管道和通风管道，一旦消防防火设计出现问题，火势会沿着这些通道蔓延，会严重影响消防救援工作的开展。

（1）高层建筑的主要特点是首先建筑楼层高，疏散路线远，到达安全区时间长。

（2）人员相对密集，疏散时容易造成拥堵。火灾过程中有大量的烟雾，增加了疏散的难度，并且，因避免火灾引起的电气泄漏而关闭电梯和自动扶梯会增加人员疏散的难度。因此，在高层建筑发生火灾的情况下，有必要使用消防楼梯进行有效疏散。如果走廊不能有效防止排烟，烟雾会迅速扩散到走廊，严重时会影响人员疏散，危及人身安全。

（3）大量实例表明，火灾燃烧产生的大量有毒气体排放扩散造成人员缺氧甚至窒息等情况是造成火灾死亡的主要原因，占比超过50%，最高达到70%。这主要是由于火灾燃烧产生的烟雾中的一氧化碳会与人体血液中的红细胞迅速结合，导致人体快速缺氧造成窒息甚至死亡。根据实例表明，疏散一幢50 层楼高的大楼中所有人群需要2h，这样的疏散效率也是火灾发生是造成最严重后果的决定性因素。

3.2 火势蔓延的速度非常快

如果建筑物内的防火措施没有得到很好的实施，并且不能合理设置，这将导致火灾火情危险程度的成倍增加。高层建筑的许多外墙保温材料大多使用B2 级材料，该材料具有耐火性，但是只有2h 左右，一旦其超过时效，再加上内部装修会采用大量的装饰品，在管道风等的催化作用下会加速高层建筑内部火势的蔓延。

高层建筑存在以下火灾隐患：

（1）火灾蔓延迅速，危害性大，并且有很多潜在危险会加速火势的蔓延。通过建筑物内部的门、窗、走廊和其他内部管道，会加快火灾的蔓延速度，甚至让整个高层建筑内部快速形成一个火桶。

（2）建筑内部的某些管道、竖井等也可能成为蔓延火灾的助力。只要高层建筑的设计、施工或管理存在问题，这些部分就更有可能产生烟囱效应。当火势从建筑物内部穿过外墙外窗时，它会迅速蔓延开来。

（3）影响火灾的因素很多，在高层建筑中，火灾传播的主要形式是热对流，其主要动力来自火风压力和烟囱效应。一般来讲，火势发展阶段的水平蔓延速度为 0.5～0.8m/s，而垂直方向的蔓延速度是水平蔓延速度的 6 倍多，达到 3～4m/s。

3.3 火灾扑灭的难度相对比较大

许多高层建筑的楼层高度相对较高，如果使用传统的水枪等消防设施，往往很难取得好的效果。在很多情况下，这些建筑都有附属于主高楼并与之连成一体的低层建筑，主要用于商业和公共服务，如设置商场、停车场、休息娱乐场所等，一旦发生火灾给消防救援人员的登高造成较大的影响，在一定程度上增加了开展救援工作的难度。并且很多高层建筑位于经济繁华区，周围往往会停留较多的车辆，导致消防车辆很难及时进入现场，不能及时开展火灾救援工作。

由于现有高层建筑功能复杂、使用方便等特点，都会有裙房设计，特别是对于高层酒店，其相连的低层建筑中有很大一部分被用作超市或休闲娱乐等用途，造成消防通道不够畅通。一旦发生火灾，消防部门很难接近救援现场，这大大降低了消防工作的效率。更重要的是，高层建筑最少都有24m 高，超高层甚至超过百米，因此发生火灾，展开外部救援是完全不现实的。因此，高层建筑的灭火救援必须依靠自身的灭火消防设施，再加上外部的有效干预达到降低伤亡率的目的。然而，由于我国目前的高层建筑中设置的消防设施还不完善，应用于高层建筑灭火救援的专业设备不足，导致灭火救援行动出现重大困难。此外，许多专业灭火设施还不足以满足目前高层建筑的需要，我国目前消防最专业的消防云梯的最高高度也只有24m，对于更高的灭火救援完全起不到任何作用。目前，一些发达国家使用直升机进行高层灭火救援，但其适用范围有限。一名普通消防员爬上十楼时，他的体力基本已经消耗了大半，在展开相应的专业救援对他们提出了更大的挑战。如果他们全副武装，随身有更多专业的救援设备，只会更大程度地加快他们的体力消耗速度，因此高层建筑的火灾扑灭难度较大。

4 建筑消防设施在高层灭火救援中的运用

4.1 应用火灾自动报警系统

应用火灾自动报警系统是目前我国高层建筑中消防救援中非常关键的一个环节，为了应对高层建筑日益增长的消防安全需要，施工单位在消防设计是针对高层建筑的特殊性，专门应用了火灾自动报警系统，一旦发生火灾，系统可以直接将现场的火势情况及时反馈给消防指挥中心。

一旦消防队掌握了具体的火情就可以制定出更加符合现场特定环境的救援计划，以提供快速准确的救援工作，提高火灾救援的有效性。高层建筑火灾自动报警系统技术通常采用烟感探测器，这种专业设备能够第一时间发现火灾并提供预警。消防指挥中心可以在第一时间看到火灾自动报警报告，显示准确的地址以便展开快速救援。目前，我国高层建筑中使用的火灾报警器可以最大程度地反映火灾位置和火灾大致情况，可以帮助救援队评估和了解火灾的具体程度，从而制定更加准确详尽的救援策略。

4.2 设置自动灭火系统

高层建筑中使用的大多数自动灭火系统是自动喷水灭火系统，通过特定管道及时对着火点展开扑救。自动喷水灭火系统必须按照既定标准配备三种控制模式，即手动控制、自动控制和应急操作。

主机接收到火灾信号后，向自动喷水灭火系统发出开启信号，开启报警阀组织进行灭火。如果高层建筑发生火灾时，一旦自动控制系统出现问题，那么可以采用人工的方式启动手动控制，如果手动控制也失去效用，那么可以启动应急操作系统，快速控制火势蔓延。日常最容易发生问题的是消防控制模块，一旦发生故障，系统无法正常工作，报警系统就会发生故障，自动灭火系统就无法启动。因此，在日常消防设施检查中，应加强自动灭火系统的日常维护，以备不时之需。

4.3 及时侦察火情及引导人员疏散

消防指挥中心收到火灾预警后，消防部门必须立即对火灾现场的情况进行详细调查，快速掌握现场的具体情况，包括被困人数、火势程度、建筑内部结构、周边交通、人流量等具体因素，然后带上专业设备以最快的速度出动前往救援现场。

当消防救援部门到达火灾现场时，火灾现场往往充满大量烟雾，同时建筑内部规模相对较大，结构相对复杂。通常很难从外面迅速找到着火点，同时消防队员对大楼内部情况了解不多，如果盲目进入大楼寻找被困人员或着火点，很容易危及消防人员的生命安全。因此，探测高层建筑火灾的方法是使用建筑内现有的消防设备来控制现场的火灾情况，即使用火灾自动报警系统，快速启动楼内设置的自动灭火装置，快速捕捉着火点、着火范围和火势火情，然后采取行动尽快扑灭火势，疏散楼内人员通过安全通道撤离，营救楼内被困人员，减少人员伤亡。

4.4 结合建筑内部供水与消防车辅助

消防队扑灭火灾最重要的资源是供水，它能迅速扑灭建筑内的着火点，营救被困人员。将水通过消防水枪和消防车等专业设备输送到高层建筑的着火层，及时控制火灾，是顺利扑灭火灾的前提。然而，随着建筑的高度越来越高，消防用水的供应已成为一个严重的制约因素。

一旦出现供水不足的情况，火灾无法得到及时有效的扑灭会造成更严重的后果。目前我国高层建筑的供水方式有很多种，但是最直接、最有效的方式是直接利用建筑内部的供水系统，这样不仅减少了消防设备因为高度的问题产生的负面影响，同时建筑内部的供水系统相较于外部更安全稳定，因此很多高层建筑发生火灾时的主要供水资源是采取内部系统。但是，如果建筑火灾面积很大，建筑内部消防用水不足，室内供水系统受损，则必须选择其他供水方式和灭火方式。最常见的是消防人员在展开救援时使用水带连接，从别处引用供水系统，以实现灭火救援的目的。当建筑物的高度很高时，消防队员在佩戴防水带时，需要足够的时间，但这种方法增加了铺设的难度，同时对于消防人员的体力和专业能力有很高的要求。

5 总结

大型高层建筑的出现给消防的日常管理带来了巨大的挑战。近年来，建筑火灾不断，造成了巨大的财产损失和不可逆的人员伤亡。高层建筑内发生火灾的危险性也在不断上升，消防设施管理的薄弱导致某些消防设施无法正常运行，一旦发生火灾，现有的消防装置可能无法发挥作用，无法在火灾发生之初就及时挽救，导致火灾态势发展，造成巨大损失。

本文主要针对目前我国高层建筑的特点和消防安全管理中存在的问题，总结我国高层建筑消防救援中目前的优化策略。首先分析了目前我国高层建筑发生火灾的特点，然后研究了高层建筑项目中消防安全管理的一些问题，以期在社会各界人士的关注下优化和完善目前我国高层建筑内部消防救援设施。目前我国高层建筑中的消防设施的应用还存在一些问题，希望通过本文的研究，可以引起足够的重视，并针对具体问题提供更加优化的改善措施，完善我国高层建筑消防救援的漏洞，能够科学、有效地对高层建筑内部的消防设施进行合理专业的布置，同时加强消防安全措施的宣传和发生火灾之后自救行为的有效开展。