高大空间建筑灭火救援关键技术分析

胡士栋

（天津市宁河区玖龙路消防救援站，天津 301509）

1 高大空间建筑灭火救援的研究背景

随着社会经济发展与技术进步，建筑空间大型化趋势显著，高大空间结构也成为最常见的建筑结构类型之一，在商场、展览厅、体育馆等场所得到广泛应用。然而，高大空间建筑体量大、结构复杂的特点也导致灭火救援难度增加，在灭火供水、通风排烟以及人员疏散等方面面临困难。因此，有必要针对高大空间建筑灭火救援关键技术展开深入研究，结合火灾扑救实践经验加强新设备与新技术应用，提高灭火救援作战水平，尽可能减少火灾造成的财产损失与人员伤亡。

2 高大空间灭火救援工作的难点

2.1 火灾蔓延速度快

高大空间建筑占地面积及空间跨度较大，高度多在7 m 以上且具有良好的通风条件，建筑内部堆放较多的可燃物料，一旦发生火灾，可在短时间内蔓延，并在热气流作用下形成较大火势[1]。

2.2 建筑耐火性能差

建筑钢结构失稳温度临界点为500 ℃。高温作用下，钢结构件出现变形受损的情况，并对建筑整体结构的受力平衡造成影响。发生火灾后，高大空间建筑钢结构件受高温作用会在短时间内出现扭曲、变形现象，救援难度增加。

2.3 常见火灾探测方式效率不高

现阶段，建筑中常用的火灾探测器大多为温感或烟感，且安装方式以顶棚安装为主。高大空间建筑高度较高，烟气升高后其温度和质量浓度大大降低，很多时候难以触发火灾探测器，即便启动也难以发挥出火灾早期探测的作用。

2.4 普通喷水灭火装置不能发挥作用

对于高大空间建筑来说，特别是空间高度达到20 m 以上时，根据温度变化运行的喷头已经不再适用；而且普通喷水灭火装置难以直接喷水在燃烧物表面，控火与灭火作用不显著。

3 高大空间建筑灭火救援关键技术

3.1 加强先进消防技术与设备应用

3.1.1 采用非接触式火灾探测技术

结合GB 50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》相关规定可知，空间高度在8 m 以上的建筑不适用点型感温探测器。由于高大空间建筑空间高度很多超过12 m，甚至达到20 m 以上，因此在开展灭火救援工作期间，应使用更为先进的智能型、复合型火灾探测器，保证可以在第一时间探测到火灾隐患，并采取相应的应急措施[2]。高大空间建筑适用的火灾探测器类型及其具体安装规定见表1。

表1 高大空间建筑火灾探测器类型及安装规定

在进行火灾探测器选型时，相关工作人员应根据其保护面积和保护半径来设置间距，并计算出整体空间所需的火灾探测器数量，其公式为

式中：N 为火灾探测器数量；S 为高大空间建筑面积；K 为修正系数（流量系数），且根据场所容纳人数进行取值调整；A 为火灾探测器保护面积。

3.1.2 应用自动喷水灭火系统

某商业综合体项目建筑总面积为134 767.87 m2，建筑高度为64.70 m，其内部设有电影院，并划为独立防火分区，建筑面积为3 477.61 m2。其中，某影厅建筑面积为362.13 m2，观影区域根据座位倾斜度设计净空高度在11.85～9.7 m 范围内，现对该影厅进行自动喷水灭火系统设计。

首先，选择合适的喷头类型。合适的喷头类型有利于自动喷水灭火系统爆破喷水且保证喷水的均匀性，及时达到燃烧物表面，起到吸收热量、扑灭火灾的作用。根据GB 50084-2017《自动喷水灭火系统设计规范》规定，喷头类型的选择应根据影厅的设计净空高度范围确定，选用的是流量系数K=161 的闭式洒水喷头。

其次，应对喷头设置进行合理设计。本项目中，建筑高大空间建筑喷头间距为1.8～3.0 m，喷头最大保护面积为9 m2，并根据喷头最小工作压强（0.05 MPa） 得到喷头最小保护面积，屏幕区域与观影区域的喷头最小保护面积分别为5.7 m2、7.5 m2。

最后，提出完善的配水管道设计方案。在此过程中，应对喷洒强度、喷头保护面积、喷头流量系数等因素进行综合考量。为满足喷洒强度要求，应对喷头设计流量进行计算，其公式为

式中：q 为喷头流量，L/min；K 为喷头流量系数；p 为喷头工作压强，MPa。。

根据式（2），对全部每个喷头的喷头流量进行计算，在本项目中，中央末端布置和中央中心布置两种类型的配置水力（配水） 管网形式水力计算过程分别见表2、表3。其中，1 mH2O=1 000 mmH2O=9 806.61 Pa。

表2 中央末端布置配水管网形式水力计算过程

表3 中央中心布置配水管网形式水力计算过程

由表2、表3 可以看出，相同管网形式下，可通过增大配水支管管径，使配水更加均匀。两种配水管网计算结果对比情况见表4。

表4 两种配水管网计算结果对比情况

3.2 建立完善灭火救援行动机制

首先，应针对火灾做好前期准备工作。消防救援人员日常应开展高大空间建筑灭火救援技术培训与应急演练，包括垂直供水技术、人员疏散方法等，同时了解火灾中可能出现的安全事故隐患，做到冷静处理火灾现场的各种突发状况，提高灭火救援效率。

其次，应制定完善的灭火救援方案。针对高大空间建筑开展灭火救援工作，应先整合火情信息，在了解灭火救援难点、现场潜在风险以及建筑内部结构等内容的基础上，展开科学合理的火灾救援[3]。

最后，保证火灾现场指挥管理的规范化。针对现场存在的潜在危险与不确定性因素提出处理方案，保证灭火救援指挥全过程的安全有序，为人民群众财产与生命安全提供保障。

4 结束语

综上所述，高大空间建筑结构的特殊性导致灭火救援工作难度增加，为最大限度上减少火灾造成的影响和损失，应从源头出发加强高大空间建筑消防安全管理，强化安全生产意识，有效消除火灾安全隐患。同时，应当针对高大空间建筑的消防设施设备与疏散通道做好规划，保证消防设施设备配备齐全，加强各类先进火灾探测系统、自动喷水灭火系统的应用，从而确保在发生火灾后可第一时间采取措施。