高层建筑火灾扑救面临的困难及对策

刘洪强，魏捍东

(1.公安部消防局，北京 100054； 2.河北省消防总队，河北 石家庄 050000)

●灭火救援技术

高层建筑火灾扑救面临的困难及对策

刘洪强1，魏捍东2

(1.公安部消防局，北京 100054； 2.河北省消防总队，河北 石家庄 050000)

随着社会经济的发展，高层建筑数量日益增多，而其消防安全形势却越来越严峻。结合专项测试结论，探讨高层建筑火灾扑救的方法，提出改进高层建筑灭火救援的可行性措施，从而有效处置高层建筑火灾事件，避免和减少人员伤亡以及经济损失，杜绝恶性火灾事故的发生。

高层建筑；火灾扑救；数据分析；方法

高层建筑火灾扑救一直以来是公认的世界性消防难题，由于其特殊的火灾特点，使得火灾发生后火灾扑救和人员搜救工作都存在相当大的难度。公安部消防局于2009年至2013年相继针对高层建筑供水、建筑排烟、建筑消防设施应用开展专项测试，并对近年来典型的高层建筑火灾进行分析，从中找出高层建筑火灾的规律，探寻改进高层建筑火灾扑救的方法。

1 高层建筑火灾扑救面临的困难

高层建筑火灾案例表明，高层建筑火灾的主要特点是蔓延迅速，“烟囱”效应强，容易往上迅速蔓延，形成立体火灾，而且热烟毒气危害严重，直接威胁着人们的生命安全。各地公安消防部队在高层建筑灭火救援实战中总结了此类火灾扑救面临的一些问题，主要表现在以下几个方面。

1.1 灭火用水量大，供水困难[1]

《建筑设计防火规范》对于室内消防供水量的设计，只是针对火灾初期阶段自防自救的，其室内消火栓最大供水量仅为40 L·s-1，只能同时使用8个消火栓[2]。笔者对13起典型高层建筑火灾扑救进行分析，其平均用水量达到了300 L·s-1，其中最大的灭火用水量近700 L·s-1，出水时间平均为8.7 h，建筑自身供水系统很难满足需要。通过测试，对于100 m高层的供水，如果采取垂直铺设水带的方式，至少需要7名消防员利用10 min的时间才能保证出水，但大多数高层建筑外部水带固定条件差，在实战中许多消防员都是采用内部沿楼梯铺设的形式进行，100 m的高层至少需要18 min才能完成供水任务。供水的速度远赶不上烟气和火灾蔓延的速度。

1.2 烟气流动受高度影响较大，危险性大

按照《建筑安全玻璃管理规定》高层建筑大多采用钢化玻璃[3]，钢化玻璃的强度可达一般玻璃的9～15倍，其抗破坏压力可达600 MPa[4]，消防员难以实施破拆玻璃窗进行自然排烟。由于气流受到地面摩擦影响越小风速越大，风压也越大。据测定，如果10 m高处的风速为5 m·s-1，30 m高处则为8.7 m·s-1，60 m高处为12.3 m·s-1，90 m高处达15 m·s-1[5]。受风向、风力、气压等气候条件的影响，采用机械排烟也难以达到理想的排烟效果，大量的烟气笼罩在大楼内，对消防队员的灭火行动和室内人员的疏散，都会造成较大的威胁。

1.3 登高作业面受限，车辆展开困难

高层建筑大部分有地下附属建筑，导致消防通道路面承重力下降，极大阻碍了消防车辆的停靠。此外，登高作业场地操作空间受架空电力、通信、电车管线、广告牌的影响，作业场地受道路、绿化带、街道护栏等限制，致使车辆无法正常工作。

1.4 无线通信信号衰减严重，通信盲点多

由于高层建筑大多采用钢结构或钢混结构，对无线电信号屏蔽作用十分强烈，通信盲区或盲点较多，火场内部与外部联络容易出现通信不畅，给火场指挥带来了很多不便。经测试，高层建筑在150 m以上通信信号衰减严重，无法保证正常通信，150 m以下建筑内部核心筒内也不能保证正常通信。

1.5 建筑体量大、登高通道少，进攻和疏散困难

高层建筑层数多，疏散途径少且距离长，人员疏散所耗费的时间长。一旦供电出现故障消防电梯不能使用，消防员必须选择使用疏散楼梯进攻，而此时楼内的人员正在向楼下逃生，形成人流的对撞影响灭火救援行动。同时，由于需要携带必需的个人防护、灭火、破拆、侦察等工具，经过负重登楼后消防员立即展开战斗行动的能力被大大削弱。

2 高层建筑火灾扑救的改进措施

高层建筑火灾扑救，一直是公安消防部队研究的热点问题。笔者从前期准备、实战应用和检讨反思三个方面，对高层建筑灭火救援工作提出相应改进措施。

2.1 充分做好高层建筑灭火救援准备工作

2.1.1 灭火救援预案要经过实地测试。责任中队必须在实地实测基础上制订高层预案，对高层建筑逐一测试举高车停靠位置和疏散面，明确水泵接合器供水区域和功能，开展实际出水测试。对于多通道的人员密集场所，要与单位管理人员划分制定疏散楼梯和消防员专用楼梯，避免人流的冲撞。充分考虑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，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。

2.1.2 作战编成要相对固化。结合火警分级，实现一键式调度，科学调派相应的人员、装备和车辆到场处置。同时，落实高层建筑火灾扑救装备器材的标准配备，固化不同等级调派力量的人员、车辆的分工，便于在大型火灾现场指挥员能够按照力量编成统一分配任务，确保不同的增援队到场后根据任务直接展开战斗行动。结合《火警和应急救援分级规定(试行)》，以某省会城市消防力量为例，表1列出了不同火警等级高层建筑火灾扑救的力量编成。

2.1.3 灭火救援装备要立足特殊需要。针对高层建筑火灾特点，消防部队除配备大功率水罐消防车、举高车和常规的灭火救援器材外，还应该根据作战任务需要，装备一些高层建筑火灾扑救的特种器材。如针对内攻作战的需要，配备玻璃破碎器、通信中继器、窗口水幕水枪等；根据供水需要，配备50 m水带、水带快速吊升装置、移动储水囊、窗口水带固结器等。以一个作战单元为例，应当携带的器材如表2所列。

2.2 科学处置高层建筑火灾扑救中的矛盾

扑救高层建筑火灾，要确保第一时间抢救人员、控制灾情扩大，最大限度地减少损失和危害，必须正确处理好以下几个方面问题。

2.2.1 坚持“救人第一”，正确处理救人与灭火的关系[6]。火场上只要有人员被困，就要采取一切措施和方法积极抢救人命，这是公安消防部队在所有灭火战斗中必须遵循的原则。对于低楼层的被困人员可以稳定被困人员情绪，用喊话等方式安慰惊恐待救人员，尽量避免出现跳楼亡人事故；对于燃烧层上下楼内受烟火侵袭但有行动能力的人员，要内外结合，快速救出；对于受火焰烘烤或受火焰强烈辐射的人员应及时组织用水枪堵截火势，或突破烟火封锁，打开前进道路，掩护救人；对于逃生通道被封堵，举高车辆无法到达的人员，应派出消防员取得联系，尽量组织在避难层或避难间暂时躲避；遇有被困人员较多时，应合理评估建筑安全状态，设置中转层，确保防御水枪到位，将疏散出的人员引导至中转层，腾出有限的消防员搜救更多的人员。

2.2.2 科学使用消防电梯，正确处理作战效率与消防员安全的问题。实验证明，受过训练的消防员使用随机停靠楼层的消防电梯，目标楼层在8层以下时，消防员登楼速度快于消防电梯；若进攻楼层在8层以上时，消防电梯速度要比训练有素的消防员登楼速度快。但为确保安全，在使用消防电梯时应注意：消防电梯尽量不要穿过着火层，目标层应选择在着火层下两层；选乘的消防电梯应位于与着火区域不同的防火分区内；派专人负责监控电梯供电和井内积水情况，如可能造成电梯停止运行，应及时通报。

2.2.3 合理设定搜救顺序，正确处理搜救人员少与搜救范围大的问题。为保证有限的消防员能够最大限度地搜救现场人员，高层建筑火灾中，人员搜救的顺序应根据烟气流动和人员逃生规律制定。一般情况下，搜救人员从作业起点层出发，首先搜救着火层(包括本层其他房间)，其次是着火层上一层，第三步是顶层，然后再向下搜救，至最底层后，再对毗邻建筑外墙及着火建筑地面进行搜索。

2.2.4 及时内攻，正确处理内攻与外攻的关系。各级指挥员要树立“先内后外”、“内攻为主，外攻为辅”的作战理念，在火灾初期部署力量快速接近火点，消灭火势。当火点在建筑内部，且未突破建筑外壳时，必须内攻，不是特别需要，一般不应从外部向室内出水炮进攻；当火点在建筑内部，且已突破建筑外壳时，可实施内外夹击，但外部水枪阵地只能作为防御，阻止火势向上蔓延；当火点在建筑外部，且邻近窗户玻璃未炸裂，高度在作战车辆射程内时，可采取外攻灭火的方式；当火点在建筑外部且邻近窗户玻璃大范围炸裂时，尽量避免外攻。

2.2.5 果断消除危险，正确处理排烟散热与爆燃的关系。高层建筑室内密闭性强，起火后5～7 min左右，由于燃烧不充分，产生大量不完全燃烧的可燃气体，一旦补充新鲜空气，极有可能会发生爆燃，温度从400～500 ℃突然上升到650～700 ℃。同样，当建筑内猛烈燃烧时，室内火风压力很高，随着室内温度不断升高，体积膨胀，内压增大，如盲目从外部猛烈开炮射水将会使室内烟热气体压向内攻的通道，瞬间造成火风泄压，形成热浪冲击波对内攻人员造成伤害。为此，消防员要懂得正确排烟散热。对于形成猛烈燃烧的建筑，一方面要在排烟口设置窗口水幕水枪，阻止火势向上蔓延或是利用弯头水枪从着火楼层的下层向排烟口内射水，降低火场温度；另一方面要从上风方向的窗口设置遮挡幕布减小进风量，减小火场内火风压的压力。对于起火的密闭空间，要在其门、窗上破拆孔洞，保持门窗呈关闭状态，向内射水降温，慎重通风，防止发生爆燃。

2.3 立足长远，完善建筑防火设计规范

新出版的《建筑设计防火规范》增加了“灭火救援设施”一项，这是在防火设计规范中首次开辟专篇强调灭火救援工作，这也意味着灭火救援工作可以在高层建筑建设之前进行设计。经过长期的灭火救援实践工作，笔者认为建筑防火设计规范需从以下五个方面进行完善，进一步服务灭火救援工作。

2.3.1 提高消防电梯的安全要求。扑救高层建筑火灾，消防电梯已经成为消防员登高的首选，如何确保消防员安全使用消防电梯则尤为重要。消防电梯前室门口设置了挡水设施，但是火灾扑救中仍经常出现消防电梯井进水的事件，建议消防电梯井内设置自动排水装置，确保消防电梯正常运行。此外，在消防电梯井中增加感温、感烟和自动排烟装置，一旦温度和烟量妨碍到电梯正常运行，可以采取安全措施，确保消防员安全。

2.3.2 规定消防控制室位置。鉴于高层建筑一层大厅经常被消防指挥员作为联络地点，而消防控制室是现场指挥员了解高层建筑火灾情况的最有效手段。NFPA101生命安全规范和NFPA1561紧急事件管理系统中明确对消防控制室和指挥部的位置要求，“9·11”事故救援中也体现出消防救援指挥部设置在建筑一层大厅。建议在标准中明确消防控制室必须位于建筑大厅，便于消防指挥员侦察、指挥。

2.3.3 同步加入与消防无线通信相匹配的中继台。鉴于高层建筑对无线电信号的屏蔽作用，建议明确高层建筑装修阶段将消防无线通信中继台作为公共通信设施同步建设，确保灭火救援过程中消防通信畅通。

2.3.4 特定建筑加装自动喷水系统。对于内循环双层玻璃幕墙建筑，由于其外层钢化玻璃强度高、内层防护等级低，一旦发生火灾极易沿两层之间的空气缓冲层进行蔓延，无法有效扑救。建议在空气缓冲层中加装自动喷水系统，确保发生火灾时的安全。对于采用可燃、难燃外墙保温材料的建筑，一旦保温层发生火灾，几乎整个建筑外立面全部过火，而消防部队扑救的最有效方式是从顶部出枪向下形成雨淋灭火。如果强制在采用可燃、难燃外墙保温材料的建筑顶部加装雨淋装置，则可最大限度地减少火灾带来的损失。

2.3.5 设置供水干管。高层建筑供水中，最困难的工作是水带铺设。为解决此项工作，上海已经出台地方性标准，明确要求施工临时用水干管在竣工后不拆除，明确配套消火栓接口，作为消防供水的干式竖管。建议，将此做法作为硬性规定，确保所有高层建筑保留施工用水干管和设置供水干管，用于消防车辆向高层建筑实施供水，提高灭火救援的供水能力和速度。

[1] 魏捍东，张智．从央视大火探讨超高层建筑灭火对策[J]．消防科学与技术，2010，29(7)：606-612．

[2] GB 50016-2006，建筑设计防火规范[S]．

[3] 发改运行[2003]2116号，建筑安全玻璃管理规定[S]．

[4] 化学钢化玻璃产品特性[EB/OL]．(2015-02-08)．http://www.jianshe99.com/ lun_wen/qita/ ya1504245902.shtml.

[5] 陈家强.高层建筑火灾与应对措施[J].消防科学与技术，2007,26(2)：109-113.

[6] 李建华，黄郑华.火灾扑救[M].北京：化学工业出版社，2012：33-36．

(责任编辑 陈 华)

Difficulties and Solutions of Fire-fighting with High-rise Buildings

LIU Hongqiang1, WEI Handong2

(1.FireDepartmentofMinistryofPublicSecurity,Beijing100054,China; 2.FireCropsofHebeiProvince,Shijiazhuang050000,China)

With the development of society and economy, high-rise buildings have been mushrooming now. However, the fire protection situation is increasingly severe. Based on the specific test results, this paper explores the fire-fighting methods for high-rise buildings, and proposes feasible improvement measures, so as to efficiently tackle the fire risks in high-rise buildings, minimize casualties and economic losses, and avoid serious fire disasters.

high-rise buildings; fire-fighting; data analysis; method

2015-02-06

刘洪强(1977— )，男，天津宁河人，工程师； 魏捍东(1963— )，男，江苏沭阳人，高级工程师。

TU998.1

A

1008-2077(2015)08-0026-04