新科技、新技术、新材料在高层建筑防火中的运用

杨国成 王傲 祝贵军

摘要：在我国经济发展迅猛的今天，城市化进程不断加快，信息化科学技术被逐渐应用在众多领域。近年来，我国高层建筑数量逐年增长，有效的为城市可持续发展奠定基础。在城市化发展中，高层建筑如何应用新科技和新材料已经成为社会普遍关注的话题。为减少高层建筑发生火灾，保证财产安全和生命安全，本文首先分析高层建筑火灾的主要特点，然后对高层建筑开展防火工作应用新技术和新材料、新科技进行探究。

关键词：高层建筑防火;新科技;新技术;新材料

随着我国经济发展进程不断加快，在众多制约城市发展的因素中土地资源短缺成为关键部分。为推动城市建设步伐，有效解决用地紧张问题，优化城市环境，建设高层建筑是尤为重要的。无论是在建设高层建筑过程中，还是正式投入使用，加强防火工作是十分必要的，因此需要制定完善的防火计划，将新技术和新材料引入到防火工作中，可以提升消防系数和安全指数，从而促进城市可持续发展，为人们生命和财产安全夯实基础。

一、高层建筑火灾的特点

（一）火灾蔓延速度较快

相较底层建筑，高层建筑可以燃烧的物质较多，例如地毯和各种家具等，并且设有电缆井和管道井等竖向井道，这样就会形成“烟囱效应”，从而致使火灾蔓延速度不断加快。通常情况下，初期火灾蔓延速度为0.32m/s，燃烧阶段速度可以达到0.6-0.9m/s，竖向扩散的速度是3-4m/s。假设高层建筑楼层高度为200米时，烟气在阻挡情况下，在1分钟内可以由底层直接扩散至顶层。

（二）人员疏散艰难

高层建筑楼层较高，并且楼层数量多，当发生火灾后，将建筑中的人们疏散至安全地区，花费的时间较长。此外高层中的竖向井道内部空气流通流畅，发生火灾后，由于火势和烟雾蔓延速度较快，从而导致疏散人员效率下降，室内能见度降低，不能很好的疏散人们到安全区域。

（三）扑火救援工作复杂

我国高层建筑消防设备已经达到自动化程度，并且具备高质量的灭火设备，但假设某个环节出现问题，会直接导致灭火设备不能很好地发挥作用。当高层建筑发生火灾前期，如果居民不会正确使用灭火设备，等待消防人员达到火灾现场时，会导致不能及时联系消防控制中心，并且因为火势猛和楼层高等原因，不能顺利开展扑救工作。当前我国消防车可以达到最高的高度为101米，并且在高层建筑四周设有其他建筑，不利于登高车开展救援工作。此外由于建筑受到高温烘烤影响，玻璃和幕墙会爆炸，工作人员不能靠近开展火灾扑救工作，只能依靠建筑室內消防设备。

二、高层建筑防火中应用新技术、新科技、新材料

（一）新科技的具体应用

在众多新科技中，“分布式感温光纤”系统被应用在高层建筑中，主要是感温光纤系统可以对电缆线温度进行实时监控，当电缆线的温度超过预先设置的温度数值后，感温光纤系统可以发出警报信号，并对危险地点进行精确定位。在高层建筑中，竖井通道与电缆线分布地点比较紧密，同时电缆线占地空间较小，不能有效地发散运行热量，当热量达到预定值或者超过预定值后，电缆线会出现融化或者变形，从而发生短路。将感温光纤系统合理应用在高层建筑中，可以有效解决电缆线发生短路情况，从而提升电缆系统正常工作的安全系数，确保建筑供电安全可靠。

（二）新技术的具体应用

消防炮作为一种最新的灭火设备被应用在高层建筑中，主要是具备敏捷性和机动性，可以实现远程扑火工作。气动发射与车载发射是高层建筑中消防炮的主要两种发射形式。消防炮主要以“高压气体”为核心，是防火武器中的一种。发射装置和气源以及火控系统等是消防炮中的重要装置，并且火控系统还包含了“操控显示系统”和“火控计算机系统”。火控系统应用在高层建筑中的主要工作是控制消防炮瞄准、装炮过程。除此之外，高层建筑中应用直升机技术，可以实现有效灭火。直升机系统具备侦查指挥和空中灭火等功能。比如在直升机系统中安装灭火系统，可以利用其机动性和灵活性完成空中灭火工作，进而达到扑火救援预期效果。当高层建筑发生火灾后，救援人员不能快速达到火灾现场，可以通过直升机把救援人员与救援物资迅速运输到现场，并将被困人员送达到安全区域，保证人们生命安全和财产安全。当前我国直升机技术还没有达到最高水平，有较多的地方需要优化完善，并且部分消防部队没有配备直升机。但是随着我国科学化进程的不断加快，消防直升机在灭火工作中已成为发展趋势。

（三）新材料的具体应用

为有效避免高层建筑发生火灾，在选择原材料和装潢材料时，大部分以“防火”为主要依据，借助先进的科学技术手段，建立科学完善的消防安全体系，进而确保高层建筑具备安全性能。例如美国政府在相关文件中说明，高层和超高层建筑时在选择原材料和装潢材料时，首先应该以“防火、耐火”为核心，例如选择的材料可以是“阻燃电缆”“膨胀防火涂料”等，同时，美国政府对地毯和窗帘等家具都作出严格规定。另外为有效解决消防和逃生问题，日本政府明确规定在公共建筑中应该选择酚醛泡沫等合格的耐燃物，主要是其具备较好的耐热性，并且当火灾发生开始燃烧后，发烟量较少，不仅可以保护生态环境，还可以有效降低安全隐患。根据高层建筑实际情况，在设计高层建筑时，要重视公共区域，保证公共区域内的安全性，合理开展防火设计和火灾控制工作。在高层建筑中，扑救火灾的威胁除高度外，还有烟气，燃烧的物质会迅速蔓延到非起火层，所以在选择新材料时，必须重视烟气的问题，要选择出烟量较低的材料，避免因烟势过大，影响扑救工作。

三、结语

工业化和城市化发展速度加快，城市人口数量逐年上涨，土地资源越来越紧张，因此建设高层建筑成为城市发展的根本方向。在建设高层建筑环节中，需要侧重注意消防问题，加大对新技术和新材料的投入力度，这样才可以降低发生火灾的概率，确保高层建筑的可靠性、安全性，提升建筑质量，保证人们生命和财产安全，从而推动城市健康发展。

参考文献：

耿亭亭.高层建筑防火中性能化设计方法的运用[J].山西建筑，2018，44（35）：29-31.

郑建.高层建筑防火中性能化设计方法的运用[J].消防界（电子版），2016（05）：61+51.

张峰.新科技、新技术、新材料在高层建筑防火中的运用[J].科技与企业，2016（06）：212.

作者简介：

杨国成（1988-），男，四川省犍为县人。学士学位，研究方向：火灾科学、检验检测、质量分析、安全分析、产品检测。