高层建筑火灾危险性及灭火救援战术分析

2022-08-29阿力木江艾山喀什地区消防救援支队疏附县消防救援大队团结路消防救援站

消防界(电子版) 2022年12期

■ 阿力木江·艾山喀什地区消防救援支队疏附县消防救援大队团结路消防救援站

在我国城市化进程加快的背景下，高层建筑物的数量不断增多，与传统建筑物相比，高层建筑物具有结构复杂、内部人员多等问题，导致建筑物内部可能存在大量的火灾隐患，一旦发生火灾可能会造成巨大损失。为了能够有效避免上述问题，需要相关人员在正确识别高层建筑物火灾危险性的基础上，从建筑物现状入手制定灭火救援战术，这样才能有效减少损失，保证居民的生命财产安全。

一、基于高层建筑物火灾的危险性分析方法研究

（一）模糊综合评价方法

从特征来看，模糊综合评价方法属于一种定量评价方法，该评价方法的关键点就是要从被评价对象的本身入手形成指标体系，最终对数据进行量化，此时量化后的资料就可以在模型中分析其中的危险性问题，最终识别建筑物内有无火灾风险。其中模糊综合评价方法的基本处理过程为：（1）分析因素域U，此时U 代表了各个评价因素中的要素组成情况。（2）判断等级域V，等级域V 代表综合评价中评语的集合，该集合中代表了被评价对象的区间结果，常见的评估结果包括很好、一般、差等。（3）形成模糊关系矩阵R。在整个数据运算中采用单因素评估结果，所以在运算中应根据矩阵中的元素分布来判断评估结果。（4）判断因素权向量A，该向量A 代表评价因子在被评估对象中的重要程度等，根据A 的数据变化趋势可以对矩阵R 做数据运算与加权处理等。（5）计算结果向量B[1]。

（二）构建高层建筑物的火灾危险性体系

建筑物的火灾危险性是指火灾发生后所产生的危害程度，对于高层建筑物而言，其火灾危险性受到众多因素的影响，包括自动火灾报警系统、火灾荷载状态、阻燃与防火装置、火灾疏散通道系统完整性、消防设置性能、建筑物结构等。在确定指标体系之后即可根据指标合成方法来计算权重。

（三）制定权重

在模糊综合评价方法中，应严格按照建筑物住宅等级来完成危险性权重赋值，根据数值的大小变化来评估其中的危险度。在数据计算中，应考虑到每个计算单元对场地内消防安全水平的影响，此时针对每个评价单元，则可以根据评价单元下设的各个风险因素来判断风险的发生，因此火灾危险性越高，则相应的数值越大。

在数据计算中，每个指标层的数据均可以利用风险赋值方法进行计算，重点包括：（1）根据指标层中的火灾风险对场地进行检查，检查结果可以判断有无火灾风险隐患。（2）根据基本判断单元中的火灾风险因素，假设实际火灾隐患数量为m 个，风险因素数量与火灾隐患之间的比值定义为r，则有计算公式，公式中的n 代表火灾风险因素的数量，在数据计算中通过记录r的数值大小，即可获得量化的火灾风险指数[2]。

在数据运算中，按照公式（1）介绍的指标层结构就可以对其中的模糊综合做归一化处理，计算出火灾危险因素的权重值，进而获得火灾风险等级的详细数据。

二、基于模糊综合评估方法的火灾危险性案例分析

（一）项目简介

文章以某高层住宅楼为研究对象，该住宅楼采用了钢筋混凝土框架结构，包括地上22 层、地下2 层，耐火等级二级。建筑物的周围密度较大，并且与周围多个小区联系紧密，导致道路交通拥挤，难以理顺防火分区，整个建筑物的火灾预防难度较高。

根据上文对建筑火灾危险性评价的相关内容，对案例建筑物进行分析，具体的分析结果显示：（1）从建筑物的火灾荷载状态来看，因为建筑物为居民住宅，导致建筑物内缺乏统一的装修，居民根据自己喜好随意调整装修方案，导致部分建筑物室内的结构发生改变。（2）从自动报警系统建设来看，在该建筑物中设定了手动报警装置与自动化火灾报警装置。（3）从自动灭火系统建设情况来看，建筑物内设置了消火栓，但是没有设置自动喷淋灭火系统。（4）建筑物内共有安全出口两个，并且每个楼层中都有疏散指示标志。（5）建筑物中的阻燃、防火效果不理想，没有专门的防火卷帘与防火墙，结构内也没有明显的防火分区方案。

（二）确定火灾危险性指标隶属度

为了更加科学有效地评估火灾危险性问题，根据案例高层住宅的特征编制建筑物防火安全评价指标体系，根据该体系形成建筑物防火安全评估表，并根据实际情况作出打分，形成赋值。

（三）模糊综合计算

分别针对上述指标进行运算后，构建建筑物火灾危险性分析矩阵，根据上文对建筑物分析的五个评估项目展开分析，系统总评估矩阵如公式（2）所示。

根据公式（2）的计算结果可以对建筑物的建筑物火灾危险性作出评估，根据数据归一化处理结果，按照“良好”“一般”“差”的划分方法对火灾危险性作出评估后，最终结果显示，该建筑物的评估结果为“良好”占比为23.52%、“一般”占比为30.41%，“差”占比为46.07%，根据最大隶属度原则，可以将建筑物的防火安全等级划分为“差”。

从案例工程项目的经验可以发现，案例建筑物的防火等级不理想，证明整改建筑物中存在较高的火灾隐患，而根据对相关数据的进一步分析结果，对整个建筑物的火灾危险性情况作出评价后，最终认为建筑物缺乏火灾自动喷淋系统、未设置防火卷门等现象是影响建筑物火灾危险性分析结果的重要因素，这也应该成为未来建筑物消防改进的主要组成部分。

三、高层建筑物火灾特征分析

（一）建筑物内部发生火灾的原因复杂多样

造成高层建筑物内部发生火灾的原因分为很多种，主要表现为：（1）高层建筑物中的居民数量较多，随着建筑物投入使用时间变长，导致内部设备数量明显增多，再加之线路老化、电气设备运行时间延长等因素影响，会造成用电系统超负荷运行并引发火灾。（2）吸烟等行为所造成的火灾。（3）其他违章现象造成的火灾等。

（二）高层建筑物火灾的危害性

高层建筑物火灾的主要特征就是具有更快的蔓延速度，并且表现出典型的烟囱效应，在火灾发生后，火势可能在极短的时间内向上蔓延，严重情况下导致多层同时燃烧，最终发展为立体火灾。同时火灾发生后会生成大量的CO、CO2等气体，尤其是随着CO 浓度的增加，会导致被困人员在较短的时间内死亡[3]。同时因为高层建筑物内部不合理的装饰方案，如大量塑料壁纸、化纤地毯等高分子材料在燃烧之后会生成大量的氯气等有害物质，对人体生命安全构成威胁。

四、高层建筑物灭火救援战术分析

（一）坚持合理布置消防力量

在高层建筑物灭火救援中，全体消防人员应优先保证被困群众的生命安全，妥善处理救人与灭火之间的关系。正常情况下，建筑物的灭火与人员救助是同时进行的，在被困人员救援任务结束后，应将全体人员安排进入火灾现场灭火。同时要确定灭火的起点层，通常为了有效降低温度，可选择在火层下一层或者下二层展开救援，避免火势向下蔓延。在灭火力量部署中，应将关注的重点放在着火层，其次为火灾上层；所构建的水枪阵地应依托建筑物的防烟与防火分区结果布置，优先靠近竖向管井的开口部位。

当高层建筑物起火之后，因为垂直方向的火势蔓延速度快，因此在顶部往往会聚集大量的热烟以及毒气等，再加之人员大部分集中在中上层位置，火灾发生后人员疏散难度高。根据相关统计可知，火灾发生后，当人流密度达到1～5 人/m2时，行人行走的速度为0.60～1.35m/s，明显低于烟火蔓延的速度，再加之恐惧心理等影响，会显著增加人员伤亡的概率，所以当消防人员抵达现场之后应第一时间组织人员疏散。

（二）遵循自救原则

在高层建筑物火灾救援中，应考虑到高层建筑物内各类灭火设施与装备的功能，争取能够在火势发展的初期做好封堵，避免火势进一步蔓延，争取能够将火势控制在萌芽阶段。

（三）做好火情侦查

高层建筑物的火情侦查是灭火救援的重要组成部分，通过火情侦查来判断火情发展情况，最终为快速扑灭火灾提供必要的支持。在火情侦查中，工作的重点内容包括：（1）了解高层建筑物内的起火部位以及火灾蔓延方向等，根据侦查结果了解火势是否越过防火分区等，根据火灾现状以及发展态势，判断可能受到火灾威胁的部位。（2）侦查中了解有无人员被困等情况，若确定存在人员被困情况，应确定被困人员的数量以及位置等，并判断被困部位是否具有救援条件，如了解通往被困人员的道路是否需要做爆破拆除等。（3）了解火灾现场周围是否存在易燃易爆危险物品等。（4）评估火灾现场的供水系统性能，如了解水源供给量是否满足灭火要求等。

在火情侦查中，常见的侦查方法包括高层建筑物内的闭路电视以及各类消防设施监控系统等；或者通过电话与被困人员取得联系，了解被困的部位；组织专勤人员深入特殊区域、重点区域进行勘察。

（四）根据立体作战需求合理布置灭火力量

高层建筑物的立体燃烧问题不容忽视，所以在灭火救援战术中要求工作人员能够第一时间完成立体作战部署，其中的重点内容包括：（1）全体消防人员应保障第一时间出动，并根据高层建筑物实际情况实施立体作战，在现场准备消防车辆、水罐车以及水泡车、重型泡沫车、登高车等。（2）利用登高设施进攻。在内部进攻中，消防人员可借助消防电梯、防烟楼梯等占据建筑物中的有利地形，并根据现场情况选择正确的进攻路径。在外部进攻中，可借助登高装备进攻，优先将消防人员送至火灾发生场所。最后采用内外结合进攻的方法，根据火势发展情况以及火灾控制要求同时部署内外力量，抓住进攻的有利时机，争取第一时间控制火灾蔓延。

（五）完善火场供水方案

高层建筑物火灾控制的关键点是能否提供稳定的供水，其中的水压、供水量等都应该满足消防设置要求，因此在高层建筑物供水中，应及时根据火场现状以及客观条件等作出供水决策。其中的重点内容包括：（1）充分利用建筑物内的消防供水系统，包括消防水池、消防泵以及各层消火栓等。一般高层建筑物都会在楼顶位置存储能够满足10min 消防供水的水量，并且利用现场水泵按钮即可启动。（2）采用水泵连接器向消防管网供水。现阶段每个水泵接合器流量达到了15L/s，能够满足消防要求，所以在消防灭火中，应了解供水系统标志，避免出现误用等情况。（3）若发现现场缺乏供水能力，可借助建筑物底层消火栓直接完成供水。

（六）排烟方案

高层建筑物发生火灾之后会导致顶部烟气蔓延速度加快，一般在火灾发生30s 左右后，烟气就可以从火灾部位窜到顶部，且随着温度的提升，当烟气温度超过500℃时，就可点燃大部分可燃物，最终导致整幢建筑物失火，因此在消防救援过程中，有效排空烟气成为消防工作的重点[4]。常见的措施包括：（1）封闭防烟方法。该方法主要是通过具有良好密封性能的装置来阻止火势蔓延，火势可以被控制在小空间中。（2）采用自然排烟的处理方法。通过高层建筑物内部设置的排烟窗、排烟口、排烟竖井等装置，利用建筑物内部的温度差值形成自然风，促进烟气快速排空。（3）喷雾水流排烟方法。若烟气浓度较高且难以疏散、救助被困人员的情况下，消防人员可集中使用喷雾水枪，在形成水幕后快速向前推进，这种方法的优点就是可以快速驱离烟气，达到排烟效果。