浅谈高层建筑火灾的 特点、扑救及预防

姓名： 孙晓光 班级： 土木0901 学号：1801090106 时间：2011/6/13

论文摘要

为何摩天大楼火灾频发?为何高层建筑救火如此之难？为何生命的防火墙在火灾中成了摆设，在这个楼越建越高，结构也越来越复杂的摩天大楼时代，除了消防安全，这些高楼还有哪些看不见的隐患？ “在一般建筑中很普通甚至是不成问题的问题，到了超高层建筑中都成了特殊问题。”建筑专家林贤光表示，他认为，其中消防问题“是最可怕的”。 且不说高层建筑对电力系统的高度依赖，高层建筑有大量纵深的楼梯间、电梯井、管道井、风道、电缆井、排气道，如果防火分隔存在问题，起火后将像一座座高耸的烟囱。一座100米高的高层建筑，在无阻挡的情况下，烟气只用半分钟就能顺着竖向管井扩散到顶层，速度大约为水平方向的10倍以上。 可以假想一座高层建筑的火警场面：倒下的人越来越多，疏散通道很快难以畅通，日常电梯在火灾状态下严禁使用，消防电梯专供消防人员使用，楼内人群能够借助的，只有垂直疏散通道。上千人在惊恐、慌乱的状态下挤入狭窄的通道。 我们在火灾中付出了无数惨痛的代价，对于高层建筑火灾的发生及预防我们应予以高度重视，吸取教训，总结经验才能让我们以后减少此类情况的发生。 本文将对高层建筑火灾的特点及预防的相关情况进行一些具体论述„„ 关键字

堵截措施

消防安全管理 水泵接合器

疏散

管道井

宣传力度 消火栓

供水措施

水压

消防泵

空气流动

浅谈高层建筑火灾的特点、扑救及预防

为何摩天大楼火灾频发?为何高层建筑救火如此之难？为何生命的防火墙在火灾中成了摆设，在这个楼越建越高，结构也越来越复杂的摩天大楼时代，除了消防安全，这些高楼还有哪些看不见的隐患？

大火后的上海胶州路教师公寓。

上海静安区 一栋28层 的高楼发生 大火

“在一般建筑中很普通甚至是不成问题的问题，到了超高层建筑中都成了特殊问题。”建筑专家林贤光表示，他认为，其中消防问题“是最可怕的”。

且不说高层建筑对电力系统的高度依赖，高层建筑有大量纵深的楼梯间、电梯井、管道井、风道、电缆井、排气道，如果防火分隔存在问题，起火后将像一座座高耸的烟囱。一座100米高的高层建筑，在无阻挡的情况下，烟气只用半分钟就能顺着竖向管井扩散到顶层，速度大约为水平方向的10倍以上。

可以假想一座高层建筑的火警场面：倒下的人越来越多，疏散通道很快难以畅通，日常电梯在火灾状态下严禁使用，消防电梯专供消防人员使用，楼内人群能够借助的，只有垂直疏散通道。上千人在惊恐、慌乱的状态下挤入狭窄的通道。

我们在火灾中付出了无数惨痛的代价，对于高层建筑火灾的发生及预防我们应予以高度重视，吸取教训，总结经验才能让我们以后减少此类情况的发生。

本文将对高层建筑火灾的特点及预防的相关情况进行一些具体论述：

1、高层建筑火灾的特点。

火势蔓延快。高层建筑的楼梯间、电梯井、管道井、风道、电缆井等竖向井道多，如果防火分隔处理不好，发生火灾时就好像一座座高耸的烟囱，成为火势迅速蔓延的途径，尤其是综合楼、办公楼等高层建筑，一般室内可燃物较多，加之个别单位装修违规使用易燃材料，一旦起火，燃烧猛烈，蔓延迅速。据测定，在火灾初期阶段，因空气对流，在水平方向烟气扩散速度为0.5-0.8m/s米，垂直蔓延速度为3-4m/s。在火灾燃烧猛烈阶段，垂直蔓延5~7m/s。假如一座高度为100米的高层建筑发生火灾，在无阻挡的情况下，半分钟左右，烟气就能顺竖向管井扩散到顶层，其扩散速度是水平方向的十倍以上。

疏散困难。一是层数多，垂直距离长，疏散到地面或其它安全场所的时间长；二是人员集中；三是发生火灾时由于各竖井空气流动畅通，火势和烟雾向上蔓延快，增加了疏散的难度，我国有些经济较发达城市的消防部门购置了少量的登高消防车，但大多数有高层建筑的城市尚无登高云梯车，而且其高度也不能满足安全疏散和扑救的需要。另外建筑内普通电梯在火灾时因不防烟火或停电等原因而无法使用，因此，多数高层建筑安全疏散主要是靠楼梯，而楼梯间内一旦窜入烟气，就会严重影响疏散。这些，都是高层建筑发生火灾时进行疏散的不利条件。

2、扑救高层建筑火灾的难度。

（一）楼层高，攀登难

1、登楼消耗体力大

高层建筑较高部位发生火灾时，如果电梯不能使用，消防人员通过楼梯登高则会消耗很大的体力，既影响时间，又影响后续战斗。根据我国目前消防人员的体质状况，攀登一定高度的楼层后，心率和呼吸加快，体力下降，对开展灭火救援有较大影响。

2、登高途径少

高层建筑一旦较高楼层发生火灾，除个别灭火救援人员可利用直升机和举高车（高度也有限）登高外，大多数只能依赖内部楼梯和电梯。不像多层建筑有阳台、落水管，还可用扶梯，甚至徒手。如果火势较大或燃烧时间较长，使用电梯有不安全因素时，连电梯也不能使用。因此，高层建筑灭火救援时，可供登高进攻的途径非常有限。

3、战斗展开时间长

由于楼层高，体力消耗大，登高进攻途径又少，铺设水带困难，因此，高层建筑灭火救援战斗展开的时间往往要比其他场合长得多。消防电梯不能使用时，从楼梯间登高的消防人员还会遇到向下疏散的人流的影响，从而更影响到战斗展开的时间。

上述因素往往容易贻误战机，使火势得以扩大蔓延。而火势的扩大又会反过来再扩大这些因素的影响，进一步增加火灾扑救的难度。

（二）灭火用水多，供水难度大

1、铺设水带途径少，难度大

高层建筑发生火灾时，一旦内部自卫消防设施失效，在水泵结合器也无法使用时，消防人员就只能依靠铺设水带实施供水灭火。但高层建筑铺设水带难度比较大。由于许多高层建筑可供铺设水带的途径不多，加上需要垂直铺设，还必须用绳索捆绑加固，因此往往需要较长的时间。这容易使火势扩大，对火灾扑救很不利。

2、供水压力高，水带易爆裂

着火楼层较高，用水带供水时，由于需要较高的压力，容易使供水线路上的水带爆裂，造成供水中断。而调换水带需要的时间将比铺设水带的时间更长。

3、灭火用水多，满足要求难

高层建筑设计上由于要考虑一定的综合经济因素，因此规定室内最大用水量为40升/秒，室外最大灭火用水量为30升/秒。虽然这个量有它的合理性，一般情况下也能满足使用需求。但当火势较大或室内系统失效时，灭火用水将无法满足需求。此时室外灭火用水的需求将远远超过30升/秒。

4、玻璃幕墙坠落破坏力强，威胁大

有玻璃幕墙的高层建筑受高温或火焰作用，易造成玻璃幕墙碎裂坠落，甚至形成“玻璃雨”。坠落碎玻璃片的重力加速度加上尖锐性，极易造成人员伤亡和消防器材的损毁，严重影响灭火救援行动。尤其是高压供水线路上的水带，最经不起尖锐物的刺、割。

（三）消防灭火设施装备不够完善

1、现有消防车的供水能力和供水器材的耐压强度达不到高层建筑的高度，因此，高层建筑的火灾扑救在设计上主要依靠其固定消防灭火设施。但现有固定消防设施无论在研发、设计上，还是在施工、管理方面，都存在一定的缺陷，还无法做到100%的有效。高层建筑消防设施的研发、设计目前还不能完全满足灭火的需要，水喷淋在设计上仅能满足200平方米的灭火需求。由于管理能力和经验不足，常常导致一些高层建筑在发生火灾的关键时刻，固定消防灭火设施无法正常启动。

2、举高消防车、消防直升机作用有限

虽然举高消防车和消防直升机是扑救高层建筑火灾的先进装备，但由于受施展空间的局限，其作用也有限。受高度的局限（目前世界上最先进的举高消防车高度为90米），举高消防车一般只能救援相应伸展高度内的被困人员，或输送救援人员到这一高度的窗口，有射水功能的举高消防车也能向这一高度的喷火窗口射水。但对超过这一高度或建筑外墙无开口的火灾，举高消防车则无能为力。受飞行安全和停放场地的局限，消防直升机一般只能救援那些已经逃到直升机停机坪的被困人员，或输送救援人员到该处。对建筑内部的其他被困人员同样也无能为力。

所以，扑救高层建筑火灾，火场供水能否及时而不间断地组织向火场供水，满足灭火所需的水量和水压，直接关系到灭火的成败。

鉴上述种种困难，高层建筑火灾的扑救难度很大。如何做好这类火灾的疏散救人和火灾扑救工作，笔者总结应该把握以下几个方面的应对措施。

3、合理做好高层建筑火灾的人员疏散和救援。

所谓安全疏散是指人们能迅速安全地退出他们所在的场所。建筑物发生火灾时，为避免室内人员因火烧，烟熏中毒和房屋倒塌而受到伤害，必须尽快撤离，同时消防人员也要迅速接近着火部位。为完善建筑物的安全疏散设施。以便将受灾人员疏散到安全地带，必须具备以下三个有利条件：

1、允许疏散时间。建筑物内允许疏散时间，即能保证起火后大量人员安全地完全离开建筑物的时间。一般说来，允许疏散时间不长，仅仅有几分钟。影响允许疏散时间因素很多，其中最主要的有两个方面：一是起火后火灾烟气对人的威胁。火灾中的烟气内含一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氨、丙酮等有毒气体。如常见的一年氧化碳，只要空气中含量占1.3%时,人吸二三口就会失去知觉,3分钟就会致死。二氧化碳在空气中浓度达3—4%对人体有害，浓度达8—10%，也致人死亡。二氧化硫和氨对眼睛和呼吸道有刺激，妨碍人体活动。氧化氰则是剧毒气体，几秒就会致人死亡。此外，在火灾中烟气和燃烧生成的热气体能置换建筑物内的氧气，形成缺氧空间，威胁生命。烟气在火灾中蔓延得非常快，在垂直方向的流动每秒达3—4米。高层的电梯、楼梯，各种竖井和其他引管道都起着挡烟抽火作用。发生爆燃性燃烧时，烟被喷出的速度可达数10米，严重影响疏散。烟雾本身能降低室内能见度，既造成受灾人员心里紧张、恐怖，从而丧失自救能力，同时也影响消防人员的扑救工作。另一个方面是建筑物的倒塌。建筑物倒塌不仅严重影响扑救工作，而且更重要的是造成大量人员伤亡，阻碍疏散通道，给疏散带来严重影响。因此，允许疏散时间是衡量安全疏散的标准。

2、安全疏散距离。安全出口距离的长短，将直接影响疏散需要的时间。为了满足允许疏散时间要求，可以通过计算，求得由房间到安全出口允许的最大距离。因为超过了这个距离，疏散所用的时间就要超出安全疏散所允许的限度。在确定安全疏散的距离外，除了疏散时间外，还要考虑到人流的宽度和疏散速度，疏散的快慢，与人员是否拥挤及走动的速度有关。

3、安全出口的数量。发生火灾时，为了能够迅速安全地疏散减少人员伤亡，建筑物应设有足够的安全出口，因为正常条件下的疏散是有秩序进行的，而紧急疏散时，由于人们惊恐的心理状态，必然会出现拥挤，混乱等意想不到的现象，造成平时使用的各种内门、外门、楼梯等在火灾事故中不能满足安全疏散的要求。因此，在建筑中应设有足够的数量的安全出口，以保证起火时安全疏散的要求。在建筑设计中，应根据使用要求，结合防火安全疏散的需要布置门、走道和楼梯。设计中要研究安全出口的数量是否能够满足同时使它们都能有天然来光、有防火隔墙和顶板的保护，便于行走、有利于很快离开火场。

4、疏散原则、程序和方法。

疏散的原则：应按照先着火层再着火层上部充烟层，后着火层下层的顺序展开，力量充足时间时展开。

人员疏散的程序和方法：应对遇险人员以楼梯疏散为主，结合下区电梯进行疏散；重点对着火层及充烟区域的人员进行投索，并疏散；对有疏散能力的遇险人员，指明疏散方向，引导其自行疏散，对老弱病残幼等无疏散能力的，消防人员协助其疏散；对不愿疏散的遇险人员劝导其自行疏散，对不听劝告，并面临火势直接威胁的强制疏散；烟火影响疏散路线时，出水掩护疏散工作的进行，或先行扑灭疏散线路上的火势为疏散创造条件；烟火切断疏散线路时，应引导遇险人员就近向避难层（间）疏散，以待时机或增援。

二、合理做好高层建筑火灾的扑救措施。

1、高层建筑火灾扑救的进攻路线。应采取以“消防电梯为主、楼梯间为铺”的进攻路线。消防电梯就是为火灾发生后供消防队员及时到达火灾现场扑救火灾和为消防队员运送消防设备而设计的，因此，在选择进攻路线时应首选消防电梯，其优点：一是可以节省消防队员的体力，为在火灾扑救中发挥更大作用；二是可以避免通过楼梯间进攻与疏散人员的“撞车”现象，因为火灾时消防队员要向上冲，而需疏散的人员要向下跑，如果通过楼梯进入火场，会贻误灭火战机。在使用消防电梯时必须注意：消防电梯的停梯位置，必须是在通过火情侦察已确认火灾层下面的三层停梯。然后步行通过楼梯间进入火灾层。因为，笔者在日常的消防监督工作中发现，很多的消防电梯前室的防火门或防火卷帘处于敞开状态，如果消防队员乘座消防电梯直接进入火灾层，一旦消防电梯前室的防火门或防火卷帘处于敞开状态，将会直接威胁消防队员的人身安全。如果消防电梯因故障或其他原因不能使用，则只能通过楼梯间进攻。

2、高层建筑火灾扑救的堵截措施。

水平堵截火势：目前的高层建筑其高层部分（即高层主体）一般以每层为一个防火分区进行设计，而裙房部分一般在每层划分几个防火分区。因此，水平堵截火势是相对在同层设有几个防火分区的建筑而言，水平堵截火势必须抓住一个重点三个环节，即：以防火分区为重点进行设防，按照“先控制，后灭火”的原则，将火势控制在一个防火分区内，然后消灭。第一个环节，调查清楚，划分防火分区防火墙的走向，然后在部署灭火力量的同时，检查防火墙是否完好。有些单位在日常工作中往往因功能上的需要，私自在防火墙上挖洞或增设普通的门窗，如果不仔细检查往往火势会突破防火分区而扩大蔓延。第二个环节，对于采用防火卷帘或电控防火门分隔防火分区时，要在消防控制室控制或现场人工将其关闭。第三个环节，在消防控制室将通过防火墙的风管内的防火阀关闭，以防止火势通过风管突破防火分区而蔓延扩大。

竖向堵截火势：其重点是在火灾层上层和下层的电缆井、管道井、垃圾井等处设防，防止火势从上述三个部位蔓延，另外还要对火灾层上一层的窗口设防，以防止通过窗口使火势蔓延扩大。

三、合理做好高层建筑火灾扑救的供水措施。

1、启动固定消火栓系统供水。消防队员到达水枪阵地后，迅速将室内消火栓处的水枪、水带与消火栓连接，开启消火栓灭火。一般情况下，室内消火栓的设计数量能够满足火灾扑救的需要，当水压不足时可以敲碎安装在消火栓箱内的消火栓启动按钮，此时，水泵就可运转，如果已经敲碎了消火栓启动按钮，而水压没有上升，则应通知消防控制室或水泵房，让其启动消防泵向固定消火栓给水系统加压，以保证火灾扑救的水量和水压。当打开水枪阵地上的固定消火栓后无水或已经启动消防泵，而水压没有上升，则可能出现以下二种情况，一是室内消火栓竖管上的阀门没有处于常开状态，此时，只要打开该阀门即可；二是消防泵损坏或消防泵出口处的阀门未开，此时如果打开消防泵出水口处的阀门正常供水说明系统正常，如果此时仍不能正常供水，则说明水泵损坏，应采用消防车通过水泵接合器向固定消火栓系统供水。

2、启动水泵接合器供水。由于高层建筑的层数较高，当室内消防泵（自动喷水灭火系统水泵和室内消火栓系统水泵）不能正常工作时，采用垂直铺设水带或沿楼梯辅设水带，不但供水速度慢，而且供水效果差，因此，必须采用水泵接合器供水，以适应扑救高层建筑火灾的需要，在什么情况下使用水泵接合器，前文已述。使用水泵接合器供水时，应合理确定消防车出水口的压力，才能达到应有的效果，笔者经计算列表并指出使用列表时应注意的问题(见2002年4月23日《消防通讯·灭火救援论文研究专刊》中《利用水泵接合器向火场供水,消防车出水口的流量和压力估算》表三和表四)，供同行们在灭火战斗中参考。

3、异常情况下的供水措施。由于高层建筑在设计时消防供水的形式不同，故在火灾扑救过程中，应针对不同的供水形式采取不同的供水措施。

4、高层建筑火灾的预防。

1、加强宣传力度，要在预防火灾宣传上下大力气，以多种形式在高层建筑内对如何加强火灾预防进行广泛深入的宣传和教育，并定期组织消防演练，以此来提高全民的消防意识，使每一位公民都有自防自救能力，以尽可能地避免火灾的发生，在发生火灾时也能把人员伤亡和财产损失减少到最低程度。特别是各级相关领导更应重视这项工作，并纳入到重要的日程工作中去。

2、高层建筑内的消防设备必须满足发生火灾时的供给，即使发生火灾能尽量把火灾控制在萌芽之中。高层建筑中必须按规定配置相应消防设施有室内消火栓、自动喷淋、自动报警系统、蓄水池、消防泵、防毒面具、防排烟以及二氧化碳、干粉等灭火设施。这些不同类型的消防设施，应根据建筑物的使用性质和火灾危险程度选择使用。

3、建筑的使用或管理单位，必须确定一名负责人主管消防工作，配备专职消防干部，制定火警应急预案并组立义务消防队。为了有效地应对高层建筑发生火情时能及时应对，相关职能部门根据所管辖高层建筑的具体情况上，制订火警应急预案，对义务消防队员分工明确，还要定期实地演练，搞好协同配合以便紧急情况下有序的开展灭火和救援。

4、加强高层建筑的消防安全管理。消防安全管理是预防高层火灾的重要环节，高层建筑的火灾危险性比一般建筑大得多，一旦发生火灾由于楼层高、人员多、蔓延快、扑救和疏散困难，往往造成惨重的人员伤亡和财产损失，因此，必须加强高层建筑的消防管理。

5、建立消防岗位责任制。高层建建立义务消防组织，普及消防知识。对消防电梯、防排烟、安全疏散、电气、报警、灭火等各种设施，要分片包干，明确职责，定人管理。

6、消防通道要时刻保持畅通。

7、高层建筑改建、改造时，要报当地公安部消防部门批，建筑物内各主要用房不能随意改变使用性质或拆除、更改建筑构件和消防设施，禁止未经批准在防火墙上开设门、窗孔洞。禁止在主体建筑物内增设可燃气体管道，存放易燃可燃液体，并要加强施工现场的消防安全检查，严格执行动火制度。

8、建筑物内的消防设施，每个月要进行一次全面检查。如发现问题立即进行整改。

9、楼梯间、走道上不准放杂物，疏散门不准封锁，避免发生火灾时逃生受阻，造成不必要的伤亡。

10、建立以吸烟、用火、用电、值班等为主要内容的消防安全责任制度。对管理、工作人员要进行消防知识培训和考核，其成绩应作为提升、调级的依据。

11、另外对建筑内还存在对消防工作来说先天不足的地方，在使用后就应当及时进行补救，如建筑内电梯井、管道井，它都是从下至上直通的，一旦发生火灾，就以有起到烟筒的作用，所以我们要用防火材料进行封堵，对消防设施存在故障、缺陷要及时维修、更换和整改，消灭这些火灾隐患。

参考文献

徐志胜。防灾减灾工程学 机械工业出版社 程远平，李增华。消防工程学 中国矿业大学出版社 霍然，胡源，李源洲。建筑火灾安全工程导论 中国科学技术大学出版社 杨金铎。建筑防灾与减灾 中国建材工业出版社 王学谦。建筑防火 中国建筑工业出版社 火灾预防与灭火 辽宁劳动与安全电影摄制中心

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