高楼火患 第24期

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2010年11月15日下午，上海市静安区胶州路728号的一幢28层民宅发生特别重大火灾事故。这次大火燃烧了4个小时，烧毁了整幢建筑，导致50多人不幸遇难。在悼念遇难者的同时，我们也在思考以后如何改进。让我们看看现在世界E有哪些更先进的防火救灾技术，尤其是那些可以对高层建筑进行防火救灾的技术。

高层建筑火灾为何难救

作为现代化城市的象征，高层建筑最早起源于19世纪末美国芝加哥。随着城市化建设的高速发展，修建高层建筑是提高相同面积土地使用效率的有效方法。由于城市化建设加快，城市土地的储存量越来越少，人口数量越来越多，因此更高、更大规模的超高层建筑将是解决未来城市化发展的重要途径。

流光溢彩的摩天大楼，已经成了城市繁荣和文明的标志，但繁荣背后也有隐院。在高层建筑兴起之初，不少防灾专家就指出，高层建筑中人口密集，逃生通道长。这就导致了高层建筑在灾害尤其是火灾中有着先天性的缺陷，危险性比普通住宅要大得多。在美国，平均每年发生高层建筑火灾7000多起，几乎每天有近20起。高层建筑救火可以说是世界性难题，目前只能靠日常防范。

高层建筑一旦发生火灾，特别容易造成火灾蔓延、扩大。―方面，受气压和风速的影响，高层建筑内空气流动快，那些在普通建筑内不易蔓延的小火星，在高层建筑内部却可发展成大火。另一方面，大多数高层建筑都设有多而长的竖向管井如楼梯井、电梯井、管道井、电缆井、排风管道等，一旦室内起火，这些竖直通道就像是一个个烟囱，会加速火势的蔓延，烟火很容易由建筑物的下层蔓延到上层，这被称为“烟囱效应”。实验资料证明，在火灾初起阶段，因空气对流，在水平方向造成的烟气扩散速度只有0.3米／秒；然而。在烟囱效应的作用下，烟气在高层建筑中沿楼梯间或其他竖向管井的扩散速度为3～4米／秒。也就是说，对于一座百米高的建筑来说，任何一层起火，烟气在半分钟左右的时间内就可能扩散到顶层。

高层建筑的楼层越高，风力就越大。底层楼房在起火后，火焰会从窗口喷出，在窗外较大风力的作用下往上飘。灼热的烟气和火焰会烤裂紧接一层的玻璃窗，引起上层室内的可燃物燃烧。这样层层蔓延下去，高层建筑形成立体式燃烧，整座高层建筑可能在几分钟之内就变成一个大火炉，非常恐怖。对于水泥墙的建筑来说，火势蔓延会慢一些，如果是玻璃幕墙的高层建筑，火势会借助玻璃蔓延很快：如果建筑外墙上有可燃物，火势蔓延又会加快。

高层建筑不但火势蔓延快，而且救灾和逃生也很难。人们平时进出高层建筑的交通工具是电梯，而在起火时，大楼停电会导致电梯停运，人们不得不转入自己平时不熟悉的消防通道。火灾中烟气在竖直方向上的流动速度是人员疏散速度的100多倍，而且人员疏散又与烟火蔓延方向相反。这导致高层建筑一旦发生火灾，人们不得不在烟气中疏散。如果疏散方法不当，或者年老体弱，人们可能在疏散过程中被富含一氧化碳的烟气熏晕在地，最终会窒息死亡。高层建筑中电线多，建筑装修材料多，燃烧后都会发出毒气，这也会导致一部分居民被毒气熏晕后窒息死亡。

高层建筑救火难度也很大。首先是救火高度往往难以达到，目前世界上最高的消防云梯也不过百米左右，而且百米左右进行扑火和营救的难度很大。何况，大部分地区配备的云梯不过二三十米高。另外，高压水枪从地面喷射的高度也有限，往往也是二三十米的高度。如果从隔壁高层建筑窗口伸出水枪进行灭火，操作难度大，喷射几十米后力量减弱，灭火效果也有限。高层建筑发生火灾时，用水量大到超出我们的想象，需要每秒几百升的水量才能有效灭火。而目前，不少地区的消火栓供水量约为每秒几十升。参与救火和救人的消防员毕竟不是机器人，高层建筑发生火灾时，他们的战斗力也有限。如果不借助消防电梯，一般的消防队员徒步跑上七八层，其体力已消耗大半，基本丧失灭火的战斗力，只能引导一些被困者往下逃生。

高层建筑防火和预警都很重要

高层建筑火灾的日常预防十分重要，除了定期进行消防检查外，还要从源头上查找火灾原因，从而找到预防措施。楼房里的不少火灾是因人们乱扔烟头引起的。统计数据显示，全世界与香烟的烟头有关的火灾平均每年多达数万起，造成数千^丧生，数万人受伤。欧盟委员会表示，欧盟市场上销售的香烟最晚将于2011年被强制实施具有自行熄灭功能的标准，以杜绝因乱扔烟头而引发的火灾。烟草行业在生产香烟时，加入一层具有阻燃特性的纸，就可让香烟具有自动熄灭功能。

如何让建筑本身不易燃烧也是火灾预防的重要措施。在一些火灾中，建筑外墙的保温材料会被火星点燃，这是因为这些材料中没有加入阻燃材料。普通的保温材料，如聚氯酯泡沫，不仅会燃烧，还会熔化产生液滴。楼房高层的熔化液滴会一边燃烧，一边滴落在低层的非阻燃保温材料上。也就是说，采用了普通非阻燃保温材料的高层建筑，无论火灾发生在哪个楼层，火势都会迅速地向上和向下同时蔓延，这就会快速形成立体式燃烧，结果造成巨大损失。阻燃材料不是完全不能燃烧，而是不容易燃烧，能耐几十分钟甚至几个小时的火，减缓火灾蔓延速度，为消防员赢取宝贵的救援时间，为被困者赢得宝贵的逃生时间。阻燃材料能同时实现阻燃、抑烟和减毒的效果，可以减少对被困者和消防人员的伤害。

当楼房中局部发生火灾时，其他区域的居民需要立即逃生，充分的逃生时间显得十分重要。然而，不少居民因为在家中进行看电视、睡觉、干家务等活动而忽略了外部的危险。此时，需要报警装置来提醒。在公共场所一般都比较重视火灾的报警，而不少私人住宅因为主人和社区的不重视而引发火灾悲剧。其实，我国的法规要求新建高层建筑在设计和施工时就要有防火设施，如设置报警、喷淋装置等。但是，一些老旧高层建筑缺乏这些设施。

在一些国家，人们就很重视对住宅火灾的防范。比如，英国人就十分重视住宅防火。在英国，每个家庭都会定期配合政府部门检查家里的电线、电器和煤气管道，及时查出隐患，更换可能引发火灾的配件。英国大部分家庭安装了住宅火灾烟雾报警装置，而我国很少有家庭安装这种装置。一旦住宅楼内起火，火灾烟雾报警装置就会发出警报声，提醒居民及时撤离住宅楼。英国内务部广泛开展社会宣传，大力发动人们安装住宅火灾烟雾报警装置。

还有一些国家的高层建筑内，要求每户都安装联合报警装置。当某处起火时，居民、保安和相关人员预计到火势难以控制时，可按下每个楼道内或建筑物外墙上的多处联合报警装置。这些装置和每户居民家中的火警报警器相连，居民听到刺耳的报警声后，立即采取合理措施逃生。这种联合报警装置不但可以用于火灾，还可以用于其他自然灾害和治安联防。

高层建筑救火逃生新技术

虽然高层建筑救火很难，但是世界各国的科学家还是在想办法开发更多更好的救火逃生新技术。高层防火救灾首先要从建筑结构入手。在现代符合防火标准的高层建筑中，凡是高度达到100米的建筑，每隔一定的楼层都设有避难层。避难层的楼层厚度和耐火极限与普通层是不一样的，避难层的地板、天花板、楼梯等均经过特殊处理，有很强的防火耐火性能，同时，避难层的通风系统也是独立的。在避难层里边，防火等级很高，自动喷水灭火装置、应急照明系统、防烟排烟、自动报警等设备一应俱全，还设有高层滑锁等逃生设备。正常情况下，躲在避难层里的人员生还的可能性非常大。然而，目前避难层大多出现在酒店、商场、写字楼等商业公共建筑中。高层居民住宅的情况则不容乐观。当突发火灾时，高层民宅的住户将面临无处可避的危险处境。

高楼火灾中，消防员经常遇到门微敞时，玻璃遇热炸裂使风突然而入的情形。风火瞬间结合很可能在毫无征兆的情况下产生火球。这种情况被消防员称为“喷灯效应”，伴随它的很可能是致命伤害。美国纽约的消防专家杰拉尔德提倡用风扇对付高楼火灾，一些消防员身背由电池驱动的便携式小风扇，可以应对突如其来的烟火，还可为行动中的消防员降温。芝加哥消防部门在2006年一次高楼灭火演习后，迅速将便携式风扇加入日常灭火器材中。芝加哥消防部门还配备了一些大型的防火扇，装在液压起重机上，对着消防楼梯和楼层中的走廊猛吹。

在火灾中，消防员要在保障自身安全的前提下，才能更好地救火和救生。法国推出一种名为“救亡”的该装置系统，能迅速地掌握火场中消防员的相关情况，为消防指挥员能做出相应的措施提供有益的帮助。该装置系统包括一个设在指挥中心的一台中央指令仪，并无线连接消防员个人携带的微型信号机。它们之间的最大有效通信距离为1500米。在灭火抢救过程中，该装置系统一旦建立并投入使用，每台信号机便不间断地传回有关携带者个人的大量信息。例如，消防队员个人背负的空气呼吸器氧气瓶中的压力变化，遇到困难要求帮助等各类信息，这样可以有效保障消防员的安全。

现在，人们获知的救灾知识是火灾时不要乘坐电梯，因为火灾时电梯会断电，电梯间烟尘大，电梯会变形。而在高层建筑发生火灾时，高楼层的人们要在烟火中跑到底层很费时，会错过最佳逃生时机。因此，一些国家正在研制由专用电源驱动的消防电梯，当火灾断电时，消防电梯依然有电，消防电梯还有可以承受高温的高强缆索，在火灾中能使电梯有足够的运行时间以运送紧急行动的消防人员和部分逃生者。

另一种新颖的逃生系统是德国人开发的折叠式可充气逃生舱。平时，这种逃生舱折叠在一起，置于高层建筑的屋顶。当火灾发生时，救援人员开启底楼外墙的一个激活装置，5个连在一起的折叠逃生舱立即像手风琴一样打开，并自动充入可让逃生舱悬浮的氦气。然后，逃生舱伸出屋顶边缘。沿着建筑物外墙徐徐降到地面。人们可以从楼顶进入逃生舱，也可在逃生舱经过窗户时迅速进入，一套逃生舱每次可以运送30名乘客。阿根廷研究人员开发的类似装置是由嵌齿轮和单轨道两部分组成，轨道上附有若干装人小箱，每个小箱可负重200公斤，这种装置疏散人员比较快。

美国研究人员开发了一种十分前沿的火灾逃生设备，那就是电磁逃生系统。这套系统的核心是建筑物每个转角处的一个升降竖井，其中按照一定规律安装有电磁片。高层建筑物的每户居民都分发若干个金属救生衣。当火灾发生时，逃生者穿上这种救生衣直接跳到井内，竖井内的电磁片给金属衣一个与重力方向相反的向上的阻力，逃生者就像带了一顶降落伞那样，缓慢而安全地降落到地面。

国外研究人员还开发了一些可以沿着建筑物下滑的火灾自救系统。67岁的丹麦人古尼・延森发明了一种高楼滑动鞋安全系统，这种“鞋”靠安装在大厦外面窗户旁边的一道窄窄的钢轨上下滑动。美国研究人员发明了一种高楼逃生轮，类似于风筝的轮轴，可以让人们在高楼发生灾难时迅速离开。逃生时可以把坚固的绳索钩在高楼上某个安全牢靠的地方，把安全带系在腰上，就可以利用逃生轮沿着墙面安全地下滑到地面上。日本有一种自垂救生索，它和建筑内的消防控制室连在一起，绳索则安装在每个窗的外墙上框部。一旦发生火灾，只要消防控制室一有动作，这些绳索便自动脱垂，在各个窗口形成一条条救生路线。