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高层建筑消防灭火救援困难与要点的研究

沈后志
  
建筑仓库媒体号
2025年45期
南宁市消防救援支队

摘要:本研究围绕高层建筑消防灭火救援展开,结合高层建筑常作为商业办公楼或民用住宅的属性,以及楼层较高、功能繁杂、人员密度大的特点,对其消防救援现实背景展开剖析,涵盖易燃设施数量较多、线路布设繁杂等隐患要素,深入探究救援核心难题,像烟囱效应引发火势快速扩散、人员密度大且烟雾传播迅速加大疏散阻碍、玻璃幕墙受高温影响破碎对救援安全构成威胁,针对性给出外部遏制火势扩散、科学规划救援路线并管控烟雾、强化救援现场防护等优化策略,目的在于提升高层建筑消防灭火救援效能,最大程度保障居民生命财产安全,为高层建筑消防安全管理提供实践依据。

关键词:高层建筑;消防灭火救援;救援优化方法

引言

高层建筑以楼层高、功能集成的特性,常承担商业办公与民用住宅功能,人员密集且内部结构复杂令火灾风险远高于低层建筑,发生火灾往往导致 损失及人员伤 筑消防灭火救援面临诸多挑战,涵盖建筑自身易燃设施较多、线路布局繁杂 火势扩散、人员疏散、现场安全防护等现实困境[2]深入探究高层建筑消防灭火救 援的背景 难点及优化方法,对突破救援困境、增强应急处置水平意义重大,本文将系统剖析救援现实背景、核心难点与针对性优化方案,为完善高层建筑消防安全管理体系提供扎实支撑[3]。

一、高层建筑消防灭火救援的现实背景

高层建筑常作为商业办公楼或民用住宅,楼层较高、使用功能繁杂且人员密度大的特征为消防灭火救援潜藏现实隐患[4]。就建筑内部管理与设施情况而言,部分住户或办公单位消防安全意识薄弱,装修时侧重美观设计而轻视材料耐燃性,像使用易燃的聚氨酯泡沫吊顶、木质装饰面板等,造成易燃设施数量增加;不少高层建筑存在两权分离现象,统一化管理推进受阻,办公楼内各类电气设备独立运行却缺乏集中监管,比如打印机、服务器集群等长时间高负荷运转,电气负荷超出安全阈值时便易引发火灾风险。高层建筑内部空间广阔、电气设备数量繁杂,需铺设复杂线路保障运转,这无疑增加线路检修难度,检修中发现潮湿或老化故障时,尤其是地下设备层或管道井周边线路,潮湿环境加速绝缘层破损,故障点位难以及时定位,进而扩大影响范围;部分线路维修养护人员综合素养不足,难以妥善处理复杂故障,进一步累积消防安全隐患。这些因素叠加使得高层建筑发生火灾时火势易快速蔓延,还因人员密集、疏散路径有限等问题加大救援难度,最终构成消防灭火救援的现实背景[5]。

二、高层建筑消防灭火救援难度大

(一)高层建筑火灾因烟囱效应快速蔓延致救援难

高层建筑内部多配备竖向管井,这类管井在火灾发生时会成为“烟囱效应”的核心传导载体——火灾产生的热量与烟雾依托管井竖向通道自下而上快速流动,原本局限于某一层的平面火灾短时间内便扩散至建筑多个楼层,进一步演变为危害更大的立体火灾,大幅拓展火灾影响范围,高层建筑高度特性下高楼层风荷载明显高于低楼层,建筑外侧出现明火时较大风荷载直接推动火势向周边区域蔓延形成连锁反应,导致火灾覆盖面短时间内快速扩张,火灾快速蔓延压缩消防救援人员处置时间,还让火场内部温度、烟雾浓度等环境因素持续恶化,增加救援过程中不可控因素,火势蔓延方向突然改变可能导致救援路线阻断,进一步加大救援难度,让消防救援工作陷入被动,使得灭火与人员疏散作业难以高效推进,也让火灾对建筑结构、内部设施及人员生命安全的威胁持续升级。

(二)高层建筑人员密集且烟雾扩散快增加疏散难

高层建筑作为商业办公楼或民用住宅时单位面积人员密度均较高,工作日办公高峰期或居民集中居住时段建筑内人员数量更是远多于普通低层建筑,火灾发生后人员需经楼梯间沿垂直方向向避难层或建筑底部疏散,高度集中的人群受恐慌心理影响,在楼梯间、安全出口等关键疏散节点易发生拥挤、推搡乃至踩踏事故,直接阻碍疏散通道畅通,高层建筑火灾中烟雾扩散速度远快于人员疏散速度,以往救援经验显示高层建筑人员疏散平均耗时约20 分钟,火灾产生的烟雾却仅需1 分钟就能爬升至100 米高度,且含有大量一氧化碳、氰化物等有毒物质,有毒烟雾快速充斥疏散通道与待疏散区域,降低建筑内部能见度导致人员迷失方向,还会经呼吸进入人体引发中毒、窒息,大幅提升人员疏散伤亡风险,也使消防救援人员疏散引导工作面临更大挑战。

(三)高层建筑玻璃幕墙高温破碎威胁救援安全

当前多数高层办公楼为提升外观美观度,建设时广泛采用玻璃幕墙作为外立面装饰,而玻璃幕墙的材质特性在火灾中会转化为显著的救援安全隐患。通常高层建筑玻璃幕墙主要由玻璃和有机物构成,火灾持续高温作用下,玻璃耐热性能快速下降,破碎速度显著加快,易形成“玻璃雨”从高空散落,这些碎片不仅会对地面救援人员造成直接人身伤害,可能导致救援人员受伤、救援装备损坏,还会威胁建筑周边构筑物运营安全,如砸损周边车辆、破坏市政设施等,进而衍生新的灾害风险,同时玻璃幕墙破碎后建筑外立面会出现大量开口,这些开口可能成为火势与烟雾的新扩散通道,导致火灾从建筑内部向外部蔓延或从外部经开口复燃至内部,干扰消防救援人员的灭火作业规划,增加救援现场安全管控难度,对救援工作有序推进构成严重威胁。

三、高层建筑消防灭火救援优化方法

(一)从外部控火势蔓延应对烟囱效应致火

消防救援人员抵达火灾现场后,需第一时间结合高层建筑类型(商业办公楼或民用住宅)开展针对性操作,以外部干预阻断烟囱效应引发的火势竖向与水平蔓延。首先,在疏散建筑内被困人群的同时,依据建筑周边环境与火势初期蔓延方向划分隔离带——若为商业办公楼,重点在建筑出入口周边50 米范围内清理易燃杂物(如临时堆放的纸箱、广告牌等),禁止无关车辆、人员进入;若为居民住宅,则侧重隔离楼栋间的绿化带,避免植被被引燃后形成“火带”。随后,需调取建筑设计图纸,对照图纸逐一检查建筑主要受力层墙体(通常为地下1层、地上1-3 层及设备层)的完整性与耐火状态,查看墙体是否因高温出现裂缝、空鼓,若发现隐患需立即用防火封堵材料(如防火泥、防火板)填补缝隙,防止火势从墙体缝隙渗透蔓延。防火分隔部位设置防火卷帘时,应符合下列规定:防火卷帘应具有火灾时靠自重自动关闭功能,且应具有防烟性能,与楼板、梁、墙、柱之间的空隙应采用防火封堵材料封堵。除中庭外,当防火分隔部位的宽度不大于30m 时,防火卷帘的宽度不应大于10m;当防火分隔部位的宽度大于30m 时,防火卷帘的宽度不应大于该部位宽度的1/3,且不应大于20m。

在水平方向阻拦上,需逐个检查建筑每层的防火阀与防火帘:对于常闭式防火阀,确认其处于关闭状态,若因故障无法闭合,使用专用扳手手动旋紧阀片;对于常开式防火阀,通过消防控制室控制器或现场手动按钮触发关闭,切断火势在水平风道内的传播路径;防火帘则需测试其下落速度与密封性,若出现卡顿,由救援人员拉动帘体两侧的手动链条辅助下放,确保防火帘完全覆盖防火分区开口。针对易引发烟囱效应的竖向管井(如电缆井、管道井、排烟井),需利用举高喷射消防车从高空对准管井井口进行灭火剂喷洒,选用水或泡沫混合液,调整炮头水平摆角至与管井轴线呈15°夹角,确保灭火剂能顺管井内壁向下流动,降低管井内温度、阻断烟雾与热量的竖向传导,从外部直接遏制烟囱效应导致的火势快速蔓延(见图1)。

(二)科学规划救援路线并控烟雾助人员疏散

救援路线规划需以“快速抵达、安全疏散”为核心,指挥人员需在现场勘察后,结合多维度信息制定具体路线并同步联动烟雾控制措施。路线规划阶段, 首先核查建筑内部通道状态:优先检查消防电梯是否具备运行条件,测试电梯轿厢内的消防通讯功能、 应急 烟密封性能, 若正常则将其作为救援人员运输与重伤员转移的主通道;若消防电梯故障, 清理楼梯间内堆积的杂物(如居民存放的自行车、纸箱),确保梯段 否亮起、疏散指示标识是否清晰,若照明故障,立即架设便携式应急照明灯,每隔5 米设置 1 盏,保证光线覆盖整个梯段。

在部门联动方面,需即时与物业管理人员对接,获取建筑内部人员分布台账(如办公楼各楼层在岗人数、住宅楼各户居住人数),明确需重点疏散的老弱病残孕群体位置;同步联系交通管理部门,要求对建筑周边半径1 公里内的道路实施临时交通管制,清理占道停放的私家车、共享单车,确保消防车、救护车能快速进出现场。以一栋高层办公建筑为例,参考高层建筑火灾荷载调查结果设计了该建筑典型火灾场景1 和典型火灾场景2。采用FDS 火灾动力学模拟软件模拟火灾烟气流动规律,分析火场中危险参数后确定该建筑的灭火预案。灭火预案规定在火灾场景1 和火灾场景 2 下消防员经进攻入口2 进入着火楼层,并沿进攻路径 B 到达火源位置开展灭火工作。路线筛选需严格遵循三项原则:最短原则上,对比不同路线的长度与通行时间,例如从消防入口到15 层火灾楼层,优先选择距离短且无转弯的直线路线,缩短救援人员往返时间;安全原则上,提前检查路线上的消火栓压力(使用压力表测试,确保静压不低于0.07MPa)、灭火器有效期,为救援人员配备空气呼吸器(确保气瓶压力不低于 25MPa)、隔热服,防范路线上的高温与有毒烟雾;科学原则上,结合火势蔓延趋势调整路线,若发现某楼梯间有烟雾渗入,立即切换至备用楼梯间,避免救援人员陷入危险。

烟雾控制需与路线规划同步推进,救援人员抵达现场后,第一时间开启建筑内的机械排烟系统,通过消防控制室调整排烟风机转速至最大档位,优先排出火灾楼层及上层的烟雾;对于无机械排烟系统的区域,使用移动式排烟机,将其放置在楼梯间入口处,朝室外方向排烟,降低疏散通道内的烟雾浓度。同时,利用建筑内的烟雾传感器实时采集数据,若监测到某疏散通道烟雾浓度超过500ppm,立即通过应急广播系统通知该区域人员暂停疏散,待排烟设备降低浓度后再继续;在疏散通道内,每隔10 米设置 1 个强光导向标识,标识表面涂刷反光材料,即使在低能见度下也能引导人员沿正确方向疏散,辅助人员快速通过烟雾区域,减少疏散耗时与中毒风险(见图2)。

(三)强化救援现场防护应对玻璃幕墙破碎风险

针对玻璃幕墙高温破碎的隐患,需从人员防护、现场管控、作业调整三方面落实具体防护措施,保障救援现场安全。在救援人员个人防护 装备配置: 头部防 除常规消防头盔外,额外佩戴防冲击面罩,面罩采用聚碳酸酯材质,能抵御玻 割手套 手套掌心与指部加装凯夫拉纤维层,防止玻璃碎片割伤;脚部穿着 嵌入钢片,靴底采用防滑橡胶材质,避免因玻璃碎片刺穿鞋底或滑倒受伤。同时,每个救援小组配备 1 套应急防护包,内含止血带、消毒棉片、创可贴等,若人员被玻璃碎片划伤,可第一时间进行简易处理,避免伤口感染。

现场管控环节,需划定多层警戒区域:以高层建筑玻璃幕墙为中心,向外延伸 30 米设置核心警戒区,使用红色警示带围合,仅允许配备防护装备的救援人员进入;核心警戒区外侧再延伸20 米设置次级警戒区,安排专人值守,禁止无关人员、车辆进入,同时将区域内停放的车辆转移至安全地带,若无法及时转移,用防火毡覆盖车身,减少玻璃碎片砸损风险。此外,安排 2 名观察员携带高倍望远镜,分别位于建筑两侧的安全制高点,实时监测玻璃幕墙的状态,重点观察幕墙玻璃是否出现裂纹、鼓泡,一旦发现局部玻璃有破碎迹象,立即通过对讲机向现场指挥人员与救援小组发出预警,指挥人员则即时调整救援作业位置,避免人员处于破碎玻璃坠落范围内。

灭火作业调整上,需优化装备操作方式以减少幕墙破碎风险:使用举高喷射消防车灭火时,优先选择建筑侧面或背面(非主要幕墙立面)的作业位置,若必须对着幕墙立面喷射,需将炮头喷射角度调整为与幕墙呈30-45°的斜向喷射,避免高压水流直接冲击玻璃导致破碎加剧;喷射介质优先选用泡沫混合液,泡沫覆盖在玻璃表面可降低玻璃温度上升速度,延缓破碎时间。同时,救援人员进入建筑内部靠近幕墙的区域作业时,需提前关闭该区域的窗户,避免室外风力作用下玻璃碎片向内飞溅,若窗户无法关闭,用防火布遮挡窗户开口,形成缓冲屏障,减少碎片对内部作业人员的威胁。通过多维度的防护操作,可有效降低玻璃幕墙高温破碎对救援安全的影响,保障救援工作稳步推进(见图3)。

结语

高层建筑火灾受建筑自身特征及环境条件影响,表现出火势蔓延快、人员疏散难、现场风险高的复杂态势,导致消防灭火救援工作面临多重难题。本文针对这些难点提出的优化方法,涵盖外部控火、路线规划与烟雾管控、现场防护三个维度,均围绕实际救援场景设计且具备较强可操作性,能有效破解烟囱效应、人员拥堵、玻璃幕墙破碎等核心问题,应用这些方法能有效提升高层建筑消防灭火救援效率,减少火灾引发的人员伤亡与财产损失,本研究也为高层建筑消防安全管理体系的完善提供实践依据,助力构建更可靠的高层建筑火灾防控与救援体系。

参考文献

[1]甄珍.高层住宅建筑的火灾风险分析及对策[J].山西建筑,2025,51(15):191-194+198.

[2]裘飞涛.高层建筑消防灭火救援难点与要点分析[J].工程建设与设计,2024,(08):46-48.

[3]井玉丽.高层建筑消防灭火救援难点与要点研究[J].消防界(电子版),2023,9(24):91-93.

[4]包军捷.高层建筑火灾风险评估及防火监督策略研究[J].中国减灾,2025,(03):56-57.

[5]修文骏.高层建筑消防设计要点与灭火救援对策[J].今日消防,2022,7(11):118-120.

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