高層建筑防火安全體系構(gòu)建與對(duì)策研究

高層建筑防火安全體系構(gòu)建與對(duì)策研究

0城市社區(qū)安全生產(chǎn)現(xiàn)狀及問(wèn)題隨著城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市人口密集，土地昂貴，城市高層建筑和高層建筑越來(lái)越多。目前,我國(guó)高層建筑正朝著現(xiàn)代化、大型化、多功能化的方向發(fā)展,由于高層建筑樓層高,功能復(fù)雜,設(shè)備繁多,一旦發(fā)生火災(zāi),不能像一般建筑那樣從外部進(jìn)行滅火,給撲救工作和人員疏散帶來(lái)了很大的困難,容易造成重大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡事故。公安部統(tǒng)計(jì)表明,我國(guó)城市社區(qū)火災(zāi)逐年呈明顯上升趨勢(shì),尤其是高層建筑火災(zāi)占有相當(dāng)比例。高層惡性火災(zāi)在20世紀(jì)70—80年代曾經(jīng)在美國(guó)、日本等地肆虐,而我國(guó)則是在20世紀(jì)80—90年代較為嚴(yán)重,90年代稍有緩和,近年來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展,高層惡性火災(zāi)又有回升趨勢(shì),例如:2004年8月14日發(fā)生在上海市的環(huán)球金融中心高層火災(zāi);2009年4月17日發(fā)生在湖北省的武漢市政府辦公大樓發(fā)生火災(zāi);2009年4月19日發(fā)生在江蘇省的南京中環(huán)國(guó)際廣場(chǎng)大樓火災(zāi)(見(jiàn)圖1)。其主要原因是硬件方面,沒(méi)有建立完善的救火系統(tǒng),即消防設(shè)施跟不上樓層高度的增加;軟件方面:缺乏相關(guān)人員安全管理及培養(yǎng)相關(guān)人員安全意識(shí)。高層建筑的防火問(wèn)題卻仍舊是一個(gè)“世界性”的難題,筆者旨在針對(duì)高層建筑物及其火災(zāi)特點(diǎn),通過(guò)對(duì)以高層建筑火災(zāi)事故直接損失為頂上事件構(gòu)建的局部事件樹(shù)解析,從“人-機(jī)(物、設(shè)備等)-環(huán)境”即技術(shù)(硬件)和管理(軟件)的思路入手,提出了實(shí)現(xiàn)高層建筑防火安全體系構(gòu)架,并且強(qiáng)調(diào)了高層建筑防火安全對(duì)策的4點(diǎn)方向,希望能為解決高層建筑的防火這一難題提供一定的技術(shù)支持。1裝飾材料的選擇高層建筑具有三大特點(diǎn):1)建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜,主體建筑高、層數(shù)多,周圍有裙房;2)功能復(fù)雜,人員密集,用途廣泛分為住宅樓、賓館、辦公樓、百貨樓等;3)可燃物多,火災(zāi)荷載大,可燃裝飾材料多,如可燃材料吊頂、塑料墻布、墻紙、窗簾等,有些管道、電纜的隔熱材料也是可燃材料。從以上特點(diǎn)可以分析出高層建筑起火因素多,煙火蔓延快,疏散和救護(hù)困難,因而損失特別嚴(yán)重。在眾多的火災(zāi)案例中,可以看出高層建筑火災(zāi)具有下列的特點(diǎn):13火災(zāi)原因高層建筑本身建筑面積大,功能復(fù)雜,使用單位多,人員集中,內(nèi)部裝修易燃材料多,火災(zāi)隱患大。2成進(jìn)攻迅速蔓延的主要途徑高層建筑各專業(yè)豎井林立,發(fā)生火災(zāi)時(shí),這些豎井就像高聳的煙囪,構(gòu)成火勢(shì)迅速蔓延的主要途徑。試驗(yàn)證明,煙氣豎向擴(kuò)散速度為3～4m/s(見(jiàn)圖2),100m的高層建筑在25～35m/s左右,煙氣即順垂直通道從底層擴(kuò)散到頂層,與此同時(shí),火勢(shì)也將蔓延擴(kuò)大。3建筑物內(nèi)人員疏散高層建筑層數(shù)多,人員集中,垂直疏散距離遠(yuǎn),火災(zāi)發(fā)生后容易出現(xiàn)擁擠碰撞,造成傷亡事故。加上發(fā)生火災(zāi)時(shí)的煙氣,火勢(shì)豎向蔓延快。給大廈人員安全疏散帶來(lái)困難。據(jù)統(tǒng)計(jì),50層高的建筑,人員全部由樓梯疏散到地面需要2時(shí)11分。因此,火災(zāi)時(shí)容易發(fā)生有人被燒死、熏死,甚至冒險(xiǎn)跳樓摔死的情況。4消防登車高度關(guān)注高層建筑火災(zāi)的撲救由于受到消防設(shè)施條件的限制,給滅火工作帶來(lái)很大難度。如國(guó)內(nèi)消防登高車輛限于24m,深圳可達(dá)50m,超過(guò)這個(gè)高度無(wú)法從室外撲救。國(guó)內(nèi)外高層建筑的火災(zāi)已發(fā)生多起,有的造成了嚴(yán)重的危害。2高層建筑火災(zāi)事故的局部事件機(jī)制火災(zāi)致因因素分析是建立防火安全體系和提出防火對(duì)策的重要組成部分,因此,全面地分析高層建筑火災(zāi)致災(zāi)因素是建立防火安全體系和提出防火對(duì)策的必要前提?；馂?zāi)的發(fā)生、發(fā)展并不是瞬時(shí)形成的,而是要經(jīng)歷一系列演變的過(guò)程。建筑物中可燃物、助燃物、點(diǎn)火源同時(shí)存在并發(fā)生作用,以上“三要素”是構(gòu)成火災(zāi)的必要條件;在必要條件具備的同時(shí),還要具備足夠的致災(zāi)因素(如建筑結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度及材料,火災(zāi)負(fù)荷特性及分布,點(diǎn)火源形成的可能性及強(qiáng)度,消防報(bào)警系統(tǒng)、撲救設(shè)施,應(yīng)急對(duì)策和人群狀況等)才構(gòu)成火災(zāi)的充分條件。只有具備上述必要條件和外在“環(huán)境”條件,火災(zāi)才會(huì)發(fā)生、發(fā)展和蔓延,才會(huì)導(dǎo)致人員的傷亡和財(cái)產(chǎn)的損失。對(duì)火災(zāi)事故案例進(jìn)行分析,得到以火災(zāi)事故直接損失為頂上事件構(gòu)建的局部事件樹(shù),如圖3所示。從圖3中可以明顯看出:建筑防火安全態(tài)勢(shì),關(guān)聯(lián)到建筑物在設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收和使用的各階段,人們對(duì)防火安全工作的認(rèn)識(shí)及其措施的落實(shí);關(guān)聯(lián)到在各個(gè)階段中,與建筑物相聯(lián)系的人和人與建筑物(含內(nèi)部設(shè)施、設(shè)備等)構(gòu)成系統(tǒng)的各個(gè)交界面,這就需要建立完善的救火系統(tǒng)和加強(qiáng)“三同時(shí)”,即消防設(shè)施必須與主體工程同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)投產(chǎn)使用。對(duì)圖3中基本事件作進(jìn)一步分析,也不難看出,每一缺陷事件的存在都包含著安全管理的要素,即在建筑物“硬件”環(huán)境確定以后,加強(qiáng)相關(guān)人員安全管理及培養(yǎng)相關(guān)人員安全意識(shí)對(duì)建筑物的防火具有更重要的意義。由于高層建筑火災(zāi)是一種嚴(yán)重威脅人民群眾生命和財(cái)產(chǎn)安全的重大事故,全國(guó)每年因各種原因造成的此類事故就達(dá)數(shù)萬(wàn)起,產(chǎn)生了惡劣的影響,并造成巨大的損失。為了更好地認(rèn)識(shí)與防范火災(zāi)事故的發(fā)生、降低突發(fā)火災(zāi)的危害程度,將事故控制在最低限度內(nèi)。成熟優(yōu)化的火災(zāi)應(yīng)急預(yù)案,訓(xùn)練有素的應(yīng)急組織,對(duì)高層建筑火災(zāi)致因因素分析,不僅可以做到發(fā)生事故時(shí)的應(yīng)急救援,而且可以發(fā)現(xiàn)預(yù)防系統(tǒng)的缺陷。兩者結(jié)合使用,使之相互補(bǔ)充,以完善高層建筑防火安全體系。3高層建筑的防消防安全對(duì)策3.1建筑防火安全對(duì)策安全,是“人-機(jī)(物、設(shè)備等)-環(huán)境”系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)的一個(gè)最佳“秩序”狀態(tài)。要實(shí)現(xiàn)該目標(biāo),就要求人們?cè)诒Ｕ献陨砑啊皺C(jī)(物、設(shè)備等)-環(huán)境”系統(tǒng)的安全時(shí),一方面,要在技術(shù)上采取措施,使“機(jī)(物、設(shè)備等)-環(huán)境”系統(tǒng)具有保障安全狀態(tài)的能力;另一方面,要在管理上協(xié)調(diào)人的自身及人與“機(jī)(物、設(shè)備等)-環(huán)境”系統(tǒng)的關(guān)系。即必須從技術(shù)和管理兩個(gè)方面入手實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)協(xié)調(diào)。關(guān)于建筑物防火安全體系,如圖4所示。這一體系強(qiáng)調(diào)了建筑物防火安全態(tài)勢(shì)的時(shí)序關(guān)聯(lián)性和動(dòng)態(tài)特征,實(shí)施以預(yù)先危險(xiǎn)分析為依據(jù)的動(dòng)態(tài)防火安全管理,實(shí)現(xiàn)了建筑防火安全工作由被動(dòng)向主動(dòng)的轉(zhuǎn)變和工作內(nèi)容由靜態(tài)向動(dòng)態(tài)的發(fā)展。高層建筑防火安全工作,是由火災(zāi)事故的預(yù)防和火災(zāi)發(fā)生后損失的控制兩個(gè)方面構(gòu)成的。從遏制火災(zāi)的發(fā)生看,防止燃燒發(fā)生3條件(“三要素”)的相遇是最重要的對(duì)策;在相遇不可避免時(shí),則應(yīng)控制好“環(huán)境”條件,以防止三者的相互作用或作用機(jī)制的失控。從避免和降低建筑火災(zāi)損失看,首先要在時(shí)間、空間上控制生命和財(cái)產(chǎn)的火場(chǎng)暴露;其次要約束火災(zāi)過(guò)程中的致災(zāi)因素。從圖3的分析看出,建筑物的固有防火安全態(tài)勢(shì)是由建筑物及建筑物內(nèi)部設(shè)施、設(shè)備等“硬件”條件確定的,并伴隨占用者的進(jìn)入和使用中的改、擴(kuò)建會(huì)發(fā)生變化;而且不論火災(zāi)的形成,還是火災(zāi)的發(fā)展,大量的原因是管理缺陷所造成的。因此,建筑防火安全對(duì)策應(yīng)當(dāng)具有過(guò)程性,應(yīng)當(dāng)由技術(shù)對(duì)策和管理對(duì)策共同構(gòu)成,并在這種構(gòu)成中由于人的特殊屬性和作用,加強(qiáng)安全管理應(yīng)是防護(hù)對(duì)策的重點(diǎn)。只有通過(guò)人們正確的計(jì)劃、組織、監(jiān)督、協(xié)調(diào)等工作,才能使技術(shù)設(shè)施和各個(gè)方面的工作都能發(fā)揮作用,共同為建筑物的防火安全服務(wù)。針對(duì)建筑火災(zāi)事故損失分析,筆者提出的基本事件,在現(xiàn)有的技術(shù)條件下,大多數(shù)均可通過(guò)改進(jìn)、完善防火安全管理工作,達(dá)到控制和消除的目的,從而保障了建筑物的防火安全性。建筑物、建筑物占用者及其內(nèi)部的各種防火安全設(shè)施以及用于建筑物的各類規(guī)章及管理制度,就防火安全而言,均是相互關(guān)聯(lián)、互相制約的有機(jī)整體。要實(shí)現(xiàn)建筑防火安全,必須把建筑物內(nèi)與防火有關(guān)的諸多因素,包括人、建筑物(含內(nèi)部設(shè)施、設(shè)備等)和相關(guān)“環(huán)境”因素,以及它們的相互作用間的因素全部控制、協(xié)調(diào)起來(lái),才能使建筑物火險(xiǎn)態(tài)勢(shì)處于安全狀態(tài)。從時(shí)間順序角度看(見(jiàn)圖4),建筑物可劃分為設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收和使用等不同的時(shí)間階段,而不同階段的防火安全措施的落實(shí)是否得當(dāng),對(duì)下一階段的安全態(tài)勢(shì)具有深刻的影響,即在這些時(shí)間階段之間的工作內(nèi)容是既互相聯(lián)系又互相制約的;同時(shí),在某一時(shí)間階段的橫斷面內(nèi)與建筑物相關(guān)的工作人員、工作任務(wù)、各種設(shè)施以及安全管理制度同樣是一個(gè)互相關(guān)聯(lián)和互相制約的有機(jī)整體。在防火安全的對(duì)策實(shí)施過(guò)程中,首先要把防火安全工作視作建筑物的一個(gè)不可分割的子系統(tǒng),明確工作的組織機(jī)制和目標(biāo);然后,沿時(shí)序考察建筑物在設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收、使用各階段的防火安全工作的特點(diǎn)和工作的銜接,確定具體安全管理工作的內(nèi)容和技術(shù)對(duì)策,實(shí)現(xiàn)全過(guò)程的防火管理;在時(shí)序的特定時(shí)間階段橫斷面上(某階段),實(shí)施技術(shù)對(duì)策和技術(shù)對(duì)策的協(xié)調(diào)與管理,其中最重要的是要以管理對(duì)策為核心,強(qiáng)調(diào)作業(yè)的過(guò)程管理,尤其要強(qiáng)調(diào)作業(yè)的預(yù)先危險(xiǎn)分析和動(dòng)態(tài)安全管理。由于縱、橫向是相互交叉的,為了增強(qiáng)工作要求的可操作性,應(yīng)強(qiáng)調(diào)以縱向?yàn)橹骶€,橫向?yàn)橹攸c(diǎn)來(lái)進(jìn)行。3.2以安全系統(tǒng)為目標(biāo)構(gòu)筑物安全管理內(nèi)容在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展尚欠發(fā)達(dá)的條件下,建立以管理為綱目、技術(shù)為手段的建筑防火安全體系,突出管理對(duì)技術(shù)的指導(dǎo)與協(xié)調(diào)原則,是符合當(dāng)前國(guó)情和切合實(shí)際的現(xiàn)代防火安全觀。對(duì)于現(xiàn)代城市建筑物,要想以最小的投入獲得最大的安全效益,必須以安全系統(tǒng)為目標(biāo),確定安全管理工作內(nèi)容和相應(yīng)的安全技術(shù)措施,并在工作中充分發(fā)揮人的主觀能動(dòng)性,以彌補(bǔ)因經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)、技術(shù)條件的制約帶來(lái)的措施的不完善或不協(xié)調(diào)。充分了解高層建筑安全體系的構(gòu)成,并把體系實(shí)際運(yùn)用,是避免發(fā)生火災(zāi)的前提,這也是高層建筑防火安全的最有效的措施,因此,高層建筑防火安全對(duì)策主要有以下兩方面共4點(diǎn):1)在技術(shù)(硬件)方面:建立完善的救火系統(tǒng)、加強(qiáng)“三同時(shí)”;2)在管理(軟件)方面:加強(qiáng)相關(guān)人員安全管理及培養(yǎng)相關(guān)人員安全意識(shí)、健全火災(zāi)應(yīng)急預(yù)案。4我國(guó)高層建筑防火安全體系的提出及對(duì)策筆者以“安全第一,預(yù)防為主”的原則,通過(guò)了解高層建筑物及其火災(zāi)特點(diǎn),分析高層建筑火災(zāi)致因因素并得到以火災(zāi)事故直接損失為頂上事件構(gòu)建的局部事件樹(shù),并結(jié)合我國(guó)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀,針對(duì)高層建筑的防火問(wèn)題,提出了以下幾點(diǎn)結(jié)論:1)在解決高層建筑防火問(wèn)題上,提出了應(yīng)從“人-機(jī)(物、設(shè)備等)-環(huán)境”即技術(shù)(硬件)和管理(軟件)兩方面綜合考慮的新思路。2)由于短期內(nèi)無(wú)法從技術(shù)方