自动消防设施在防控高层建筑火灾中的应用

关键词： 自动消防设施；高层建筑；火灾

　　0 引言

　　随着经济迅猛发展，现代化城市建设步伐加快，由于土地资源的紧缺，高层建筑成为了城市建筑的趋势，这些“钢筋混凝土”的巨人们在繁荣城市的同时，也给人们带来了重大的火灾隐患。由于高层建筑的楼层高、体积大、人员多、功能繁杂，一旦发生火灾扑救难度大，火灾损失及其严重。而传统的以人为主的消防管理模式和靠外部救援的灭火作战方式已根本不能适应高层建筑的消防要求。在这种情况下，建筑自动消防设施对于迅速探知并扑灭初期火灾，提高建筑物抵御火灾的能力，保护建筑物消防安全，确保人民生命财产安全起到至关重要的作用。

　　1 高层建筑及其发生火灾的因素

　　2005年，我国对高层建筑有了明确的规定，即超过十层或二十四米的住宅建筑或其他民用建筑都称为高层建筑。这些建筑都是人员和物资密集型的场所，也是火灾的高发区域。一旦发生火灾，就会给人民的生命财产安全带来严重的威胁。由于高层建筑的复杂性，其发生火灾的因素也十分复杂，一般可以总结为以下三个因素。

　　1.1 内在因素 内在因素主要包括火势的控制、人员的疏散和火灾扑救。火势的控制主要是火势蔓延快慢的控制。这是因为高层建筑一般都有很多管道竖井，例如电缆井、电梯竖井、煤气管道井、水管道、通风管道和消防给水管道等等。如果这些管道竖井在建筑水管过程中没有很好的处理，一旦发生火灾就是会形成烟囱效应导致火势迅速蔓延。人员的疏散主要是由于高层建筑的层数多、垂直疏散的距离较远和建筑内部的人员十分密集。如果发生火灾，楼梯一般是主要的疏散通道，但人下楼梯的速度要远远小于火势蔓延的速度，导致人员疏散困难。火灾扑救时主要受消防设施的影响，没有性能优越的消防设施，就很难有效的控制火势，其次受消防人员的体力影响，如果出现体力不支，也给火灾扑救带来很大的影响，甚至伤及消防人员的生命安全。

　　1.2 外来因素 外来因素主要是指一些不可抗力的自然因素，主要包括风和雷击。风力的大小与火灾蔓延的速度有直接的关系。这是由于高层建筑一般都是楼高风大，一旦发生火灾，在开启外窗时，形成空气对流，在风的吹动下火势就会迅速蔓延。另外，雷击是引发火灾的一大因素。主要是因为高层建筑很大，其落雷的几率相对较大，而且层数越高受雷击的次数就会越多。而我国高层建筑目前普遍采用的避雷措施就是将楼内的主钢筋用来接地，如果施工不当留下安全隐患，在雷击时就极易引生火灾。

　　1.3 人为因素 目前我国许多高层建筑发生火灾的根源都是来自于人为的因素。主要是施工中缺乏防火的考虑施工中蔓延很好的处理各种缝隙，对高层建筑的各种管道竖井没有采取水平分割或有效的防火墙。另外还有使用建筑物不当和存在很多可燃物等等。

　　2 自动消防设施在高层建筑物中的重要性

　　所谓自动消防设施就是一旦发生火灾时自动启动的火灾控制系统。它是高层建筑物的消防安全与人员疏散安全的重要保障，是高层建筑中不可或缺的一部分。当发生火灾时，自动报警系统不仅能争取疏散人员的时间，保证火灾扑救的及时性，还能最大限度的降低火灾带来的损失。自动消防设施一般包括火灾自动报警系统、自动喷水灭火系统、防排烟系统和防火分隔系统等。

　　2.1 火灾自动报警系统 火灾自动报警系统，是安置在高层建筑物必备的自动消防设施之一。是由火灾报警装置、触发器件和火灾警报装置及一些辅助装置而组成。它不仅能争取疏散时间，还能保证扑救火灾的及时有效性。另外它也是人们早期发现火情的好帮手，还能督促人们采取及时有效的措施防控火灾。控制中心的报警系统能够通过烟雾、温度和红外线的感觉探出火情，并发出火灾报警信号、应急照明、消防控制联动和广播等指令，以警示人员尽快安全撤离火灾现场和提醒相关人员进行灭火救灾等防控措施。我国很多地方的管理人员都已经将高层建筑的火灾报警系统与当地消防部门进行直接连通，只要发生火灾，消防部门就能在第一时间接到报警信号并且将调度信号发送给消防中心去灭火，从而防止错过最佳的扑救时机。

 

　　2.2 自动喷水灭火系统 为提高高层建筑火灾的防控能力，我国绝大部分的高层建筑都装有自动喷水系统。而随着科技的不断进步，虽然出现了很多新型的固定、半固定灭火设施，但目前我国高层建筑扑灭初期火灾的首选灭火设备还是自动喷水灭火系统，因为它不仅安全可靠，而且经济实用性强、灭火效果好等优点，是高层建筑不可或缺的消防设施之一。

　　2.3 防排烟系统 防排烟系统一般由防火阀、送排风管道、门开关设备、送排风机、管井等设备组合而成。防烟系统的一般是在楼梯间正压送风，而且防烟分区与机械排烟系统排出的烟量有必然的联系。高层建筑的排烟设施一般分为机械排烟设施与活动式外窗的自然排烟设施，防烟设施则一般分为机械加压送风防烟设施与活动式外窗自然排烟设施。

　　2.4 防火分隔系统 防火分隔设施是指在一定时间能把火势控制在一定空间内，阻止其蔓延扩大的一系列分隔设施。常用的防火分隔设施有防火门、防火卷帘、防火阀、阻火圈等。其中防火卷帘是现代高层建筑中不可缺少的防火设施，它的结构设计方面采用的是卷轴内藏这一特点,使得其结构合理而紧凑，具有防火、隔烟、抑制火灾横向和竖向蔓延、保护人员疏散的特殊功能，广泛应用于高层建筑，是高层建筑中不可或缺的消防设施。

　　3 自动消防设施有效防控高层建筑火灾的应用

　　在高层建筑防火工作中，自动消防设施是有效防控火灾的重要设备之一。以下就分别从自动消防设施的早期预警、自动灭火、防火分隔、诱导疏散、辅助内攻、机械防排烟六个方面谈谈自动消防设施有效防控高层建筑火灾的具体应用。

　　3.1 早期预警 将火灾报警系统应用在高层建筑火灾防控体系之中，是目前我国高层建筑应用的最多的消防设施之一。因为它不仅能够探测火灾发生的情况，实现早期自动报警与联动灭火，也是有效防控火灾的第一道防线，更是全部自动消防设施的中心区域和指令发源地。在高层建筑的火灾中，是对单位组织扑救初期火灾的早期预警，为人员的安全撤离争取宝贵的时间。

　　3.2 自动灭火 西方国家早在上世纪初，就已经把作为自动消防设施之一的自动灭火系统就应用在高层建筑消防设施之中。它一般可以分为自动喷水灭火系统、干粉灭火系统、泡沫灭火系统和气体灭火系统，目前已经成为我国高层建筑不可或缺的安全防控火灾设备之一。

　　3.3 防火分隔 高层建筑内部防火分隔的基本单元是防火分区，主要是应用防火墙、防火卷帘、防火门等防火分隔物将建筑分隔成相对安全的区域，以实现限制起火区域、防止火灾蔓延扩大的作用。

　　3.4 诱导疏散 应用应急照明系统、灯光疏散指示系统、应急广播等自动消防设施是火灾时诱导人员疏散的主要设施。火灾发生后，安全疏散设施是否正常工作，对减少火灾人员伤亡至关重要。高层建筑由于高度高、层数多、设备杂，各种管路交错纵横，火势一旦失去控制蔓延极为迅速，加之高层建筑结构复杂、人员密集、疏散距离长等特点。依靠消防队员到场对被困人员进行大规模疏散几乎不具备可操作性。当前世界上被广泛应用的建筑防火性能化设计中，对人员疏散安全评估采取的通行技术路线是通过设定火灾模拟场景，建立人员疏散模型，在对人员所需安全疏散时间、可用安全疏散时间进行计算比较后，对建筑防火设计进行评价和修改，其最主要的前提条件之一就是人要自主疏散到防烟楼梯间、避难层或室外等安全区域。

　　3.5 辅助内攻 高层建筑内自动消防设施往往配置比较完备，基本具有灭火战斗所需要的供水、排烟、阻火、疏散等主要必备设施。因此，在第一时间内正确应用高层建筑自动消防设施，展开内攻近战，才是扑救高层建筑火灾最直接、最有效的方法。一是可以应用消防控制中心辅助侦查火情，了解最先发生火灾的部位和蔓延方向，确认防火卷帘、防排烟、喷淋等系统是否启动；二是可以及时启动消防泵供水，优先利用室内消火栓系统灭火，相比于单纯依靠人工铺设水带灭火省时省力，提高处置效率。三是通过水泵接合器向喷淋系统和室内消火栓系统供水，利用已开启洒水喷头直接作用于着火区域，并可以设立更多的水枪阵地，从而赢得灭火战斗的主动权。四是利用远程控制设备及时关闭防火门、防火卷帘等防火分隔物，阻止火势蔓延，并依托防火分隔设置灭火阵地。五是启动机械防排烟系统，有效地排除烟雾。六是开启火灾应急广播，分层、分区下达疏散命令，利用建筑内部各类疏散指示标志，指明疏散途径。引导被困人员有序疏散，防止出现惊慌，造成疏散通道拥挤、堵塞。

　　3.6 机械防排烟 高层建筑因为存在“烟囱效应”，火灾蔓延速度非常快，人员疏散起来也有一定难度。机械防排烟的目的是确保在发生火灾时人员能够安全疏散。机械防排烟的重要工程就是“风道”。高层建筑多采用竖向风道，当砌块砌到梁时，内表无法砌齐。因此，设计中最好不要选择土建风道。相关的科研单位要尽可能的开发出可作竖向风道的新材料，如质量轻、防火性强的无机材料。最好能由工厂进行定型化生产，便于整体风道的安装。

　　总之，实现自动消防设施在高层建筑中普遍应用，对有效控制和扑灭火灾有着十分重要的作用。在高层建筑建设过程中，必须认真做好各项消防安全防范措施，加大自动消防设施的普及力度和维护管理，尽可能的遏制重大火灾事故的发生，以保证人民的生命财产安全。

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