高層建築求解防火難題

  隨著中國城鎮化進程的推進,高層建築如雨後春筍般拔地而起,成為現代都市的天際線象徵。然而,伴隨著建築高度的不斷刷新,消防安全隱患也隨之增加。構建系統化的防火體系,已成為保障城市安全運行的當務之急。
  四大核心難題
  高層建築火災之所以破壞力巨大、防控困難,源於其固有的建築特性和複雜的火災行為。從結構性風險來看,高層建築面臨著業態多、撲救難、蔓延快、疏散難等四大核心難題。
  在撲救方面,目前消防雲梯車的有效作業高度普遍在50米左右,面對動輒百米甚至數百米的超高層建築,外部救援力量常常「望火興歎」。登高面受限、作業空間狹窄、高空風力干擾等因素,進一步制約了滅火行動的展開。
  在業態管理方面,現代高層建築常常集辦公、酒店、商業、餐飲、娛樂乃至住宅於一體,這種複雜性導致消防安全責任主體分散,管理鏈條較長。一旦高層建築低層發生火情,如何能夠及時通知樓上人員,並有效組織疏散撤離,在管理上仍存難題。
  高層建築內部遍佈的電梯井、管道井、樓梯間、通風管道等豎向井道,在火災時會形成強烈的「煙囪效應」,成為火勢和高溫有毒煙氣快速垂直延伸的通道。國家消防救援局的火災調查證實,現代高層建築火災中,「15分鐘火災燃燒」的傳統理論已發生改變,往往僅需3分鐘左右,致命煙氣就能充滿整個樓層或空間。
  從火災動力學角度分析,易燃可燃外保溫材料和特殊的氣流環境容易放大火災風險。在建築外牆保溫層材料方面,由於早期對燃燒性能認知不足和管理不到位,導致大量易燃可燃的聚苯乙烯泡沫板、聚氨酯硬質泡沫等被使用,一旦外牆保護層遭到破損,遇到火源,它們極易被引燃。外部風力的影響也不容忽視。實驗數據顯示,當建築高度從10米升至90米,風速將從5米/秒增至15米/秒,「風助火勢」效應也容易使得高層火災更難控制。
  構建全鏈條防火體系
  應對高層建築火災,應堅持標本兼治、系統施策的原則,構築一道從源頭到末端的全鏈條防火體系。國家消防救援局在重特大火災調查中發現,建設、設計、施工、監理單位主體責任不落實是突出問題,「帶病運行」的建築屢見不鮮。因此,須制定並執行更加嚴格的高層建築安全建設標準和管理制度,從規劃、設計、審批到驗收,每一個環節都要嚴格把關,確保消防設施「該設計的必設計、該設置的必設置」,從源頭上杜絕先天性火災隱患。
  保溫材料治理則是關鍵環節。我國正開展從生產、銷售、檢測、安裝、改造、使用到拆除的全鏈條整治行動,嚴控增量風險,有效治理存量風險。在標準層面,住房和城鄉建設部與應急管理部主編的國家標準《建築防火通用規範》,對高層建築中無空腔外牆外保溫系統中保溫材料的燃燒性能作出強制性規定:建築高度大於100米時,保溫材料燃燒性能應為A級(不燃);建築高度大於27米、小於等於100米時,不應低於B1級(難燃)。
  各地也在積極行動。例如,北京市在2025年的人員密集場所動火作業和建築保溫材料安全隱患專項整治工作中,就針對包括建築保溫材料在內的6個方面突出問題,提出了17項具體措施的整治方案,旨在通過落實標準、強化管理、嚴格追責,系統化解這一重大風險。
  建築施工領域因工藝工法落後、設備材料安全性能不足等問題,也是直接或間接引發多起房屋與市政工程安全事故的重要原因。住房和城鄉建設部在2021年和2024年,先後發佈了兩批《房屋建築和市政基礎設施工程危及生產安全施工工藝、設備和材料淘汰目錄》,旨在通過禁止或限制使用那些危及生產安全、不符合綠色建造與高質量發展要求的落後工藝、設備和材料,有效防範化解房屋市政工程重大事故隱患,切實提升建築施工安全水準。
  在第一批目錄中,共淘汰22項施工工藝、設備和材料。其中,竹(木)腳手架和現場簡易製作鋼筋保護層墊塊工藝被禁止,門式鋼管支撐架被限制。在推進高層住宅的維護與更新時,用更先進、更安全的施工技術與標準為城市建設保駕護航,既是行業發展趨勢,更是對生命安全至高無上的尊重。
  暢通生命通道也是保障救援的基礎環節。「生命通道」包括室外的消防車通道和室內的疏散通道。任何鐵樁、石墩、違停車輛都可能成為消防車「最後一百米」的攔路虎,而室內疏散通道的佔用、堵塞和鎖閉更是直接威脅人員生命安全。特別值得注意的是,常閉式防火門應保持關閉狀態,這扇門是阻隔煙氣侵入樓梯間,為人員逃生爭取寶貴時間的「生命之門」。
  此外,強化單位自主管理至關重要,特別是對於動火作業等高風險活動,必須嚴格執行安全管理制度,包括落實責任、限制營業期間動火、嚴格審批備案、持證上崗、現場管控等,嚴防「小施工」引發大事故。
  科技賦能
  當傳統消防手段面臨「夠不著、進不去、展不開、打不准」的困境時,科技創新有望為高層建築防火救援開闢新的路徑。
  消防無人機在超高層火災救援中具有獨特價值。在2024年9月福州的實戰演練中,無人機在130米高度成功執行了滅火任務,展示了其顯著優勢。在快速回應與偵察方面,無人機可在接警後5分鐘內飛抵200米以上火場,不受交通制約,並能搭載紅外熱成像、氣體感測器穿透濃煙,即時回傳火源、被困人員位置及環境數據,甚至生成三維模型,為指揮決策提供寶貴的資訊支持;在執行高難度作業方面,掛載專業破窗設備的無人機,可有效擊破阻礙救援的雙層鋼化玻璃,為後續救援打開生命窗口。
  但是,受技術瓶頸、監管不完善等制約,當前無人機滅火在高層建築領域的應用,距大規模實戰與標準化推廣尚有差距。目前,多數消防無人機產品應對高層大火的效能仍有限,不僅噴嘴出水量小難控火勢,小型機難抗高壓水流反作用力、大型機攜水管升空又受水管自重與氣流限制,加之火災現場複雜湍流和強風對無人機抗風性、穩定性要求極高,功率不足便難以精准作業。未來,行業需重點攻克駕駛培訓、機群協同標準、大功率機型規範及滅火介質協同等多項問題。
  消防機器人,因能夠突破環境極限,在濃煙、高溫、有毒、缺氧等極端環境下執行任務,也被寄予厚望。特別是四足「機器狗」,正在成為消防救援隊伍中的新銳力量。以青島消防救援支隊列裝的消防機器狗為例,其配備的360°全景相機、氣體感測器和雙光雲臺等設備,能實現遠程可視化監控、危險氣體探測和熱源定位,將現場資訊即時回傳,極大地提升了救援的精准度和安全性。宇樹科技為消防領域定制的「Unitree B1行業消防版」機器狗,也在杭州市消防救援實戰化演習中進行了成功實踐。但是,目前消防機器人在高層建築防火中的實戰應用仍未真正展開。
  高層建築防火是一項長期而複雜的系統工程,需要立法、監管、技術、管理和公眾意識提升的協同推進。從嚴格執行建築防火規範、徹底整治外牆保溫材料,到確保生命通道時刻暢通,再到鼓勵和支持消防科技的研發與應用,每一個環節都至關重要。唯有深度融合科技創新與管理創新,才能構築起更加堅固的高層建築防火安全網。
  (秦靜/文)