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摩天大楼的防火安全重要性

2010-09-21 10:54  来源于网络  【  【打印】【我要纠错】

  摘要:号称“电视台里的变形金刚”的央视电视文化中心,还未来得及全面展示其“享受建筑”的理念,就“报废”在2009年元宵节的大火中。火灾,已经成为摩天大楼致命的“杀手”。

  近年来,随着城市高层建筑的不断崛起,高层建筑的火灾频发,高层建筑火患不可小视,希望引起广大读者和管理部门的高度重视。

  钢结构:高温变成面条

  “高层建筑,尤其是外观怪异的高层建筑,一般是钢结构建筑或部分采用钢结构。”清华大学建筑学院教授秦佑国在接受媒体采访时称,“过高的楼必须采用钢结构,这是因为混凝土结构太重了,而钢结构可以做到很高很大。”

  对于摩天大楼,尽管钢结构具备比较轻、建造快、现场施工量小的优点,但其致命弱点是怕火——虽然钢本身并不燃烧,但普通钢材在600摄氏度的环境下,强度就和面条差不多。所以,钢结构安装后会在表面喷涂一层厚厚的防火涂料,一般涂料保证的耐火时限为2—3小时,以供建筑内部的人员逃生。一旦大火烧过,钢结构往往严重受损。如果救火时浇水,对其破坏将更加严重。钢结构高层建筑即使发生不大的火灾,在技术上也要求拆除才能保证安全。

  “世界上最典型的此类事故就是美国‘9·11’。事实上,世贸大楼不是撞塌的,而是烧塌的,因为高温导致钢结构变形,承受不了上面的重量,就塌下去了。”专家这样解释。

  权威资料显示,央视电视文化中心不是纯钢结构,而是型钢混凝土结构,耐热性能比钢结构好。“混凝土传热性没有钢材好,因此即使表面受到高温烘烤,内部的温度上升也会慢一点,受到火灾的损害比钢材要小。央视这幢楼目前没有坍塌的危险了,因为火已经烧过去了。”专家认为“,但在大火的作用下面,强度会下降,虽然没有塌,但是以后的结构强度会受到很大影响。还可能在高温的作用下,发生结构变形,受力状态都发生改变了。”

  豪华装修导致安全隐患

  一位建筑评论家指出,央视大楼的建筑结构中间有一个二十几层的巨大中庭,南面是客房,北面有客房有店铺,所有的装修都是木材的。“很多建筑物火灾都是由装修材料引起、扩散的,而且建筑是中空的话也比较容易扩散,燃烧起来的速度惊人这是不争的事实。”

  一位建筑师表示:“一般而言,在后期的室内装修阶段,常使用大量可燃性材料,建筑内部易燃物常常乱堆乱放,还分布着大量电线和电缆,这使得一个小火星都可能引发一场大火;而这些年建筑业内层层分包的恶习,让防火分区和防火部署难以落实,一旦起火就火烧连营。”

  为了追求建筑外观效果,央视的这栋大楼外墙分两种形式,一种是可以透光的玻璃幕墙,另一种是像罩子一样的铝板幕墙。而大火正是从一面玻璃幕墙中喷涌而出,而铝板幕墙的一面基本无火。

  据了解,很多摩天大楼均采用玻璃幕墙,国内外建筑界对此颇有争议,其中日本、德国等国家明文规定禁止使用。原因在于玻璃幕墙虽然本身并不燃烧,但会因抽风作用而成为火势蔓延的途径,而且常常等不到人员疏散完毕,幕墙就已达到耐火极限而向下掉落,严重影响人群安全。

  美国建筑师拒绝设计摩天大楼

  据了解,在业内,高层建筑被称为“灾害放大器”。由于高层建筑内各专业竖井林立,火灾时这些竖井就像高耸的烟囱,构成火势蔓延的主要途径,“火势将比低层建筑猛烈百倍”。

  目前,全球消防体系能够提供的最高云梯约130米,而北京市消防系统最高的云梯不超过100米。在这个基础上,高压水龙头还能喷射出10米左右。通常,消防云梯车只能升至限定值的80%左右。如果地面风力达到4到5级,云梯车则无法升高作业。如果着火的摩天大楼超过云梯的高度,则无法从室外扑救,除非动用直升机,否则只能依靠自救,即依靠室内的消防疏散设施——这使得高层建筑火灾救援成为世界性的难题。而逃生则是另一个重要问题:城市安全部门曾做过试验,让一名身强力壮的消防员从第33层跑到第1层,需要35分钟。而火借风势,30秒内就可以从第1层到达第33层。这样算来,当火灾发生时,慌乱的人群跑到楼外逃生的可能性几乎为零。

  在国际社会上,摩天大楼防火方面的安全性能一直备受质疑。在全世界范围内,摩天大楼火灾频频——美国、委内瑞拉、马来西亚,均发生过震惊世界的摩天大楼火灾。

  所以,1974年芝加哥443米高的西尔斯大厦落成后,美国一大批建筑工作者拒绝设计摩天大楼。

  重庆4栋高楼存在重大火患被限改

  8月28日,重庆渝北4栋高楼因存在重大火灾隐患被渝北区政府挂牌,限期年内完成整改。

  格丽博酒店大楼的火患已存在5年,当地的消防支队曾多次督促整改,但酒店都未落实。酒店方表示,此次被挂牌后,已下定彻底整治火灾隐患的决心。酒店老板从各方筹集资金数百万元,争取在9月中旬完成整改。整改时限:2009年10月8日。

  该大楼的主要火患为:1.未设环形消防车道,也未按两个长边设消防车道。2.防烟楼梯间未形成。3.消防电梯未设消防前室。4.二、三层防烟楼梯间内墙上开设门洞。5.疏散指示标志设置不符合要求。6.应急照明设置不符合要求。7.喷淋泵不能正常启动。8.自动喷水灭火系统的供水泵无备用泵。9.未按二级负荷要求供电。

  金易都会1、2、3、4号楼:大楼灭火器数量不足。火患:1.火灾自动报警系统存在故障点。2.自动消防设施不能联动控制。3.楼梯间内铺设天然气管道,不符合相关规定。4.2号楼一座疏散楼梯地上层与地下层共用楼梯间,未在首层与地下层的出入口处设置耐火极限不低于2小时的隔墙和乙级防火门隔开,不符合相关规定。5.该大楼部分楼层未设防烟楼梯间。6.该大楼灭火器数量不足。整改时限:2009年8月31日。

  亚太国际大厦:楼梯间没有应急照明。火患:1.剪刀楼梯的梯断之间未设置耐火极限不低于1小时的不燃烧体墙分隔。2.裙房封闭楼梯间未形成。3.电梯未按消防电梯要求设置。4.裙房及公共走道部分未设置自动喷水灭火系统。5.裙房及公共走道部分未设置火灾自动报警系统。6.剪刀楼梯两个前室未设加压送风系统。7.楼梯间未设疏散指示标志。8.楼梯间未设应急照明。9.室外消防给水管道直径小于150毫米。10.室内消火栓无水枪、水带、接口。11.无室外消火栓、水泵结合器。12.车库改为库房使用。整改时限:2009年12月30日。

  中国高层建筑防火法规相对滞后

  美国年均发生高层建筑火灾7000多起,平均每天近20起,但美国城市因高层建筑一流的消防管理水平大大减少了损失。

  高层建筑火灾隐患多:发生火灾时,火势蔓延迅速,人员疏散困难,扑救难度大。

  国内外对高层建筑的消防设计和安全管理有严格规定:法律监管高层建筑防火设计。在各国高层建筑防火的立法方面,无论是法规的数量还是完善程度,高层建筑数量最多的美国都走在世界前列。美国高层建筑防火法规的权威性,建立在大量研究的基础上。早在上世纪70年代,在美国国家科学基金资助下,哈佛大学现代火灾科学研究之父霍华德·艾蒙斯教授,经过大量实验,建立了被广泛认可的哈佛火灾模型。在这种模型的基础上,美国高层建筑防火法规更加完善,成为许多国家的样板。

  我国现行的高层建筑防火法规是1995年颁行的《高层民用建筑防火规范》(GB50045—95),该规范的条文严谨细致,在耐火等级、平面布置、安全疏散、消防给水、防(排)烟和电气等方面都有严格要求。但在实际执行过程中,要兼顾防火安全性和投资合理性,高层建筑的防火设计有时达不到法规要求,这就留下了安全隐患。近年来,建筑工地火灾频发,这与大量保温防水易燃材料的堆积和暴露在外有关,同时也由于高楼自身消防设施还没有完工。有专家称,有必要通过尽快制订、修订有关建筑工地的防火管理规范,填补在建建筑防火薄弱的空白,从根本上减少建筑工地火灾多发现象。

  高层建筑防火设计是保护伞

  第一,保证主体结构有足够的耐火稳定性。目前国内外高楼多依赖钢结构,虽然它的整体性和稳定性都很好,但耐火性能很差。钢材的抗拉和承重等性能均会因温度的升高而急剧下降,通常在摄氏450—650度就会失去承载能力,发生变形,钢柱、钢梁弯曲,不能继续使用。一般情况下,不加保护的钢结构耐火极限只有15分钟。人们在实践中广泛应用的钢结构保护方法,如用耐火材料包覆,喷涂石棉或防火材料等,已被证明在应对大火时效果不佳,建筑界和消防界在解决这个问题方面仍任重道远。

  第二,强化自救措施。高层建筑不同于一般的低矮建筑,火灾发生时,高层建筑主要依靠自身的消防措施来保障安全。消防部门云梯车所能达到的高度一般不超过100米,如果几百米高的高楼出现火灾,很难靠外部力量救援。目前,高层建筑的自救措施主要分为主动性和被动性两大类。主动性措施指直接限制火灾发生和发展的技术,如火灾探测报警技术、喷水灭火等灭火技术、烟气控制技术等;被动性措施指提高或增强建筑构件或材料承受火灾破坏能力的技术,如提高建筑构件耐火性能的技术等。这些完善的自救措施,比大量消防队员更能应付突发火灾。

  第三,做好防火分隔。由于建筑使用功能、规模形状不同,地理位置及室内火灾荷载、装饰和陈设等不同,建筑防火规范不可能把各式各样的高层建筑防火都详细地规定下来。这就要求设计人员针对所设计建筑物的具体条件,灵活运用,加强防火隔断,增加灭火手段,加强防排烟措施,采用不同的解决办法,达到防火目的。

  从国内外火灾现场统计来看,近六成火灾死亡是烟熏致死,或者被烟熏晕后烧死的。科学的防火分隔设计可以有效地解决这方面的问题。例如,一旦发生火灾,楼梯间、消防电梯间如果能保持较高的气压,逃生者开门进入后,风就会从里面往外吹,将烟雾拒之门外。

  第四,室内装修选用阻燃材料。在建筑中消除火源是不可能的,但是采用阻燃装饰是可能的,是避免和减少火灾伤亡以及财产损失的重要措施。

  附:近年来世界高层建筑火灾一览:

  1990年7月17日,美国纽约帝国大厦发生大火,38人因烟熏中毒被送往医院接受治疗。

  1991年2月25日,美国费城中心一座38层大楼起火,大火从第22层向上蔓延到第30层,火势持续了一天一夜,火灾中有3名消防队员殉职。

  1991年11月20日,纽约世贸中心第94层机房起火,1人遇难。

  1993年4月16日,尼日利亚首都格拉斯25层高的国防部大楼的第16层起火。

  1994年6月15日,南非行政首都比勒陀利亚一座高楼的第19层起火,火势向上蔓延到第27层,40人被直升机转移。

  1996年1月17日,伦敦金融城一幢大厦的第45层发生火灾,约500人被疏散。

  1996年2月13日,意大利米兰的一幢高27层的贸易中心大楼上半部陷入火海。大火是因楼内办公装修时电器故障引起的。

  1996年10月10日,纽约洛克菲勒中心的一幢摩天大楼发生火灾,滞留在这座70层高楼内的人员全部被疏散。火灾原因是第10层的电线出现故障所致。

  1997年12月5日,美国纽约高77层的克莱斯勒大厦的第74层发生火灾,起火原因是变压器着火。

  1997年12月8日,印尼首都雅加达市中心高25层的印尼银行大厦顶端发生火灾,顶上三层全部烧毁,15人死亡,起火原因是空调短路。

  1997年12月10日,香港的墨尔本大楼的第24层发生火灾,没有造成人员伤亡。

  1998年3月22日,伦敦金融城中心发生火灾,一幢44层高塔楼的五分之一化为灰烬。

  2001年8月27日,俄罗斯首都莫斯科的奥斯坦基诺电讯发射塔发生火灾,7人遇难。该塔是欧洲最高的独立式建筑物,也是世界第二高的电视发射塔,高540米,共44层。火灾原因是塔上传输发射信号的高能电缆超负荷,电缆过热起火。

延伸阅读:摩天大楼 城市 防火
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