高层建筑灭火战术

一、学习目的与要求通过研讨学习，使参训人员掌握高层建筑的特点、火灾特点、高层建筑火灾蔓延规律、灭火战术措施和灭火注意事项等。二、主要内容第一节高层建筑概述第二节高层建筑火灾特点第三节高层建筑灭火战术措施根据我国《高层民用建筑设计防火规范》gb50045--95（2001年版）规定凡十层及10层以上的居住建筑（包括首层设置商业网点的的住宅）和建筑高度超过24米的公共建筑，都属于高层民用建筑。高层工业建筑：指高度超过24米的非单层厂房、库房。高层建筑已经作为城市建设的主流渗透到人们的日常生活中。高层建筑已演变成衡量一座城市大小、一个国家的强盛和综合尖端技术的重要标志。高层建筑是一个国家的标志或象征。高层建筑火灾的成功扑救成为衡量一个地区乃至一个国家消防综合能力的一个标志。第一节高层建筑概述一、高层建筑发展概况高层建筑的发展可概括为三个阶段：第一阶段从19世纪80年代到20世纪30年代初；由于20世纪30年代发生的经济萧条以及第二次世界大战中止了高层建筑的热潮，直到二次大战结束后十多年才掀起第二次热潮，第二阶段从20世纪60年代到80年代；第三阶段从20世纪90年代到21世纪初。（一）我国高层建筑1、历史状况：我国的高层建筑最早出现在二十世纪二、三十年代，但发展缓慢，到解放前，只有上海、天津、广州等几个大城市共有10余幢，最高的是上海国际饭店，24层，86米。2、现实状况1981年，全国仅有高层建筑600余幢，其中高度有超过50米的仅50余幢。1990年，全国高层建筑已达10929幢，比1981年增加了17.22倍。在1990年统计的高层建筑中，高度在50米以下的8952幢，占78.62％，50—100米的有2293幢，占20.98％，100米以上仅44幢，占0.4％；最高的北京市京广大厦207米。当时高层建筑数量最多的省是广东，3133幢高层建筑最多的城市是北京，1600余幢；其次是深圳，1451幢；再次是广州，1023幢；然后是上海，800余幢。（二）目前我国高层现状及国外高层情况而时至今日，我国的高层建筑又是一个什么样的状况？现在究竟有多少高楼?在世界处于什么样的位置?未来还会有多少高楼出现?上海高层建筑数量已居全国第一，上海超过24米的高层建筑有8700多幢，16层以上的高层建筑4000多幢，超过100米的超高层建筑有400多幢；预计到2010年，南京市的高层建筑也可能会突破2500幢。这样的增长速度是一个什么样的概念？两座斜塔，14层高的悬臂连体；10层裙楼，3层地下室；地上总建筑面积49.5万平米；两塔双向倾斜6度；52层、44层屋顶标高194m～234m。工程概况带斜撑钢外框为主要抗侧力结构；内部钢框架核心筒和外框筒共同，传递竖向荷载。城市建筑如此攀高反映了经济社会的飞速发展，繁华了城市景观，节省了建设用地，其功能显示的优越性还有很多，问题就是一旦出现火灾或其他事故，后果就非常严重，楼越高体量越大，危险系数越高，这一点消防指挥员必须有清醒的认识。（三）高层建筑环境对人的危害建筑病高空恐惧儿童智力发育不良高楼犯罪高层建筑的界定与分类世界各国对高层建筑有不同的定义，有的是以层数划分，有的是以高度划分。我国定义的高层建筑，分为两类，一类是居住建筑，基本以层数划分，即指10层及10层以上的居住建筑（包括首层设置商业服务网点的住宅）；另一类工业厂房、库房和公共建筑，以高度划分，即建筑高度超过24米的两层及两层以上的厂房、库房和公共建筑。当建筑高度超过100米时，我们习惯上称为超高层建筑。根据《高层民用建筑防火设计规范》，我国的高层建筑分为两类，即一类高层建筑和二类高层建筑，详见下表：二、高层建筑的最主要特征高层建筑的最主要特征是高，由于很高，使得水平力（风力与地震作用）成为第一位的、起控制作用的荷载，而竖向荷载的作用成为第二位的作用荷载。因此，高层建筑结构也不同于单层、多层建筑，由于地震和风产生的内力往往大于竖向荷载产生的内力，所以水平荷载为主要控制荷载，要考虑有利于抗震和抗风的要求。高层建筑的高度通常取决于其结构体系。结构体系与结构的承载能力、侧向刚度、抗震性能、材料用量及造价高低等均有密切的关系，而且还与建筑层数、总高度和建筑空间大小等有关。目前高层建筑的结构体系主要有：框架结构体系、剪力墙结构体系、框架-剪力墙结构体系、外筒式结构体系、筒中筒结构体系、筒束结构体系、钢外框架-钢筋混凝土核心筒体系、钢筋混凝土外框架筒-钢内框架体系等。高层建筑钢筋混凝土结构在火灾温度作用下，其受力性能便发生变化。当受热温度低于400℃时，钢筋与混凝土可以共同受力，但温度再高时，受力性质就会恶化。梁、板的受拉钢筋随温度升高，变形加大，当温度在370℃以上时，钢筋截面变小，构件挠度增大；混凝土在400℃以上时强度明显下降，导致构件承载力减小。钢筋混凝土高层建筑结构从总体上说是有较强的耐火性能。但有时不可避免地局部采用一些钢结构，如旋转餐厅、外墙连接件等，如果不采取防火措施，则会成为整个结构的薄弱环节。钢构件在300—400℃时强度便急剧下降，产生塑性变形，600℃失去承载能力而倒塌，无防火措施的钢结构只有15分钟的耐火极限。因此，钢结构可耐受最高温度不超过450℃，平均温度不超过350℃。三、高层建筑的特点和消防设施的特点（一）建筑特点1、建筑高，层数多。高层建筑的一个最显著特点，是主体建筑高、楼层多。高层建筑的的高度给发生火灾时消防人员的战斗展开和灭火供水操作造成了很大的困难。2、布置复杂，形式多样。高层建筑是一个复杂的空间结构，其平面布置和立面体型日趋复杂，不仅平面形状多变，立面体型也各种各样，有矩形、圆形、塔形、阶梯形、凹形等。中心部位通常是垂直交通枢纽，主要设置电梯、安全扶梯等，外围则为供灵活分隔布置成房间的空间及走道。有些高层建筑中部还设有很大的中庭。高层建筑的形式对发生火灾时消防人员铺设水带的方式有较大影响。如阶梯形高层建筑，消防人员就很难从上向下铺设水带。高层建筑竖向布置情况，地下室多为商业性设施、餐厅、设备用房、消防控制中心、停车库等；给排水设备、采暖、空调集中布置在屋顶层、中部楼层（技术层）、地下室；各种管道竖向布置在管道井内，横向布置在各层吊顶内；煤气管道多设置在室外墙面上；燃油锅炉房多设在屋顶上，一般锅炉房设在地下室或附属建筑内；有的高层建筑顶层设有直升飞机停机坪。高层建筑室内，一般多采用活动隔断墙（通常用轻质材料制作，玻璃隔断或两侧用铁皮、塑料作饰面层，中间夹草纸板、刨花板的夹心隔断墙）；吊顶，在轻质角铁或铝合金角铁的骨架上钉玻璃棉石膏板等；地面大部分采用各色化纤地毯、橡胶地毯或木质地板。大多数高层公共建筑的主体建筑周围，一边以上有裙房。一般在裙房内设有锅炉房、变压器室、配电间、厨房、餐厅、仓库等。这些裙房，往往妨碍消防举高车靠近主体建筑。有些高层建筑内部还设有中庭。尤其是高层建筑下部的商业区域有许多都设置中庭。如金茂大厦内从56层起设有一个高152米、直径27米的巨大中庭，有28道环廊。3、体量庞大，人员集中。高层建筑具有庞大的空间容积，能同时容纳众多人员聚集在一幢建筑内办公。纽约的世界贸易中心有84万平方米的办公面积，倒塌前能同时容纳5万多人办公，此外，每天来往办事的业务人员和游客约有15万人。上海的金茂大厦单体建筑面积达29万平方米，能同时容纳1万多人。人员的过分集中，会给发生火灾时的安全疏散造成困难。4、通道较长，方向难辨。大型高层建筑内的通道都比较复杂，偶尔到其中的人常常如入迷宫，容易使人迷失方向。楼梯、电梯数量众多，高低不一，方向各异，有的比较隐蔽，有的一次还无法直接到达，需要中间转换。到达不同的楼层、不同的部位，需要走不同的通道，一旦走错，就无法到达目的地。人们初次进入这类建筑内常常如入迷宫。要熟悉了解通道的环境，往往需要化很长一段时间。有的光电梯就有几十部至上百部之多。如上海的金茂大厦有79部电梯，正大广场客梯、货梯、消防电梯有17部，自动扶梯有66部。纽约世界贸易中心每幢高塔安装有102部电梯。5、功能繁多，设备密集。（1）用途广泛，功能繁多。高层建筑的用途非常广泛，目前我国的高层建筑主要为住宅楼、宾馆、办公楼、百货楼、医院、图书馆、科研楼、电信楼、商贸楼、金融楼等。此外，也有部分高层工业建筑。许多高层建筑同一幢楼内往往具备众多功能。有办公室、会议室、卧室、文娱室、图书室、小卖部、维修室、变（配）电室、锅炉房、厨房、餐厅、机房、仓库、车库等。一些比较高级的宾馆还设有宴会厅、多功能活动厅、咖啡厅、酒吧间、桑拿房、洗衣房等。有的高层建筑，既住旅客，又办公、营业，成为综合性大楼。（2）用电设备多，竖井管道密。高层建筑因其功能的需要，常常配备有大量的各种各样设备，尤其是用电设备。如电梯、锅炉、照明等功能设施；电脑、复印机、传真机等办公设备；还有冰箱、微波炉、电烤炉、电视机、饮水机、电水壶、电吹风等生活设备。此外，高层建筑还设有各种相应的竖井和管道，既有电缆、管道竖井，又有横向的管道孔洞和电缆桥架，而且这些竖井、孔洞和桥架大多直接穿越楼层和分隔墙。6、可燃物多，火灾荷载大高层建筑内部一般都有大量可燃或难燃的装饰材料和陈设物品。如吊顶、墙布（纸）、窗帘、电线、地毯、沙发、各种电器和电子产品、桌椅、床及床上用品、衣物、纸张等等。值得注意的是，虽然高层建筑中使用的一些物品经过“阻燃”处理，被称为“阻燃材料”，这类材料其实只是较难被点燃，以减少火灾发生的概率，如果火势较大，这类材料照样能燃烧。一般住宅楼的火灾荷载约为35~60千克/米²，高级宾馆为45~60千克/米²。消防设施齐全，维护保养要求高。高层建筑的消防设施相对多层建筑有着种类全、联动功能多，平时维护保养要求高等特点，按照一般规律如果使用单位平时有严格的定期维护保养规定，消防设施处于良好的备用状态，即使发生火灾也能够做到发现早、报警早、处置早。高层建筑的消防设施通常有以下几部分组成：（1）建筑分隔设施，如用于防火分区分隔的防火墙、防火门、防火卷帘等；（2）安全疏散设施，如封闭楼梯间、防烟楼梯间、前室、消防电梯前室；应急照明、安全出口标志、疏散指示标志等；（3）防排烟设施，如用于防烟分区或走道机械排烟的排烟风机，用于楼梯间、前室或合用前室的正压送风机；（4）火灾自动报警系统，如探测器、消防广播、警铃、紧急按钮等；（5）自动灭火系统，如喷淋、水幕、雨淋、泡沫、气体、干粉等；（6）室内外消火栓系统，如水泵结合器、室内消火栓箱、自救软盘等。第二节高层建筑的火灾特点高层建筑火灾的主要特点:“一快两难”。即：火势蔓延速度快，途经多，易形成立体火灾；疏散困难，易造成人员伤亡事故；扑救难度大。火势蔓延速度快，途经多，易形成立体火灾烟囱效应。在高层建筑中，热对流是火势蔓延的主要形式，火风压和烟囱效应是火势蔓延的动力，500℃以上的高温烟热是火势蔓延的条件。1、烟囱效应：高层建筑烟气扩散和火灾扩大蔓延的重要机理（1）高层建筑的中性层（2）正反热压作用的概念（3）烟囱效应2、火风压——造成火势卷叠房间内物品着火后，燃烧产生的热量会使室内温度逐步升高，温度升高又使室内空气体积膨胀，这种膨胀又由于受到有限空间的影响，从而表现为压力升高，这种压力称之为火风压。随着温度的不断升高，体积的不断膨胀，压力也会越来越高，高温烟热气流在这种压力的作用下，就会寻找突破，通过各种途径向外扩散。高层建筑发生火灾时，火势除了在室内向水平和垂直方向蔓延外，当起火楼层内火风压大于进风口压力，燃烧温度使外窗玻璃破碎的情况下，烟火会窜出窗口外墙向上升腾，然后，在室外风力的作用下，会重新从外面窜入上面的楼层内，引起上层室内可燃物品着火，呈现出火势卷叠现象。这种卷叠有时会跳过燃烧层上部的一、二层甚至更多层，跳跃性地直接向更高层卷叠。3、强风带对火势蔓延的影响4、“大开口”对火势蔓延的影响高层建筑火势蔓延的途径（1）高层建筑火势可通过门、窗、吊顶、走廊等途径横向蔓延。也能通过横向的孔洞、管道、电缆桥架蔓延。（2）竖向管井、竖向孔洞、共享空间、玻璃幕墙缝隙等常常是高层建筑火势垂直蔓延的主要途径。设计、施工或