高层建筑求解防火难题
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文丨秦静 编辑覃柳笛

应对高层建筑火灾,应坚持标本兼治、系统施策的原则,构筑一道从源头到末端的全链条防火体系。

2025年6月24日,“应急使命·2025”城市高层建筑火灾扑救演习在广东深圳举行。图为演习现场,山河星航灭火无人机喷射灭火剂(毛思倩/摄)

随着中国城镇化进程的推进,高层建筑如雨后春笋般拔地而起,成为现代都市的天际线象征。然而,伴随着建筑高度的不断刷新,消防安全隐患也随之增加。构建系统化的防火体系,已成为保障城市安全运行的当务之急。

四大核心难题

高层建筑火灾之所以破坏力巨大、防控困难,源于其固有的建筑特性和复杂的火灾行为。从结构性风险来看,高层建筑面临着业态多、扑救难、蔓延快、疏散难等四大核心难题。

在扑救方面,目前消防云梯车的有效作业高度普遍在50米左右,面对动辄百米甚至数百米的超高层建筑,外部救援力量常常“望火兴叹”。登高面受限、作业空间狭窄、高空风力干扰等因素,进一步制约了灭火行动的展开。

在业态管理方面,现代高层建筑常常集办公、酒店、商业、餐饮、娱乐乃至住宅于一体,这种复杂性导致消防安全责任主体分散,管理链条较长。一旦高层建筑低层发生火情,如何能够及时通知楼上人员,并有效组织疏散撤离,在管理上仍存难题。

高层建筑内部遍布的电梯井、管道井、楼梯间、通风管道等竖向井道,在火灾时会形成强烈的“烟囱效应”,成为火势和高温有毒烟气快速垂直延伸的通道。国家消防救援局的火灾调查证实,现代高层建筑火灾中,“15分钟火灾燃烧”的传统理论已发生改变,往往仅需3分钟左右,致命烟气就能充满整个楼层或空间。

从火灾动力学角度分析,易燃可燃外保温材料和特殊的气流环境容易放大火灾风险。在建筑外墙保温层材料方面,由于早期对燃烧性能认知不足和管理不到位,导致大量易燃可燃的聚苯乙烯泡沫板、聚氨酯硬质泡沫等被使用,一旦外墙保护层遭到破损,遇到火源,它们极易被引燃。外部风力的影响也不容忽视。实验数据显示,当建筑高度从10米升至90米,风速将从5米/秒增至15米/秒,“风助火势”效应也容易使得高层火灾更难控制。

构建全链条防火体系

应对高层建筑火灾,应坚持标本兼治、系统施策的原则,构筑一道从源头到末端的全链条防火体系。国家消防救援局在重特大火灾调查中发现,建设、设计、施工、监理单位主体责任不落实是突出问题,“带病运行”的建筑屡见不鲜。因此,须制定并执行更加严格的高层建筑安全建设标准和管理制度,从规划、设计、审批到验收,每一个环节都要严格把关,确保消防设施“该设计的必设计、该设置的必设置”,从源头上杜绝先天性火灾隐患。

2025年12月2日,上海市杨浦区消防救援支队在中建五局的一处项目工地开展高层建筑灭火救援实战演练。图为项目工作人员在消防救援人员的指导下使用灭火器灭火(丁汀/摄)

保温材料治理则是关键环节。我国正开展从生产、销售、检测、安装、改造、使用到拆除的全链条整治行动,严控增量风险,有效治理存量风险。在标准层面,住房和城乡建设部与应急管理部主编的国家标准《建筑防火通用规范》,对高层建筑中无空腔外墙外保温系统中保温材料的燃烧性能作出强制性规定:建筑高度大于100米时,保温材料燃烧性能应为A级(不燃);建筑高度大于27米、小于等于100米时,不应低于B1级(难燃)。

各地也在积极行动。例如,北京市在2025年的人员密集场所动火作业和建筑保温材料安全隐患专项整治工作中,就针对包括建筑保温材料在内的6个方面突出问题,提出了17项具体措施的整治方案,旨在通过落实标准、强化管理、严格追责,系统化解这一重大风险。

建筑施工领域因工艺工法落后、设备材料安全性能不足等问题,也是直接或间接引发多起房屋与市政工程安全事故的重要原因。住房和城乡建设部在2021年和2024年,先后发布了两批《房屋建筑和市政基础设施工程危及生产安全施工工艺、设备和材料淘汰目录》,旨在通过禁止或限制使用那些危及生产安全、不符合绿色建造与高质量发展要求的落后工艺、设备和材料,有效防范化解房屋市政工程重大事故隐患,切实提升建筑施工安全水平。

在第一批目录中,共淘汰22项施工工艺、设备和材料。其中,竹(木)脚手架和现场简易制作钢筋保护层垫块工艺被禁止,门式钢管支撑架被限制。在推进高层住宅的维护与更新时,用更先进、更安全的施工技术与标准为城市建设保驾护航,既是行业发展趋势,更是对生命安全至高无上的尊重。

畅通生命通道也是保障救援的基础环节。“生命通道”包括室外的消防车通道和室内的疏散通道。任何铁桩、石墩、违停车辆都可能成为消防车“最后一百米”的拦路虎,而室内疏散通道的占用、堵塞和锁闭更是直接威胁人员生命安全。特别值得注意的是,常闭式防火门应保持关闭状态,这扇门是阻隔烟气侵入楼梯间,为人员逃生争取宝贵时间的“生命之门”。

此外,强化单位自主管理至关重要,特别是对于动火作业等高风险活动,必须严格执行安全管理制度,包括落实责任、限制营业期间动火、严格审批备案、持证上岗、现场管控等,严防“小施工”引发大事故。

科技赋能

当传统消防手段面临“够不着、进不去、展不开、打不准”的困境时,科技创新有望为高层建筑防火救援开辟新的路径。

消防无人机在超高层火灾救援中具有独特价值。在2024年9月福州的实战演练中,无人机在130米高度成功执行了灭火任务,展示了其显著优势。在快速响应与侦察方面,无人机可在接警后5分钟内飞抵200米以上火场,不受交通制约,并能搭载红外热成像、气体传感器穿透浓烟,实时回传火源、被困人员位置及环境数据,甚至生成三维模型,为指挥决策提供宝贵的信息支持;在执行高难度作业方面,挂载专业破窗设备的无人机,可有效击破阻碍救援的双层钢化玻璃,为后续救援打开生命窗口。

但是,受技术瓶颈、监管不完善等制约,当前无人机灭火在高层建筑领域的应用,距大规模实战与标准化推广尚有差距。目前,多数消防无人机产品应对高层大火的效能仍有限,不仅喷嘴出水量小难控火势,小型机难抗高压水流反作用力、大型机携水管升空又受水管自重与气流限制,加之火灾现场复杂湍流和强风对无人机抗风性、稳定性要求极高,功率不足便难以精准作业。未来,行业需重点攻克驾驶培训、机群协同标准、大功率机型规范及灭火介质协同等多项问题。

消防机器人,因能够突破环境极限,在浓烟、高温、有毒、缺氧等极端环境下执行任务,也被寄予厚望。特别是四足“机器狗”,正在成为消防救援队伍中的新锐力量。以青岛消防救援支队列装的消防机器狗为例,其配备的360°全景相机、气体传感器和双光云台等设备,能实现远程可视化监控、危险气体探测和热源定位,将现场信息实时回传,极大地提升了救援的精准度和安全性。宇树科技为消防领域定制的“Unitree B1 行业消防版”机器狗,也在杭州市消防救援实战化演习中进行了成功实践。但是,目前消防机器人在高层建筑防火中的实战应用仍未真正展开。

高层建筑防火是一项长期而复杂的系统工程,需要立法、监管、技术、管理和公众意识提升的协同推进。从严格执行建筑防火规范、彻底整治外墙保温材料,到确保生命通道时刻畅通,再到鼓励和支持消防科技的研发与应用,每一个环节都至关重要。唯有深度融合科技创新与管理创新,才能构筑起更加坚固的高层建筑防火安全网。

(作者系中国城市和小城镇改革发展中心规划设计部主任规划师、正高级工程师)

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