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随着建筑高度的增加,如何顺利地将消防用水送到火点并采取系统措施控制火势,已成为最令人头痛的难题
《财经》记者 于达维
元宵夜央视新址北配楼之大火,再次将超高层建筑的消防难题推向前台。
《财经》记者事发当日在火灾现场看到,这栋高达159米的建筑,其东、南两面均起火,火势有80米到100米高。但在持续六个小时的救援中,由于消防车上的水枪只能射到60米高度,因此火势始终无法完全控制。
在过去几十年中,高耸入云的超高层建筑(高度在100米以上的,称为“超高层建筑”),已经成为现代都市追求极致、竭尽奢华的象征。它也给消防部门带来了巨大考验。从目前的消防能力来看,火灾发生时从大楼外面施救,云梯车一般只能达到50多米的高度;即使是消防水枪,所能射到的高度一般也只有200米。在更高的高度上,除非让消防人员冒险进入火点,并人工启动大楼内部的消防栓,否则只能让大火自生自灭。
但在中国不少大城市,200米早已不再高不可攀。无论即将启用的北京央视新址主楼以及国贸中心三期,还是上海市的金茂大厦、环球金融中心,都超过了这个高度。
先天缺陷
央视新址火灾,并不是近年来超高层建筑首次遭遇火灾考验。
2007年8月14日,总高度达492米的上海环球金融中心尚未启用,就遭遇了火灾。值得庆幸的是,大火在一个多小时内就被扑灭,无一人伤亡。不过,消防官兵亦承认,上海环球金融中心火灾事故的成功扑救是一个奇迹。
2004年10月17日,在委内瑞拉首都加拉加斯市,56层高的中央公园东塔楼发生严重火灾,大火吞噬了34层以上的建筑物。当地动用100多名消防队员和200多名军人现场灭火,甚至调来两架直升机向大楼喷水;经过近20小时的奋战,大火才被扑灭。
2007年1月18日,阿联酋迪拜一座即将竣工的37层高的“财富中心”大楼发生火灾,造成四人死亡、67人受伤,伤者中包括九名中国工人。
上海市房屋建筑设计院总工程师沈祖宏告诉《财经》记者,超过100米的超高层建筑的防火问题,在国际上也没有什么有效的办法。因为云梯和消防水枪都难以企及;即使动用直升机,实际上也是杯水车薪。在这种情况下,防灾减灾很大程度上只能依靠大楼自身的消防设施,如自动报警、自动喷淋系统以及启动大楼内部的消防栓。更直白一点说,就是“靠消防人员往上冲”。
早在1995年,原国家建设部就将公安部等有关部门制定的《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95)(下称《规范》)批准为强制性国家标准,规定10层及10层以上居住建筑、建筑高度超过24米的公共建筑适用这一标准;当高层建筑的高度超过250米时,建筑设计防火应对特殊的防火措施进行专题研究,并应提交国家消防主管部门组织专题研究论证。
按照《规范》要求,高层建筑必须设计防火分区、自动消防系统和疏散通道;建筑高度超过100米的公共建筑,应设避难层。建筑高度越高,所使用的装修材料耐火等级要求也就越高,所要求的消防栓数量、自动喷水灭火系统用水量以及消防卷盘数量也就越多。室外则须设置给水管道、消防水池和室外消火栓。
但据《财经》记者了解,少数高层建筑依然存在先天设计缺陷。比如消防布局不合理、装修材料质量参差不齐、耐火极限低,或者吊顶尤其是豪华吊顶可燃物较多;加之缺乏有效管理和监督,消防设施缺乏定期保养,都给火灾的发生和蔓延带来了隐患。
实际上,政府在规划城市建设和基础设施建设时,就应将城市消防总体布局、消防通道、消防水源建设、高层建筑消防自动灭火设施建设纳入规划之中,做到同时设计、同时施工、同时投入生产和使用,并严格控制建筑消防的审批。但部分设计人员为追求建筑的个性外观,忽视了消防安全,容易造成安全隐患。
由于防火设计属于高层建筑中不易受到关注的隐性设计,而外部和内部整体设计才是业主更关注的,因此为了追求整体效果而挤压消防设施空间、更改消防防火设计,严重影响建筑本身的防火性能也并不鲜见。根据目前公布的情况,央视新址配楼在起火时还处在装修过程中,消防设施也尚未启用。
难题待解
美国“9·11”事件发生后,遇难消防人员的家属自发成立了一个名为“摩天大楼安全运动”(Skyscraper Safety Campaign)的民间组织,目的在于推动社会公众反思摩天大楼何以在大火发生后难以遏制甚至最后坍塌。
2005年,该组织一位联合主席发表声明指出,负责重建世贸中心的开发商拉里西尔维斯坦(Larry Silverstein)对大厦的消防问题仍未给予足够重视,并批评说“他们从‘9·11’所学到的东西,显然没有消防人员家属学到的多”。因此,她把新的世贸中心称为新的“死亡陷阱”。
根据美国国家标准与技术研究院(NIST)2005年公布的调查结果,世贸中心“双子楼”的疏散楼梯设计的数量、位置及其脆弱的护墙,都是造成“9·11”事件中大量伤亡的重要原因——每座建筑的疏散楼梯数量都没有达到美国国家标准,更没有达到纽约市的标准,不足以完成上万人的疏散。
调查发现,世贸中心1号楼疏散一个人的时间为48秒,是目前美国建筑防火设计手册中规定的最长疏散时间的两倍。调查结论还指出,如果大楼梁柱、地板、天花板上的防火材料并未脱落,大楼也不至于在大火中坍塌。而如果大楼设计有消防电梯和更坚固的疏散楼梯,也可以让消防人员更顺利地到达起火地点,更顺利地救到人。
NIST尽管并未将责任完全归咎于大楼的设计者,但是建议在以后的摩天大楼建设中,要注意类似的问题,以避免“9·11”悲剧重演。
沈祖宏告诉《财经》记者,“9·11”事件之后,建筑界普遍认为,纯钢结构在大火中会迅速失去强度,所以尽管纯钢结构大楼具有自重较轻的优点,但现在一般摩天大楼都以混凝土为核心,钢结构上也要用混凝土包裹住。
遗憾的是,高度达234米的央视新址主楼仍然采取了纯钢结构设计,因为其不规整的造型,只能用钢结构才能实现。因此,大楼设计在公布之初就充满争议;其抗震问题、造价问题、结构安全问题争论亦很突出。一位业内专家对《财经》记者表示,大火仅袭击了混凝土结构的北配楼,没有波及到咫尺之隔的主楼,也算是“不幸中的万幸”。
根据世贸中心的调查结论,NIST通过建筑安全小组法案(National Construction Safety Team Act),就高层建筑的安全规范向建筑和消防机构提出了30条建议,并敦促这些建议迅速落实。NIST的副所长夏姆·桑德(Shyam Sunder)强调,为确保安全方面达到预计水平,严格执行建筑规范和标准至关重要。
实际上,即便推行最严格的消防标准,挑战也仍然严峻。高处毕竟不胜火力,目前中国国内消防部门供水能力最高的,是从德国进口的一七式压缩空气泡沫主战消防车;该车平均供水高度可达200米,最大供水高度可达375米。此外,消防云梯车和曲臂车最高的也可升至90米,相当于30层楼高。但这些都不足以追赶上屡创新高的摩天大楼高度。
超高层建筑的防火设计只能立足在自救自灭原则基础上,因此,不管美国还是中国,都对超高层建筑的自救能力做了严格的规定;且在施工过程中,要使用必要的防火施工材料。这也将大幅增加超高层建筑的建筑成本。
沈祖宏对《财经》记者表示,建筑高度超过100米以后,各种成本就会呈非线性增加,因此除标志性建筑,民用建筑还是不宜太高。■
《财经》记者 于达维
元宵夜央视新址北配楼之大火,再次将超高层建筑的消防难题推向前台。
《财经》记者事发当日在火灾现场看到,这栋高达159米的建筑,其东、南两面均起火,火势有80米到100米高。但在持续六个小时的救援中,由于消防车上的水枪只能射到60米高度,因此火势始终无法完全控制。
在过去几十年中,高耸入云的超高层建筑(高度在100米以上的,称为“超高层建筑”),已经成为现代都市追求极致、竭尽奢华的象征。它也给消防部门带来了巨大考验。从目前的消防能力来看,火灾发生时从大楼外面施救,云梯车一般只能达到50多米的高度;即使是消防水枪,所能射到的高度一般也只有200米。在更高的高度上,除非让消防人员冒险进入火点,并人工启动大楼内部的消防栓,否则只能让大火自生自灭。
但在中国不少大城市,200米早已不再高不可攀。无论即将启用的北京央视新址主楼以及国贸中心三期,还是上海市的金茂大厦、环球金融中心,都超过了这个高度。
先天缺陷
央视新址火灾,并不是近年来超高层建筑首次遭遇火灾考验。
2007年8月14日,总高度达492米的上海环球金融中心尚未启用,就遭遇了火灾。值得庆幸的是,大火在一个多小时内就被扑灭,无一人伤亡。不过,消防官兵亦承认,上海环球金融中心火灾事故的成功扑救是一个奇迹。
2004年10月17日,在委内瑞拉首都加拉加斯市,56层高的中央公园东塔楼发生严重火灾,大火吞噬了34层以上的建筑物。当地动用100多名消防队员和200多名军人现场灭火,甚至调来两架直升机向大楼喷水;经过近20小时的奋战,大火才被扑灭。
2007年1月18日,阿联酋迪拜一座即将竣工的37层高的“财富中心”大楼发生火灾,造成四人死亡、67人受伤,伤者中包括九名中国工人。
上海市房屋建筑设计院总工程师沈祖宏告诉《财经》记者,超过100米的超高层建筑的防火问题,在国际上也没有什么有效的办法。因为云梯和消防水枪都难以企及;即使动用直升机,实际上也是杯水车薪。在这种情况下,防灾减灾很大程度上只能依靠大楼自身的消防设施,如自动报警、自动喷淋系统以及启动大楼内部的消防栓。更直白一点说,就是“靠消防人员往上冲”。
早在1995年,原国家建设部就将公安部等有关部门制定的《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95)(下称《规范》)批准为强制性国家标准,规定10层及10层以上居住建筑、建筑高度超过24米的公共建筑适用这一标准;当高层建筑的高度超过250米时,建筑设计防火应对特殊的防火措施进行专题研究,并应提交国家消防主管部门组织专题研究论证。
按照《规范》要求,高层建筑必须设计防火分区、自动消防系统和疏散通道;建筑高度超过100米的公共建筑,应设避难层。建筑高度越高,所使用的装修材料耐火等级要求也就越高,所要求的消防栓数量、自动喷水灭火系统用水量以及消防卷盘数量也就越多。室外则须设置给水管道、消防水池和室外消火栓。
但据《财经》记者了解,少数高层建筑依然存在先天设计缺陷。比如消防布局不合理、装修材料质量参差不齐、耐火极限低,或者吊顶尤其是豪华吊顶可燃物较多;加之缺乏有效管理和监督,消防设施缺乏定期保养,都给火灾的发生和蔓延带来了隐患。
实际上,政府在规划城市建设和基础设施建设时,就应将城市消防总体布局、消防通道、消防水源建设、高层建筑消防自动灭火设施建设纳入规划之中,做到同时设计、同时施工、同时投入生产和使用,并严格控制建筑消防的审批。但部分设计人员为追求建筑的个性外观,忽视了消防安全,容易造成安全隐患。
由于防火设计属于高层建筑中不易受到关注的隐性设计,而外部和内部整体设计才是业主更关注的,因此为了追求整体效果而挤压消防设施空间、更改消防防火设计,严重影响建筑本身的防火性能也并不鲜见。根据目前公布的情况,央视新址配楼在起火时还处在装修过程中,消防设施也尚未启用。
难题待解
美国“9·11”事件发生后,遇难消防人员的家属自发成立了一个名为“摩天大楼安全运动”(Skyscraper Safety Campaign)的民间组织,目的在于推动社会公众反思摩天大楼何以在大火发生后难以遏制甚至最后坍塌。
2005年,该组织一位联合主席发表声明指出,负责重建世贸中心的开发商拉里西尔维斯坦(Larry Silverstein)对大厦的消防问题仍未给予足够重视,并批评说“他们从‘9·11’所学到的东西,显然没有消防人员家属学到的多”。因此,她把新的世贸中心称为新的“死亡陷阱”。
根据美国国家标准与技术研究院(NIST)2005年公布的调查结果,世贸中心“双子楼”的疏散楼梯设计的数量、位置及其脆弱的护墙,都是造成“9·11”事件中大量伤亡的重要原因——每座建筑的疏散楼梯数量都没有达到美国国家标准,更没有达到纽约市的标准,不足以完成上万人的疏散。
调查发现,世贸中心1号楼疏散一个人的时间为48秒,是目前美国建筑防火设计手册中规定的最长疏散时间的两倍。调查结论还指出,如果大楼梁柱、地板、天花板上的防火材料并未脱落,大楼也不至于在大火中坍塌。而如果大楼设计有消防电梯和更坚固的疏散楼梯,也可以让消防人员更顺利地到达起火地点,更顺利地救到人。
NIST尽管并未将责任完全归咎于大楼的设计者,但是建议在以后的摩天大楼建设中,要注意类似的问题,以避免“9·11”悲剧重演。
沈祖宏告诉《财经》记者,“9·11”事件之后,建筑界普遍认为,纯钢结构在大火中会迅速失去强度,所以尽管纯钢结构大楼具有自重较轻的优点,但现在一般摩天大楼都以混凝土为核心,钢结构上也要用混凝土包裹住。
遗憾的是,高度达234米的央视新址主楼仍然采取了纯钢结构设计,因为其不规整的造型,只能用钢结构才能实现。因此,大楼设计在公布之初就充满争议;其抗震问题、造价问题、结构安全问题争论亦很突出。一位业内专家对《财经》记者表示,大火仅袭击了混凝土结构的北配楼,没有波及到咫尺之隔的主楼,也算是“不幸中的万幸”。
根据世贸中心的调查结论,NIST通过建筑安全小组法案(National Construction Safety Team Act),就高层建筑的安全规范向建筑和消防机构提出了30条建议,并敦促这些建议迅速落实。NIST的副所长夏姆·桑德(Shyam Sunder)强调,为确保安全方面达到预计水平,严格执行建筑规范和标准至关重要。
实际上,即便推行最严格的消防标准,挑战也仍然严峻。高处毕竟不胜火力,目前中国国内消防部门供水能力最高的,是从德国进口的一七式压缩空气泡沫主战消防车;该车平均供水高度可达200米,最大供水高度可达375米。此外,消防云梯车和曲臂车最高的也可升至90米,相当于30层楼高。但这些都不足以追赶上屡创新高的摩天大楼高度。
超高层建筑的防火设计只能立足在自救自灭原则基础上,因此,不管美国还是中国,都对超高层建筑的自救能力做了严格的规定;且在施工过程中,要使用必要的防火施工材料。这也将大幅增加超高层建筑的建筑成本。
沈祖宏对《财经》记者表示,建筑高度超过100米以后,各种成本就会呈非线性增加,因此除标志性建筑,民用建筑还是不宜太高。■