浅析高层建筑灭火救援存在的困难及对策——以济南市高新区为例

任富堂

（济南市消防救援支队，山东 济南 250014）

近年来，随着经济的发展以及城市建设步伐的不断加快，城市中结构复杂且人员密集的高层建筑越来越多，火灾隐患越来越大，对人民群众的人身和财产安全造成了威胁。高层建筑结构功能复杂、主体跨度大、建筑高度高、人员密集、可燃物多，一旦发生火灾，其性质不同于一般火灾，极易造成重大经济损失及严重的群伤事故。

应急管理部消防救援局数据显示，2021年全年共接报高层建筑火灾4057 起，造成168 人死亡，其中，发生高层住宅火灾3438 起，死亡155 人。据统计，2012—2021年，全国共发生居住场所火灾132.4 万起，造成11634 人遇难，6738 人受伤，直接财产损失77.7 亿元[1]。高层建筑火灾已逐渐引起人们的关注，针对高层建筑灭火救援存在的困境亟待寻找突破路径。

1 济南市高新区消防队站建设基本情况

济南市高新区成立于1991年，位于济南市东部，是国务院批准的首批国家级高新区之一，是济南市对外开放的窗口和重要的高新技术产业基地。济南市共有消防安全重点单位2903 家，其中一级消防安全重点单位150 家（市直），二级消防安全重点单位2753 家，位于高新区的有136 家。

1.1 济南市高新区高层建筑基本情况

截至2021年，全区共有高层建筑378 座，其中高层公共建筑52 座，高层住宅建筑326 座，百米以上建筑8 幢（汉峪金谷主楼339 m，重汽科技大厦173.4 m，济南药谷150 m，舜泰广场2 号楼145 m，舜泰广场4 号楼136 m，舜泰广场6 号楼135 m，山东钢铁集团主楼143 m）。

1.2 济南市高新区消防队站建设情况

1） 城市消防站。目前高新区投入执勤的消防站共有6 个，其中，一级消防站2 个，二级消防站2 个，小型站2 个。高新区消防站共有消防指战员79 人，合同制消防员118 人，共计197 人。大队共有执勤车辆25 辆，可载水91.3 t，载泡沫26.8 t。

2） 企业事业单位专职消防队。高新区有1 个企业建立了专职消防队，共有队员12 人，执勤车辆1 辆，可载水3.5 t。

3）微型消防站。高新区共建有微型消防站52 个。

2 高层建筑的火灾特点

高层建筑火灾事故与普通火灾事故有共性特征，但因其主体结构复杂、楼体高且楼层多、人员密集、可燃烧的介质种类复杂，又导致其火灾性质具有特殊性。

1） 起火因素多且复杂。高层建筑结构功能复杂，各类电器设施众多，例如垂直电梯、各类空调、大型智控设备等；各类通电设备数据系统及电路线路密布，且电量强；有些高层建筑集办公室、会议室、宴会厅、商场、娱乐场所于一体，功能复杂。一旦发生火灾，火势会沿线路和可燃装修建材迅速蔓延，并产生大量有毒烟雾。

2） 烟、火蔓延途径多，极易形成立体火灾。假如防火隔离区或者防火区处置不当，高层建筑中电梯井、竖向管井、楼道等部位极易产生“烟囱效应”。火灾产生的烟雾由建筑下面垂直延伸到上面，在火灾发展阶段，其垂直蔓延速度可达到3～4 m/s；烟、火还会通过吊顶、走道等途径水平扩散，在火灾发展阶段，其水平蔓延速度可达到0.5～0.8 m/s。高层建筑在发生火灾5～7 min 后，随着燃烧时间持续，室温不断升高，当室内高热量使达到爆炸浓度极限的可燃气体达到600 ℃时，一遇到外部进入的空气便会引发爆燃[2]。

3） 疏散困难，易造成大量人员伤亡。高层建筑楼层高，疏散路线距离远；人员密集，疏散过程中往往出现人员恐慌、拥挤，易造成踩踏事故；高温、烟气，外加照明设备损坏，导致建筑物内可见度低，充斥了大量烟雾。统计数据显示，高层建筑火灾因烟雾蔓延导致的死亡占50%以上，最高可达70%。人在烟雾中停留2 min 就有可能昏倒，停留4～5 min 就会面临死亡的危险。例如1972年日本大阪市千日百货大楼发生的火灾，死亡的118 人中有93 人是因窒息、烟雾中毒而死亡，其占比高达80%。实验也表明，在高达50 层楼的高层建筑内将所有密集人员完全撤离需要2 h，这给灭火救援带来巨大的压力。

3 高层建筑火灾救援面临的问题

目前消防救援队伍的水平和实力能够有效应对绝大多数的火灾事故和抢险救援工作，但高层建筑火灾由于具有特殊性，消防救援队伍还缺乏相应有效的救援方法。根据近些年高层建筑火灾救援遇到的一些情况，本文将发现的问题整理如下。

3.1 高层供水困难

高层建筑火灾的控制和消灭需要相当大的用水量，而影响高层建筑火场供水的主要因素包括室内消火栓管网情况、消防车水泵扬程和供水方式、水带的基本情况及铺设方式等。

1） 固定消防设施不能有效利用。目前大部分高层建筑中的消防设施维护成本较高，加之管理不善，日常检查维护流于形式，很多建筑内的消防设施在火灾发生时出现故障。另外，目前高层建筑在消防设施上未形成统一的规范模式，发生火灾时消防部门很难制定灭火救援战术[3]。

2） 消防救援装备设置相对滞后。一是缺乏高层作战大功率水罐车。以济南市消防救援支队高新区大队贤文救援站为例，消防救援站现有车辆中最大功率车辆为德国蓝特城市主战消防车，其额定工作压力为1.7 MPa，在不考虑水头损失的情况下最高供水高度约170 m（出水实验实测仅为130 m），对于超过170 m 高度的火灾力不从心，很难开展灭火作战。二是缺乏高压水带。以170 m 作战高度为例，水带底端（系统最低点） 将要承受170 m 高水带水柱的压力、水泵0 流量时的压力和停泵时水锤作用的冲击力，估算约2.0 MPa。现在消防救援站普遍配备的是2.0 MPa 水带，若高度超过170 m，水带将难以承受压力，这不光会造成装备器材的损坏，更严重的会发生安全事故。

3） 水带铺设成为难题。以济南市消防救援支队开展的高层出水实验为例，水带垂直铺设220 m，蜿蜒铺设540 m，30 名战斗员用时0.5 h 完成铺设，从铺设完成到水带出水约1 h，基层消防救援站在没有进行过专业训练的情况下很难在短时间内出水扑救[4]。

3.2 消防救援日常准备及监督管理有待强化

1） 高层建筑灭火作战系统培训有待加强。目前，除了日常灭火战斗中经历的高层建筑火灾，消防救援队伍极少接受高层建筑灭火救援专业培训。即便日常多频次地进行相关演练，但因高层建筑体量大、结构复杂，救援人员缺乏经验，缺少相关的业务知识培训，导致大部分消防指战员在面对高层建筑火灾时也会出现恐惧、慌乱心理。

2） 防灭火工作联系不够紧密。对于高层建筑，特别是超高层建筑，火灾情况下主要立足于自救逃生，所以对于室内消防设施的要求极高。但是大多数基层指战员并不熟悉防火业务，对于建筑消防设施了解较少，对辖区重点单位开展防消联勤工作也并不能熟练掌握固定消防设施的情况和操作方法，这对于高层建筑火灾扑救十分不利。

4 高层建筑火灾救援国内外的先进经验

4.1 国内高层建筑火灾救援先进经验

2019年北京市召开超高层建筑灭火救援技术处置队建设推进现场会[5]。由物业管理人员、工程维保人员、微型消防救援站人员、城市消防救援队伍联动形成“一点报警、多点联动”的工作机制，平时由物业管理人员、工程维保人员对单位内部的消防设施进行定期检查保养，确保全部消防设施完整好用。在发生火灾时，物业管理人员、工程维保人员、微型消防救援站人员形成第一灭火救援力量，第一时间处置初期火灾并拨打119 火警电话报警，随后城市消防救援队伍到达现场进行更专业的火灾扑救，各方力量通力合作确保火灾灭早、灭小。

2018年上海市颁布《消防设施物联网系统技术标准》，同年5月1 日开始实施。消防设施物联网是一套汇集消防水源管理、消防站点管理、装备管理、重点消防单位管理、3D 紧急救援预案管理等消防关键业务信息的综合性数据平台。系统结合了云平台、物联网、大数据等多项前沿科学技术，解决了传统纸质、人力记录消防设施资源的低效率问题，也为消防设备设施、消防站点资源、装备资源、重点防护单位等建立了全息的数据信息。系统支持对消防设备设施、消防装备进行标准化管理，对重点防护用户建立全息数据档案。发生灾情警报时，系统平台智能化动态显示周边可利用的消防资源、设备设施及救援装备等信息，成为火灾救援、火灾调度平台不可或缺的一环。

4.2 国外高层建筑火灾救援先进经验

设立消防专员一职是德国消防安全的一大特点。消防专员是受过专门培训的专业人员，由企业书面任命，其职责包括：制定公司防火规定，评估消防风险水平，就火灾管控的工作流程提出建议。此外，向民众普及有关公共消防安全的知识是德国联邦民众保护和灾难救助机构的任务之一。该机构通过互联网、发行安全手册和组织社会活动，促进关于防火和自救知识的传播。例如，安全手册告诉人们如果刚刚发生火灾，应迅速采取灭火措施，将其扼杀在萌芽状态，但必须谨慎从事，确保灭火作业不伤害自身；流动燃料不得用于灭火，并且必须自下而上，从周边往中心灭火等；如果不能将火扑灭，应在不危及自己的情况下关闭门窗，迅速打电话报警，并向他人发出警告，等待消防员赶到。

日本政府在大量研究的基础上逐步建立了完善的建筑消防管理体系，通过法规的形式实施管理，要求建筑消防工作必须非常严格、规范、详细，并做到指标量化。在高层建筑的设计中，日本人十分重视使用难燃、不可燃的建筑材料，并建立了具有先进技术和完善设施的综合防火系统。钢结构采用防火保护，建筑中的火灾探测器和报警电话、各种灭火装置、特种灭火器和消防应急电源插座等配备齐全。不同楼层均设有蓄水池及消防泵，以确保消防供应。每隔7 层的防火单元设有走廊、附属房间、避难所等三级安全疏散区。除了疏散楼梯外，还设有避难梯，并且可以通过三楼的螺旋救生袋到达户外地面。在城市规划中，高层建筑保持间距，易于扑救，并伴有大量绿化和街道，使其成为人工防火屏障，防止火灾蔓延。

5 高层建筑火灾救援的对策建议

5.1 形成专业技术支持

联合安监、住建、消防、维保等单位组建高层建筑火灾救援专项小组，利用各自专业优势，针对高层建筑火灾救援措施进行深入探讨，形成相应救援方案，规范火场侦查、人员搜救、内攻灭火、火灾调查、收整器材、人员撤离等各阶段操作流程。根据实际需要建立高层建筑火灾救援培训体系，开设培训课程，对消防指战员进行专业性、针对性、系统性培训，夯实消防指战员业务技能水平。构建联动机制，通过电话咨询、协同出警等措施，让安监、住建、维保等单位提供理论依据，使消防指战员全面掌握建筑结构、消防设施、重点部位情况，为高层建筑火灾救援提供技术支持。

5.2 优化消防救援装备

针对消防救援装备设置相对滞后的问题，应该向一线城市设置专业高层建筑灭火救援编队的消防救援站学习。例如学习北京高层建筑灭火作战编程，配齐配强消防救援车辆，配置使用时间更长的氧气呼吸器，优化人员结构，将攻坚组与优质装备科学结合，合理规划，优先保障一线作战人员的个人防护装备，最大限度提高灭火效能。加强高层泡沫消防车、举高消防车的配备，确保在固定消防设施失效的情况下高层建筑着火部位的水源供给。加强装备器材正规化建设，针对高精尖装备制定专业维护保养措施，实现装备模块化、集中化管理，加强日常的管理维护，定期革新器材装备。

5.3 提高内攻灭火能力

一是加强对高层建筑灭火作战成功案例的学习，积极参加高层建筑火灾扑救培训和实战演练，让消防指战员熟练掌握高层建筑防灭火知识，熟悉辖区高层建筑重点单位基本情况，提高实战处置应变能力。二是通过理论学习、接受专业技能培训、实战演练等方法，让广大消防指战员进一步掌握高层建筑防灭火理论知识，熟悉辖区高层建筑的基本情况，增强实战能力。在遇到高层建筑火灾时，能够及时有效地确定进攻和撤退路线，找到合理的供水方法，以及利用室内消防设施进行火灾扑救。三是加强日常的体能训练，增强消防员负重登高的能力，进一步加强水带铺设方法研究，确保高层建筑发生火灾时消防员能尽快到达着火部位。