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大型城市综合体灭火救援作战策略探讨

2020-07-05肖建峰

今日消防 2020年6期
关键词:城市综合体

摘要:本文从灭火救援实战出发,以成都新世纪环球中心为例,剖析在大型城市综合体灭火救援行动中存在的重点、难点问题,并提出针对性的建议,为今后大型城市综合体灭火救援行动提供参考。

关键词:新世纪环球中心;城市综合体;灭火救援行动

1 引言

大型城市综合体,即通过连廊、走道等方式将办公、住宿、餐饮、商业等多个功能不一且又独立的建筑相互联结起来的建筑集群,它具有空间跨度大、功能多样复杂、科技成分集成、地标式建筑等特征[1]。城市综合体集多种功能于一体,兼具节约土地的优势,成为未来城市建设发展的方向。但此类建筑一旦发生火灾,其火灾类型变化多样,极易造成人员群死群伤。城市综合体建筑火灾扑救已成为当前消防救援队伍灭火救援工作中的难点、重点。

2 大型城市综合体建筑结构特点

成都新世纪环球中心是亚洲第一大单体建筑,为大型城市综合体建筑典型代表,其位置特殊,为一类高层“标志性”建筑。该建筑总占地面积1300亩,总建筑面积176万平方米,主体高度为99.8米,装饰结构最高处为122米,地下3层,地上为21层,南北跨度500米,东西跨度400米,主要由东、西、中和前广场4个区域构成,内部又划分为游艺、展览、商务、传媒、购物、酒店等16个功能区,各功能区相对独立又相互连接,其中中央游艺区为钢架、网架结构,是集大跨度、大空间建筑、人员密集场所建筑、高层建筑、地下建筑等建筑类型于一体的超大型、复合型城市综合体(图1)。通过分析,我们可以发现大型城市综合体主要具有以下几个特点:

2.1地理位置独特,内外造型、装饰各异复杂

大型城市综合体,一般为省、市两级政府的重点项目工程,通常选址在城市交通枢纽较为发达的核心区。同时,城市综合体作为城市“地标”,除了在高度、体量上尤为突出外,在造型设计上也较为特殊,通常有塔型、阶梯型、波浪形等结构。在建筑材料方面,外墙装饰上多采用铝合金骨架配合玻璃幕墙、铝合金板墙、外涂树脂防尘的预制混凝土板墙,在楼层与楼层、各功能分区之间用聚酯类泡沫材料用于保温、隔音。

2.2纵深跨度大,内部建筑结构复杂

与一般的商业性建筑相比,城市综合体占地面积大、结构体系和设计理念新颖,呈现出建筑空间巨大化、价值运用复合化、功能组合集约化的特征,占地面积往往是上万甚至数十万平方米。通常分为地上、地下部分,均由不同的建筑单元组合而成,各个建筑单元与单元之间采用巨型结构、悬挑结构或者通过立体、树状通道等商业步行街等形式连在一起,内部结构复杂、纵深跨度大、共享空间多,呈现空间交叉、连续、多变的特点。

2.3身兼多重属性,科技成分含量高

为实现作为城市建筑价值利用复合化、功能组合集约化的具体体现,大型城市综合体兼具集人员密集场所、高层建筑、大跨度、大空间建筑、地下建筑等多重属性,功能上相互作用、互为价值链,从结构上相互独立却又相互连接。为了做好火灾防控,同时满足不同建筑区域防火设计规范、标准要求,建筑设计者通常将各类型高、精、尖的智能设施集中于某一个或者多个功能区域内,实现对初期火灾全方位、无死角的监控和处置。以新世纪环球中心为例,由里及外分为三个功能圈,分别为钢、网架结构的椭圆形穹顶中央游艺区,设置消防智能水炮和总面积为8000㎡的遥控排烟窗等固定消防设施;中圈为东、西两侧“门”字形酒店区,主要设置消防智能水炮、室内消防栓、防排烟、室内喷淋等固定消防设施;外圈为“口”字形商业、办公区,主要设置室内消防栓、防排烟和窗喷、雨淋等固定消防设施;建筑整体共设有7个消防控制室,其中总控室1个,主要负责中央游艺区消防设施控制和6个分控室信息反馈、图像监控和消防泵控制。

3 大型城市综合体建筑火灾危险性

3.1空间纵深跨度大,内部结构复杂,内攻搜救困难

大型城市综合体其内部商业运营一般由服务、餐饮、娱乐、办公、商务等多个功能区域组成,具有人员密集、流动性大、成分复杂等特征。由于其功能区存在差异,往往会对部分墙体会做隔离、分段,很容易造成疏散路线曲折多变。加上疏散标示不明显以及浓烟环境下人员容易出现群体的恐慌行为、盲从心理,极易导致火灾发生后人员很难第一时间选择出能快速撤离现场的逃生路线。即使选出了快速撤离路线,人员大量的涌入,也容易在出入口、电梯、中庭等部位,造成人员拥堵、踩踏事件的发生。大型城市综合体具有内部结构复杂、通道曲折多变、纵深距离长的特点,对消防员组织内部攻坚、人员营救要求高,不仅需要消防员具有良好的体能储备和携带足够多的器材装备,还需要消防员能及时了解、掌握内部结构,规划出合理的行进路线。如果无法满足以上两点,很容易造成人员迷失、意外伤亡等情况,不利于内攻救援行动的展开。

3.2火灾负荷大,煙气蔓延途径多,易形成多位立体火灾

从商业运营模式来看[2],大型城市商业综合体内拥有KTV、商场、影院、餐厅等多类型的营业场所,为了满足消费者的视觉、感官的需求,其大多采用大量聚酯类可(易)燃材料进行装修装璜,增加了建筑火灾荷载;同时,大功率的照明、空调、音控设备等多种用电设备及建筑内部厨房、酒店等固定的用火、用电,大大增加了火灾发生的可能性。一旦发生火灾,极易形成大面积的有毒、有害浓烟,造成被困人员伤亡。

从建筑结构特点来分析[3],大型城市商业综合体建筑内各类竖井管道、横向通道众多,是烟气的主要流动通道。电缆井、电梯井、外墙窗口、玻璃幕墙与楼板间的伸缩缝隙等使得建筑纵向贯穿,横向管网、电缆桥架、排烟通道以及中庭等共享空间又使烟气可直接通过楼层和墙体连接成一个整体。一旦建筑内部着火后,在“烟囱”效应的作用下,火灾发展过程中很容易出现同一类型火灾上下跳跃式发展、不同或多种类型火灾在同一空间发展等情况,甚至有可能由于同一空间内由于能量、压力的无法及时释放,造成同一部位不同火灾类型的叠加、放大,加速火灾类型从单一类型向多种类型的转变,增加扑救难度。

3.3外墙装饰复杂,现场排烟难,客观掣肘因素多

从外部因素来看,为了商业化需求,大型城市综合体通常都会在建筑外墙四周安装设置大型电子广告牌或巨幅的外墙广告,它们具有遮挡面积大、破拆难度大的特点。一旦发生火灾,参战消防指战员若无法及时破拆创建逃生通道或排烟口,火灾产生的浓烟必然在火场内部形成高温、高压、浓烟环境,严重影响了灭火救援行动的展开和人员营救。

从内部因素来看,大型城市商业综合体整体设计结构上多采用钢结构、铝合金骨架配合玻璃幕墙、铝合金板墙、外涂树脂防尘膜材料板墙等进行装饰。考虑到铝合金材质660℃低熔点和玻璃幕墙高温、高压情况下易碎等火灾特性,在火灾初期阶段铝合金框架易变形,被困人员无法有效进行开窗建立自然排烟通道、玻璃幕墙易导致烟气和温度局部位置的聚集,易造成火灾的进一步扩大、蔓延;特别是在火灾进入猛烈燃烧阶段,铝合金材质等金属熔珠的滴落也容易形成立体火灾,加上钢结构建筑随着火灾的发展,其耐火等級也会迅速降低,极易造成大面积的垮塌和玻璃幕墙的破碎,影响人员安全。

4 大型城市综合体灭火救援处置对策及措施

4.1强化日常准备,抓好战斗行动的“主动权”

大型城市综合体发生火灾,负面舆论影响大、作战指挥涉及面广、灭火救援理论知识要求高,只有正确认识到大型城市综合体灭火救援工作的重要性和处置难点,作战行动才能真正掌握战斗主动权,做到“知己知彼,百战不怠”。

4.1.1强化理论学习,做好灭火救援知识储备

大型城市综合体灭火救援是当前消防队伍面临的一项难点课题,它不仅仅需要良好的心理素质和体能储备,还需要强大的综合理论知识体系和技、战术理论功底。为了更好的掌握战时主动权,我们要做到以下几点:要针对大型城市综合体建筑通体量大、内部结构复杂、竖井管网多、防火分隔大等建筑特点,强化消防设施和防火分区、耐火极限等理论的学习;要针对型城市综合体发生火灾烟气蔓延途径多、火场通讯难、“烟囱”效应明显、人员抢救任务重、火灾类型复杂、蔓延速度快且易形成立体火灾等灾害特点,强化各类型火灾扑救技、战术和内攻避险理论的学习;要针对大型城市综合体火灾扑救过程中涉及车辆、器材装备多、操作要求高等特点,强化器材装备性能参数掌握和日常维护保养的学习,做到能知会用,有机结合。

4.1.2强化辖区“六熟悉”和建筑预案修制订工作,做到知己知彼

大型城市综合体其体量大、纵深长、内部结构复杂,为了能更好的实现初期火灾扑救的效果,我们要做到以下几点:强化辖区“六熟悉”工作;强化辖区道路的熟悉,暨要做到针对城市交通状况在不同时间段,辖区中队、第一、二批增援单元能最快到达指定作战区域的时长、行车路线的熟悉,以实现调度指挥能快速到达场,形成战斗力;强化辖区水源的熟悉。即要做到对大型城市综合体周边天然水源数量、储水量、最短供水路线建立时间、距离和是否受潮汐影响等情况的熟悉;要做到对市政消防栓类型、数量、总体分布位置、管网口径和供水方式的熟悉,确保灭火救援现场后方水源的保障;强化重点单位以及重点部位的熟悉。即要做到对大型城市综合体内各功能区疏散通道位置、数量、路线的熟悉;要做到对大型城市综合体各功能区重点部位火灾危险性、蔓延渠道、重点部位到安全出口路线、距离等情况的熟悉,以便消防员快速到达着火部位、区域,组织力量完成人员疏散、搜救和火情侦查等任务;强化重点单位消防设施的熟悉。即要做到对大型城市综合体各功能区消防控制室、室内消防栓、水泵接合器、消防电梯、防火卷帘和防排烟等设施位置、操作方法的熟悉,以便在火灾发生初期,实现有效控制;强化重点单位火灾类型和处置程序的熟悉。即要做到对大型城市综合体内各功能区建筑结构特点、火灾类型和处置程序的熟悉,以便火灾前期战斗力量的预先展开;强化重点单位消防灭火力量灭火分工任务的熟悉。即要做到对大型城市综合体企业专职队、微型站战斗力大小和灭火救援行动中消防组成单元任务分工的熟悉,充分利用其疏散路线熟、内部情况明等优势,做好前期火情侦查和初战力量分配,做到火灾扑救“打早、打小”的目的。

“凡事预则立,不预则废”,要赢得灭火救援作战的“主动权”,就必须做到知己知彼,心中有数。针对当前大型城市综合体建筑功能用途多、纵深跨度大、内部结构复杂等特点,我们有必要做好灭火救援预案的修、制订工作,做到基础信息数据及时更新,图像资料收集全面。同时,在预案修制定过程中,要充分结合当前灭火救援实力配备情况,立足于实战,从最难、最不利处开展灾情设定;要以实战演练为基础,广泛开展战术推演,不断优化编程,着力解决火场秩序混乱、命令执行不畅、后方供水不足等问题;要不断开展实战演练,在实践中总结经验,在总结中寻找问题,及时修改不足之处,做到力量编成明确、组织指挥清晰及行动展开快速,切实提高预案的可行性和实战性。

4.1.3强化联勤、联训,做好车辆、器材装备和固定消防设施测试工作

火灾扑救要“打早、打小”。大型城市综合体体量大、功能多、结构复杂,灭火救援涉及多种类型的火灾扑救。火灾发生后,很容易大面积蔓延,造成人员的群死、群伤。为防止小火酿成大灾,我们在做好前期灭火救援理论知识储备和辖区“六熟悉”的同时,我们还要充分做好以下几点:强化企业微型站、专职队的联勤、联训,充分发挥地利优势,强化“三知、四会、一联通”能力、强化消控设备熟悉、操作、使用能力等要求,发挥微型站、企业专职队具有对现场情况熟、到场时间快的“地利”优势,只有做好联勤联训工作,才能真正做到火灾防控“打早、打小”。

4.1.4强化固定消防设施和车辆器材、装备测试,利用好自身优势

开展固定消防设施各管网压力的测试,可检测出各区消防管网是否完整好用、不同区域满足灭火要求所需的压力大小等;探索在水泵接合器、消防泵损坏情况下不同区域可通过消防栓逆向加压供水方式、方法。实现固定消防设施的能知能用,实现固定消防设施与灭火剧院技战术的有机结合。强化对大功率、大流量、压缩空气泡沫类、举高类等特种车辆和排烟、破拆类等消特种器材装备性能测试,通过实地性能测试训练,达到检验装备的作战效能、强化器材装备性能掌握的作用,进一步提高灭火救援攻坚克难能力。

4.2优化资源、结构配备,握好灾情发展的“指挥权”

前面提到,大型城市综合体是集大跨度、大空间建筑和高层、地下建筑等建筑类型于一体的超大型、复合型城市建筑结构,一旦发生火灾,现场的作战指挥具有参战力量多、作战指挥面广、部门协调和人员疏散困难、对技战术要求高的特点。按照部局关于灭火救援中“救人第一,科学施救”的指导思想和消防队伍建设“专业化、精细化、模块化”的要求,为更好、更快、更高效的展开行动,这就需要我们进一步优化资源、结构配备。

4.2.1优化组织指挥结构,构建“扁平化”指挥体系

对于消防日常的作战指挥来说,相对于“扁平化”[4]指挥而言,传统的作战指挥体系(如图2)多为纵向多层次、横向多部门的树状结构,特别是在大型灭火救援现场往往会因为作战面大而设立多面指挥分部,复杂的组织指挥结构往往会导致出现指挥员命令下达到作战单元的时间长、一个作战单元接受到多个作战任务、一个作战面有多个作战单元等现象,甚至还会随着火災发展变化在下达力量调整指令后,出现在一个作战平面出现多个指挥员、命令下达反复等现象,极易导致作战单元不知道听谁指挥、阵地转移慢、攻坚力量调整不及时等情况出现,大大的影响了灭火救援效能的提升。

所谓“扁平化”指挥,就是简化灭火救援期间上下级指挥之间的隶属层次,使决策人员可以快速、有效地传递作战命令和掌握现场情况。可以说,“扁平化”指挥就是对现行的灭火救援指挥体系的简化、压缩,它以具体的消防作战单元或个人为目标,以信息化指挥平台为载体,以编程调度模块化为依托,以参战力量单元化、作战任务模块化、作战编程程序化为理念,构建救援现场指挥部点对点、面对面且灵活、高效的直接指挥体系(图3)。

4.2.2优化资源配备,牢筑“模块化”作战理念

从火灾发生、发展的规律来看,一般火灾从初期阶段进入猛烈燃烧阶段需要时间极短,往往只需要短短几分钟到十几分钟。反过来,我们可以这么理解,一起火灾造成的损失大小,取决于在火灾初期阶段是否得到有效控制。当前城市建设进程越来越快,城市建筑中高层建筑体量也越来越大、结构越来越复杂,未来灭火救援作战行动发展趋势必然对队伍的快速响应、快速处置能力提出更高的要求。古人云“兵贵神速”,在扁平化指挥的基础上实行“模块化作战”势在必行。

所谓“模块化作战”,是指在依托扁平化指挥的基础上,将参战力量、器材装备呈建制或呈班组模块的方式进行整合,并划分具体的任务分工,实现器材装备资源优化和参战力量的整合集中。通俗的讲,就是扁平化作战指挥延伸的基础上,将当前基层中队作战模式进行拓展和优化。以传统的班组模式优化为建制中队模块化、以器材装备自行保障优化为模块保障,达到火场作战任务分工精细化、器材装备利用最大化的目的,实现火场作战分工明确。

4.2.3优化作战编程,规范“程序化”作战指挥

战斗力的提升,不仅要在作战理念、指挥体系建立等方面进行完善,还要从作战效能提升上下工夫。作战效能提升,不仅要在单兵个人体、技能上进行强化,还要在班组协同配合能力和班组战斗编程上进行优化。目前,消防改革转隶已经完成,从长远来看未来消防灭火救援必然走向“专业化、职业化”的道路,但从当前基层实际来看,基层指战员实战经验不足、灭火救援程序不规范等问题已经严重制约了灭火救援作战效能的提升。结合多年来的基层实战经验,笔者认为开展灭火救援“程序化”救援是最好的解决方法之一。

灭火救援“程序化”救援,即根据灭火救援作战程序,按照警情受理、接警调度、接警出动、车辆停靠、警戒侦察、行动展开、战斗结束的顺序,对战斗各阶段所展开行动行为进行规范,开展灭火救援程序化指挥。(如图4)

4.3统一作战思想,掌好灾情发展的“控制权”

在复杂火灾扑救过程中,哪个方面都很重要,处置不当均会带来不同程度的后果及影响,这就需要指挥员握好各阶段任务的重点、分清主次关系、作出合理应急决策,做到趋利避害,从而控制灾情发展方向,进一步把损失降低到最低程度。

4.3.1统一救援思想,把握火灾救援各阶段权重

作为人员密集场所,在综合体火灾发生初期,疏散、救助人员及防止火势向周边蔓延是重点,如果说两者之间再次划定权重的话,根据新消防法第四章第四十五条规定:“消防救援机构统一组织和指挥火灾现场扑救,应当优先保障遇险人员的生命安全”,第一时间抢救生命是消防队扑救火灾过程中的第一要务,这也符合“先救人、后灭火”的战术原则。在火势发展猛烈阶段,阻击火势防止扩大蔓延是重点,综合体火灾应尽量把火势控制在一个房间、一个区域、一个层面或者一栋建筑物内。

4.3.2坚持救人第一,科学施救的指导思想

“救人第一、科学施救”,首先要集中优势力量,分成若干攻坚小组,快速深入着火层及着火层以上(下)楼层,开展逐层的人员营救、疏散。人员疏散必须坚持以下几点原则:一是坚持疏散优先的原则。即对具备自主行动能力的受困人员应快速疏散,最大程度减少火灾现场人员伤亡数量,并为深入火场内部的救援人员提供必要的信息和创建良好的应急通道环境,以利于进一步深入内部救人;二是坚持由近及远的原则。即在深入火场内部救人时,可以按照由浅入深,由近及远的方式进行搜索,把处于综合体出入口、窗口、门口、通道口、屋顶等部位的受困人员先期救离现场,尽力减少搜索救援时间,提高被救者生还的可能性;三是坚持准确定位的原则。即从火场知情人或先期疏散、救离的人员中可以明确获得其他受困人员的准确位置,应当安排应急力量优先救助,减少盲目搜索时间,将火灾伤亡人数降到最低。

4.3.3明确战术行为,充分利用好室内消控设施

前面提到综合体一旦发生火灾,具有可燃物数量众多、发烟量大、烟雾传播途径多的特点,极易造成人员伤亡。据调查,火灾中因烟气窒息或中毒而死亡,约占死亡人数的2/3以上,由此可见,火场排烟对灭火救援型行动的展开显的尤为重要。只有坚持优先开展火场排烟,才能为疏散救人、灭火攻坚提供先决条件,最大化减少火灾中的伤亡人数和损失。同时,在火灾扑救过程中,为了防止火灾向其他部位蔓延时,常常会采取围歼、夹击等战术实施内攻灭火。在这一过程中,要注意留出必要的出口让高温烟雾和热气流散发出来,以利于内攻灭火的快速推进;同时,对散发口可能造成火灾蔓延,要提前布防一定灭火力量或者选择空旷面作为散发口。

要优先使用固定消防设施,即在火灾扑救初期优先利用建筑内部的固定消防设施实施灭火救援。一般而言,大型城市综合体日常消防设施设备维护、保养制度落实较好,其内部固定消防设施通常完整好用,指挥员到场后应优先通过启用固定消防设施达到控火、排烟、灭火、侦查的目的。对于固定消防设施应用,有分析指出[5]:在火灾发生初期,凡是第一时间发挥好消防固定设施、设备功能效果的火灾现场,火灾初期控制效果较好,且后续增援力量投入也较少;凡是因设备故障或未能及时发挥固定消防设施、设备功能的火灾现场,火灾很容易进一步扩大,且后续增援力量投入较多。因此对于大型城市综合体建筑火灾的扑救,应第一时间固定消防设施,确保火势有效控制。即第一时间启动消防防排烟设施、关闭中央空调等通风、送风设备,阻止火势蔓延和烟气扩散; 第一时间启动水泵供水系统,确保灭火用水需要; 第一时间利用室内消火栓系统出水灭火或控制火势蔓延; 后方供水人员,在供水压力不足的情况下,要充分利用水泵接合器(建筑一层室内消防栓)开展加压(逆向加压)供水,确保内攻灭火人员的用水需要。

城市综合体内部一旦发生大面积燃烧,仅仅依靠固定设施将无法适应火场实际作战需要,这就需要消防指战员携行移动器材装备开展灭火救援行动,即“固移结合”[5]。所谓“固移结合”,是指消防指战员在优先利用建筑内的固定消防设施进行火灾控制和扑救的基础上,将固定消防设施与移动式灭火装備进行有机结合,取长补短、发挥各自的长处。值得一提的是,在组织消防指战员进行攻坚灭火前,应先通过一楼消火栓确认消火栓系统是否有水、压力是否充足。有水时,消防员可携带转换接口、水带(枪)等器材装备快速到达进攻起点层,通过室内消火栓实施灭火; 无水或者压力不足时,应第一时间协调控制室人员启动消防泵供水或者使用消防车接水泵接合器供水或通过建筑一层消防栓实施逆向加压供水。

作者简介:

肖建峰,乐山市消防救援支队司令部十级助理工程师。

参考文献:

[1] 郑梅华,陈贻来.大型城市综合体火灾预防对策探讨[N].武警学院学报,2015,14:72-04.

[2] 侯伟星.移动消防装备在高层建筑火灾扑救中的运用.武警学院学报,2015,6:39-05.

[3] 牛小强.大型商业综合体灭火救援思考[C].2013中国消防协会科学技术年会论文.2013.

[4] 徐庆禹,范平洪.构建灭火救援扁平化指挥体系的几点构想 [N].四川警察学院学报,2013,5:42-06.

[5] 张益民,李来保.高层建筑火灾固定消防设施应用分析[J].消防科学与技术,2013,31:416-147.

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