|
出品| 网易新闻学院 作者|须臾千秋，清华大学土木系建筑材料专业博士 2017年6月14日凌晨，位于英国伦敦西区的24层公寓楼“格兰菲尔塔”发生火灾。火势发展极其迅猛，难以控制，蔓延到了全部楼层，连续烧了十几个小时才全部熄灭。由于火情突然，楼内住户根本没有察觉和逃生的机会就已经被困在楼内，最终造成了超过八十人死亡，现场惨绝人寰。 业内人士说，英国人的建筑防火是非常有一套的。无论是建筑设计、建筑材料还是防火和消防措施，英国都走在世界前列。那为何会发生这样的惨案呢？ 杭州蓝色钱江小区 6月22日的杭州保姆纵火案，大楼过火面积不到房屋面积的七分之一，却用了1小时48分才扑灭，并造成四人死亡的惨痛结局，排除故意纵火的干扰，依然比较罕见。因这次大火，民用建筑尤其是高层建筑的消防问题，在业内引发热议。而未来十年，中国300米以上的超高层建筑将达到一千多座。 难道建筑防火真的这么难做吗？火灾真的无法避免？这一切，都要从火灾的特点说起。 （一）室内火灾之所以可怕，是因为它会“轰然”爆炸 火灾是人类共同面临的灾难性问题。全世界每天会发生上万起火灾，，造成数百人死亡。可以说，火灾伴随着人类文明。然而，人类并不怕火，相反，是火将人类变得与其它动物不同。这是因为火对于人类而言通常是可控的。 在普通可燃物的燃烧（如烧炉子、篝火等）过程中，可燃物附近与周围环境通常可以达到动态平衡，燃烧稳定，燃烧速度基本保持不变。因此，人们可以通过增减可燃物（如添柴、减柴）、增减氧气供给（鼓风）以及升降温度（浇水灭火）等方式来控制火焰的大小。 然而，建筑物火灾的习性与普通可燃物燃烧的习性并不相同。在室内着火的过程中，随着温度逐渐升高，房屋中许多可燃物，如纸张、衣物；以及本来不易燃的物品，如笔记本电脑、家用电器等，都会在高温的作用下释放出可燃气体。 这些物品虽然本身暂时尚未燃烧，但由于室内的环境较为密闭，物品受热释放出的可燃气体会逐渐积累，无法消散。当这些可燃气体积累到一定浓度时，就会突然起火，并将屋中的可燃物表面全部引燃，场面如同爆炸一般。 轰燃会将室内的温度从不到200℃升高到超过1000℃。如果人们没有在轰燃之前从室内逃出，便很难幸存。 轰燃是室内火灾的标志性特征，破坏性极大。图片来自网络 （二）火是否会蔓延成了火灾，要看建筑本身 6·14伦敦大火，就是由于建筑外墙的保温材料受热释放可燃气体，发生轰燃，导致火灾无法控制。一旦轰燃发生，一切防火措施的作用都变得十分有限，可以说是“做什么都晚了”。 建筑物中每天都有火产生，房屋中的火也时有失控。但并不是所有的火都会成为火灾。火是否蔓延成了火灾，要看建筑本身的表现如何。一般来讲，建筑出现了以下三种现象中的一种，才算是发生了火灾： 1、丧失隔热性 某房间起火，烧得隔壁房间温度很高，房间里的可燃物也跟着起火了，于是火灾蔓延。这种情况下，建筑构件本身没有燃烧，火灾的蔓延较慢。 丧失隔热性 2、丧失完整性 某房间起火，墙壁被烧出了窟窿，于是火焰蔓延。这种情况下，建筑构件本身往往可燃，火灾的蔓延较快，后果严重。 丧失完整性 3、丧失稳定性 由于混凝土和钢材受热软化或破碎，建筑构件干脆失去了支撑能力，乃至发生倒塌。这种情况下，火灾已经无所谓是否“蔓延”，因为建筑物倒塌意味着彻底的破坏，内部的人员几乎完全丧失了生还的可能。一个典型的例子就是美国世贸大厦，被飞机撞击并起火后发生垮塌。 （三）防火应该怎样做：三条渠道切断火灾蔓延之路 要想遏制火灾，就要从这三条渠道上下功夫，堵住火灾的蔓延之路。 从火灾发生，到消防队赶到，再到控制住火情，这往往是一段“漫长的时光”。这个过程中，建筑物可以说是在和时间赛跑。为了防火，古往今来的建筑工程师们可谓煞费苦心。所以，到底该做些什么呢？这要一步一步地来。 1、加强构件+防火涂料，保证建筑物“坚挺” 火灾最严重的后果，就是建筑垮塌。一旦发生垮塌，那么万事皆休，一切都没有了。因此“防火”工作，第一步就是要想好在着了火之后，怎么能让建筑物依然“坚挺”。 于是，工程师们想到了一个简单粗暴的方法：把构件加粗。这样一来，即使大火将柱子烧坏了一部分，剩下的仍然能够支撑起大楼，不会倒塌。这个方法虽然简单，但是有效。加强构件，还可以提高建筑的安全性，即使不着火，对建筑的安全也是有好处的。 另外，在结构表面涂防火涂料，也可以增加构件在火灾下的强度，延长结构挺立的时间。 2、巧妙布局造成缺氧环境，阻断保温板的燃烧 但是，光有坚挺的结构是不够的。为了避免建筑丧失完整性、火焰直接蔓延，建筑材料本身不能着起火来。然而实际上，这在现实中很难做到，这是为什么？ 原因就是，冷冰冰的钢筋混凝土墙体并不能保温。建筑的保温材料大部分都是极其易燃的有机物。别说火灾，在施工过程中，哪怕焊接时的一粒火星蹦到了悬空的保温材料上，都会起火燃烧。保温材料遍布建筑全体，一旦参与燃烧，火灾就是整体性的，极为棘手。英国的6·14大火，本质上就是因为其外墙的保温材料参与了燃烧而加重，从而变得不可收拾的。 但是，保温材料却是建筑中一种不得不用的材料，这就给工程师们出了难题。 建筑保温材料通常极为可燃，但又不可或缺。图片来自网络 中国工程师们创造性地解决了这个问题。通过巧妙的结构布置，使得在火灾中，保温板的周围的氧气会迅速被其它可燃物的燃烧带走，形成缺氧环境。这样一来，虽然保温板本身可燃，但因为缺少氧气，即使燃烧起来，也会迅速熄灭。目前，这种技术已经开始逐步推广使用，并且取得了很好的效果。 3、布置防火门，将火灾限制在防火区内 除了墙体外，为了防止火焰沿着走廊等通道扩散，工程师们还在通道中布置了厚重的防火门。这些随处可见的防火门可以将建筑分成若干个防火分区。一个区域发生火灾，防火门和墙体可以将火灾限制在这个区域中，尽可能地保护其它区域不受火灾的殃及。 随处可见的防火门。图片来自网 除了以上提及的建筑本身的防火措施外，正确设置消防车道和登高救援场地等措施同样重要。毕竟，光靠大楼本身不可能永远支撑下去，最后还是要靠消防来解决问题。 （四）中国如何解决摩天大楼的防火问题？ 摩天大楼的防火，与以上提到的普通大楼的防火又有不同呢？摩天大楼动辄四五百米高，而消防车的云梯高不过百米，实在“鞭长莫及”。摩天大楼内部常驻数万人，发生火灾时不可能短时间内全部疏散。因此，摩天大楼的防火，主要靠建筑自身。作为摩天大楼界的“扛把子”，中国是如何解决摩天大楼的防火问题的呢？ 首先，是在内部设置消防水箱。 以广州塔为例，其塔顶540吨的阻尼器，实际上就是消防水箱。火灾来临时，这两个消防水箱居高临下，可以源源不断地提供两个小时的喷淋，为人员逃生提供宝贵的时间。 广州塔塔顶巨大的消防水箱。图片来自网络 此外，塔内每一处都布置有消防管网，建筑内任何一处的起火点都会在第一时间被控制甚至消灭。 另一个重要的防火措施，就是设置避难区。 由于超高层建筑中人员逃离缓慢，需要在楼内设置避难层，供人员逃生过程中暂时避难。例如上海金融中心大厦有101层，其中设置了7个避难层。避难层的层高较高，布置空旷，可以起到隔绝火焰、容纳人员的作用。 超高层建筑中最独特的消防手段，是消防电梯。 在普通建筑中，由于电梯井是一条通畅的烟道，在火灾发生时，电梯严禁使用；但超高层建筑中，通过采用严格的密闭手段，可以让消防电梯参与到人员的撤离过程中，帮助行动不便的老幼病残撤离。 （五）建筑防火，光靠这些就够了吗？ 当然是不够的。建筑防火是一项系统工程，需要许多个子系统相互配合。既要有建筑结构本身过硬的耐火能力，又要有灵敏的报警和内部消防系统，同时还要有外部消防力量的迅速配合。 此外，人员熟练的火灾应对和疏散能力也非常重要。但即便如此，防火也永远不存在万无一失。从根源上讲，还是需要我们每一个人时刻关注消防安全，在用火、用电时提高警惕，让火灾从源头上被避免。 作为世界上认知度最高的标签，中国制造（Made in China）正寻求战略升级。「了不起的中国制造」专栏，力邀行业权威、资深玩家，呈现他们眼中的中国创新之路。 投稿请联系newsresearch_ntes@163.com，稿件一经刊用，将提供千字800元的稿酬。 -------------------- 编辑| 于冉帝 |
|
|
