新科技、新技術、新材料在高層建筑防火中的運用

楊國成 王傲 祝貴軍

摘要：在我國經濟發展迅猛的今天，城市化進程不斷加快，信息化科學技術被逐漸應用在眾多領域。近年來，我國高層建筑數量逐年增長，有效的為城市可持續發展奠定基礎。在城市化發展中，高層建筑如何應用新科技和新材料已經成為社會普遍關注的話題。為減少高層建筑發生火災，保證財產安全和生命安全，本文首先分析高層建筑火災的主要特點，然后對高層建筑開展防火工作應用新技術和新材料、新科技進行探究。

關鍵詞：高層建筑防火;新科技;新技術;新材料

隨著我國經濟發展進程不斷加快，在眾多制約城市發展的因素中土地資源短缺成為關鍵部分。為推動城市建設步伐，有效解決用地緊張問題，優化城市環境，建設高層建筑是尤為重要的。無論是在建設高層建筑過程中，還是正式投入使用，加強防火工作是十分必要的，因此需要制定完善的防火計劃，將新技術和新材料引入到防火工作中，可以提升消防系數和安全指數，從而促進城市可持續發展，為人們生命和財產安全夯實基礎。

一、高層建筑火災的特點

（一）火災蔓延速度較快

相較底層建筑，高層建筑可以燃燒的物質較多，例如地毯和各種家具等，并且設有電纜井和管道井等豎向井道，這樣就會形成“煙囪效應”，從而致使火災蔓延速度不斷加快。通常情況下，初期火災蔓延速度為0.32m/s，燃燒階段速度可以達到0.6-0.9m/s，豎向擴散的速度是3-4m/s。假設高層建筑樓層高度為200米時，煙氣在阻擋情況下，在1分鐘內可以由底層直接擴散至頂層。

（二）人員疏散艱難

高層建筑樓層較高，并且樓層數量多，當發生火災后，將建筑中的人們疏散至安全地區，花費的時間較長。此外高層中的豎向井道內部空氣流通流暢，發生火災后，由于火勢和煙霧蔓延速度較快，從而導致疏散人員效率下降，室內能見度降低，不能很好的疏散人們到安全區域。

（三）撲火救援工作復雜

我國高層建筑消防設備已經達到自動化程度，并且具備高質量的滅火設備，但假設某個環節出現問題，會直接導致滅火設備不能很好地發揮作用。當高層建筑發生火災前期，如果居民不會正確使用滅火設備，等待消防人員達到火災現場時，會導致不能及時聯系消防控制中心，并且因為火勢猛和樓層高等原因，不能順利開展撲救工作。當前我國消防車可以達到最高的高度為101米，并且在高層建筑四周設有其他建筑，不利于登高車開展救援工作。此外由于建筑受到高溫烘烤影響，玻璃和幕墻會爆炸，工作人員不能靠近開展火災撲救工作，只能依靠建筑室內消防設備。

二、高層建筑防火中應用新技術、新科技、新材料

（一）新科技的具體應用

在眾多新科技中，“分布式感溫光纖”系統被應用在高層建筑中，主要是感溫光纖系統可以對電纜線溫度進行實時監控，當電纜線的溫度超過預先設置的溫度數值后，感溫光纖系統可以發出警報信號，并對危險地點進行精確定位。在高層建筑中，豎井通道與電纜線分布地點比較緊密，同時電纜線占地空間較小，不能有效地發散運行熱量，當熱量達到預定值或者超過預定值后，電纜線會出現融化或者變形，從而發生短路。將感溫光纖系統合理應用在高層建筑中，可以有效解決電纜線發生短路情況，從而提升電纜系統正常工作的安全系數，確保建筑供電安全可靠。

（二）新技術的具體應用

消防炮作為一種最新的滅火設備被應用在高層建筑中，主要是具備敏捷性和機動性，可以實現遠程撲火工作。氣動發射與車載發射是高層建筑中消防炮的主要兩種發射形式。消防炮主要以“高壓氣體”為核心，是防火武器中的一種。發射裝置和氣源以及火控系統等是消防炮中的重要裝置，并且火控系統還包含了“操控顯示系統”和“火控計算機系統”?；鹂叵到y應用在高層建筑中的主要工作是控制消防炮瞄準、裝炮過程。除此之外，高層建筑中應用直升機技術，可以實現有效滅火。直升機系統具備偵查指揮和空中滅火等功能。比如在直升機系統中安裝滅火系統，可以利用其機動性和靈活性完成空中滅火工作，進而達到撲火救援預期效果。當高層建筑發生火災后，救援人員不能快速達到火災現場，可以通過直升機把救援人員與救援物資迅速運輸到現場，并將被困人員送達到安全區域，保證人們生命安全和財產安全。當前我國直升機技術還沒有達到最高水平，有較多的地方需要優化完善，并且部分消防部隊沒有配備直升機。但是隨著我國科學化進程的不斷加快，消防直升機在滅火工作中已成為發展趨勢。

（三）新材料的具體應用

為有效避免高層建筑發生火災，在選擇原材料和裝潢材料時，大部分以“防火”為主要依據，借助先進的科學技術手段，建立科學完善的消防安全體系，進而確保高層建筑具備安全性能。例如美國政府在相關文件中說明，高層和超高層建筑時在選擇原材料和裝潢材料時，首先應該以“防火、耐火”為核心，例如選擇的材料可以是“阻燃電纜”“膨脹防火涂料”等，同時，美國政府對地毯和窗簾等家具都作出嚴格規定。另外為有效解決消防和逃生問題，日本政府明確規定在公共建筑中應該選擇酚醛泡沫等合格的耐燃物，主要是其具備較好的耐熱性，并且當火災發生開始燃燒后，發煙量較少，不僅可以保護生態環境，還可以有效降低安全隱患。根據高層建筑實際情況，在設計高層建筑時，要重視公共區域，保證公共區域內的安全性，合理開展防火設計和火災控制工作。在高層建筑中，撲救火災的威脅除高度外，還有煙氣，燃燒的物質會迅速蔓延到非起火層，所以在選擇新材料時，必須重視煙氣的問題，要選擇出煙量較低的材料，避免因煙勢過大，影響撲救工作。

三、結語

工業化和城市化發展速度加快，城市人口數量逐年上漲，土地資源越來越緊張，因此建設高層建筑成為城市發展的根本方向。在建設高層建筑環節中，需要側重注意消防問題，加大對新技術和新材料的投入力度，這樣才可以降低發生火災的概率，確保高層建筑的可靠性、安全性，提升建筑質量，保證人們生命和財產安全，從而推動城市健康發展。

參考文獻：

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作者簡介：

楊國成（1988-），男，四川省犍為縣人。學士學位，研究方向：火災科學、檢驗檢測、質量分析、安全分析、產品檢測。