高层建筑外墙保温材料火灾扑救关键技术探讨

随着我国对建筑的环保、节能要求不断提篼，保温材料被广泛应用。建筑领域目前采用的有机保温材料主要有聚苯板（EPS）、挤塑板（XPS）和聚氨酯（PU）三种。其最大的优点是质轻、保温、隔热性好。最大的缺陷是防火安全性差，易老化、易燃烧，烟雾毒性大。高层建筑外墙保温系统中广泛使用这些有机保温材料，也带来了极大的火灾危险性。近年来，我国因外保温材料引发的篼层建筑火灾事件频发，因此，研究高层建筑外墙保温材料火灾扑救技术，是公安消防部队日趋面临的和亟待解决的问题。
1、高层建筑外墙外保温材料的火灾特点目前，国内高层建筑外墙保温材料系统一般采用EPS、XPS和PU等有机保温材料。有机材料耐热性能差、易燃烧，一旦发生火灾，在燃烧时释放大量热量、产生大量有毒烟气，加之燃烧时的滴落物会形成新的火点，更易加速火势的蔓延。1.1燃烧速度极快高层建筑外墙保温材料发生火灾，由于空气充足，受风力影响较大，火势发展蔓延迅速。通常情况下，高层建筑随着高度的不断增加，建筑外部风速也不断增大，其关系成正比。如距离地面lm处风速为5mA，同等条件下，在90m高处风速就可以达到15m/s，在200~300m篼处风速可达到30m/s.由于风速的不断增加，风向的不确定性，直接导致篼层建筑上下温度和压力差值，从而形成火风压。这就增大了烟气向上的抽拔力和燃烧需要的空气量，结果就是火借风势，风助火威，相互交错，进而影响火势蔓延速度、蔓延方向。特别是高层建筑外墙保温材料发生火灾后，由于烟效应使火灾蔓延特别迅速，很容易形成立体火灾。如南京中环国际广场火灾，该建筑层高50层，篼度为187m，起火点为8层裙楼平台，着火后仅12min已蔓延到18层，22min后，明火蔓延至楼顶。北京央视大楼新址附属文化中心火灾，该建筑地上30层，高159m，起火lOmin后，已形成立体火灾。上海静安区胶州路教师公寓火灾，该大楼层高28层，高度约85m，不到7min整幢大楼就已形成全面、立体燃烧。1.2由外及内的横向蔓延高层建筑外墙保温材料着火后，建筑外立面迅速燃烧，并蔓延扩大。窗户玻璃虽然理论上在725~900左右才会熔化。但在火灾条件下，由于玻璃受热不均匀和膨胀变形受到窗框的限制，以及内外表面温差大等多种因素，一般在250T左右就会开裂破碎。火势通过玻璃破碎的外窗开口部位，迅速引燃室内可燃物，多火点向室内横向蔓延，形成大楼内部全面立体燃烧，打破了篼层建筑火灾一室一户发展的常规，无明显火灾发展阶段划分。如南京中环国际广场火灾，形成的两条火柱，致使两个相邻的空调外机安装凹槽（竖井）部分的墙面从7楼至顶楼大部过火（东侧7楼至顶楼、西侧7楼至41楼过火），并向室内横向蔓延。
1.3建筑内高温浓烟聚集外墙保温材料主要使用篼分子有机材料，有机材料燃烧后，会产生大量有毒气体。火势一旦蔓延扩大，高层建筑就被包围在火海之中，高温浓烟在建筑内大量聚集，严重威胁着建筑内被困人员的安全，阻碍消防人员进行人员搜救和灭火战斗。上海造成58人死亡，70余人受伤。消防队员在实施内攻救人灭火中，由于建筑内聚集大量的高温浓烟，战斗行动异常艰难。1.4燃烧坠落物易形成飞火高层建筑外墙保温材料燃烧易发生热熔性缩变，造成脱落。燃烧的物体在坠落的过程中，受风力的影响，形成飞火，造成多个火点。飞火的远近因坠落物的大小及风力有关，有的几米，有的几十米甚至更远。如沈阳万鑫国际大厦，B座外墙全部起火后，相邻的A座因飞落燃烧物的作用，南侧外墙发生燃烧，并通过窗口蔓延到30层、42层部分房间。南京中环国际广场，一辆停在距大厦十余米远的消防车，因燃烧的保温材料坠落，粘贴在消防车顶部引起燃烧。2、高层建筑外墙保温材料火灾扑救技术2.1集中调度，第一时间赶赴现场扑救高层建筑外墙保温材料火灾，灭火力量的调度要准确及时，从打好初战出发。因此，必须加强第一出动，适时集中投人灭火力量到场，才能及时有效控制火势，抢救人命，从而掌握灭火战斗的主动权。如南京中环国际广场火灾，第一时间调集了10个中队和战勤保障大队的37辆消防车、194名官兵赶赴现场。北京央视大楼新址附属文化中心火灾，第一时间调集了15个中队、46部消防车、数百名官兵赶赴现场。上海静安区胶州路教师公寓火灾，第一时间调集了5个消防中队和1个特勤中队、15辆消防车、130名消防官兵赶赴现场。沈阳万鑫国际大厦火灾，沈阳市公安消防支队一次性调集27个消防中队、5个企事业专职队的108辆消防车、702名官兵赶赴现场。2.2快速登高，控制火势垂直裹延高层建筑外墙保温材料火灾蔓延迅速，公安消防部队必须以快制快，才能有效控制火势。公安消防部队到场后，利用消防电梯将人员、装备输送到楼顶，利用室内消防栓，居篼临下堵截控制外墙火势。如南京中环国际广场的大火，能在1个小时内成功扑灭，并且救出所有被困人员，除了消防队员奋力救援外，其中一个重要的因素就是消防队到场后，以快制快，利用消防电梯快速登至50层，使用室内的消防栓铺设水带至楼顶，居高临下压制向上蔓延的火势，对阻止火势的扩大起了关键作用。2.3上控下防，从外部压制火势火灾发生后，高层建筑外墙保温材料燃烧速度极快，大火会迅速沿外墙纵向、横向蔓延，燃烧的可燃物坠落，又会引起新的火灾。
在力量部署上，要利用举篼车全力压制火势，同时在高层建筑的裙楼平台上或周边设置水枪阵地及时扑灭坠落的可燃物，阻断火势蔓延的途径。如南京中环国际广场火灾中，使用3辆举高车从外部压制火势，在9层的平台上设置水枪阵地扑灭坠落的火焰；北京央视大楼新址附属文化中心火灾，使用6台举篼车从外部压制火势；上海静安区胶州路教师公寓火灾中，使用14辆举高车从外部压制和打击火势；沈阳万鑫国际大厦火灾中，在B座南侧组织3辆举篼消防车强行压制火势，在A座西侧组织6辆举高消防车全力压制外墙火势，在裙楼平台上设置2支水枪阵地扑灭坠落可燃物。2.4全面搜救，及时疏散被困人员高层建筑在很多状态下具有人员聚集的特点，因此消防指挥员在到达高层建筑火灾现场后，要认真贯彻“救人第一”的指导思想，采取各种措施抢救或保护人员生命。消防队到场后，立即派出专人进人消防控制室，及时启动应急广播、应急照明引导被困群众疏散，利用消防电梯优先营救受火势威胁严重的被困人员，迅速开启建筑内部的排烟系统实施送风排烟，降低烟气危害和影响，为救人灭火行动提供有利条件，并利用视频监控系统实时掌握情况，告知单位人员拨打房间电话通知旅客撤离；同时组成多个救人小组全力搜寻救助被困人员，对搜寻过的房间做好标识，做到无一遗漏，确保内部人员全部疏散。指挥员还有根据现场险情，从火灾发展最不利情况出发，提前预判，果断派出救人小组疏散受到火势威胁的临近建筑，确保火灾现场无一人伤亡。如沈阳万鑫国际大厦火灾中，沈阳支队到场后，立即组成18个救人小组，全力搜救被困人员，第一时间在着火的B座搜寻救助群众60名，在临近的A座引导疏散群众210名。A座南侧外墙起火后，现场指挥部立即命令所有搜救小组再次对A座进行搜寻，确保内部人员全部疏散。2.5内攻近战，层层堵截向室内蔓延篼层建筑外墙保温材料发生火灾，除快速向上向下蔓延外，火势会沿与外墙连接的房间向楼层纵深蔓延，极易形成内外立体火灾。因此，在第一力量到场后，设置多个战斗小组，内部强攻灭火，层层堵截消灭的战术措施。从外围实施火灾扑救，主要是受装备篼度限制，火焰位置较高，很难将灭火剂直接喷洒到火焰上，达不到灭火效果。因此对于高层建筑火灾必须对参战人员进行战斗编程，各战斗小组充分利用内部楼梯、消防电梯进人建筑内部，利用室内消防栓，实施内攻近战，控制和扑灭火灾。如沈阳万鑫国际大厦火灾中，现场指挥部先后组织77个灭火救援攻坚组深入B座、A座两个着火建筑内部实施内攻，有效阻止了火势蔓延，防止了灾情的进一步扩大。
2.6多种举措，保障火场有效供水充分利用篼层建筑的固定消防设施进行灭火是快速出水灭火的一个有效途径。发生火灾后，先期到达的灭火力量要充分利用内部消防设施，通过消防车连接水泵接合器向大楼供水。当室内固定消防设施不能满足灭火需要或失去作用时，要迅速通过消防车向火场供水，确保火场供水不间断。在燃烧面积大、内部火点多的情况，应立即关闭正在工作的喷淋系统，全力保证墙式消火栓用水。若火场消防用水量较大，市政消火栓压力不390足，起火建筑附近有高层建筑或公共建筑，可以使用临近单位水源实施供水。这种供水方法是利用着火单位临近的高层建筑或公共建筑内的消防水泵抽水，铺设水带向室外的消防车供水。根据城市消防设计，篼层建筑地下水池储水量在上百吨，多的可达上千吨，而消防水泵的供水量都在30~40L/S，相当于3~4个市政消火栓的用水量。若能多利用几个临近篼层建筑，就可保证火场有充足、恒压的消防用水，从而确保火场供水不间断。在灭火剂的选择上，压缩空气泡沫具有灭火效率高、控火能力强、出泡沫速度快、质量轻、易铺设和移动水带等优点，能为随后垂直铺设水带、加压供高和出枪灭火赢得时间。压缩空气泡沫使用时犹如一层毛毯，极易附着预垂直立面，灭火、防护效能强，且很大程度上减小了火场后方供水压力，因此，实战中要优先将这些篼性能灭火剂供着火层，为成功扑灭火灾奠定坚实基础。2.7逐层搜索，消灭残火在起火高层建筑明火被基本扑灭后，各战斗段应重新部署力量，将搜索任务分配到各个中队，分别对篼层建筑内各楼层的房间、电梯井、管道井等部位进行反复地毯式搜索，确保不留死角，并对室内堆积阴燃的可燃物进行清理，防止复燃。
结束语：高层建筑外墙保温材料火灾的扑救是当前火灾形势下，对我们消防工作提出的一个新课题，公安消防部队全体指战员必须不断地探索篼层建筑火灾的发展特点和扑救技术，利用现有装备，发挥灭火最佳效能，打赢现代条件下高层建筑外墙保温材料火灾的灭火战斗，为驻地的一方平安发挥应有的作用。