摘　要:介绍中国高层建筑防火设计规范的制、修订历程,分析中国高层建筑防火规范及相关消防监督管理法规的特点,剖析改革开放以来的3 起典型高层建筑火灾, 介绍中国政府和消防部门为提高高层建筑消防安全水平采取的措施。

关键词:高层建筑;法律法规;消防

受全球金融危机影响, 全球很多大型建筑工程都已停工, 然而, 在中国的北京、上海、深圳甚至许多中、小城市, 却正在兴建越来越多的高层建筑。在上海, 投资22亿美元的上海中心大厦正在施工, 2014 年完工后, 这座632 m 高的摩天大楼将成为中国的最高建筑。观察家预测, 在未来20 年中国将新建不少于50 000 座高层建筑。

改革开放以来, 中国的经济飞速发展, 高层建筑如雨后春笋般出现在全国各地, 从个别的单体建筑发展为现代化城市中林立的高层建筑群, 其中一些高层建筑已成为中国新兴城市的标志。根据中国公安部消防局统计,截至2009 年年底, 中国内地共有约190 000 座高层建筑,包括约125 000 座居住建筑和近70 000 座写字楼、酒店和医院等公共建筑, 其中1 699 座的高度超过了100 m 。

2008 年竣工的上海环球金融中心(SWFC)高492m , 占地面积381 600 m2 , 是目前中国最高建筑。2007 年8 月14 日, 上海环球金融中心在施工过程中因焊接作业不慎发生火灾, 火势从26 层迅速向上、下两个方向蔓延,导致包括83 、52 、50 、26 、18 和2 层在内的6 个楼层同时燃烧。得益于科学合理的高层建筑应急救援预案、演练和先进的消防车辆设备, 上海市公安消防总队在火灾发生后71 min 就成功扑灭火灾。

1 　技术规范和法律法规体系

随着大型标志性高层建筑的不断增多, 中国政府特别是消防监督部门以及规范编制单位、建筑师、工程技术人员对高层建筑的消防安全越来越重视, 开展了大量的研究工作, 并不断强化了消防监督执法。

1982 年12 月8 日, 作为中国第一部全国性高层建筑防火规范的GBJ 45 -82《高层民用建筑设计防火规范(试行)》(以下简称“高规”)发布, 并于1983 年6 月1 日起实施。该规范共分为8 章:总则;建筑分类和耐火等级;总平面布局和平面布置;防火防烟分区和建筑构造;安全疏散和消防电梯;消防给水和固定灭火装置;防、排烟和通风、空气调节;电气。根据该规范,“高层建筑”可以按照建筑层数和高度进行定义。对于住宅建筑, 10 层及以上的建筑为高层建筑;对于公共建筑, 高度在24 m以上的为高层建筑。高层厂房等工业建筑不适用于该规范, 而应执行《建筑设计防火规范》。

在“高规”的起草过程中, 规范编制人员深入研究了世界各国的高层建筑火灾案例———包括1974 年巴西圣保罗市造成227 人死亡的焦马大厦火灾、1980 年造成84人死亡的美国拉斯维加斯米高梅大饭店火灾。同时, 还对包括NFPA 101《生命安全规范》以及前苏联、法国、德国和日本的相关标准、规范进行了研究和借鉴。1982 年版“高规”是中国高层建筑消防安全的重要里程碑, 其很多内容已成为中国高层建筑消防安全的基本原则。该规范强调了高层建筑消防安全的重要性, 引入了先进的消防安全和火灾防控理念, 尤其突出了在高层建筑施工阶段应采取的各项消防安全措施。1995 年、1999 年、2001年和2005 年, 该规范分别进行了修订, 既汲取了高层建筑火灾的教训, 也体现了新的消防科学技术发展成果, 从而有效地促进了高层建筑消防安全水平提升。

“高规”最重要的修订内容之一是自动喷水灭火系统的安装要求。1982 年版“高规”只要求在“重要”建筑, 如医院、百货大楼、高级旅馆等的“重要”部位, 如舞台、观众厅、展览厅、多功能厅等公共活动用房、走道、仓库等安装自动喷水灭火系统;而2005 年版“高规”则要求几乎所有公共高层建筑特别是具有娱乐功能场所的高层建筑必须全面安装自动喷水灭火系统。

在制、修订“高规”等有关消防安全标准规范的同时,中国也加强了有关消防安全管理的立法。1984 年10 月1 日施行的《中华人民共和国消防条例》规定:“新建、扩建和改建工程的设计和施工, 必须执行国务院有关主管部门关于建筑设计防火规范的规定。”根据1998 年9 月1日施行的《中华人民共和国消防法》, 建筑工程的消防设计图纸及有关资料应当报送公安消防机构审核, 经审核同意后方可施工———该规定有效降低了高层建筑的火灾风险。2009 年5 月1 日, 新修订的《中华人民共和国消防法》施行, 新《消防法》对建筑工程消防设计审核进行了重大改革, 只有大型人员聚集场所和特殊建筑需要得到当地消防部门的批准, 其他建筑只需向消防部门备案并接受抽查。这项改革的主要目的, 在于强调建设单位、设计单位、施工单位和工程监理单位的消防安全主体责任。

“高规”的主要不足在于其只适用于新建、改建和扩建的高层建筑, 对于已有建筑则没有提出诸如补装自动喷水灭火系统等消防系统的“追溯”性要求。同时, 也急需制订有关高层建筑消防安全管理的规则或标准。

2 　高层建筑火灾

虽然2000 年以前的高层建筑火灾统计数据并不系统和完善, 但几起典型的高层建筑火灾却至今记忆犹新。中国第一起引起广泛关注的高层建筑火灾发生在1985年4 月18 日深夜, 黑龙江省哈尔滨市的天鹅饭店发生火灾, 起火点在11 层。这座14 层的框架-剪力墙建筑长64 m , 宽15 m , 高47 m , 建筑面积17 814 m2 。这起火灾导致包括6 名外国人在内的10 人死亡, 起火原因是住在1116 房间的美国人酒后在床上吸烟。他被火和烟惊醒后逃离现场, 既没有关闭房门也没有及时叫醒邻近房间的人员逃生。火势迅速蔓延到走廊, 23 ∶40 , 起火房间对面1123 房间住的一位日本客人发现起火, 马上叫醒同层的另外几位客人后一起逃生。11 层的其他客人就没有这么幸运, 在消防队到场前, 有9 位客人因忍受不了烟火熏烤而从11 层跳楼摔死。随着火势扩大, 天鹅饭店陷入恐慌和混乱之中。到19 日00 ∶37 , 哈尔滨市消防支队才接到第一次报警———此时火灾已经发生了一个多小时。接警后哈尔滨市消防支队迅速出动34 台消防车、115 名消防队员, 责任区中队在接警6 min 后就到达了现场, 成功营救了19 位客人, 02 ∶14 ,火灾被彻底扑灭。

火灾调查揭示了这起火灾造成重大人员伤亡的一系列原因。首先, 由于该饭店设计、建造于1982 年“高规”颁布之前, 没有安装自动喷水灭火系统;其次, 由于房间与走廊之间、房间之间的隔墙只砌筑到天花板, 吊顶内的空间在水平方向完全贯通, 造成火势通过过空调系统迅速向走廊和其他房间蔓延;第三, 天鹅饭店消防安全管理混乱、没有组织开展过消防安全疏散应急演练。

2008 年1 月2 日, 新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市发生了新中国成立以来经济损失最为严重的高层建筑火灾。德汇国际广场是一座集大型批发市场和写字楼为一体的综合性建筑, 大火席卷了德汇国际广场和相邻的德汇酒店, 在燃烧27 h 后才被扑灭, 共造成3 名消防队员和2 名平民死亡, 火灾直接财产损失3 亿元人民币。

德汇国际广场为钢筋混凝土结构, 由几个不同体量和高度的大型高层建筑通过连廊连为一体。发生火灾时德汇国际广场正在进行三期工程的施工, 在紧邻建筑物的区域搭建了两排、总面积约2 000 m2 的临时商铺, 堆积的大量货物占用了消防通道, 火灾期间严重阻碍了消防车通行。德汇酒店是一座18 层的钢筋混凝土建筑, 通过8 层的连廊与德汇国际广场二期7 层的批发市场相连, 德汇酒店的2 、3 层也有一座批发市场。

20∶25 , 乌鲁木齐市公安消防支队接到火警后迅即启动高层建筑火灾应急预案, 调集3 个消防中队的18 台消防车和61 名消防队员赶赴现场。20 ∶30 , 乌鲁木齐市公安消防支队支队长接到报告后立即指示增调包括2 个特勤中队在内的6 个消防中队增援。20 ∶33 , 当驻地位置在2 km 外的辖区消防中队8 台消防车和25 名消防队员赶到时, 火灾现场一片混乱, 火焰迅速蔓延并吞没了德汇国际广场的部分连廊, 大量人员被困在连廊和德汇酒店。由于商场和仓库内可燃物高度密集、火灾荷载大, 而且大量的摩丝、发胶、气体打火机气罐等易燃易爆物品连续爆炸, 加剧了火势, 给火灾扑救增加了难度。辖区中队到场后迅速组织力量控火救人, 从德汇酒店成功疏散了120 名被困人员。

20∶49 , 乌鲁木齐市公安消防支队值班领导到场并成立了现场指挥部。20 ∶55 , 乌鲁木齐市公安消防支队支队长到达后,迅速对火情和灭火战斗进展进行评估, 要求消防人员在营救被困人员的同时, 通过云梯车和水炮射水控制火势向其他部分蔓延。到21 ∶05 , 现场已有超过430 名消防队员和84 台各类消防车辆———包括1 辆54 m 举高车, 2 辆40 m 直臂云梯车, 1 辆32 m 登高平台消防车, 1 辆20 m 直臂云梯车, 5 辆16 m 高喷车, 2 辆机场专用美洲豹消防车,2 辆机场专用T3000 消防车, 18 辆重型泡沫消防车, 27 辆重型水罐消防车, 14 辆轻型水罐消防车, 8 辆抢险救援车, 2 辆器材保障车, 1 辆通信指挥车, 以及10 台市政洒水车, 6 台推土机, 8 台大吨位自卸车以及2 台救护车。

21∶15 , 新疆维吾尔自治区消防总队总队长到达现场, 确定了“救人第一、确保重点、全力控制火势蔓延”的灭火作战方针,启动了政府应急救援联动机制, 调动一切可用的灭火和救援力量参与救火行动。

虽然现场灭火救援力量不断增强, 但火势仍持续蔓延, 到22 ∶40 火灾已失去控制, 德汇国际广场的主体和德汇酒店都笼罩在浓烟中。一个深入火场的救援小组在德汇国际广场二期工程7 楼发现并成功救出3 名被困人员;23 ∶30 , 这组救援人员再次进入德汇国际广场一期工程6 层后被火势围困, 现场指挥部先后派出多批救援人员增援, 在6 层走廊靠近楼梯处发现2 名已昏迷的消防队员(送医院抢救无效牺牲);在火灾被扑灭后的4 日15时, 搜救小组在6 层走廊深处一个消火栓附近发现了第三位消防队员的遗体,经确定死亡原因为烧伤和窒息。

现场指挥部就建筑长时间燃烧后可能倒塌的风险与建筑专家进行慎重评估后, 命令所有进入建筑内部的消防人员撤出大楼, 并集中力量清理建筑外的临时商铺。受强风影响, 火焰吞没了德汇国际广场的大部分建筑, 并继续向德汇酒店蔓延。现场指挥部命令消防队员全力将火势控制在德汇国际广场内, 并通过云梯射水防止火势向周围建筑蔓延。到1 月3 日凌晨5 时, 火势终于得到控制, 并在当天23 时左右被扑灭。火灾共持续了27 h ,过火面积超过65 000 m2 。

经过几个月的调查, 专家组认定起火部位在德汇国际广场二期工程A 段与B 段之间斜坡道南侧经营拖把扫把的临时摊位, 起火原因是外来火源意外引发火灾。调查表明, 虽然德汇国际广场和德汇酒店全面安装了湿式自动喷水灭火系统、火灾自动报警系统、消火栓系统以及防排烟系统, 但由于消防系统的维护和操作失当, 造成了火势的迅速蔓延扩大。火灾发生当晚, 德汇国际广场消防控制室值班人员像往常一样将所有自动消防系统设置在手动模式, 当感烟火灾探测器动作报警后, 消防控制室值班人员既未向消防部门报警, 也没有将消防系统切换到自动模式, 而是走到现场查看情况, 并在自行扑救未果后逃离现场。火灾发生30 min 后消防部门才接到报警, 当赶到现场的消防人员要求启动自动喷水灭火系统的水泵时, 火势已经扩大, 超过了自动喷水灭火系统的设计灭火能力。同时, 火灾发生前消火栓系统的部分控制阀门被关闭, 影响了初期火灾的扑救。缺乏有效的防火分区和多数防火卷帘失效, 德汇国际广场、德汇酒店通过连廊连为一体, 是造成火势蔓延的主要原因。

如果说德汇国际广场火灾是典型的“传统”高层建筑火灾, 那么2009 年农历正月十五发生在北京的中央电视台新址园区在建附属文化中心火灾则可以被看成是“非传统”高层建筑火灾。这场火灾从大楼顶部蔓延至下部,从外部蔓延至内部, 引起了消防界对传统高层建筑火灾预防和扑救方式的深刻反思。

在2009 年2 月9 日夜, 尚在建设中的中央电视台新址园区文化中心159 m 高的屋顶发生火灾。当时正值元宵节, 火灾是由于违法燃放烟火爆竹引起的。中央电视台新址园区占地面积2 ×105 m2 , 位于北京中心商务区。即将完工的文化中心为钢筋混凝土结构及钢结构, 地上30 层, 地下3 层, 包括拥有241 间房间的北京文华东方酒店、一个大型宴会厅、一间1 500 个座位的剧院、录音棚、数码电影院以及展览设施。该大楼的南、北外立面外墙为玻璃幕墙, 东、西外墙为钛锌板, 板下的隔热保温材料为聚氨酯泡沫和挤塑板(XPS)。“钛锌板”是高纯度金属锌与少量钛和铜经电解精练而成的锌合金, 熔融点为418℃, 热容量大, 液流性好, 在火灾等高温情况下极易熔化流淌。聚氨酯泡沫和XPS 为易燃物, 燃烧时释放大量有毒烟雾。这些都造成了火势的迅速蔓延扩大。

20 ∶10 左右, 观看焰火的人们发现文化中心顶部冒出浓烟。20 ∶27 , 北京市公安消防总队119 指挥中心接到火警, 立即启动《高层建筑火灾事故灭火救援预案》, 调集包括辖区中队在内的2 个消防中队共计11 台消防车赶赴现场;随后, 迅即升级警情, 增调13 个消防中队共计35 台消防车进行增援。20 ∶36 , 辖区消防中队到达起火建筑底部时只有楼顶部分在燃烧, 在了解到有几名工人被困在建筑内部后, 5 名消防队员进入大楼。消防队员乘坐电梯到达楼顶时,火势已经扩大, 在连接消火栓立管时发现管道内无水。下撤的消防队员在14 层营救1 名被困的工作人员,在引导其下楼过程中, 他们被迅速发展的火焰和浓烟困住, 30 岁的中队指导员将呼吸器让给被困的人员, 自己因烟雾吸入性窒息牺牲。

钛锌板和XPS 在火焰灼烧下很快流淌、燃烧, 助长了火势和浓烟的蔓延扩大, 燃烧的隔热材料使火焰从屋顶蔓延至大楼各个立面, 被高温熔化的钛锌板流下的金属熔液又点燃了面板和隔热层, 火势进入三维立体猛烈燃烧阶段。到21 时, 现场已经有27 个消防中队、85 台各类消防车辆和595 名消防队员参加扑救。

此时火势异常猛烈, 整个大楼笼罩在浓烟和烈焰之中, 火光映红了天空, 高温燃烧灰烬、破碎的幕墙玻璃纷纷坠落。阴燃的隔热材料使火焰蔓延至大楼的防水层,进而蔓延到大楼内部, 引燃了建筑装饰材料。此时火势已经发展成从上到下、从外到内的三维立体燃烧。贯通5至26 层的中庭此时成为了一个巨大的烟囱, 向上翻滚的浓烟最后突破了屋顶花园的玻璃屋顶。文化中心周边建筑内的超过1 000 人被疏散撤离, 该区域包括北京主干道东三环均采取了临时交通管制措施。

23∶18 , 被困楼内的2 名消防队员和1 位工作人员被安全救出。到午夜时, 建筑外部的火势已被基本扑灭,至次日凌晨2 时, 外部和内部的火灾完全扑灭。火灾共造成1 名消防队员牺牲、6 名消防队员和2 名施工人员受伤。中央电视台新址园区文化中心的东、南和西面外墙全部烧毁, 内部大面积遭到火烧、烟熏和水渍损坏。

根据《生产安全事故报告和调查处理条例》(中华人民共和国国务院第493 号令), 国务院成立了中央电视台新址“2•9”火灾事故调查组, 调查确认火灾原因是业主单位违法组织大型礼花焰火燃放活动时火星落在屋顶引起的, 建筑物过火、过烟面积21 333 m2 (过火面积8 490m2 ), 火灾直接经济损失16 383 .93 万元。包括中央电视台工作人员在内的24 人被追究事故责任。

中央电视台新址园区文化中心的消防系统包括自动喷水灭火系统、火灾自动报警系统以及防排烟系统, 但屋顶和外墙建筑材料的低耐火等级导致了火灾后严重的损失。(美国消防协会NFPA 285《含可燃组件的非承重外墙燃烧特性的评估试验方法标准》提出了对类似中央电视台新址园区文化中心的非承重墙的防火特性要求)。此外, 由于大楼还未投入使用, 消防水泵无法使用, 使自动喷水灭火系统和消火栓系统在火灾时无法工作。

3 　提升高层建筑消防安全水平的措施

高层建筑在中国出现以来, 在不断引起人们青睐和赞叹的同时, 也逐渐带来了对其消防安全的关注甚至担忧和恐惧。中国政府和消防部门一直对高层建筑的消防安全高度关注。2009 年2 月, 为了及时汲取近年来发生的高层建筑火灾教训, 公安部在全面范围内组织开展了高层建筑消防安全专项整治。截至2009 年9 月专项整治工作结束, 全国各地公安消防部门对辖区内的高层建筑进行全面普查, 督促整改了大量火灾隐患, 按照有关规范的强制性规定, 高层建筑的耐火结构、消防设施等消防安全要求进一步落实, 消防安全水平明显提高。2009 年9 月25 日, 公安部会同住房和城乡建设部联合下发《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》, 对外保温材料的燃烧性能和防火设计、施工及使用提出了要求。

本文资料来自公安部消防，作者:司戈