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    南风窗 09-30

    摩天大楼,最怕火

    作者 | 南风窗高级记者 何国胜

    9 月 16 日,一把大火,将曾经的长沙最高楼——电信大厦烧得面目全非。

    火在当日下午 15 时 45 分左右燃起,短时间内,火势沿着外墙向上蔓延至 218 米,也即该大厦的顶楼。在多数目击者对媒体的讲述中," 烧得很快 "" 火势很大 " 是出现频率最高的描述。

    火势从汹涌燃烧到减弱、明火熄灭,约半小时左右。所幸的是,由于疏散及时,这场大火中,没有出现人员伤亡。根据湖南省应急管理厅的初步判断,火最初是从五楼燃起,之后向上蔓延,起火原因正在调查中。

    火灾发生后,长沙电信大厦被指存在消防隐患。大火发生前 10 天,湖南电信发布信息称,他们在 8 月 11 日开始的就荷花园大院第二长途电信枢纽楼(即着火主楼)消防维修项目公开招标失败,原因是有效投标不足三个且明显缺乏竞争。

    早前的招标书写道:" 目前荷花园大厦消防设备存在超期运行、部分设备设置不符合现行国家标准规范,火灾报警系统、防排烟系统仍存在较大的安全隐患。"

     长沙电信大厦火灾现场

    根据公开信息,长沙电信大厦即荷花园大院第二长途电信枢纽楼,2003 年建成,曾以 218 米的高度成为长沙首座突破 200 米的高楼。在 2014 年高 235 米的北辰中信银行大厦建成前,它一直是长沙最高楼。就算现在,其也是长沙地标性建筑之一。

    这把大火,不仅将长沙电信大厦烧得面目全非,也再次将高层建筑防火难题 " 烧进 " 了人们的视野之中。

    摩天大楼,在高耸、华丽和现代的外衣背后,长期受火灾难题困扰。在业内,摩天大楼的别名叫 " 火灾放大器 "。" 高层建筑火灾救援是一个国际性的难题。" 一位资深消防队员告诉南风窗记者,高楼一旦着火,灭火、人员疏散和救援都面临挑战,伤亡和损失也难以承受。

    而中国,是全球摩天大楼最多的国家。

    高楼大国

    整体上,我国的民用建筑按使用功能分为居住建筑和公共建筑。

    根据《民用建筑设计统一标准》GB 50352-2019,建筑高度大于 27 米的住宅建筑和建筑高度大于 24 米的非单层公共建筑,且高度不大于 100 米的,就属于高层民用建筑。建筑高度大于 100 米的,都属超高层建筑。

    世界高层建筑与都市人居学会(CTBUH)官网数据显示,中国已是世界上超高层建筑最多的国家。2021 年的数据统计中,中国拥有 150 米以上的高层建筑 2581 座,其中 200 米以上的有 861 座,300 米以上的超高层建筑 99 座,此三项指标均居世界第一。

    据世界高层建筑与都市人居学会(CTBUH)高层建筑年度回顾显示,2020 年,世界各国高层建筑完工情况中国高居第一

    在全球已建成的 top100 高楼中,中国占据过半数量,正在建设的全球 top100 高楼中,中国更是有 78 座之多。

    这些高楼大多集中在一线城市,其中以深圳最为典型。根据 CTBUH2021 年的统计,深圳市 150 米以上的建筑有 297 座,据全球城市榜第二。

    最初,高楼的出现是为了提高土地利用效率,对冲昂贵的地价。高楼是反映城市经济繁荣和现代发达的标志,一座超高层建筑往往成为一个城市的地标。但在盲目的发展中,盖高楼貌似成了一种虚荣的竞争游戏,总有一些城市想要超越其他城市的 " 高度 "。

    2017 年,导致 71 人遇难的伦敦西部 " 格兰菲尔塔 " 高层公寓火灾引起了中国国内对高层建筑的反思,中国公安部消防局明确指出:" 不少地方把高楼大厦作为城市建设、经济发展的形象和标志,片面追求数量、规模和形象,致使越建越多、越建越高,由此产生的城市公共消防安全风险急剧攀升。"

    2017 年,伦敦高层公寓楼格兰菲尔塔发生火灾

    火灾,的确是摩天大楼越来越多后不得不面对的一个难题。

    据应急管理部消防救援局数据显示:2021 年全年共接报高层建筑火灾 4057 起、造成 168 人死亡,死亡人数比上年增加了 22.6%,且主要集中于居住场所,其中,发生高层住宅火灾 3438 起、死亡 155 人,分占高层建筑火灾的 84.7% 和 92.3%。

    这些冰冷的数据背后,是一个个沉重的灾难。

    时间再往前推,几场触目惊心的高楼大火仍历历在目。

    2009 年 2 月 9 日,央视新址在建 159 米的北配楼着火,整栋楼烧成通天火柱。最终,导致一名消防员牺牲。2010 年 11 月 15 日,上海胶州路进行节能改造的教师公寓发生火灾,导致 58 人遇难。

    2011 年 2 月 3 日,当时东北第一高的五星级酒店沈阳皇朝万鑫酒店(152 米 B 座)突发火灾,由于太高无法施救,整座大楼基本烧光,只剩下主体框架。去年(2021 年)3 月 9 日,石家庄标志性建筑众鑫大厦起火,火从大厦底层一直烧到 111.6 米的顶层,造成直接财产损失三千多万元。

    纵观这几起典型高层建筑火灾,一个共同点是,它们都是因为火源点燃了建筑外墙保温材料,剧烈燃烧,从而导致火势难以控制,而这正是高层建筑火灾中一直以来的争议——外保温材料争议。

    保温材料,高楼火灾祸首?

    " 高层建筑火灾,大部分都是因为外墙保温材料。" 一位资深消防员告诉南风窗记者,高层建筑火灾大多都是外墙燃烧,而外墙能着起来的多是外保温材料。

    长沙电信大厦此次大火后,常年生活在电信大厦附近的建筑师江左在接受采访时也认为,由于电信大厦外墙保温材料较为易燃,所以火势发展很快。

    所谓外保温材料,好似建筑的 " 棉衣 ",是在建筑主体墙材外面放置一层保温材料,起到隔热保温的作用。

    上世纪 80 年代末,我国开始实施建筑节能,外保温作为一种节能设计,也随之出现。

    中国建筑科学研究院防火研究所研究员季广其告诉南风窗记者,保温材料分为无机保温材料和有机保温材料。高楼火灾中,易燃的保温材料基本都是有机保温材料。

    2019 年 12 月 3 日,辽宁省沈阳市,过火后的高层大楼,12 月 2 日夜间,浑南区 SR 新城 102 号居民楼突发火情,起火建筑共 25 层,起火部位为 5 楼及以上外墙

    " 有机保温材料相当于石油产品,最传统的有模塑苯乙烯塑料泡沫(EPS),再后来是挤塑苯乙烯塑料泡沫(EPS)和硬质聚氨酯泡沫塑料塑料(PU)。" 季广其说。

    无机保温材料主要有玻璃棉、矿物棉、无机保温砂浆等。相比于有机保温材料,其良好的耐热和防火性,一直是各方呼吁用其全面替代有机保温材料的理由。

    国家应急管理部制定的《建筑材料及制品燃烧性能分级》,将建筑材料及制品的的燃烧性能等级分为不燃(A 级)、难燃(B1 级)、可燃(B2 级)和易燃(B3 级)四级。目前,阻燃效果最好的有机保温材料也只能达到 B1 级,A 级的保温材料基本都是无机保温材料。

    尽管其防火性能优,但在成本、保温效果和制造工艺等方面,无机保温材料却不如有机保温材料。这也是很长时间以来,大多数建筑常采用有机保温材料而非无机保温材料的原因。

    建筑材料及制品燃烧性能等级的具体材料(图源:陕西消防)

    而在 2009 年、2010 年、2011 年接连三场跟外保温材料有关的大火后,相关部门开始对有机外保温材料的应用问题进行反思和采取措施。

    据财新报道,2009 年央视大火后,当年 9 月,公安部会同住建部印发了《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》(下称 " 规定 ")。该规定要求,高度大于 100 米的建筑,保温材料的燃烧性能应为 A 级;高度大于 24 米小于 100 米的建筑,保温材料的燃烧性能应不低于 B2 级,但需设置防火隔离带。

    这对当时以有机保温材料为主导的保温材料市场来说,不可谓不严厉。而之后的上海和沈阳两场大火," 烧 " 来了比上述规定更严厉的由公安部消防局单独下发的《关于进一步明确民用建筑外保温材料消防监督管理有关要求的通知》(下称 " 通知 ")。

    该通知规定,所有建筑外保温必须使用防火等级达到 A 级的材料,即无机保温材料。这 " 一刀切 " 式的要求,使得建筑界叫苦连连。之后,因无机保温材料技术不成熟、产品性能不理想以及施工工艺不成熟,出现了一些负面效果,如墙体渗水、保温层出现裂缝等,公安部消防局取消了实施不到 2 年的 " 通知 ",仍依据之前的 " 规定 " 执行。

    2015 年 5 月 1 日,历经几年讨论修改的《建筑设计防火规范》GB 50016 — 2014(下称 " 建规 ") 正式实施,并延续至今。

    " 建规 " 第 6 章第 7 节专门对建筑保温和外墙装饰做了规定。其要求,建筑的内、外保温系统,宜采用 A 级保温材料,不宜采用 B2 级保温材料,严禁使用 B3 级保温材料。

    建筑内外的保温材料都有严格要求

    此外,建规还对高层建筑采用的外墙保温材料燃烧性能做了明确规定。在住宅建筑中,与基层墙体、装饰层之间无空腔的建筑外墙外保温系统,当建筑高度大于 100m 时,采用 A 级保温材料;建筑高度大于 27m,但不大于 100m 时,用不低于 B1 级的保温材料。

    除住宅建筑和设置人员密集场所的建筑外,其他建筑高度大于 50 米时,当用 A 级保温材料;建筑高度大于 24m,但不大于 50m 时,采用 B1 级保温材料。

    若严格按上述要求执行,100 米以上的超高层建筑将很难再出现保温层燃烧的火灾,因为其采用的都是 A 级不燃烧的材料,也即无机保温材料。同时,100 米以下的住宅和公共类高层建筑因为采用难燃的 B1 级保温材料,出现保温层燃烧的火灾也将相应减少。

    但季广其表示,建筑是个系统性工程,保温材料合格并不能完全避免火灾风险。比如工人在施工过程中的不规范操作,也可能引发火灾。其还表示,不能觉得因为无机保温材料防火耐热性能好,就可以全面取代有机保温材料。

    " 无机保温材料的导热系数比(有机保温材料)较大,随着国家建筑节能要求提高,比如接近零能耗,而且在‘双碳目标’下(碳中和、碳达峰),如果不用有机保温(材料)的话,可能根本就实现不了‘双碳目标’。" 季广其说。

    强势的火情和弱势的救援

    对于高层建筑着火后,公众总把视线聚焦于外墙保温材料的做法,季广其并不太认同。他认为,自从 " 建规 " 出台后,高层建筑的外保温材料问题在很大程度上已得到改善。只是因为之前那几次涉及外保温材料的大火过于触目惊心,使得人们有了一种 " 刻板印象 "。

    对于长沙电信大厦火灾,季广其也有自己的判断。" 我觉得长沙这个火跟保温材料没什么关系,这把火反而再次证明了(电信大厦)这种幕墙的构造是容易着火的,它外立面装饰的这层东西要着了的话,就形成剧烈的立体燃烧了。" 季广其向南风窗记者解释,长沙电信火灾的迅速发展跟其幕墙结构有关。

    " 幕墙是外墙装饰的一种构造,装饰层后面是一个空腔。如果外立面的材料着火,里边还有空腔的话,就相当于有这种烟囱效应,就跟拔火罐似的。" 季广其说,有些比较旧的建筑幕墙外装饰材料是铝塑复合板," 即使没有保温材料,铝塑复合板也一样会着火。"

    由此,季广其觉得,通过长沙这次火灾,相关部门应该排查一下跟长沙电信大厦有类似幕墙构造的建筑。

    此外,季广其还指出,目前高层建筑或超高层建筑中,仍存在保温材料易燃危险的,多是那些建设时间较久的老楼,也即在 " 建规 " 出台前的建筑。长沙电信大厦就属此类建筑,其建于 2003 年。" 那个时候,国内引进的是国外的保温系统,都是薄抹灰,长沙电信建成的时候不一定有现在的保温材料。" 季广其说道。

    实际上,除了外保温材料的风险外,高层和超高层建筑本身和其结构都是加剧火灾的因素之一。按照应急管理部消防救援局的说法,高层建筑存在的电梯井、管道井、玻璃幕墙缝隙,都极易,形成烟囱效应?;鹪址⑸?,烟气通过上述部位,以 3-4m/s 速度竖向蔓延,可以将整个建筑物迅速引燃。

     烟囱效应将会加剧火势(图源:德阳消防)

    另一方面," 火借风势 " 造成高层建筑火灾难以控制。据测定,在建筑物 30m 高处风速 8.7m/s;60m 高处风速 12.3m/s;90m 高处风速 15m/s,由于越向上风速越快,火灾发生后往往会出现风助火势、火借风威,越烧越旺的态势。

    跟火情的强势发展相比,高层建筑的火灾救援显得相对弱势。首先,人员转移就存在较大难度。高层建筑发生火灾后,火势在短时间内会迅速变大,波及整栋楼。" 几分钟内想把全部人员疏散出来不现实 ",一位资深消防队员告诉南风窗记者,如果发生火灾的高楼平时没有相应的消防演练,人员疏散难度很大。

    此前,相关部门曾在高 420 米的上海金茂大厦做过一个试验:请一群身强力壮的消防队员从 85 层楼逃生。结果,最快跑出大厦的专业队员花了 35 分钟。

    另外,由于高层建筑高度过高,消防救援绝大多数依赖建筑内部的消防设施。" 我们水枪能够到的高度大概 5 层楼左右,在高层火灾中,我们一般用高层救援车,最高的是 101 米。" 上述消防队员说,这种救援车辆对施展空间、登高面、地面硬度等也有一定要求,不是在任意地方都能运行。

     2022 年 2 月 16 日 8 时 19 分,沈阳市和平区十一纬路 10 号的金香汇晚茶发生火情,指挥中心立即调派力量赶赴现场,消防救援人员救援现场

    依赖建筑内部的消防设施使得消防救援力量有些被动。其前提是火并未烧到建筑内部或建筑内部火势并不大,否则便无法进入内部,更不用说使用内部设施。

    上述消防员告诉南风窗记者," 如果建筑消防电梯不能用,我们带着装备爬楼梯上去,体力难免不支,也影响救援。" 因而,对于高层消防安全,各方都认为预防远远重于救援。

    季广其认为,对于高层建筑火灾,最理想的防火办法就是严格执行上述 " 建规 " 要求,并不断细化,做好每一环把关。" 作为一个建筑,它是一种系统性构造,任何一个环节出现问题,都有可能留下隐患,但如果环环都出问题,最后就是灾难。" 季广其说。

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