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摩天大樓的防火之痛

作者：鋼結構網    
時間：2009-12-22 21:00:36 [收藏]

    內外夾攻是摩天大樓滅火的主要方法――在云梯車條件許可的情況下，從戶外射水救人；同時消防員進入高樓火災現場，用水槍接駁室內消火栓出水滅火，疏散解救被困人員。
    　　如果著火的摩天大樓超過云梯的高度，則無法從室外撲救，除非動用直升機，否則只能依靠自救，即依靠室內的消防疏散設施――這使得高層建筑火災救援成為世界性難題
    　　號稱“電視臺里的變形金剛”的央視電視文化中心，還未來得及全面展示其“享受建筑”的理念，就“報廢”在2009年元宵節的大火中。如同堅不可摧的“泰坦尼克號”因為撞上冰山而沉沒，此類摩天大樓也會因為小火星而坍塌。火災，已經成為摩天大樓致命的“殺手”。
    　　鋼結構：高溫變成面條
    　　火災發生后的第一時間，《中國新聞周刊》記者采訪到了參與該樓前期設計的建筑師吳朝輝。作為此樓設計者庫哈斯的學生，吳朝輝在談及此樓的造型時表示，“這個大樓設計得不是特別好，從形態上故意地扭幾下有些別扭。”
    　　“高層建筑――尤其是外觀怪異的高層建筑，一般是鋼結構建筑或部分采用鋼結構。”清華大學建筑學院教授秦佑國在接受《中國新聞周刊》采訪時稱，“過高的樓必須采用鋼結構，這是因為混凝土結構太重了，而鋼結構可以做到很高很大。”
    　　根據《民用建筑設計通則》，高于24米或超過10層的建筑屬于高層建筑。隨著經濟發展，又涌現出一批高于100米的建筑，它們被稱為超高層建筑，公眾習慣將其稱為“摩天大樓”。
    　　對于這些摩天大樓，盡管鋼結構具備主體結構比較輕、建造快、現場施工量小的優點，但其致命弱點是怕火――雖然鋼本身并不燃燒，但普通鋼材在600攝氏度的環境下，強度就和面條差不多。所以，鋼結構安裝后會在表面噴涂一層厚厚的防火涂料，一般涂料保證的耐火時限為2～3小時，以供建筑內部的人員逃生。一旦大火燒過，鋼結構往往嚴重受損。如果救火時澆水，對其破壞將更加嚴重。鋼結構高層建筑即使發生不大的火災，技術上也必須拆除才能保證安全。
    　　“世界上最典型的此類事故就是美國‘911’。事實上，世貿大樓不是撞塌的，而是燒塌的，因為高溫導致鋼結構變形，承受不了上面的重量，就塌下去了。”清華大學土木工程系教授閻培渝說。
    　　權威資料顯示，央視電視文化中心不是純鋼結構，而是型鋼混凝土結構，耐熱性能比鋼結構好。被稱為“鳥腿”的央視主樓則是純鋼結構，“這樣，我們就把CCTV做成一個大的鋼建筑，把TVCC做成了一個復雜的建筑，兩者有了區別。”曾參與設計的建筑師奧雷說。
    　　“混凝土傳熱性沒有鋼材好，因此即使表面受到高溫烘烤，內部的溫度上升也會慢一點，受到火災的損害比鋼材要小。央視這幢樓目前沒有坍塌的危險了，因為火已經燒過去了。”閻培渝說，“但在大火的作用下面，強度會下降，雖然沒有塌，但是以后的結構強度會受到很大影響。還可能在高溫的作用下，發生結構變形，受力狀態都發生改變了。”
    　　對這棟自己參與設計的大樓的命運，吳朝輝認為，“燒了五六個小時，樓的主體結構也差不多了。”
    　　豪華裝修導致安全隱患
    　　“昨晚在吃飯的時候聽說，日本電視臺在直播央視大火，我就打車趕過去。到大望路就交通管制了，后來回家騎車到現場。”建筑評論家方振寧對《中國新聞周刊》描述他看到的火災場景，“著得跟蠟燭似的。”
    　　方振寧在去年8月就進過這棟大樓，并拍過上百張照片，“它的建筑結構中間有一個二十幾層的巨大中庭，南面是客房，北面有客房有店鋪，所有的裝修都是木材的。”閻培渝也表示，“表面的裝修材料可能比較易燃，很多建筑物火災都是由裝修材料引起、擴散的。而且建筑是中空的話也比較容易擴散，燃起來是挺快的。”
    　　一位建筑師表示：“一般而言，在后期的室內裝修階段，建筑裝修中使用大量可燃性材料，建筑內部易燃物常常亂堆亂放，還分布著大量電線和電纜，這使得一個小火星都可能引發一場大火；而這些年建筑業內層層分包的惡習，讓防火分區和防火部署難以落實，一旦起火就火燒連營。”
    　　為了追求建筑外觀效果，央視的這棟大樓外墻分兩種形式，一種是可以透光的玻璃幕墻，另一種是像罩子一樣的鋁板幕墻。而大火正是從一面玻璃幕墻中洶涌而出，而鋁板幕墻的一面基本無火。
    　　據了解，很多摩天大樓均采用玻璃幕墻，國內外建筑界對此頗有爭議，其中日本、德國等國家明文規定禁止使用。原因在于玻璃幕墻雖然本身并不燃燒，但會因抽風作用而成為火勢蔓延的途徑，而且常常等不到人員疏散完畢，幕墻就已達到耐火極限而向下掉落，嚴重影響人群安全。
    　　摩天大樓，一個“災害放大器”
    　　按照國家強制性防火規范，央視的這棟大樓的耐火等級應該為一級，采用不燃燒體和難燃燒體建造，并且在春節前建筑就已經外墻封閉了，普通煙花是不可能引燃的。一位在現場的網友表示，“禮花放出的圖案有心形，大腳丫形，非常大，不是老百姓的禮花能達到的。”
    　　北京市公安局消防局副局長、新聞發言人駱原在10日舉行的新聞發布會上說，央視新址北配樓火災是由于業主單位不聽民警勸阻，執意燃放A類禮花彈所致。所謂A級，是直徑最大、填充藥量最大的禮花彈，其直射高度可以達到180米以上――而這也是能致使央視大樓起火的重要原因。
    　　但為何煙花會引起如此大火？《中國新聞周刊》記者了解到，在業內，高層建筑被稱為“災害放大器”。
    　　由于高層建筑內各專業豎井林立，火災時這些豎井就像高聳的煙囪，構成火勢蔓延的主要途徑，“火勢將比低層建筑猛烈百倍”。試驗證明，煙氣豎向擴散速度為3～4m/s，在100米的超高層建筑中，只需要25～35秒左右，煙氣即順豎井從底層擴散到頂層，火勢也將隨之蔓延。
    　　目前，全球消防體系能夠提供的最高云梯約130米，而北京市消防系統最高的云梯不超過100米。在這個基礎上，高壓水龍還能噴射出10米左右。通常，消防云梯車只能升至限定值的80%左右。如果地面風力達到4～5級，云梯車則無法升高作業。如果著火的摩天大樓超過云梯的高度，則無法從室外撲救，除非動用直升機，否則只能依靠自救，即依靠室內的消防疏散設施――這使得高層建筑火災救援成為世界性的難題。
    　　北京市消防局一位工程師對《中國新聞周刊》表示：城市安全部高層建筑的防火主要依靠內部設計。這包括三個系統――遇到火情自動報警、自動噴淋系統以及消火栓。但很顯然，央視的這座大樓尚在施工過程中，內部的滅火體系未能投入使用。
    　　而逃生則是另一個重要問題：城市安全部門曾做過試驗，讓一名身強力壯的消防員從第33層跑到第1層，用時35分鐘。而火借風勢，30秒內就可以從第1層到達第33層。這樣算來，當火災發生時，慌亂的人群跑到樓外逃生的可能性幾乎為零。
    　　在國際社會上，摩天大樓防火方面的安全性能一直備受質疑。此后，在全世界范圍內，摩天大樓火災頻頻――美國、委內瑞拉、馬來西亞，均發生過震驚世界的摩天大樓火災。在中國，2007年，當時世界第二摩天大樓上海環球金融中心高層失火但并未造成人員傷亡。
    　　所以，1974年芝加哥443米高的西爾斯大廈落成后，美國一大批建筑工作者拒絕設計摩天大樓。歐洲人則保持一貫的克制，目前在世界300米以上摩天大樓的排名中，沒有歐洲建筑的名字。此外，歐洲許多城市已開始有計劃地拆除高樓。
    　　但在寸土寸金的中國城市，因為能有效解決城市空間問題，超高層建筑取得快速發展。按照每座城市超過90米的摩天大樓的數量進行排名，中國是世界上摩天大樓最多的國家。2008年9月18日，“超高層建筑改變城市生活論壇”宣布：上海超過100米的摩天大樓有400多棟，成為全球高樓建筑數量第一的城市。
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