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摩天大楼的防火之痛

作者：建筑钢结构网    
时间：2009-12-22 21:00:36 [收藏]

    内外夹攻是摩天大楼灭火的主要方法――在云梯车条件许可的情况下，从户外射水救人；同时消防员进入高楼火灾现场，用水枪接驳室内消火栓出水灭火，疏散解救被困人员。
    　　如果着火的摩天大楼超过云梯的高度，则无法从室外扑救，除非动用直升机，否则只能依靠自救，即依靠室内的消防疏散设施――这使得高层建筑火灾救援成为世界性难题
    　　号称“电视台里的变形金刚”的央视电视文化中心，还未来得及全面展示其“享受建筑”的理念，就“报废”在2009年元宵节的大火中。如同坚不可摧的“泰坦尼克号”因为撞上冰山而沉没，此类摩天大楼也会因为小火星而坍塌。火灾，已经成为摩天大楼致命的“杀手”。
    　　钢结构：高温变成面条
    　　火灾发生后的第一时间，《中国新闻周刊》记者采访到了参与该楼前期设计的建筑师吴朝辉。作为此楼设计者库哈斯的学生，吴朝辉在谈及此楼的造型时表示，“这个大楼设计得不是特别好，从形态上故意地扭几下有些别扭。”
    　　“高层建筑――尤其是外观怪异的高层建筑，一般是钢结构建筑或部分采用钢结构。”清华大学建筑学院教授秦佑国在接受《中国新闻周刊》采访时称，“过高的楼必须采用钢结构，这是因为混凝土结构太重了，而钢结构可以做到很高很大。”
    　　根据《民用建筑设计通则》，高于24米或超过10层的建筑属于高层建筑。随着经济发展，又涌现出一批高于100米的建筑，它们被称为超高层建筑，公众习惯将其称为“摩天大楼”。
    　　对于这些摩天大楼，尽管钢结构具备主体结构比较轻、建造快、现场施工量小的优点，但其致命弱点是怕火――虽然钢本身并不燃烧，但普通钢材在600摄氏度的环境下，强度就和面条差不多。所以，钢结构安装后会在表面喷涂一层厚厚的防火涂料，一般涂料保证的耐火时限为2～3小时，以供建筑内部的人员逃生。一旦大火烧过，钢结构往往严重受损。如果救火时浇水，对其破坏将更加严重。钢结构高层建筑即使发生不大的火灾，技术上也必须拆除才能保证安全。
    　　“世界上最典型的此类事故就是美国‘911’。事实上，世贸大楼不是撞塌的，而是烧塌的，因为高温导致钢结构变形，承受不了上面的重量，就塌下去了。”清华大学土木工程系教授阎培渝说。
    　　权威资料显示，央视电视文化中心不是纯钢结构，而是型钢混凝土结构，耐热性能比钢结构好。被称为“鸟腿”的央视主楼则是纯钢结构，“这样，我们就把CCTV做成一个大的钢建筑，把TVCC做成了一个复杂的建筑，两者有了区别。”曾参与设计的建筑师奥雷说。
    　　“混凝土传热性没有钢材好，因此即使表面受到高温烘烤，内部的温度上升也会慢一点，受到火灾的损害比钢材要小。央视这幢楼目前没有坍塌的危险了，因为火已经烧过去了。”阎培渝说，“但在大火的作用下面，强度会下降，虽然没有塌，但是以后的结构强度会受到很大影响。还可能在高温的作用下，发生结构变形，受力状态都发生改变了。”
    　　对这栋自己参与设计的大楼的命运，吴朝辉认为，“烧了五六个小时，楼的主体结构也差不多了。”
    　　豪华装修导致安全隐患
    　　“昨晚在吃饭的时候听说，日本电视台在直播央视大火，我就打车赶过去。到大望路就交通管制了，后来回家骑车到现场。”建筑评论家方振宁对《中国新闻周刊》描述他看到的火灾场景，“着得跟蜡烛似的。”
    　　方振宁在去年8月就进过这栋大楼，并拍过上百张照片，“它的建筑结构中间有一个二十几层的巨大中庭，南面是客房，北面有客房有店铺，所有的装修都是木材的。”阎培渝也表示，“表面的装修材料可能比较易燃，很多建筑物火灾都是由装修材料引起、扩散的。而且建筑是中空的话也比较容易扩散，燃起来是挺快的。”
    　　一位建筑师表示：“一般而言，在后期的室内装修阶段，建筑装修中使用大量可燃性材料，建筑内部易燃物常常乱堆乱放，还分布着大量电线和电缆，这使得一个小火星都可能引发一场大火；而这些年建筑业内层层分包的恶习，让防火分区和防火部署难以落实，一旦起火就火烧连营。”
    　　为了追求建筑外观效果，央视的这栋大楼外墙分两种形式，一种是可以透光的玻璃幕墙，另一种是像罩子一样的铝板幕墙。而大火正是从一面玻璃幕墙中汹涌而出，而铝板幕墙的一面基本无火。
    　　据了解，很多摩天大楼均采用玻璃幕墙，国内外建筑界对此颇有争议，其中日本、德国等国家明文规定禁止使用。原因在于玻璃幕墙虽然本身并不燃烧，但会因抽风作用而成为火势蔓延的途径，而且常常等不到人员疏散完毕，幕墙就已达到耐火极限而向下掉落，严重影响人群安全。
    　　摩天大楼，一个“灾害放大器”
    　　按照国家强制性防火规范，央视的这栋大楼的耐火等级应该为一级，采用不燃烧体和难燃烧体建造，并且在春节前建筑就已经外墙封闭了，普通烟花是不可能引燃的。一位在现场的网友表示，“礼花放出的图案有心形，大脚丫形，非常大，不是老百姓的礼花能达到的。”
    　　北京市公安局消防局副局长、新闻发言人骆原在10日举行的新闻发布会上说，央视新址北配楼火灾是由于业主单位不听民警劝阻，执意燃放A类礼花弹所致。所谓A级，是直径最大、填充药量最大的礼花弹，其直射高度可以达到180米以上――而这也是能致使央视大楼起火的重要原因。
    　　但为何烟花会引起如此大火？《中国新闻周刊》记者了解到，在业内，高层建筑被称为“灾害放大器”。
    　　由于高层建筑内各专业竖井林立，火灾时这些竖井就像高耸的烟囱，构成火势蔓延的主要途径，“火势将比低层建筑猛烈百倍”。试验证明，烟气竖向扩散速度为3～4m/s，在100米的超高层建筑中，只需要25～35秒左右，烟气即顺竖井从底层扩散到顶层，火势也将随之蔓延。
    　　目前，全球消防体系能够提供的最高云梯约130米，而北京市消防系统最高的云梯不超过100米。在这个基础上，高压水龙还能喷射出10米左右。通常，消防云梯车只能升至限定值的80%左右。如果地面风力达到4～5级，云梯车则无法升高作业。如果着火的摩天大楼超过云梯的高度，则无法从室外扑救，除非动用直升机，否则只能依靠自救，即依靠室内的消防疏散设施――这使得高层建筑火灾救援成为世界性的难题。
    　　北京市消防局一位工程师对《中国新闻周刊》表示：城市安全部高层建筑的防火主要依靠内部设计。这包括三个系统――遇到火情自动报警、自动喷淋系统以及消火栓。但很显然，央视的这座大楼尚在施工过程中，内部的灭火体系未能投入使用。
    　　而逃生则是另一个重要问题：城市安全部门曾做过试验，让一名身强力壮的消防员从第33层跑到第1层，用时35分钟。而火借风势，30秒内就可以从第1层到达第33层。这样算来，当火灾发生时，慌乱的人群跑到楼外逃生的可能性几乎为零。
    　　在国际社会上，摩天大楼防火方面的安全性能一直备受质疑。此后，在全世界范围内，摩天大楼火灾频频――美国、委内瑞拉、马来西亚，均发生过震惊世界的摩天大楼火灾。在中国，2007年，当时世界第二摩天大楼上海环球金融中心高层失火但并未造成人员伤亡。
    　　所以，1974年芝加哥443米高的西尔斯大厦落成后，美国一大批建筑工作者拒绝设计摩天大楼。欧洲人则保持一贯的克制，目前在世界300米以上摩天大楼的排名中，没有欧洲建筑的名字。此外，欧洲许多城市已开始有计划地拆除高楼。
    　　但在寸土寸金的中国城市，因为能有效解决城市空间问题，超高层建筑取得快速发展。按照每座城市超过90米的摩天大楼的数量进行排名，中国是世界上摩天大楼最多的国家。2008年9月18日，“超高层建筑改变城市生活论坛”宣布：上海超过100米的摩天大楼有400多栋，成为全球高楼建筑数量第一的城市。
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