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关于超高层建筑建设一些问题的探讨

来源:《上海消防》2004年08期  作者:林贤光  日期:2005-3-1
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    对大楼的这种晃动,纽约世贸中心的经验是首先考虑它对电梯的影响。电梯被视为超高层建筑的“生命线”。纽约世贸中心有246部电梯,当电梯高速运行的同时,如果大楼的晃动超过6英寸,电梯的钢缆就会因时紧时松的受力不均受到伤害,并造成危险。为此,他们专门设计了一套报警系统和电梯钢缆的随动跟踪机构,可以及时调整电梯钢缆的长度乔口受力情况。
    另外一个在普通房屋中不会出现的现象是:到了冬天,在气温较低的情况下(纽约世界中心的资料是气温低于-6摄氏度),会由于低层(特别是一层大堂)和地下室的冷空气窜入电梯井,经烟囱效应形成强大气流,造成电梯关不上门。而且会将底层的一些气味带到高层,如厨房的气味、油烟味等,此时如在底层或地下室有电焊操作或燃气泄漏就可能将火源随气流带到高层,极端危险。同时,由于电梯轿厢与井壁间的缝隙很小,在电梯移动时,气流的摩擦会产生啸叫,这种现象在金茂大厦也有出现。据对于超高层建筑设计极有经验的美国SOM设计事务所说,这是个国际性难题,目前尚未找到很好的解决办法。
    几栋超高层大楼都曾出现过断电、跑水等事故。从管理上看除了做好预案,防止事故发生和做好备用系统以外,一旦事故出现,如何抢救,是否有一位掌握全局、了解本系统一切细枝末节的人十分重要。上海金茂大厦的管理层就曾对没有一位掌握该建筑14000多个阀门的人感到十分遗憾。
    擦玻璃也成了管理这些庞然大物的一个麻烦。金茂大厦的幕墙有,O.8万平方米,据说两架擦窗机连续工作,一年才能把所有的玻璃擦一遍,而且,由于建筑外形凹凸起伏太大,檐部又挑出很多,有的地方达3m以上,擦玻璃相当困难。
    以上几个例子,只是说明对一般房屋或者一般楼房来说很普通的不成为问题的问题,到了超高层建筑中都成了问题,及至成了大麻。原因就在于它特别高,特别复杂,造成了设计、施工和管理维护诸多方面与众不同之处,点点滴滴都要认真对待。
    二、消防是重中之重
    在上海会议上,6座国际顶尖知名建筑的管理者都提出了一个共同的重中之重的问题,那就是:防火。在这方面要有更多的考虑和预防措施。
    超高层建筑通常功能多元化,设备又十分复杂。其本身可能引起火灾的因素甚多,如电器设备多,维护、管理和使用不当;明火管理不善、吸烟;机械故障或施工操作不当。如再加上天灾(雷击起火)、人祸(纵火破坏),可以说火灾的潜伏性和可能性是很大的。若就火灾的成因来分析,尽管一般的普通房屋潜伏的火灾危险性和成因也不外乎这几条,但对于超高层建筑来说,一旦火灾形成,较一般建筑具有更大的危害性。据上海市消防局总工程师沈友弟分析,主要有以下三个方面:
    1、火灾迅速蔓延扩大。这除了超高层建筑中有较多的可燃物质(装修材料、家具、物品、管道保温材料、电线包皮)以外,超高层建筑的垂直管道、井筒形成了若干纵向的烟筒。火灾时,其拔风抽力效应会助长火焰和烟气的蔓延,而高度愈高、抽力愈大,此种烟筒效应就更加强烈。在超高层建筑中烟气沿楼梯间或井筒垂直上升的速度约为每秒3-4m。一座100m的建筑,如无阻挡,只要半分钟即可将火势引至顶层。应当说,对超高层建筑来说,这种”烟筒效应”是最可’咱的,也是最难于防范的。尽管可以在某些管道中设防火阀,但有时控制失灵或不能严密闭合都可能有火溢出而延烧。此外,火焰自窗口喷出沿外墙延烧至上一层,或借风势将火星或火焰水平吹出,引燃附近其他建筑物的情况也时有发生,建筑物愈高,可能吹得愈远,危害愈大。
    2、人员疏散困难。超高层建筑特别是超超高层建筑,常常聚集了大量人员在内工作、生活,如纽约世贸中心双塔内容纳的工作人员为40000人,每天还有6000名观光客。一般来说,300m以上的高楼均可容纳万人以上,在火灾发生的时候,除消防专用电梯以外,一切客货电梯均须立即降到底层,不能使用。于是大量人流需通过楼梯疏散。层数愈高、人员愈多,所需的疏散时间也愈长。成千上万人要从数百米的高楼走下、走出,少则数十分钟,多则要数小时。而且,这种疏散不能寄希望于消防云梯车,一则是数量有限,何况这些云梯车还要进行灭火等高空战斗作业;另一个是云梯车高度有限,我国的规范中消防的高空作业高度定在24m,而上海、北京等几个大城市消防云梯车的最大高度也就只能到达33m。
    3、火灾扑救困难。超高层建筑发生火情,在灭火战斗中,往往遇到建筑周围场地狭小,登高高度有限的具体困难。因此,即使在规范中也列有“高层建筑由于从外部扑救困难,应立足自救”的内容。如前所述高层建筑火势蔓延极其迅速,这一点造成扑救的巨大困难。此外,还有诸多不利因素形成扑救的障碍。例如,大面积玻璃幕墙在内部高温烘烤下,向外爆炸,玻璃碎片横飞形成的玻璃雨,有如刀剑横飞,使外部消防战斗队伍无法靠近。又如高空救火,水源不足或水压不够。再如,当无消防专用电梯时,消防员只能凭体力登高,而且还需全副武装,一般攀登到8-9层,体力的消耗即已不能维持正常灭火战斗,因此使得火灾的扑救更加困难重重。
    综上所述,高楼怕失火,楼愈高、愈大,隐患愈大,一旦形成灾害,其危险性以及人、财、物方面的损失,都难以估量。若建超高层建筑,尤其是对超超高层建筑的火灾预防是不能不做慎重考虑的。

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