
“大樓自己有能力阻止火災”
對大多數(shù)場外的圍觀者而言,沒人了解這是一幢怎樣的大樓。在正式開放前,他們不會了解這座大樓的內(nèi)部構造。它可能是世界上屈指可數(shù)的最繁復的建筑之一,其實設計者為這個價值昂貴的建筑設計了滴水不漏的安全體系。但這套耗資巨大的安全體系尚未真正投入使用,所以,從理論上說,這是一座還未設防的高樓。在正月十五這一晚,它讓大火破門而入了。
方振寧進入CCTV大樓核心內(nèi)部的時候,大樓整體施工還沒結束,內(nèi)部的工程電梯只有很少幾層可以???。方振寧告訴本刊記者,他想上上下下仔細看看,干脆停在了最高的36層。
借助手機微弱的光亮,他一層層向下走。最頂端的4層是景觀空間,其下是酒店主題,南面是客房,北面有客房有店鋪,裝修多用木材。最令他印象深刻和震撼的是建筑中央的巨大中庭,面積有1000多平方米,高近96米,貫穿5層到26層。“為平衡不規(guī)則造型建筑的受力,中庭懸挑著兩個巨大的X形鋼架,每個貫穿了十幾層,插接在南北兩側功能區(qū)中。”方振寧告訴本刊記者,“當時我看到南面客房的裝修使用大量木材,這可能是大火在內(nèi)部蔓延迅速,并且大樓南面火勢兇猛的一個原因。”
建造現(xiàn)代大樓的一個基本原則就是假設它可以抵御和抑制火情。“對高層建筑要立足于‘自防自救’。”公安部消防局標準規(guī)范處處長、高級工程師馬恒接受本刊記者采訪時稱,“因為這種火災很難撲救。”實際上,沒人可以把水柱打到距離地面上百米的高樓頂層上去。年輕的消防人員如攜帶2節(jié)水帶和1支水槍徒步登樓,在24米高度內(nèi)體力尚能保持正常,超過這個高度,體力就難以保持。
高樓自身必須能夠撲滅任何火災,至少也要接近這個目標。這也是建委、消防局相關部門按照現(xiàn)行防火法規(guī)對一幢完工大樓進行層層審核驗收時所依據(jù)的原則。高層結構能否繼續(xù)存在也依賴于此?;饎莶荒茉跇菍娱g蔓延,而必須通過防火設施,比如防火分區(qū)、防火墻加以阻止。建筑的鋼架結構必須能經(jīng)受2小時火焰的灼燒不變形,樓板則至少要3小時。
CCTV中庭是CCTV建筑內(nèi)部最壯觀處,也是對防火設計的最大考驗。“CCTV酒店中庭是一個非常大的空間。”同濟大學的那位建筑師說。高大空間發(fā)生火災時,初期火災煙氣容易層化并水平蔓延,隨著火災發(fā)展,煙氣能通過“煙囪效應”快速垂直蔓延到頂并水平蔓延和積聚。而CCTV酒店中庭與6層到 26層的客房走廊之間又相互連通,這樣發(fā)生火災時,中庭內(nèi)的煙氣可能向酒店走廊蔓延,會對人員疏散造成威脅。同時,酒店走廊的煙氣也可能向中庭蔓延,從而使中庭成為煙氣向其他區(qū)域蔓延的通道。
另外,更重要的是,由于CCTV酒店中庭空間過于高大,環(huán)境溫度很低,當火災規(guī)模較小時,煙氣會很快被冷卻失去浮力而在頂層與底層間層化。這樣,傳統(tǒng)的溫感、煙感探測器根本無法探測到初期火災,傳統(tǒng)的防火噴頭安裝高度太高,熱敏元件也達不到預期效果。噴頭響應時間滯后,就失去了早期滅火的意義。對將“早期滅火”視為唯一生命點的高樓來說,這是致命的。
這位建筑師說,大樓的防火顧問為中庭設計了3道火災防線:沿中庭邊沿設擋煙垂壁進行防煙分隔,設置排煙風機等煙氣控制措施;酒店中庭內(nèi)設置紅外光束感煙探測器,在8層到9層之間設置下部感煙探測器,26層地面以上10~15米高度設置上部感煙探測器;設置在6層走廊外側的消防水炮系統(tǒng)也包含火災自動探測及控制系統(tǒng)。這樣一來,整個中庭的高、中、低三個區(qū)域均能探測到火災。在6層到26層走廊設自動噴水滅火系統(tǒng),以撲滅走廊初期火災;6層走廊外側設置固定數(shù)控消防水炮滅火系統(tǒng),對初期火災進行撲救,解決了大空間普通閉式滅火系統(tǒng)無法有效撲滅火災的問題。
“設計者考慮得極為全面。”她說,“為滿足酒店使用功能需要,消防水炮只有在自動消防水炮系統(tǒng)的視頻火災探測系統(tǒng)和中庭下部紅外光束感煙探測器都響應火災時才能啟動,定點滅火,以防止水炮誤動作帶來的水漬污染和非滅火損失。在水炮射程受到障礙的部位,比如5層中庭部分,有作為酒店酒吧使用的一處單獨圍合空間,對這里也設置常規(guī)的閉式自動噴水滅火系統(tǒng)進行彌補。”
針對CCTV所有嚴密的規(guī)劃安排——從最初的建筑結構到后期的防火設計,都體現(xiàn)出了一種信心——塔樓自己有能力阻止災害。所有接受本刊記者采訪的建筑師再次肯定了這種消防設計的可靠性。但2月9日22時火勢加劇時,處于驗收交付階段的大樓卻沒有啟動它的生命線,“失去控制的”中庭就像一座拔氣作用巨大的“煙囪”,成為各種致火因素的放大器。在火災燃燒猛烈階段,由于高溫作用,熱對流產(chǎn)生的煙氣擴散速度為0.5至0.8米/秒,煙氣沿CCTV中庭的垂直擴散速度為3至4米/秒,煙氣在30秒左右由底部通過垂直通道擴散到頂部,使整個大樓形成火柱。
建筑創(chuàng)新和防火法規(guī)的博弈
與突飛猛進的建筑技術和建筑創(chuàng)新需求相比,防火法規(guī)暴露了它的滯后性。上世紀80年代就已經(jīng)誕生的《高層民用建筑防火設計規(guī)范》雖然早已預見了城市人多地少、居住高度緊張背景下建造高層建筑的必然趨勢,和它對于居住安全構成的挑戰(zhàn),但它在細節(jié)問題上的約束卻一直顯得捉襟見肘。
對于建筑新材料和建筑新形式的使用,房地產(chǎn)業(yè)辯解的聲音要比法規(guī)約束的力量強大得多,以至于很多時候,管理部門不得不默認高樓業(yè)主一些違反規(guī)定的做法。在建筑領域,現(xiàn)實往往是法規(guī)跟著實踐的屁股走。
現(xiàn)代大樓越來越追求的巨大空間感就是在業(yè)主要求、設計理念和安全標準之間相持不下的地方。按照《高層民用建筑設計防火規(guī)范》規(guī)定,一類高樓的防火分區(qū)面積不超過1000平方米,二類高樓的防火分區(qū)面積不超過1500平方米,對于一些有自動消防系統(tǒng)的公共娛樂空間防火分區(qū)面積不超過2000平方米。“這是根據(jù)過去無數(shù)次火災的實際防火經(jīng)驗總結的。”馬恒對本刊記者說,“防火分區(qū)面積超過規(guī)范要求,火災向其他區(qū)域蔓延的概率就大得多,速度也快得多。”
但實際上,因為業(yè)主對于視覺效果、出租經(jīng)濟性等因素的要求,“防火規(guī)范”所要求的底線在很多建筑,尤其是新式商業(yè)建筑中被一再突破。以CCTV 大樓為例,它的每個功能分區(qū)都要求盡可能地實現(xiàn)面積和空間最大化,布局在裙樓的CCTV劇場由一層入口大廳、一層觀眾區(qū)、一層舞臺(包括側臺、后舞臺和主舞臺)和觀眾區(qū)域組成,面積分別為1165、330、1347、952平方米。劇場各個部分都是互相連通的,如舞臺與觀眾區(qū)的連通、一層觀眾區(qū)與上層觀眾區(qū)的連通、一層入口大廳與其上的觀眾區(qū)通過敞開疏散樓梯的連通。按照防火規(guī)范要求,劇場整體應該作為一個防火分區(qū),而這樣一來,CCTV劇場的防火分區(qū)已經(jīng)遠遠超過規(guī)范規(guī)定的2000平方米防火分區(qū)面積,而事實上超過4000平方米。“盡管劇場作為火災易發(fā)的敏感地帶,在設計時一定受到各種阻燃處理和防火保護,但一個利于火勢流動的超大空間,本身就是大樓的一處脆弱地帶。”一名建筑防火工程師宋華(化名)在仔細研究了央視大火的照片和各種細節(jié)后對本刊記者說。
另外,建材實用性要求也會大大降低對高層建筑的防火安全要求。2月10日成立了火災調(diào)查工作協(xié)調(diào)小組和由楊嗣信(曾擔任奧運會檢測組組長)任組長的專家組對大樓連續(xù)3天的檢測、評估后,2月14日發(fā)布了初步勘察結果,央視新址北配樓著火后,燃燒主要集中在鈦合金下面的保溫層,具有表皮過火的特點。大樓保溫層使用的材料是國家推薦使用的新型節(jié)能保溫材料,這種材料燃燒后過火極快,因此瞬間從北配樓頂部蔓延到整個大樓。這次火災是新中國成立以來建筑物過火燃燒最快的一例。
目前防火規(guī)范沒有考慮外墻保溫材料的防火規(guī)定,因此北方地區(qū)建筑中廣泛采用的保溫材料幾乎都沒有經(jīng)過安全性驗證。CCTV大樓使用的這種保溫材料被稱為聚氨酯,是現(xiàn)在最為流行的一種建材。“使用聚氨酯的理由很多,首先可以兼顧防水保溫,因為CCTV屋面與墻面不分你我,其次聚氨酯可以把幕墻龍骨包裹好。”宋華說。它是巖棉的升級品,而過去被使用于保溫層的巖棉是不燃燒材料,聚氨酯卻不是。
“從現(xiàn)場看,最初落在屋頂上的焰火燒穿了頂面的鋁板,或者是隔著鋁板點著了里邊的聚氨酯,而CCTV大樓用的發(fā)泡聚氨酯里沒有加阻燃劑。”宋華分析說,“CCTV東西立面及屋頂全部為瓦楞形鋁板幕墻構造,內(nèi)噴發(fā)泡聚氨酯保溫,瓦楞由于造型上的夸張,在鋁板和聚氨酯之間有很大的空腔,空氣可以自由流通,聚氨酯與空氣接觸充分。而且,150米高的幕墻夾層內(nèi)根本沒有防火分割,這樣極其易燃的聚氨酯就跟爆竹的藥捻一樣,迅速地把整個樓點著。”
“這的確是一個漏洞。消防標準規(guī)范的完善一直包括全面修訂和局部修訂兩種方法,對于比較突出的問題將及時組織修訂。”馬恒對本刊記者說,“近兩年來國內(nèi)發(fā)生的一些火災,包括北京大學乒乓球館火災、山東濟南奧體中心火災、哈爾濱經(jīng)緯360度大廈火災、央視新大樓北配樓火災等,都與建筑屋頂?shù)谋睾屯鈮Ρ夭牧鲜褂糜嘘P。外保溫的防火性能已經(jīng)成為設計中必須仔細考慮的一個重要因素了。針對這種情況,我們已經(jīng)打算對有關規(guī)范適時組織修訂。”
火災調(diào)查專家組的初步調(diào)查結論認為:“北配樓過火后,由外墻往里損失逐漸減輕,越往外損失越嚴重。大樓朝南、朝北方向的窗戶玻璃沒有破碎的,室內(nèi)的物品基本完好。玻璃破碎的房間大都只在窗戶附近有火燒情況。初步判斷,大樓主體結構基本沒有問題,掛幕墻的金屬網(wǎng)架整體也基本完好,鋼筋混凝土結構沒有受到損傷,承載屋頂?shù)蔫旒軟]有發(fā)生明顯變形,但個別部位需要修補。”
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