试论火灾动力学理论在当前城市消防规划中的应用

【摘要】通过对当下国内及世界城市消防规划现状的了解，对规划过程中隐藏问题的分析，结合火灾动力学理论，明确在规划过程中时间的重要性，并提出有效解决问题的措施。

【关键词】城市建设;消防规划;火灾;火灾动力学

1.前言

在许多发达国家的国民经济总产值中，每年火灾造成的直接损失就已经占了12%，整个火灾代价则占了1%，人员死亡率为2/100000。 在城市经济水平日益提高，财富日益积累的今天，防火救灾意识显得十分重要。而在城市火灾中，最常见的还是建筑火灾。在建筑火灾中，因可燃物的过度积累，导致火灾荷载量变大，热量积聚时间变短，轰然速度显著提高，从而给扑救工作带来了极大的困难。作为城市防护工程的一个重要部分，城市消防规划在城市防火救灾工作中起到了应有的作用。火灾动力学的理论，不仅为城市防火救灾工作提供了理论指导，还为其提供了技术支持。所以，在研究城市消防规划中建筑火灾防治意义之时，应充分运用火灾动力学理论。

2.我国城市消防规划研究概况

在城市规划中，城市消防规划已被作为一个独立的个体进行研究，其适用范围为城市火灾风险评估。国内在这方面的研究，多以某一建筑物或企业为对象。而事实上，国内还有实话企业消防安全评价法和软件开发的先例，也有利用模糊评价法来评价高层民用建筑安全性的成功案例。某些学者，曾利用指数法，基于城市人口密度、建筑面积、火灾平均发生率、城区面积，以建筑面积为主导参量，形成了一套以建筑面积为单一因子的火灾危险评价方式。在上海消防研究所的“十五”科技攻关项目中，重点从理论层面分析了消防灭火力量如何得以集中和优化的问题。

对城市火灾危险性、消防安全保障问题的研究是一个极具系统性的研究，它进入了一个全新的领域。近几年来，微电子、探测传感器、通信网络等技术的快速发展，带来了城市火灾防范领域的全新面貌，不仅火灾探测报警的时间缩短了，消防通信网络、计算机接警指挥管理等技术也得以实现，为将来城市消防规划工作起到了不可忽视的作用。

在今后的很长一段时间里，城市规划研究人员、专家、工程设计人员的主要任务在于：切实做好城市消防规划的设计工作。

3.影响城市消防规划的主要问题及其分析

3.1 消防响应时间及灭火时间

作为衡量城市消防规划水平的重要指标之一，在消防站布局时就应慎重考虑消防相应时间问题。须知，在火灾的防治过程中，时间的拖延不仅会导致伤亡的增加，更有可能引起火灾性质的变化。而火灾性质的变化，就必然导致各灭火要素（如灭火药剂、灭火力量等）发生改变，付出的灭火代价将变得更大。所以，衡量消防规划的成败的关键之一，便是能否在灭火救援过程中争取更多的时间。

以城镇消防站布局与技术装备配备标准而言，消防站的布局和规划，一般是以责任区最远点的初期消防时间（15分钟）为依据的。而这15分钟的时间，是根据消防队扑救砖木结构建筑初期火灾，并有效防止其蔓延的工作量来确定的，主要包含以下几个方面的时间：（一）发现起火;（二）报警;（三）接警出动;（四）消防车到场;（五）开始扑救。

3.1.1 报警时间、自动灭火时间的提前与延迟

因当前国内城市火灾报警技术方面的局限性，要真正做到及时、准确还有难度。从2012～2013年的十大火灾统计情况来看，火灾扩散大多与报警时间延迟有关。从火灾动力学的角度分析，若是火灾在轰然之前便得以控制，其损失将变得很小，反之则大。因此，报警时间越短，则意味着火灾带来的损失越小。

火灾探测器是否灵敏，将直接影响火灾探测的时间和速度。因此，要有效减少报警时间，应选择灵敏度较高的探测器。通常来说，火灾探测器的响应时间都相对较短。而自动喷水及其他灭火系统多依靠喷头，闭式喷头的应时间一般在300秒以下。值得一提的是，科学安装和管理消防工程，也可有效缩短报警时间和自动灭火时间。

有效缩短报警时间还有另一个措施，那便是自动报警系统的网络监控。但在当下的城市中，安装火灾自动报警系统的建筑并不多。因此，时间仍然是一个极不稳定的因素。但我们可以从整体上把握，缩短规划时间，并在城市火灾的综合评估中提升网络监控建筑的等级。

3.1.2 消防救援力量响应时间的缩短

在火灾自动报警系统得以发展，火灾指挥能力迅速提升的今天，国内消防部队的应对水平得以提升。消防车、队出动时间仅需1分钟。再从日益突出的交通问题来看，夜间是火灾频发的时段，有利于消防车的正常行驶及快速抵达现场。在交通较为顺畅的情况下，消防员抵达现场并展开工作的时间，大致可控制在起火后的15分钟以内。

3.1.3 灭火剂的输送时间

在发生火灾险情后，消防主战车的连续出水量在单位时间内可以达到的量越大，那么火灾险情受到控制及及时扑灭的可能性就越高。消防车运送的火灾救援力量主要是消防人员、设备和灭火用品。以当前我国内部以及国外的消防状况来推断，摆脱水这类低价的灭火用品还是存有难度的，不过我们可以在如何进行运输上大幅度的改进。我们应当大力对城市中供水的能力比较差的地方开展必要的调整，如果其他灭火条件不变，灭火剂的供应将成为火灾现场控制和扑灭的核心。

3.1.4 灭火时间的合理分配

由于每个火灾的范围及情况千差万别，消防人员扑灭火灾所耗费的时间也不尽相同，一般的建筑物火灾可以在2小时左右扑灭。03年11月初，在衡阳市的衡州大厦发生了一起火灾，因为需要疏散大楼内的群众，造成最后火灾扑灭耗时约4个小时。然而，如果是石化等的特殊原因的火灾，基于需要灭火冷却，扑灭的耗时就可能要在5天以上。譬如在93年10月下旬发生的南京金陵石化公司罐区发生的火灾，由于油罐爆炸，直到17个小时以后火情才得以控制。现场天气条件的转变对于扑灭火灾所需要的时间也有较大的影响，比如风向对火灾烟气的走向有影响，附近的其他建筑物就有发生火灾的威胁。不过，以整个扑灭火灾的过程来看，对其耗时造成最主要影响的还是疏散用时、天气条件以及灭火剂的供应速度和效率。

3.2 火灾过程与灭火时间的关系

轰燃是火灾中的一种危险情况，通常是建筑物内的火灾持续发展的结果。在建筑物的室内温度超过600e时，室内绝大部分的可燃物就开始进行热分解或升华为气体，这样就使空气中的可燃气体的总量变大。如果这些可燃气体在室内的浓度到达其极限的时候，就会产生其整体性的燃烧，这就是“轰燃”。这种现象在火灾中常常被用来衡量火灾发展的情况，轰燃在火灾中的主要影响包括：

（1）火灾的受难群众如果没能在轰燃的情况发生前离开现场，那么生还的可能就很渺茫;

（2）轰燃的情况出现后，如果室内有较好的通风情况并有足够的可燃物，那么室内的火灾仍会继续持续和增强;

（3）火苗乱窜到附近建筑，失火面积扩大;

（4）燃烧所产生的烟雾气体使得危害牵涉更广。

若是在高层建筑火灾中发生轰燃，那么火灾的险情就更为严重。火灾会在很短的时间内就在整个建筑物中蔓延并终将烧毁建筑物。对建筑物火灾会否出现轰燃具有决定性影响的是其内部的可燃物的热分解速度。在城市的建筑物里，不同的建筑物之间的可燃物有不同的荷载，其可燃物的热分解速度也不相同。所以，对建筑物的热分解速度进行详细的解析具有关键作用。

4.城市消防规划对策与建议

（1）在城市的专项规划中添加消防规划，编制过程中要和交通部门、城建部门以及绿化部门的专家共同研究讨论，确保消防规划和其余的规划是匹配的。

（2）创新研发更高效率的灭火剂使用技术，通过地面空中双重输送技术进行输送，确保在重大火灾发生时，消防人员能获得足够的灭火剂。

（3）研发利用网络手段的火灾自动报警的监控，让误报概率减小，减小消防重点单位报火警所需要时间。

（4）增强城市内对消防安全的监督，预付移动危险源和有可能出现的火灾隐患，建立避难所，确保灾后的受难群众得到应有救济。

（5）研发新的灭火技术，新的消费器材，在灭火过程中能节约使用灭火剂，绿色环保，提高使用效率以及缩短灭火时间。

（6）使用消防工程所涉的有关理论，对城市辖区的火灾风险进行评测，把该结果应用于消防站的规划和建设。

（7）将消防安全管理规划放在关键位置。当软硬件条件限定的情况下，评判规划好坏主要看管理。要管理好现代化城市中的消防工作牵涉到诸多方面，许多未知情况下发生的火灾往往归咎于消防管理的不到位。比如说，现在经常发生的公交车、私家车的火灾事故，危险品或化学制品在运输过程中发生的火灾事故等等都与对消防管理上的不重视，人们缺乏一定的消防知识有关。现代的科技和完善的法规制度是进行消防管理的最有效手段。

（8）做好安全疏散及避难场所的建设。如今，城市中较为容易产生严重灾难，所以防灾公园等避难场所的建设势在必行。 这与世界其他城市规划协调一致。在火灾发生后，防灾公园可以收容大批周围群众，并能够有效避免灾害所产生的连锁反应。

除上述八点之外，还要做好灾害发生时的通信、供电等一系列预案和规划，发挥应急功能，使各种资源在灾害发生时能妥善运用。

参考文献

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