城市地下空间灭火救援挑战与解决方案

摘要：摘要：城市地下空间大量应用于地铁、地下商场、地下停车场等建筑及设施。地下空间的特殊环境，为城市地下空间灭火救援工作带来了很大的困难。本文针对城市地下空间灭火救援工作的难处，提出如何做好城市地下空间火灾防控与监控、如何做好城市地下空间灭火救援技术装备等措施，来提升城市地下空间灭火救援工作的效益和安全性。

关键词：城市地下空间；灭火救援；挑战；解决方案

引言：

城市地下空间作为现代城市规划的重要组成部分，对城市空间资源有效利用可以减轻地面空间紧张的局面，扩大城市功能和美化城市形象，但对于火灾场所而言，由于空间相对封闭，地面管线复杂，火灾发生后烟、高温随着密闭空间蔓延迅速，救援十分困难。近些年国内外发生的多起地下空间火灾事故都造成了人员伤亡和重大经济损失。因此，了解城市地下空间灭火救援中存在的问题并研究解决方案具有重大的现实意义。

1.城市地下空间灭火救援面临的挑战

城市地下空间独有的结构环境给其灭火救援带来了全方位的障碍。地下空间往往缺少足够的自然采光及通风设施，一旦在地下空间内发生火灾，烟气的蔓延速度远超地面火场，一旦发生火灾则因为空间内空气流通速度低致使有毒及有害气体容易滞留空间内，致使人员逃生与救援都十分困难。此外地下空间的建筑空间呈现多元化的特点，内部设施管网复杂多变，致使救援人员在进行火源扑救的同时受限于建筑空间，加大了救援难度。

另一方面，地下空间的结构普遍较为牢固，因此如果发生火灾，火势并不容易被接触到，常用的灭火手段和装备无法发挥相应的成效。并且由于地下空间与地面交通网络直接相通的通道并不多，在火灾发生后，救援人员进入有限，并且一般地下空间紧急疏散的通道设计也并不完美，在火灾发生初期，会造成人员的紧急疏散难以进行。在电力、通信、自动化设施多样的环境下，火灾更会造成这些系统的损坏而造成火灾进一步扩大以及人员疏散困难的问题[1]。

2.城市地下空间灭火救援有效策略

2.1加强地下空间火灾预防与监测

消防防灾应该是整个城市地下空间建设规划的重要一环，地下空间消防安全应以技术预防、管理预防和人文预防相结合的方式进行。首先，消防预防以建立消防设施进行技术防治。在前期建设选址上要确保消防工程规划符合现行的《建筑设计防火规范》（GB50016-2014），比如，重点研究自动喷水灭火系统的设置。此研究发现，按照建筑物功能类别和火灾危险等级设置自动喷头是适当的，安装自动喷头的数量按照火灾危险性分别计算，但最少每平方米应不低于2个、每平方米不应高于4个。其次，在此基础上结合现代社会科学技术的分析和探索，完善现有火灾自动报警系统，将火灾自动报警传感器进行“集合式”检测与“智能化”拓展。在此基础上，采用的多模态传感器的火灾探测技术具有更好的监测效果，依据此系统模型的模拟结果表明，以感温、烟雾、可燃气体为载体的多种类型传感器系统，能有效辨识出88%以上的火灾信息。其次，研究探讨，自动喷水灭火系统和火灾报警系统其实存在“不足”，也就是说，依然能够通过科学有效的技术保障。比如说，可以建立针对当前不同建筑空间的智能化、可变的自动防火防排烟系统和疏散诱导指示系统，并根据不同空间的材质、温度、人体温度以及有毒有害气体的浓度参数判断火灾所处阶段。这要求学者建立复合型热敏感传感系统，通过增强监测系统的灵敏度与快速反应能力，提升防范与自防自救效率。积极推广机械排烟和手动排烟系统，并做到分区排烟，结合空间形态划分为单独的排烟系统，同时拥有智能风压平衡控制系统，以便更有效地排除烟雾；建立数据分析平台，是防火技术的发展趋势。建设城市综合火灾防控数据监测中心，将消防、建筑、环境大数据汇聚到一个平台上，创建风险评估模型[2]。以往的经验表明，这样的数据监测平台能提前48h对发生火灾的可能性预警，降低了火灾发生的机率。

2.2 优化灭火救援技术与装备

在地下空间灭火救援方面，自主创新先进技术装备是改进城市应急救援能力重要突破口。当前，地下空间环境复杂，传统装备难以满足相关要求，因此在技术层面进行新装备的研制，才能使地下空间应急救援的能力不断提升。对新灭火装备的研究设计中，应坚持“准确定位、精准高效、安全保障”的设计思路。新型消防水炮应当具备高穿透力和高精准度的定位能力，对地下空间烟雾高密度的环境，应当有针对性地研究。已有的相关研究发现，利用等离子技术雾化水枪可提高42%的灭火效率，并能在0.5s内进行精准定位，能够在0.5s内进行精准定位，还能够通过智能水炮实现360°转动和远程控制，并具有可视化和自动化的优势。此外，泡沫灭火手段是应对地下空间灭火工作的一项有效技术，针对地下空间灭火所需的泡沫特性，可进一步研究新型低发泡率、高覆盖率的环保泡沫灭火装置，提高消防泡沫灭火效率，一项新型A类泡沫对可燃液体的灭火性能比之前可以高出68%，并且对环境的污染可以有效降低到最低水平。同时，泡沫喷射装置应实现智能化，可以实现对相关泡沫类型的不同比例的实时调节。个人防护装备能否进一步实现功能的提升对于地下空间救援的人员生命至关重要，在相关技术的研发中，可以针对纳米材料开发出纳米防火服装，能够在同一服装上完成隔热、防止腐蚀、进行生命体征监测等多重防护功能。新型防热防护服能够在600℃高温火场中可持续30分钟提供防护，并建立生命体征传感器的实时监控系统，当出现异常会第一时间发出警报请求紧急救护[3]；最后呼吸器是保证救援人员生命的关键装备。建议设计出超轻型、更长的呼吸气罐的密闭型正压氧气呼吸器，通过对气路的优化设计和材料的减重优化设计，该呼吸器的重量可下降到2.5kg，呼吸时间为2小时。呼吸器能够发出报警信号，实时报警氧气浓度、一氧化碳浓度和准确位置。

2.3 完善灭火救援机制与协同作战

协同联合是我国当前应急管理体系的重要特征之一，尤其是对于地下空间火灾扑救来说，如此复杂的工作状况，须联合各个部门做好信息和资源的合理分配，协同运作，形成高度集成的“大救援”体系。信息共享系统是协同配合工作开展的基本技术保障。应建立基于大数据平台和云计算的相关应急指挥中心，接入消防、公安、医疗、交通等部门的信息及数据资源，可以提高应急响应效率36%，资源应用率45%，构建涵盖多维数据整合、逻辑思维过程、应急预案自动生成的云计算体系。其次，应急预案精细化管控也是协同作战的关键要素，根据不同地下空间的不同用途，需要有针对性地制定不同系统的、完整的、详细的地下空间火灾救援预案，并针对不同事件情景下，结合人工智能进行综合性的处置方案设计。这种采用人工智能技术进行应急处理预案系统的完善，在应急方案中增加应对不同场景下事故处理的应对效率，可以使应急处理方案具备更高的兼容适应性87%，大大提升应急处理精准性。最后，对于整个区域的联动救援来说，需要有联动救援的标准规范化运作，应该建立一个“1+N”的联动模式，即1个中心应急指挥调度台、N个街区消防小队，建立标准化的应急通信标准及应急指挥标准，提高多个部门的快速联动及协同作战。实践表明跨部门联动协同响应时间缩短至10min以内。

结语：

城市地下空间灭火救援工作难度大，上文所提及的一些灭火救援策略的运用能够提升灭火救援工作能力和安全性，未来将会随着科学技术的进步、消防工作的发展，使城市地下空间灭火救援工作取得更为突出的成果，为人们的生命财产安全提供更好保证。

参考文献：

[1]马露. 地下空间火灾扑救对策及战术研究[J]. 中国消防， 2023，（S1）： 114-116

[2]王蕊.地下建筑的灭火救援措施[J]. 消防界（电子版），2021，7（19）： 77+79.

[3]文涛. 地下空间建筑火灾事故的灭火救援措施[J].消防界（电子版）， 2023，29（01）：85-87.