钢筋混凝土建成的高楼为何能着火?有一种致命的材料,不得不使用!

2024-11-19 12:00   广东  
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有一种致命的材料





木头易燃,一块混凝土却很难烧着,有人因此产生疑问,为何高楼也会着火,并且一烧就是整栋楼?这与高楼的材料,楼内的构造等都有很大的关系,最大的元凶是一种曾引发多次惨烈火灾,但至今仍在使用的保温材料。


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钢筋混凝土建成的高楼为何能着火?
高楼起火是现实中最危险的情况之一,因为楼层过高,很多人被困在高楼里无法脱身,最后窒息而亡。大火过后,昔日的高楼只剩下了一副“骨架”。可是高楼大厦都是钢筋混凝土结构,这些物质不可能燃烧,为何大楼起火以后会被烧成一个光架子?问题出在哪里呢?
其实高楼大厦是钢筋混泥土不假,但是它里面的东西还有很多,这些东西里面有一些就会成为高楼引火上身的罪魁祸首。而且现在的高楼建筑为了通风良好,
内部结构利于空气流动,

结果反而帮助了大火吞噬大楼。
2009年2月9日,央视正在施工的北配楼发生了火灾,熊熊大火将正在修建的大楼吞没。火势迅速蔓延,差点波及旁边的“大裤衩”。事后估计,损失高达50亿元,并有多名人员受伤。
大楼想要燃烧,必须具备三个必要的条件:可燃物、燃点以及氧气。如果我们想要把钢筋混凝土燃烧,氧气自然是有的,地球的空气中含有21%的氧气,足够大部分燃烧的使用。
但是燃点应该怎样达到呢?混凝土的成分接近于岩石,而岩石基本上不会燃烧,只会融化,在地球的上地幔就有熔融状态的岩石,那里的温度在700到1400摄氏度,这个温度恐怕普通火焰达不到。
钢筋的主要成分是铁,铁并不是易燃金属,如果想要用铁燃烧,必须要用浓度极高的纯氧,而空气中的氧气含量不足以发生铁的燃烧反应,
甚至都没办法让它融化。

这两种物质都不是可燃物,
为何高楼大厦一旦起火,整个大楼都会燃烧起来?
木头易燃,一块混凝土却很难烧着,有人因此产生疑问,为何高楼也会着火,并且一烧就是整栋楼?这与高楼的材料,楼内的构造等都有很大的关系,元凶是一种曾引发多次惨烈火灾,但至今仍在使用的保温材料。
根据《中国消防年鉴》的相关统计,我国的建筑物着火数量,从1997年的14.03万起,到2002年的25.83万起,足足增长了84%。最严重的当属1998年,仅相隔一年,就比1997年多出了280%。这些烧起来的建筑,不是农村土基木板房,而是一栋栋由钢筋混凝土建成的高楼。
起火有三要素——可燃物、助燃物、火源。混凝土当然不易烧着,但大楼外面的防水层、保温层,大楼内部的各种家具、电器,这些都是可燃物。除了可燃物,大火要肆无忌惮地烧起来,还需要充足的氧气,这一点,城市高楼比农村低矮房屋更容易满足。在建造高楼前,通风换气是首先要考虑的问题,因而一栋大楼拔地而起时,通风管道、电梯井就已经配套建成了。
高楼起火的原因有很多,有因为电线短路的,又因为人为抽烟的,还有一些大楼下面是商业广场,遍布很多饮食行业,里面有厨房。总之不管什么原因,一旦起火,对大楼来说基本都是毁灭的问题。
摩天大楼可不完全是钢筋水泥这两种物质组成,并且投入使用的大楼它的内部不可能是空的,里面会充满了物品。比如很多高楼是写字楼,里面有很多办公室,办公室里的桌椅都是木制结构。
还有就是大楼里的塑料制品很多,有些塑料着火以后会成为液体滴落,滴落的时候还有火焰附着在上面,起到了蔓延火势的作用。最重要的是,这里面还有人类的用具,一栋商业大楼容纳的人数超过1000人,这些人携带的包包、衣服等物品加起来的数量也很多。
即使是正在修建的大楼,比如起火的央视大楼,里面有很多建筑材料是可燃的,建筑工人们的脚手架是木制建筑。而且这个时候大楼还没有完全封盖,空气流动速度非常快,能让这些材料迅速燃烧。
摩天大楼的粘合剂不单有混凝土,还有沥青。沥青是石油蒸馏而得到的产物,因此它是可以燃烧的。这类物质不仅仅燃烧,还能产生有毒气体,霎时间充满大楼的各个角落,让人窒息。
大楼外部也有一层隔热层,北方的大楼还有保温层,这些都是为了防止大楼内部在夏天温度过高,冬天温度太低。隔热层的主要成分是高分子材料,属于有机物,本身就是可以燃烧的。
更要命的是,大楼里面还有其他化学助燃剂。助燃剂本身是不会参与燃烧的,但是在高温下。助燃剂会分解出氧气等气体,帮助燃烧过程。甚至一些助燃剂会分解出氢气,加剧燃烧,还会引起爆炸。有很多生活中常见的物品都有可能作为助燃剂,它们也许平时没有什么特别,可一旦燃烧起来,就是烈火焚楼。
高楼火势蔓延迅速,一般一层楼着火,全部楼层都要遭殃,很多时候都不给人反应的时间。这是因为大楼在修建的时候,为了美观、便利还有通风,设计出了类似于烟囱的结构。日常生活中烟囱的作用可不单单是排烟那么简单,它还兼具着将氧气送入燃烧点的作用。
空气的流速同气压成反比,越是流动速度越快,压强就越小。烟囱内部的空气流速比外界的空气要快,因此烟囱内的气压比较小。这样在工作的时候,外部的空气会被“吸进”烟囱里,然后进入火炉,让里面的火焰更加旺盛,这就是烟囱效应。
高楼一般都有电梯,电梯井连通了整个大楼的各个楼层。大楼在设计的过程中偏向于通风设计,这样不至于让楼内的人全部窒息。这些装置平时是有益的作用,但在着火的时候就会变成“帮凶”。
大火产生的烟雾会顺着电梯井或者通风管排出大楼,充当了烟囱的角色,但是后果就是,会产生烟囱效应,帮助大火更猛烈地燃烧。在这样的加持下,火焰很快在楼层之间蔓延,接着就是整栋大楼起火。
高楼起火之所以危险,在于它的楼层高,里面的人员很多。起火的时候,电梯是不能使用的,所以人们撤退的时候需要走楼梯。而楼梯恰好会形成烟囱结构,浓烟瞬间弥漫在里面,人们进入电梯之后,根本分不清方向,有很多甚至在逃生的路上被呛死。有些被困者会忙中出错,从楼梯上滚下去,在恐惧和浓烟的笼罩中,会发生严重的踩踏现象。
2004年,吉林市的一栋百货大楼发生火灾,被困人员们被逼得跳楼逃命,最后有很多人死于坠楼。虽然这听起来很不可思议,但在那样危机的情况下,很多人会选择风险更大的逃生方式。那么,到底怎样做才能顺利从高楼火灾中成功脱身呢?
首先遇到高楼火灾不要着急,因为越着急人的心跳速度越快,呼吸频率也会越快,加速吸入有害的烟尘。这个时候应该仔细观察所处地区的紧急出口标识,这类标识采用了特殊的绿色灯光,火灾刚开始的时候烟雾还不浓厚,可以看见它显示安全出口的方向。
注意这个时候千万不要使用电梯,因为此时大楼的线路已经受损,电梯很有可能无法运行或者运行到一半停下来,出现坠落。电梯并没有完全密封,浓烟会从缝隙中进入电梯内,对于里面的人来说,无处可逃。
其次就是,逃跑的时候佝偻或者匍匐前进。浓烟通常会向上窜,因此会聚集在楼层的上方,这个时候,口鼻的位置越低,吸到的气体更少。如果条件允许,可以用水打湿毛巾或者纸巾掩盖口鼻,起到一个过滤的作用。最后如果实在逃不掉,最好找一个比较安全的地方,等待救援。千万不要慌乱逃跑,更不要选择跳楼等方法。如果一定要从窗户逃走,可以将窗帘进行捆绑,做成一根绳子顺着爬下。
高楼不仅有钢筋和混凝土,还有其他可燃的物品,那么我们在建造的时候,就应该注意防火。最直接的做法就是使用防火材料。防火材料分为两种,一种是不可燃,另一种是难燃。不可燃的材料是指其本身不会被点燃,而难燃材料是本身可以燃烧,其燃点非常高,或者远离火源后,就会出现不再继续燃烧,难燃材料一般配合阻燃剂使用。
市面上常见的防火材料是防火板,这种防火板一般置于建筑物的天花板使用,可有效隔绝一层着火全部遭殃的情况,起到阻绝火势蔓延的效果。其中的玻镁防火板能够承受1500度的高温,外层还有专门的修饰,能够做到美观大气的同时,保障安全,可谓是一举两得。玻镁防火板主要安装在出口通道、楼梯井和走廊处,作为防火天花板使用。
据国家安监总局公布的“2·9”央视特别重大火灾事故调查显示,直接原因系烟花引燃易燃材料,间接原因包括工程使用大量不合格保温板。名叫“挤塑板”(XPS)的“帮凶”在数次大火中被锁定。这是一种由有机高分子聚苯乙烯(PS)发泡的保温材料。自上世纪90年代从欧洲引进,成为市场份额最大的保温材料之一。
因其导热系数低,保温性能良好,通常贴在楼房外。天热时自动积攒热量,天冷又自动向内释放热量,环保又节能。但这种材料有一个致命缺陷,就是易燃。聚苯乙烯由碳氢元素组成,极易燃烧。即便经过阻燃处理,在遭遇火灾时,仍会受热软化、熔化。将未熄灭的烟头放在聚苯乙烯泡沫板上,夹芯板内芯被瞬间烧穿。
1995年,这款保温材料开始大面积普及。2024年,国家消防救援局通报显示,数起高层建筑起火,外保温材料是重要“帮凶”。
无法替换吗?那换掉“挤塑板”,采其他保温材料不就好了吗?
事情并没那么容易。‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍
国家应急管理部制定的《建筑材料及制品燃烧性能分级》根据燃烧的难易程度,将建筑材料分为不燃材料(A级)、难燃材料(B1级)、可燃材料(B2级)、易燃材料(B3级)四个等级。造成央视大楼起火的“挤塑板”,经检测为B2级,属可燃材料。而现有保温材料中,只有岩棉等无机材料能达到A级,最好的有机保温材料也仅能达到B1级,难燃而已。
A级材料虽能防火,但保温效果大打折扣。2021年石家庄众鑫大厦火灾发生后不久,《河北省民用建筑外墙外保温工程统一技术措施》出台,对有机外保温材料的使用加以限制。以A级材料岩棉为例。岩棉就是将石头高温熔解成液体,通过喷头呲出细丝儿,急剧冷却后凝成石头纤维,过程消耗大量能源。‍‍
要想起到同样的保温作用,岩棉价格相当于“挤塑板”的三到四倍。由于施工技术本身不大成熟,岩棉保温层与粉刷层软硬度不同,导致很多建筑的保温层热胀冷缩开裂。一些小区的墙体出现渗水情况,墙纸都发霉了,保温层成了一个摆设。
难道在保温和防火之间只能二选一吗?‍‍‍‍保温材料处理得当,火灾并没那么容易发生。据清华大学土木工程系教授张君介绍,“欧洲国家早期全是用聚苯乙烯泡沫,也没有那么多火灾,因为施工现场管理得好。”
例如,在保温板外层喷水泥浆,应当全部封闭,但工人常常喷不到位,以致保温板裸露,易与火接触。再比如,粘贴保温板时,工人只做点粘,导致板与墙面之间形成空腔,在火灾发生时,由于存有空气,会形成助燃结构。
原北京建工集团副总工程师王庆生对北京市2007年-2009年发生在建筑施工现场的火灾进行了不完全统计,结果发现——与外保温材料相关的火灾,85%都发生在材料进入施工现场码放和上墙时段。这些因“人祸”造成的建筑大火本可以避免。
欧洲在建筑防火中提出了“系统防火”思路,不仅只测试保温材料的燃烧性能,也要对整个保温系统的防火性能进行评价。如果构造防火做得好,尽管保温材料是B2级,但整个保温依然可以达到B1级。
这种方式正逐步获得业内认可。‍‍‍按照我国现行《建筑设计防火规范》,建筑的内、外保温系统,宜采用燃烧性能为A级的保温材料,不宜采用B2 级保温材料,严禁采用B3级保温材料。保温材料并不可怕,可怕的是我们无惧地对待它们。‍‍‍
最令人担忧的是高楼里的木质用品,尤其是办公写字楼,里面有很多桌椅都是木质的,它们是易燃的物质。现代科技可以让木头产生防火性,那就是改变木质的结构。这就好比,木头的主要成分是碳,而金刚石的主要成分也是碳,但是木头可以被点燃,而钻石不会。因为金刚石的碳结构与木头的碳结构完全不一样。
先将普通木材放入钙、铝等阳离子的溶液进行浸泡,然后再放入含有磷酸根和硅酸根等阴离子的溶液中浸泡。这些阴阳离子结合的产物是类似于陶瓷一样的物质。这种陶瓷一样的物质很快就填满了木头里面的组织,整个木材的成分已经得到改变,这样的木材不仅防火,还防止蛀虫。
我们国家根据材料的性质将其分为了四个标准,其中A级别为不可燃材料,B类为可燃材料,根据燃烧的难易程度进行分类。B1级是难燃建筑材料,能燃烧但是难起火;B2级是可燃性建筑材料,这类材料遇见明火会燃烧,因此需要时候注意;B3级是易燃材料,有时可能不需要火,只是温度达到了燃点它也会自燃。高楼应该注意自己内部的材料都属于哪个防火级别。
很多高楼为了第一时间掐灭火焰,采取了安装烟雾报警系统,并配备有出水设备,只要监测到某一区域的烟雾浓度超过范围,它就会报警。这套系统与距离最近的消防队相连,能够第一时间报告给火警,让他们迅速来到现场灭火。同时,喷水装置会喷洒出水起到灭火作用。高楼内必须配备数量足够的灭火器,并且要放置在显眼易得的地方。随着人们越来越重视防火,高楼的防火设施也在进一步完善,现在高楼起火的概率已经下降了很多。
其实不仅仅是高楼,不管日常生活中身处哪里,都要注意用火和防火。高楼火灾造成的损失比较大,因此大家都很关注。事实上,日常生活中发生的火灾多半发生在居民楼内。起火原因最多的是使用燃气时没有注意安全。我们的日常生活离不开火,历史上,火给人类带来的文明,但同时也毁灭了人类很多。
而随着电的使用,另一种着火方式也横空出世,那就是线路短路。日常生活中会因为长时间使用大功率用电器造成线路短路,进而引发火灾。不管是燃气起火还是线路起火,都不能直接拿水灭火,要么使用灭火器,要么拨打119火警电话,
让专业的消防员来灭火。

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