

TVCC火灾的疑问与猜想
作者:吴琪( 形似“靴子”的配楼在实验性和建筑理念的创新上一点不比央视主楼逊色 )
施救
“消防官兵和交通警察非常迅速到了现场。”参与现场救援的一位安全部门工作人员告诉本刊记者。2月9日夜晚,北京总共动用了27个消防中队、85辆消防车和近600名消防官兵。消防员架上云梯,交警迅速在着火大楼附近实行了交通管制,由于害怕TVCC会倒塌,10号线的国贸站也临时封闭。
但是,即使动用北京最先进的98米高的云梯,对于150多米大楼顶部的火也无济于事。消防人员顾忌的另一个问题是,大火由外墙倾泻而下,如果用水枪喷射,极有可能把大楼表面的火射到里边去,反而引起楼内大面积燃烧。
一位有多年消防经验的专家告诉本刊记者:“一般的火灾是单点起火,有一定的规律可循,可是由150多米的高顶上往下剧烈燃烧的火焰非常少见,也存在很大的多点起火的可能性。”在他看来,这样高层的漫天大火基本丧失了登高救援的价值,“一方面金属等材料在大火中释放出有毒气体,如果无力施救,就应该赶紧让楼里的消防员出来。为了防止大楼倒塌,楼底的人员迅速撤离,150米的高楼周围至少应清理出直径300米的区域”。
使用消防直升机被看做扑救大火的一种可能性。但是消防专家明白,由于高层建筑群本身对周边空气造成不稳定气流,火灾发生的爆炸等不稳定气流更是影响直升机的飞行质量。所以专用的消防直升机,比如西科斯基S54、Ka-32等载重有限,直升机作为消防使用往往是现场统筹指挥、人员营救、运送消防队员快速抵达,在较低高度飞行风险较大。
( 大火过后,央视配楼美观精致的外装饰面目全非 )
消防员能够应付的,是确保大楼中低层的火势得到控制。在现场消防队员的努力下,TVCC保住了大楼西侧的演播大厅和北外立面。
全球高楼建筑数量第一的城市上海现有高层建筑1.5万多栋,其中百米以上的建筑400多栋。上海老消防局长陈寒根告诉本刊记者,如果火星引起的是多点起火、立体燃烧,那将超出消防员的施救能力。有着33年灭火经历的他曾是上海消防局副局长,被称为火场上消防官兵的定心丸。“消防车的高度不可能与高楼同步,高楼的相关人员一定要有很强的自救意识。”一般的消防云梯车也就四五十米高,能达到八九十米高度的消防车就价值1000多万元人民币,即使是发达国家的消防队也配备很少。施工期间搭建的脚手架,也会帮助消防人员迅速升到高处灭火,但是由于TVCC大楼的造型独特,施工期间并没有搭脚手架。
( 2008年5月,作为CBD重要区域的呼家楼地区马路被拓宽 )
虽然全国最高的消防云梯在上海,这种引进的德国压缩空气泡沫消防车的水枪能喷射200多米的高度,但是陈寒根说:“这只是理想状态下的高度,只是表明机器有这样的供水能力,还需要水带铺设等工作。”铺设水带,如果是80米以下的高楼,基本上几分钟就能铺设好。但是如果楼高达到一两百米,光是铺设水带就得半小时,此时火势往往已经非常大了。“如果这样的大火发生在上海,一样难以扑救。”
礼花弹与着火点
礼花弹的燃烧成为导致火灾的直接原因。“在高楼这样密集的城市中心区燃放礼花弹,真是太难以想象了。”公安部灭火救援专家组成员陈寒根不断向本刊记者感慨,陈寒根曾经主管上海的礼花燃放工作,他说,“礼花弹可是一直被当做爆炸品来管理的,民间不可能想点就点。”
关于TVCC大楼的着火过程,大火后人们一直充满猜测。大楼顶部是如何被点燃的?哪里才是着火点?2月14日晚上,公安部事故调查组的一位专家向本刊记者介绍,TVCC大楼的顶部已经全部完工,在楼顶西侧边缘的中间有一台擦窗机,机器旁边的地面上有一个1米多长、1米多宽的供工人出入的“人孔”,礼花弹的火星可能是掉进了“人孔”里,引燃了由三元乙丙构成的防水材料和聚苯乙烯构成的保温材料。
礼花弹火星的威力,显然超出了大楼业主的预料,而在专业人士看来,这简直是“拿着打火机去点燃纸张,太无知了”。浏阳的高级焰火燃放师欧阳世兴元宵节当晚正在敦煌,他刚刚为当地放完了一台焰火晚会,突然接到朋友的短信,说央视新大楼的配楼被礼花弹点燃。“3寸礼花弹的升空高度就在90~100米,覆盖半径为25~30米,覆盖面积为2000~2800平方米;而6寸礼花弹的升空高度有150~160米,覆盖半径有55~65米,覆盖面积为9500~1.3万平方米。”欧阳世兴告诉本刊记者,央视新址北配楼附近的空地长为200米,宽为30米,周围就是大型高层建筑物,整个空地面积约6000平方米,“燃放区域面积太小,礼花弹爆炸时产生的着火体很容易引燃附近的易燃材料”。
陈寒根曾负责上海1999~2002年的烟花燃放工作,他告诉本刊记者:“即使是欧佩克会议,我们在400米宽的黄浦江,燃放的也只是直径为6寸的礼花弹。”为了保证礼花弹燃放的安全,陈寒根和同事们做过不同的试验。直径为6寸的礼花弹,升空高度超过150米,第一次爆炸后烟花散落的直径在60~70米。礼花弹外边包裹着钢管,主要成分是以硝酸钾为主的黑火药,第一次爆炸后在空中还会有第二次爆炸,为了配合不同的造型和颜色,礼花弹还会添加铝粉、镁粉等成分,威力可以轻易地击碎厚玻璃。奥运会期间,北京全市曾在不同地点由专业人士燃放礼花弹,为了安全起见,礼花弹的尺寸选择就由最初的6寸改为了4寸。
火星
陈寒根说,升空高度150米的礼花弹,在真空中会以每秒9.8米的速度自由落体,实际燃放时加上空气的阻力,落到地上会经过十几秒钟。这十几秒的时间,可以确保礼花弹的火星在落地前有足够时间冷却,到达地面时已经熄灭。普通烟花“高升”的升空高度都必须超过12米,也是为了保证落地时已经熄灭。“可是专业的礼花弹火星落到150多米的楼上,那温度该有多高,是非常可怕的事情。”点燃后的火星温度极高,降落后也足以引起近距离所有可燃物的吸附。
国家对烟花的安全性有明确规定,高级焰火燃放师欧阳世兴告诉本刊记者,火星距离地面多少距离就应该熄灭,是判断火险的一个重要标志。一般的烟花火星在距离地面3米时就会熄灭,而专业礼花弹,在距离地面50米时火星就应该熄灭。礼花弹从地面发射升到空中,相当于迫击炮的工作原理,亮珠炸开后的飞行轨道制造出各种形状,其燃烧时温度可达1700℃以上。
烟花产品分为ABCD四个等级,焰火晚会也被分为了ABC三个等级。欧阳世兴告诉本刊记者,对于A级的焰火晚会,必须由省级公安机关批准;B级晚会由地市级公安机关批准,C级也要经过县区级公安机关的批准。特别是礼花弹这样的A级产品,除由公安机关做安全评估外,还必须有中介机构做技术把关,负责签字的技术把关人必须是具有高级职称的工程技术系列或工艺美术系列的人,燃放时最小安全距离是280米。
上海是唯一由消防部门全权管理烟花燃放的城市,陈寒根告诉本刊记者,消防部门必须根据空地的面积、礼花弹升空高度、火星散落的面积、当时的风力大小等各种因素,来批准礼花弹的直径、数量、燃放场所。“燃放礼花弹是个系统工程,我们批准开证后,礼花弹用集装箱运来,我们消防部门去港口接管,然后由危险品管理处的同事前后开道护送。运送过程中还要严格检查,怕有人夹带了威力更强的礼花弹。”礼花弹在运输途中必须轻拿轻放,不能用剪刀剪导火线,怕摩擦起火。
在燃放礼花时,“如果附近有高楼,我会把消防水带铺在楼顶,水系统开通,主要楼层配备水箱”。而一旦风力比预计的大,“可能马上就疏散附近的居民,扩大空地面积”。上海举办欧佩克会议时,曾经在外滩的所有屋顶上燃放烟花,“我们会检查周围每一栋楼的楼顶可燃物是否清除,社区居民关好一切门窗,消防人员在关键地方铺好水带、准备水枪,随时待命。如果一切按照规范来,风险是可以控制的”。
钛锌板、玻璃幕墙与保温层
大火蔓延的速度之快,不仅普通公众看不明白,连消防和建筑方面的专业人士也颇感纳闷。公安部的一位调查人员告诉本刊记者,大楼的防水材料和保温材料在建筑物里比较常用,防水用的是三元乙丙,保温是聚苯乙烯。公安部的调查人员向本刊记者强调:“没想到有些材料在大火中燃烧如此迅速,超出以往经验,我们还需要好好地研究,看它们能否在建筑物中大量使用。”
北京环洋世纪国际建筑顾问有限公司的建筑结构师刘亚非告诉本刊记者,保温材料的保护层比较薄,所以材料必须有自熄阻燃的功能。顶层的防水层会有水泥砂浆包裹,所以材料不要求自熄阻燃。而当上千摄氏度的火星点燃楼顶暴露出的一小块防水保温材料时,火开始点燃。
为了使大楼看起来“像被金属包裹的高山”,TVCC大楼的外立面由两种材料构成,大楼的东西两侧外立面是钛锌板,南北两侧则是透光的玻璃幕墙,两者将整座大楼严严实实地裹了起来。设计者希望央视新楼在北京的多雾天气下依然具有鲜明的视觉效果。而此次大火燃烧后,外立面包住燃烧的保温层,火势快速向下蹿。
钛锌板是国内相对陌生的幕墙材料,近几年才开始在国内的高层建筑中流行,一些消防专业人士对它也不太熟悉。据建筑公司的一位总工程师向本刊记者介绍,TVCC大楼为了使人从飞机上看到屋顶也是金属色,屋顶也被钛锌板覆盖。仅从设计上说,外墙与屋顶形成连续的折线面,均以金属幕墙系统连续转折,流畅整洁。但由于楼顶是北高南低的造型,烧熔的钛锌板往下倾泻,因此最后大楼的东、西、南三面的外立面烧毁严重。
本刊记者查阅资料获悉,TVCC大楼外立面采用的是从德国进口的钛锌板。“钛锌板是合金,本身是不燃的,它的成分当中99%都是锌,只有少量的铜和钛作为添加剂。”深圳市新山幕墙公司的总经理、教授级高工杜继予告诉本刊记者,在欧洲流行了上百年的钛锌板,近十年才进入国内市场。由于它能随着时间变迁不断氧化,表面能表现出朦胧奇特的渐变过程,有一种特殊的装饰效果。钛锌板的造价非常高,厚度在1.5~2毫米的板,每平方米价格能达到六七百元甚至更高,因此在国内一般建筑中用得不多。“钛锌板是不燃的,可是它的熔点只有400多摄氏度,如果遇到上千摄氏度的高温,它可能熔化后引燃别的易燃品。”杜继予提到,我国还没有制订钛锌板的产品标准,基本上用的是国外标准。
在大楼的外立面之下,还有一层保温层。杜继予告诉本刊记者,近几年我国对建筑节能保温的要求越来越高,新的建筑物在墙体之外,必须附上保温层以满足建筑的传热系数。但是聚苯板作为保温材料是个让人非常头疼的物品,“有点火星马上燃,而且燃烧速度极快”。
于是顶楼着火后的TVCC,熔化的钛锌板高温向下泼,钛锌板下边的保温层则迅速燃烧。整个大楼成了一个套着金属外衣的大巨人,由上及下,在大火烧烤中易燃材料不断点燃。一位专家分析说,为了保持视觉上的美感,大楼外立面的钛锌板竖向拼接,看不到有什么水平面的防火阻隔。保温层与钛锌板或玻璃幕墙之间,易形成竖向150多米的空腔,火势一旦烧起,这个空腔就类似大的抽风机,会进一步促进燃烧。
玻璃幕墙的外立面并不燃烧,在火灾后看上去受损也比较小。但是陈寒根告诉本刊记者,玻璃幕墙在国外被称为“飞行尖刀”,它在爆炸后从高空坠落,有可能砸伤地面的人,或者将救援的消防水带扎破。
装修期
大楼内部缺失的消防系统,成为火灾突显的一个问题。按照北京市消防局新闻发言人骆原的说法,TVCC大楼尚未正式投入使用,也没有通过消防验收。那么负责施工的总承包商就应该让大楼内部的消防系统发挥作用。
“一栋大楼应该有两套独立的消防系统,一套是总承包商自救的临时消防系统,在大楼竣工业主验收后会撤掉,一套是大楼长期使用的消防系统,两套系统只可叠加,不可有衔接不上的空档期。”中国建筑工程有限公司总工王伍仁对本刊记者分析说,如果总承包商在业主验收前就撤掉了临时消防系统,那就造成了很大的消防隐患。
在大火燃烧五六个小时后,2月10日成立的北京火灾调查工作协调小组初步查勘认为,TVCC大楼的主体结构基本没有问题。与CCTV新大楼的纯钢结构相比,TVCC的主体结构采用混合结构:主楼采用劲型结构;群楼采用劲型结构、钢桁架、钢筋混凝土结构。TVCC建筑的梁、柱的中心是型钢结构,比如工字钢,外面绑扎钢筋并浇筑混凝土,从外表上来看和普通钢筋混凝土结构没有什么区别,但由于内部加入了型钢,强度会大大增加。普通钢材在600摄氏度时强度就相当于面条了。
有建筑方面的专业人士注意到,大楼29层空中花园部分玻璃破损较集中,应该是五星级酒店5~26层的连续大中庭部分产生“烟囱效应”,烟火热空气沿内部“烟囱”蔓延,在空中花园部分形成较大压力,突破玻璃产生爆炸效果。而大楼内部正处在装修阶段,大量装修材料容易加大火势。
曾担任上海环球金融中心项目总经理的王伍仁说,在接手492米高的环球金融中心之前,王伍仁专门考察了世界各地超高层建筑的防火设施。“全世界的高楼防火都主要依靠自救,我们公司中标时对金融中心的消防投入是300多万元,最后我多花了1000多万元投入到消防里。”“我们的消防用水通过4节系统送到顶楼,每12层设立一个避难场所,每20层设立一个自动供水的水箱,每2层楼有一套独立的消防管道,每22~26平方米必须有一个灭火器。”
大楼的装修期成为火灾的高发期,王伍仁说,大量的装修材料、油漆等危险极大,所以总承包商要不怕麻烦,每启用一个新的断面,再撤掉断面上原来的临时消防设施。如果遇到业主、监理等要在工地上动火,必须说明动火原因、区域、时间等,有负责人签字,然后总承包商的负责人书面同意后,在派人全程监督的情况下才能动火。2007年环球金融大厦的工人电焊作业时,52层的观光电梯井道曾经起火,“我们的消防措施非常到位,之前又刚刚与上海市消防局一起演习过,一个多小时就扑灭了火,损失很小”。
陈寒根告诉本刊记者:“高层建筑内部的水喷淋系统和消火栓非常重要。一般说,内部水喷淋系统能够保证300平方米以内的消防安全,300平方米以上的面积则要依靠消火栓。美国人使用45年的统计数据是,水喷淋的成功率能达到98%,澳大利亚和新西兰的成功率是100%。施工到哪一层,消防用水管道就应该到哪一层,施工用水管道应该有消防的接口和管道,这样一旦发生火灾,可以保证现场工人第一时间扑救。”
对于新型建筑材料的使用,中国建筑工程有限公司总工王伍仁显得非常谨慎:“我参与建设和参观的全世界大楼里,还不知道有哪座大楼从顶到地都包裹着钛锌板。”王伍仁经常与中东国家打交道,“他们选全世界最好的材料建摩天大楼,但是最好的不等于最新的,我每次向他们推荐一种材料,他们都需要我举出实例,证明这种材料至少安全地使用过10年,他们绝不会成为别国建筑材料的试验品。”■(文 / 吴琪) 火灾消防疑问礼花弹TVCC猜想