摘要：建不建高層、超高層建筑的爭論，在國際上已延續半個多世紀；在北京也已爭論了二、三十年，但高層、超高層建筑并未因爭論而減少，卻越來越多。9.11事件恐怕也不會迅速冷卻高層、超高層建筑熱，北京、上海都在準備要建世界最高建筑。本文作者曾是我國《高層民用建筑設計防火規范》編制組的成員，對高層、超高層建筑的消防問題深有感觸。作為一名消防工作者，需要面對現實。如何保障高層、超高層建筑的安全，依然是個值得進一步研究的課題（如鋼結構防火）。為此，作者對首都將要建設的CBD超高層建筑群和重要標志性建筑，結合9.11事件提出了加強防災救災的若干建議，特別是鋼結構防火與安全檢測的意見；同時，對首都現代化建設中城市基礎設施防災方面的許多新問題也提出了建設性意見。這對城市規范設計、防火減災和安全管理等都有參考價值，值得引起有關部門的注意。
　　震驚世界的9．11恐怖事件，使聞名于世的美國紐約曼哈頓地區高達110層的世界貿易中心等
7棟建筑轟然倒塌，在那工作的數千名各國人員和參加救災的紐約300多名消防隊員和警察一起遇難。
　　當前，美國有關部門正在調查——曾經是世界最高的標志性建筑為什么不堪一擊？
　　目前，美國和一些國際軍政要員都在研究與實施反恐怖這一21世紀的新課題；而工程技術界正在研究分析或討論世貿中心轟然坍塌這個對超高層建筑安全具有重大影響的新問題。本文圍繞這一驚天大案，從消防防火角度等談談本市中央商務區（CBD）超高層建筑群及其他重要標志性建筑等的防災問題。
　　一、鋼結構不耐火是紐約世界貿易中心坍塌的重要原因
　　紐約世界貿易中心籌建于20世紀60年代，建成于20世紀70年代。世貿中心建設時由六棟建筑組成，共93萬平方米。其中：兩棟姐妹樓為主樓，各有110層、高411．5
m，面積各為
44．6萬平方米，每棟主樓有99部電梯；該中心落成后，有世界800多個貿易公司約5萬人進入辦公，有100多個商店及供2萬人同時用餐的許多餐廳，還有一個火車站、二個地鐵站。紐約世界貿易中心的建成，代表廠那個時代世界科技與建筑材料、建筑結構和建筑設備發展的新水平，是著名的日裔美國建筑師雅馬薩奇等的得意之作。據介紹，世貿中心設計時考慮了“颶風”和波音707等當時最大飛機的撞擊，但沒有想到會被波音767、757飛機撞擊及大量航空燃料的燒擊，致使世貿中心南北兩主樓在恐怖分子飛機撞擊后一個多小時相繼坍塌。據報道，整個救災清理工作要延續到2002年，災后修復重建需要花費幾百億美元。
　　國內外一系列城市災害表明，對房屋建筑而言，最嚴重的災害就是火災、地震、颶風、臺風以及戰爭等自然與人為的災害。現代科技對抵御颶風、臺風、地震的能力日益增強．世貿中心的建筑結構為筒中筒鋼結構，較好地解決了抗風、抗震等問題。但從9．11事件看，火災問題尚未真正解決。在平時或非常時期，火災仍是城市諸災害中危害頻度最大、死傷人員最多的災害之一。許多火災案例說明，建筑火災人員傷亡以煙害為主；而9.11恐怖事件表明，鋼結構不耐火，是世貿中心坍塌、人員大量傷亡的重要原因。美國防火規范對建筑物的抗火能力（耐火等級）的分級為3小時、2小時兩級，對承重墻和支承多層的柱、主梁等承重構件規定其耐火極限為4小時；日本的防火規范要求低些，其相應構件的耐火極限為2～3小時；我國的《高層民用建筑設計防火規范》規定高層民用建筑結構的耐火極限，大致與美、日相似，但略低于美國的規定，如一級耐火等級建筑的防火墻、柱和承重墻、樓梯間墻及梁的耐火極限為3小時和2小時，沒有1小時的規定。從9．11事件看，雖然美國有4小時的規定，但世貿中心被飛機撞擊引發火災后，僅一個多小時大樓就坍塌了。為什么世貿中心化火能力如此之差！我們分析，以下若干因素可能起了重要作用：一是飛機巨大的撞擊力，使鋼結構表面的防火保護層發生松動、開裂以致脫落，使鋼結構有直接被火燒的可能；二是世貿中心建成已近三十年，原有鋼結構的防火保護材料的防火性能可能己經大大減弱；三是大量航空燃料進人大樓．流到那里燒到那里；四是在飛機巨大的撞擊下，樓內的供配電、消防設備等等可能失靈，難以自動滅火、控制火勢蔓延，無法降溫和阻止鋼結構變形。在上述種種因素的綜合作用下，火災的高溫使鋼結構強度迅速下降、變形擴大，無法支持一百多層建筑自身的重量而迅速下塌。總之，火災直接燒烤鋼結構和防火保護層被破壞或失效，高溫使鋼結構軟化，強度喪失，難以支持建筑物的巨大重量，應是世貿中心轟然坍塌的根本原因。這也是我們在進行現代化城市建設中．特別是在高層、超高層鋼結構建筑中應該認真對待的問題；同時，也是我國《建筑設計防人規范》領域有關鋼結構防火處理方面值得借鑒的突出的典型案例，應該深入研究。
　　二、加強北京CBD超高層建筑區域等的防災規劃設計
　　前些時候，報刊等有關媒體報道了北京中央商務區的規劃，其規模約4平方公平方公里。居國內之首，世界少有（近日，又報道北京還將在亞運村附近建設北京的世貿中心；上海要建世界最高的高層建筑）。但有關北京CBD區域或中關村科技園區、奧運村等防災方而的規范設計、安全對策等，尚未見報道。結合美國9．11事件，提出幾點建議：
　　1．研究與提高我國高層、超高層建筑鋼結構的耐火能力
　　大家都知道，鋼結構具有強度大、重量輕、力學性能尤其是抗風、抗震好等優點，因而高層、超高層建筑和一些有特殊要求的工業與民川建筑采用鋼結構的不少（目前，我國又是世界鋼產量第一的國家，有關部門正在研究進一步在房屋建筑中擴大鋼結構的使用范圍）；但從防火角度看，鋼結構雖然是不燃燒體，但很不耐火、這就是鋼結構的最大弱點，這一結論已被無數火災案例和科學試驗所證明，無防火保護的鋼結構（即露明的鋼結構）在火災的作用下．約一刻鐘（15分鐘）左右就會燒損或破壞。因此，國內外都要求對高層、超高層建筑以及受高溫作用（或受高溫威脅）的鋼結構的建（構）筑物都要求進行防火處理。目前，國內外通常是采取對鋼結構表面噴或涂刷防火材料或包裹耐火材料等辦法保護鋼結構不被火焰直接燒烤而提高其抗火能力（在一些工業設施中，還有采取向鋼結構或金屬貯罐等噴水降溫等辦法保護的）。但現今的防火噴、涂材料，大多用化學粘結劑使噴、涂材料粘結于鋼材表面，隨著時間的延伸其防火性能會逐漸下降以致失效（即粘結劑老化、材料松動、分離、脫落等），加上振動、沖擊等影響，加速涂料與結構分離或出現裂縫等，這樣鋼結構就有被火直接燒烤的可能或因涂料自身耐火件性能的降低而影響鋼結構建筑的耐火極限以致倒塌。僅京津地區就有多起鋼結構火災的典型案例，如：1975年，天津體育館（與建于50年代的北京體育館相似）因維修通風管道，電氣焊引燃風道保溫材料而發生大火，致使體育館上（鋼屋架）在失火約一刻鐘時就全部倒塌；三年前，北京玉泉營環島家具城（鋼結構）因電氣設備發生火災，由于建設時施工單位聽從業主的錯誤意見，擅自將鋼結構防火噴涂的耐火極限從規定的1小時降為0.5小時，且噴涂質量又不好，致使家具城在失火后不到半小時就全部燒塌，造成特大火災損失，80年代末，北京國貿中心（超高層建筑，鋼結構）在施可工時中，因電氣焊引發火災，火災持續了二個多小時，幸虧國貿中心的鋼結構已進行了防火處理，且噴涂質量較好，鋼結構未受大的影響（火災后將炭化發泡的防火保護層鏟除，重噴新的防火保護層），得以繼續施工。
　　國內外鋼結構建筑火災正反兩方面的經驗表明，鋼結構防火噴涂的質量、時效、涂層粘結力、使用中是否有松動、開裂或是否受到大的沖擊、震動等等關系甚大；同時，建筑物內（或構筑物附近）可燃、易燃液體流淌、可燃氣體擴散燃燒等等，也都會直接影響到鋼構件的防火安全，應該引起有關部門的重視。為此，有關部門應加強研究，進一步采取可靠的安全措施，保障鋼結構建（構）筑物的消防安全。從目前的情況看。特別要研究耐火性能好、時效長、粘結力高的新的鋼結構防火材料；研制耐高溫價廉物美的金屬、非金屬鋼結構復合防火材料及輕質、高強、耐火的混凝土等新材料，進一步提高地結構的耐火能力，應是我國建筑界、工程界和消防界的新課題。
　　從《建筑設計防火規范》角度，結合美國9．11事件是否應對高層、超高層鋼結構建筑物（包括工業建筑和重要設備和重要交通橋梁等構筑物）的防火構造、耐火極限等等提出進一步要求（如輸油、輸氣管道不應敷設在大型鋼結構橋梁上過江過河，或應采取可靠的防火安全措施方可設在大橋上過江過河；再如大型鋼結構橋梁應該考慮大型運輸易燃易爆物品車輛大火成船舶人災對大橋的影響等防災安全措施），改善與提高鋼結構的耐火能力，適當提高重要鋼結構建筑的耐火等級或重要鋼結構構件（如柱、梁、屋架、樓板）的耐火極限。
　　2 鋼結構建（構）筑物應定期進行耐火檢測
　　目前，北京采用防火保護的鋼結構建筑物約有數百棟、近千萬平方米。在設計與施工中．一般只按照防火規范有關耐火等級的要求噴（涂）規定厚度的防火涂料，但這此建筑物到底能耐火多少年，或使用多少年應當進行耐火檢查或科學測試，目前國家、地方或行業管理部門均無具體規定。從美國9．11事件，從保障鋼結構建（構）筑物的長遠安全看，應該做出必要的規定。如：1）按照不同的性質，不同耐火等級，確定經過防火處理的鋼結構建（構）筑物定期耐火檢查、測試的年限（如十年、二十年、二十年、五十年等等）；2）為方便耐火檢查、測試，應在設計、施工時，對關鍵構件、節點創造（或預留）進行耐火檢查、測試的條件，并應設置明顯的標志；3）對難以進行檢查、測試的重要隱蔽部位，宜采取做試件的辦法，并應將試件放置在與建（構）筑相同的場所（或部位），方便定期進行外觀檢查（如涂層變化、松動、開裂、風化等情況）與科學測試（檢驗耐火極限下降情況）。為鋼結構建（構）筑物的定期維修年限與耐火的真實能力積累科學數據。
　　3．提高高層、超高層建筑和地下建筑的防災抗災能力
　　當前，城市建筑的發展是向高空和地下兩極發展，高層建筑、地下建筑越來越多；又由于高層（含超高層建筑，以下同）建筑、地下建筑自身的種種特殊性，容易引發火災等重大災害事故，因此要求我們在規劃建設CBD區域或其他區域的高層建筑、地下建筑時，要考慮好消防防災和滅火救災等有關防災、救災技術措施與對策，從根本上提高高層建筑和地下建筑的安全度，增強其防災抗災能力。除前面涉及的鋼結構耐火問題外，特別要處理好以下有關事項：
　　l）高層建筑、地下建筑的安全疏散設施必須可靠及長期有效才能確保高樓大廈、地下建筑平時和火災等非常時期人員的安全疏散。
　　防煙樓梯、疏散走道應保持通暢，疏散照明、指示標志、火災報警、滅火設施、防煙排煙等等應長期有效；裝修設計、裝修施工不應破壞原設計的安全格局及報警、滅火設施，必須從安全防災出發，使用不燃、無毒（或低毒）的裝修材料，嚴格控制可燃、有毒、發煙量大的材料。進行耐火、阻燃處理時，要選用時效長的材料；要提倡在一棟建筑物內采用機械防煙與自然防煙（如帶凹廊形式的自然防煙前室）相結合的防煙樓梯，真正提高防煙樓梯的安全度（如日本東京新宿中心的一些超高層建筑，大多設置一個機械和一個自然防煙的樓梯間及前室，這種組合方式，比兩個自然防煙方式或兩個機械防煙樓梯的安全度高）；對超高層建筑，一定要做好避難層（或避難間）和屋頂停機坪等避難救災設施；要從嚴掌握玻璃幕墻的設置，必要時一定要嚴密防火措施，如每層外墻應設窗檻墻或相應的阻止火勢蔓延的其它有效設施，幕墻安裝必須牢固，預防或減少因火災、大風、地震等引發次生災害。
　　2）合理安排、處理建筑物所需的熱源、冷源、電源、氣源等相關設施的安全防災問題。
　　當建設工程不可能利用城市或區域集中采暖、供熱設施，需要自行解決，不論采用燃油、燃氣鍋爐、直燃機采暖、供熱、制冷（亦或采取電制冷、燃氣制冷）或利用燃油、燃氣自備發電等，都應合理布置這些設施，即要有（或預留）符合防火安全要求的場所。除電制冷外，這些場所應盡量與主體建筑分開布置；必須布置在主體建筑（或地下）時，應考慮燃油、燃氣場所自身安全及相應安全設施的可靠性（即要考慮這些安全設施是否長期有效），特別要避免沒有自然通風、采光或沒有建筑防爆泄壓條件的場所安排燃氣設施、暗廚房等。對盛裝油品等可燃液體設施的場所，要有自動滅火和防止液體流淌擴大蔓延的措施；對燃氣場所，要有建筑防爆泄壓、〔自動報警、事故排風、電氣防爆以及快速切斷氣源裝置；對建筑物內外輸送可燃氣體、可燃液體的管道要安全布置，避開人員集中部位和容易引發火災等災害事故的場所，要增設防護套管、防震伸縮、補償等設施；對儲存可燃液體、可燃氣體的地上金屬儲罐、容器等，要有自動滅火冷卻、降溫、防變形倒塌等措施；在平時或事故時，重要消防用電設備要保障正常供電，做到末端自投。同時，消防用電設備的電氣線路應與非消防用電線路分開布置，為火災時及時切斷非消防用電設備電源和防止擴大火災蔓延、減少損失以及為消防撲救與安全救災創造必要條件。
　　3）CBD區域、重要公共建筑、城市標志性建筑和居住區建筑周圍等，要有通暢的消防救災道路和一定的防火安全距離。
　　消防救災道路應成環狀，距被保護對象宜為5～6m，消防救災道路的路面和路下各種溝、管的蓋板要有承受大型消防車等救災車輛裝備的能力，一般不應小于30噸（具體可依城市實際配備的救災裝備確定）。特別要注意高層主體或裙房建筑周圍向外擴展的地下室頂板和商務區、居住區高架花園頂板的承載能力也應適應大型救災車輛裝備通行和工作的需要，否則，必將嚴重影響高層建筑的滅火、救人等各種救援的需要。上述區域和城市重要建筑等與有礙其安全、容易引起火災、爆炸、中毒等大面積災害的設施（如城市液化石油氣儲配站、大然氣儲配站、氣化站、高中壓調壓站和大型油罐、油庫及化學有毒、爆炸物品庫房等）應保持足夠的防災安全距離。特別要注意個要將重要建筑、居住區等布置在液化石油氣儲配站附近，因為這類設施燃燒爆炸波及面很大，一般在幾百米至幾千米。目前，本市有些開發項目距離這些設施較近，已存在一些隱患，應引起規劃、設計和城市開發部門的注意。對市區的危險設施宜采取遷離、改變使用性質或設置綠化安全隔離區；也可暫緩安排建設鄰近項目或停建、改建。總之，要為現代化、國際化大都市、為人民群眾創造優美、舒適和安全的環境。
　　4）加強消防站、急救站等城市救災設施的建設和提高城市生命線工程的安全度
　　A．CBD、高科技園區、大型商業文化區、居住區和郊區衛星城及新型城鎮等均應同步規劃建設消防站、急救站等城市基礎救災設施。目前，北京市消防站布點與建設還很不完善，欠帳很多，與國家《消防站建設標準》和天津、上海等城市比較均有較大差距，與國外同等規模現代化城市比較差距更大，應抓緊落實總體規劃防災建設，不能再欠新賬。
　　B．要提高防災設施自身的安全度。消防站、急救站等城市救災設施，是平時和非常時期進行滅火救災、救人的城市基礎設施、救災設施（還包括水源、通信、道路橋梁、消防救災、車輛裝備等等），其重要性決定了這些救災設施（指站房、救災車輛的車庫等）自身防火防震要求應有別于（或略高于）其他建筑，否則就難以完成國家所賦予它的救災使命。歷史上有很多深刻教訓，如美國的舊金山大地震，消防站全部倒塌。大火三天三夜不滅；我國唐山地震，消防站也都倒塌，群眾徒步到消防站報警（因有線設施全部破壞，無法用電話報警），到消防站見到房屋倒塌，人員傷亡、車輛砸毀，只能傷心的走了；北京遠郊區一座大型企業發生重大燃燒爆炸事故，貯氣罐爆炸的沖擊波使相距100余米處的企業消防站車庫大門變形，消防車無法出動，貽誤了滅火戰機。為此，我國現行的《消防站建設標準》，對城鎮消防站的防火、抗震等防災要求作出了專門規定：其站房、車庫的耐火等級不應低于二級；抗震設防要求——對低烈度地區（如6度、7度區）要求提高1度設防；對高烈度地區（如8度、9度區）規定地震力不提高，但其防震構造要求按提高1度處理，并要求對站房、車庫的框架、大門等的變形要進行驗算，以保障大震時消防站不倒塌，消防車庫大門不發生大的變形，消防車可以迅速出動投人滅火救災工作。
　　北京市處于強烈地震區（設防烈度為8度），是個有一千幾百萬人口的國際大都市，中央黨、政、軍所在地，位于我國一百多座設防城市之首，消防站、急救站等城鎮救災設施的防災、抗震極為重要。但目前北京的消防站等在自身防震安全方面還存在不少問題：一是還有一些消防站（唐山地震前建設的）還未進行全面的抗震加固，很不安全；二是唐山地震后建設的一些消防站也不符合現行國家《消防站建設標準》要求（即構造措施和變形要求不合格），也要加固；三是有關部門對救災設施自身安全的重要性認識不足。今后建設新消防站等救災建筑時，要高度重視其自身的防災抗震能力，提高施工質量。救災設施自身的安全直接有關城鎮防災安全大局，設計、施工和市政管理以及消防部門等均應抓好此項工作。急救站應同消防站一樣要求加強防災抗震等自身安全的能力。
　　C．加強城市生命線工程和救災隊伍業務與裝備水平
　　（a）水、電、燃氣和油料、熱力、通訊（包括國家、地區和城市各種信息網絡等等）是現代化城市正常運轉和人民群眾工作生活的必需，亦即人們常說的城市生命線工程，充分說明了它的重要地位；其中油、氣罐站裝置，輸油輸氣管道、設備還往往會引發燃燒爆炸事故和人員傷亡。因此，城市生命線工程的自身安全與日常運行安全，防止跑、冒、滴、漏和各種事故，加強與完善這些設施的防災工作，特別是提高這些工程在平時及非常時期的設防安全，提高工程質量、加強運行安全管理具有重要意義。作為現代化、國際化城市，必須制定生命線工程防災規劃與救災預案，加強演練。有關基礎信息資料、防災救災對策，各種應急措施方案，救災機構分工和各有關部門職責以及參加救災的軍警部隊等信息均應輸人城市防災救災中心，在城市或地區最高領導或分管市長的統一領導下，應對可能發生的各種災害事故，確保城市安全。
　　b）當前，尤其要加強首都城市高壓電纜隧道網的、防災與救災準備。隨著城市現代化建設的迅速發展，北京四環路以內城市地下高壓電纜隧道網已有二、三百公里。連結
30多座110 kV至 220
kV變電站和二個熱電廠，電纜總長達數千公里。由于種種原因，本市地下高壓電纜隧道存在較多不安全因素，又缺少有效救災設施、裝備。比較突出的如：高壓電纜隧道普遍沒有強制通風設備，電纜過熱、絕緣老化、龜裂，電纜油滲漏以及隧道滲水、漏水，金屬材料腐蝕等等，隨時都有引發重大事故的可能，迫切需要加強防火、防災與綜合治理。如：做好通風降溫、防水、防腐和各種有效的防火分隔、封堵，防止延燒等基礎性防災工作；同時，要加強電纜預測預警工作，將電纜火災控制與消滅在孕育階段，防患于未燃；此外，要加強研究負荷調整，提高運行安全度。發達國家大多采取較低負荷運行，安全系數較大，而我們往往是滿負荷甚至超負荷運行，加劇了不安全因素。
　　D．加強救災業務與裝備建設
　　過去，人們常說北京消防防災救災有四大難題——一即高層建筑、地下建筑、石油化工油氣罐站及古建筑。而現在的難題已遠不止這四方面，如CBD超高層區域建設與運行管理，中關村等高科技園區建設與生產；隨著計算機技術與信息技術的發展，信息中心、網絡中心如雨后春筍發展極為迅速，城市通信方式、通信手段不斷更新。首都的通信中心、信息中心、金融中心、指揮中心以及調度中心等設施的大量建設，這些中心的地位與作用日益強化。信息技術使世界變小，使千家萬戶、使各大企業、世界各國緊密相連，從研制、開發、生產、銷售、供應到維修服務已連為一體，一些設施（中心）如果發生火災，將造成巨大損失與影響，真所謂“一發動千金”。如前幾年東南某市和西南某地區通信大樓發生火災，使整座城市對內對外通信聯絡全部中斷達數十小時，造成重大損失與無法挽回的影響。而前述新型產業、新型技術、新型設備，其防災救災均不同于過去，需要新的防災技術措施，新的救災裝備，都需要有專業技術知識并經過專門培訓的防災救災人員。目前北京的情況，北京的防災救災設施還很脆弱，還有較大差距，還不適應信息技術、信息社會、現代高新技術發展的需要。因此，政府和有關部門應大力加強新興技術、新興產業、信息中心、網絡中心防災救災的研究和開發新型救災技術裝備，大力開展專業人才的培養、訓練，適應新形勢、新任務和世界經濟一體化對防災救災的需要。
　　三、加強城市標志性建筑的防災工作
　　北京是世界著名的文化古都，又是正在向國際化大都市邊進的特大型城市，從過去到現在，各個不同歷史時期都有一些重要標志性建筑，如：故宮、天安門、人民大會堂、革命歷史博物館、毛主席紀念堂、中華世紀壇等等。目前，已經動工或準備動工的有國家大劇院和西直門立體交通樞紐工程。這兩項工程都是通過國內外招標由外國設計的國家和北京市的重點工程，也是新時期具有鮮明特色的重要標志性建筑。一個位于大安門廣場、大會堂西側的國家大劇院，另一個位于西直門立交橋西北側的西直門立體交通樞紐。這兩個工程不僅防災而且在救災方面均有一系列特殊性和一些先天存在的復雜因素，不加強防災研究與管理，都容易引起重大事故、國家大劇院布置在一個巨大鈦合金橢圓形殼體內，人員聚集的幾個劇場均位于地面以下，數千人進出與觀看節目均在地下，防火、防煙、排煙、報警、滅火、安全疏散等要求很高，一旦某些設施故障、失靈或發生火災等，均將嚴重威脅大劇院人員的生命安全。而西直門立體交通樞紐是將地鐵、城市鐵路、國家鐵路和地區公共交通組合一起的國內第一個大型立體交通樞紐。該樞紐地下三層、地上（最高）24層、總建筑面積二、三十萬平方米，外觀為通透豁亮的玻璃建筑。該工程功能復雜，不僅有眾多的交通設施，還有大型超市和地下停車庫、酒店及高檔辦公樓、公寓式寫字樓、指揮中心等。每天進出人流將達一、二十萬人。其突出問題是法國建筑師采取全玻璃幕墻、全通透式概念設計，一棟高層主體周邊均采取懸臂結構，對防震抗震不利；還要采取一系列防止水平和縱向蔓延的防火措施，隨著時間的推移，能否保障長期有效，還有待實踐檢驗。
　　標志性建筑不僅具有政治、經濟、文化、歷史的意義，而且又是吸引國內外游人的重要公共場所，其安全防災更為重要。建議政府及有關部門組織專家與相關部門，研究制訂可靠對策與安全技術措施，精心設計，精心施工，投入使用后精心管理，確保標志性建筑的長遠安全。