商业建筑火灾:思维模式的转变

作者: 时间:2026-03-25 点击数:

供稿/消防科普教育中心 吴佩英

商业建筑火灾是全美消防部门共同面临的重大威胁。无论是家庭经营的小型餐馆,还是大型预制板式配送中心,此类商业建筑在规模、结构设计和整体复杂性上都在持续升级。根据美国国家自动喷水灭火系统协会(NFSA)的数据,2022年全美共发生 522,500 起建筑火灾,其中 140,000 起(27%)发生在非住宅类商业建筑中。

同样,美国国家自动喷水灭火系统协会的报告显示,95%的民众火灾死亡发生在住宅建筑中,但住宅建筑火灾仅占建筑火灾总量的 73%。鉴于这一因素,消防部门必须仔细审查商业建筑风险,并根据这些统计数据实施有效的战术,包括室内行动。为了高效应对商业建筑风险,我们必须了解存在哪些危险以及有哪些变化对消防工作既有利又有弊。

了解建筑结构类型

传统商业建筑通常被划分为 I 类或 II 类建筑结构。回顾一下,I 类建筑是耐火建筑,其使用的建筑材料和建造技术旨在最大限度地延缓火势蔓延并保持建筑结构完整性。这类建筑通常包括高层建筑、多层办公楼和其他大型综合体。

II 类建筑是不燃建筑,其采用的材料和技术旨在防止起火、燃烧或避免任何结构部件助长火势蔓延。这类建筑常见于新建教育机构、商场和中低层商业楼宇。与普遍认知相反,II 类建筑在火灾中仍可能失效,即在未受防火保护的结构构件(如钢梁、钢桁架)遭受直接高温炙烤或火焰冲击时(照片 1)。

其他常见建筑类型包括普通建筑结构。这种建筑风格采用了承重砖墙,搭配木质屋顶 / 楼板结构。

重型木结构在二战后较少使用;但由于这类建筑能够经受住时间的考验,所以至今仍然存在。这类建筑的结构采用 6-8英寸厚的规格木材。虽然其结构稳固,但在火灾时可能需要大量水源进行灭火。最常见的重型木结构建筑包括大教堂 /教堂和老式磨坊工业建筑。

V 类建筑是传统的木框架结构。这种结构类型常常被认为只用于独栋住宅,但如今已应用到商业建筑中。采用工程构件与系统后使建筑施工更加简便——经过工程处理的材料尺寸精准且直角规整,从而提升建造效率与速度。

理想情况下,我们只需掌握这五类建筑类型即可,但现实是混合建筑正日益普及。裙楼结构就是一种常见的混合建筑,即在商业风格的建筑之上建造住宅建筑。底层通常是 II类建筑结构,上层是 V 类建筑结构(照片 2)。一楼是餐厅、商店或小型办公室,上层则是公寓或产权公寓。这类建筑给消防部门带来了挑战——火灾报警系统在不同的使用场所之间往往独立运行,而且灭火系统也按各个场所及其使用类型差异化配置(这与传统商住混合建筑不同)。

除了建筑类型之外,商业建筑内的物品也各不相同,这给消防体系带来了挑战。美国消防体系主要针对独户住宅标准火灾荷载设计和构建。商业建筑却普遍存在特殊高烈度火灾荷载。现代商业建筑内常见高风险物料包括托盘化塑料制品、危险材料和大量燃料(照片 3)。再加上多数商业建筑是为了特定用途而建造,并非像住宅那样是为了居住舒适,而且没有太多空旷或闲置空间,因此从设计角度来看,其火灾荷载就呈指数级增大。在商业建筑进攻性灭火行动之前和行动过程中,均必须考虑到这一点。

另一个需要考虑的因素是生命危险。很多时候,除了进入建筑内的消防员之外,这些建筑内并不存在其他生命危险。我们并不是说消防员应该站在外面,任由商业建筑被烧毁;我们的意思是,在让队员投入灭火战斗之前,要认真审视风险与收益以及实时的战术成果。历史和统计数据都向我们表明,商业建筑火灾中民众遇险概率极低,而消防员面临的伤亡风险显著升高(高风险 / 低收益)。例如,查尔斯顿超级沙发店火灾中 9 名消防员殉职;伍斯特冷库火灾中 6 名消防员殉职;哈肯萨克福特展厅火灾中 5 名消防员殉职。我们并不是说,如果有人失踪或被困,我们就不采取措施搜查建筑内所有可能有受困人员的区域,但在处理商业建筑火灾时,我们确实应该认真权衡风险与收益。

建筑是否配备自动喷水系统?消防部门是否已启动系统支援?现有人员能否支撑强攻内攻灭火行动?是否具备持续/充足水源供应?建筑结构是否稳固?建筑是否存在坍塌风险?建筑内有哪些物品?如前所述,此类建筑绝非单纯放大版的住宅——其规模、设计与布局存在显著差异。明显对比示例:相较于独户住宅,商业建筑普遍存在疏散出口配置不足的情况。

了解建筑系统

当面对商业建筑火灾时,我们要如何做好准备,以确保我们有最大的胜算呢?我们需要了解建筑系统,包括灭火系统、火灾报警系统、通风系统以及竖管系统。喷淋系统是建筑的第一道防线,可遏制和控制初期火势。喷淋系统是按建筑布局和内部物品情况设计和规划。如果内部物品发生变化,而喷淋系统却未相应更新以应对新的火灾荷载,则可能引发一场大火。

值得注意的是,并非所有商业建筑均配备有喷淋系统。系统的安装和设计基于消防规范中详细列出的众多因素(照片 4)。尽管如此,喷淋系统在减少建筑内的火灾损失和人员伤亡方面确实发挥着显著作用。喷淋系统是最快能将水喷向火源的方式,而且消防部门必须通过消防水泵接合器,以每平方英寸 150 磅的压力,使用至少两条 2.5 英寸的水带和充足的水源来对其进行支持(照片 5)。我们必须转变思维方式,将喷淋系统视为第一响应灭火力量,并且必须支持喷淋系统的运行。

消防员必须深刻掌握三大核心要点:喷淋系统的工作原理、支援供给方法及安全关闭时机。系统关闭的黄金时间点为火势受控后 20 分钟,切忌因消防队到场就贸然关闭喷淋系统。关闭喷淋系统必须满足三项前提:火势已完全受控、手持水枪防线部署完毕、火势蔓延风险已降至最低。

竖管系统也是建筑消防的关键设施,其核心价值在于支持建筑内部远程连接供水,实现高效水带部署与灭火。消防队伍必须通过培训掌握三大核心能力:竖管系统供水方法、系统的局限性、水带连接与使用。需特别强调的是,唯有通过常态化模拟演练,才能确保火灾扑救行动中对该系统的可靠运用。

空气管理至关重要。必须认识到商业建筑内的空气供给条件与独户住宅存在本质差异。由于商业建筑体量庞大、结构复杂,消防员极易陷入空气不足的紧急状况。如前所述,此类建筑的疏散出口数量远少于传统住宅。不同于可通过窗户逃生的住宅结构,商业建筑往往窗户稀少且出口有限。这些建筑特性会严重制约消防员在商业场所中的自救能力(照片 6)。

另一个建筑特性是通风。许多商业建筑配备大型通风扇,既可协助排烟,又能通过楼梯间正压送风提升疏散效率。这些系统能显著提升消防员作战效能,并增加潜在火灾受害者的生存概率。但必须再次强调:消防部门必须透彻掌握通风系统对火势发展的影响机制。消防员还需实地操作熟悉辖区内各类系统,绝不能在建筑起火时才首次接触这些系统。

火场扑救行动

商业建筑火灾的现场行动仍遵循基本火场处置优先事项,但具体执行存在显著差异,主要体现在消防员配置数量、建筑规模、火灾荷载及水源供给等关键维度。根据美国消防协会(NFPA)1710 标准《职业消防部门组织和部署灭火行动、紧急医疗行动和特殊行动》,商业建筑火灾需投入 28 至 43名消防员,而住宅火灾仅需 15 名。对于独户住宅结构,消防车自带水罐通常足以应对(美国消防安全研究所研究表明扑灭单个房间及其内部可燃物往往只需不到 300 加仑水量);因此,在独户住宅火灾中,我们通常可依赖消防车自带水罐来确保供水充足。

相比之下,商业建筑火灾需要通过消火栓管网连接或水罐车循环供水来建立可持续水源,从而确保同时满足建筑消防系统和灭火行动的双重用水需求。

在开展商业建筑火灾扑救行动之前,必须先建立供水系统。运用公式【长(L)× 宽(W)÷3】可计算出该结构所需的水流量(加仑 / 分钟,gpm)(照片 7)。

在实际的灭火行动中,有许多因素需要考虑。现场喷淋系统是否能够有效控火?供水系统能否支撑室内灭火作战?到场人员是否足以满足持续作战需求?建筑结构对灭火行动有何反馈?若喷淋系统已有效控火,最佳灭火策略可能是使用 1.5 英寸至 2 英寸的传统手持水带——因为喷淋系统已通过商业火灾所需的“大水流量”控制住火势。这看似违背“大火需大量用水”的传统教条,实则形成战术协同——喷淋系统提供大量用水,消防水带转而用于余火清理与深度灭火。应根据火势实际规模及潜在风险调整水带部署方案。

在实施灭火行动时,选择正确的行动通道至关重要。商业建筑与普通独户住宅存在显著差异。必须充分评估最佳入口位置,确保水带线路高效铺设以接近火源,同时优化队员作战效能和空气供给。对于未安装喷淋系统的建筑,需要水带和集水射流设备来满足“大量用水”需求。应部署 2.5 英寸或更大口径的水带,以满足控火和灭火所需流量(照片 8)。鉴于这种流量需求,事故指挥官(IC)必须综合评估火势对建筑结构完整性的影响,以及除消防员外其他潜在受困人员的情况。再次强调,我们并非主张消极外攻,而是要求事故指挥官基于严谨的风险效益分析制定周密的战略计划。在判断是否部署 2.5 英寸水带用于内攻时,必须充分考虑实际部署耗时,并预判水带就位时火势的蔓延方向和强度。

需要注意的是,一条 2.5 英寸水带(每 50 英尺充水后)的重量约为 106 磅,配备 1.5 英寸喷嘴时流量可达 250-260加仑 / 分钟。现场是否配备足够人员轮换因空气耗尽或任务受阻的大编组作战人员?是否配置了快速干预小组(RIT)及足量 RIT 装备包以应对多组人员受困情况?是否需要启动二级、三级甚至四级警报来满足不断升级的灾情需求?

商业建筑的通风作业极具挑战性。其难度取决于建筑规模和布局——使得窗户可能无法作为通风通道。垂直通风虽为理想选择,却受限于屋顶结构,往往最终耗时耗力。应评估屋顶结构稳定性及是否存在阁楼空间。如果可能的话,应尽量避免火势窜入阁楼空隙。正压通风可作为备选方案,尤其适用于火势被控制在可进入且与主体建筑隔离的空间,例如无相邻蔓延风险的沿街商铺或建筑内独立办公室。但若空间较大且开阔,小型车载排烟风机将难以奏效,因其根本无法提供足够的动力将空气送入建筑内以形成正压。此时,应调用卡车或拖车搭载的大型正压风机(这类设备通常需要跨区域调度)。再次强调,可用资源往往决定战术选择。

在商业建筑火灾中,搜救工作依然至关重要。尽管根据建筑结构和火场情况可能适当降低优先级,但仍需彻底完成搜救以确认无受困人员。(在未明确排除前,应按“建筑内有人”开展行动。)若目击者指证或建筑特征表明存在人员受困可能,则必须协调灭火进攻同步实施强力搜救。需要注意的是,此类建筑的搜救作业更为复杂,将消耗更多资源、时间及人力进行统筹管理。

在商业建筑火灾中必须明确指导搜救战术及位置——例如应优先搜索着火层、火势上层及顶层(这些高风险区域需在搜索下层前完成排查)。这不仅实现战略与战术层面的统一,更能提升现场作业的责任追溯性。相较于笼统的“初步搜救”指令,明确指定“着火层初步搜救”等具体任务既提供清晰行动方向,也强化了各作战单元的责任边界。

作为事故指挥官,必须避免让单个作战分队超负荷承担任务。需根据分队实际能力合理配置资源以确保有效且高效地完成任务。这一原则适用于所有火场职能,尤其对商业建筑的搜救行动更为关键。

强有力的指挥体系对处置此类警情至关重要。鉴于商业建筑火灾具有人力密集型特点,必须提前调集充足人力和资源进行部署应对。及早启动增援警报能确保有足够人员和资源可用;宁可备而不用,也绝不能面临任务无人执行的困境。

此外,应将移动通风设备、空气补给设备等响应时间较长的特种装备预先纳入应对方案,确保事故指挥官应对其他突发挑战时关键资源能够及时到位。在事故初期就调派这些装备可保证其能在需要时及时抵达现场。作为事故指挥官,必须预判事故发展态势,始终领先于作战分队需求、灾情演变和建筑结构变化一步。

作为事故指挥官,最艰难的决策之一就是何时将消防队员部署到立即危及生命或健康的环境(IDLH)中以及何时让消防队员从这种环境中撤离。在派遣消防队员进入建筑内部或者从进攻模式转为防御模式之前,需要考虑很多因素。一些危险信号通常能帮助事故指挥官决定是否从进攻模式转为防御模式,例如,建筑类型、建筑处于火灾状态的时长、建筑状况的变化以及外部指挥部门和内部消防队员的不同报告。建筑内部的消防队员表示他们正在控制火势,但从外部看情况却没有好转甚至在恶化吗?有没有报告称易燃液体在消防队员身后复燃、发生爆炸或者完成所需任务的人员不足呢?这些危险信号是事故指挥官从进攻模式转为防御模式的良好指示。事故指挥官必须安排足够的资源,以应对可能出现的任何情况,尤其是在处于进攻模式的行动中接到紧急求救信号的时候!

商业建筑火灾是消防部门面临的一项挑战。每个消防部门辖区内都有一定形式的商业建筑,因此必须做好准备,进行相关培训,随时应对这类建筑发生火灾的情况。通过合理的预先规划、培训以及响应计划制定,我们才能为成功处置下一次商业建筑火灾奠定基础。

作者简介

BRIAN ZAITZ 是密苏里州柯克伍德消防局负责行动与培训的助理局长,同时担任美国联邦应急管理局密苏里第 1 城市搜救特遣队的安全官。他兼任国际消防教官协会主席、圣路易斯县消防培训官协会主席、Detectogether 组织的消防服务咨询委员会成员以及密苏里州消防安全与教育委员会委员。此外,他是《消防工程》杂志的撰稿人及顾问委员会成员,并担任消防部门教员会议(FDIC)的研讨会导师,曾在 2023年消防部门教员会议上发表主旨演讲。他拥有人力资源开发硕士学位,毕业于美国国家消防学院行政消防官项目,并具备消防总指挥和消防培训总指挥的专业资质。

MIKE MARTIN 是密苏里州芬顿消防保护区的大队长,在消防与应急服务领域拥有 31 年从业经验,持有消防服务商业管理学士学位及消防科学副学士学位。

转载自:应急管理部上海消防研究所

ballBET贝博BB艾弗森版权所有