世界各地的城市都在快速發展。目前,地球上超過一半的人口居住在城市地區,而且這一數字還在逐年增加。隨著城市規模的擴大和建築高度的增加,火災風險也隨之上升。人口密度高、高樓林立以及複雜的基礎設施都使得火災更難撲滅,一旦蔓延,損失也更大。
主動式消防系統,尤其是自動灑水系統,是應對這項挑戰最行之有效的工具之一。美國國家消防協會 (NFPA) 和其他權威機構數十年的數據表明,噴水滅火系統能夠挽救生命、保護財產並減輕消防部門的負擔。它們不僅是建築設施,更是公共安全基礎設施。
本文探討了主動消防對下一代城市的重要性,數據告訴我們什麼,以及沙烏地阿拉伯的NEOM等特大城市計畫是如何在設計時考慮這些挑戰的。文章也探討了社區和政府可以利用哪些政策工具,使自動灑水系統成為人們生活和工作場所的標準配備。
城市消防挑戰
聯合國預測,到2050年,全球近70%的人口將居住在城市。這些城市大多位於亞洲、非洲和中東的發展中地區,這些地區的城市發展速度已經超過了地方政府建造和維護消防安全基礎設施的能力。
這種趨勢造成了消防安全專家所說的「火災風險缺口」。隨著建築物越來越高、社區越來越密集、人口越來越多,單次火災的後果也越來越嚴重。在防護完善的建築物中,一場可能只局限於一個房間的火災,在防護措施不足的建築物中,可能會蔓延到樓層和走廊,危及成千上萬人的生命。
2017年倫敦格倫費爾大廈火災的悲劇奪走了72人的生命,使全球關注這些風險。這場火災表明,當住宅高層建築缺乏或消防安全系統(包括主動滅火系統)不足時,會發生什麼。
城市地區的消防工程必須從規劃的最初階段就考慮到這些現實情況。消防安全絕非事後考慮,必須從一開始就融入城市和建築的設計中。
一種新型的城市發展模式正在興起:規劃型特大城市。這類大型城市環境的設計目標通常包括永續性、科技融合和現代生活水準。尤其值得一提的是,中東地區已成為此類生活環境的中心。
沙烏地阿拉伯的NEOM計畫是其中最著名的例子之一。 NEOM最初設想是一條長達170公里(106英里)的線性城市,被稱為「線」(The Line)。它是沙烏地阿拉伯「2030願景」計畫的一部分,旨在實現經濟多元化和基礎設施現代化。儘管該項目規模已大幅縮減,並計劃於2030年完成約2.4公里(1.5英里)的第一階段,但它仍然代表著對城市未來形態的一次認真探索。
其他具有里程碑意義的「2030願景」項目包括紅海全球旅遊開發項目、集娛樂和體育於一體的吉迪亞以及正在進行現代化基礎設施修復的文化遺產地迪里耶門。每個項目都涉及複雜的大規模建設,需要先進的消防和生命安全規劃。
數據顯示:自動灑水系統的有效性
消防灑水系統有效性的證據確鑿無疑。這些證據來自包括美國消防協會 (NFPA)、美國國家消防灑水協會 (NFSA)、美國消防灑水聯盟 (AFSA) 和家庭消防灑水聯盟 (HFSC) 在內的多個組織數十年來收集的真實火災資料。數據清晰地表明了這一點。
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安裝自動灑水系統的房屋,平民死亡率比未安裝系統的房屋低87%。
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安裝自動灑水系統的房屋,消防員在火災現場受傷率降低了67%。
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與沒有噴淋裝置的火災相比,平民受傷率降低了27%。
2010年至2014年間,僅在美國,未安裝自動灑水系統的房屋火災平均每年造成2660人死亡。這一數字是安裝了自動灑水系統的房屋火災年均死亡人數的60倍以上。這些數據反映了美國消防協會(NFPA)多個報告期間一致的趨勢。
- 安裝自動灑水系統可使火災中財產損失平均減少 30-70% (NFPA)。
財產損失因場所類型而異,但整體趨勢清晰可見。美國消防協會(NFPA)的數據顯示,安裝自動灑水系統後,製造業工廠每千起火災中的平民死亡人數可減少60%,商店和辦公室可減少74%,醫療機構可減少75%,飯店和汽車旅館可減少91%。
安裝自動灑水系統的建築物,每次火災的平均財產損失也顯著降低。美國消防協會(NFPA)的數據顯示,對於飯店和汽車旅館而言,安裝自動灑水系統的建築物平均損失為 5,900 美元,而未安裝自動灑水系統的建築物平均損失為 13,400 美元,兩者相差 56%。這些節省不僅對業主個人意義重大,對保險公司、社區甚至整個經濟也同樣意義非凡。
自動灑水系統最重要的作用之一是能夠有效控制火勢蔓延。噴淋頭一旦啟動,便會迅速回應起火房間內的溫度變化。大多數情況下,只需一到兩個噴淋頭即可控制火勢。
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安裝了自動灑水系統後, 96-97%的火災被控制在起火房間內。
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在所有已通報的火災事故中, 90%以上的火災僅需6個或更少的噴淋器即可控制。
這種控制效果在人口密集的城市環境中尤其重要。如果火災僅限於一個房間,則屬於可控的緊急情況。但如果火災蔓延到高層建築的多個樓層,則可能釀成災難。自動灑水系統是目前防止火勢蔓延最可靠的工具。
灑水器用水量也遠少於消防水帶。這意味著建築物及其內部物品遭受的水災損失更少,對供水基礎設施的壓力也更小。
如果安裝和維護得當,自動灑水系統非常可靠。美國消防協會(NFPA)的數據顯示,在已報告的建築物火災中,安裝了自動灑水系統的案例中,91%的案例中系統都啟動了。在少數未啟動的案例中,最常見的原因是系統被手動關閉,而不是機械故障。
這項可靠性記錄已延續超過150年。自動灑水系統於1874年首次在美國投入使用。自那時起,它經歷了數千次實際應用、實驗室測試以及一系列標準開發週期的不斷改進。最終成就了這項既成熟可靠又持續改進的技術。
特大城市設計中的主動式消防措施
傳統建築規範規定了具體的要求:例如牆體類型、門類型以及噴淋覆蓋範圍。而基於性能的消防安全則採用了不同的方法。它定義了目標,例如保障人員安全和限制火勢蔓延,並允許工程師設計即使在非傳統建築中也能實現這些目標的系統。
這種方法對於像NEOM這樣的大型城市開發項目至關重要,因為這些項目通常具有難以簡單歸入標準規範類別的建築形式和居住模式。例如,一座500公尺高(1640英尺)且沒有道路的線性城市,在疏散和消防方面面臨現有規範無法完全解決的挑戰。
基於性能的消防策略通常結合多種工具:模擬火勢蔓延和煙霧擴散的火災建模軟體、模擬人員疏散路線的疏散分析,以及針對每個空間特定風險的滅火系統設計。主動式消防措施,包括噴淋系統,幾乎是所有複雜建築基於性能的消防安全策略的核心。
NEOM是迄今為止最具雄心壯志的城市設計項目之一。即使是規模縮減後的「The Line」第一期工程,也旨在打造一個緊湊、垂直整合的居住環境,容納多達20萬居民。由於沒有傳統道路和車輛,消防應變的模式也隨之徹底改變。沒有消防車,滅火系統必須內建於建築本身。
這使得主動式消防系統不僅成為理想之選,更成為不可或缺的一部分。在傳統消防應變方式無法發揮作用的環境中,噴淋系統和其他內建滅火系統便成為第一道防線。 「防線」的設計需要消防安全專家所說的先進火災和煙霧建模技術、獨特的煙霧控制理念,以及與國際規範的緊密結合。
沙烏地阿拉伯的特大城市計畫也面臨複雜的監管環境。開發商必須遵守沙烏地阿拉伯建築規範 (SBC) 和沙烏地阿拉伯消防規範 (SFC),同時也要滿足熟悉美國消防協會 (NFPA) 和國際建築規範標準的國際投資者和住戶的期望。這種多規範環境使得基於性能的方法和全球認可的消防系統顯得格外重要。
規劃建造的特大城市面臨一系列與自然發展數十年的城市截然不同的消防安全挑戰。了解這些挑戰是有效應對它們的第一步。
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緊急通道:由於沒有傳統的街道網格和消防車通道,滅火系統必須從一開始就納入規劃。主動式滅火系統成為主要的而非次要的滅火手段。
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垂直疏散:高層建築中的人員需要向下疏散多層才能到達安全地帶。噴淋系統透過控制火勢和減少煙霧來爭取時間,使人員有更多時間疏散。
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複雜的混合用途空間:特大城市通常將住宅、商業和娛樂功能融合在同一建築物中。每種用途都有不同的火災荷載和風險特徵,必須在系統設計中加以考慮。
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隧道和地下基礎設施:許多規劃中的特大城市都包含地下交通和公用設施走廊。這些空間需要專門的滅火和排煙系統。
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人口規模:在人口稠密的特大城市中,一次火災事故可能影響數萬人。消防安全事故造成的後果遠比一般建築更為嚴重。
新興的特大城市也是“智慧城市”,這意味著它們利用數位技術來管理能源、交通和服務。消防安全系統日益成為這種智慧基礎設施的重要組成部分。建築資訊模型(BIM)使工程師能夠在施工開始前,在建築物的完整運作環境中規劃和可視化消防系統。
整合式火災偵測系統可與樓宇管理系統通信,自動控制空氣處理、樓梯間加壓、觸發疏散警報並通知緊急服務部門。當這些智慧系統與可靠的主動滅火系統結合時,便可建構出一個比任何單一系統都更快、更協調、更有效的消防安全生態系統。
社區影響與城市規劃
自動灑水系統的益處遠不止於安裝它們的建築物本身。當一個社區廣泛覆蓋自動灑水系統時,該社區的整體火災風險狀況將會改變。
家庭消防灑水聯盟已證實,噴淋系統的普及與社區整體火災風險降低之間存在密切聯繫。住宅噴淋系統安裝率較高的社區,火災死亡率較低,火災相關保險索賠較少,對緊急救援服務的需求也較低。這不僅對建築物本身有益,更關乎公眾健康。
這一點在新興特大城市和發展中城區尤其重要,因為這些地區的公共安全基礎設施可能尚未跟上城市發展的步伐。從一開始就建造主動消防設施遠比試圖擴大緊急應變能力以適應缺乏保護的城市發展更具成本效益。
在許多規劃中的特大城市都已採納淨零排放和永續發展目標的背景下,這種環境特性具有重要意義。灑水系統與NEOM和紅海全球開發等項目更廣泛的永續發展承諾相符。
政策、指示和社區採納
歷史上,消防灑水系統的強制安裝往往是在重大火災事故發生後才推出的。 2017年倫敦格倫費爾大廈火災造成72人死亡,促使英國政府要求英格蘭所有超過11公尺(36英尺)高的新建住宅大樓都必須安裝噴淋系統。蘇格蘭的做法更為嚴格,要求所有新建住宅大樓都必須安裝噴淋系統。威爾斯先前已強制要求所有新建住宅安裝噴淋系統。
在美國,2003 年羅德島州的 Station 夜總會火災造成 100 人死亡,促使 2003 年《綜合消防安全法》迅速通過。該法律要求所有現有容量超過 150 人的夜總會安裝噴淋系統,取消了老舊建築的噴淋系統豁免,並在全州範圍內採用 NFPA 的生命安全規範。
這些案例都遵循一個共同的模式:一場毀滅性的火災引發了公眾對變革的呼聲,從而促使立法者產生採取行動的政治意願。理想情況下,社區應該在悲劇發生之前強制安裝自動灑水系統。但了解這項模式有助於倡議者更有力地論證積極主動的政策。
加州的案例是灑水系統政策方面最具啟發性的案例之一。 1979年,聖克萊門特市成為美國第一個強制所有新建住宅安裝灑水系統的城市。在接下來的20年裡,加州有150個社區通過了類似的法令。 2010年,加州頒布了全州範圍內的住宅灑水系統強制令,並於2011年生效。
先前人們擔心這項強制規定會減緩住房建設,但事實證明這種擔憂是多餘的。該法生效後的頭三年,加州建造了超過13萬套獨棟住宅和15萬套多戶住宅。事實證明,消防安全和住房成長完全可以兼顧。
其他地區也紛紛效法。紐約市在1990年代末通過了第10號地方法律,要求所有新建的四戶或四戶以上住宅大樓都必須安裝自動灑水系統。全國各地的城市也紛紛採納了類似的規定,通常是效法鄰近社區的做法。
並非所有社區都準備好強制安裝自動灑水系統。對於這些地區,稅收優惠和其他市場化措施可以加速系統的普及。阿拉斯加州於1980年簽署生效的第648號眾議院法案,為安裝經批准的消防系統的業主提供稅收優惠。美國《消防灑水頭獎勵法案》提議為加裝自動灑水系統的建築物業主提供聯邦稅收折舊優惠。
社區規劃條例也可以將自動灑水系統納入更廣泛的消防風險管理策略。加州弗雷斯諾市自1961年起,就將自動灑水系統作為其市中心消防安全計畫的核心要素。到1981年,弗雷斯諾市中心商業區95%的建築面積都安裝了自動灑水系統。結果顯著降低了火災損失和消防部門的需求。
對於新興特大城市的開發商和規劃者而言,這些案例傳遞的訊息很明確:積極的消防措施可以作為一項強制性要求,也可以透過激勵措施加以實施,或融入社區規劃之中。多種方法都可行。最重要的是及早採取行動,在建築物建造之前,甚至在火災發生之前就應該著手準備。
國際消防聯盟 (IFSA) 致力於在全球推廣水基消防系統。 IFSA 的《自動灑水系統推廣指南》為倡議者、政策制定者和行業專業人士提供了一份切實可行的路線圖,幫助他們推進所在社區的灑水系統安裝要求。
IFSA 的工作在中東和亞洲等地區尤其重要,這些地區快速的城市化帶來了新的消防安全挑戰,而當地的規範框架仍在發展完善中。 NFPA、ISO 和其他機構制定的國際標準奠定了基礎,但必須根據當地情況進行調整,有效執行,並由訓練有素的安裝和檢查人員提供支援。
培養相關能力,包括訓練有素的承包商、檢驗測試專業人員和了解規範的官員,與規範本身同等重要。沒有執行和維護的要求,就如同沒有保障的承諾。
前進之路
新興特大城市亟需主動消防措施,這點毋庸置疑。數據清晰明了,技術成熟可靠,政策工具也已到位。剩下的,唯有行動的決心。
對於像NEOM這樣的規劃中的超級城市以及其他「2030願景」計畫而言,這是一個千載難逢的機會。這些項目目前正在進行設計。從一開始就內建的消防系統遠比後製加裝的系統更有效、更經濟。今天所做的決定將決定這些城市是否能保障未來居民和工作者的消防安全。
對於世界各地現有和正在發展中的城市而言,實現這一目標需要結合多項措施,包括制定規範、倡導政策、開展員工培訓和提高公眾意識。這些步驟都不容易,但都是可以實現的。那些已實施嚴格噴淋系統要求的社區,其防災效果往往更好,損失更少,抗災能力也更強。
主要建議
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將主動消防需求納入所有新建特大城市和大型開發案的基礎規範和總體規劃中。
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對非傳統建築形式採用基於性能的消防安全策略,確保主動滅火系統是每個消防安全設計的核心。
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利用立法、稅收優惠或社區規劃條例來加速現有住宅和商業建築中噴淋裝置的普及。
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投資於勞動力發展,以便在城市快速發展的地區擁有訓練有素的消防灑水系統設計師、安裝人員以及檢驗和測試專業人士。
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建立國際合作關係,在消防安全規範制定的不同階段,在各司法管轄區之間共享知識、數據和最佳實踐。

