大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑防火與滅火

王麗

（北京市公安消防總隊，北京 100035）

0 引言

大跨度鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)已被廣泛地運用在各類建筑工程中，例如橫跨1 577 m長的南京長江大橋主橋、主塔樓高330 m的國貿(mào)中心、總建筑面積達(dá)22 749 m2的青島世園會植物館等。

鋼結(jié)構(gòu)建筑的廣泛運用，極大地提升了我國經(jīng)濟價值，使社會、經(jīng)濟得到了更迅速的發(fā)展，但也時常會發(fā)生火災(zāi)，而這類建筑發(fā)生火災(zāi)非但造成重大的人身、財產(chǎn)損失，嚴(yán)重影響社會秩序，還會給消防工作帶來新的突發(fā)情況和問題。例如2009年2月9日晚20時27分，北京市朝陽區(qū)央視新址園區(qū)文化大樓因燃放煙花引起火災(zāi)，過火面積達(dá)8 490 m2，煙塵波及區(qū)域更是高達(dá)21 333 m2；造成十幾層的中庭坍塌，南側(cè)演播廳的數(shù)字機房被燒毀，整個救援過程中造成1名消防戰(zhàn)士犧牲、6名消防隊員和2位施工人員受傷，這次火災(zāi)造成直接經(jīng)濟損失16 383萬元。

為應(yīng)對大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑火災(zāi)事故，公安消防局頒發(fā)了（公消[2010]184號）《關(guān)于開展大跨度大空間建筑滅火救援準(zhǔn)備工作專項行動的通知》，決定在全國范圍內(nèi)發(fā)起大跨度大空間建筑滅火救援準(zhǔn)備工作的專項行動，來解決其救火難題并提升部隊救火技能水平。本文將依據(jù)大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑特征和火災(zāi)特點，簡要分析防火與滅火注意事項。

1 大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑

1.1 結(jié)構(gòu)類型

1.1.1 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)

常用在歌劇院、體育中心、候機廳等的屋頂結(jié)構(gòu)，這類結(jié)構(gòu)具有質(zhì)輕、穩(wěn)定性強、外觀漂亮等特點。

1.1.2 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)

類似于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在布置上都有一定的規(guī)律可循。不同的是前者是曲面狀，后者是平板狀，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)具有用料少、通透感好、覆蓋面大等特點。

1.1.3 索桁架和懸索結(jié)構(gòu)

利用拉索做承重構(gòu)件，按不同形式懸在支撐架上，使之成形，這類結(jié)構(gòu)適用于大跨度的屋頂，它具有節(jié)省用料、施工繁瑣等特點。

1.2 大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑特點

1.2.1 結(jié)構(gòu)跨度大，結(jié)構(gòu)空間廣

建筑承重構(gòu)件（如梁、板以及屋架等）采用了各種鋼結(jié)構(gòu)，具有跨度大、覆蓋面廣、承重能力強的特點。

1.2.2 建筑內(nèi)火災(zāi)荷載量大

某百貨大樓，建筑面積達(dá)26 000 m2，集購物、休閑、娛樂和餐飲于一體的現(xiàn)代化大型名牌購物中心，其間儲存了大量衣物、食物等貨物。大跨度大空間的建筑內(nèi)火災(zāi)荷載量大，而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，給發(fā)生火災(zāi)、火災(zāi)失控留下了潛在隱患。

1.2.3 消防設(shè)施容易損壞

雖然大部分的大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑都設(shè)計兼?zhèn)渥詣訄缶?、噴淋以及室外消火栓等消防設(shè)施，但是往往由于災(zāi)情迅速，這些消防設(shè)施很容易因建筑物坍塌、高溫熏烤造成損壞并喪失消防功能；還有個別違章工程，沒有或很少設(shè)置消防設(shè)施，更是留下了火災(zāi)隱患。

2 火災(zāi)特點

2.1 鋼結(jié)構(gòu)形變，致使建筑物坍塌

火災(zāi)初期，溫度低于160℃時，鋼結(jié)構(gòu)強度會隨著溫度升高而增強；當(dāng)溫度高于200℃，其強度就會開始降低，一般的在490℃左右其強度大致降低一半，當(dāng)高于690℃時，鋼構(gòu)件強度不到原來的1/10，整個過程中由于受力影響逐漸變形，最后使建筑物發(fā)生坍塌。查閱相關(guān)數(shù)據(jù)可得Q235、Q345型鋼是當(dāng)前最常用的鋼結(jié)構(gòu)，它們在滿荷載的條件下，當(dāng)溫度達(dá)到530℃左右就會喪失其靜態(tài)平衡穩(wěn)定性。因為它的導(dǎo)熱快、耐火性弱，發(fā)生火災(zāi)不到20 min就會發(fā)生鋼構(gòu)件坍塌，消防部隊到達(dá)火災(zāi)現(xiàn)場往往錯過最佳控火時機，繼而易造成大面積猛烈燃燒，更甚是造成整個建筑發(fā)生坍塌。

2.2 火勢猛荷載大，難以施救

一般的，大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑火災(zāi)有火勢兇猛、人員密集、荷載量大、升溫快、難施救等特點。其內(nèi)部空間大，空氣充足，一旦發(fā)生火災(zāi)，火勢能迅速蔓延并猛烈燃燒，其產(chǎn)生的煙塵更助長火勢大面積燃燒，過程中消耗大量O2，還會產(chǎn)生CO、NO2、NH3等有害氣體。在大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑中，人流量大、火災(zāi)荷載量大，在進(jìn)行實際火災(zāi)撲救時，障礙物多，人員難以疏通，易造成人員傷亡。例如2003年4月5日，青島正大有限公司某加工車間（452名員工在廠房工作）發(fā)生火災(zāi)，造成21人直接被燒死，8人嚴(yán)重受傷，燒毀面積6 135 m2，造成直接經(jīng)濟損失3 745.8萬元。

3 防火與滅火注意事項

3.1 防火注意事項

3.1.1 增強建筑材料的防火性能

大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑必須依照防火等級，粉刷相應(yīng)的經(jīng)過科學(xué)技術(shù)加工的防火涂料，嚴(yán)禁使用假冒偽劣產(chǎn)品或偷工減料；研發(fā)不易燃燒或不燃燒的恒溫材料、彩鋼板和裝修材料等，在建筑材料方面，對該類建筑進(jìn)行防火保護。

3.1.2 擋煙垂壁和防火分區(qū)

比如在某大型商場，加強對服裝單位進(jìn)行建筑規(guī)范，對儲存間用實體墻進(jìn)行間隔，作為防火分區(qū)；頂部恒溫材料或彩鋼板要間隔防火分區(qū)，為撲救防御提供優(yōu)質(zhì)條件；此類建筑多設(shè)擋煙垂壁，來控制火勢的進(jìn)一步蔓延。

3.1.3 加強消防設(shè)施審核、驗收，進(jìn)行防火監(jiān)督視察

公安消防部門要對建筑審核和驗收，特別是消防設(shè)施建設(shè)方面，完善驗收技術(shù)水平，確保建筑消防設(shè)施的科學(xué)規(guī)范。各地方消防部門要加強監(jiān)督核查，嚴(yán)格遵守相關(guān)法律法規(guī)，督促相關(guān)建設(shè)單位依照建筑設(shè)計進(jìn)行消防設(shè)施安置，并加強維修保護以保證設(shè)施的安全完好。嚴(yán)懲那些未經(jīng)消防安檢，對消防設(shè)施不合理或不能用的，甚至沒有消防設(shè)施的建筑，堅決不允許它參與到生產(chǎn)經(jīng)營過程中來，唯有完善消防設(shè)施，才能依法開工營業(yè)。

3.2 滅火注意事項

3.2.1 火情診斷

當(dāng)公安消防部隊抵達(dá)火災(zāi)現(xiàn)場時，要及時的建立臨時火災(zāi)指揮中心，組織并明確相應(yīng)的火災(zāi)偵測小組及人員，對火災(zāi)現(xiàn)場進(jìn)行實時偵察，給臨時火災(zāi)指揮中心提供詳細(xì)的火災(zāi)情報數(shù)據(jù)，使之及時給出災(zāi)情應(yīng)對方案。

首先要查明詳情，檢查消防控制室是否啟動并正常運作；鋼結(jié)構(gòu)建筑是否進(jìn)行了相應(yīng)級別的防火涂料粉刷措施；查明建筑內(nèi)火災(zāi)實際情況，包括有著火地點、著火物、火勢蔓延狀況、內(nèi)部結(jié)構(gòu)或障礙以及是否有被困人員。最后進(jìn)行火情診斷，深入建筑內(nèi)部的偵察小組應(yīng)在4人左右并做好相應(yīng)的安全防護措施；必要時刻實施高壓水槍滅火，以掩護偵察小組進(jìn)行災(zāi)情偵察；根據(jù)實際火災(zāi)事態(tài)，合理調(diào)動偵察小組，進(jìn)行支援或防護；在整個滅火過程中都須要進(jìn)行火災(zāi)偵察工作。

3.2.2 初步滅火

先遣消防部隊到達(dá)火災(zāi)現(xiàn)場時，啟動建筑的內(nèi)噴淋和排煙系統(tǒng)，并及時關(guān)閉空調(diào)系統(tǒng)，以阻止火勢蔓延；與此同時不單要阻止?jié)B入建筑內(nèi)部控制火勢，還要組織進(jìn)行疏散搶救被困群眾，盡量先救人再滅火。初步滅火結(jié)果不外乎兩種結(jié)果：

1）救人、控火成功，不單及時救出受困群眾還控制住了火勢的蔓延，這個時候就可以加大滅火力度，實施滅火。

2）火災(zāi)失控，先遣消防力量控制不了火災(zāi)的蔓延、燃燒，錯過救人滅火的最佳時刻。

3.2.3 全面滅火

及時調(diào)動消防救援力量，制定緊急消防預(yù)案，采用正確的滅火辦法進(jìn)行滅火。首先通過廣播、專人引導(dǎo)和設(shè)置疏散路線，經(jīng)過專人引導(dǎo)指揮讓受困人員低姿前行，逃離火災(zāi)現(xiàn)場。一般的救人措施有：云梯救人、救生氣囊以及實施破拆，用水槍掩護打開救生通道等。

在建筑不可能坍塌的情況下，消防人員要果敢，敢于沖入火場，控制火勢蔓延；從多個方向同時進(jìn)行滅火措施，內(nèi)部利用高壓水槍（炮），外部利用高噴車水炮進(jìn)行里外挺進(jìn)，阻止火勢蔓延；當(dāng)各方面火勢控制都難以施展，要敢于“棄卒保車”舍棄一部分全力阻止另一部分火勢蔓延；另外還要實施多道攻勢防線，火勢控制住的部分可以設(shè)置隔離帶，以防再次起火。

4 結(jié)語

現(xiàn)如今，越來越多的大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑拔地而起，其建筑類型決定了突發(fā)火災(zāi)撲救難度極高，而且消防隊員救援經(jīng)驗還不充足。對此，不但要加強大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑的消防設(shè)計審核，做好對該類建筑材料的防火處理，嚴(yán)格要求該類建筑做好防火、滅火準(zhǔn)備；還要加強消防部隊的消防意識，提升消防技術(shù)水平，進(jìn)行消防演練提升火災(zāi)撲救實戰(zhàn)能力；同時政府部分要加強聯(lián)動機制建設(shè)，指定災(zāi)情調(diào)動方案，掌控轄區(qū)內(nèi)大型建筑情況，充分做好滅火救援準(zhǔn)備工作。只有通過如此強化建筑防火設(shè)施，提升消防部隊意識，加強政府協(xié)作才能有效地控制大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑的防火與滅火，確保大眾的生命財產(chǎn)安全。

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