淺談大跨度鋼結構建筑火災特點和撲救戰(zhàn)術運用

劉 杰

安徽省淮南市消防救援支隊滅火救援指揮部（232001）

1 大跨度鋼結構建筑的定義

1.1 大跨度鋼結構建筑的定義

大跨度建筑通常是指單層面積大、跨度大、層間高，沒有或缺少實體分隔跨度在60 m以上的建筑。

鋼結構是由型鋼和鋼板通過焊接、螺栓連接或鉚接而制成的工程結構。鋼結構建筑是以鋼材制作為主的建筑結構。鋼結構具有重量輕、結構性能好、施工速度快等優(yōu)點,廣泛應用于高層、超高層、大跨度大空間建筑和中小型工業(yè)、商業(yè)、社區(qū)、文教衛(wèi)生等建筑,大部分低層非居住型建筑。

大跨度鋼結構建筑跨度在60 m以上，以鋼材為主建成的用于體育館等大空間場所的建筑，用于民用建筑的影劇院、體育場館、展覽館、大會堂、航空港以及其他大型公共建筑，在工業(yè)建筑中則主要用于飛機裝配車間、飛機庫和其他大跨度廠房。這些建筑具有空間跨度大、人員聚集多及陳放貨物多的特點，是消防安全重點場所。

1.2 大跨度鋼結構建筑的結構特點

大跨度建筑有采用桁架、鋼架、拱架的,也有采用網架、網殼、懸索結構的，在室內空間中立柱支撐較少,顯得寬敞亮堂,通風采光也較好。

1.2.1 網架結構

由多根桿件按照某種規(guī)律的幾何圖形通過節(jié)點連接起來的空間結構稱之為網格結構，其中雙層或多層平板型網格結構稱為網架結構或網架。其通常是采用鋼管或型鋼材料制作而成。

1.2.2 網殼結構

曲面形網格結構稱為網殼結構。網殼結構有單層網殼和雙層網殼之分。網殼的用材主要有鋼網殼、木網殼、鋼筋混凝土網殼等。

1.2.3 膜結構

膜結構也稱為織物結構，是20世紀中葉發(fā)展起來的一種新型大跨度空間結構形式。它以性能優(yōu)良的柔軟織物為材料，由膜內空氣壓力支承膜面，或利用柔性鋼索或剛性支承結構，使膜產生一定的預張力，從而形成具有一定剛度、能夠覆蓋大空間的結構體系。

2 大跨度鋼結構建筑火災特點及危險

2.1 火勢蔓延迅速,易形成立體燃燒

大跨度鋼結構建筑廠房一般高度均大于7 m，有的甚至大于20 m，內部空氣流通好。鋼結構導熱速度快，耐火極限低，一旦發(fā)生火災，蔓延途徑多，火勢蔓延快，燃燒猛烈，在熱氣流的作用下，很快形成大面積火災。

2.2 結構跨度大，建筑構件容易坍塌

火災中，當溫度升至350℃、500℃、600℃時，鋼結構的強度分別下降1/3、1/2、2/3。在全負荷情況下，鋼結構失穩(wěn)的臨界溫度為500℃。發(fā)生火災后，在火焰和高溫的作用下，大跨度結構的承重主體構件的承載能力快速下降，在廠房本身構件荷載的作用下，承重結構迅速變形，很快失去支撐作用，短時間內就會出現倒塌現象。

2.3 破拆難度大

大跨度鋼結構建筑有較強的封閉性，建筑開口部位少，可利用的自然排煙口較少。一般情況下，發(fā)生火災只有采取破拆排煙的撲救方式。但是大跨度鋼結構建筑構件大多采用鉚焊連接而成，相對比較牢固，所以破拆需要較長的時間。如果破拆失誤，可能破壞建筑構件，造成建筑坍塌。

2.4 火災撲救困難

大跨度鋼結構建筑物規(guī)模大，建筑結構連體成片。如在大型的電子生產廠房內，生產機器設備密集，廠房內生產使用的原料和成品大多屬可燃物，有的還是有毒的化學物品，發(fā)生火災后，火勢蔓延快，燃燒猛烈，并產生大量有毒煙霧，實施內攻、延長進攻路線、轉移水槍陣地等撲救方式都不方便，導致人員疏散、火災撲救難度大。

2.5 搜尋營救難度大

大跨度鋼結構建筑面積大、跨度大，內部荷載大，結構復雜，發(fā)生火災時，深入內部救援、強攻救生難度較大。建筑物頂部隨時都有可能隨著時間的推移而坍塌，深入內部實施營救的消防人員稍不注意或指揮失誤，隨時都有可能被砸傷或被困，造成救援戰(zhàn)斗力消減，給營救工作帶來極大困難。

3 大跨度鋼結構建筑火災撲救的戰(zhàn)術運用

3.1 加強現場火情偵察，全面了解火情，制訂科學合理的作戰(zhàn)方案

大跨度空間廠房發(fā)生火災，必須在了解火場的基本情況下，制訂行之有效的滅火戰(zhàn)斗預案，合理安排滅火參戰(zhàn)力量。

1）通過詢問知情人和實地察看等方法，盡可能利用專用勘查器材，了解大跨度空間廠房內儲存物的種類及火災危險性，著火部位及過火面積，火勢蔓延的方向及范圍，有沒有被困人員及所在位置，有沒有好的進攻路線和可利用的地形地物條件，有沒有消防設施及其完好情況，有無儲水池及其他滅火劑情況。

2）深入內部偵察時，要選派精干人員，加強個人安全，三人一小組，攜帶安全繩，設置好聯絡信號。

3）要設立火場安全觀察員，對建筑物進行全方位觀察，著重觀察建筑的梁、柱、屋頂等構件有無扭曲、變形、垮塌等跡象，以便及時發(fā)出安全撤離信號。

3.2 科學設置水槍陣地，保障滅火效率

作為滅火陣地的最前沿，水槍陣地的設置直接關系到滅火效率和消防人員的安危。水槍陣地設置原則是利于進攻和顧及安全。

1）水槍陣地應盡可能設在靠近燃燒部位的出入口。優(yōu)先利用舉高車、移動水炮等進行外攻控火。單層時，應在上風或側上風方向的出入口作為進攻起點。進攻陣地應設在建筑物門窗的外圍，切不可冒然進入內部。要堅持上風方向逐個開辟進攻通道，水槍同步到位。

2）要堅持在上風方向設立進攻陣地，上風方向煙霧外溢時不得內攻。上風方向煙霧外溢反映出內部火勢處于猛烈燃燒階段，這時應堅持外攻為先。外攻起到對火場內部控制火勢、實施降溫、排煙散熱的作用，是為了給決戰(zhàn)內攻打下基礎。

3.3 把握時機，科學合理實施冷卻

現場火災情況明朗，確定無倒塌危險時要實施快攻近戰(zhàn)，防止火勢擴大?，F場情況不明，濃煙滾滾且無法實施內攻時，要首先集中力量對承重構件進行冷卻，防止或延緩建筑倒塌，為疏散救人和滅火創(chuàng)造條件。利用大功率水槍、車載炮、云梯車水炮等從外部對承重構件和屋面進行冷卻，利用移動搖擺炮、消防機器人等深入廠房內部對建筑結構進行冷卻。要盡量使用開花和噴霧水，避免直流水的高壓沖擊，冷卻要均勻，避免構件因為熱脹冷縮而加快建筑的坍塌。另外，要保持冷卻不間斷，即使在火勢明朗化或者收殘時，也要確保對構件的不間斷冷卻。

3.4 科學破拆，積極組織排煙散熱

主管中隊到場后，如果廠房還沒有發(fā)生倒塌，在出水冷卻的同時，指揮員應主動安排人員在廠房技術人員的配合下進行排煙。通?；饒鲋械臒煀A含著大量的熱和有毒物質，嚴重阻礙著消防人員的滅火救援行動。這些煙熱也是導致火勢蔓延、戰(zhàn)斗員受傷的重要因素。因此排煙這一環(huán)節(jié)就成為火場行動的重要一環(huán)。根據大跨度大空間建筑特點，排煙主要是采用自然排煙和人工排煙兩種方式，尤其是人工破拆最直接有效的，要充分利用大型機械設備對墻面和頂棚進行破拆排煙，但要注意不得隨意破拆建筑的承重構件，避免牽一發(fā)而動全身，以致發(fā)生大面積的倒塌傷亡事故。

3.5 確定重點，內攻近戰(zhàn)

在整個滅火戰(zhàn)斗過程中，確定火場的主要方面，設置分水陣地，指揮員組織好偵察小組和內攻小組，隨時作好戰(zhàn)斗準備。嚴禁盲目射水，盡量減少水漬損失。組織內攻精干小組，嚴格控制深入內部人員數量。一旦內攻條件成熟，指揮員要及時調整力量，果斷實施內攻近戰(zhàn)，以強大的射流對火點形成合圍之勢，同時保持對鋼構件的冷卻力量。