高大空間建筑滅火救援關(guān)鍵技術(shù)分析

胡士棟

（天津市寧河區(qū)玖龍路消防救援站，天津 301509）

1 高大空間建筑滅火救援的研究背景

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步，建筑空間大型化趨勢顯著，高大空間結(jié)構(gòu)也成為最常見的建筑結(jié)構(gòu)類型之一，在商場、展覽廳、體育館等場所得到廣泛應(yīng)用。然而，高大空間建筑體量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點(diǎn)也導(dǎo)致滅火救援難度增加，在滅火供水、通風(fēng)排煙以及人員疏散等方面面臨困難。因此，有必要針對高大空間建筑滅火救援關(guān)鍵技術(shù)展開深入研究，結(jié)合火災(zāi)撲救實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)加強(qiáng)新設(shè)備與新技術(shù)應(yīng)用，提高滅火救援作戰(zhàn)水平，盡可能減少火災(zāi)造成的財(cái)產(chǎn)損失與人員傷亡。

2 高大空間滅火救援工作的難點(diǎn)

2.1 火災(zāi)蔓延速度快

高大空間建筑占地面積及空間跨度較大，高度多在7 m 以上且具有良好的通風(fēng)條件，建筑內(nèi)部堆放較多的可燃物料，一旦發(fā)生火災(zāi)，可在短時(shí)間內(nèi)蔓延，并在熱氣流作用下形成較大火勢[1]。

2.2 建筑耐火性能差

建筑鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)溫度臨界點(diǎn)為500 ℃。高溫作用下，鋼結(jié)構(gòu)件出現(xiàn)變形受損的情況，并對建筑整體結(jié)構(gòu)的受力平衡造成影響。發(fā)生火災(zāi)后，高大空間建筑鋼結(jié)構(gòu)件受高溫作用會(huì)在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)扭曲、變形現(xiàn)象，救援難度增加。

2.3 常見火災(zāi)探測方式效率不高

現(xiàn)階段，建筑中常用的火災(zāi)探測器大多為溫感或煙感，且安裝方式以頂棚安裝為主。高大空間建筑高度較高，煙氣升高后其溫度和質(zhì)量濃度大大降低，很多時(shí)候難以觸發(fā)火災(zāi)探測器，即便啟動(dòng)也難以發(fā)揮出火災(zāi)早期探測的作用。

2.4 普通噴水滅火裝置不能發(fā)揮作用

對于高大空間建筑來說，特別是空間高度達(dá)到20 m 以上時(shí)，根據(jù)溫度變化運(yùn)行的噴頭已經(jīng)不再適用；而且普通噴水滅火裝置難以直接噴水在燃燒物表面，控火與滅火作用不顯著。

3 高大空間建筑滅火救援關(guān)鍵技術(shù)

3.1 加強(qiáng)先進(jìn)消防技術(shù)與設(shè)備應(yīng)用

3.1.1 采用非接觸式火災(zāi)探測技術(shù)

結(jié)合GB 50116-2013《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》相關(guān)規(guī)定可知，空間高度在8 m 以上的建筑不適用點(diǎn)型感溫探測器。由于高大空間建筑空間高度很多超過12 m，甚至達(dá)到20 m 以上，因此在開展滅火救援工作期間，應(yīng)使用更為先進(jìn)的智能型、復(fù)合型火災(zāi)探測器，保證可以在第一時(shí)間探測到火災(zāi)隱患，并采取相應(yīng)的應(yīng)急措施[2]。高大空間建筑適用的火災(zāi)探測器類型及其具體安裝規(guī)定見表1。

表1 高大空間建筑火災(zāi)探測器類型及安裝規(guī)定

在進(jìn)行火災(zāi)探測器選型時(shí)，相關(guān)工作人員應(yīng)根據(jù)其保護(hù)面積和保護(hù)半徑來設(shè)置間距，并計(jì)算出整體空間所需的火災(zāi)探測器數(shù)量，其公式為

式中：N 為火災(zāi)探測器數(shù)量；S 為高大空間建筑面積；K 為修正系數(shù)（流量系數(shù)），且根據(jù)場所容納人數(shù)進(jìn)行取值調(diào)整；A 為火災(zāi)探測器保護(hù)面積。

3.1.2 應(yīng)用自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)

某商業(yè)綜合體項(xiàng)目建筑總面積為134 767.87 m2，建筑高度為64.70 m，其內(nèi)部設(shè)有電影院，并劃為獨(dú)立防火分區(qū)，建筑面積為3 477.61 m2。其中，某影廳建筑面積為362.13 m2，觀影區(qū)域根據(jù)座位傾斜度設(shè)計(jì)凈空高度在11.85～9.7 m 范圍內(nèi)，現(xiàn)對該影廳進(jìn)行自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

首先，選擇合適的噴頭類型。合適的噴頭類型有利于自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)爆破噴水且保證噴水的均勻性，及時(shí)達(dá)到燃燒物表面，起到吸收熱量、撲滅火災(zāi)的作用。根據(jù)GB 50084-2017《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，噴頭類型的選擇應(yīng)根據(jù)影廳的設(shè)計(jì)凈空高度范圍確定，選用的是流量系數(shù)K=161 的閉式灑水噴頭。

其次，應(yīng)對噴頭設(shè)置進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。本項(xiàng)目中，建筑高大空間建筑噴頭間距為1.8～3.0 m，噴頭最大保護(hù)面積為9 m2，并根據(jù)噴頭最小工作壓強(qiáng)（0.05 MPa） 得到噴頭最小保護(hù)面積，屏幕區(qū)域與觀影區(qū)域的噴頭最小保護(hù)面積分別為5.7 m2、7.5 m2。

最后，提出完善的配水管道設(shè)計(jì)方案。在此過程中，應(yīng)對噴灑強(qiáng)度、噴頭保護(hù)面積、噴頭流量系數(shù)等因素進(jìn)行綜合考量。為滿足噴灑強(qiáng)度要求，應(yīng)對噴頭設(shè)計(jì)流量進(jìn)行計(jì)算，其公式為

式中：q 為噴頭流量，L/min；K 為噴頭流量系數(shù)；p 為噴頭工作壓強(qiáng)，MPa。。

根據(jù)式（2），對全部每個(gè)噴頭的噴頭流量進(jìn)行計(jì)算，在本項(xiàng)目中，中央末端布置和中央中心布置兩種類型的配置水力（配水） 管網(wǎng)形式水力計(jì)算過程分別見表2、表3。其中，1 mH2O=1 000 mmH2O=9 806.61 Pa。

表2 中央末端布置配水管網(wǎng)形式水力計(jì)算過程

表3 中央中心布置配水管網(wǎng)形式水力計(jì)算過程

由表2、表3 可以看出，相同管網(wǎng)形式下，可通過增大配水支管管徑，使配水更加均勻。兩種配水管網(wǎng)計(jì)算結(jié)果對比情況見表4。

表4 兩種配水管網(wǎng)計(jì)算結(jié)果對比情況

3.2 建立完善滅火救援行動(dòng)機(jī)制

首先，應(yīng)針對火災(zāi)做好前期準(zhǔn)備工作。消防救援人員日常應(yīng)開展高大空間建筑滅火救援技術(shù)培訓(xùn)與應(yīng)急演練，包括垂直供水技術(shù)、人員疏散方法等，同時(shí)了解火災(zāi)中可能出現(xiàn)的安全事故隱患，做到冷靜處理火災(zāi)現(xiàn)場的各種突發(fā)狀況，提高滅火救援效率。

其次，應(yīng)制定完善的滅火救援方案。針對高大空間建筑開展滅火救援工作，應(yīng)先整合火情信息，在了解滅火救援難點(diǎn)、現(xiàn)場潛在風(fēng)險(xiǎn)以及建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)等內(nèi)容的基礎(chǔ)上，展開科學(xué)合理的火災(zāi)救援[3]。

最后，保證火災(zāi)現(xiàn)場指揮管理的規(guī)范化。針對現(xiàn)場存在的潛在危險(xiǎn)與不確定性因素提出處理方案，保證滅火救援指揮全過程的安全有序，為人民群眾財(cái)產(chǎn)與生命安全提供保障。

4 結(jié)束語

綜上所述，高大空間建筑結(jié)構(gòu)的特殊性導(dǎo)致滅火救援工作難度增加，為最大限度上減少火災(zāi)造成的影響和損失，應(yīng)從源頭出發(fā)加強(qiáng)高大空間建筑消防安全管理，強(qiáng)化安全生產(chǎn)意識(shí)，有效消除火災(zāi)安全隱患。同時(shí)，應(yīng)當(dāng)針對高大空間建筑的消防設(shè)施設(shè)備與疏散通道做好規(guī)劃，保證消防設(shè)施設(shè)備配備齊全，加強(qiáng)各類先進(jìn)火災(zāi)探測系統(tǒng)、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的應(yīng)用，從而確保在發(fā)生火災(zāi)后可第一時(shí)間采取措施。