大跨度鋼結(jié)構(gòu)廠房火災(zāi)危險(xiǎn)性及防控措施

李濱

（泰安市消防救援支隊(duì)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)大隊(duì) 山東 泰安271000）

0 引言

鋼結(jié)構(gòu)建筑以一種是鋼材為主要建筑結(jié)構(gòu)材料的建筑類(lèi)型，由于其具有結(jié)構(gòu)性能好、重量輕、施工速度快，構(gòu)件便于工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)等特點(diǎn)，在建筑領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。大跨度、大空間鋼結(jié)構(gòu)廠房是一種屋蓋跨度達(dá)30m以上，室內(nèi)凈高度超過(guò)12m以上的鋼結(jié)構(gòu)建筑[1]。由于鋼結(jié)構(gòu)的諸多優(yōu)勢(shì)性能特點(diǎn)，大跨度鋼結(jié)構(gòu)廠房在我國(guó)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，應(yīng)用十分廣泛。從消防安全的角度來(lái)看，雖然鋼結(jié)構(gòu)建筑從結(jié)構(gòu)材料性質(zhì)上來(lái)說(shuō)不屬于可燃燒材料，但其材料自身的耐火性較差，一旦發(fā)生火災(zāi)，在高溫作用下極易發(fā)生力學(xué)性能的衰減，導(dǎo)致其構(gòu)件變形失去承載力，發(fā)生建筑垮塌。

1 大跨度鋼結(jié)構(gòu)廠房火災(zāi)的危險(xiǎn)性

1.1 火災(zāi)高溫作用下結(jié)構(gòu)易變形發(fā)生垮塌

大跨度鋼結(jié)構(gòu)廠房所使用的鋼材雖然屬于非可燃物，也具有一定的耐熱性，但其導(dǎo)熱性是普通鋼筋混凝土的40倍左右，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)短時(shí)間內(nèi)其內(nèi)部溫度便會(huì)急劇上升，達(dá)到200℃時(shí)，便會(huì)影響其力學(xué)性能，抗拉強(qiáng)度、屈服點(diǎn)等都呈快速下降趨勢(shì)，到700℃，持續(xù)60min，其鋼構(gòu)件基本就會(huì)失去強(qiáng)度，而一般情況下，建筑火災(zāi)火場(chǎng)溫度能夠達(dá)到1 000℃以上。在火場(chǎng)持續(xù)高溫的作用下，鋼結(jié)構(gòu)廠房用于承重的鋼梁、柱等構(gòu)件易發(fā)生塑性變形直至失去承載能力。鋼結(jié)構(gòu)建筑的整體連接性強(qiáng)，局部構(gòu)件發(fā)生塑性變形及失去承載力，將會(huì)對(duì)建筑整體的穩(wěn)定性形成巨大影響，極易造成建筑物的整體坍塌。

1.2 防火分隔設(shè)置難度大

大跨度鋼結(jié)構(gòu)廠房的大跨度、大空間特點(diǎn)，使得其與一般民用建筑的防火設(shè)置存在較大差異，在民用建筑中常用的防火設(shè)置如防火卷簾、防火門(mén)、防火墻等往往在大跨度鋼結(jié)構(gòu)廠房中不太適用，有些是大空間、大跨度特點(diǎn)導(dǎo)致的應(yīng)用技術(shù)存在難度，也有些是廠房功能要求不適用普通防火設(shè)置，如防火門(mén)、防火墻設(shè)置會(huì)導(dǎo)致廠房空間被分隔，影響廠房的實(shí)際使用功能要求，而防火卷簾在大空間設(shè)置，由于寬度問(wèn)題往往在使用過(guò)程中存在一定的問(wèn)題，實(shí)際使用效果不盡如人意。由于大跨度鋼結(jié)構(gòu)廠房的防火分隔設(shè)置難度較大，一些業(yè)主往往會(huì)規(guī)避此項(xiàng)設(shè)置或是走走過(guò)場(chǎng)，導(dǎo)致防火分隔形同虛設(shè)。由于缺乏有效的防火分隔，大跨度鋼結(jié)構(gòu)廠房一旦發(fā)生火災(zāi)，其內(nèi)部大空間、門(mén)窗多等特點(diǎn)形成的空氣流動(dòng)性強(qiáng)，會(huì)在短時(shí)間內(nèi)形成火勢(shì)的快速蔓延，其火災(zāi)發(fā)生初期的有效控制時(shí)間較短，這也是大跨度鋼結(jié)構(gòu)廠房火災(zāi)撲救難度大的重要原因。

1.3 廠房火災(zāi)載荷大

大跨度鋼結(jié)構(gòu)廠房火災(zāi)撲救難度大一個(gè)重要原因，還在于其火災(zāi)載荷大、空間內(nèi)的可燃易燃物多的緣故。作為一種工業(yè)生產(chǎn)或是倉(cāng)儲(chǔ)用廠房類(lèi)型，大跨度鋼結(jié)構(gòu)廠房具有諸多的建筑及使用優(yōu)越性，因此得到了廣泛的應(yīng)用。在實(shí)際的使用過(guò)程中，這類(lèi)廠房往往生產(chǎn)規(guī)模較大，連續(xù)性作業(yè)使得大量生產(chǎn)性原料及人員集中于廠房?jī)?nèi)部，而很多的工業(yè)用生產(chǎn)原料多含化學(xué)成分，不但屬于可燃易燃物，且多數(shù)都是有毒物質(zhì)，一旦發(fā)生火災(zāi)，極易形成大面積的火勢(shì)且快速蔓延，火災(zāi)載荷大、空間流通性好、人員集中，這些要素集中在一起，大跨度鋼結(jié)構(gòu)廠房一旦發(fā)生火災(zāi)，往往在短時(shí)間內(nèi)即可形成大面積蔓延的猛烈燃燒火勢(shì)，極易造成重大人員傷亡事故。

1.4 火災(zāi)撲救難度大

相較于一般民用建筑，大跨度鋼結(jié)構(gòu)廠房發(fā)生火災(zāi)后的撲救難度要大的多，人員疏散也要更為困難，這主要是因?yàn)榇罂缍蠕摻Y(jié)構(gòu)廠房?jī)?nèi)大多布置有眾多的生產(chǎn)用設(shè)備設(shè)施，內(nèi)部空間布置較為復(fù)雜，很多廠房管理對(duì)于消防不太重視，安全出口以及各處通道被貨物堆積堵塞的現(xiàn)象較為普遍，這都對(duì)火災(zāi)發(fā)生后消防人員進(jìn)入廠房?jī)?nèi)部進(jìn)行滅火救援造成阻礙。此外，大跨度鋼結(jié)構(gòu)廠房大多建于偏遠(yuǎn)之地，消防距離遠(yuǎn)，而其火災(zāi)發(fā)生特點(diǎn)是發(fā)展快、火勢(shì)猛，消防人員往往難以在火災(zāi)發(fā)生初期快速抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行撲救，而在火勢(shì)發(fā)展到一定程度，出于安全考慮，消防人員已經(jīng)很難進(jìn)入廠房?jī)?nèi)部進(jìn)行更為有效的滅火救援，只能在廠房外部進(jìn)行撲救，這對(duì)消防滅火的供水提出了較高的要求，如果廠房附近無(wú)法提供充足的火源，滅火的難度將會(huì)更大。

2 大跨度鋼結(jié)構(gòu)廠房火災(zāi)防控措施

大跨度鋼結(jié)構(gòu)廠房的諸多建筑優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)使得其應(yīng)用十分廣泛，但其在防火方面存在的一些缺陷不足，要求其必須在消防設(shè)計(jì)、防火保護(hù)方面進(jìn)行針對(duì)性的加強(qiáng)，如重點(diǎn)加強(qiáng)防火分隔設(shè)計(jì)、鋼結(jié)構(gòu)防火保護(hù)、消防給水以及安全疏散設(shè)計(jì)等。

設(shè)置防火分區(qū)是有效控制火災(zāi)蔓延的方法。對(duì)于沒(méi)有特殊工藝要求的大跨度鋼結(jié)構(gòu)廠房，原則上都應(yīng)設(shè)立防火分區(qū)。防火分區(qū)可以在火災(zāi)發(fā)生后將火勢(shì)控制在一個(gè)局部的區(qū)域內(nèi)，給人員疏散以及火災(zāi)救援提供一個(gè)緩沖時(shí)間。在大跨度鋼結(jié)構(gòu)廠房中設(shè)置有效的防火分隔是一個(gè)存在技術(shù)難度的問(wèn)題。一般的防火門(mén)、防火墻由于空間分隔問(wèn)題往往不適用大跨度鋼結(jié)構(gòu)廠房，通常會(huì)采用獨(dú)立的水幕作為防火分隔，只是投入成本比較大，在實(shí)際的使用上對(duì)火災(zāi)發(fā)生后的災(zāi)情掌握要求比較高，使用不當(dāng)可能會(huì)造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

鋼結(jié)構(gòu)防火保護(hù)是提高其耐火性能，抵御火災(zāi)高溫作用的重要手段。目前來(lái)說(shuō)，鋼結(jié)構(gòu)防火保護(hù)主要為在鋼結(jié)構(gòu)表面噴涂防火涂料和外包防火材料[2]。噴涂防火涂料是目前鋼結(jié)構(gòu)防火保護(hù)應(yīng)用最為廣泛的一種保護(hù)措施，其造價(jià)低、施工速度快、不受構(gòu)件外形限制且具有良好的隔熱性能，但這種措施的有效期較短，且與涂料的質(zhì)量成正比，一般不會(huì)超過(guò)10年，在失效之前需要進(jìn)行再次噴涂才能有效起到防火保護(hù)的作用。外包防火材料是采用無(wú)機(jī)防火板等防火材料對(duì)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行包覆以形成一個(gè)保護(hù)層，防火保護(hù)層可以有效阻隔火場(chǎng)高溫對(duì)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的影響，降低其升溫速率，相比于防火涂料，隔熱效果更好，使用壽命也較長(zhǎng)，但施工速度慢、造價(jià)成本較高，一定程度限制了其推廣應(yīng)用。

消防給水設(shè)計(jì)是大跨度鋼結(jié)構(gòu)廠房防火保護(hù)的重要內(nèi)容。對(duì)于大跨度鋼結(jié)構(gòu)廠房，消防給水設(shè)計(jì)主要分為室內(nèi)消防給水與室外消防給水設(shè)計(jì)?；谧跃仍瓌t，要在室內(nèi)設(shè)置足夠數(shù)量的消火栓和固定滅火裝置，設(shè)計(jì)位置要科學(xué)合理當(dāng)然，在資金充裕的情況下，布置自動(dòng)化消防報(bào)警滅火系統(tǒng)效果將更好；室外要設(shè)置必要的消火栓、消防水池等，并要保證足夠的消防用水量。

安全疏散是大跨度鋼結(jié)構(gòu)廠房防火保護(hù)的關(guān)鍵性?xún)?nèi)容。在進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)機(jī)器設(shè)備布置以及功能區(qū)域劃分時(shí)，應(yīng)將防火安全納入設(shè)計(jì)范疇，要充分考慮到火災(zāi)發(fā)生時(shí)的安全疏散問(wèn)題，科學(xué)合理的設(shè)置安全出口、安全通道，確保在火災(zāi)發(fā)生時(shí)能夠有效組織人員安全疏散。

3 結(jié)語(yǔ)

大跨度鋼結(jié)構(gòu)廠房一旦發(fā)生火災(zāi)，其危險(xiǎn)性相較于一般的民用建筑更高，撲救工作的難度也更大。因此，應(yīng)對(duì)大跨度鋼結(jié)構(gòu)廠房的火災(zāi)危險(xiǎn)，最好的辦法是“防患于未然”，即在事前做好火災(zāi)預(yù)防工作，一方面應(yīng)落實(shí)消防安全責(zé)任制度，另一方面應(yīng)著力加強(qiáng)消防安全宣傳及培訓(xùn)力度，提高生產(chǎn)單位人員的消防安全意識(shí)與素質(zhì)，如此，才能最大限度的將火災(zāi)安全隱患消除在萌芽狀態(tài)。