大空間、大跨度建筑火災(zāi)滅火救援研究

肖揚(yáng)

（廣州市南沙區(qū)消防救援大隊(duì)，廣東廣州 510000）

0.引言

大空間以及大跨度建筑，具體來說便是單層有非常大的空間和跨度，層間比較高，未設(shè)置實(shí)體分割或者實(shí)體分割非常少，通常60m以上跨度的建筑，應(yīng)用的主要材料為鋼，結(jié)構(gòu)形式有網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、薄殼結(jié)構(gòu)以及膜結(jié)構(gòu)。大空間以及大跨度建筑的使用越來越多，在視覺方面有非常好的通透性，并呈現(xiàn)出現(xiàn)代化、建筑造型復(fù)雜化以及規(guī)模大型化的特征，在物流倉儲、體育館、展覽館以及影劇院的建設(shè)當(dāng)中都會采用大空間以及大跨度的建筑類型。但這類建筑因?yàn)橛休^大的人員流動量，較多的可燃物，且內(nèi)部通道有一定的復(fù)雜性，所以在有火災(zāi)發(fā)生時(shí)，極易發(fā)生重大損失。所以強(qiáng)化大空間以及大跨度建筑火災(zāi)的滅火救援研究非常關(guān)鍵。

1.大空間以及大跨度建筑火災(zāi)特征分析

1.1 極易發(fā)生坍塌

在該類建筑當(dāng)中，一旦有火災(zāi)發(fā)生，最突出的一項(xiàng)特點(diǎn)便是整體和局部極易發(fā)生坍塌問題，進(jìn)而對救援人員安全產(chǎn)生嚴(yán)重的威脅，同時(shí)也是火災(zāi)撲救困難的關(guān)鍵性因素。例如：2006年烏魯木齊發(fā)生的機(jī)械廠庫房火災(zāi)，屋頂便出現(xiàn)了整體坍塌，導(dǎo)致一名救援人員被埋入其中[1]。在具體救援當(dāng)中，因?yàn)榻ㄖl(fā)生坍塌，使救援人員受到傷害的案例非常多，所以要對建筑坍塌的規(guī)律做出系統(tǒng)探究，以便在坍塌前出現(xiàn)征兆時(shí)對建筑作出正確處理，規(guī)避救援人員受到傷害。在火災(zāi)發(fā)生后，對建筑物發(fā)生的坍塌概率時(shí)間、形狀充分分析發(fā)現(xiàn)，該類建筑倒塌的因素與建筑材料燃燒積聚溫度、持續(xù)燃燒時(shí)間有著緊密的聯(lián)系。最初，對于大空間以及大跨度建筑的建造，很多都是輕鋼柱、梁以及鋼筋混凝土柱，這些材料是非常關(guān)鍵的承重主體，如果未對其開展防火保護(hù)處理，在比較封閉的空間中發(fā)生的燃燒會十分猛烈。當(dāng)有較高溫度積聚時(shí)，超過15min便會有垮塌的危險(xiǎn)出現(xiàn)[2]。倒塌的形狀大部分都是屋頂整體倒塌或者局部出現(xiàn)壓垮。近幾年，對于大空間以及大跨度建筑物的建造，會用純鋼結(jié)構(gòu)作為主要材料，也會應(yīng)用混合結(jié)構(gòu)。溫度沒有超過200℃，這些材料的強(qiáng)度不會有所改變，大于300℃時(shí)，材料的性能會下降，超過500℃，強(qiáng)度會減少一半，如超過600℃，材料便會失去原有的強(qiáng)度性能，造成斜面型倒塌。這時(shí)鋼筋混凝土構(gòu)件具備的承受能力會受到不良影響，但不會出現(xiàn)倒塌問題。在溫度達(dá)到800℃左右時(shí)，1h～3h內(nèi)，都會發(fā)生斷裂、垮塌的情況。

1.2 高溫?zé)煔鉂舛却?/h3>

因?yàn)榇罂臻g、大跨度建筑只有很少的開口部位，但是可燃燒物質(zhì)非常多，所以在有火災(zāi)發(fā)生后，高溫?zé)煔獾漠a(chǎn)生速度非?？欤⑶译S著燃燒的進(jìn)行，高溫?zé)煔怏w積會有膨脹出現(xiàn)，并不斷積聚，如不第一時(shí)間將其排出，很難在沒有外力的作用下將其清除。

1.3 被困人員不易疏散

一旦有火災(zāi)發(fā)生，因?yàn)闈鉄煯a(chǎn)生的影響會非常嚴(yán)重，所以內(nèi)部能見度非常差。此外，內(nèi)部的供電系統(tǒng)也會遭到不同程度的損壞，加之有高溫?zé)煔獯嬖?，能見度的下降會持續(xù)進(jìn)行。利用專業(yè)設(shè)備測試之后發(fā)現(xiàn)，在火災(zāi)的發(fā)展階段，該類建筑內(nèi)部只有1m～3m的能見度，即使利用照明設(shè)備，也很難開展搜救工作。此外，燃燒中會有CO等高溫有毒氣體產(chǎn)生，使得救援和疏散困難進(jìn)一步加大，在某種程度上也使得被困人員以及救援人員存在巨大的心理壓力。

1.4 火勢蔓延極快

該類建筑有比較大的內(nèi)部空間體量，所以氧氣十分充足，加之有很多易燃物質(zhì)存在，所以在有火災(zāi)發(fā)生之后，通過熱對流現(xiàn)象產(chǎn)生的燃燒會非常迅猛，且有極快的蔓延速度，這時(shí)高溫?zé)煔鈺S處擴(kuò)散，對被困人員和救援人員造成傷害，產(chǎn)生重大財(cái)產(chǎn)損失[3]。

1.5 內(nèi)攻難度大

該類建筑如內(nèi)部出現(xiàn)火災(zāi)，因?yàn)槟芤姸确浅５?，在火勢達(dá)到某一階段之后，會有大量煙氣存在。救援人員到達(dá)現(xiàn)場后，很難第一時(shí)間精準(zhǔn)找到火點(diǎn)，對于被困人員的具體位置判斷也有一定的困難。因?yàn)榇罂臻g以及大跨度建筑內(nèi)部，有比較大的火災(zāi)荷載，加之鋼架結(jié)構(gòu)有良好的導(dǎo)熱性能也使得滅火的難度有所加大，新的火點(diǎn)生成非常容易。鋼構(gòu)件溫度在超過自身的臨界點(diǎn)時(shí)，從外部對其射水，通過高溫的作用，只需要極短的時(shí)間便會汽化升騰，不但會給內(nèi)工人員造成傷害，甚至還會發(fā)生窒息。同時(shí)，還會使建筑內(nèi)部的能見度進(jìn)一步降低，使內(nèi)攻的安全性下降，滅火會有更大的難度。

2.大空間、大跨度建筑火災(zāi)滅火救援方法

2.1 應(yīng)用救人第一的思想原則

該類建筑物在出現(xiàn)火災(zāi)之后，救援人員一定要秉承救援第一的思想原則，對現(xiàn)場情況進(jìn)行了解，仔細(xì)詢問是否有被困人員。當(dāng)受困人員受到濃煙，毒氣等威脅時(shí)，如施救者能夠進(jìn)入，需立即指派精干人員構(gòu)建救援小組，第一時(shí)間進(jìn)入到內(nèi)部，開展相應(yīng)的營救工作。其中，要對火勢進(jìn)行控制，盡量減少對所有人員構(gòu)成的威脅。在燃燒區(qū)有人員被困，如果不能第一時(shí)間控制好火勢，傷亡程度會有所加大。如果施救者不能第一時(shí)間進(jìn)入到火場內(nèi)部，指揮員需要將主要力量集中在滅火和排險(xiǎn)方面，盡量快速將救人通道打通，為后續(xù)的施救提供時(shí)間和條件。其中，需要注意的是，救人需要與滅火一同實(shí)施，如果現(xiàn)場救人的任務(wù)并不繁重，指揮員需結(jié)合具體的情況，在組織一部分力量積極救人的同時(shí)，迅速組織好其他力量開展滅火作業(yè)。

2.2 應(yīng)用內(nèi)攻近戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)

對于該類建筑物火災(zāi)，需要在最初時(shí)便找到內(nèi)攻的突破口，進(jìn)而對有效的進(jìn)攻通道進(jìn)行建立。對于該突破口的選擇需要對進(jìn)攻路線做好規(guī)劃，考慮其快捷性和有效性，以便在最短的時(shí)間內(nèi)將火災(zāi)把控住。例如：內(nèi)部通道是重要的依托，在此前提下，選擇好突破口；將建筑防火分區(qū)作為基礎(chǔ)，對進(jìn)攻突破口進(jìn)行選擇；挑選物資存放少，火災(zāi)荷載小的區(qū)域?qū)ν黄瓶谶M(jìn)行選擇。此外，需要對建筑物的具體情況充分考量，例如：建筑物的形狀，如果有不規(guī)則形狀存在，進(jìn)攻突破口的選擇為跨度最短區(qū)域，并盡量在上風(fēng)或側(cè)上風(fēng)方向。進(jìn)攻突破口也可以選擇在燃燒比較弱的區(qū)域。通過對稱布陣、同步設(shè)防、對火勢加以堵截的方法，可以將火災(zāi)徹底消滅[4]。

2.3 通過內(nèi)部消防設(shè)施完成火災(zāi)撲救

該類建筑內(nèi)部都會對固定消防設(shè)施進(jìn)行設(shè)置，這類設(shè)施針對小面積初期火災(zāi)的撲滅有關(guān)鍵性作用。初期有火災(zāi)發(fā)生時(shí)，如條件允許，會先進(jìn)行自救，之后當(dāng)消防救援隊(duì)伍到場后，可繼續(xù)利用固定消防設(shè)施繼續(xù)滅火，如水壓不足，消防車會利用水泵接合器供水，借助消防鋪設(shè)水帶出水滅火。

2.4 迅速排煙排熱

在該類建筑當(dāng)中，對于火災(zāi)的撲救，需要第一時(shí)間排煙以及排熱，這便需要對建筑內(nèi)部自動排煙設(shè)施進(jìn)行考慮，結(jié)合通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，完成排煙任務(wù)。通過移動排煙設(shè)施，對地方排煙通用設(shè)備進(jìn)行調(diào)用，完成排煙工作，也可以結(jié)合現(xiàn)場的具體情況開展相應(yīng)的破拆，從而完成排煙工作。其原則為，一定要最短的時(shí)間內(nèi)將現(xiàn)場的高溫?zé)煔饧皶r(shí)排出，此外也可以將排煙口破拆，以便使火勢蔓延的方向得到改變和引導(dǎo)，合理取舍，攻放結(jié)合才能使高溫?zé)煔庖宰羁斓乃俣扰懦?，為之后的火?zāi)撲救奠定基礎(chǔ)。

3.結(jié)語

目前對于大空間以及大跨度建筑的使用越來越多，在視覺方面有非常好的通透性，并呈現(xiàn)出現(xiàn)代化、建筑造型復(fù)雜化以及規(guī)模大型化的特征，所以城市中的物流倉儲、體育館、展覽館以及影劇院建設(shè)，都開始應(yīng)用大空間以及大跨度建筑類型。但是，大空間以及大跨度的建筑，一旦有火災(zāi)發(fā)生，會因?yàn)槿藛T密集、物品雜亂、電氣線路較多等很多因素，提升救援滅火的難度。因此，對于大空間、大跨度建筑的火災(zāi)撲救研究應(yīng)深入開展，不能有絲毫松懈，以免火災(zāi)發(fā)生后，應(yīng)用不合理的救援戰(zhàn)術(shù)，導(dǎo)致重大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。