大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑防火與滅火探究

張永利

（連云港市消防救援支隊(duì)，江蘇連云港 222006）

0.引言

大跨度鋼結(jié)構(gòu)自身有其優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)，較強(qiáng)的抗震力、自身重量較輕、造型美觀，而且不僅建設(shè)的時(shí)間短，最主要的是它的成本投入較少，因此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程當(dāng)中被廣泛的運(yùn)用。然而，它的耐火性較低，由于空間大，一旦發(fā)生火災(zāi)，就會(huì)加速空氣流通，使火勢(shì)迅速蔓延，進(jìn)而造成無法預(yù)估的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。所以，對(duì)大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑的防火與滅火給予高度的重視是十分有必要的。

1.大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑的特點(diǎn)

1.1 鋼材是主要的承重構(gòu)件

在鋼建筑物當(dāng)中，屋架、梁柱等都是主要的承重構(gòu)件，而且，都是對(duì)鋼進(jìn)行加工和鉚焊制造而成。頂棚則是由相應(yīng)的保溫材料以及鋼板構(gòu)成；在墻體結(jié)構(gòu)上，也利用鋼柱作為墻體的重要支撐，主要是由保溫材料、彩鋼板以及內(nèi)裝飾材料組成，有的是用空心磚來對(duì)其進(jìn)行填實(shí)。除此之外，還有的房頂是鋼結(jié)構(gòu)，主體是磚和混凝土結(jié)合而成。

1.2 較強(qiáng)的承載力

在2014年，山東某醫(yī)用制品股份有限公司的車間失火，總面積為14000m2，車間寬83m，南北長(zhǎng)度約160m，它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要是由單排架的鋼結(jié)構(gòu)組成，并沒有設(shè)置承重墻，把鋼結(jié)構(gòu)作為主要的屋架，中間則是利用一條人流過道把廠房分割成東西兩部分。這起火災(zāi)沒有造成房屋坍塌，車間主要承重構(gòu)件都是把鋼結(jié)構(gòu)作為梁和柱，因此有著較強(qiáng)的承載能力。

1.3 建筑內(nèi)部的火災(zāi)荷載量大

例如，廣東省的某一燈具城，建筑物內(nèi)部一共分為4層：一層、二層是經(jīng)營(yíng)區(qū)域，三層、四層是倉(cāng)庫(kù)。長(zhǎng)度200m，寬度50m，作為一些燈具和附件貨物的存儲(chǔ)。大空間、大跨度建筑內(nèi)部的火災(zāi)荷載量較大，而且結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，一旦發(fā)生火災(zāi)，很難對(duì)其進(jìn)行良好的掌控，這也是致使火災(zāi)發(fā)生的一個(gè)較大安全隱患。

1.4 容易導(dǎo)致消防設(shè)施受損

目前，大多數(shù)的廠房、商場(chǎng)都采用了大跨度的鋼結(jié)構(gòu)，也在外部設(shè)置了一些消防設(shè)施，內(nèi)部也設(shè)有自動(dòng)的報(bào)警系統(tǒng)、感應(yīng)噴頭等[1]。然而，由于它的跨度較大、空氣流通快，一旦發(fā)生火災(zāi)就會(huì)使火勢(shì)迅速蔓延。有的消防設(shè)備會(huì)因?yàn)榻ㄖ锶紵a(chǎn)生高溫或是建筑坍塌而失去原有的功能和作用，甚至有的建筑物從未設(shè)置相應(yīng)的安全消防設(shè)施，而且在建筑的過程當(dāng)中還偷工減料，違反相關(guān)的施工標(biāo)準(zhǔn)，沒有留有充足的消防設(shè)施，這也為火災(zāi)的發(fā)生埋下了較大的安全隱患。

2.大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑火災(zāi)的特點(diǎn)

2.1 鋼結(jié)構(gòu)變形致使建筑坍塌

在火災(zāi)發(fā)生初期火勢(shì)較小，并沒有波及更廣的范圍。若是在建筑過程當(dāng)中把沒有經(jīng)過防火處理的鋼構(gòu)件加入到了建筑當(dāng)中，隨著外界溫度的升高，鋼構(gòu)件的強(qiáng)度會(huì)發(fā)生一定的變化。當(dāng)外界溫度達(dá)到了它的最高限值時(shí)，強(qiáng)度會(huì)大幅度的降低，導(dǎo)致鋼構(gòu)件發(fā)生變形，最終致使建筑發(fā)生坍塌。

2.2 火勢(shì)較大造成人員傷亡

在大跨度的鋼結(jié)構(gòu)建筑物當(dāng)中，由于它有著較大的空間，并且存儲(chǔ)了較多的可燃物質(zhì)，加上自身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，很容易導(dǎo)致火災(zāi)的發(fā)生，并且火勢(shì)發(fā)展迅猛。鋼結(jié)構(gòu)自身有著良好的導(dǎo)熱性，但是耐火性較差，這也是致使火災(zāi)發(fā)生頻率上升的重要原因。建筑物內(nèi)部的構(gòu)件由于受到火災(zāi)高溫的作用，會(huì)在很短時(shí)間內(nèi)發(fā)生變形和斷裂，不能為相關(guān)救援人員留有足夠的救援時(shí)間，掌控不住最佳的救援時(shí)機(jī)。由于空間大、火勢(shì)蔓延快，也會(huì)快速致使建筑物坍塌。另外，大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑物發(fā)生火災(zāi)的過程當(dāng)中，由于有的材料在燃燒時(shí)會(huì)發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)釋放出一些有毒有害氣體，再加上自身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、人員集中、照明設(shè)施故障等多種原因，都會(huì)給人員逃生帶來困難，很容易造成踩踏事件甚至人員傷亡。

2.3 火災(zāi)撲救難度大

（1）存放較多的物品造成阻礙。通常情況下，大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑空間寬闊，例如廠房、車間、商場(chǎng)等，因此，室內(nèi)空間較大。由于經(jīng)營(yíng)項(xiàng)目、存放物品的不同，會(huì)涉及許多產(chǎn)品、設(shè)施和材料等，一旦發(fā)生火災(zāi)，會(huì)導(dǎo)致這些物質(zhì)燃燒、掉落，進(jìn)而提升了救援難度。與此同時(shí)，被困人員也不能快速安全地進(jìn)行逃離火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，使得滅火救援清理障礙的時(shí)間被延長(zhǎng)。（2）搜尋難度大。大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑物火災(zāi)內(nèi)部的荷載量較大，耐火性較差，在很短時(shí)間內(nèi)就容易發(fā)生坍塌，這也為后期的搜索救援增加了難度。建筑物自身的空間較大，導(dǎo)熱速度快，加大了火勢(shì)的快速蔓延，若是在救援當(dāng)中出現(xiàn)失誤，不但會(huì)給被救人員帶來傷害，同時(shí)也會(huì)給相關(guān)的救援人員帶來危險(xiǎn)，提高了火災(zāi)撲救的難度。

3.大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑防火與滅火的措施

3.1 做好防火分區(qū)設(shè)計(jì)

由于建筑需求不同，在具體施工過程當(dāng)中，不會(huì)在大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑物當(dāng)中應(yīng)用防火墻來對(duì)其進(jìn)行分隔，通常來講，利用防火墻來對(duì)大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)行分隔是不現(xiàn)實(shí)的。可以把獨(dú)立水幕應(yīng)用在大跨度廠房、車間等進(jìn)行防火分隔，再加上一些消防設(shè)施，如滅火器等，這是較為可行的。在具體設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，要依據(jù)實(shí)際的需求來對(duì)一些防火水幕帶進(jìn)行合理設(shè)置[2]。這種方式具有較好的靈活性，可以對(duì)整體空間進(jìn)行合理劃分，這種方式應(yīng)用在大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑物當(dāng)中具有較強(qiáng)的可行性，一旦發(fā)生火災(zāi)，可以進(jìn)行有效的防火分隔，并且不會(huì)對(duì)日常的生產(chǎn)和工作造成不良影響。除此之外，也可以把消防炮滅火體系應(yīng)用到大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑當(dāng)中，這種消防系統(tǒng)最早是運(yùn)用在易燃易爆的化工企業(yè)、石油企業(yè)、船舶場(chǎng)所等。在對(duì)大空間建筑物進(jìn)行應(yīng)用的過程當(dāng)中，要求其要有良好的通透性，傳統(tǒng)的防火墻、防火分區(qū)設(shè)置不能與現(xiàn)代大空間建筑物的使用需求相符，這也使得我國(guó)傳統(tǒng)的消防設(shè)施面臨著新的考驗(yàn)。然而，消防炮系統(tǒng)可以對(duì)傳統(tǒng)消防模式中的不足和弊端進(jìn)行彌補(bǔ)，因此，在大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑當(dāng)中應(yīng)用消防炮滅火系統(tǒng)是可行的。

3.2 提高建筑材料的防火性能

在對(duì)大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)行防火設(shè)置的過程當(dāng)中，若想從源頭上確保建筑結(jié)構(gòu)的火災(zāi)防御能力，那么，就要從原有建筑材料上著手，提高建筑材料的防火性能。對(duì)于大跨度鋼結(jié)構(gòu)的建筑物構(gòu)件來講，要依據(jù)其防火等級(jí)對(duì)構(gòu)件的防火涂料進(jìn)行嚴(yán)格把控，待防火涂料的保護(hù)膜形成后才可應(yīng)用到實(shí)際施工建設(shè)當(dāng)中，這樣才能從根本上確保建筑材料符合施工標(biāo)準(zhǔn)。并在此基礎(chǔ)之上，與先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，對(duì)一些新型的防火材料和保溫材料進(jìn)行不斷的研發(fā)，提高大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑的防火性能，為人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全保駕護(hù)航[3]。

3.3 選擇合理的鋼結(jié)構(gòu)防火保護(hù)方式

在現(xiàn)代建筑物當(dāng)中，鋼材是主要建筑材料，在正常溫度下，它有著良好的抗震性、高強(qiáng)度、質(zhì)量輕等特點(diǎn)，而且成本輸出少，施工周期短，空間利用率較大，進(jìn)而得到了廣泛投資者的應(yīng)用。然而，若是在高溫的作用下，鋼結(jié)構(gòu)就會(huì)出現(xiàn)變形，致使建筑物坍塌，所以，一定要采取良好的保護(hù)措施來對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行防火保護(hù)。在對(duì)其進(jìn)行防火涂料涂抹時(shí)要依據(jù)防火等級(jí)所需厚度來對(duì)其進(jìn)行涂抹，主要可以分為3種類型：厚涂型、薄涂型以及超薄型。通常情況下，9mm～51mm屬于厚涂型，最大可以達(dá)到3h的耐火極限，被應(yīng)用在最大防火值為兩小時(shí)的鋼結(jié)構(gòu)當(dāng)中；3mm～6mm屬于薄涂型，一般應(yīng)用在小于2h耐火等級(jí)的鋼結(jié)構(gòu)建筑當(dāng)中；小于3mm就屬于超薄型，通常也會(huì)用在小于兩小時(shí)的鋼結(jié)構(gòu)建筑當(dāng)中，特別是應(yīng)用在一些大型鋼結(jié)構(gòu)建筑外側(cè)較多。

4.結(jié)語(yǔ)

對(duì)大跨度的鋼結(jié)構(gòu)建筑物進(jìn)行防火設(shè)計(jì)至關(guān)重要，同時(shí)還要提高對(duì)大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑防火滅火的重視力度，為人們提供一個(gè)良好的工作、生活環(huán)境，保障人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。所以，要依據(jù)實(shí)際情況來對(duì)防火滅火工作進(jìn)行細(xì)致的規(guī)劃，進(jìn)而提升防火滅火的質(zhì)量和效率，促進(jìn)建筑工程的穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展。