淺談大跨度大空間建筑火災撲救現(xiàn)場安全管理

張樹龍

(壽光市消防救援大隊，山東 壽光 262799)

0 引 言

隨著建筑產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，市場內(nèi)建筑工程開始逐步向大空間、大跨度類型的結(jié)構(gòu)過渡，相比常規(guī)的多層小跨度建筑，此類建筑一旦發(fā)生火災等相關(guān)安全事故，便會出現(xiàn)火勢蔓延迅猛、人員疏導難度大、煙氣擴散速度快、救援工作速度慢等特點和難點[1]。為有效應(yīng)對此類火災事故，應(yīng)加大對此類建筑的事故發(fā)生現(xiàn)場的安全管理，定期組織并實施滅火救援演習行動，確保在出現(xiàn)火災事故時，將災害的影響范圍降至最低。

1 大跨度大空間建筑結(jié)構(gòu)特點

大跨度大空間建筑通常是指跨度在30 m以上的混凝土建筑或跨度60 m以上的鋼結(jié)構(gòu)建筑，主要包括商場、大市場、城市綜合體、展覽館、體育場館、高鐵站、航空港等公共建筑，以及機械加工、電子加工等工業(yè)廠(庫)房建筑[2]。相比常規(guī)的多層建筑，此類建筑具有下述三個結(jié)構(gòu)特征，見表1。

表1 大跨度大空間建筑結(jié)構(gòu)特點

大跨度大空間建筑結(jié)構(gòu)的跨度與其造價是呈一定指數(shù)關(guān)系的，例如，在進行一個大跨度建筑設(shè)計與開發(fā)時，當建筑結(jié)構(gòu)跨度達到100.0 m時，此時建筑施工的用鋼量將在每平方米80.0～100.0 kg范圍內(nèi)；當建筑結(jié)構(gòu)跨度達到200.0 m時，此時建筑施工的用鋼量將在每平方米230.0～260.0 kg，以此類推[3]。因此，在進行此類建筑結(jié)構(gòu)特點的分析時，應(yīng)根據(jù)建筑跨度與建筑內(nèi)部空間，進行具體的描述。

2 大跨度大空間建筑火災撲救現(xiàn)場安全處置原則

由于大跨度大空間建筑具有一定特殊性，因此，在進行此類建筑火災現(xiàn)場的安全管理時，應(yīng)明確現(xiàn)場處置原則，并根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，展開與此方面相關(guān)的救援與消防工作[4]?，F(xiàn)場安全處理原則見表2。

表2 大跨度大空間建筑火災撲救現(xiàn)場安全處置原則

遵循上述原則，進行火災現(xiàn)場的安全管理，以實現(xiàn)對建筑火災現(xiàn)場火勢的控制，降低人員傷亡率。

3 大跨度大空間建筑火災撲救現(xiàn)場安全管理

3.1 水槍陣地合理布置及攻防轉(zhuǎn)換

在明確大跨度大空間建筑結(jié)構(gòu)的特點后，在遵循大跨度大空間建筑火災撲救現(xiàn)場安全處置原則的基礎(chǔ)上，對其火災撲救現(xiàn)場進行安全管理。水槍陣地是整個建筑結(jié)構(gòu)空間中最前沿的位置，其設(shè)置是否合理會直接影響到后續(xù)火災撲救的處置效果以及消防人員的生命安全。因此，首先將這一結(jié)構(gòu)作為突破口，對其進行合理布置，并實現(xiàn)對攻防轉(zhuǎn)換的合理管控[5]。針對大跨度大空間建筑，在撲救現(xiàn)場，應(yīng)當將水槍陣地設(shè)置在建筑物門窗結(jié)構(gòu)的外圍區(qū)域上。其主要原因是，大部分大跨度大空間建筑以鋼結(jié)構(gòu)為主，鋼的耐火性極差，在受熱后會在極短的時間當中出現(xiàn)塑性變化，并且在火燒持續(xù)15 min以后，建筑構(gòu)件會以“面條”形狀軟落[6]。通常情況下，火災在進行到5 min后，其溫度已經(jīng)超過了500 ℃。從理論上分析可知，鋼材料構(gòu)件的耐火極限僅有15 min，因此不適宜突然進入內(nèi)部完成火災撲救工作，基于上述問題考慮，將水槍陣地設(shè)置在建筑物門和窗結(jié)構(gòu)的外圍區(qū)域內(nèi)。大跨度大空間建筑物標準層水槍陣地布置示意圖如圖1所示。

圖1 大跨度大空間建筑物標準層水槍陣地布置示意圖A—消防水槍；B—消防箱；C—消火栓接口；D—立管

根據(jù)實際建筑結(jié)構(gòu)條件，在上述結(jié)構(gòu)當中可設(shè)置4個消火栓接口和1根型號為DN100的立管[7]。按照圖1所示內(nèi)容，在完成對水槍陣地的設(shè)置后，以防火分區(qū)為單元設(shè)置進攻陣地，開啟防火分區(qū)內(nèi)的噴淋設(shè)施和排煙系統(tǒng)，關(guān)閉通風和空調(diào)系統(tǒng)，組織力量沿承重墻、柱進入，利用室內(nèi)消火栓和鋪設(shè)移動供水線路進行控火、滅火。除此之外，還需要注重在火災撲救過程中現(xiàn)場的攻防轉(zhuǎn)換問題。大跨度大空間建筑由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)復雜，且存儲物資種類多樣，因此會加劇高溫濃煙的產(chǎn)生。這種現(xiàn)象的存在會對火災初起階段參與火災撲救的人員造成進攻困難的問題。因此，在這一階段應(yīng)當以“防守”的態(tài)勢為主，實現(xiàn)對火勢進一步蔓延的控制。在實際火災撲救現(xiàn)場，需要在確保建筑結(jié)構(gòu)充分穩(wěn)定的條件下，對新的進攻通道進行逐一開辟，并將各個水槍裝置設(shè)置在相應(yīng)的位置上，并將“防守”態(tài)勢轉(zhuǎn)變?yōu)椤斑M攻”態(tài)勢[8]。在上述確定攻防態(tài)勢的基礎(chǔ)上，指揮中心根據(jù)災情和力量編成方案，一次性調(diào)足搜救、滅火、舉高、排煙、供水、搶險、通信、戰(zhàn)保等作戰(zhàn)單元，優(yōu)先調(diào)集大功率水罐車、登高平臺、排煙、破拆、遠程供水泵組、滅火機器人等特種車輛裝備，以及大型工程機械設(shè)備和單兵圖傳、布控球、中繼臺、雙光無人機、自組網(wǎng)電臺等通信器材。根據(jù)不同態(tài)勢下的戰(zhàn)斗區(qū)段，劃分供水片區(qū)，明確專人統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，合理設(shè)置供水路線，充分利用市政消火栓和周邊天然水源，通知供水部門增大管網(wǎng)壓力，保證火場供水持續(xù)不間斷。

3.2 建立新進攻通道

由于絕大多數(shù)的大跨度大空間建筑安全出口數(shù)量少，并且門、窗結(jié)構(gòu)設(shè)置嚴重不足，因此很難實現(xiàn)火災撲救工作的開展。針對這一問題，在獲取建筑結(jié)構(gòu)圖紙的基礎(chǔ)上，盡可能結(jié)合現(xiàn)代化的偵查設(shè)備實現(xiàn)對建筑內(nèi)部物資存儲情況的綜合了解。在確認不會出現(xiàn)坍塌等類似危險事故后，針對面積大、可燃物多、燃燒程度猛烈的區(qū)域，結(jié)合現(xiàn)場實際工況條件，對新進攻通道進行建立。在建立新進攻通道時，應(yīng)當遵循火災撲救的進攻原則，采取“先堵截，后分割，再消滅”的戰(zhàn)術(shù)，集中火災撲救力量，防止火勢的進一步蔓延，實現(xiàn)對進攻通道的合理布置，并充分發(fā)揮各個火災撲救裝備的效能。若在大跨度大空間建筑中出現(xiàn)了大面積的燃燒現(xiàn)象，將鋼柱作為進攻通道的框架結(jié)構(gòu)，站在非燃燒的框架地向燃燒區(qū)域進行射水，并在一定程度上避免燃燒區(qū)域上方屋頂?shù)顾斐筛鼑乐氐暮蠊a(chǎn)生。

在進行對人員或物資的疏散以及內(nèi)攻時，需要對各類破拆工具進行合理選擇，并將堆垛等貨物快速轉(zhuǎn)移到安全區(qū)域內(nèi)，從而為火災撲救開辟全新的通道。根據(jù)火災撲救現(xiàn)場的實際情況，將火場結(jié)構(gòu)進行分割，并對撲救現(xiàn)場的各類裝置和設(shè)施進行合理利用，從而提高整個撲救現(xiàn)場安全管理的效率。根據(jù)實際大跨度大空間建筑結(jié)構(gòu)的特點，在進行火場分割時，需要按照圖2所示的內(nèi)容設(shè)置防火帶。

圖2 火災撲救現(xiàn)場防火帶設(shè)置

圖2所示的防火帶結(jié)構(gòu)是人員疏散的重要通道，在對該結(jié)構(gòu)進行設(shè)置時，需要確保其實現(xiàn)對建筑中主出入口的連通，并且疏散人員在附近時需要保證其能夠直觀、及時地看到通道出口，從而避免疏散人員的恐慌。

在完成對新進攻通道的建立后，在每一個進攻出入口設(shè)置安全員，逐一檢查內(nèi)攻人員個人防護裝備佩戴和安全措施落實情況，實時掌握進入建筑內(nèi)部人員數(shù)量、作業(yè)時間和空氣呼吸器使用等情況。發(fā)現(xiàn)危險征兆或突發(fā)情況，立即通知內(nèi)攻人員緊急撤離。除此之外，還應(yīng)當根據(jù)煙熱聚集、流動情況和攻防力量部署，合理確定排煙排熱部位和實施方法，優(yōu)先利用建筑門窗、采光帶、排煙窗、通風口等途徑進行自然排煙。當煙熱聚集難以排出、火勢發(fā)展蔓延迅速時，在進行建筑結(jié)構(gòu)安全評估后，應(yīng)果斷使用大型工程機械設(shè)備在火勢發(fā)展蔓延的主要方向上實施破拆排煙。

3.3 發(fā)揮裝備優(yōu)勢效能

完成上文研究后，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)代化技術(shù)在此方面工作中突出的優(yōu)勢，進行現(xiàn)場安全管理方案的集中布設(shè)。當大跨度大空間建筑發(fā)生火災事故時，消防隊伍應(yīng)立刻調(diào)用全勤指揮部，使用聯(lián)網(wǎng)通信裝置，第一時間向地方公安部門、應(yīng)急指揮指導部門、公安部門、住建單位、交通管理單位、供水單位、供電單位、供氣單位、衛(wèi)健單位等聯(lián)動單位發(fā)出通知，集結(jié)多部門力量，聯(lián)合專家到現(xiàn)場實施緊急救援。火災現(xiàn)場技術(shù)指揮人員應(yīng)當由安全風險評估人員、建筑結(jié)構(gòu)專家等技術(shù)人員構(gòu)成，到達現(xiàn)場后，由技術(shù)人員利用專業(yè)監(jiān)測儀器，對著火建筑結(jié)構(gòu)安全性進行評估，重點分析火災荷載、附加荷載和燃燒時間對建筑結(jié)構(gòu)的影響；在高溫、炙烤等條件下，建筑結(jié)構(gòu)荷載和梁柱預應(yīng)力變化情況；破拆部位選擇和對建筑結(jié)構(gòu)的影響；建筑構(gòu)件開裂、剝落、破碎、變形、裸露等部位的危險程度；進攻路線選擇、陣地設(shè)置等安全性等。并全程監(jiān)測火勢發(fā)展蔓延和建筑結(jié)構(gòu)變化，及時向指揮部提出風險防范對策。當發(fā)現(xiàn)建筑整體結(jié)構(gòu)由于火勢蔓延出現(xiàn)大規(guī)模坍塌、大范圍表皮脫落等現(xiàn)象時，需要輔助使用機械設(shè)備與火災救援機器人進行現(xiàn)場破拆清理，避免人工執(zhí)行此方面任務(wù)存在危險的問題。目前，市場內(nèi)使用頻率較高的輔助機械設(shè)備為火災現(xiàn)場救援機器人，當現(xiàn)場出現(xiàn)突發(fā)險情時，機器人可以代替消防員進行現(xiàn)場救援工作，為了進一步發(fā)揮火災救援機器人在現(xiàn)場中的作用，對機器人結(jié)構(gòu)簡圖進行描述，如圖3所示。

圖3 火災現(xiàn)場救援機器人結(jié)構(gòu)簡圖1—救援機器人支撐板；2—連桿；3—活塞；4—噴射管；5—液壓缸；6—滾輪；7—煙氣傳感器

在進入火災現(xiàn)場后，根據(jù)傳感器反饋的信息，進行現(xiàn)場火勢的判斷，當煙氣超出安全范圍后，觸發(fā)活塞，液壓缸自動將水流從噴射管中噴出，通過此種方式便可以代替消防員進入到危險區(qū)域作業(yè)。除上述提出的內(nèi)容，還可輔助使用消防車、排煙車、水罐車等進行現(xiàn)場滅火與救援，發(fā)揮現(xiàn)代化裝備在火災現(xiàn)場救援的優(yōu)勢。

4 結(jié)束語

為了提高大跨度、大空間結(jié)構(gòu)建筑在遇到突發(fā)性安全事故時的抗災能力，本文以此類建筑結(jié)構(gòu)為例，結(jié)合此類建筑結(jié)構(gòu)的特點與相關(guān)工作原則，從水槍陣地合理布置及攻防轉(zhuǎn)換、建立新進攻通道、發(fā)揮裝備優(yōu)勢效能三個方面，提出了針對火災現(xiàn)場安全管理的相關(guān)解決對策。但要在真正意義上實現(xiàn)對建筑中群體生命安全的防護，消防人員應(yīng)當做好“打惡戰(zhàn)”的心理準備，敢于為保護群眾的生命安全做出貢獻。但在此過程中要注意的是，無論任何一項工作，消防人員都應(yīng)當將保護自身安全作為前提條件，只有降低了消防人員在救火行動中的傷亡人數(shù)，才能將火災撲救現(xiàn)場的損失降至最低。