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1、大跨度、大空间建筑火灾风险时渊醐研究摘要：随着经济社会的快速发展，建筑领域各种新技术、新工艺、新材料不断涌现，建筑功能以及规模体量越来越复杂庞大。大跨度、大空间建筑由于构造相对简单、内部空间庞大、施工迅速等优点，在大型综合体、展览馆、体育场馆以及各类工业企业、仓储物流等领域广泛应用。本文结合工作实际，认真分析研究了大空间、大跨度建筑火灾风险特点、火灾处置原则、人员疏散抢救、建筑预防倒塌、火场排烟、现场警戒等内容，进一步探索火灾扑救的良好对策。关键词：大跨度；大空间；火灾风险；扑救措施近年来，大跨度、大空间建筑给生产生活带来极大便利，同时由于建筑面积大、内部火灾荷载高、支撑结构跨度大等原因，一旦
2、发生火灾极易造成重大人员伤亡和财产损失，教训极其惨痛，令人深思。一、大跨度、大空间建筑的定义及其特点一般来说，我们普遍把跨度超过30米的混凝土建筑或者跨度大于60米的钢结构建筑定义为大空间、大跨度建筑。从功能上来讲，民用方面主要包括大型城市商业综合体、大型展览馆、体育运动馆等公共建筑和高铁、航空等交通枢纽建筑，工业方面还有大型机械加工、粮食加工以及仓储物流等厂房库房建筑。由于使用性质以及工艺的需求，这些建筑普遍跨度大、举架高、空间面积大，以辖区某大型综合性粮油加工企业为例，总占地面积66万平方米，拥有9万吨食用油中转储罐、22万吨散粮库容，8条生产线，企业厂房、库房均为大跨度、大空间钢结构建筑
3、，最大生产车间建筑面积12791平方米，最大库房9889平方米。（一）结构样式多，承重支撑较少主要分为平面结构和空间结构两大类。其中，平面结构体系常见的有：桁、刚架、拱式结构等；空间结构常见的有网架、折板、薄壳、悬索以及网壳等，为了形成较大的平面和立体空间，这些结构普遍承重支撑较少，发生火灾后坍塌的风险远超普通混凝土建筑。（二）钢结构作为主体结构应用普遍笔者对辖区现有68栋大空间、大跨度建筑进行走访了解，发现其结构包括钢结构（约占60%,主要承重构件由钢材构造，梁、柱都是钢材，普遍采用钢材加喷防火涂料）、砖混结构（约占16%,承重构件主要使用砖和混凝土）、钢筋混凝土结构（约占24%,承重边墙和
4、柱由钢筋、混凝土制成，横梁为钢材加喷防火涂料），但是企业考虑钢结构施工迅速、结构简单、空间巨大等特点，普遍采用钢结构作为主体结构。（三）钢结构耐热不耐火，火灾时易坍塌钢结构强度高，塑性、韧性好，自重轻，材质均匀，与力学模型较为吻合，钢结构制作简便，施工期较短。但是从防火安全角度来看，钢结构的耐腐蚀性比较差，耐热不耐火，不加保护的钢结构构件的耐火极限仅为10-20分钟，在摄氏600度的环境中就会失去承载力，而在低温环境下，钢结构又可能会发生脆性断裂。如果火灾发现不及时或控制不及时，很容易超过耐火极限时间，引发建筑局部变形甚至引发坍塌，造成人员伤亡。（四）建筑存在电磁屏蔽，通信联络困难由于建筑结构
5、和内部工艺流程等因素的影响，大跨度建筑普遍会出现电磁屏蔽，造成火场通信信号间断或连接不畅，一旦发生火灾，消防员进入内部内攻时通讯受阻，极易造成人员失联。今年以来，我辖区消防站已针对48家大跨度、大空间厂（库）房类建筑开展实战演练，现场发现许多需要信号传输的设备均出现不同程度的信号失联现象，如4G单兵图传系统的信号通常会发生间续性卡顿现象；红外热像仪由于内部存在许多工艺热源导致无法准确识别等情况。（五）设计与使用存在偏差，初期火灾技防能力弱一般来讲，从防火设计环节来说大跨度建筑大多属于丁、戊类。而现行的消防法规、监督规范对大跨度建筑没有作具体的规定，仅按照丁、戊类进行设计和施工，在建筑工程消防审
6、建过程中大多盲目依从于性能化设计和专家论证，导致建筑存在很多先天性隐患。主要体现在以下几个方面：一是在防火分区的划分上标准相对较低，比如说根据建筑设计防火规范（GB50016-2014）相关要求，一、二级耐火等级的丁、戊类厂房无论是单层还是多层其每个防火分区的最大允许建筑面积是不限的，导致厂房越建越大，而受制于防火分隔消防产品的型式等客观因素，在防火分隔上缺乏有效手段，很难形成有效的防火分区；二是建筑消防设施设计标准低，尤其是对于一些丁、戊类厂房、库房，按照规范要求如自动报警以及自动喷水灭火等设施均不需配备。后期在使用过程中，建设单位随意突破丁、戊类使用性质，造成先天性火灾隐患；三是忽视火灾技
7、防能力设计，由于现行规范主要对建筑结构稳定性设计进行要求，对防火设计处于空白且多依赖于防火性能设计、专家论证,而性能化设计仅仅是对初期火灾人员疏散进行了论证。缺少了有效的技防措施，初期火灾很难有效发现并得到控制。四是缺乏有效的特殊消防设施，现有技防能力不足。经济社会在飞速发展，新需求不断涌现，但是消防产品领域却裹足不前，难以适应新需要。因此，迫切需要研发配备专门针对大跨度、大空间建筑物的自动消防设施。二、火灾风险及扑救难度分析大跨度、大空间建筑火灾具有火灾荷载大、发展蔓延快，高温烟气积聚、人员疏散困难、功能布局复杂、内攻风险较高、结构易坍塌、灭火强度大等特点。（一）火灾负荷大，火势扩散迅速建筑
8、内部存放大量的可燃、易燃物料，如粮油食品加工企业榨油车间、成品油仓库等，这些部位一旦起火，如果不能第一畤间有效灭火，钢制外墙和顶棚很难阻拦火势，火势将迅速进入猛烈燃烧阶段，很快形成立体燃烧并发展为大面积火灾。（二）耐火等级低，构件容易坍塌建筑结构尤其是钢结构耐火等级普遍较低，即便施工时经过阻燃处理但后期由于维护不到位等原因普遍达不到原有耐火等级，发生火灾后极易造成坍塌引发人员伤亡。（衡阳“11.3”火灾建筑全面坍塌，造成20名消防员牺牲），可见建筑坍塌会对消防员火场搜救带来很严重的后果。实验数据显示，当火场温度达到400摄氏度以上时钢结构稳定性开始明显变化，钢结构在全负荷状态下，500摄氏度左
9、右时即处于失稳边界。（三）火场排烟困难，疏散难度大建筑内部可燃物很多，一般无相应的防排烟设施，空气不能有效流通，燃烧物短时间内释放出大量烟气，造成视线受阻，而且由于高温明火导致供电设备损坏，即便使用专用照明工具也很难辨明周边环境,严重影响逃生疏散和灭火救援。（四）内部状况复杂，战术设备要求高此类建筑面积大，工艺流程、内部功能分区和管道线路复杂。火灾一旦发生，不同工段的火情要求在战斗展开中分别采取不同战斗模式和灭火器材，给作战指挥提出了很高的要求。有些工艺流程非常复杂，对于初入高温浓烟火场的消防员而言，诸如进入火场关闸断气等操作很难短时间有效实施。（五）救援力量不足，火场供水困难一般大跨度、大空
10、间建筑面积都在数千平米以上，一旦发生火灾，将形成大面积、立体式火场，一两只水枪对于这样大的火场无济于事，辖区救援力量难以第一时间形成有效的灭火力量。由于可燃物较多、火灾持续时间长，灭火用水量明显比普通建筑火灾要大很多，必须提前谋划确保火场供水。（六）火灾形式多样，灭火时间长建筑内部各种货物、材料大多以堆垛形式存放，火势一旦蔓延，将通过堆垛间的缝隙和内部空洞纵深发展，易形成堆垛火灾，如果储存物品为易燃可燃液体,又会形成液体流淌火，加之建筑存在倒塌风险，不能贸然进入火场发起总攻，火灾扑救将是一场持久战。三、火灾扑救工作思考及相关建议（一）调足第一出动力量，加强联动机制一是加强第一出动。指挥中心要高
11、度重视大跨度、大空间建筑火灾，调足第一出动力量，初起力量多，供水出水能力强，能第一时间占据战斗阵地，形成堵截之势。全勤指挥部要随警出动，第一时间到场，统筹指挥各增援力量，实行分片指挥，形成独立的作战片区。二是及时启动应急联动机制。优先调集大功率泡沫水罐车、高喷车等特种车辆，快速组成编程，可以形成独立作战体系。要及时向政府汇报，调集应急联动力量。三是供水保证不间断。根据火场情况划分不同供水单元，充分利用火场附近市政消火栓，协调供水单位保障供水压力，确保现场水源充足。要科学利用周围水源，根据现场需要调派远程供水系统，远程供水使用时一般不得影响现场车辆运行；重型水罐车吸水时要全流量吸水，多干线供水。
12、（二）加强火情侦察，科学展开救人行动一是科学侦查火情。侦查人员进行建筑内部侦查火情必须严格落实各项安全保障措施，要摸准建筑结构，到场后一定要询问知情人、通过建筑设计图纸确定建筑具体结构。如果现场火势较大，可借助特种侦察器材进行火场侦查。通过查看录像、询问知情人、调阅图纸等方式初步判定着火物质以及人员被困情况。二是救人途径要选准。厂房（仓库）人员逃生方向相对比较单一，要充分利用登高设施救人，内攻搜救尽量依靠窗户边线实施，要充分利用导向绳、呼救器等，救人小组要随行配备水枪进行保护，严禁盲目进行火场，进入火场前留好撤退路线和应急方案。（三）正确选择进攻路线，科学布置战斗阵地一是进攻路线要科学。要根据
13、建筑特点、火势蔓延方向和作战环境等因素，按照迅速、安全、高效的原则，科学研究确定进攻路线。二是战斗阵地要安全。阵地的选择要以控制火势、消灭火灾、保证安全为前提，按照便于观察、进攻、转移和撤退的原则，选择守得住的阵地。同一层面布设多条进攻路线时，做到相向进攻、攻防同步、上下设防。在内攻部位和区域，严禁从烟气排放口向内部射水，增加内攻风险。三是在内部情况不明、内攻风险较大等环境条件下，应利用灭火机器人、移动水炮、遥控水炮等装备，设置阵地，实施堵截，控火灭火。（四）排烟散热要充分，供水保证不间断一是排烟要及时准确。高温烟气是火场的最大危险，在接警出动的环节就要了解现场烟气情况，第一时间调集排烟车等特
14、种车辆器材，到达现场后及时开展排烟散热作业。如果需要破拆建筑，要结合当天风向风力等科学确定破产方向和位置，严禁盲目破拆。二是确保物资保障。空气呼吸器钢瓶满气、指战员补水、营养补充是现场保障的根本需求，是落实现场安全的重要环节;要根据天气情况,做好针对性的现场防热、防寒，防雨雪冰冻等保障。要第一时间通知医务人员到场，随时做好指战员和伤员的医疗保障工作。三是尽量减少使用他救接口。浓烟环境下空呼是保护搜救人员的关键装备。在使用他救接口、共用空呼的情况下，救人者和被救者的危险性都会大大增加，不仅耗气量加快至少一倍，且两人之间有供气管连接，如遇障碍物影响容易发生缠绕，在能见度低、环境复杂、心理紧张的情况
15、下，导致（被救者）越慌越乱、越乱越慌，产生多余的消耗。因此，如无必要，建议他救接口只在紧急情况下使用，对于被困人员尽量使用消防过滤式综合防毒面具或者自救呼吸器。（五）做好火场安全防范，做好突发应急准备一是外围警戒要做好。火灾现场要坚决杜绝外围干扰，加强外围警戒有利于后方力量到场和供水保隙的展开，特别是车辆拥挤、围观人群多的地方，能更好实施战斗展开，也避免对围观人员造成意外伤害。二是多方位设置火场安全观察员。内攻人员要明确简单有效的联络信号，一旦发生突发状况，及时发出紧急避险信号。三是预留应急救助小组。对于一些复杂的大型火灾现场，在内攻灭火和救人的同时，必须要在外部预留应急救助小组，随时掌握内部工作情况，一旦内攻人员出现紧急情况能够第一时间开展紧急救助避险。同时也有利于战斗力量进行轮换，确保作战人员体力。
