淺談大跨度鋼結構建筑火災特點和撲救戰術運用

劉 杰

安徽省淮南市消防救援支隊滅火救援指揮部（232001）

1 大跨度鋼結構建筑的定義

1.1 大跨度鋼結構建筑的定義

大跨度建筑通常是指單層面積大、跨度大、層間高，沒有或缺少實體分隔跨度在60 m以上的建筑。

鋼結構是由型鋼和鋼板通過焊接、螺栓連接或鉚接而制成的工程結構。鋼結構建筑是以鋼材制作為主的建筑結構。鋼結構具有重量輕、結構性能好、施工速度快等優點,廣泛應用于高層、超高層、大跨度大空間建筑和中小型工業、商業、社區、文教衛生等建筑,大部分低層非居住型建筑。

大跨度鋼結構建筑跨度在60 m以上，以鋼材為主建成的用于體育館等大空間場所的建筑，用于民用建筑的影劇院、體育場館、展覽館、大會堂、航空港以及其他大型公共建筑，在工業建筑中則主要用于飛機裝配車間、飛機庫和其他大跨度廠房。這些建筑具有空間跨度大、人員聚集多及陳放貨物多的特點，是消防安全重點場所。

1.2 大跨度鋼結構建筑的結構特點

大跨度建筑有采用桁架、鋼架、拱架的,也有采用網架、網殼、懸索結構的，在室內空間中立柱支撐較少,顯得寬敞亮堂,通風采光也較好。

1.2.1 網架結構

由多根桿件按照某種規律的幾何圖形通過節點連接起來的空間結構稱之為網格結構，其中雙層或多層平板型網格結構稱為網架結構或網架。其通常是采用鋼管或型鋼材料制作而成。

1.2.2 網殼結構

曲面形網格結構稱為網殼結構。網殼結構有單層網殼和雙層網殼之分。網殼的用材主要有鋼網殼、木網殼、鋼筋混凝土網殼等。

1.2.3 膜結構

膜結構也稱為織物結構，是20世紀中葉發展起來的一種新型大跨度空間結構形式。它以性能優良的柔軟織物為材料，由膜內空氣壓力支承膜面，或利用柔性鋼索或剛性支承結構，使膜產生一定的預張力，從而形成具有一定剛度、能夠覆蓋大空間的結構體系。

2 大跨度鋼結構建筑火災特點及危險

2.1 火勢蔓延迅速,易形成立體燃燒

大跨度鋼結構建筑廠房一般高度均大于7 m，有的甚至大于20 m，內部空氣流通好。鋼結構導熱速度快，耐火極限低，一旦發生火災，蔓延途徑多，火勢蔓延快，燃燒猛烈，在熱氣流的作用下，很快形成大面積火災。

2.2 結構跨度大，建筑構件容易坍塌

火災中，當溫度升至350℃、500℃、600℃時，鋼結構的強度分別下降1/3、1/2、2/3。在全負荷情況下，鋼結構失穩的臨界溫度為500℃。發生火災后，在火焰和高溫的作用下，大跨度結構的承重主體構件的承載能力快速下降，在廠房本身構件荷載的作用下，承重結構迅速變形，很快失去支撐作用，短時間內就會出現倒塌現象。

2.3 破拆難度大

大跨度鋼結構建筑有較強的封閉性，建筑開口部位少，可利用的自然排煙口較少。一般情況下，發生火災只有采取破拆排煙的撲救方式。但是大跨度鋼結構建筑構件大多采用鉚焊連接而成，相對比較牢固，所以破拆需要較長的時間。如果破拆失誤，可能破壞建筑構件，造成建筑坍塌。

2.4 火災撲救困難

大跨度鋼結構建筑物規模大，建筑結構連體成片。如在大型的電子生產廠房內，生產機器設備密集，廠房內生產使用的原料和成品大多屬可燃物，有的還是有毒的化學物品，發生火災后，火勢蔓延快，燃燒猛烈，并產生大量有毒煙霧，實施內攻、延長進攻路線、轉移水槍陣地等撲救方式都不方便，導致人員疏散、火災撲救難度大。

2.5 搜尋營救難度大

大跨度鋼結構建筑面積大、跨度大，內部荷載大，結構復雜，發生火災時，深入內部救援、強攻救生難度較大。建筑物頂部隨時都有可能隨著時間的推移而坍塌，深入內部實施營救的消防人員稍不注意或指揮失誤，隨時都有可能被砸傷或被困，造成救援戰斗力消減，給營救工作帶來極大困難。

3 大跨度鋼結構建筑火災撲救的戰術運用

3.1 加強現場火情偵察，全面了解火情，制訂科學合理的作戰方案

大跨度空間廠房發生火災，必須在了解火場的基本情況下，制訂行之有效的滅火戰斗預案，合理安排滅火參戰力量。

1）通過詢問知情人和實地察看等方法，盡可能利用專用勘查器材，了解大跨度空間廠房內儲存物的種類及火災危險性，著火部位及過火面積，火勢蔓延的方向及范圍，有沒有被困人員及所在位置，有沒有好的進攻路線和可利用的地形地物條件，有沒有消防設施及其完好情況，有無儲水池及其他滅火劑情況。

2）深入內部偵察時，要選派精干人員，加強個人安全，三人一小組，攜帶安全繩，設置好聯絡信號。

3）要設立火場安全觀察員，對建筑物進行全方位觀察，著重觀察建筑的梁、柱、屋頂等構件有無扭曲、變形、垮塌等跡象，以便及時發出安全撤離信號。

3.2 科學設置水槍陣地，保障滅火效率

作為滅火陣地的最前沿，水槍陣地的設置直接關系到滅火效率和消防人員的安危。水槍陣地設置原則是利于進攻和顧及安全。

1）水槍陣地應盡可能設在靠近燃燒部位的出入口。優先利用舉高車、移動水炮等進行外攻控火。單層時，應在上風或側上風方向的出入口作為進攻起點。進攻陣地應設在建筑物門窗的外圍，切不可冒然進入內部。要堅持上風方向逐個開辟進攻通道，水槍同步到位。

2）要堅持在上風方向設立進攻陣地，上風方向煙霧外溢時不得內攻。上風方向煙霧外溢反映出內部火勢處于猛烈燃燒階段，這時應堅持外攻為先。外攻起到對火場內部控制火勢、實施降溫、排煙散熱的作用，是為了給決戰內攻打下基礎。

3.3 把握時機，科學合理實施冷卻

現場火災情況明朗，確定無倒塌危險時要實施快攻近戰，防止火勢擴大。現場情況不明，濃煙滾滾且無法實施內攻時，要首先集中力量對承重構件進行冷卻，防止或延緩建筑倒塌，為疏散救人和滅火創造條件。利用大功率水槍、車載炮、云梯車水炮等從外部對承重構件和屋面進行冷卻，利用移動搖擺炮、消防機器人等深入廠房內部對建筑結構進行冷卻。要盡量使用開花和噴霧水，避免直流水的高壓沖擊，冷卻要均勻，避免構件因為熱脹冷縮而加快建筑的坍塌。另外，要保持冷卻不間斷，即使在火勢明朗化或者收殘時，也要確保對構件的不間斷冷卻。

3.4 科學破拆，積極組織排煙散熱

主管中隊到場后，如果廠房還沒有發生倒塌，在出水冷卻的同時，指揮員應主動安排人員在廠房技術人員的配合下進行排煙。通常火場中的煙夾含著大量的熱和有毒物質，嚴重阻礙著消防人員的滅火救援行動。這些煙熱也是導致火勢蔓延、戰斗員受傷的重要因素。因此排煙這一環節就成為火場行動的重要一環。根據大跨度大空間建筑特點，排煙主要是采用自然排煙和人工排煙兩種方式，尤其是人工破拆最直接有效的，要充分利用大型機械設備對墻面和頂棚進行破拆排煙，但要注意不得隨意破拆建筑的承重構件，避免牽一發而動全身，以致發生大面積的倒塌傷亡事故。

3.5 確定重點，內攻近戰

在整個滅火戰斗過程中，確定火場的主要方面，設置分水陣地，指揮員組織好偵察小組和內攻小組，隨時作好戰斗準備。嚴禁盲目射水，盡量減少水漬損失。組織內攻精干小組，嚴格控制深入內部人員數量。一旦內攻條件成熟，指揮員要及時調整力量，果斷實施內攻近戰，以強大的射流對火點形成合圍之勢，同時保持對鋼構件的冷卻力量。