建筑火災坍塌事故的成因及對策研究

王勇

摘 要：隨著我國城鎮化建設的不斷推進，越來越多的建設工程項目投入建設，成為當前城市現代化進程的主要力量，為社會發展服務。對于建筑來說，因火災造成坍塌，安全問題是確保建筑能正常使用的前提，雖然建筑火災坍塌事故發生的頻率不是很高，但是一旦發生將會導致人民財產和人身安全蒙受巨大損失，突發險情還會嚴重危害消防員生命安全。公安消防部隊能否適應新形勢下滅火救援工作需要，實現“攻的進、戰的勝、打得贏”的目標，建筑物坍塌的安全因素也成為每名消防員應該思考的問題。為了避免建筑火災坍塌事故的發生，該文介紹了建筑火災坍塌事故的成因和規律，以此為突破口，提出積極的應對措施，最大可能的避免財產損失和人員傷亡，也為消防員滅火現場合理使用戰術，安全避險給予了很好借鑒。

關鍵詞：火災坍塌 成因 對策

中圖分類號：TU746.1 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）04（c）-0168-03

從整個建筑行業的經驗分析，建筑火災坍塌事故發生的次數不是很多，但是每次都會造成巨大的財產人員損失，對社會的和諧與安定構成威脅。建筑火災坍塌事故是指建筑物由于地質、人為、氣象、恐怖犯罪等因素，造成建筑局部破壞或整體坍塌的事故，主要成因是高溫高壓、外力作用、建筑工程質量等多項原因。最典型的一個例子就是美國9·11事件，造成了巨額的財產損失和大量的消防官兵及人員傷亡，如何行之有效的預防應對火災坍塌事故尤為重要。

1 建筑火災坍塌事故的成因分析

在建筑發生火災時，造成局部坍塌或整體坍塌的原因主要是建筑構件處在不正常的環境中，由于不同構件的耐火性能和自身的燃點不同，其受到復雜的外部作用和處在不正常的環境中性能極易惡化，結構的堅固性和穩定性也會被損壞，例如高溫高壓、載荷分布不均勻、材料變形、表面碳化等等使構件基本功能被破壞，無法承受相應的重量導致坍塌事故的發生。

1.1 高溫高壓

建筑內部發生火災時，基本所有的建筑結構均會在高溫高壓的環境下發生改變。在木質結構方面，木質結構本身就是燃料，尤其是干燥的木材，在火災當中極易被引燃，當其接觸到火源時，結構表面會被燒毀，表面碳化由淺入深，承載能力大大下降。隨著承載面損壞的程度越來越大，木質結構出承載能力也越來越低，當承載面剩下一半時，木質結構承載能力下降到谷點，最終失去平衡導致建筑坍塌。在鋼結構方面，當外部溫度很高時，鋼結構會出現變形，而且由于鋼結構的耐火極限較低，在高溫條件下會慢慢變細，使其承載能力大大下降，對于建筑的穩定性和堅固性造成很大威脅。在混凝土結構方面，對于大多數建筑，混凝土是不可避免要大量使用的建筑材料，其對于墻體、柱體的堅固和承載力有很大貢獻，當發生火災時，由于外部環境溫度過高，其強度會下降，墻體、柱體等表面溫度不均勻，進而導致表面發生扭曲，承載力下降導致坍塌事故的發生。在磚石結構方面，雖然磚石結構材料本身耐熱性比較良好，但是在磚石處于建筑整體中時，隨著外部環境溫度的不正常升高，其會發生膨脹變形等等情況，使整體結構遭到破壞失衡，隨著張裂現象的加重最終導致墻體坍塌，發生事故。

1.2 附加載荷過大

建筑物的承載力與其安全性能毫無疑問是息息相關的，當發生火災時，建筑內部的環境復雜多變，若室內放置東西過多，當建筑由于火災導致其承載力下降時極易發生坍塌；用于撲滅火災用水在室內過多積蓄，不能及時排出也會導致構件承載的力大大增加；室內書籍、棉織品等洗水過多，將滅火的水分進行分流會降低安全系數，也會增加稱重；進行火場救援時，進入場內救援人員過多，導致建筑活荷載加大，破壞建筑整體平衡等等這些原因都是建筑火災坍塌事故由于附加載荷過大而發生的原因。

1.3 外力作用與冷熱驟變

在發生火災時，復雜的外部情況和多變的火場情況往往會使救援難度大大增加，使用大口徑水槍或高壓水槍進行滅火時，同時也會對建筑構件施加沖擊，使其承載更大的沖力；在使用機械物資進行火場清理或者轉移物品時不小心與建筑承重結構發生碰撞，也會對建筑造成二次破壞；當用水資源滅火時，由于室內構件之前處于高溫狀態，驟然遇冷，構件忽冷忽熱，熱脹冷縮極易發生斷裂、變形等，尤其是鋼結構在局部高溫低溫的情況下時，其穩定性會大大下降使建筑整體結構受到破壞；通常伴隨火災到來的往往就是爆炸，火災爆炸事故大多屬于化學爆炸，是由于室內的天然氣管道或者煤氣罐等等所致，一旦發生爆炸事故，空氣壓力驟然增加，建筑物瞬間發生崩塌，尤其是如果有重要的天然氣干道處于爆炸范圍內，會引發鏈條式的爆炸反應，火災迅速蔓延，導致更加恐怖的后果。

1.4 建筑工程質量問題

導致建筑火災坍塌事故發生的原因除了各種外部因素之外，最主要的原因也是最容易導致坍塌的原因就是建筑本身的質量問題，初期進行建筑設計時對防治火災坍塌方面的設計不到位未進行安全評估；在施工的時候沒有嚴格按照規章制度進行建設，置換規定標準的建筑材料，在關鍵位置偷工減料；在建成之后，對于火災救援設施，防火簾與承重墻等等結構缺乏維護，導致在發生火災時未能實現應該體現的功能，這些原因都會使建筑的穩定性下降，防災害能力弱，承重能力和耐火能力低下最終導致火災坍塌事故的出現。

2 建筑火災坍塌事故的特點

2.1 建筑火災坍塌事故具有突發性

建筑火災坍塌事故受到建筑結構、建筑質量、自然條件、內部條件等多種因素綜合影響，建筑隨時會發生局部破壞或整體坍塌具有突發性，發生事故時留給人員疏散逃生的時間極短，往往在人們剛反應過來的時候就已經造成了大量的人員傷亡。

2.2 建筑火災坍塌事故救援難度大

建筑物坍塌往往會造成較大的人員傷亡并伴隨著次生災害的發生，根據救援需要，需要投入的救援力量往往不僅是消防部隊，還有醫療、公安、水電、通信、交通等各個部門，而且由于受困人員多，情況復雜，裝備使用受限，建筑火災坍塌事故的人員救援往往是多部門協同長時間連續作戰。

2.3 建筑火災坍塌事故容易發生二次災害

突發性火災坍塌事故，極易造成建筑物內部天然氣管道與供電線路等設施損壞，導致二次起火甚至是爆炸事故的發生，尤其是化工廠與煉油廠等重工業地區建筑發生坍塌事故時，會造成有毒氣體泄露、擴散和爆炸等嚴重后果；若地震災害導致坍塌事故，通常伴隨著山體滑坡、洪災等次生災害，如果未能及時控制或救援，將會造成不可想象的后果。

3 建筑火災坍塌事故的對策研究

在對建筑物進行滅火時，無論是建筑物火災破壞的原因還是建筑物本身的原因導致的坍塌事故，都應當立即調集救援力量迅速實現由滅火向救援為主的戰略轉移，嚴格遵守科學的救援處置機制，采取積極必要的措施進行施救。

3.1 加強建筑的防火設計

隨著現在城市建筑分布越來越密集，其帶來的安全問題也越來越多，事故越來越頻繁，造成了嚴重的損失，為了更好的避免事故的發生，應該提高防火意識，控制著火源頭，在建筑的設計中加入防火理念，對建筑結構、材料等進行防火設計，確保能夠有一定的耐熱性和穩定性，在火災發生的時候，發揮一定的安全作用，減少波及面積降低損失率。

3.1.1 增強構件的防火性

由于混凝土耐火性相對較強，在建筑過程中混凝土結構面要適當的擴大，將其截面尺寸合理規劃，并選擇耐火性良好的鋼結構材料，加厚保護層的厚度；建筑物內的家具等家具材料應盡量選用阻燃材料，在發生火災時能有效遏制火勢，限制火災的蔓延；在樓板部分應該使用比一般規格更好的耐火性材料，確保在發生火災時樓板結構能夠正常存在，為救援疏散工作提供便捷途徑。

3.1.2 設計考慮建筑物火災載荷能力

在救援火災過程中，室內物品不可避免的會吸收水資源，而且由于火災時復雜的環境容易導致室內水資源不能及時排出，這都會對建筑產生額外的荷載，救火人員進入建筑也會產生額外載荷所以在設計的時候，應該綜合考慮構件的防火等級、通風條件、墻壁材料等等因素，對裝飾材料，建筑構件進行合理的荷載評估。

3.1.3 設計自動應急系統

由于建筑火災坍塌事故具有突發性，所以在發生事故時，往往留給人們反應的時間很短，所以設計一套自動應急的滅火報警系統非常有必要，在房間內設計智能噴水系統，該系統對火災信號感應靈敏，在發生火災時能自動向消防系統報警，并且也能夠有效控制火災蔓延，降低波及面積。

3.2 充分獲取著火建筑坍塌前兆信息

在撲滅火災的過程中，能夠科學有效獲取到建筑坍塌前兆的信息至關重要，要對多處進行持續測量，著火上層、著火層、著火下層、梁柱、承重墻的溫度等地方要持續監測，以便能夠及時準確地判斷出建筑可能坍塌的結構；在建筑火災發生一段時間后，建筑內部由于火災高溫和滅火水流會造成建筑構件冷熱不均勻，導致材料表面斷裂，扭曲等，指揮人員要通過墻體開裂的情況及時判斷可能出現坍塌的位置，進行及時的預防保護；在火災過程中，不同方位構件傳出的聲音也非常重要，例如爆炸聲和吱吱聲，指揮員要認真傾聽聲音，善于分析是否會有坍塌現象的發生。在綜合分析建筑火災坍塌的可能性時，分析人員要結合墻、樓板、梁等關鍵位置的防火性能，最終確認現場實施救援的時間，確定部隊撤離的時間，科學有效地完成建筑火災坍塌事故的救援工作，降低波及面積和承受的損失。

3.3 合理的現場處置措施

（1）在建筑火災坍塌事故發生后，現場指揮員要清點救援力量，全局把控救援力度，充分了解建筑物內部外部的情況，準確實施救援人員，器材設備一次性調配，果斷作出戰斗力的部署。（2）當發現有人員被困時，首先查明被困人員的具體位置，分析周圍坍塌情況，如果被容易撤離的建筑坍塌物件壓住或堵住，或是被困人員發出的聲音距離施救人員較近容易施救時，救援人員應迅速組織進行營救。（3）若建筑物坍塌之后火勢仍然很大，要重新清點組織救援力量就行撲救火災進行降溫，最大程度的減輕被困人員的受傷程度，需要特別注意的是進行撲救時要防止對建筑結構造成二次沖擊和建筑內部積水過多，以防發生二次坍塌。（4）及時做好火場排煙，火場煙霧是火場可燃物燃燒分解之后的產物，它通常具有很高的溫度，具有很大的威脅和不確定性，在救援過程中要及時將煙霧排放到指定的位置，降低建筑內部的溫度，保護建筑構件，從而推遲或有效避免建筑坍塌。（5）人人平等，生命無價，在救援過程中，要遵守先易后難，救人第一的原則，不搞特殊化。在救援過程中也要合理利用各種救援設備，如搜救犬、熱能探測儀、生命探測儀等結合各種物理工具進行破拆、切割、牽引等手段進行救援。（6）在無法確認被困人員的生存情況時，禁止使用大型機械設備如挖掘機、鏟車等清理現場。（7）在建筑火災坍塌事故的救援過程中，要設置專門的安全員關注建筑是否出現結構變形或發出異常聲響等坍塌預兆，若出現意外應及時向現場救援人員傳遞撤離信號，救援人員聽到信號后要及時果斷地撤出火場，避免發生二次傷亡。（8）在建筑物火災坍塌事故救援現場最重要的是在救援過程中保持暢通的通信，要充分利用消防通信指揮車、車載電臺、對講機等通信設備，建立獨立暢通的通信網絡系統確保重要信息的及時傳遞，同時還要保障與其他參與救援的部門通信暢通，及時交流信息有助于判斷火場情勢。

3.4 制定完善的救援準備方針

制定緊急預警方案，在建筑物火災坍塌事故發生的第一時間啟動應急預案，高效地開展救援滅火工作。消防救火工作的開展：（1）及時拉警戒線，劃分安全區域，實施交通管制。（2）成立現場搶險救援作戰指揮部，對建筑的基本情況進行分析，了解建筑主要的結構形式、功能、火災荷載等多項內容。（3）合理部署分工，強調救人第一的原則，對此次建筑火災坍塌事故提出要求和注意事項，整體把控救援進程。（4）聯合多部門協同開展救援工作，公安、水電、醫療、交通、施工、建設等單位和相關專家進行現場連線開展救援工作，必要時調用駐地部隊和武警增援保障救援工作順利進行。（5）確保實施救援工作的人員的人身安全，確保防護措施，避免發生二次人員傷亡。

4 結語

綜上所述，隨著社會經濟的高速發展，建筑火災、特別是高層和超高層建筑火災呈現出多樣化和復雜化的態勢，導致建筑火災坍塌事故發生的原因成多元化，自然因素、外部因素、內部因素等多種原因綜合作用，防火工作就顯得尤為重要，一方面要加大對建筑火災隱患排查的力度，加強建筑防火設計，在材料、構件的選擇上要保證防火性，從根本上抑制火災的發生。另一方面各級地方政府要重視，支持消防工作的開展，在火情發生時，要積極配合消防部門開展工作，在平時注重宣傳消防知識，多方面提高群眾的消防安全防范意識。與此同時，要注重強化消防官兵的綜合素質，投入必要的消防裝備和器材，提高消防官兵對建筑物火災坍塌事故的整體認識，加強自我防護工作，并在滅火救援實戰中不斷地實踐和總結，確保消防工作的順利開展。