大跨度鋼結構廠房火災危險性及防控措施

李濱

（泰安市消防救援支隊高新技術產業開發區大隊 山東 泰安271000）

0 引言

鋼結構建筑以一種是鋼材為主要建筑結構材料的建筑類型，由于其具有結構性能好、重量輕、施工速度快，構件便于工業化、標準化生產等特點，在建筑領域得到了廣泛的應用。大跨度、大空間鋼結構廠房是一種屋蓋跨度達30m以上，室內凈高度超過12m以上的鋼結構建筑[1]。由于鋼結構的諸多優勢性能特點，大跨度鋼結構廠房在我國取得了長足的發展，應用十分廣泛。從消防安全的角度來看，雖然鋼結構建筑從結構材料性質上來說不屬于可燃燒材料，但其材料自身的耐火性較差，一旦發生火災，在高溫作用下極易發生力學性能的衰減，導致其構件變形失去承載力，發生建筑垮塌。

1 大跨度鋼結構廠房火災的危險性

1.1 火災高溫作用下結構易變形發生垮塌

大跨度鋼結構廠房所使用的鋼材雖然屬于非可燃物，也具有一定的耐熱性，但其導熱性是普通鋼筋混凝土的40倍左右，在發生火災時短時間內其內部溫度便會急劇上升，達到200℃時，便會影響其力學性能，抗拉強度、屈服點等都呈快速下降趨勢，到700℃，持續60min，其鋼構件基本就會失去強度，而一般情況下，建筑火災火場溫度能夠達到1 000℃以上。在火場持續高溫的作用下，鋼結構廠房用于承重的鋼梁、柱等構件易發生塑性變形直至失去承載能力。鋼結構建筑的整體連接性強，局部構件發生塑性變形及失去承載力，將會對建筑整體的穩定性形成巨大影響，極易造成建筑物的整體坍塌。

1.2 防火分隔設置難度大

大跨度鋼結構廠房的大跨度、大空間特點，使得其與一般民用建筑的防火設置存在較大差異，在民用建筑中常用的防火設置如防火卷簾、防火門、防火墻等往往在大跨度鋼結構廠房中不太適用，有些是大空間、大跨度特點導致的應用技術存在難度，也有些是廠房功能要求不適用普通防火設置，如防火門、防火墻設置會導致廠房空間被分隔，影響廠房的實際使用功能要求，而防火卷簾在大空間設置，由于寬度問題往往在使用過程中存在一定的問題，實際使用效果不盡如人意。由于大跨度鋼結構廠房的防火分隔設置難度較大，一些業主往往會規避此項設置或是走走過場，導致防火分隔形同虛設。由于缺乏有效的防火分隔，大跨度鋼結構廠房一旦發生火災，其內部大空間、門窗多等特點形成的空氣流動性強，會在短時間內形成火勢的快速蔓延，其火災發生初期的有效控制時間較短，這也是大跨度鋼結構廠房火災撲救難度大的重要原因。

1.3 廠房火災載荷大

大跨度鋼結構廠房火災撲救難度大一個重要原因，還在于其火災載荷大、空間內的可燃易燃物多的緣故。作為一種工業生產或是倉儲用廠房類型，大跨度鋼結構廠房具有諸多的建筑及使用優越性，因此得到了廣泛的應用。在實際的使用過程中，這類廠房往往生產規模較大，連續性作業使得大量生產性原料及人員集中于廠房內部，而很多的工業用生產原料多含化學成分，不但屬于可燃易燃物，且多數都是有毒物質，一旦發生火災，極易形成大面積的火勢且快速蔓延，火災載荷大、空間流通性好、人員集中，這些要素集中在一起，大跨度鋼結構廠房一旦發生火災，往往在短時間內即可形成大面積蔓延的猛烈燃燒火勢，極易造成重大人員傷亡事故。

1.4 火災撲救難度大

相較于一般民用建筑，大跨度鋼結構廠房發生火災后的撲救難度要大的多，人員疏散也要更為困難，這主要是因為大跨度鋼結構廠房內大多布置有眾多的生產用設備設施，內部空間布置較為復雜，很多廠房管理對于消防不太重視，安全出口以及各處通道被貨物堆積堵塞的現象較為普遍，這都對火災發生后消防人員進入廠房內部進行滅火救援造成阻礙。此外，大跨度鋼結構廠房大多建于偏遠之地，消防距離遠，而其火災發生特點是發展快、火勢猛，消防人員往往難以在火災發生初期快速抵達現場進行撲救，而在火勢發展到一定程度，出于安全考慮，消防人員已經很難進入廠房內部進行更為有效的滅火救援，只能在廠房外部進行撲救，這對消防滅火的供水提出了較高的要求，如果廠房附近無法提供充足的火源，滅火的難度將會更大。

2 大跨度鋼結構廠房火災防控措施

大跨度鋼結構廠房的諸多建筑優勢特點使得其應用十分廣泛，但其在防火方面存在的一些缺陷不足，要求其必須在消防設計、防火保護方面進行針對性的加強，如重點加強防火分隔設計、鋼結構防火保護、消防給水以及安全疏散設計等。

設置防火分區是有效控制火災蔓延的方法。對于沒有特殊工藝要求的大跨度鋼結構廠房，原則上都應設立防火分區。防火分區可以在火災發生后將火勢控制在一個局部的區域內，給人員疏散以及火災救援提供一個緩沖時間。在大跨度鋼結構廠房中設置有效的防火分隔是一個存在技術難度的問題。一般的防火門、防火墻由于空間分隔問題往往不適用大跨度鋼結構廠房，通常會采用獨立的水幕作為防火分隔，只是投入成本比較大，在實際的使用上對火災發生后的災情掌握要求比較高，使用不當可能會造成不必要的經濟損失。

鋼結構防火保護是提高其耐火性能，抵御火災高溫作用的重要手段。目前來說，鋼結構防火保護主要為在鋼結構表面噴涂防火涂料和外包防火材料[2]。噴涂防火涂料是目前鋼結構防火保護應用最為廣泛的一種保護措施，其造價低、施工速度快、不受構件外形限制且具有良好的隔熱性能，但這種措施的有效期較短，且與涂料的質量成正比，一般不會超過10年，在失效之前需要進行再次噴涂才能有效起到防火保護的作用。外包防火材料是采用無機防火板等防火材料對鋼結構構件進行包覆以形成一個保護層，防火保護層可以有效阻隔火場高溫對鋼結構構件的影響，降低其升溫速率，相比于防火涂料，隔熱效果更好，使用壽命也較長，但施工速度慢、造價成本較高，一定程度限制了其推廣應用。

消防給水設計是大跨度鋼結構廠房防火保護的重要內容。對于大跨度鋼結構廠房，消防給水設計主要分為室內消防給水與室外消防給水設計。基于自救原則，要在室內設置足夠數量的消火栓和固定滅火裝置，設計位置要科學合理當然，在資金充裕的情況下，布置自動化消防報警滅火系統效果將更好；室外要設置必要的消火栓、消防水池等，并要保證足夠的消防用水量。

安全疏散是大跨度鋼結構廠房防火保護的關鍵性內容。在進行生產作業機器設備布置以及功能區域劃分時，應將防火安全納入設計范疇，要充分考慮到火災發生時的安全疏散問題，科學合理的設置安全出口、安全通道，確保在火災發生時能夠有效組織人員安全疏散。

3 結語

大跨度鋼結構廠房一旦發生火災，其危險性相較于一般的民用建筑更高，撲救工作的難度也更大。因此，應對大跨度鋼結構廠房的火災危險，最好的辦法是“防患于未然”，即在事前做好火災預防工作，一方面應落實消防安全責任制度，另一方面應著力加強消防安全宣傳及培訓力度，提高生產單位人員的消防安全意識與素質，如此，才能最大限度的將火災安全隱患消除在萌芽狀態。