大空間、大跨度建筑火災滅火救援研究

肖揚

（廣州市南沙區消防救援大隊，廣東廣州 510000）

0.引言

大空間以及大跨度建筑，具體來說便是單層有非常大的空間和跨度，層間比較高，未設置實體分割或者實體分割非常少，通常60m以上跨度的建筑，應用的主要材料為鋼，結構形式有網架結構、懸索結構、網殼結構、薄殼結構以及膜結構。大空間以及大跨度建筑的使用越來越多，在視覺方面有非常好的通透性，并呈現出現代化、建筑造型復雜化以及規模大型化的特征，在物流倉儲、體育館、展覽館以及影劇院的建設當中都會采用大空間以及大跨度的建筑類型。但這類建筑因為有較大的人員流動量，較多的可燃物，且內部通道有一定的復雜性，所以在有火災發生時，極易發生重大損失。所以強化大空間以及大跨度建筑火災的滅火救援研究非常關鍵。

1.大空間以及大跨度建筑火災特征分析

1.1 極易發生坍塌

在該類建筑當中，一旦有火災發生，最突出的一項特點便是整體和局部極易發生坍塌問題，進而對救援人員安全產生嚴重的威脅，同時也是火災撲救困難的關鍵性因素。例如：2006年烏魯木齊發生的機械廠庫房火災，屋頂便出現了整體坍塌，導致一名救援人員被埋入其中[1]。在具體救援當中，因為建筑發生坍塌，使救援人員受到傷害的案例非常多，所以要對建筑坍塌的規律做出系統探究，以便在坍塌前出現征兆時對建筑作出正確處理，規避救援人員受到傷害。在火災發生后，對建筑物發生的坍塌概率時間、形狀充分分析發現，該類建筑倒塌的因素與建筑材料燃燒積聚溫度、持續燃燒時間有著緊密的聯系。最初，對于大空間以及大跨度建筑的建造，很多都是輕鋼柱、梁以及鋼筋混凝土柱，這些材料是非常關鍵的承重主體，如果未對其開展防火保護處理，在比較封閉的空間中發生的燃燒會十分猛烈。當有較高溫度積聚時，超過15min便會有垮塌的危險出現[2]。倒塌的形狀大部分都是屋頂整體倒塌或者局部出現壓垮。近幾年，對于大空間以及大跨度建筑物的建造，會用純鋼結構作為主要材料，也會應用混合結構。溫度沒有超過200℃，這些材料的強度不會有所改變，大于300℃時，材料的性能會下降，超過500℃，強度會減少一半，如超過600℃，材料便會失去原有的強度性能，造成斜面型倒塌。這時鋼筋混凝土構件具備的承受能力會受到不良影響，但不會出現倒塌問題。在溫度達到800℃左右時，1h～3h內，都會發生斷裂、垮塌的情況。

1.2 高溫煙氣濃度大

因為大空間、大跨度建筑只有很少的開口部位，但是可燃燒物質非常多，所以在有火災發生后，高溫煙氣的產生速度非常快，并且隨著燃燒的進行，高溫煙氣體積會有膨脹出現，并不斷積聚，如不第一時間將其排出，很難在沒有外力的作用下將其清除。

1.3 被困人員不易疏散

一旦有火災發生，因為濃煙產生的影響會非常嚴重，所以內部能見度非常差。此外，內部的供電系統也會遭到不同程度的損壞，加之有高溫煙氣存在，能見度的下降會持續進行。利用專業設備測試之后發現，在火災的發展階段，該類建筑內部只有1m～3m的能見度，即使利用照明設備，也很難開展搜救工作。此外，燃燒中會有CO等高溫有毒氣體產生，使得救援和疏散困難進一步加大，在某種程度上也使得被困人員以及救援人員存在巨大的心理壓力。

1.4 火勢蔓延極快

該類建筑有比較大的內部空間體量，所以氧氣十分充足，加之有很多易燃物質存在，所以在有火災發生之后，通過熱對流現象產生的燃燒會非常迅猛，且有極快的蔓延速度，這時高溫煙氣會隨處擴散，對被困人員和救援人員造成傷害，產生重大財產損失[3]。

1.5 內攻難度大

該類建筑如內部出現火災，因為能見度非常低，在火勢達到某一階段之后，會有大量煙氣存在。救援人員到達現場后，很難第一時間精準找到火點，對于被困人員的具體位置判斷也有一定的困難。因為大空間以及大跨度建筑內部，有比較大的火災荷載，加之鋼架結構有良好的導熱性能也使得滅火的難度有所加大，新的火點生成非常容易。鋼構件溫度在超過自身的臨界點時，從外部對其射水，通過高溫的作用，只需要極短的時間便會汽化升騰，不但會給內工人員造成傷害，甚至還會發生窒息。同時，還會使建筑內部的能見度進一步降低，使內攻的安全性下降，滅火會有更大的難度。

2.大空間、大跨度建筑火災滅火救援方法

2.1 應用救人第一的思想原則

該類建筑物在出現火災之后，救援人員一定要秉承救援第一的思想原則，對現場情況進行了解，仔細詢問是否有被困人員。當受困人員受到濃煙，毒氣等威脅時，如施救者能夠進入，需立即指派精干人員構建救援小組，第一時間進入到內部，開展相應的營救工作。其中，要對火勢進行控制，盡量減少對所有人員構成的威脅。在燃燒區有人員被困，如果不能第一時間控制好火勢，傷亡程度會有所加大。如果施救者不能第一時間進入到火場內部，指揮員需要將主要力量集中在滅火和排險方面，盡量快速將救人通道打通，為后續的施救提供時間和條件。其中，需要注意的是，救人需要與滅火一同實施，如果現場救人的任務并不繁重，指揮員需結合具體的情況，在組織一部分力量積極救人的同時，迅速組織好其他力量開展滅火作業。

2.2 應用內攻近戰戰術

對于該類建筑物火災，需要在最初時便找到內攻的突破口，進而對有效的進攻通道進行建立。對于該突破口的選擇需要對進攻路線做好規劃，考慮其快捷性和有效性，以便在最短的時間內將火災把控住。例如：內部通道是重要的依托，在此前提下，選擇好突破口；將建筑防火分區作為基礎，對進攻突破口進行選擇；挑選物資存放少，火災荷載小的區域對突破口進行選擇。此外，需要對建筑物的具體情況充分考量，例如：建筑物的形狀，如果有不規則形狀存在，進攻突破口的選擇為跨度最短區域，并盡量在上風或側上風方向。進攻突破口也可以選擇在燃燒比較弱的區域。通過對稱布陣、同步設防、對火勢加以堵截的方法，可以將火災徹底消滅[4]。

2.3 通過內部消防設施完成火災撲救

該類建筑內部都會對固定消防設施進行設置，這類設施針對小面積初期火災的撲滅有關鍵性作用。初期有火災發生時，如條件允許，會先進行自救，之后當消防救援隊伍到場后，可繼續利用固定消防設施繼續滅火，如水壓不足，消防車會利用水泵接合器供水，借助消防鋪設水帶出水滅火。

2.4 迅速排煙排熱

在該類建筑當中，對于火災的撲救，需要第一時間排煙以及排熱，這便需要對建筑內部自動排煙設施進行考慮，結合通風空調系統，完成排煙任務。通過移動排煙設施，對地方排煙通用設備進行調用，完成排煙工作，也可以結合現場的具體情況開展相應的破拆，從而完成排煙工作。其原則為，一定要最短的時間內將現場的高溫煙氣及時排出，此外也可以將排煙口破拆，以便使火勢蔓延的方向得到改變和引導，合理取舍，攻放結合才能使高溫煙氣以最快的速度排除，為之后的火災撲救奠定基礎。

3.結語

目前對于大空間以及大跨度建筑的使用越來越多，在視覺方面有非常好的通透性，并呈現出現代化、建筑造型復雜化以及規模大型化的特征，所以城市中的物流倉儲、體育館、展覽館以及影劇院建設，都開始應用大空間以及大跨度建筑類型。但是，大空間以及大跨度的建筑，一旦有火災發生，會因為人員密集、物品雜亂、電氣線路較多等很多因素，提升救援滅火的難度。因此，對于大空間、大跨度建筑的火災撲救研究應深入開展，不能有絲毫松懈，以免火災發生后，應用不合理的救援戰術，導致重大人員傷亡和財產損失。