大跨度鋼結構建筑防火與滅火探究

張永利

（連云港市消防救援支隊，江蘇連云港 222006）

0.引言

大跨度鋼結構自身有其優勢與特點，較強的抗震力、自身重量較輕、造型美觀，而且不僅建設的時間短，最主要的是它的成本投入較少，因此，在建筑結構設計過程當中被廣泛的運用。然而，它的耐火性較低，由于空間大，一旦發生火災，就會加速空氣流通，使火勢迅速蔓延，進而造成無法預估的經濟損失和人員傷亡。所以，對大跨度鋼結構建筑的防火與滅火給予高度的重視是十分有必要的。

1.大跨度鋼結構建筑的特點

1.1 鋼材是主要的承重構件

在鋼建筑物當中，屋架、梁柱等都是主要的承重構件，而且，都是對鋼進行加工和鉚焊制造而成。頂棚則是由相應的保溫材料以及鋼板構成；在墻體結構上，也利用鋼柱作為墻體的重要支撐，主要是由保溫材料、彩鋼板以及內裝飾材料組成，有的是用空心磚來對其進行填實。除此之外，還有的房頂是鋼結構，主體是磚和混凝土結合而成。

1.2 較強的承載力

在2014年，山東某醫用制品股份有限公司的車間失火，總面積為14000m2，車間寬83m，南北長度約160m，它的內部結構主要是由單排架的鋼結構組成，并沒有設置承重墻，把鋼結構作為主要的屋架，中間則是利用一條人流過道把廠房分割成東西兩部分。這起火災沒有造成房屋坍塌，車間主要承重構件都是把鋼結構作為梁和柱，因此有著較強的承載能力。

1.3 建筑內部的火災荷載量大

例如，廣東省的某一燈具城，建筑物內部一共分為4層：一層、二層是經營區域，三層、四層是倉庫。長度200m，寬度50m，作為一些燈具和附件貨物的存儲。大空間、大跨度建筑內部的火災荷載量較大，而且結構較為復雜，一旦發生火災，很難對其進行良好的掌控，這也是致使火災發生的一個較大安全隱患。

1.4 容易導致消防設施受損

目前，大多數的廠房、商場都采用了大跨度的鋼結構，也在外部設置了一些消防設施，內部也設有自動的報警系統、感應噴頭等[1]。然而，由于它的跨度較大、空氣流通快，一旦發生火災就會使火勢迅速蔓延。有的消防設備會因為建筑物燃燒產生高溫或是建筑坍塌而失去原有的功能和作用，甚至有的建筑物從未設置相應的安全消防設施，而且在建筑的過程當中還偷工減料，違反相關的施工標準，沒有留有充足的消防設施，這也為火災的發生埋下了較大的安全隱患。

2.大跨度鋼結構建筑火災的特點

2.1 鋼結構變形致使建筑坍塌

在火災發生初期火勢較小，并沒有波及更廣的范圍。若是在建筑過程當中把沒有經過防火處理的鋼構件加入到了建筑當中，隨著外界溫度的升高，鋼構件的強度會發生一定的變化。當外界溫度達到了它的最高限值時，強度會大幅度的降低，導致鋼構件發生變形，最終致使建筑發生坍塌。

2.2 火勢較大造成人員傷亡

在大跨度的鋼結構建筑物當中，由于它有著較大的空間，并且存儲了較多的可燃物質，加上自身結構的復雜性，很容易導致火災的發生，并且火勢發展迅猛。鋼結構自身有著良好的導熱性，但是耐火性較差，這也是致使火災發生頻率上升的重要原因。建筑物內部的構件由于受到火災高溫的作用，會在很短時間內發生變形和斷裂，不能為相關救援人員留有足夠的救援時間，掌控不住最佳的救援時機。由于空間大、火勢蔓延快，也會快速致使建筑物坍塌。另外，大跨度鋼結構建筑物發生火災的過程當中，由于有的材料在燃燒時會發生一系列的化學反應，同時釋放出一些有毒有害氣體，再加上自身結構的復雜性、人員集中、照明設施故障等多種原因，都會給人員逃生帶來困難，很容易造成踩踏事件甚至人員傷亡。

2.3 火災撲救難度大

（1）存放較多的物品造成阻礙。通常情況下，大跨度鋼結構建筑空間寬闊，例如廠房、車間、商場等，因此，室內空間較大。由于經營項目、存放物品的不同，會涉及許多產品、設施和材料等，一旦發生火災，會導致這些物質燃燒、掉落，進而提升了救援難度。與此同時，被困人員也不能快速安全地進行逃離火災現場，使得滅火救援清理障礙的時間被延長。（2）搜尋難度大。大跨度鋼結構建筑物火災內部的荷載量較大，耐火性較差，在很短時間內就容易發生坍塌，這也為后期的搜索救援增加了難度。建筑物自身的空間較大，導熱速度快，加大了火勢的快速蔓延，若是在救援當中出現失誤，不但會給被救人員帶來傷害，同時也會給相關的救援人員帶來危險，提高了火災撲救的難度。

3.大跨度鋼結構建筑防火與滅火的措施

3.1 做好防火分區設計

由于建筑需求不同，在具體施工過程當中，不會在大跨度鋼結構建筑物當中應用防火墻來對其進行分隔，通常來講，利用防火墻來對大跨度鋼結構建筑進行分隔是不現實的。可以把獨立水幕應用在大跨度廠房、車間等進行防火分隔，再加上一些消防設施，如滅火器等，這是較為可行的。在具體設計過程當中，要依據實際的需求來對一些防火水幕帶進行合理設置[2]。這種方式具有較好的靈活性，可以對整體空間進行合理劃分，這種方式應用在大跨度鋼結構建筑物當中具有較強的可行性，一旦發生火災，可以進行有效的防火分隔，并且不會對日常的生產和工作造成不良影響。除此之外，也可以把消防炮滅火體系應用到大跨度鋼結構建筑當中，這種消防系統最早是運用在易燃易爆的化工企業、石油企業、船舶場所等。在對大空間建筑物進行應用的過程當中，要求其要有良好的通透性，傳統的防火墻、防火分區設置不能與現代大空間建筑物的使用需求相符，這也使得我國傳統的消防設施面臨著新的考驗。然而，消防炮系統可以對傳統消防模式中的不足和弊端進行彌補，因此，在大跨度鋼結構建筑當中應用消防炮滅火系統是可行的。

3.2 提高建筑材料的防火性能

在對大跨度鋼結構建筑進行防火設置的過程當中，若想從源頭上確保建筑結構的火災防御能力，那么，就要從原有建筑材料上著手，提高建筑材料的防火性能。對于大跨度鋼結構的建筑物構件來講，要依據其防火等級對構件的防火涂料進行嚴格把控，待防火涂料的保護膜形成后才可應用到實際施工建設當中，這樣才能從根本上確保建筑材料符合施工標準。并在此基礎之上，與先進的技術進行有機結合，對一些新型的防火材料和保溫材料進行不斷的研發，提高大跨度鋼結構建筑的防火性能，為人們的生命和財產安全保駕護航[3]。

3.3 選擇合理的鋼結構防火保護方式

在現代建筑物當中，鋼材是主要建筑材料，在正常溫度下，它有著良好的抗震性、高強度、質量輕等特點，而且成本輸出少，施工周期短，空間利用率較大，進而得到了廣泛投資者的應用。然而，若是在高溫的作用下，鋼結構就會出現變形，致使建筑物坍塌，所以，一定要采取良好的保護措施來對鋼結構進行防火保護。在對其進行防火涂料涂抹時要依據防火等級所需厚度來對其進行涂抹，主要可以分為3種類型：厚涂型、薄涂型以及超薄型。通常情況下，9mm～51mm屬于厚涂型，最大可以達到3h的耐火極限，被應用在最大防火值為兩小時的鋼結構當中；3mm～6mm屬于薄涂型，一般應用在小于2h耐火等級的鋼結構建筑當中；小于3mm就屬于超薄型，通常也會用在小于兩小時的鋼結構建筑當中，特別是應用在一些大型鋼結構建筑外側較多。

4.結語

對大跨度的鋼結構建筑物進行防火設計至關重要，同時還要提高對大跨度鋼結構建筑防火滅火的重視力度，為人們提供一個良好的工作、生活環境，保障人民的生命財產安全。所以，要依據實際情況來對防火滅火工作進行細致的規劃，進而提升防火滅火的質量和效率，促進建筑工程的穩定、可持續發展。