淺談大跨度大空間建筑火災撲救現場安全管理

張樹龍

(壽光市消防救援大隊，山東 壽光 262799)

0 引 言

隨著建筑產業的高速發展，市場內建筑工程開始逐步向大空間、大跨度類型的結構過渡，相比常規的多層小跨度建筑，此類建筑一旦發生火災等相關安全事故，便會出現火勢蔓延迅猛、人員疏導難度大、煙氣擴散速度快、救援工作速度慢等特點和難點[1]。為有效應對此類火災事故，應加大對此類建筑的事故發生現場的安全管理，定期組織并實施滅火救援演習行動，確保在出現火災事故時，將災害的影響范圍降至最低。

1 大跨度大空間建筑結構特點

大跨度大空間建筑通常是指跨度在30 m以上的混凝土建筑或跨度60 m以上的鋼結構建筑，主要包括商場、大市場、城市綜合體、展覽館、體育場館、高鐵站、航空港等公共建筑，以及機械加工、電子加工等工業廠(庫)房建筑[2]。相比常規的多層建筑，此類建筑具有下述三個結構特征，見表1。

表1 大跨度大空間建筑結構特點

大跨度大空間建筑結構的跨度與其造價是呈一定指數關系的，例如，在進行一個大跨度建筑設計與開發時，當建筑結構跨度達到100.0 m時，此時建筑施工的用鋼量將在每平方米80.0～100.0 kg范圍內；當建筑結構跨度達到200.0 m時，此時建筑施工的用鋼量將在每平方米230.0～260.0 kg，以此類推[3]。因此，在進行此類建筑結構特點的分析時，應根據建筑跨度與建筑內部空間，進行具體的描述。

2 大跨度大空間建筑火災撲救現場安全處置原則

由于大跨度大空間建筑具有一定特殊性，因此，在進行此類建筑火災現場的安全管理時，應明確現場處置原則，并根據現場的實際情況，展開與此方面相關的救援與消防工作[4]。現場安全處理原則見表2。

表2 大跨度大空間建筑火災撲救現場安全處置原則

遵循上述原則，進行火災現場的安全管理，以實現對建筑火災現場火勢的控制，降低人員傷亡率。

3 大跨度大空間建筑火災撲救現場安全管理

3.1 水槍陣地合理布置及攻防轉換

在明確大跨度大空間建筑結構的特點后，在遵循大跨度大空間建筑火災撲救現場安全處置原則的基礎上，對其火災撲救現場進行安全管理。水槍陣地是整個建筑結構空間中最前沿的位置，其設置是否合理會直接影響到后續火災撲救的處置效果以及消防人員的生命安全。因此，首先將這一結構作為突破口，對其進行合理布置，并實現對攻防轉換的合理管控[5]。針對大跨度大空間建筑，在撲救現場，應當將水槍陣地設置在建筑物門窗結構的外圍區域上。其主要原因是，大部分大跨度大空間建筑以鋼結構為主，鋼的耐火性極差，在受熱后會在極短的時間當中出現塑性變化，并且在火燒持續15 min以后，建筑構件會以“面條”形狀軟落[6]。通常情況下，火災在進行到5 min后，其溫度已經超過了500 ℃。從理論上分析可知，鋼材料構件的耐火極限僅有15 min，因此不適宜突然進入內部完成火災撲救工作，基于上述問題考慮，將水槍陣地設置在建筑物門和窗結構的外圍區域內。大跨度大空間建筑物標準層水槍陣地布置示意圖如圖1所示。

圖1 大跨度大空間建筑物標準層水槍陣地布置示意圖A—消防水槍；B—消防箱；C—消火栓接口；D—立管

根據實際建筑結構條件，在上述結構當中可設置4個消火栓接口和1根型號為DN100的立管[7]。按照圖1所示內容，在完成對水槍陣地的設置后，以防火分區為單元設置進攻陣地，開啟防火分區內的噴淋設施和排煙系統，關閉通風和空調系統，組織力量沿承重墻、柱進入，利用室內消火栓和鋪設移動供水線路進行控火、滅火。除此之外，還需要注重在火災撲救過程中現場的攻防轉換問題。大跨度大空間建筑由于其內部結構復雜，且存儲物資種類多樣，因此會加劇高溫濃煙的產生。這種現象的存在會對火災初起階段參與火災撲救的人員造成進攻困難的問題。因此，在這一階段應當以“防守”的態勢為主，實現對火勢進一步蔓延的控制。在實際火災撲救現場，需要在確保建筑結構充分穩定的條件下，對新的進攻通道進行逐一開辟，并將各個水槍裝置設置在相應的位置上，并將“防守”態勢轉變為“進攻”態勢[8]。在上述確定攻防態勢的基礎上，指揮中心根據災情和力量編成方案，一次性調足搜救、滅火、舉高、排煙、供水、搶險、通信、戰保等作戰單元，優先調集大功率水罐車、登高平臺、排煙、破拆、遠程供水泵組、滅火機器人等特種車輛裝備，以及大型工程機械設備和單兵圖傳、布控球、中繼臺、雙光無人機、自組網電臺等通信器材。根據不同態勢下的戰斗區段，劃分供水片區，明確專人統籌協調，合理設置供水路線，充分利用市政消火栓和周邊天然水源，通知供水部門增大管網壓力，保證火場供水持續不間斷。

3.2 建立新進攻通道

由于絕大多數的大跨度大空間建筑安全出口數量少，并且門、窗結構設置嚴重不足，因此很難實現火災撲救工作的開展。針對這一問題，在獲取建筑結構圖紙的基礎上，盡可能結合現代化的偵查設備實現對建筑內部物資存儲情況的綜合了解。在確認不會出現坍塌等類似危險事故后，針對面積大、可燃物多、燃燒程度猛烈的區域，結合現場實際工況條件，對新進攻通道進行建立。在建立新進攻通道時，應當遵循火災撲救的進攻原則，采取“先堵截，后分割，再消滅”的戰術，集中火災撲救力量，防止火勢的進一步蔓延，實現對進攻通道的合理布置，并充分發揮各個火災撲救裝備的效能。若在大跨度大空間建筑中出現了大面積的燃燒現象，將鋼柱作為進攻通道的框架結構，站在非燃燒的框架地向燃燒區域進行射水，并在一定程度上避免燃燒區域上方屋頂倒塌造成更嚴重的后果產生。

在進行對人員或物資的疏散以及內攻時，需要對各類破拆工具進行合理選擇，并將堆垛等貨物快速轉移到安全區域內，從而為火災撲救開辟全新的通道。根據火災撲救現場的實際情況，將火場結構進行分割，并對撲救現場的各類裝置和設施進行合理利用，從而提高整個撲救現場安全管理的效率。根據實際大跨度大空間建筑結構的特點，在進行火場分割時，需要按照圖2所示的內容設置防火帶。

圖2 火災撲救現場防火帶設置

圖2所示的防火帶結構是人員疏散的重要通道，在對該結構進行設置時，需要確保其實現對建筑中主出入口的連通，并且疏散人員在附近時需要保證其能夠直觀、及時地看到通道出口，從而避免疏散人員的恐慌。

在完成對新進攻通道的建立后，在每一個進攻出入口設置安全員，逐一檢查內攻人員個人防護裝備佩戴和安全措施落實情況，實時掌握進入建筑內部人員數量、作業時間和空氣呼吸器使用等情況。發現危險征兆或突發情況，立即通知內攻人員緊急撤離。除此之外，還應當根據煙熱聚集、流動情況和攻防力量部署，合理確定排煙排熱部位和實施方法，優先利用建筑門窗、采光帶、排煙窗、通風口等途徑進行自然排煙。當煙熱聚集難以排出、火勢發展蔓延迅速時，在進行建筑結構安全評估后，應果斷使用大型工程機械設備在火勢發展蔓延的主要方向上實施破拆排煙。

3.3 發揮裝備優勢效能

完成上文研究后，應結合現代化技術在此方面工作中突出的優勢，進行現場安全管理方案的集中布設。當大跨度大空間建筑發生火災事故時，消防隊伍應立刻調用全勤指揮部，使用聯網通信裝置，第一時間向地方公安部門、應急指揮指導部門、公安部門、住建單位、交通管理單位、供水單位、供電單位、供氣單位、衛健單位等聯動單位發出通知，集結多部門力量，聯合專家到現場實施緊急救援。火災現場技術指揮人員應當由安全風險評估人員、建筑結構專家等技術人員構成，到達現場后，由技術人員利用專業監測儀器，對著火建筑結構安全性進行評估，重點分析火災荷載、附加荷載和燃燒時間對建筑結構的影響；在高溫、炙烤等條件下，建筑結構荷載和梁柱預應力變化情況；破拆部位選擇和對建筑結構的影響；建筑構件開裂、剝落、破碎、變形、裸露等部位的危險程度；進攻路線選擇、陣地設置等安全性等。并全程監測火勢發展蔓延和建筑結構變化，及時向指揮部提出風險防范對策。當發現建筑整體結構由于火勢蔓延出現大規模坍塌、大范圍表皮脫落等現象時，需要輔助使用機械設備與火災救援機器人進行現場破拆清理，避免人工執行此方面任務存在危險的問題。目前，市場內使用頻率較高的輔助機械設備為火災現場救援機器人，當現場出現突發險情時，機器人可以代替消防員進行現場救援工作，為了進一步發揮火災救援機器人在現場中的作用，對機器人結構簡圖進行描述，如圖3所示。

圖3 火災現場救援機器人結構簡圖1—救援機器人支撐板；2—連桿；3—活塞；4—噴射管；5—液壓缸；6—滾輪；7—煙氣傳感器

在進入火災現場后，根據傳感器反饋的信息，進行現場火勢的判斷，當煙氣超出安全范圍后，觸發活塞，液壓缸自動將水流從噴射管中噴出，通過此種方式便可以代替消防員進入到危險區域作業。除上述提出的內容，還可輔助使用消防車、排煙車、水罐車等進行現場滅火與救援，發揮現代化裝備在火災現場救援的優勢。

4 結束語

為了提高大跨度、大空間結構建筑在遇到突發性安全事故時的抗災能力，本文以此類建筑結構為例，結合此類建筑結構的特點與相關工作原則，從水槍陣地合理布置及攻防轉換、建立新進攻通道、發揮裝備優勢效能三個方面，提出了針對火災現場安全管理的相關解決對策。但要在真正意義上實現對建筑中群體生命安全的防護，消防人員應當做好“打惡戰”的心理準備，敢于為保護群眾的生命安全做出貢獻。但在此過程中要注意的是，無論任何一項工作，消防人員都應當將保護自身安全作為前提條件，只有降低了消防人員在救火行動中的傷亡人數，才能將火災撲救現場的損失降至最低。