大跨度钢结构建筑防火与灭火

王丽

（北京市公安消防总队，北京 100035）

0 引言

大跨度钢结构现已被广泛地运用在各类建筑工程中，例如横跨1 577 m长的南京长江大桥主桥、主塔楼高330 m的国贸中心、总建筑面积达22 749 m2的青岛世园会植物馆等。

钢结构建筑的广泛运用，极大地提升了我国经济价值，使社会、经济得到了更迅速的发展，但也时常会发生火灾，而这类建筑发生火灾非但造成重大的人身、财产损失，严重影响社会秩序，还会给消防工作带来新的突发情况和问题。例如2009年2月9日晚20时27分，北京市朝阳区央视新址园区文化大楼因燃放烟花引起火灾，过火面积达8 490 m2，烟尘波及区域更是高达21 333 m2；造成十几层的中庭坍塌，南侧演播厅的数字机房被烧毁，整个救援过程中造成1名消防战士牺牲、6名消防队员和2位施工人员受伤，这次火灾造成直接经济损失16 383万元。

为应对大跨度钢结构建筑火灾事故，公安消防局颁发了（公消[2010]184号）《关于开展大跨度大空间建筑灭火救援准备工作专项行动的通知》，决定在全国范围内发起大跨度大空间建筑灭火救援准备工作的专项行动，来解决其救火难题并提升部队救火技能水平。本文将依据大跨度钢结构建筑特征和火灾特点，简要分析防火与灭火注意事项。

1 大跨度钢结构建筑

1.1 结构类型

1.1.1 网架结构

常用在歌剧院、体育中心、候机厅等的屋顶结构，这类结构具有质轻、稳定性强、外观漂亮等特点。

1.1.2 网壳结构

类似于网架结构在布置上都有一定的规律可循。不同的是前者是曲面状，后者是平板状，网壳结构具有用料少、通透感好、覆盖面大等特点。

1.1.3 索桁架和悬索结构

利用拉索做承重构件，按不同形式悬在支撑架上，使之成形，这类结构适用于大跨度的屋顶，它具有节省用料、施工繁琐等特点。

1.2 大跨度钢结构建筑特点

1.2.1 结构跨度大，结构空间广

建筑承重构件（如梁、板以及屋架等）采用了各种钢结构，具有跨度大、覆盖面广、承重能力强的特点。

1.2.2 建筑内火灾荷载量大

某百货大楼，建筑面积达26 000 m2，集购物、休闲、娱乐和餐饮于一体的现代化大型名牌购物中心，其间储存了大量衣物、食物等货物。大跨度大空间的建筑内火灾荷载量大，而且结构复杂，给发生火灾、火灾失控留下了潜在隐患。

1.2.3 消防设施容易损坏

虽然大部分的大跨度钢结构建筑都设计兼备自动报警、喷淋以及室外消火栓等消防设施，但是往往由于灾情迅速，这些消防设施很容易因建筑物坍塌、高温熏烤造成损坏并丧失消防功能；还有个别违章工程，没有或很少设置消防设施，更是留下了火灾隐患。

2 火灾特点

2.1 钢结构形变，致使建筑物坍塌

火灾初期，温度低于160℃时，钢结构强度会随着温度升高而增强；当温度高于200℃，其强度就会开始降低，一般的在490℃左右其强度大致降低一半，当高于690℃时，钢构件强度不到原来的1/10，整个过程中由于受力影响逐渐变形，最后使建筑物发生坍塌。查阅相关数据可得Q235、Q345型钢是当前最常用的钢结构，它们在满荷载的条件下，当温度达到530℃左右就会丧失其静态平衡稳定性。因为它的导热快、耐火性弱，发生火灾不到20 min就会发生钢构件坍塌，消防部队到达火灾现场往往错过最佳控火时机，继而易造成大面积猛烈燃烧，更甚是造成整个建筑发生坍塌。

2.2 火势猛荷载大，难以施救

一般的，大跨度钢结构建筑火灾有火势凶猛、人员密集、荷载量大、升温快、难施救等特点。其内部空间大，空气充足，一旦发生火灾，火势能迅速蔓延并猛烈燃烧，其产生的烟尘更助长火势大面积燃烧，过程中消耗大量O2，还会产生CO、NO2、NH3等有害气体。在大跨度钢结构建筑中，人流量大、火灾荷载量大，在进行实际火灾扑救时，障碍物多，人员难以疏通，易造成人员伤亡。例如2003年4月5日，青岛正大有限公司某加工车间（452名员工在厂房工作）发生火灾，造成21人直接被烧死，8人严重受伤，烧毁面积6 135 m2，造成直接经济损失3 745.8万元。

3 防火与灭火注意事项

3.1 防火注意事项

3.1.1 增强建筑材料的防火性能

大跨度钢结构建筑必须依照防火等级，粉刷相应的经过科学技术加工的防火涂料，严禁使用假冒伪劣产品或偷工减料；研发不易燃烧或不燃烧的恒温材料、彩钢板和装修材料等，在建筑材料方面，对该类建筑进行防火保护。

3.1.2 挡烟垂壁和防火分区

比如在某大型商场，加强对服装单位进行建筑规范，对储存间用实体墙进行间隔，作为防火分区；顶部恒温材料或彩钢板要间隔防火分区，为扑救防御提供优质条件；此类建筑多设挡烟垂壁，来控制火势的进一步蔓延。

3.1.3 加强消防设施审核、验收，进行防火监督视察

公安消防部门要对建筑审核和验收，特别是消防设施建设方面，完善验收技术水平，确保建筑消防设施的科学规范。各地方消防部门要加强监督核查，严格遵守相关法律法规，督促相关建设单位依照建筑设计进行消防设施安置，并加强维修保护以保证设施的安全完好。严惩那些未经消防安检，对消防设施不合理或不能用的，甚至没有消防设施的建筑，坚决不允许它参与到生产经营过程中来，唯有完善消防设施，才能依法开工营业。

3.2 灭火注意事项

3.2.1 火情诊断

当公安消防部队抵达火灾现场时，要及时的建立临时火灾指挥中心，组织并明确相应的火灾侦测小组及人员，对火灾现场进行实时侦察，给临时火灾指挥中心提供详细的火灾情报数据，使之及时给出灾情应对方案。

首先要查明详情，检查消防控制室是否启动并正常运作；钢结构建筑是否进行了相应级别的防火涂料粉刷措施；查明建筑内火灾实际情况，包括有着火地点、着火物、火势蔓延状况、内部结构或障碍以及是否有被困人员。最后进行火情诊断，深入建筑内部的侦察小组应在4人左右并做好相应的安全防护措施；必要时刻实施高压水枪灭火，以掩护侦察小组进行灾情侦察；根据实际火灾事态，合理调动侦察小组，进行支援或防护；在整个灭火过程中都须要进行火灾侦察工作。

3.2.2 初步灭火

先遣消防部队到达火灾现场时，启动建筑的内喷淋和排烟系统，并及时关闭空调系统，以阻止火势蔓延；与此同时不单要阻止渗入建筑内部控制火势，还要组织进行疏散抢救被困群众，尽量先救人再灭火。初步灭火结果不外乎两种结果：

1）救人、控火成功，不单及时救出受困群众还控制住了火势的蔓延，这个时候就可以加大灭火力度，实施灭火。

2）火灾失控，先遣消防力量控制不了火灾的蔓延、燃烧，错过救人灭火的最佳时刻。

3.2.3 全面灭火

及时调动消防救援力量，制定紧急消防预案，采用正确的灭火办法进行灭火。首先通过广播、专人引导和设置疏散路线，经过专人引导指挥让受困人员低姿前行，逃离火灾现场。一般的救人措施有：云梯救人、救生气囊以及实施破拆，用水枪掩护打开救生通道等。

在建筑不可能坍塌的情况下，消防人员要果敢，敢于冲入火场，控制火势蔓延；从多个方向同时进行灭火措施，内部利用高压水枪（炮），外部利用高喷车水炮进行里外挺进，阻止火势蔓延；当各方面火势控制都难以施展，要敢于“弃卒保车”舍弃一部分全力阻止另一部分火势蔓延；另外还要实施多道攻势防线，火势控制住的部分可以设置隔离带，以防再次起火。

4 结语

现如今，越来越多的大跨度钢结构建筑拔地而起，其建筑类型决定了突发火灾扑救难度极高，而且消防队员救援经验还不充足。对此，不但要加强大跨度钢结构建筑的消防设计审核，做好对该类建筑材料的防火处理，严格要求该类建筑做好防火、灭火准备；还要加强消防部队的消防意识，提升消防技术水平，进行消防演练提升火灾扑救实战能力；同时政府部分要加强联动机制建设，指定灾情调动方案，掌控辖区内大型建筑情况，充分做好灭火救援准备工作。只有通过如此强化建筑防火设施，提升消防部队意识，加强政府协作才能有效地控制大跨度钢结构建筑的防火与灭火，确保大众的生命财产安全。

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[2]吴志强.大跨度钢结构建筑防火与灭火[J].消防科学与技术，2010（11）：993-995.

[3]包军.浅析大跨度钢结构建筑防火设计 [J].四川建材，2012（06）：162-163.

[4]褚福涛，李广东.大跨度钢结构建筑消防设计和后期管理初探[J].科技资讯，2008（27）：62.