建筑火灾坍塌事故的成因及对策研究

王勇

摘 要：随着我国城镇化建设的不断推进，越来越多的建设工程项目投入建设，成为当前城市现代化进程的主要力量，为社会发展服务。对于建筑来说，因火灾造成坍塌，安全问题是确保建筑能正常使用的前提，虽然建筑火灾坍塌事故发生的频率不是很高，但是一旦发生将会导致人民财产和人身安全蒙受巨大损失，突发险情还会严重危害消防员生命安全。公安消防部队能否适应新形势下灭火救援工作需要，实现“攻的进、战的胜、打得赢”的目标，建筑物坍塌的安全因素也成为每名消防员应该思考的问题。为了避免建筑火灾坍塌事故的发生，该文介绍了建筑火灾坍塌事故的成因和规律，以此为突破口，提出积极的应对措施，最大可能的避免财产损失和人员伤亡，也为消防员灭火现场合理使用战术，安全避险给予了很好借鉴。

关键词：火灾坍塌 成因 对策

中图分类号：TU746.1 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）04（c）-0168-03

从整个建筑行业的经验分析，建筑火灾坍塌事故发生的次数不是很多，但是每次都会造成巨大的财产人员损失，对社会的和谐与安定构成威胁。建筑火灾坍塌事故是指建筑物由于地质、人为、气象、恐怖犯罪等因素，造成建筑局部破坏或整体坍塌的事故，主要成因是高温高压、外力作用、建筑工程质量等多项原因。最典型的一个例子就是美国9·11事件，造成了巨额的财产损失和大量的消防官兵及人员伤亡，如何行之有效的预防应对火灾坍塌事故尤为重要。

1 建筑火灾坍塌事故的成因分析

在建筑发生火灾时，造成局部坍塌或整体坍塌的原因主要是建筑构件处在不正常的环境中，由于不同构件的耐火性能和自身的燃点不同，其受到复杂的外部作用和处在不正常的环境中性能极易恶化，结构的坚固性和稳定性也会被损坏，例如高温高压、载荷分布不均匀、材料变形、表面碳化等等使构件基本功能被破坏，无法承受相应的重量导致坍塌事故的发生。

1.1 高温高压

建筑内部发生火灾时，基本所有的建筑结构均会在高温高压的环境下发生改变。在木质结构方面，木质结构本身就是燃料，尤其是干燥的木材，在火灾当中极易被引燃，当其接触到火源时，结构表面会被烧毁，表面碳化由浅入深，承载能力大大下降。随着承载面损坏的程度越来越大，木质结构出承载能力也越来越低，当承载面剩下一半时，木质结构承载能力下降到谷点，最终失去平衡导致建筑坍塌。在钢结构方面，当外部温度很高时，钢结构会出现变形，而且由于钢结构的耐火极限较低，在高温条件下会慢慢变细，使其承载能力大大下降，对于建筑的稳定性和坚固性造成很大威胁。在混凝土结构方面，对于大多数建筑，混凝土是不可避免要大量使用的建筑材料，其对于墙体、柱体的坚固和承载力有很大贡献，当发生火灾时，由于外部环境温度过高，其强度会下降，墙体、柱体等表面温度不均匀，进而导致表面发生扭曲，承载力下降导致坍塌事故的发生。在砖石结构方面，虽然砖石结构材料本身耐热性比较良好，但是在砖石处于建筑整体中时，随着外部环境温度的不正常升高，其会发生膨胀变形等等情况，使整体结构遭到破坏失衡，随着张裂现象的加重最终导致墙体坍塌，发生事故。

1.2 附加载荷过大

建筑物的承载力与其安全性能毫无疑问是息息相关的，当发生火灾时，建筑内部的环境复杂多变，若室内放置东西过多，当建筑由于火灾导致其承载力下降时极易发生坍塌；用于扑灭火灾用水在室内过多积蓄，不能及时排出也会导致构件承载的力大大增加；室内书籍、棉织品等洗水过多，将灭火的水分进行分流会降低安全系数，也会增加称重；进行火场救援时，进入场内救援人员过多，导致建筑活荷载加大，破坏建筑整体平衡等等这些原因都是建筑火灾坍塌事故由于附加载荷过大而发生的原因。

1.3 外力作用与冷热骤变

在发生火灾时，复杂的外部情况和多变的火场情况往往会使救援难度大大增加，使用大口径水枪或高压水枪进行灭火时，同时也会对建筑构件施加冲击，使其承载更大的冲力；在使用机械物资进行火场清理或者转移物品时不小心与建筑承重结构发生碰撞，也会对建筑造成二次破坏；当用水资源灭火时，由于室内构件之前处于高温状态，骤然遇冷，构件忽冷忽热，热胀冷缩极易发生断裂、变形等，尤其是钢结构在局部高温低温的情况下时，其稳定性会大大下降使建筑整体结构受到破坏；通常伴随火灾到来的往往就是爆炸，火灾爆炸事故大多属于化学爆炸，是由于室内的天然气管道或者煤气罐等等所致，一旦发生爆炸事故，空气压力骤然增加，建筑物瞬间发生崩塌，尤其是如果有重要的天然气干道处于爆炸范围内，会引发链条式的爆炸反应，火灾迅速蔓延，导致更加恐怖的后果。

1.4 建筑工程质量问题

导致建筑火灾坍塌事故发生的原因除了各种外部因素之外，最主要的原因也是最容易导致坍塌的原因就是建筑本身的质量问题，初期进行建筑设计时对防治火灾坍塌方面的设计不到位未进行安全评估；在施工的时候没有严格按照规章制度进行建设，置换规定标准的建筑材料，在关键位置偷工减料；在建成之后，对于火灾救援设施，防火帘与承重墙等等结构缺乏维护，导致在发生火灾时未能实现应该体现的功能，这些原因都会使建筑的稳定性下降，防灾害能力弱，承重能力和耐火能力低下最终导致火灾坍塌事故的出现。

2 建筑火灾坍塌事故的特点

2.1 建筑火灾坍塌事故具有突发性

建筑火灾坍塌事故受到建筑结构、建筑质量、自然条件、内部条件等多种因素综合影响，建筑随时会发生局部破坏或整体坍塌具有突发性，发生事故时留给人员疏散逃生的时间极短，往往在人们刚反应过来的时候就已经造成了大量的人员伤亡。

2.2 建筑火灾坍塌事故救援难度大

建筑物坍塌往往会造成较大的人员伤亡并伴随着次生灾害的发生，根据救援需要，需要投入的救援力量往往不仅是消防部队，还有医疗、公安、水电、通信、交通等各個部门，而且由于受困人员多，情况复杂，装备使用受限，建筑火灾坍塌事故的人员救援往往是多部门协同长时间连续作战。

2.3 建筑火灾坍塌事故容易发生二次灾害

突发性火灾坍塌事故，极易造成建筑物内部天然气管道与供电线路等设施损坏，导致二次起火甚至是爆炸事故的发生，尤其是化工厂与炼油厂等重工业地区建筑发生坍塌事故时，会造成有毒气体泄露、扩散和爆炸等严重后果；若地震灾害导致坍塌事故，通常伴随着山体滑坡、洪灾等次生灾害，如果未能及时控制或救援，将会造成不可想象的后果。

3 建筑火灾坍塌事故的对策研究

在对建筑物进行灭火时，无论是建筑物火灾破坏的原因还是建筑物本身的原因导致的坍塌事故，都应当立即调集救援力量迅速实现由灭火向救援为主的战略转移，严格遵守科学的救援处置机制，采取积极必要的措施进行施救。

3.1 加强建筑的防火设计

随着现在城市建筑分布越来越密集，其带来的安全问题也越来越多，事故越来越频繁，造成了严重的损失，为了更好的避免事故的发生，应该提高防火意识，控制着火源头，在建筑的设计中加入防火理念，对建筑结构、材料等进行防火设计，确保能够有一定的耐热性和稳定性，在火灾发生的时候，发挥一定的安全作用，减少波及面积降低损失率。

3.1.1 增强构件的防火性

由于混凝土耐火性相对较强，在建筑过程中混凝土结构面要适当的扩大，将其截面尺寸合理规划，并选择耐火性良好的钢结构材料，加厚保护层的厚度；建筑物内的家具等家具材料应尽量选用阻燃材料，在发生火灾时能有效遏制火势，限制火灾的蔓延；在楼板部分应该使用比一般规格更好的耐火性材料，确保在发生火灾时楼板结构能够正常存在，为救援疏散工作提供便捷途径。

3.1.2 设计考虑建筑物火灾载荷能力

在救援火灾过程中，室内物品不可避免的会吸收水资源，而且由于火灾时复杂的环境容易导致室内水资源不能及时排出，这都会对建筑产生额外的荷载，救火人员进入建筑也会产生额外载荷所以在设计的时候，应该综合考虑构件的防火等级、通风条件、墙壁材料等等因素，对装饰材料，建筑构件进行合理的荷载评估。

3.1.3 设计自动应急系统

由于建筑火灾坍塌事故具有突发性，所以在发生事故时，往往留给人们反应的时间很短，所以设计一套自动应急的灭火报警系统非常有必要，在房间内设计智能喷水系统，该系统对火灾信号感应灵敏，在发生火灾时能自动向消防系统报警，并且也能够有效控制火灾蔓延，降低波及面积。

3.2 充分获取着火建筑坍塌前兆信息

在扑灭火灾的过程中，能够科学有效获取到建筑坍塌前兆的信息至关重要，要对多处进行持续测量，着火上层、着火层、着火下层、梁柱、承重墙的温度等地方要持续监测，以便能够及时准确地判断出建筑可能坍塌的结构；在建筑火灾发生一段时间后，建筑内部由于火灾高温和灭火水流会造成建筑构件冷热不均匀，导致材料表面断裂，扭曲等，指挥人员要通过墙体开裂的情况及时判断可能出现坍塌的位置，进行及时的预防保护；在火灾过程中，不同方位构件传出的声音也非常重要，例如爆炸声和吱吱声，指挥员要认真倾听声音，善于分析是否会有坍塌现象的发生。在综合分析建筑火灾坍塌的可能性时，分析人员要结合墙、楼板、梁等关键位置的防火性能，最终确认现场实施救援的时间，确定部队撤离的时间，科学有效地完成建筑火灾坍塌事故的救援工作，降低波及面积和承受的损失。

3.3 合理的现场处置措施

（1）在建筑火灾坍塌事故发生后，现场指挥员要清点救援力量，全局把控救援力度，充分了解建筑物内部外部的情况，准确实施救援人员，器材设备一次性调配，果断作出战斗力的部署。（2）當发现有人员被困时，首先查明被困人员的具体位置，分析周围坍塌情况，如果被容易撤离的建筑坍塌物件压住或堵住，或是被困人员发出的声音距离施救人员较近容易施救时，救援人员应迅速组织进行营救。（3）若建筑物坍塌之后火势仍然很大，要重新清点组织救援力量就行扑救火灾进行降温，最大程度的减轻被困人员的受伤程度，需要特别注意的是进行扑救时要防止对建筑结构造成二次冲击和建筑内部积水过多，以防发生二次坍塌。（4）及时做好火场排烟，火场烟雾是火场可燃物燃烧分解之后的产物，它通常具有很高的温度，具有很大的威胁和不确定性，在救援过程中要及时将烟雾排放到指定的位置，降低建筑内部的温度，保护建筑构件，从而推迟或有效避免建筑坍塌。（5）人人平等，生命无价，在救援过程中，要遵守先易后难，救人第一的原则，不搞特殊化。在救援过程中也要合理利用各种救援设备，如搜救犬、热能探测仪、生命探测仪等结合各种物理工具进行破拆、切割、牵引等手段进行救援。（6）在无法确认被困人员的生存情况时，禁止使用大型机械设备如挖掘机、铲车等清理现场。（7）在建筑火灾坍塌事故的救援过程中，要设置专门的安全员关注建筑是否出现结构变形或发出异常声响等坍塌预兆，若出现意外应及时向现场救援人员传递撤离信号，救援人员听到信号后要及时果断地撤出火场，避免发生二次伤亡。（8）在建筑物火灾坍塌事故救援现场最重要的是在救援过程中保持畅通的通信，要充分利用消防通信指挥车、车载电台、对讲机等通信设备，建立独立畅通的通信网络系统确保重要信息的及时传递，同时还要保障与其他参与救援的部门通信畅通，及时交流信息有助于判断火场情势。

3.4 制定完善的救援准备方针

制定紧急预警方案，在建筑物火灾坍塌事故发生的第一时间启动应急预案，高效地开展救援灭火工作。消防救火工作的开展：（1）及时拉警戒线，划分安全区域，实施交通管制。（2）成立现场抢险救援作战指挥部，对建筑的基本情况进行分析，了解建筑主要的结构形式、功能、火灾荷载等多项内容。（3）合理部署分工，强调救人第一的原则，对此次建筑火灾坍塌事故提出要求和注意事项，整体把控救援进程。（4）联合多部门协同开展救援工作，公安、水电、医疗、交通、施工、建设等单位和相关专家进行现场连线开展救援工作，必要时调用驻地部队和武警增援保障救援工作顺利进行。（5）确保实施救援工作的人员的人身安全，确保防护措施，避免发生二次人员伤亡。

4 结语

综上所述，随着社会经济的高速发展，建筑火灾、特别是高层和超高层建筑火灾呈现出多样化和复杂化的态势，导致建筑火灾坍塌事故发生的原因成多元化，自然因素、外部因素、内部因素等多种原因综合作用，防火工作就显得尤为重要，一方面要加大对建筑火灾隐患排查的力度，加强建筑防火设计，在材料、构件的选择上要保证防火性，从根本上抑制火灾的发生。另一方面各级地方政府要重视，支持消防工作的开展，在火情发生时，要积极配合消防部门开展工作，在平时注重宣传消防知识，多方面提高群众的消防安全防范意识。与此同时，要注重强化消防官兵的综合素质，投入必要的消防装备和器材，提高消防官兵对建筑物火灾坍塌事故的整体认识，加强自我防护工作，并在灭火救援实战中不断地实践和总结，确保消防工作的顺利开展。