从大跨度钢结构建筑火灾扑救谈火场供水

戚喜根

(上海奉贤区消防救援支队，上海 201406)

钢结构建筑是指以各种型钢为主要承重构件的房屋。由于钢结构具有强度高、重量轻、施工周期短、抗震性能好等特点，可根据用途建造不同类型的建筑物。如高度或跨度较大的建筑，轻型结构建筑，有抗震要求的建筑，密闭性要求较高的建筑，经常移动或装拆的建筑，各种容器和其他构筑物等[1]。笔者这里探讨的是大跨度钢结构建筑，主要指建于开发区的厂房或库房。

一、大跨度钢结构建筑火灾的特点

(一)钢结构高温易变形，导致建筑物坍塌

根据理论计算，钢结构构件承载能力会随着温度的变化而发生变化，当温度在200 ℃以内时，钢材强度基本不变，温度在250 ℃以内时强度还有局部性的提高，但超过300 ℃以后，其强度开始显著下降，当温度达到350 ℃、500 ℃、600 ℃时，强度分别下降1/3、1/2和2/3，当温度超过700 ℃时，强度减少90%以上，其强度几乎等于零，框架倒塌。通过试验得出，普通建筑用钢在全负荷的情况下失去静态平衡稳定性的临界温度为540 ℃左右，通常无防火保护的钢构件耐火极限仅为10～20 min左右，一旦火灾持续时间超过钢构件的耐火极限，钢结构建筑往往会发生变形甚至整体坍塌毁坏[1]。

(二)火场情况复杂，扑救难度极高

笔者对辖区大跨度钢结构建筑火灾扑救案例进行研究，发现在实战中，由于没有组织好火场供水而造成火场失利和被动的案例不少。本文重点针对火场供水存在的主观和客观问题，提出了有效组织大跨度钢结构建筑火场供水的措施。

二、灭火战斗中火场供水存在问题及原因分析

(一)客观原因

1.城市消防基础设施先天性不足。随着经济社会的快速发展，城镇化建设的快速推进，城市消防基础设施建设相对滞后所产生的矛盾日益凸显。有些开发区或工业园区在筹建过程中没有充分考虑到消防用水需求，导致设置市政消火栓过疏且设计的消防用水量过小，管径细，压力低，无法满足消防用水的需要。

2.天然水源存在许多不确定性。相对于工业开发区来说，大多数大跨度钢结构建筑处于城镇边缘地带和未开发的城乡结合区域，其周边消防设施建设滞后，市政管网很难到达，或不设专用的消防水池，周边天然水源存在许多不确定性，均分布在田间、沟堑内，道路狭窄消防车根本无法通行[2]，取水极不方便。另外，还需考虑天然水源受季节影响水位变化较大和枯水期最大吸深度等问题。

3.供水线路长，水压严重不足。由于受火场周围环境、建筑物分布等情况的限制，绝大多数大跨度钢结构建筑火灾现场的水源地与发生火灾的部位有一定的距离，近则几十米、数百米,远则几千米，若供水线路过长，加之地面崎岖不平、落差大，造成水带压力损失也将增大。

(二)主观原因

1.指战员供水意识薄弱，导致供水层次不明。在灭火预案中，对火场供水也有着很明确的规定和要求，但是部分基层指挥员由于火场经验不足，重灭火、轻供水的现象在个别指挥员决策中时有发生。在实际灭火过程中，指挥员容易凭经验办事，往往对现场扑救的用水量估计不足，所率车辆“鱼贯而入”，甚至“首尾相接”抵近火场出水灭火，火场供水无处“生根”，没有做到“瞻前顾后”，导致“前重后轻”。以一个中队配备三到四辆水罐消防车为例，第一出动力量的车载水量约为14 t左右，其根本达不到大型火场灭火用水量的要求。如果不能保证不间断供水，那么在火灾扑救中将完全处于被动状态。

2.水源管理档案资料还不够完善。基层中队水源管理岗位人员调动频繁，有关人员对辖区水源情况不熟悉。部分基层中队没有对水源实行动态管理，没有真正建立一套有效的水源管理档案资料。消防水源管理工作有弱化之趋势。

3.协同作战意识差，水源利用“毫无章法”。在面对大型火场多个中队联合作战情况下，当上级指挥员未到场前，责任区中队指挥员对增援中队任务分配不明确、不具体。后方组织指挥没有“领头羊”，缺乏必要的联络，造成现场混乱，甚至各自为政，导致供水舍近求远或不能充分利用好单位内部消防水源和邻近单位水源，只依靠市政水源供水，甚至多台消防车接在同一供水管网，超过了管网的供水能力，造成火场供水不及时、中断、截流等问题发生，严重贻误了供水和灭火的良机[2]。

2) 由城市政府投资收益函数关于竞争者的投资的一阶导数值恒小于0可知，港口政府j的投资收益函数随竞争对手k的投资单调递减，说明港口k的政府投资港口会减少港口政府j的收益。

4.理论功底不够扎实，供水方法不当。部分指挥员业务理论功底不深，缺乏对消防车辆的了解，对供水知识掌握不牢，忽视对火场用水量的计算和供水方法的选择，容易出现以下情况：其一，供水方法不当，水源与火场距离少于1 000 m，采用了运水的方法；大于2 000 m采用接力供水的方法。其二，在耦合供水中，易出现性能好的车辆向性能差的车辆供水，致使车辆受损，造成供水损失量较大、贻误灭火的良机[3]。

三、解决问题的对策

(一)大力加强水源建设与管理

1.加强组织领导，提前进行水源建设规划。如何合理的规划水源、利用水源，是灭火救援的基础和关键。针对缺水地区，要立足实战要求，对首战用水和应援用水情况要充分考虑，编写水源应急预案，作为灭火救援基础资料。

2.打通水源管理双向沟通渠道。支队职能部门要牵头组织基层单位对辖区天然水源、人工水源进行熟悉摸底，加强对重点单位水源的巡检，建立消防水源档案库。做到对辖区天然水源和人工水源的数量、分布情况和不同区域的管网、压力真正心中有数，并对存在的水源问题及时反馈，与有关部门沟通协调解决，建立发现问题、解决问题的双向沟通渠道。

3.滚动巡查，依法依规管理。首先，要建立水源巡查制度，制定相关条例。人工水源方面：明确部门职责，实现消火栓配建标准，落实常态化监督管理机制，对于职责不落实的单位和私自动用，随意压埋、圈占和堵塞水源的现象加大惩罚力度。天然水源方面：要加强调查研究，逐步将天然水源取水点(码头)建造标准纳入法律规章，突破瓶颈，实现人工和天然水源建设双管齐下。其次，要加强水源管理队伍建设。要成立总队、支队、中队水源专项管理队伍，建立纵向管理体制，加强水源管理队伍专业化建设。在选拔人员、培养人才、激励措施等方面加大力度，建立一支负责、务实、有效的水源管理队伍。

(二)解决火场供水问题的基本对策

1.克服“重灭火、轻供水”的思维定式。应克服形式主义，建立健全供水组织，完善火场供水组织指挥体系。不断强化供水理论知识学习，尤其是火场供水战斗车辆的水泵压力计算、供水距离估算，通过学习讨论和实战演练等方式，不断总结经验，形成科学的战术思维和供水理念，以便于指战员在火场上能够科学合理运用供水方法和战术。

2.谋定而动，制定联合供水方案。接警出动途中，主管中队指战员要根据平时“六熟悉”调研和消防水源基础资料的掌握情况，迅速研究制定初步供水计划(包括水源选择、车辆停靠、供水的方式方法和增援中队水源分配方案等)。主管中队到场后应及时向指挥中心汇报水源运用情况及应援中队水源利用方案，预先设立好火场联合供水体系，确保水源利用高效、有序。

3.审时度势，临场机动协调。火场情况复杂多变，往往与预案火情不一致，因此火场供水也切忌死搬套路，主管中队到场后应迅速做好计划供水与临场供水的机动协调，做到审时度势、多谋善断。根据具体情况，机动灵活地作出符合实际的变更或调整，减少和避免盲目性，争取时间赢得灭火主动权，提高火场上的应变能力。另外，应援中队到场后应主动通过主管中队或群众及时了解水源情况，避免造成“钻口袋”进退不得的被动局面。

4.统筹兼顾，保证水源畅通。供水车辆应选择合理的停车位置，按照供水线路，线性排队停靠在既不影响交通又便于取水的地方，在保证不间断供水的情况下，兼顾其他线路有效供水。水带铺设时尽量缩短线路长度，减少曲折和“死弯”，避免水压损失，保证水源畅通，还要有专人巡视，检查车辆设备运转状况和水源情况，水带线路情况，发现问题迅速解决[4]。

5.顾全大局，把握核心重点。在组织指挥供水工作中，一定要注意贯彻集中兵力打歼灭的指导思想。首先要保证主攻方向的不间断供水，后到场中队应主动给先到场中队和缺水、断水的车辆和线路供水。在水源紧缺的情况下，所有参战力量都要以全局为主，主动搞好战斗配合，做到不争水源，协调作战。必要时宁可减弱甚至舍掉次要阵地，也要竭尽全力确保决定战机的主要阵地供水量。

6.通盘考虑，保留机动力量。在大跨度钢结构建筑火灾中，参战力量多，难免出现各类突发事件，造成供水间断或供水不足。因此，灭火力量全部投入战斗后，必须在供水区域留有一定的机动力量作为补充，设置专人巡视，负责检查消防车辆、泵浦的运转状况、消防水源的供水能力、水带线路完好等情况，确保一旦发现问题迅速采取有效补救措施，避免一着不慎，满盘皆输。

7.统一指挥，确保通信畅通。通信指挥系统，是解决火场秩序混乱，保证火场供水畅通的重要手段。在复杂火场，要充分发挥支队应急通信保障专班的作用，根据消防水源的数量、供水能力、种类、分布和火场需求等情况，做到统一指挥、科学部署调配。同时，各参战中队也要设立供水联络员，以便灵活应对瞬息万变的火场。

四、组织火场供水时应注意的几个问题

(一)先近后远

大跨度钢结构建筑火灾的扑救，要充分发挥每辆车的作战效能，尽可能地就近占领水源。以三辆泵浦车为例，一号车在可能的情况下，要使用就近水源，尽快自成一条供水的线路，做到不间断供水。二号车到场后，根据供水情况，尽快就近占领水源，铺设一条或两条线路，或“以双供一”的形式单成一条供水体系。三号车到场后，如果一号、二号车已经形成接力供水体系时，则可接好水源单独出水参战。反之，则应按照供水任务分工，保证前方车辆不间断供水。

(二)坚持固移结合

固定和半固定消防设施往往供水时间、强度都能得到有效的保证，灭火效果也比较好[5]。因此，应采用固移结合的战术，发挥好喷淋系统、固定水炮、墙式消火栓等灭火设施的作用。虽然固定消防设施有明显的优势，但却不能过于依赖。要注意开辟多个火场阵地，通过水枪、水炮加大火场供水量，必要时，甚至可以动用云梯车、举高车打击火场重点部位，以求全面快速地控制火场形势。

(三)科学调派供水车辆

以最少的力量高效利用消防用水是火场供水的宗旨。在大跨度钢结构建筑火灾扑救中，调派供水车辆应注意第一时间调派大功率水罐车以便在水源不足条件下保证灭火用水，并根据消防车水泵流量大小和水源的数量位置，科学制定消防车辆调派方案。

(四)合理选择供水方式

在大跨度钢结构建筑火灾扑救中，应根据火场的实际情况，灵活机动的运用直接供水、接力供水、运水供水等供水方式，争取以最少的车辆投入取得最佳的供水效果。同时还要注意车辆的供水能力和车距的关系，避免车距太近不能发挥车辆装备效能，太远又会造成供水不足而影响灭火。

(五)停车位置要适当

大跨度钢结构建筑往往设置两个以上消防通道，但这不足以成为任意停放消防车的理由。在火势较大、情况复杂的火灾现场，往往需要多个中队、几十辆消防车协同作战，这就对消防车停靠位置提出了更加严格的要求。所以，消防车的停靠要瞻前顾后，切忌横停在路口中间或堵在单位门口，尽量做到一不堵塞道路，二不受火势威胁，三便于迂回疏散。

(六)正确铺设供水线路

供水线路铺设正确与否，在一定程度上影响火场供水的质量。水带铺设应沿道路一侧铺设，尽量避免铺设在马路中间，影响交通。铺设供水线路应尽量使用大口径水带，力求短、直、正。如水源充足，应根据供水消防车的消防泵流量铺设水带，充分发挥供水车的最大供水能力，必要时可采用双干线向火场接力供水。

(七)酌情考虑移动灭火设施的使用时机

在扑救大跨度钢结构建筑时，应优先布置流量大、射程远的带架水枪或水炮，以强大的射流对钢结构的顶棚、梁、柱和结合部进行降温，将其控制在临界温度内，防止因突然倒塌而造成人员伤亡。但是，移动灭火设施在火场供水中会受到各种因素的影响[5]。以支队配备的布利斯移动自摆炮为例：额定工作压力为0.7 MPa，流量为34 L·s-1。在实战中，考虑到压力损失，往往需要0.8 MPa的供水压力才能充分发挥作用。如在水源紧缺、后续力量供给不及时等情况下，想要不间断地维持0.8 MPa的供水压力则会显得力不从心。所以，水炮的使用需要酌情考虑。

总之，要做好火场供水工作，就要全面考虑到存在的主观和客观问题，抓好日常消防水源基础工作，认真制定和完善重点单位供水预案，加强演练，充分掌握火场供水规律、供水方法和供水技术，牢固树立供水意识，在实践中不断提高火场供水指挥技能和指挥艺术，做到科学合理地组织供水，保证火场供水安全、可靠、不间断，为灭火作战提供有力的保障，力争最大限度地减少火灾损失。