大跨度钢结构厂房火灾危险性及防控措施

李滨

（泰安市消防救援支队高新技术产业开发区大队 山东 泰安271000）

0 引言

钢结构建筑以一种是钢材为主要建筑结构材料的建筑类型，由于其具有结构性能好、重量轻、施工速度快，构件便于工业化、标准化生产等特点，在建筑领域得到了广泛的应用。大跨度、大空间钢结构厂房是一种屋盖跨度达30m以上，室内净高度超过12m以上的钢结构建筑[1]。由于钢结构的诸多优势性能特点，大跨度钢结构厂房在我国取得了长足的发展，应用十分广泛。从消防安全的角度来看，虽然钢结构建筑从结构材料性质上来说不属于可燃烧材料，但其材料自身的耐火性较差，一旦发生火灾，在高温作用下极易发生力学性能的衰减，导致其构件变形失去承载力，发生建筑垮塌。

1 大跨度钢结构厂房火灾的危险性

1.1 火灾高温作用下结构易变形发生垮塌

大跨度钢结构厂房所使用的钢材虽然属于非可燃物，也具有一定的耐热性，但其导热性是普通钢筋混凝土的40倍左右，在发生火灾时短时间内其内部温度便会急剧上升，达到200℃时，便会影响其力学性能，抗拉强度、屈服点等都呈快速下降趋势，到700℃，持续60min，其钢构件基本就会失去强度，而一般情况下，建筑火灾火场温度能够达到1 000℃以上。在火场持续高温的作用下，钢结构厂房用于承重的钢梁、柱等构件易发生塑性变形直至失去承载能力。钢结构建筑的整体连接性强，局部构件发生塑性变形及失去承载力，将会对建筑整体的稳定性形成巨大影响，极易造成建筑物的整体坍塌。

1.2 防火分隔设置难度大

大跨度钢结构厂房的大跨度、大空间特点，使得其与一般民用建筑的防火设置存在较大差异，在民用建筑中常用的防火设置如防火卷帘、防火门、防火墙等往往在大跨度钢结构厂房中不太适用，有些是大空间、大跨度特点导致的应用技术存在难度，也有些是厂房功能要求不适用普通防火设置，如防火门、防火墙设置会导致厂房空间被分隔，影响厂房的实际使用功能要求，而防火卷帘在大空间设置，由于宽度问题往往在使用过程中存在一定的问题，实际使用效果不尽如人意。由于大跨度钢结构厂房的防火分隔设置难度较大，一些业主往往会规避此项设置或是走走过场，导致防火分隔形同虚设。由于缺乏有效的防火分隔，大跨度钢结构厂房一旦发生火灾，其内部大空间、门窗多等特点形成的空气流动性强，会在短时间内形成火势的快速蔓延，其火灾发生初期的有效控制时间较短，这也是大跨度钢结构厂房火灾扑救难度大的重要原因。

1.3 厂房火灾载荷大

大跨度钢结构厂房火灾扑救难度大一个重要原因，还在于其火灾载荷大、空间内的可燃易燃物多的缘故。作为一种工业生产或是仓储用厂房类型，大跨度钢结构厂房具有诸多的建筑及使用优越性，因此得到了广泛的应用。在实际的使用过程中，这类厂房往往生产规模较大，连续性作业使得大量生产性原料及人员集中于厂房内部，而很多的工业用生产原料多含化学成分，不但属于可燃易燃物，且多数都是有毒物质，一旦发生火灾，极易形成大面积的火势且快速蔓延，火灾载荷大、空间流通性好、人员集中，这些要素集中在一起，大跨度钢结构厂房一旦发生火灾，往往在短时间内即可形成大面积蔓延的猛烈燃烧火势，极易造成重大人员伤亡事故。

1.4 火灾扑救难度大

相较于一般民用建筑，大跨度钢结构厂房发生火灾后的扑救难度要大的多，人员疏散也要更为困难，这主要是因为大跨度钢结构厂房内大多布置有众多的生产用设备设施，内部空间布置较为复杂，很多厂房管理对于消防不太重视，安全出口以及各处通道被货物堆积堵塞的现象较为普遍，这都对火灾发生后消防人员进入厂房内部进行灭火救援造成阻碍。此外，大跨度钢结构厂房大多建于偏远之地，消防距离远，而其火灾发生特点是发展快、火势猛，消防人员往往难以在火灾发生初期快速抵达现场进行扑救，而在火势发展到一定程度，出于安全考虑，消防人员已经很难进入厂房内部进行更为有效的灭火救援，只能在厂房外部进行扑救，这对消防灭火的供水提出了较高的要求，如果厂房附近无法提供充足的火源，灭火的难度将会更大。

2 大跨度钢结构厂房火灾防控措施

大跨度钢结构厂房的诸多建筑优势特点使得其应用十分广泛，但其在防火方面存在的一些缺陷不足，要求其必须在消防设计、防火保护方面进行针对性的加强，如重点加强防火分隔设计、钢结构防火保护、消防给水以及安全疏散设计等。

设置防火分区是有效控制火灾蔓延的方法。对于没有特殊工艺要求的大跨度钢结构厂房，原则上都应设立防火分区。防火分区可以在火灾发生后将火势控制在一个局部的区域内，给人员疏散以及火灾救援提供一个缓冲时间。在大跨度钢结构厂房中设置有效的防火分隔是一个存在技术难度的问题。一般的防火门、防火墙由于空间分隔问题往往不适用大跨度钢结构厂房，通常会采用独立的水幕作为防火分隔，只是投入成本比较大，在实际的使用上对火灾发生后的灾情掌握要求比较高，使用不当可能会造成不必要的经济损失。

钢结构防火保护是提高其耐火性能，抵御火灾高温作用的重要手段。目前来说，钢结构防火保护主要为在钢结构表面喷涂防火涂料和外包防火材料[2]。喷涂防火涂料是目前钢结构防火保护应用最为广泛的一种保护措施，其造价低、施工速度快、不受构件外形限制且具有良好的隔热性能，但这种措施的有效期较短，且与涂料的质量成正比，一般不会超过10年，在失效之前需要进行再次喷涂才能有效起到防火保护的作用。外包防火材料是采用无机防火板等防火材料对钢结构构件进行包覆以形成一个保护层，防火保护层可以有效阻隔火场高温对钢结构构件的影响，降低其升温速率，相比于防火涂料，隔热效果更好，使用寿命也较长，但施工速度慢、造价成本较高，一定程度限制了其推广应用。

消防给水设计是大跨度钢结构厂房防火保护的重要内容。对于大跨度钢结构厂房，消防给水设计主要分为室内消防给水与室外消防给水设计。基于自救原则，要在室内设置足够数量的消火栓和固定灭火装置，设计位置要科学合理当然，在资金充裕的情况下，布置自动化消防报警灭火系统效果将更好；室外要设置必要的消火栓、消防水池等，并要保证足够的消防用水量。

安全疏散是大跨度钢结构厂房防火保护的关键性内容。在进行生产作业机器设备布置以及功能区域划分时，应将防火安全纳入设计范畴，要充分考虑到火灾发生时的安全疏散问题，科学合理的设置安全出口、安全通道，确保在火灾发生时能够有效组织人员安全疏散。

3 结语

大跨度钢结构厂房一旦发生火灾，其危险性相较于一般的民用建筑更高，扑救工作的难度也更大。因此，应对大跨度钢结构厂房的火灾危险，最好的办法是“防患于未然”，即在事前做好火灾预防工作，一方面应落实消防安全责任制度，另一方面应着力加强消防安全宣传及培训力度，提高生产单位人员的消防安全意识与素质，如此，才能最大限度的将火灾安全隐患消除在萌芽状态。