大空间、大跨度建筑火灾灭火救援研究

肖扬

（广州市南沙区消防救援大队，广东广州 510000）

0.引言

大空间以及大跨度建筑，具体来说便是单层有非常大的空间和跨度，层间比较高，未设置实体分割或者实体分割非常少，通常60m以上跨度的建筑，应用的主要材料为钢，结构形式有网架结构、悬索结构、网壳结构、薄壳结构以及膜结构。大空间以及大跨度建筑的使用越来越多，在视觉方面有非常好的通透性，并呈现出现代化、建筑造型复杂化以及规模大型化的特征，在物流仓储、体育馆、展览馆以及影剧院的建设当中都会采用大空间以及大跨度的建筑类型。但这类建筑因为有较大的人员流动量，较多的可燃物，且内部通道有一定的复杂性，所以在有火灾发生时，极易发生重大损失。所以强化大空间以及大跨度建筑火灾的灭火救援研究非常关键。

1.大空间以及大跨度建筑火灾特征分析

1.1 极易发生坍塌

在该类建筑当中，一旦有火灾发生，最突出的一项特点便是整体和局部极易发生坍塌问题，进而对救援人员安全产生严重的威胁，同时也是火灾扑救困难的关键性因素。例如：2006年乌鲁木齐发生的机械厂库房火灾，屋顶便出现了整体坍塌，导致一名救援人员被埋入其中[1]。在具体救援当中，因为建筑发生坍塌，使救援人员受到伤害的案例非常多，所以要对建筑坍塌的规律做出系统探究，以便在坍塌前出现征兆时对建筑作出正确处理，规避救援人员受到伤害。在火灾发生后，对建筑物发生的坍塌概率时间、形状充分分析发现，该类建筑倒塌的因素与建筑材料燃烧积聚温度、持续燃烧时间有着紧密的联系。最初，对于大空间以及大跨度建筑的建造，很多都是轻钢柱、梁以及钢筋混凝土柱，这些材料是非常关键的承重主体，如果未对其开展防火保护处理，在比较封闭的空间中发生的燃烧会十分猛烈。当有较高温度积聚时，超过15min便会有垮塌的危险出现[2]。倒塌的形状大部分都是屋顶整体倒塌或者局部出现压垮。近几年，对于大空间以及大跨度建筑物的建造，会用纯钢结构作为主要材料，也会应用混合结构。温度没有超过200℃，这些材料的强度不会有所改变，大于300℃时，材料的性能会下降，超过500℃，强度会减少一半，如超过600℃，材料便会失去原有的强度性能，造成斜面型倒塌。这时钢筋混凝土构件具备的承受能力会受到不良影响，但不会出现倒塌问题。在温度达到800℃左右时，1h～3h内，都会发生断裂、垮塌的情况。

1.2 高温烟气浓度大

因为大空间、大跨度建筑只有很少的开口部位，但是可燃烧物质非常多，所以在有火灾发生后，高温烟气的产生速度非常快，并且随着燃烧的进行，高温烟气体积会有膨胀出现，并不断积聚，如不第一时间将其排出，很难在没有外力的作用下将其清除。

1.3 被困人员不易疏散

一旦有火灾发生，因为浓烟产生的影响会非常严重，所以内部能见度非常差。此外，内部的供电系统也会遭到不同程度的损坏，加之有高温烟气存在，能见度的下降会持续进行。利用专业设备测试之后发现，在火灾的发展阶段，该类建筑内部只有1m～3m的能见度，即使利用照明设备，也很难开展搜救工作。此外，燃烧中会有CO等高温有毒气体产生，使得救援和疏散困难进一步加大，在某种程度上也使得被困人员以及救援人员存在巨大的心理压力。

1.4 火势蔓延极快

该类建筑有比较大的内部空间体量，所以氧气十分充足，加之有很多易燃物质存在，所以在有火灾发生之后，通过热对流现象产生的燃烧会非常迅猛，且有极快的蔓延速度，这时高温烟气会随处扩散，对被困人员和救援人员造成伤害，产生重大财产损失[3]。

1.5 内攻难度大

该类建筑如内部出现火灾，因为能见度非常低，在火势达到某一阶段之后，会有大量烟气存在。救援人员到达现场后，很难第一时间精准找到火点，对于被困人员的具体位置判断也有一定的困难。因为大空间以及大跨度建筑内部，有比较大的火灾荷载，加之钢架结构有良好的导热性能也使得灭火的难度有所加大，新的火点生成非常容易。钢构件温度在超过自身的临界点时，从外部对其射水，通过高温的作用，只需要极短的时间便会汽化升腾，不但会给内工人员造成伤害，甚至还会发生窒息。同时，还会使建筑内部的能见度进一步降低，使内攻的安全性下降，灭火会有更大的难度。

2.大空间、大跨度建筑火灾灭火救援方法

2.1 应用救人第一的思想原则

该类建筑物在出现火灾之后，救援人员一定要秉承救援第一的思想原则，对现场情况进行了解，仔细询问是否有被困人员。当受困人员受到浓烟，毒气等威胁时，如施救者能够进入，需立即指派精干人员构建救援小组，第一时间进入到内部，开展相应的营救工作。其中，要对火势进行控制，尽量减少对所有人员构成的威胁。在燃烧区有人员被困，如果不能第一时间控制好火势，伤亡程度会有所加大。如果施救者不能第一时间进入到火场内部，指挥员需要将主要力量集中在灭火和排险方面，尽量快速将救人通道打通，为后续的施救提供时间和条件。其中，需要注意的是，救人需要与灭火一同实施，如果现场救人的任务并不繁重，指挥员需结合具体的情况，在组织一部分力量积极救人的同时，迅速组织好其他力量开展灭火作业。

2.2 应用内攻近战战术

对于该类建筑物火灾，需要在最初时便找到内攻的突破口，进而对有效的进攻通道进行建立。对于该突破口的选择需要对进攻路线做好规划，考虑其快捷性和有效性，以便在最短的时间内将火灾把控住。例如：内部通道是重要的依托，在此前提下，选择好突破口；将建筑防火分区作为基础，对进攻突破口进行选择；挑选物资存放少，火灾荷载小的区域对突破口进行选择。此外，需要对建筑物的具体情况充分考量，例如：建筑物的形状，如果有不规则形状存在，进攻突破口的选择为跨度最短区域，并尽量在上风或侧上风方向。进攻突破口也可以选择在燃烧比较弱的区域。通过对称布阵、同步设防、对火势加以堵截的方法，可以将火灾彻底消灭[4]。

2.3 通过内部消防设施完成火灾扑救

该类建筑内部都会对固定消防设施进行设置，这类设施针对小面积初期火灾的扑灭有关键性作用。初期有火灾发生时，如条件允许，会先进行自救，之后当消防救援队伍到场后，可继续利用固定消防设施继续灭火，如水压不足，消防车会利用水泵接合器供水，借助消防铺设水带出水灭火。

2.4 迅速排烟排热

在该类建筑当中，对于火灾的扑救，需要第一时间排烟以及排热，这便需要对建筑内部自动排烟设施进行考虑，结合通风空调系统，完成排烟任务。通过移动排烟设施，对地方排烟通用设备进行调用，完成排烟工作，也可以结合现场的具体情况开展相应的破拆，从而完成排烟工作。其原则为，一定要最短的时间内将现场的高温烟气及时排出，此外也可以将排烟口破拆，以便使火势蔓延的方向得到改变和引导，合理取舍，攻放结合才能使高温烟气以最快的速度排除，为之后的火灾扑救奠定基础。

3.结语

目前对于大空间以及大跨度建筑的使用越来越多，在视觉方面有非常好的通透性，并呈现出现代化、建筑造型复杂化以及规模大型化的特征，所以城市中的物流仓储、体育馆、展览馆以及影剧院建设，都开始应用大空间以及大跨度建筑类型。但是，大空间以及大跨度的建筑，一旦有火灾发生，会因为人员密集、物品杂乱、电气线路较多等很多因素，提升救援灭火的难度。因此，对于大空间、大跨度建筑的火灾扑救研究应深入开展，不能有丝毫松懈，以免火灾发生后，应用不合理的救援战术，导致重大人员伤亡和财产损失。