大跨度钢结构建筑防火与灭火探究

张永利

（连云港市消防救援支队，江苏连云港 222006）

0.引言

大跨度钢结构自身有其优势与特点，较强的抗震力、自身重量较轻、造型美观，而且不仅建设的时间短，最主要的是它的成本投入较少，因此，在建筑结构设计过程当中被广泛的运用。然而，它的耐火性较低，由于空间大，一旦发生火灾，就会加速空气流通，使火势迅速蔓延，进而造成无法预估的经济损失和人员伤亡。所以，对大跨度钢结构建筑的防火与灭火给予高度的重视是十分有必要的。

1.大跨度钢结构建筑的特点

1.1 钢材是主要的承重构件

在钢建筑物当中，屋架、梁柱等都是主要的承重构件，而且，都是对钢进行加工和铆焊制造而成。顶棚则是由相应的保温材料以及钢板构成；在墙体结构上，也利用钢柱作为墙体的重要支撑，主要是由保温材料、彩钢板以及内装饰材料组成，有的是用空心砖来对其进行填实。除此之外，还有的房顶是钢结构，主体是砖和混凝土结合而成。

1.2 较强的承载力

在2014年，山东某医用制品股份有限公司的车间失火，总面积为14000m2，车间宽83m，南北长度约160m，它的内部结构主要是由单排架的钢结构组成，并没有设置承重墙，把钢结构作为主要的屋架，中间则是利用一条人流过道把厂房分割成东西两部分。这起火灾没有造成房屋坍塌，车间主要承重构件都是把钢结构作为梁和柱，因此有着较强的承载能力。

1.3 建筑内部的火灾荷载量大

例如，广东省的某一灯具城，建筑物内部一共分为4层：一层、二层是经营区域，三层、四层是仓库。长度200m，宽度50m，作为一些灯具和附件货物的存储。大空间、大跨度建筑内部的火灾荷载量较大，而且结构较为复杂，一旦发生火灾，很难对其进行良好的掌控，这也是致使火灾发生的一个较大安全隐患。

1.4 容易导致消防设施受损

目前，大多数的厂房、商场都采用了大跨度的钢结构，也在外部设置了一些消防设施，内部也设有自动的报警系统、感应喷头等[1]。然而，由于它的跨度较大、空气流通快，一旦发生火灾就会使火势迅速蔓延。有的消防设备会因为建筑物燃烧产生高温或是建筑坍塌而失去原有的功能和作用，甚至有的建筑物从未设置相应的安全消防设施，而且在建筑的过程当中还偷工减料，违反相关的施工标准，没有留有充足的消防设施，这也为火灾的发生埋下了较大的安全隐患。

2.大跨度钢结构建筑火灾的特点

2.1 钢结构变形致使建筑坍塌

在火灾发生初期火势较小，并没有波及更广的范围。若是在建筑过程当中把没有经过防火处理的钢构件加入到了建筑当中，随着外界温度的升高，钢构件的强度会发生一定的变化。当外界温度达到了它的最高限值时，强度会大幅度的降低，导致钢构件发生变形，最终致使建筑发生坍塌。

2.2 火势较大造成人员伤亡

在大跨度的钢结构建筑物当中，由于它有着较大的空间，并且存储了较多的可燃物质，加上自身结构的复杂性，很容易导致火灾的发生，并且火势发展迅猛。钢结构自身有着良好的导热性，但是耐火性较差，这也是致使火灾发生频率上升的重要原因。建筑物内部的构件由于受到火灾高温的作用，会在很短时间内发生变形和断裂，不能为相关救援人员留有足够的救援时间，掌控不住最佳的救援时机。由于空间大、火势蔓延快，也会快速致使建筑物坍塌。另外，大跨度钢结构建筑物发生火灾的过程当中，由于有的材料在燃烧时会发生一系列的化学反应，同时释放出一些有毒有害气体，再加上自身结构的复杂性、人员集中、照明设施故障等多种原因，都会给人员逃生带来困难，很容易造成踩踏事件甚至人员伤亡。

2.3 火灾扑救难度大

（1）存放较多的物品造成阻碍。通常情况下，大跨度钢结构建筑空间宽阔，例如厂房、车间、商场等，因此，室内空间较大。由于经营项目、存放物品的不同，会涉及许多产品、设施和材料等，一旦发生火灾，会导致这些物质燃烧、掉落，进而提升了救援难度。与此同时，被困人员也不能快速安全地进行逃离火灾现场，使得灭火救援清理障碍的时间被延长。（2）搜寻难度大。大跨度钢结构建筑物火灾内部的荷载量较大，耐火性较差，在很短时间内就容易发生坍塌，这也为后期的搜索救援增加了难度。建筑物自身的空间较大，导热速度快，加大了火势的快速蔓延，若是在救援当中出现失误，不但会给被救人员带来伤害，同时也会给相关的救援人员带来危险，提高了火灾扑救的难度。

3.大跨度钢结构建筑防火与灭火的措施

3.1 做好防火分区设计

由于建筑需求不同，在具体施工过程当中，不会在大跨度钢结构建筑物当中应用防火墙来对其进行分隔，通常来讲，利用防火墙来对大跨度钢结构建筑进行分隔是不现实的。可以把独立水幕应用在大跨度厂房、车间等进行防火分隔，再加上一些消防设施，如灭火器等，这是较为可行的。在具体设计过程当中，要依据实际的需求来对一些防火水幕带进行合理设置[2]。这种方式具有较好的灵活性，可以对整体空间进行合理划分，这种方式应用在大跨度钢结构建筑物当中具有较强的可行性，一旦发生火灾，可以进行有效的防火分隔，并且不会对日常的生产和工作造成不良影响。除此之外，也可以把消防炮灭火体系应用到大跨度钢结构建筑当中，这种消防系统最早是运用在易燃易爆的化工企业、石油企业、船舶场所等。在对大空间建筑物进行应用的过程当中，要求其要有良好的通透性，传统的防火墙、防火分区设置不能与现代大空间建筑物的使用需求相符，这也使得我国传统的消防设施面临着新的考验。然而，消防炮系统可以对传统消防模式中的不足和弊端进行弥补，因此，在大跨度钢结构建筑当中应用消防炮灭火系统是可行的。

3.2 提高建筑材料的防火性能

在对大跨度钢结构建筑进行防火设置的过程当中，若想从源头上确保建筑结构的火灾防御能力，那么，就要从原有建筑材料上着手，提高建筑材料的防火性能。对于大跨度钢结构的建筑物构件来讲，要依据其防火等级对构件的防火涂料进行严格把控，待防火涂料的保护膜形成后才可应用到实际施工建设当中，这样才能从根本上确保建筑材料符合施工标准。并在此基础之上，与先进的技术进行有机结合，对一些新型的防火材料和保温材料进行不断的研发，提高大跨度钢结构建筑的防火性能，为人们的生命和财产安全保驾护航[3]。

3.3 选择合理的钢结构防火保护方式

在现代建筑物当中，钢材是主要建筑材料，在正常温度下，它有着良好的抗震性、高强度、质量轻等特点，而且成本输出少，施工周期短，空间利用率较大，进而得到了广泛投资者的应用。然而，若是在高温的作用下，钢结构就会出现变形，致使建筑物坍塌，所以，一定要采取良好的保护措施来对钢结构进行防火保护。在对其进行防火涂料涂抹时要依据防火等级所需厚度来对其进行涂抹，主要可以分为3种类型：厚涂型、薄涂型以及超薄型。通常情况下，9mm～51mm属于厚涂型，最大可以达到3h的耐火极限，被应用在最大防火值为两小时的钢结构当中；3mm～6mm属于薄涂型，一般应用在小于2h耐火等级的钢结构建筑当中；小于3mm就属于超薄型，通常也会用在小于两小时的钢结构建筑当中，特别是应用在一些大型钢结构建筑外侧较多。

4.结语

对大跨度的钢结构建筑物进行防火设计至关重要，同时还要提高对大跨度钢结构建筑防火灭火的重视力度，为人们提供一个良好的工作、生活环境，保障人民的生命财产安全。所以，要依据实际情况来对防火灭火工作进行细致的规划，进而提升防火灭火的质量和效率，促进建筑工程的稳定、可持续发展。