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[摘 要]在新的形势下,研究大跨度钢结构建筑火灾是灭火救援任务的需要。本文通过分析钢结构建筑的基本特性和火灾特点,结合几起钢结构建筑火灾的扑救案例,对钢结构建筑火灾扑救进行探讨,以便有效开展钢结构建筑火灾的灭火组织指挥工作。
[关键词]钢结构;火灾;扑救;技巧
1.钢结构建筑的基本特点
1.1利用型钢做承重构件,跨度大、空间大,承重能力强
钢结构建筑具有跨度大、空间大、承重能力强的特点,多用于大型体育馆、车间、仓库以及高层建筑等。这类建筑的主要承重构件,如屋架、梁、板、柱等,都是利用型钢经过铆焊加工制成的。
1.2耐火性能差,遇高温强度下降
钢材构件本身不燃,但钢的耐火性能差,随着温度变化,其强度有很大变化。用于高层建筑、大跨度的商场等重要场所的现代钢结构,一般外面都有保护层(粉刷防火涂料等),其耐火极限可以达到0.5h~2.5h,这类钢结构建筑受热的影响小:而大多数钢结构无保护层,发生火灾时,直接受到热的作用,温度上升,强度下降。
1.3建筑结构和功能复杂
从调查的情况看,钢结构建筑大多为车间厂房,而多数车间厂房里面,机器设备、原料成品堆积,加之为适应生产租工艺需要,现代钢结构建筑的上部安装有通风、水、中央空调、蒸汽管道等多种管道,有的还安装有氨气和油管道,而外墙和间隔墙多为铁皮夹聚胺脂加工而成,这些都使得建筑内的危险源大大增多。
2.钢结构建筑火灾的基本特性
2.1钢构件易变形,导致建筑物倒塌
火灾过程中,由于钢结构受火势影响的强弱不同,构件各点的变形受损度不同,钢构件的应力关系遭到破坏,易引起建筑物倒塌。若用没有防火保护的普通建筑用钢作为建筑物承载的主体,一旦发生火灾,则建筑物会迅速坍塌,这一过程经过的时问很短,一般在火烧15min~20min左右,钢结构屋盖火灾倒塌。
2.2火势猛,易造成人员伤亡
因钢结构建筑导热速度极快、耐火极限低,加之大跨度钢结构内部装饰装修使用了大量可燃性材料,火灾后会使建筑构件直接受到烧烤,减少了建筑构件的承重支撑时间,使建筑坍塌的时间更快等,往往消防队到场时已错失控火有利时机,致使不敢内攻,造成大面积大空间内猛烈燃烧,如控制不当,进而造成大火肆虐发展蔓延,整个建筑坍塌,内部设备、物品全部燃烧的结局,极易造成人员伤亡,甚至群死群伤恶性事故的发生率就会很高。
2.3火势猛烈,扑救难度大
大跨度的钢结构建筑发生火灾,由于其燃烧荷载量大,且内部多采用大量的装修材料,起火后燃烧迅速、烟雾弥漫、温度高,面积大、障碍物多等,火势在短时间内便会发展成猛烈阶段,在没有人工照明的条件下,疏散人员、内攻救人和深入防御性进攻相当困难,再加上大部分装修材料释放的有毒气体,致使被困人员很容易中毒,加上室內面积大、钢构件热传播速度快,整座房顶或大面积房顶坍塌难以预测,造成了营救或撤离的困难。
3.钢结构建筑火灾扑救战术、技术
3.1要加强第一出动的力量调度,充分发挥多警种协同作战优势
扑救类似钢结构建筑火灾,要充分考虑该类建筑地域偏僻,距离消防队较远的地域特点,以及消防水源缺乏等实际情况,正确调派力量,发挥多警种协同作战优势,加强警民联动,整合当地政府、公安机关、专职消防队等多种有利资源,实行片区联动,跨区域联合作战,充分发挥多警种协同作战,技术装备资源共享的优势,始终使局势处于受控状态,使灭火工作处于主动。要加强第一出动的力量调度。在调集增援力量时,要客观分析火场情况,根据燃烧部位、整个建筑面积、可能蔓延的因素、消防水源、天气等情况,预测火场发展态势,快速估算火场需要力量,所调力量要略大于火场需要力量,所需力量要一次性调齐调足,不能零打碎敲。
3.2要贯彻“内外夹攻,堵截火势”的战术要点,防止火势扩大蔓延
消防队到场后,在确认无倒塌可能的情况下,要迅速组织内攻,搞好火情侦察,准确掌握情况,安排专门力量,通过外部观察、内部侦察和询问知情人,迅速了解燃烧时间,起火部位,建筑耐火等级,人员被困数量,有无易燃,易爆及贵重物品等情况,要着重掌握钢结构是否因高温变形扭曲,通过对燃烧时间、燃烧面积、火场温度和构件变形程度等情况的分析,大体判断建筑结构倒塌的可能性,火势蔓延的威胁性和人员疏散的必要性,为实施灭火救人,选择作战方式和开辟进攻路线,提供科学依据。在确保安全的前提下,组织内攻人员接近火点,堵截火势,消灭火灾,用水枪射流扑灭被困人员周围及疏散通道上的火势,驱散烟雾,为疏散救人打开通道:外围要用射程较远的水炮、大口径水枪冷却保护未倒塌的钢结构建筑,冷却的顺序一般为柱、梁、顶,若钢结构建筑高度大,则可用登高车、高喷车等实施高空打击火势。
3.3要谨记钢结构耐火性能不高的特性,全力冷却钢承重构件,防止建筑倒塌
各级指挥员应吸取衡阳“11.3”坍塌事故的教训,消防队员应在保全自己的情况下开展救人和灭火。在确定建筑物无倒塌危险时,要尽快通过深入内部冷却和外围喷射来冷却周围构件,以强大的射流对钢结构的顶棚、柱、梁及其结合部进行降温,将其控制在倒塌温度内(据理论计算,在全负荷的情况下,钢结构失去平衡稳定性的临界温度为500℃左右),防止建筑倒塌,为疏散救人创造条件。冷却力量分布要均匀、全面,防止局部骤然变冷,导致钢结构急剧收缩变形,破坏建筑,加速倒塌进程。
3.4展开火情侦察,设置安全观察员,及时掌握钢结构建筑在火灾中的动态信息
要通过各种方式展开火情侦察,获取以下信息:大致起火时间、起火部位、被困人员情况、有无易燃易爆品、火势蔓延及人员疏散路线上方有无架设管道线路等,要着重掌握钢梁顶架等构件有否扭曲、建筑变形倒塌的可能性等信息,并随时掌握已持续燃烧的时间,以便对照15min左右的理论倒塌时间,为估算建筑倒塌时间提供参考信息。另外要部署一定数量的安全观察员,对现场实施全方位动态监测,随时观察建筑变形倒塌迹象,并及时同现场指挥部联络报告,正确把握“进攻、守护、放弃、撤退”四条灭火战术基本原则,当确认无法制止建筑物倒塌时,应及时转移阵地,避免无谓的牺牲。
3.5发挥装备优势,合理选择灭火器具,安排调度灭火力量
钢结构火灾与砖木结构火灾扑救不同,应尽量使用射程远的大口径水枪、移动炮、车载炮等,采取远距离向房顶、窗口射水冷却和灭火,对建筑采取多方位冷却,从远距离向房顶、窗口射水冷却和灭火,对建筑进行多方位冷却,以防止钢构件因温差改变应力引起建筑倒塌伤人。在水枪阵地的布置上,应尽量在外围远距离射水冷却,不能盲目进入内部灭火救人,应在外围布置水枪阵地,远距离射水冷却,消除倒塌危险后,再可依托门、窗等部位设置水枪阵地,从不同角度加强灭火强攻,以强大的密集射流靠近火点灭火。
3.6抓住火场主要矛盾,抢占有利水源,确保火场供水充足
消防部队到火场后不要见烟雾弥漫、火焰已蹿出就盲目m枪射水,要冷静,指挥员要在观察火场态势、考虑火灾发生时间、消防队到场时间的同时,估算起火燃烧的时间,在确定火场不可能坍塌的情况下,不要犹豫,要果断命令部队迅速战斗展开,消防车分别占领有利水源,多出水枪内攻打防御战。打防御战,贵在抓住火场主要矛盾,并将到场优势兵力用于火场的主要方面。
[参考文献]
[1]刘玉株,钢结构住宅技术问题讨论[J].建筑创作,2003,2.
[2]陈禄如等,攻克关键技术推动钢结构住宅发展[J].建设科技,2003,12.
[关键词]钢结构;火灾;扑救;技巧
1.钢结构建筑的基本特点
1.1利用型钢做承重构件,跨度大、空间大,承重能力强
钢结构建筑具有跨度大、空间大、承重能力强的特点,多用于大型体育馆、车间、仓库以及高层建筑等。这类建筑的主要承重构件,如屋架、梁、板、柱等,都是利用型钢经过铆焊加工制成的。
1.2耐火性能差,遇高温强度下降
钢材构件本身不燃,但钢的耐火性能差,随着温度变化,其强度有很大变化。用于高层建筑、大跨度的商场等重要场所的现代钢结构,一般外面都有保护层(粉刷防火涂料等),其耐火极限可以达到0.5h~2.5h,这类钢结构建筑受热的影响小:而大多数钢结构无保护层,发生火灾时,直接受到热的作用,温度上升,强度下降。
1.3建筑结构和功能复杂
从调查的情况看,钢结构建筑大多为车间厂房,而多数车间厂房里面,机器设备、原料成品堆积,加之为适应生产租工艺需要,现代钢结构建筑的上部安装有通风、水、中央空调、蒸汽管道等多种管道,有的还安装有氨气和油管道,而外墙和间隔墙多为铁皮夹聚胺脂加工而成,这些都使得建筑内的危险源大大增多。
2.钢结构建筑火灾的基本特性
2.1钢构件易变形,导致建筑物倒塌
火灾过程中,由于钢结构受火势影响的强弱不同,构件各点的变形受损度不同,钢构件的应力关系遭到破坏,易引起建筑物倒塌。若用没有防火保护的普通建筑用钢作为建筑物承载的主体,一旦发生火灾,则建筑物会迅速坍塌,这一过程经过的时问很短,一般在火烧15min~20min左右,钢结构屋盖火灾倒塌。
2.2火势猛,易造成人员伤亡
因钢结构建筑导热速度极快、耐火极限低,加之大跨度钢结构内部装饰装修使用了大量可燃性材料,火灾后会使建筑构件直接受到烧烤,减少了建筑构件的承重支撑时间,使建筑坍塌的时间更快等,往往消防队到场时已错失控火有利时机,致使不敢内攻,造成大面积大空间内猛烈燃烧,如控制不当,进而造成大火肆虐发展蔓延,整个建筑坍塌,内部设备、物品全部燃烧的结局,极易造成人员伤亡,甚至群死群伤恶性事故的发生率就会很高。
2.3火势猛烈,扑救难度大
大跨度的钢结构建筑发生火灾,由于其燃烧荷载量大,且内部多采用大量的装修材料,起火后燃烧迅速、烟雾弥漫、温度高,面积大、障碍物多等,火势在短时间内便会发展成猛烈阶段,在没有人工照明的条件下,疏散人员、内攻救人和深入防御性进攻相当困难,再加上大部分装修材料释放的有毒气体,致使被困人员很容易中毒,加上室內面积大、钢构件热传播速度快,整座房顶或大面积房顶坍塌难以预测,造成了营救或撤离的困难。
3.钢结构建筑火灾扑救战术、技术
3.1要加强第一出动的力量调度,充分发挥多警种协同作战优势
扑救类似钢结构建筑火灾,要充分考虑该类建筑地域偏僻,距离消防队较远的地域特点,以及消防水源缺乏等实际情况,正确调派力量,发挥多警种协同作战优势,加强警民联动,整合当地政府、公安机关、专职消防队等多种有利资源,实行片区联动,跨区域联合作战,充分发挥多警种协同作战,技术装备资源共享的优势,始终使局势处于受控状态,使灭火工作处于主动。要加强第一出动的力量调度。在调集增援力量时,要客观分析火场情况,根据燃烧部位、整个建筑面积、可能蔓延的因素、消防水源、天气等情况,预测火场发展态势,快速估算火场需要力量,所调力量要略大于火场需要力量,所需力量要一次性调齐调足,不能零打碎敲。
3.2要贯彻“内外夹攻,堵截火势”的战术要点,防止火势扩大蔓延
消防队到场后,在确认无倒塌可能的情况下,要迅速组织内攻,搞好火情侦察,准确掌握情况,安排专门力量,通过外部观察、内部侦察和询问知情人,迅速了解燃烧时间,起火部位,建筑耐火等级,人员被困数量,有无易燃,易爆及贵重物品等情况,要着重掌握钢结构是否因高温变形扭曲,通过对燃烧时间、燃烧面积、火场温度和构件变形程度等情况的分析,大体判断建筑结构倒塌的可能性,火势蔓延的威胁性和人员疏散的必要性,为实施灭火救人,选择作战方式和开辟进攻路线,提供科学依据。在确保安全的前提下,组织内攻人员接近火点,堵截火势,消灭火灾,用水枪射流扑灭被困人员周围及疏散通道上的火势,驱散烟雾,为疏散救人打开通道:外围要用射程较远的水炮、大口径水枪冷却保护未倒塌的钢结构建筑,冷却的顺序一般为柱、梁、顶,若钢结构建筑高度大,则可用登高车、高喷车等实施高空打击火势。
3.3要谨记钢结构耐火性能不高的特性,全力冷却钢承重构件,防止建筑倒塌
各级指挥员应吸取衡阳“11.3”坍塌事故的教训,消防队员应在保全自己的情况下开展救人和灭火。在确定建筑物无倒塌危险时,要尽快通过深入内部冷却和外围喷射来冷却周围构件,以强大的射流对钢结构的顶棚、柱、梁及其结合部进行降温,将其控制在倒塌温度内(据理论计算,在全负荷的情况下,钢结构失去平衡稳定性的临界温度为500℃左右),防止建筑倒塌,为疏散救人创造条件。冷却力量分布要均匀、全面,防止局部骤然变冷,导致钢结构急剧收缩变形,破坏建筑,加速倒塌进程。
3.4展开火情侦察,设置安全观察员,及时掌握钢结构建筑在火灾中的动态信息
要通过各种方式展开火情侦察,获取以下信息:大致起火时间、起火部位、被困人员情况、有无易燃易爆品、火势蔓延及人员疏散路线上方有无架设管道线路等,要着重掌握钢梁顶架等构件有否扭曲、建筑变形倒塌的可能性等信息,并随时掌握已持续燃烧的时间,以便对照15min左右的理论倒塌时间,为估算建筑倒塌时间提供参考信息。另外要部署一定数量的安全观察员,对现场实施全方位动态监测,随时观察建筑变形倒塌迹象,并及时同现场指挥部联络报告,正确把握“进攻、守护、放弃、撤退”四条灭火战术基本原则,当确认无法制止建筑物倒塌时,应及时转移阵地,避免无谓的牺牲。
3.5发挥装备优势,合理选择灭火器具,安排调度灭火力量
钢结构火灾与砖木结构火灾扑救不同,应尽量使用射程远的大口径水枪、移动炮、车载炮等,采取远距离向房顶、窗口射水冷却和灭火,对建筑采取多方位冷却,从远距离向房顶、窗口射水冷却和灭火,对建筑进行多方位冷却,以防止钢构件因温差改变应力引起建筑倒塌伤人。在水枪阵地的布置上,应尽量在外围远距离射水冷却,不能盲目进入内部灭火救人,应在外围布置水枪阵地,远距离射水冷却,消除倒塌危险后,再可依托门、窗等部位设置水枪阵地,从不同角度加强灭火强攻,以强大的密集射流靠近火点灭火。
3.6抓住火场主要矛盾,抢占有利水源,确保火场供水充足
消防部队到火场后不要见烟雾弥漫、火焰已蹿出就盲目m枪射水,要冷静,指挥员要在观察火场态势、考虑火灾发生时间、消防队到场时间的同时,估算起火燃烧的时间,在确定火场不可能坍塌的情况下,不要犹豫,要果断命令部队迅速战斗展开,消防车分别占领有利水源,多出水枪内攻打防御战。打防御战,贵在抓住火场主要矛盾,并将到场优势兵力用于火场的主要方面。
[参考文献]
[1]刘玉株,钢结构住宅技术问题讨论[J].建筑创作,2003,2.
[2]陈禄如等,攻克关键技术推动钢结构住宅发展[J].建设科技,2003,12.