大跨度钢结构厂房火灾危险性及扑救对策

大跨度钢结构厂房火灾危险性及扑救对策

周杨

重庆市公安消防总队北碚支队重庆周杨

摘要：钢质建筑材料是近20年来中国较为普遍使用的新建筑材料，在高层建筑钢结构、大跨度空间钢结构、轻钢结构等当今现代建筑工程中都有广泛应用及发展前景。本文通过对大跨度钢结构厂房的火灾危险性分析，探索消防部队在扑救该类建筑中应采取的战术措施，减轻火灾发生后的损失和危害。

关键词：钢结构；大跨度；火灾危险性；灭火

一、引言

从建筑角度来看钢结构具有自重轻、强度高的特点；超群的抗震性能、抗风性能；全部可实现工厂化生产，安装容易、施工速度快；投资回收快、综合经济效益高、商品化程度高；结构占有面积较小，实际上就增加了使用面积；结构的废旧利用率为100%，是真正的环保建材。从用户角度来看钢结构建筑具有造型美观、建筑风格灵活、丰富，现代感强、造价低、建设周期短、机械化程度高、安装施工简便、平面布局灵活易改造，能满足特殊生产工艺的需要。基于以上两方面来的考虑，我国近20年来大型商市场、展览馆、会堂、火车动车站、车间厂房、物资仓库等钢结构大跨度大空间建筑大量新建。但钢结构建筑火灾却时有发生，特别是车间厂房的火灾的发生，不仅造成重大财产损失和严重社会影响，也给消防部队灭火救援工作带来许多新情况、新问题。

二、某集团大跨度钢结构建筑厂房实例（数据统计截止时间2013年3月）

某集团大跨度钢结构有5栋，汽车厂2栋；电动车厂2栋，其中最大跨度的为汽车生产车间。该汽车生产车间长290m，宽120m，高度15m，建筑面积约40250m2，占地面积约35200m2，钢架结构。该生产车间厂房包含：焊接车间、总装车间、涂装车间、返修车间等。库室包含：板金库房、发动机库、车胎库、油漆残渣处理室、消防控制室、办公室等。厂房内火灾危险性：

1、厂房内预设有汽油管道（成品汽车加油用）；2、厂房内预设有天然气管道（汽车烤漆加热烘烤热源）；3、轮胎、汽车坐垫等大量可燃易燃物质；4、人员密集，同时在岗工作人员超过400人。

根据该汽车生产车间可以发现，除了汽车零配件库房设置在毗邻的另一大跨度厂房内，基本上整个汽车生产、库房都设置在该车间内，但厂房内的消防设施配备极为简单，厂房内消防设施主要包括：1、室内消火栓；2、灭火器；3、涂装车间的火灾报警系统（感温探测器、手动报警器）；4、涂装车间的七氟丙烷自动灭火系统。内部消防设施基本不能与该厂房的危险性相对应匹配。类似的安全情况在该地区其他大跨度建筑中普遍存在，一旦发生火灾将给该集团、当地经济带来不良影响。

三、大跨度钢结构厂房的火灾危险性及特点

（一）建筑结构方面。因生产工艺需要等原因造成建筑防火分区大，不易进行固定的防火分隔，无有效的、必要的防火分隔是大空间建筑火灾之所以迅速发展为大火并造成巨大损失主要原因。

（二）建筑材料方面。在火灾中，建筑构件的强度开始会随着温度的升高而有所增加，钢结构变形会导致快速倒塌，这一过程时间较短，火灾发生15min-20min左右，钢结构屋顶倒塌。

（三）火灾荷载方面。建筑规模大，建筑结构连体成片，内部情况复杂，生产机器设备密集，人员和物品高度集中，厂房内生产使用的原料和成品大多属可燃物。一旦发生火灾，火势蔓延快、燃烧猛烈、并产生大量有毒烟雾，人员逃生和扑救难度大。

（四）消防设施方面。大部分消防设施都是在顶棚安装的闭式喷淋灭火系统，当顶棚附近的温度达到喷头的启动温度后，喷头能及时喷水控火灭火。然而这类系统在大空间建筑中则无法正常发挥作用。

（五）人员疏散方面。该类建筑的安全疏散设计尤为重要，通常采用性能化设计来确定疏散路线，设置安全出口的方位及数量，确保人员疏散的最远距离不超过安全疏散距离。

（六）烟气危害方面。普遍认为建筑空间大，其蓄积的烟流越多，烟气都往上不运动了。这容易给人产生一种误解——大空间建筑的蓄烟能力强，人员不易受到烟气的侵害。其实不然，因为空间大，散热快，火灾初期烟气随着高度的增加，烟气会被稀释和降温，也会失去热气流的推力，烟气就会稳定或者下降。

（七）火灾蔓延方面。燃烧猛烈、火势蔓延迅速。大跨度大空间建筑的门和窗大部分时间是关闭的，客观的讲，一旦发生火灾，在初起阶段火势的蔓延速度是比较慢的，产生的燃烧产物也相对不多，但由于内部存放有大量的可燃、易燃物资，导致其耐火性能整体较低，在一段时间后，燃烧强度急剧增大，蔓延速度加快，很快进入猛烈阶段。

四、大跨度钢结构厂房的火灾扑救战术措施及方法

（一）克服恐惧心理，坚持"救人第一、科学施救"的指导思想。

通过防火保护处理后钢结构并不脆弱，如采用混凝土防火保护、防火板对钢结构的保护、柔性卷材防火保护、耐火钢、钢结构防火涂料等方法。防火均能达到厂房耐火极限的要求，钢材耐火极限甚至可达3h以上。消防官兵并不用恐惧担心建筑坍塌，工业园区基本均设有现役消防队，只要消防力量能在30分钟内到达现场，到达现场后并不用把主要力量用于冷却建筑物钢构，官兵应优先救人。

因为厂房的生产工艺以及内部结构复杂性，消防员在救人和内部侦察时应要在单位义务消防队员的带领下深入内部，一般采用跨度两侧相向进入的方式，由导向绳控制进入距离，导向绳长度不超过建筑跨度的一半，跨度超过100米的建筑，每100米内部侦察不少于4组，每侧两组，每组不少于3人（导向绳可采取多根串联），并携带发光导向绳、防毒面具、强光照明灯、红外成像仪等器材。

（二）“先控制、后消灭”的战斗原则。根据大跨度厂房建筑结构方面的特点，防火分区大，火灾发生后，没有有效固定防火屏障。

在火灾初中期时，消防队员必须优先利用内部固定消火栓建立水枪阵地来作为火灾时的临时防火屏障，控制火灾蔓延。一是防止蔓延到建筑内危险性大的区域；二是防止蔓延到存储易燃物较多的区域；三是防止蔓延到厂房内的堆垛区域；四是防止蔓延到易燃易爆危险品的输送、使用区域，避免爆炸；五是要在技术人员的指导下及时关阀断源，切断易燃易爆危险品的输送，避免造成重大损失。

最后是机动灵活地运用“内攻近战、上下防御、两侧堵截”的战术方法，应在上风或侧上风方向并尽可能设在靠近燃烧部位的出入口作为进攻起点，便于进攻和撤退，集中优势兵力，打小打早，适时打近战，打快攻，力争短时间内消灭火灾。对于大跨度大空间建筑初期阶段火灾，每100平方米应设置2—3支水枪。

（三）处理好火场排烟。因大跨度厂房空间大，内部结构复杂，再加上烟气的影响，被困人员以及搜救人员极易迷失，人员搜救难度大。所以应及时排烟，为被困人员在内部的自救争取条件，也为救援人员争取时间。

（四）改善装备和灭火技战术。对照大跨度钢结构厂房火灾的实际需要，特别是造成大面积火灾或者到场太晚的情况，灭火救人一般应采取以外围为主的办法进行。所以要加强大功率供水车、高喷车、破拆车、排烟车、破拆车等先进车辆和大流量、高射程自摆炮、遥控炮、远程供水系统以及照明、通信等高效器材的合理、有效配备，优化战斗编成，提高作战效能。

参考文献：

[1]陈继斌；朱向前；王金庄；；大跨度钢结构厂房火灾自动报警系统可靠性设计[J]；低压电器；2009年20期

[2]张元祥徐超；大跨度钢结构厂房火灾扑救与分析[J]；《消防科学与技术》2011年01期

[3]户恒庆；肖亚明；周国林；；无比钢轻钢结构体系在国内的应用[J]；安徽建筑；2006年04期