浅议现代城市大型框架结构建筑火灾扑救工作

        随着我国建筑技术及经济的迅猛发展，新的建筑结构形式不断产生，近几年来，框架结构成了大型工业厂房的主要结构形式。由于这种结构形式具有结构简单、施工方便、跨度大、外观漂亮、内部空间大、内部自由度大，特别是投资少且投资周期短等许多优点，越来越受到投资者的青睐。但这种结构形式在消防方面，特别是大跨度轻钢框架结构厂房的火灾扑救却存在许多难点，一旦发生火灾，极易造成重大财产损失和人员伤亡。兴义市作为黔西南州经济发展势头最好的城市，大型框架结构房屋正在快速构建，有兴客隆超市花月小区店、坪东林荣国际汽车城、桔山大道豪辉建材市场等，都是动辄几千平方米面积以上的大型框架结构商场。
        从近年来通报的大跨度结构火灾案例来看，这类火灾给国家造成了巨大损失,在社会上造成了不良的影响。因此，对大型框架结构火灾扑救对策的研讨，是做好新形势消防灭火救援工作的迫切任务，是继六类灭火预案之后出现的又一新课题。本文就大型框架结构火灾特点及扑救对策进行一些探讨。
        一、框架结构的概念与分类
        1、框架结构的定义：
        框架结构是指由柱、梁、板等构件组成的建筑结构形式，梁和柱是框架结构建筑物的主要承重构件。
        2、框架结构建筑的分类：
        根据建筑物的用途，框架结构建筑可分为：民用建筑和工业建筑；根据框架的材料可分为：钢框架结构、钢筋混凝土框架结构和混合结构；根据建筑物占地面积大小可分为：小型框架结构和大型框架结构；根据框架跨数多少可分为：单跨梁框架系列和多跨连续梁框架系列。
        3、现代大型框架结构厂房分类：
        钢筋混凝土具有较好的受压性能，而钢材具有较好的受拉性能，现代大型框架结构厂房按照横向平面排架的建造材料的不同及建造的需要,分为三大类：钢筋混凝土结构、钢结构和混合结构。钢筋混凝土框架结构厂房排架的梁、柱都是钢筋混凝土预制件，厂房内设置吊车梁，可供重型吊车行驶，吊车起重量在30吨以上，厂房造价比其它建筑要低，比钢结构要高；钢框架结构厂房排架的梁、柱的材料都是钢材，一般为大型工字轻钢，钢材的受压性能较差，此种结构厂房一般不设吊车梁；混合结构的承重柱是钢筋混凝土预制件，横梁为钢材，可承受轻质屋盖结构，其跨度比钢筋混凝土梁大。厂房的屋面板一般采用轻质钢板和防火保温棉。
        4、结构组成：
        大型框架结构厂房主要由以下几部分组成：屋盖结构、横向平面排架、纵向平面排架、吊车梁、支撑、基础、维护结构等。横向平面排架由横梁和横向柱列所组成。单层厂房结构所承受的各种荷载，基本上都是传递给排架柱，再由柱传至基础及地基的，因此，柱和基础是主要承重构件；在有吊车的厂房中，吊车梁也是主要承重构件。火灾发生时，主要是承重柱、梁的断裂、弯曲导致大面积厂房的坍塌。
        二、大型框架结构的基本特点
        1、施工要求简单，成本低、工期短
        大型框架结构的主要特点是：自重轻、基础造价底、适用于软弱地基、安装容易、施工速度快、周期短、投资回收快、工厂制作程度高、施工污染环境少、抗震性好。大型框架结构多为单层（或带夹层）建筑，以轻钢柱子、梁或钢筋混凝土柱子为主要承重主体，其在建筑施工过程中的要求远低于其他类型的建筑，而且它的构件自重轻、耐地震力效果好、可大批量预制加工，所以整体预算成本相对较低，施工快捷，工期短，对于企事业单位而言，出效益也相当快。
        2、建筑跨度长，空间大。
        为适应使用功能多样化的需要，往往决定了大型框架结构建筑的长度、宽度和高度均比较大。单层（或带夹层）框架结构厂房长度大多在100米以上，甚至达到200多米，建筑物的宽度一般都在50米—100米，高度为6—15米，厂房面积从几千到几万平方米，甚至达到十万平方米以上。大型框架结构的建筑基本上不设闷顶，上下连通，形成了一个较大的内部空间，这种大跨度、大空间的建筑特点给初期火灾的蔓延和扩大提供了极为有利的条件。
        3、可燃物质多，功能齐、密度高。
        大型框架结构多适用于二、三类产业的生产，而生产使用的原材料如纺织化纤、橡胶制品、塑料制品、木材纸张、汽车、摩托车等均为可燃或易燃物品，且厂房内往往不是一条单一的生产线，有可能是多条甚至是整条流水线作业，这就使内部存放的物品种类多，从原材料到半成品、成品一应俱全，无形中增加了内部可燃物密度。而且大部分单位为了有效利用空间和便于管理，往往将临时仓库也设在厂房内，出口通道往往不足或被占用，大大增加了火灾扑救难度和人员疏散。
        4、地处偏僻，水源缺乏。
        大型框架结构的建筑受自身占地面积大这一特点的限制，一、般都建在城郊或是较为偏僻的工业园区，而此类地段的设计规划往往起步缓慢，配套设施不完善，更有甚者象一些区域性由村、办事处一级组建的工业园区根本没有系统的规划，其中尤为突出的一点就是框架结构内无消防设施、给水系统不完善，符近无消防水源。即使设有给水系统，但多数的是非环状管网，一旦遇上大面积的灭火战斗，消防部门只有为了水源问题而疲于奔命。
        5、起步晚，机制落后。
        大型框架结构厂房是近年来才普遍兴建的建筑形式，目前，国内还没有统一的设计和施工规范，消防法规、监督规范没有对大型框架结构作具体的规定，导致大量大型框架结构设计和施工存在许多先天不足。再加上企业在实际工程操作中为了尽快出效益，存在着先施工后申报、项目更改未重报、未通过验收便投入使用、管理不到位等一系列不正常现象，这也正是促成火灾事故频发的主要原因。
        三、大型框架结构建筑火灾扑救战术与应用技巧：通过总结分析近年来我国大型框架结构建筑火灾的扑救经验，针对大型框架结构建筑的建筑特性和火灾特点，笔者认为，在扑救大型框架结构建筑火灾时，除了牢牢把握救人第一、减少水渍损失等要点外，要以防止大型框架结构建筑在火灾中坍塌为重点，灵活运用战术技巧。
        1、要加强第一出动的力量调度。
        充分考虑大型框架结构建筑地域偏僻，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，加强第一出动的力量调度。尤其在扑救大型大型框架结构建筑时，要采取集中优势兵力打歼灭战的战术，将手抬泵、大功率水罐车、高喷车、登高车、多功能车等，一次性调度到位，争取灭火工作的主动权。
        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。着重要把握三点：一是消防队到场后，在确认无倒塌可能的情况下，要迅速组织内攻，接近火点，堵截火势，消灭火灾；二是用水***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；三是外围要用射程较远的水炮、大口径水***冷却保护未倒塌的大型框架结构建筑，冷却的顺序一般为柱、梁、顶，若大型框架结构建筑高度大，则可用登高车、高喷车等实施高空打击火势。
        3、要谨记大型框架结构耐火性能不高的特性，全力冷却大型框架承重构件，防止建筑倒塌。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，以强大的射流对大型框架结构的顶棚、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，大型框架结构失去平衡稳定性的临界温度为500  oC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，导致大型框架结构急剧收缩变形，破坏建筑，加速倒塌进程。
        4、要加强火情侦察，及时掌握大型框架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，要着重掌握大型框架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15分钟左右的理论倒塌时间，为估算建筑倒塌时间提供参考信息。在观察建筑变形倒塌情况上，要专门部署一定的人员随时观察建筑变形倒塌迹象，并随时同指挥部报告。大型框架结构建筑的倒塌时间非常短，一般在持续燃烧15分钟后，而火灾中，大型框架结构温度达到350℃、500℃、600℃时，强度分别下降1/3、1/2和2/3，为此，要时刻关注建筑情况，当确定无法制止建筑倒塌时，应及时转移阵地、命令人员迅速撤离。
        5、要合理选择灭火器具，安排调度灭火力量。大型框架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***、移动炮、车载炮等，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，以防建筑倒塌伤人。在水***阵地的布置上，指战员不能盲目进入内部灭火救人，应在外围布置水***阵地，远距离射水冷却，消除倒塌危险后，可调整水***阵地，可依托门、窗等部位设置水***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。特别是需要破拆建筑布置水***阵地或疏散人员物资时，应灵活运用破拆工具，对厂房的铁丝网、卷闸门、窗户等实施破拆，为灭火救人提供通道。
        6、要保证充足的火场供水。消防车应就近占据水源，尤其是第一出动的消防力量应先行利用厂区或附近的市政水源，但消防车应与建筑保持一定的距离。水源较远时，应及时会同失火单位有关人员寻找外围的天然水源，如湖泊、池塘甚至阴沟水，也可用消防车接力或运水向火场供水，确保火场供水的不间断。
        7、要加强个人防护。在组织疏散人员和强攻灭火时，消防人员必须佩戴空气呼吸器、携带好安全绳、穿着隔热服，同时要合理安排组织力量，尽量减少登高和进入室内的灭火人员。在清除火场时，消防人员也要注重个人防护，特别是部分建筑已经倒塌的情况下，除了要着消防手套、戴空气呼吸器以外，还要水***随时掩护，防止大型框架结构的导热引燃其他部位和清理过程中破拆坍塌物，使得内部空气流通，造成轰燃伤人。在做好个人防护的同时，也要确保火场通讯畅通无阻，以便发现险情，及时撤离。
        8、已倒塌建筑的火灾救援技巧。在已倒塌现场救人灭火时，水***射流不能准确地打击火点，一般情况下，大型框架结构建筑倒塌有二种可能：一种是“一面倒”，由于大型框架结构的耐火性能差，整体连接性强，先被烧的部位先失去强度，变形塌落形成的“一面倒”即“斜面形”倒塌；另一种是“凹”倒塌，这种情况，往往是内部可燃物相对集中。无论是出现哪一种情况，建筑坍塌都会覆盖在整个现场，使内部局部地区相对缺氧，造成一定程度的阴燃，应及时利用破拆器材进行局部的破拆，将压在燃烧物上的倒塌大型框架构件移走，并可视情调派地方市政部门的挖掘机到场，对倒塌的屋顶进行破拆，以便准确打击火点，但如果坍塌建筑内部还有人员被困，则应尽量避免使用挖掘机等进行大规模的破拆，以免伤害倒塌物下面被压人员。
        总之，随着社会的进步和经济的发展，大跨度结构厂房只会越来越多，跨度越来越大，结构越来越复杂，作为灭火的生力军，我们非常有必要经常进行此类火灾的研究和探讨，同时不断加强大跨度企业和厂房的实战演练，不断积累实战经验，增强应付此类火灾的能力，为圆满完成各类灭火救援任务打下坚实的基础，为构建和谐社会贡献力量。