多层民用建筑火灾扑救中防范建筑物坍塌措施.docx

多层民用建筑火灾扑救中防范建筑物坍塌措施赵胜( 六盘水市消防支队，贵州 六盘水 553000 )摘要: 多层民用建筑火灾扑救中的建筑物坍塌是造成消防员伤亡的重要原因之一，研究其应对措施对于保护消防员自 身安全，减少消防员伤亡具有重要意义。关键词: 多层民用建筑;火灾扑救;建筑物坍塌;防范承载能力下降; 钢筋混凝土梁板主要靠钢筋受拉来承受荷载，当受拉钢筋被加热后，承载力将逐渐下降。 当钢 筋混凝土的内部钢筋受热软化即成无筋混凝土，往往在 没有明显预兆的情况下发生脆性破坏，瞬间坍塌。1 3 荷载过大，超过建筑构件的承重能力建筑承载力量的传递规律是楼板传给梁，再传给 柱，再传给基础，最后传给大地。 因此，下一层的建筑 结构承载力要大于上一层建筑结构的承载力。 若火灾 发生在多层民用建筑的底部，一方面建筑的楼板、墙、 柱承载着较大的静荷载，另一方面如果着火层的火灾 荷载较大，火灾持续时间越长，火场温度越高，对建筑 承重构件的 破 坏 就 越 大，也 就 越 容 易 发 生 坍 塌 事 故。 如衡阳“113 ”火灾中，一层为框架结构，二层 以 上 为 砖混结构。 火场高温破坏了底层的承重结构，加之底 层的承载较大，因而发生了整体坍塌。 竖向荷载要求 结构具有足够的抗压强度，这一点以目前建筑材料较 易满足。 然而水平荷载则要求结构具有足够的抗弯和 抗剪强度及刚度。 建筑越高对建筑的水平荷载影响较 大。 在承重构件中，砖墙在纵向上有较强的承载力，楼 板和梁在纵向上的承载力较小，若荷载过大，最先坍塌 的往往是楼板和梁。1 4 冲击、震动、爆炸等外力破坏了建筑的承重构件以外力冲击为例，如建筑的上部构件塌落，巨大冲 量使下层楼板超载而导致建筑破坏。试验表明，一个构 件从上方 5 m 处落到下层楼板上，对下层楼板造成的冲 击是物体本身重量的 812 倍左右。可见，火场中上 部构件塌落对建筑的影响极大。如 2001 年美国“911 ” 事件，双子塔受飞机撞击，上层受火势影响塌落，产生多 诺米骨牌效应，造成整个世贸大楼坍塌。 以爆炸为例， 与建筑火灾相关的爆炸主要是化学爆炸，这种过程可导 致反应空间的压力急剧升高，从而使建筑物的壁面瞬时多层民用建筑 是 指 9 层 以 下 或 高 层 不 超 过 24 m的民用建筑，建筑结构形式多为砖混结构、钢筋混凝土结构等，在我国应用十分广泛，一旦发生火灾，容易造 成建筑物坍塌，危及消防员人身安全。多层民用建筑火灾中建筑坍塌的表 现及原因分析多层民用 建筑火灾中建筑物 坍 塌主要有 两 种 形 式，一是多层民用建筑的横向承重构件如梁和楼板失 去支撑能力，在上部重力作用下，出现剪切式断裂，进 而呈现整体式坍塌。 二是多层民用建筑的纵向承重构 件如柱、墙局部受损，失去承载能力，建筑物出现往倾 斜式倒塌。1违规设计、违章施工、违规使用有的降低建筑的承重能力和耐火等级，有的违规 增加建筑层数和面积; 有的在施工过程中偷工减料、偷 梁换柱，采用不合格的原材料; 有的私自拆除建筑物内 部承重结构，改变原有平面布局，使建筑结构受力发生 改变; 有的建筑改变使用性质，增大了火灾荷载，给建 筑带来隐患。1 . 2 火灾中的高温破坏了建筑的承重构件建筑构件的强度取决于建筑材料的性能，而建筑材 料的性能会随着温度的升高而发生很大变化。 从标准 火灾温升曲线可以看出，火灾发生后 30 min，室内温度 就能达到 800 左右，对混凝土强度有很大影响。 实验 数据表明，混凝土在受火灾作用后的一段时间内，如果 吸收水分，内部会发生化学反应，强度会进一步降低。 因此，灭火中，对已经受火灾烘烤的混凝土承重结构如 墙、梁、柱、楼板等，不能随便射水冷却。 钢筋混凝土柱( 主要靠混凝土受压) ，在高温下的材料强度会降低，又 由于柱的四面升温不均匀会导致柱体产生扰曲，致使其1 1炸，而爆炸不仅造成火灾迅速扩大，而且会损坏建筑构2. 2 荷载极限判断法件，甚至造成建筑坍塌。建筑物中的爆炸主要有可燃混合气爆炸、可燃液雾爆炸和可燃粉尘爆炸等类型，如煤 气爆炸、液化石油气爆炸、面粉爆炸等。爆炸发生后，压 力是向四面八方作用的，向上则托起楼板，使得墙体受 到的竖向压力减少，同时又在墙体上施加横向爆炸压 力。砖墙如果在竖向上有很大的压力，它就不容易被横 向推倒，所以燃气爆炸对砖墙来说特别危险。1 5 火灾作用破坏了建筑的整体牢固性建筑是由分散的建筑构件彼此连接，组合而成的 统一体。 构件之间连接紧密、设计科学的建筑，其整体 牢固性就强; 整体牢固性强的建筑的某一局部构件失 去支撑能力，一般不会造成建筑的整体坍塌。 在火灾 环境下，当建筑的构件受损，并且造成构件之间的连接 失效时，建筑必定会坍塌。 由此可见，建筑物的耐火性 能、承载能力不仅与各个构件本身的特性有关，而且与 多个构件的组合方式即建筑的结构形式有关。 有关资 料显示，现有的多层民用建筑大多是按照计划经济时 代制定的标准执行的，较少考虑建筑的整体牢固性，某 一构件或局部构件在火灾作用下失去承重能力，极有 可能发生连续性坍塌，造成灾难性后果。 缺乏整体牢 固性的结构主要有: 砖墙承重和预制楼板的房屋体 系，其中缺乏必要构造措施的; 单跨地砖混结构承重 体系，其中缺少横墙，或者房屋的跨度和层高较大，窗 间墙很窄; 无梁板体系，不少大型商场采用这种将楼 板直接置于柱上而没有梁的结构形式，这种结构也易 发生连续倒塌; 连续不良的预制装配式体系。2多层民用建筑火灾扑救中建筑坍塌 情况判断2. 1 耐火极限判断法即将火灾延续时间与多层民用建筑承重构件的耐 火极限时间进行比较。 火灾延续时间不是起火到消防 队到达现场的时间差，而是指起火到火灾被基本扑灭 的时间差。 建筑构件的耐火极限时间可以耐火极限来 衡量。 通常多层民用建筑纵向承重的墙、柱的耐火极 限为 2. 5 h，横 向 承 重 的 梁，耐 火 极 限 为 1 h，楼 板 为0. 5 h、疏散楼梯为 1 h、吊顶为 0. 25 h。 由此可见，在同样的火场环境中，吊顶最先坍塌，其次是横向承重的楼板、梁和疏散楼梯，最后是纵向承重的墙和柱。 掌握 建筑构件的耐火极限、坍塌规律，在灭火作战中就能灵 活运用战术技术，确保战斗成功，避免自身伤亡。 对于 主要承重构件已经超过耐 火 极 限的 多 层 民 用 建 筑 火如果某楼层的建筑构件所承受的压力大于它的设计压力，该建筑构件就会因失去支撑能力而塌落，以致 引起建筑坍塌。 荷载比较法就是将建筑构件所承受的 压力同它的设计压力进行比较，以此判断建筑能否坍 塌。 建筑 结 构 上 的 荷 载 主 要 有 三 类，一 是 永 久 荷 载 ( 恒载) 如建筑结构和构造层 ( 地面、顶棚、装饰面) 的重力荷载。 二是可变荷载( 活载) 如人群、家具、设备、 风雪等; 三是偶然荷载如爆炸力、撞击力、地震力。 我 国的多层民用建筑在设计时，一般住宿层楼面均布荷 载标准值为 150 kg / m2 ，商 业 层 为 350 kg / m2 。 此 外， 在多层民用 建 筑 火 灾 扑 救 中，由 于 人 员 逃 生、物 资 疏 散、消防人员进入楼内、水滞损失甚至局部建筑物、构 筑物倒塌等活荷载的增加都有可能使多层民用建筑内 楼板的局部荷载超过其承载能力。 指挥员要对此要高 度重视，正确判断多层民用建筑坍塌的可能性，并以此 作为攻防战术的决策依据。 以疏散通道为例，走廊、通 道、公共场所、消防通道的楼板是人员容易拥挤、集中、 逃生和消防员需要进去救援的地方，若超过其承重能 力则容易发生跨塌，造成人员伤亡，因此，在火灾扑救 中人员物资较多时应采取分流疏散的方法，避免人员 物资同时拥挤在一个楼道上。 在火灾扑救中，对不燃 结构不要过多打水，以免加速破坏，或造成大量积水， 增加荷重; 对未受高温作用的承重构件要采用强水流 降温，防止构件局部受热。2. 3 灭火力量极限判断法在建筑构件的抗烧极限时间到来之前，消防队能 否完成灭火救人任务可以作为预防建筑坍塌、合理选 择攻防战术的重要依据之一。 如何判断耐火极限时间 到来之前消防队能否完成灭火救人任务涉及到灭火力 量与灭火需求力量的科学对比。 扑救多层民用建筑火 灾的主要任务是: 救人、排烟、供水、破拆和疏散物资， 完成这些战 斗 任 务 需 要 有 警 戒、搜 救、登 高、破 拆、运 送、医疗、供水等装备器材、足够的指战员和充足的水 源，消防队到达多层民用建筑火灾现场后，指挥员首先 要全面了解起火楼层、燃烧面积、蔓延方向，受困人员的 数量物资、有无爆炸危险品，科学判断建筑屋有无坍塌 的可能等，快速估算完成灭火救援任务需要多少兵力、 装备和水源( 灭火需求力量) ，与已经到场的兵力、装备 和水源( 现有灭火力量) 进行比较，在现场无爆炸危险和 建筑屋坍塌可能的前提下，当现有灭火力量较大于灭火 需求力量时，则应当果断进攻，实现救人第一、速战速决 的战术思想; 当现有灭火力量较相持或小于灭火需求力力消灭火灾，在此过程中，要将建筑物能否坍塌作为重要的侦察内容和及时调整战术的依据。3多层民用建筑火灾扑救的战术原则 和方法3. 1 扑救多层民用建筑火灾应当坚持三个原则一是救人第一原则。 多层民用建筑火灾具有火势 蔓延迅速、人员密集、疏散困难的特点，因此消防队到 达现场后要在第一时间尽 快 组 织力 量 抢 救 和 疏 散 人 员，最大限度减少人员伤亡。 二是保护建筑承重构件 的原则。 建筑构件失去支撑作用，很容易造成建筑坍 塌，因此，在战斗中要组织有效的供水防止火势向承重 构件蔓延，重点保护好建筑物承重构件的安全，防止因 火灾、爆炸或战术措施不当引起建筑坍塌。 三是快速 灭火的原则。 多层民用建筑火灾的延续时间越长，对 建筑构件的破坏就越大，多层民用建筑坍塌的可能性 也就越大。 反之，越快消灭火灾，建筑坍塌的可能性就 越小。 因此，扑救多层民用建筑火灾要集中装备、人员 等兵力，组织强有力的供水，争取在其抗烧极限到来前 消灭火灾。 在灭火力量不足时要进行有效防御，一是 防御火灾向上蔓延，造成人员伤亡; 二是防御火势燃烧 猛烈，对建筑 结 构 造 成 破 坏，造 成建筑局部或整体坍 塌，因此，在措施上要以保护承重结构为重点; 注意疏 散人员和物资，排除积水，降低上层荷载。 三是防御建 筑内部发生爆炸，造成人员伤亡或建筑构件损坏。3. 2 扑救多层民用建筑火灾中应当灵活运用四种战 术方法一是注意观察，加强警戒。 消防队到达现场后，首 先要派有经验的指战员绕场一周，重点观察火灾发生 的部位和火势蔓延方向、人员受困的位置和数量、多层 民用建筑的建筑结构形式、主要承重构件是否受火势 威胁，墙体、梁 柱 及 楼 板 是 否 有 开 裂、爆 裂、局 部 破 坏 等，并作为灭火决策的重要依据。 同时要与公安部门 共同做好警戒工作，维护灭火救援秩序，防止无关人员 和车辆进入现场。二是采取梯次掩护方式实施内攻。 在建筑无倒塌 可能的情况下，要尽快组织精干人员内攻灭火，冷却保 护承重构件，并采取梯队方式掩护内攻人员，减少深入 楼层的人员，尽量不增加多层民用建筑内荷载。三是疏散物资、排除室内积水，尽快降低多层民用 建筑内的活荷载和偶然荷载。 在战斗中要充分利用疏 散通道、消防电梯、登高车等多种方法疏散家具、设备 等重物; 利用楼梯井、电梯井或采取破拆非承重墙的方多级增压组合式排烟消防车7 月 10 日，吉林省延边州消防支队( 以下简称支队) 延吉消防大队( 以下简称大队) 新购进的“风暴”排烟消防 车驶入营区，正式加入延吉消防的执勤备战序列。“风暴”系 列 排 烟 消 防 车 是 我 国 自 主 创 新 研 制 的 新一代多核驱动的多级增压组合式排烟消防车，整车 外形稳重、新颖、大方，车辆底盘由中国重汽最先进底盘改装，送风量达到 5 10 m / h，为目前世界上具有53高速行驶能力的正负压送风量最大的排烟消防车，主要用于地下建筑、地铁、矿坑、隧道、机场、宾馆、居民楼 房、娱乐场所、复杂地形等场所排烟降毒。 大队领导组 织官兵对车辆性能进行了全面测试。 经测试排烟量、 送风量、细水雾喷射距离等均符合订购要求，完全符合 投入执勤备战条件。大功率排烟消防车的装备，极大地缓解了消防部 队浓烟条件下执行灭火任务的压力，全面提升了消防 部队整体实力，进一步充实了支队执勤战备力量，大大 提升了“灭大火、打恶仗”的能力，为“十八大”消 防 安 全保卫工作提供了坚实的装备基础保障。檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪