大跨度大空间建筑内攻实战处置措施综述

赵永亮

摘要：为了有效解决大跨度大空间建筑火灾实战处置过程中出现的火势处置难度大、现场消防员呼吸保护装置保障难度高、火场辐射热较强等急需解决的现实问题，结合大跨度大空间建筑火灾实战处置过程中的主要痛点、难点问题，对队伍开展内攻作业的技战术措施进行逐一研判，通过利用压缩空气泡沫灭火系统对起火堆垛实施外部覆盖冷却，为现场参战人员配置滤毒罐等相应措施，力争通过自身安全保障、内攻有效时间延长等环节的精益求精，切实提升队伍处置现场实战效能的有效提升。

关键词：大跨度大空间建筑；内攻灭火；空气呼吸器；滤毒罐

中图分类号：D035.36      文献标识码：A       文章编号：2096-1227（2024）02-0052-04

随着我国生产制造产业的飞速发展，各类大跨度大空间生产制造、储存加工建筑不断涌现。大跨度大空间建筑由于良好的抗震性能、简洁的建筑方式，成为我国企业日常运营过程中的首选建筑类别。由于该类建筑内部普遍具有火灾荷载高、内部纵深长、建筑主体结构受高温炙烤后易发生整体坍塌等特点，在日常使用过程中不但具有较大的消防隐患，同时也给一线消防救援队伍实战处置工作带来了极大阻碍。特别是大跨度大空间建筑结构封闭性普遍较好，建筑内部一旦发生各类火灾事故，短时间内即可被高温有毒烟气充斥，且部分大跨度大空间建筑内部纵深较长、建筑内部各类通道较为曲折，加之处置现场可燃物较多，实战处置时间较长，现场参战消防救援人员内攻作业难度较大，实际有效作业时间较短，导致队伍处置过程中的灭火效能无法得到有效保障。

随着我国消防事业的飞速发展，各级消防队伍主动对标主力军、国家队标准，聚焦提升“高、精、尖”装备实战质效，不断打破传统路径依赖，转变传统的思维方式和工作理念，结合新时期消防救援队伍的实际需求针对性开展队伍实战处置能力建设工作。以大跨度大空间建筑火灾实战处置工作为例，由于此类建筑实战处置过程中普遍存在作业时间长、灭火剂用量大、建筑物整体易坍塌等特点，实战处置过程中对一线消防救援人员技战术使用提出了较高的要求。由于此类建筑结构封闭性普遍较为良好，建筑内部发生火灾事故后短时间内即可导致较为严重的充烟现象，建筑内部可视度随之显著下降，实施内攻作业的消防员只有借助空气呼吸器等呼吸保护装置才能保障自身在起火建筑内部开展高效、安全的实战处置工作，因此，空气呼吸器气瓶内部气体的实际储气量通常直接决定了队伍在起火建筑内部的有效作业时间。而在事故处置现场，由于消防员需要极大地消耗自身体力，且处置过程中部分新入职消防员由于疲劳、兴奋、恐惧等情感因素的实际影响，直接导致气瓶中气体消耗速度加快，加之有效作业时间通常还需要刨除内攻作业人员紧急撤离的时间，因此，导致队伍内攻有效时间受到了极大的限制，队伍的实战处置效能也必将受到严重的影响。除此之外，由于大跨度大空间建筑内部道路相对较为曲折，在能见度极低的情况下，一旦内攻作业人员无法在规定时间内沿紧急撤离路线实施安全撤离，稍有不慎即可导致消防指战员自身安全事故的发生，因此，通过为一线处置人员选配合理的器材装备，力争有效延长内攻人员在起火建筑内部的有效作业时长的方式，最大限度保障队伍实战处置效能的有效提升。

1 大跨度大空间建筑火灾处置难点

1.1  建筑结构易坍塌

大跨度大空间建筑作为一种新型的建筑结构形式，为了保障建筑主体的稳定性，推动建筑施工进度的不断加速，通常使用钢结构框架作为建筑的主体部分，如图1所示，为了对大跨度大空间建筑整体稳定性进行具体量化，利用橘口式刚架制作大跨度大空间建筑主体结构，该框架整体长为7.5m，建筑宽为6m，建筑高度为2m，其中建筑主体屋面坡度为15°。该建筑框架梁柱均采用UB127×68×l3钢材制作，穗条均采用76×8型槽钢，建筑屋面和墙面板均采用0.6mm的压型钢板。由于金属构件吸热能力相对较强，测试时间达到10min时，框架整体温度已经超过495℃，实验过程中钢梁已经发生了较为明显的结构变形，但是仍然没有发生倒塌现象。当测试时间达到15min左右时，此时框架中部温度达到570℃，局部直接受到火焰炙烤的钢构件温度达到600℃，建筑框架主体已经出现整体坍塌现象。此时，可以初步认定建筑主体框架温度超过600℃时钢结构实际承载能力已经显著下降，建筑物短时间内即可发生整体性坍塌，给现场参与实战处置工作的消防救援人员带来极大的安全威胁[1]。

a  大跨度大空间建筑侧视图

b  大跨度大空间建筑鸟瞰图

图1  大跨度大空间建筑结构稳定性实验模型构造图

1.2  建筑内部充烟严重、能见度低

大跨度大空间建筑由于其建筑结构普遍较为封闭，且建筑内部普遍存放有大量的易燃、可燃物品，因此，建筑内部发生火灾事故后，短时间内即可形成大量的高温有毒烟气，且烟气长时间积聚在起火建筑内部无法排除，不但导致建筑物内部整体能见度的大幅下降，而且需要内攻作业的消防救援人员必须做好呼吸保护措施，防止中毒、窒息等意外事故的发生。如表1及图2至图3所示，选取5名20岁左右的一线消防救援站所属消防员佩戴普通空气呼吸器开展大跨度大空间建筑内攻测试工作，当5名消防员边铺设水带边向建筑纵深推进，当推进至建筑内部250m时共计耗时5′16″，此时通过对内攻人员的空气呼吸器气瓶压力进行同步读取发现，由于内攻作业消防员在推进过程中需要消耗大量的体力，导致参加测试人员呼吸较之平常更为急促，大约18min后内攻作业人员的空气呼吸器气瓶压力已经普遍低于6MPa并逐渐开始报警，加之真实处置现场在高温作用下，普通空气呼吸器气瓶的实际使用时间还应当适量缩短，因此，为了确保现场参与处置工作的消防员的自身安全，16～18min可以基本作为一线消防救援队伍参与大跨度大空间建筑火灾内攻作业的有效上限时间，以防止现场指战员氣瓶气量耗尽后出现窒息、中毒危险[2]。

1.3  处置时间长、无法直击起火点

目前，相当一部分仓储类大跨度大空间建筑内部以堆垛形式存放大量的电器设备、食品、日用品以及纸制品等可燃物品，日常存放过程中管理单位通常使用木质或塑料托盘将储存物品以堆垛的形式储存，此类物品表面通常使用塑料等疏水性外包装予以严密覆盖，一旦引发火灾事故，建筑内部短时间内即可引发大面积火灾的出现，随着事故逐渐进入发展阶段，此时，起火建筑内部逐渐呈现堆垛火灾的特点，当处置现场使用水作为灭火剂时，常规的水枪、水炮根本无法直击起火点，灭火剂无法有效渗入起火堆垛内部实施有效的冷却作用，起火堆垛内部阴燃现象频发，通常需要地方联动部门调集挖掘机、工程铲车等装备到场协助作业，事故处置时间较长且整个过程中需要使用大量的灭火剂，事故现场水渍损失通常较为严重。此外，处置过程中，在高温作用下大量吸热的框架结构与消防灭火用水接触后短时间内会出现明显的汽化现象，极易造成参与内攻作业的消防救援人员出现窒息或蒸汽灼伤现象的发生，在增加了队伍实战处置此类灾情难度的前提下，更加迫切地需要处置过程中现场参战人员时刻做好呼吸保护措施[3]。

2 针对性改进措施

目前，随着各类建筑物空间结构的设计越来越复杂、施工技术也越来越高，消防救援队伍现场实战处置的环境愈发恶劣，面对恶劣的现场环境，消防员通常需要在空气呼吸器的保护下才能在实战处置现场有效完成搜索、救援、灭火等战斗任务。正压式空气呼吸器是目前一线消防救援队伍配置数量最多、实际使用频率相对最高的呼吸保护专用装备，在实战处置过程中，当现场消防救援人员处于浓烟、毒气、缺氧等较为恶劣的处置条件下可以通过合理使用正压式空气呼吸器，最大限度保障一线消防救援人员的自身安全。然而，在实际使用过程中，当消防救援人员参与高层建筑火灾、地下有限空间建筑火灾、大跨度大空间建筑火灾等作业时间长、建筑结构较为复杂的处置任务中，由于消防员需要消耗大量的体力，导致气瓶的实际使用速度明显加快。一旦呼吸器气瓶内部储存的空气消耗殆尽，必将导致消防员窒息或吸入高温有毒烟气等事故的发生，因此，必须通过合理的改进技术，有效延长空气呼吸器的实际使用时间，在切实保障一线消防指战员自身安全的基础上，通过延长内攻人员有效作业时间的方式，推动消防救援队伍战斗力的不断提升。

2.1  提高空气呼吸器运送效率

一线消防救援人员在实战处置过程中，可以结合队站实际情况委派专人负责空气呼吸器的运送，必要时结合起火区域实际情况合理设置空气呼吸器传送带，必要时设置专人佩戴人体骨骼装置，最大限度地增加实战处置现场单次空气呼吸器气瓶的实际运转数量，且通过合理的训练及配件装置，将气瓶更换时间缩短在1min之内，有效延长一线处置人员在恶劣环境下的实际停留作业时间。

2.2  增设滤毒罐装置

在空气中呼吸器供气阀或者面罩上，增加一个滤毒罐装置。本文所应用的空气呼吸器及滤毒罐由上海宝亚安全装备股份有限公司生产并提供。该消防逃生滤毒罐符合GB21976.7—2012标准要求，通过国家级第三方的检测机构的测试，有效防护时间不小于10min，滤烟效率为99.9%；该滤毒罐为快插式，操作简单，能够与正压式消防空气呼吸器面罩快速连接，且体积小，易携带，实际质量小于380g。消防逃生滤毒罐是救援人员在救火现场，当自身携带的气瓶气体量不足以支撑救援人员逃离火灾场所时或气瓶低气压报警后，或气瓶内部气体低于0.5MPa或者气体即将耗尽的情况下用于救援人员紧急自救时使用，消防救援人员可以通过快速插接消防逃生滤毒罐到空呼面罩，保护救援人员防止一氧化碳中毒并迅速逃离火场。消防逃生滤毒罐特别适用于建筑火灾救援中紧急状态下消防员逃生，当起火环境中空气中有毒烟气维持在可被滤毒装置有效拦截或当事故处置现场仍处于火灾初起阶段时，当内攻人员能够维持基本的呼吸要求时，可以短时间内将开关切换到滤毒罐装置，此时使用者直接呼吸经滤毒罐过滤后的空气，当火势进入猛烈燃烧阶段，现场处置人员发现空气质量已经不能满足作业基本要求时，可迅速切换至空气呼吸器气瓶，通过辅以滤毒罐配件最大限度地有效延长空气呼吸器的实际使用时间，并切实推动队伍处置现场实战效能的有效提升。

2.3  加大空气呼吸器的安全保障措施

事实上，由于空气呼吸器在实战处置过程中基本可视作消防员的最后一道安全保障措施，在实际作业过程中，空气呼吸器气瓶的报警声极易被火灾现场产生的巨大噪声所遮盖，因此，空气呼吸器需要增加必要的监控模块，通过合理的监控系统同步监测内攻作业消防员空气呼吸器气瓶的实际压力、可安全使用的实际时间、内攻消防员在事故现场内部的位置以及消防员身体的动态指标等相应情况[4]。

此时，在有效延长了安全作业时间后，参与内攻作业的消防救援人员可以合理借助压缩空气泡沫等灭火效率较高的器材装备，在起火建筑物内部对起火堆垛实施窒息性覆盖，借助泡沫液黏度较大的实际特点，将灭火剂附着在燃烧物堆垛之上，随着泡沫层发生析液，灭火剂中的水分逐渐渗入起火物质堆垛内部，不但利用泡沫将起火物质与空气实施有效隔绝，同时最大限度地提升了灭火剂的实际灭火效率，此时由于起火物质堆垛产生的高温被泡沫层所吸收，建筑主体钢架结构短时间内不会受到明显的高温炙烤，建筑结构在较长时间内能够维持其良好的支撑性能，此时参与内攻作业的消防救援人员在保障自身呼吸安全、能够长时间在起火建筑内部作业的条件下，能够高效、安全地实现大跨度大空间建筑火灾的有效处置，有效推动队伍实战处置能力的有效提升[5]。

3 结束语

通过对一线消防救援队伍实战处置大跨度大空間建筑火灾过程中普遍存在的各类短板弱项问题进行逐一研判，对严重制约队伍战斗力生成的相关要素进行了具体分析，在此基础上，通过合理地改进现有器材装备的使用功能，在确保参战指战员在起火建筑物内部自身安全的前提条件下，通过延长有效作业时长的方法，保障了处置工作的连续性，切实推动队伍实战打赢能力的有效提升。

参考文献

[1]陈思，刘修泉.低照度夜视相机在大跨度大空间仓储建筑火灾监测的应用研究[J].南方农机，2021，52（24）：157-159.

[2]甘芳.大跨度大空间仓储建筑消防安全浅析[J].低碳世界，2021，11（7）：217-218.

[3]张海峰，程定桐.一起简易钢结构大跨度大空间仓储建筑火灾事故的原因认定[J].科技资讯，2021，19（4）：62-64.

[4]李振.大跨度大空间仓储建筑火灾人员疏散与救援系统[D].北京：北京邮电大学，2019.

[5]张平.细水雾灭火系统扑灭大跨度大空间仓储建筑火灾的实验研究[J].消防技术与产品信息，2017（9）：15-19.