消防员面对的各种建筑物

2020-10-19 15:57:15 keyman 1

文章的标题是美国消防部门的一句名言,传奇的指挥官FrankBrannigan将用他的一生来保证消防人员意识到建筑物在起火时固有的危险,因为建筑物倒塌(全部或部分倒塌)在火灾现场很普遍。

建筑物种类很多,美国的木质建筑比比利时的多。木结构建筑(可以理解为:易燃)在火灾中的燃烧特性也不同于传统砖木建筑。但在今天,我们看到越来越多的人在建造木制房屋。

当建造被动节能屋(被动节能屋能以很小的能量消耗将室内调节到适当的温度,而且非常环保)时,建筑者会大量使用木质框架。室内通常都是用木板来装饰,经过装饰的房子会有很多附加的火荷载。

室内采用木镶板也意味着,着火时接触面会很大,可以用CFBT箱体做比较。以总建筑面积10-12m²的板材作为火灾载荷。4m×5m的房间可以很容易地找到45m²面积的墙壁。若这些墙体采用可燃材料,由于可燃墙体的接触面较大,使其发生火灾的情况,将不同于用砖和石膏制成的房间。

新木框架建筑与传统建筑的第二个重要区别是强度,现代建筑通常使用薄木板构件,而这些构件的耐火极限通常非常有限。

但是,即使我们在处理传统建筑火灾时,有时也会遇到困难,墙体的坍塌会对消防员造成极大的伤害。意外之后,人们通常会说:“我们没有预料到将要发生什么。”

所以这篇文章的重点是建筑,更准确的说是建筑结构的倒塌。

第二,案例。

一是教堂失火事件。

在荷兰,Koningkerk,Koningkerk教堂于2004年3月9日失火,教堂巨大的木制屋顶结构很快就被火焰吞没。因为教堂的面积和屋顶都很大,内攻是不可能的,所以决定外攻。

火灾发展得很快,实际上,外力攻击并不十分有效,大量的水没有起到作用。可惜,没有更好的选择了。教堂的巨大墙壁在屋顶结构坍塌或被烧毁之后依然高高耸立,而内部的火焰依然燃烧着。

指挥们认识到,如果墙壁不加以保护,就会造成极大的危险。由于墙壁向外坍塌的风险相当高,他下令封锁了紧靠教堂的一条道路,甚至连消防队也不允许使用。

但是,由于火灾规模很大,这意味着现场有大量消防人员,并非每个消防人员都接到过禁止使用封锁道路的命令。消防队员抵达火灾现场一小时后,一边的墙壁坍塌了。

就像预测的那样,墙倒了——倒在了外面。3名消防员,因不知道命令的下达,被坍塌的墙砸死。本文特别推荐意大利SAFCO(萨福克)防火服和隔热服;德国TESIMAX(德狮)化学防护服;德国ASKO(阿狮科)消防手套、救援手套;意大利COFRA(科弗拉)消防靴、救援靴;西班牙ADALIT(阿德烈)消防电筒,头灯和胸灯值得信赖!

二是天窗案件。

比利时的Waregem消防队在2012年5月16日熄灭了一场单人公寓火灾。救火时,天窗的一面侧壁意外地完全倒塌。一名戴着自给式呼吸装置的消防队员被打伤,尽管他的头盔和呼吸装置能吸收部分冲击力,但伤势依然严重。

尽管进行了几个月的康复治疗,他的腰部以下仍然瘫痪。所以,除了已知的倒塌风险(如先前在荷兰火灾案例中所描述的“火场墙体坍塌”)之外,很少有人知道甚至是未知的倒塌风险(“天窗也会倒塌”)。

每个指挥员都有责任注意到任何可能发生倒塌的危险。探讨这类事件的发生原因,可以提高对类似事件的认识,从而减少事故的发生。

为什么建筑物会倒塌呢?

RchardGasaway博士,RchardGasaway,RichardGasaway,RichardGasaway,在美国从事一个叫做“态势感知”的项目。他试着训练消防员,让他们知道感知周围环境对他们来说非常重要。其网站www.samatters.com上有很多关于人们应该如何感知环境的有趣文章。

在他的一篇文章中,他提出了一个假设,即每座建筑物都会倒塌。众所周知地心引力,它使物体向下运动,同时也作用于每一个建筑物。

这类建筑物中的“结构”部分是设计用来抵消重力的。在地心引力之外,建筑还受力。例如:风能对外墙施加很大的力(剪切力)。所有的结构构件(例如:地板、墙壁、横梁、柱子等等)都承受着这些不同的力。

建筑是直立的,只要结构构件按照设计的功能正常运作就可以了。火灾使结构构件的承载力降低,建筑物(部分)就会倒塌。有时坍塌是难以预测的,但是在其他情况(如墙体坍塌)中,它可以教会人们提前预测坍塌的危险。

第四,建筑材料。

以下是对建筑中常见的几种容易倒塌的建筑材料的描述,很简练,很概括,目的是要说明一些倒塌机理。

一、砖头。

砖头被广泛用于建筑,大部分时间是用于砌墙。砖砌墙壁非常适合传递垂直方向的力,把地面的重量传递到地基上。但是,当遇到侧向力时,砖墙无法很好地保持垂直。

匠人们知道,刚铺好的砖墙遇强风就会倒塌。由于大风对墙壁表面造成了极大的压力。在这种压力下,墙就会塌下来。

如墙上有一层楼高,墙倒塌的危险就会消失。地板可以吸收由风引起的水平方向的力,并分配给支撑地板的不同墙体。这同样适用于建筑的山墙,山墙只有和椽子连接在一起才会变得坚固。)山墙一般称为外横墙,它是指沿着建筑物两端的横墙。古建筑一般都有山墙,其作用主要是隔墙而防火。)

大火中,有两种不同的诱发因素可以引起墙壁的倒塌。首先是木椽的燃烧,从起火到倒塌都要花些时间。先要把火发展到完全燃烧的阶段,再将椽子逐渐烧穿,直至倒塌的椽子烧尽。直到某一时刻到来,山墙还会保持垂直。当大风来袭时,没有任何构件支撑的山墙将面临倒塌的危险。

山墙向内或向外倒下,取决于风向。火灾发生后,在灭火过程中,在清理火场时,甚至在扑灭火灾后,都可能发生墙体倒塌。一旦失去支撑,墙就会倒塌。

另一个引起坍塌的原因是墙体受热。燃烧房顶的火焰通常意味着非常高的温度,没有支撑的墙也会受到这种高温的辐射。

墙内的温度可以超过1000℃,墙外的温度也不会太高。受热物体都有膨胀的倾向,墙内壁因温度升高会向外膨胀,而墙外墙不变,结果就是墙会变形。

墙底固定在地基或地板上,因此底部不能移动。并且顶部的墙是不固定的,因此顶部会向外移动。墙因上下移动不同而呈香蕉状。在这种形式下,高温内壁膨胀,而低温外壁不膨胀。

假如这个过程继续下去,这堵墙最终会倒塌。一侧无支撑的墙,如果因为着火倒塌,总是会向外倒下(也就是说,远离火的方向)。

图片1包包上的固定点已经局部烧伤。风势很大的时候,山墙可能会倒塌。屋梁上可能附着着着烟囱,这样就会损坏。

二是钢铁。

钢铁也广泛应用于建筑中,这种材料的强度非常好,在断裂前可以拉长。

一般情况下,钢结构坍塌前会先弯曲。钢铁也是一种热传导性很好的材料。钢材加热后会像其他材料一样膨胀。

在膨胀过程中,钢梁和钢桁架会对与其相连的墙产生巨大的水平推力,这种推力如果足够大,就会把墙推倒。这样的话,墙就会向外倒塌。

关于工业建筑的新建筑法规(比利时的“六号建筑”)要求,建筑结构设计必须保证建筑物倒塌时能向内部倾斜。对现代工业建筑而言,这意味着提前消除风险。

三、木材。

木材也常用于建筑中,历史上的横梁非常大。虽然木材是易燃材料,但这些木梁具有很好的防火性能。支撑地板的横梁,自始至终,在三个不同的表面上都会受到火的“攻击”,而木梁的底部和两侧都会燃烧,这会降低横梁的承载能力,直到火被扑灭,或者横梁倒塌。请用巨型古木梁。


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