哈尔滨大火应该有的几点反思

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刚刚送走多灾多难的2014,元旦期间哈尔滨道外区的一场大火又让人新年添堵。

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1月2日13时许,位于南勋街、南头道街以及太古街合围的哈尔滨北方南勋大市场仓库发生大火,2日22时,大火燃烧近十个小时候,火场所在居民楼发生坍塌导致多名消防战士被埋……“火烧连营”持续了二十多个小时,造成11层高的建筑坍塌,5名消防员牺牲、14人受伤。【详细新闻1234

牺牲的都是年轻的生命,他们以及履行了自己的使命,民众零伤亡是他们用生命撰写的答卷!

然而,对于这场大火,是不是应该多有一些思考,多有一些经验的积累呢?

烂尾楼是怎么回事

哈尔滨道外区,曾经是一个多么辉煌的地方,而如今,却成为了哈尔滨之殇。其中缘由,想必说上几天也说不完。道外的规划布局,本来就有街道窄、楼群密集的特点,已经很不利于消防,再加上近些年新上马了许多高层建筑,使得道外的人口压力骤增。大批历史建筑+窄街道+密集人群……这一系列的问题使得道外的消防成了老大难问题。印象里,在本地媒体中报道的大火灾中,道外绝对是大多数。

据报道,起火的这栋建筑,始建于上世纪90年代,后以“烂尾楼”(扩展阅读1扩展阅读2)的状态在风吹日晒中“赤裸”十几年才被重新“包装”成商户仓库。其“只有简单的承重结构”,而且这么久的施工中短期间,混凝土损伤到什么程度,以哪种方法进行加固设计与施工,都是值得深入讨论的课题。

@图就一篇文章中指出:这个建筑群太庞大,太古怪了。以下三层是拥挤得密不透风的商铺,上面是上不着天下不着地的住户,形成一个密集的相互纠结封闭堵塞的结构。现在回想起来,别说是没有防火通道,就是有防火通道,也难以施救。难道不成,救火车要从旋转楼梯爬上五楼楼顶?

老化的结构是否难以承载现代的消防体系?这是一个深刻的问题。

容易被烧塌的钢筋混凝土结构

建筑大多难防火。2001年9月11日,世贸大厦袭击让全世界的学者们开始重视钢结构建筑防火防爆:

 

然而钢筋混凝土结构也同样很脆弱。为了考证火灾对钢筋混凝土的影响到底有多大,我查阅了几篇文献,总结如下:

钢筋混凝土在火灾中的损伤包括:构件表层龟裂、酥松,边角缺损,保护层爆裂和崩落,钢筋外露,构件下垂,局部混凝土逐层剥落,缺损区深入至构件内部,甚至发生局部穿孔、塌陷和坍塌。

火灾对混凝土结构的影响:结构受火时表面温度升高快,内部温度升高慢,形成不均匀温度场,形成较大的温度应力;同时高温会使得钢筋混凝土材料劣化而导致结构变形增大,承载能力、耐久性等显著降低。

火灾对钢筋受力性能的影响

<200℃时,普通钢筋承载力损失不大,但对预应力钢筋的影响较大;

200℃ ~ 400℃时,钢筋强度随温度升高而降低的速率加快;

300℃以后,应力一应变曲线上的屈服台阶消失,没有明最的屈服点,结构容易出现脆性破坏;

>400℃,钢筋强度随温度升高而下降的速率明显加快

>600℃后,钢筋强度基本丧失

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火灾对混凝土的影响

混凝土之所以能形成强度,主要是由于水泥与水产生的化学反应中(水化反应),产生C-H-S凝胶:

Ca(OH)2+SiO2+H2O→C-S-H

常温下,凝胶体密实完整;

<200℃,主要是混凝土内自由水的蒸发;

400 ℃左右,C-S-H凝胶体开始脱水分解,排出层间水和化学结合水,Ca(OH)2少量分解,结晶片层结构破坏,强度显著下降,裂缝产生。

> 400 ℃,Ca(OH)2大量分解,生成游离氧化钙,冷却后又与水结合生成 Ca(OH)2,导致体积膨胀,裂缝增多,此时混凝土内部结构松散,再加上灭火时浇水骤冷,致使混凝土内部结构进一步破坏,强度持续下降。

>1000℃时,混凝土水泥浆体中已没有水泥的水化物,结构破碎

当混凝土结构破碎、钢筋强度显著降低,就是建筑坍塌的时候了。而且在高温状态下,结构的坍塌将会随时突然发生(此时钢筋已经没有了屈服点),那种根据声音判断结构是否将要坍塌的经验根本不靠谱。

那么,一般情况下,火灾要燃烧多久才能达到建筑破坏坍塌的温度呢?

火灾温度和持续时间的关系

在标准时间-温度曲线中,燃烧120min,也就是两个小时,火灾温度就已经达到了1000℃

湖南衡阳大火,燃烧四个多小时,部分楼体坍塌,造成20名消防队员牺牲,这已经成为一个典型案例;

如今哈尔滨道外大火,燃烧近十个小时,而且燃烧的仓库基本上可以判断为是预应力混凝土结构,即便指挥员已经做出了消防员不进楼的决定,但在楼附近进行灭火操作依然有极大风险。

那么,谁会为五条鲜活的生命负责呢?

起火的责任者,必有;

导致消防车辆无法靠近火场核心位置的原因是什么?

把群众疏散后,消防队当然不能坐视大楼继续燃烧,同时灭火又要面对随时可能倒塌的风险,这可能会是一个伦理问题。如何转化为技术问题?可否规定在某些情况下必须出动消防机器人、消防直升机?

只有解决了以上问题,悲剧才不会在未来重演。

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说不定我这一生涓滴意念,侥幸汇成河,而且是一条大长河

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