Trong cuốn “Kỹ thuật chữa cháy” xuất bản vào tháng 4 năm 2006, chúng tôi đã thảo luận các vấn đề cần cân nhắc khi xảy ra hỏa hoạn trong tòa nhà thương mại một tầng. Ở đây, chúng tôi sẽ xem xét một số thành phần xây dựng chính có thể ảnh hưởng đến chiến lược phòng cháy chữa cháy của bạn.
Dưới đây, chúng tôi lấy kết cấu thép của tòa nhà nhiều tầng làm ví dụ để minh họa nó ảnh hưởng như thế nào đến sự ổn định của từng tòa nhà ở các giai đoạn khác nhau của tòa nhà (ảnh 1, 2).
Cấu kiện cột có tác dụng nén. Chúng truyền trọng lượng của mái nhà và chuyển nó xuống đất. Sự phá hoại của cột có thể gây ra sự sụp đổ đột ngột của một phần hoặc toàn bộ công trình. Trong ví dụ này, các đinh tán được cố định vào tấm bê tông ở mức sàn và bắt vít vào dầm chữ I gần mức mái. Khi xảy ra hỏa hoạn, các dầm thép ở độ cao trần hoặc mái nhà sẽ nóng lên và bắt đầu giãn nở, xoắn lại. Thép trương nở có thể kéo cột ra khỏi mặt phẳng thẳng đứng của nó. Trong số tất cả các bộ phận của tòa nhà, sự hư hỏng của cột là mối nguy hiểm lớn nhất. Nếu bạn thấy cột có vẻ nghiêng hoặc không thẳng đứng hoàn toàn, vui lòng thông báo ngay cho Người chỉ huy sự cố (IC). Tòa nhà phải sơ tán ngay lập tức và điểm danh (ảnh 3).
Dầm thép - dầm ngang đỡ các dầm khác. Các dầm được thiết kế để mang các vật nặng và chúng nằm trên các cột thẳng đứng. Khi lửa và nhiệt bắt đầu ăn mòn các dầm, thép bắt đầu hấp thụ nhiệt. Ở nhiệt độ khoảng 1.100°F, thép sẽ bắt đầu hỏng. Ở nhiệt độ này, thép bắt đầu giãn nở và xoắn. Một thanh thép dài 100 foot có thể giãn ra khoảng 10 inch. Khi thép bắt đầu giãn nở và xoắn, các cột đỡ dầm thép cũng bắt đầu di chuyển. Sự giãn nở của thép có thể khiến tường ở hai đầu dầm bị đẩy ra ngoài (nếu thép đâm vào tường gạch), có thể khiến tường bị cong hoặc nứt (ảnh 4).
Dầm giàn thép nhẹ - dãy dầm thép nhẹ song song, dùng để đỡ sàn hoặc mái có độ dốc thấp. Dầm thép phía trước, giữa và sau của công trình đỡ các giàn nhẹ. Dầm được hàn vào dầm thép. Trong trường hợp hỏa hoạn, giàn nhẹ sẽ nhanh chóng hấp thụ nhiệt và có thể hỏng trong vòng 5 đến 10 phút. Nếu mái nhà được trang bị điều hòa không khí và các thiết bị khác thì việc sập có thể xảy ra nhanh hơn. Đừng cố cắt mái dầm được gia cố. Làm như vậy có thể cắt đứt dây cung phía trên của giàn, bộ phận chịu lực chính và có thể khiến toàn bộ kết cấu giàn và mái nhà bị sập.
Khoảng cách của các thanh nối có thể cách nhau khoảng 4 đến 8 feet. Khoảng cách rộng như vậy là một trong những lý do khiến bạn không muốn cắt mái bằng dầm thép nhẹ và bề mặt mái hình chữ Q. Phó Ủy viên Sở cứu hỏa New York (đã nghỉ hưu) Vincent Dunn (Vincent Dunn) đã chỉ ra trong “Sự sụp đổ của các tòa nhà chữa cháy: Hướng dẫn về an toàn phòng cháy” (Sách và Video về Kỹ thuật chữa cháy, 1988): “Sự khác biệt giữa gỗ dầm và thép Những khác biệt quan trọng trong thiết kế Hệ thống đỡ trên cùng của dầm là khoảng cách của các dầm. Khoảng cách giữa các dầm lưới thép hở lên tới 8 feet, tùy thuộc vào kích thước của các thanh thép và tải trọng của mái. Khoảng cách rộng giữa các dầm ngay cả khi không có dầm thép. Trong trường hợp có nguy cơ sập đổ, lực lượng cứu hỏa cũng có thể nguy hiểm khi cắt lỗ hở trên sàn mái. Đầu tiên, khi đường viền của vết cắt gần hoàn chỉnh và nếu mái nhà không nằm ngay phía trên một trong các dầm thép có khoảng cách rộng, thì tấm trên cùng bị cắt có thể đột ngột bị uốn cong hoặc bản lề hướng xuống dưới khi cháy. Nếu một chân của lính cứu hỏa bị cắt trên mái nhà, anh ta có thể mất thăng bằng và dùng cưa máy rơi vào đám cháy bên dưới (ảnh 5) .(138)
Cửa thép-giá đỡ thép ngang giúp phân bổ lại trọng lượng của gạch lên các ô cửa sổ và cửa ra vào. Những tấm thép này thường được sử dụng ở dạng chữ “L” cho các lỗ nhỏ hơn, trong khi dầm chữ I được sử dụng cho các lỗ lớn hơn. Cánh cửa được buộc vào bức tường xây ở hai bên cửa mở. Cũng giống như các loại thép khác, khi tấm lót cửa nóng lên, nó bắt đầu nở ra và xoắn lại. Sự hư hỏng của lanh thép có thể khiến bức tường phía trên bị sập (ảnh 6 và 7).
Mặt tiền - bề mặt bên ngoài của tòa nhà. Các thành phần thép nhẹ tạo thành khung của mặt tiền. Vật liệu thạch cao chống thấm được sử dụng để đóng tầng áp mái. Thép nhẹ sẽ nhanh chóng mất đi độ bền và độ cứng của kết cấu trong đám cháy. Sự thông gió của tầng áp mái có thể đạt được bằng cách xuyên qua lớp vỏ thạch cao thay vì đặt lính cứu hỏa trên mái nhà. Độ bền của lớp thạch cao bên ngoài này tương tự như tấm thạch cao được sử dụng ở hầu hết các bức tường bên trong của các ngôi nhà. Sau khi lớp thạch cao được lắp đặt vào đúng vị trí, người thi công trét Styrofoam® lên lớp thạch cao rồi phủ lớp thạch cao lên (ảnh 8, 9).
Bề mặt mái nhà. Vật liệu dùng để thi công bề mặt mái của công trình rất dễ thi công. Đầu tiên, những chiếc đinh thép trang trí hình chữ Q được hàn vào các thanh dầm được gia cố. Sau đó, đặt vật liệu xốp cách nhiệt lên tấm trang trí hình chữ Q và cố định vào tấm sàn bằng vít. Sau khi vật liệu cách nhiệt đã được lắp đặt xong tiến hành dán màng cao su vào vật liệu xốp cách nhiệt để hoàn thiện bề mặt mái.
Đối với mái có độ dốc thấp, một bề mặt mái khác mà bạn có thể gặp là lớp cách nhiệt bằng bọt polystyrene, được phủ bằng bê tông mủ cao su biến tính 3/8 inch.
Loại bề mặt mái thứ ba bao gồm một lớp vật liệu cách nhiệt cứng được cố định vào sàn mái. Sau đó giấy nỉ nhựa đường được dán vào lớp cách nhiệt bằng nhựa đường nóng. Sau đó, đá được đặt lên bề mặt mái để cố định vào đúng vị trí và bảo vệ màng nỉ.
Đối với loại kết cấu này, không nên tính đến việc cắt mái. Khả năng sập từ 5 đến 10 phút nên không đủ thời gian để thông gió mái nhà an toàn. Nên thông gió cho tầng áp mái thông qua thông gió ngang (xuyên qua mặt tiền của tòa nhà) thay vì đặt các bộ phận trên mái nhà. Cắt bất kỳ phần nào của giàn có thể khiến toàn bộ bề mặt mái bị sập. Như mô tả ở trên, các tấm mái có thể được bản lề hướng xuống dưới dưới sức nặng của các bộ phận cắt mái, từ đó đưa người vào tòa nhà đang cháy. Người trong ngành có đủ kinh nghiệm về giàn nhẹ và đặc biệt khuyến khích các bạn dỡ chúng ra khỏi mái nhà khi có thành viên xuất hiện (ảnh 10).
Hệ trần treo bằng nhôm hoặc lưới thép, có dây thép treo trên giá đỡ mái. Hệ thống lưới sẽ chứa tất cả các tấm trần để tạo thành trần hoàn thiện. Khoảng không gian phía trên trần treo gây nguy hiểm lớn cho lực lượng cứu hỏa. Thường được gọi là "gác mái" hoặc "khoảng trống giàn", nó có thể che giấu lửa và ngọn lửa. Một khi không gian này bị xuyên thủng, khí carbon monoxide dễ nổ có thể bốc cháy, khiến toàn bộ hệ thống lưới điện bị sập. Bạn phải kiểm tra buồng lái sớm trong trường hợp xảy ra hỏa hoạn, và nếu ngọn lửa bất ngờ bùng phát từ trần nhà, tất cả lính cứu hỏa phải được phép thoát khỏi tòa nhà. Điện thoại di động có thể sạc lại được lắp đặt gần cửa và tất cả lính cứu hỏa đều đeo đầy đủ thiết bị báo động. Hệ thống dây điện, các bộ phận của hệ thống HVAC và đường ống dẫn khí chỉ là một số dịch vụ của tòa nhà có thể ẩn trong các khoảng trống của giàn. Nhiều đường ống dẫn khí đốt tự nhiên có thể xuyên qua mái nhà và được sử dụng để sưởi ấm trên nóc các tòa nhà (ảnh 11 và 12).
Ngày nay, các giàn thép và gỗ được lắp đặt ở tất cả các loại công trình, từ nhà ở tư nhân đến các tòa nhà văn phòng cao tầng, và quyết định sơ tán lính cứu hỏa có thể xuất hiện sớm hơn trong diễn biến của hiện trường vụ cháy. Thời gian xây dựng kết cấu giàn đã đủ dài để tất cả những người chỉ huy cứu hỏa phải biết các tòa nhà trong đó phản ứng như thế nào trong trường hợp hỏa hoạn và có những hành động tương ứng.
Để chuẩn bị tốt các mạch tích hợp, anh ta phải bắt đầu từ ý tưởng chung về xây dựng công trình. “Cấu trúc tòa nhà chữa cháy” của Francis L. Brannigan, ấn bản thứ ba (Hiệp hội phòng cháy chữa cháy quốc gia, 1992) và cuốn sách của Dunn đã được xuất bản một thời gian và đây là cuốn sách phải đọc đối với tất cả thành viên của cuốn sách sở cứu hỏa.
Vì chúng ta thường không có thời gian để tham khảo ý kiến của các kỹ sư xây dựng tại hiện trường vụ cháy nên trách nhiệm của IC là dự đoán những thay đổi sẽ xảy ra khi tòa nhà cháy. Nếu bạn là một sĩ quan hoặc mong muốn trở thành một sĩ quan, bạn cần phải được đào tạo về kiến trúc.
JOHN MILES là đội trưởng Sở cứu hỏa New York, được giao nhiệm vụ ở bậc thang thứ 35. Trước đó, ông từng là trung úy cho thang 35 và là lính cứu hỏa cho thang 34 và động cơ 82. (NJ) Sở cứu hỏa và Sở cứu hỏa Spring Valley (NY), đồng thời là giảng viên tại Trung tâm Huấn luyện Cứu hỏa Quận Rockland ở Pomona, New York.
John Tobin (JOHN TOBIN) là một cựu chiến binh với 33 năm kinh nghiệm làm dịch vụ cứu hỏa và từng là giám đốc Sở cứu hỏa Vail River (NJ). Ông có bằng thạc sĩ về hành chính công và là thành viên ban cố vấn của Trường Luật và An toàn Công cộng Quận Bergen (NJ).
Trong cuốn “Kỹ thuật chữa cháy” xuất bản vào tháng 4 năm 2006, chúng tôi đã thảo luận các vấn đề cần cân nhắc khi xảy ra hỏa hoạn trong tòa nhà thương mại một tầng. Ở đây, chúng tôi sẽ xem xét một số thành phần xây dựng chính có thể ảnh hưởng đến chiến lược phòng cháy chữa cháy của bạn.
Dưới đây, chúng tôi lấy kết cấu thép của tòa nhà nhiều tầng làm ví dụ để minh họa nó ảnh hưởng như thế nào đến sự ổn định của từng tòa nhà ở các giai đoạn khác nhau của tòa nhà (ảnh 1, 2).
Cấu kiện cột có tác dụng nén. Chúng truyền trọng lượng của mái nhà và chuyển nó xuống đất. Sự phá hoại của cột có thể gây ra sự sụp đổ đột ngột của một phần hoặc toàn bộ công trình. Trong ví dụ này, các đinh tán được cố định vào tấm bê tông ở mức sàn và bắt vít vào dầm chữ I gần mức mái. Khi xảy ra hỏa hoạn, các dầm thép ở độ cao trần hoặc mái nhà sẽ nóng lên và bắt đầu giãn nở, xoắn lại. Thép trương nở có thể kéo cột ra khỏi mặt phẳng thẳng đứng của nó. Trong số tất cả các bộ phận của tòa nhà, sự hư hỏng của cột là mối nguy hiểm lớn nhất. Nếu bạn thấy cột có vẻ nghiêng hoặc không thẳng đứng hoàn toàn, vui lòng thông báo ngay cho Người chỉ huy sự cố (IC). Tòa nhà phải sơ tán ngay lập tức và điểm danh (ảnh 3).
Dầm thép - dầm ngang đỡ các dầm khác. Các dầm được thiết kế để mang các vật nặng và chúng nằm trên các cột thẳng đứng. Khi lửa và nhiệt bắt đầu ăn mòn các dầm, thép bắt đầu hấp thụ nhiệt. Ở nhiệt độ khoảng 1.100°F, thép sẽ bắt đầu hỏng. Ở nhiệt độ này, thép bắt đầu giãn nở và xoắn. Một thanh thép dài 100 foot có thể giãn ra khoảng 10 inch. Khi thép bắt đầu giãn nở và xoắn, các cột đỡ dầm thép cũng bắt đầu di chuyển. Sự giãn nở của thép có thể khiến tường ở hai đầu dầm bị đẩy ra ngoài (nếu thép đâm vào tường gạch), có thể khiến tường bị cong hoặc nứt (ảnh 4).
Dầm giàn thép nhẹ - dãy dầm thép nhẹ song song, dùng để đỡ sàn hoặc mái có độ dốc thấp. Dầm thép phía trước, giữa và sau của công trình đỡ các giàn nhẹ. Dầm được hàn vào dầm thép. Trong trường hợp hỏa hoạn, giàn nhẹ sẽ nhanh chóng hấp thụ nhiệt và có thể hỏng trong vòng 5 đến 10 phút. Nếu mái nhà được trang bị điều hòa không khí và các thiết bị khác thì việc sập có thể xảy ra nhanh hơn. Đừng cố cắt mái dầm được gia cố. Làm như vậy có thể cắt đứt dây cung phía trên của giàn, bộ phận chịu lực chính và có thể khiến toàn bộ kết cấu giàn và mái nhà bị sập.
Khoảng cách của các thanh nối có thể cách nhau khoảng 4 đến 8 feet. Khoảng cách rộng như vậy là một trong những lý do khiến bạn không muốn cắt mái bằng dầm thép nhẹ và bề mặt mái hình chữ Q. Phó Ủy viên Sở cứu hỏa New York (đã nghỉ hưu) Vincent Dunn (Vincent Dunn) đã chỉ ra trong “Sự sụp đổ của các tòa nhà chữa cháy: Hướng dẫn về an toàn phòng cháy” (Sách và Video về Kỹ thuật chữa cháy, 1988): “Sự khác biệt giữa gỗ dầm và thép Những khác biệt quan trọng trong thiết kế Hệ thống đỡ trên cùng của dầm là khoảng cách của các dầm. Khoảng cách giữa các dầm lưới thép hở lên tới 8 feet, tùy thuộc vào kích thước của các thanh thép và tải trọng của mái. Khoảng cách rộng giữa các dầm ngay cả khi không có dầm thép. Trong trường hợp có nguy cơ sập đổ, lực lượng cứu hỏa cũng có thể nguy hiểm khi cắt lỗ hở trên sàn mái. Đầu tiên, khi đường viền của vết cắt gần hoàn chỉnh và nếu mái nhà không nằm ngay phía trên một trong các dầm thép có khoảng cách rộng, thì tấm trên cùng bị cắt có thể đột ngột bị uốn cong hoặc bản lề hướng xuống dưới khi cháy. Nếu một chân của lính cứu hỏa bị cắt trên mái nhà, anh ta có thể mất thăng bằng và dùng cưa máy rơi vào đám cháy bên dưới (ảnh 5) .(138)
Cửa thép-giá đỡ thép ngang giúp phân bổ lại trọng lượng của gạch lên các ô cửa sổ và cửa ra vào. Những tấm thép này thường được sử dụng ở dạng chữ “L” cho các lỗ nhỏ hơn, trong khi dầm chữ I được sử dụng cho các lỗ lớn hơn. Cánh cửa được buộc vào bức tường xây ở hai bên cửa mở. Cũng giống như các loại thép khác, khi tấm lót cửa nóng lên, nó bắt đầu nở ra và xoắn lại. Sự hư hỏng của lanh thép có thể khiến bức tường phía trên bị sập (ảnh 6 và 7).
Mặt tiền - bề mặt bên ngoài của tòa nhà. Các thành phần thép nhẹ tạo thành khung của mặt tiền. Vật liệu thạch cao chống thấm được sử dụng để đóng tầng áp mái. Thép nhẹ sẽ nhanh chóng mất đi độ bền và độ cứng của kết cấu trong đám cháy. Sự thông gió của tầng áp mái có thể đạt được bằng cách xuyên qua lớp vỏ thạch cao thay vì đặt lính cứu hỏa trên mái nhà. Độ bền của lớp thạch cao bên ngoài này tương tự như tấm thạch cao được sử dụng ở hầu hết các bức tường bên trong của các ngôi nhà. Sau khi lớp thạch cao được lắp đặt vào đúng vị trí, người thi công trét Styrofoam® lên lớp thạch cao rồi phủ lớp thạch cao lên (ảnh 8, 9).
Bề mặt mái nhà. Vật liệu dùng để thi công bề mặt mái của công trình rất dễ thi công. Đầu tiên, những chiếc đinh thép trang trí hình chữ Q được hàn vào các thanh dầm được gia cố. Sau đó, đặt vật liệu xốp cách nhiệt lên tấm trang trí hình chữ Q và cố định vào tấm sàn bằng vít. Sau khi vật liệu cách nhiệt đã được lắp đặt xong tiến hành dán màng cao su vào vật liệu xốp cách nhiệt để hoàn thiện bề mặt mái.
Đối với mái có độ dốc thấp, một bề mặt mái khác mà bạn có thể gặp là lớp cách nhiệt bằng bọt polystyrene, được phủ bằng bê tông mủ cao su biến tính 3/8 inch.
Loại bề mặt mái thứ ba bao gồm một lớp vật liệu cách nhiệt cứng được cố định vào sàn mái. Sau đó giấy nỉ nhựa đường được dán vào lớp cách nhiệt bằng nhựa đường nóng. Sau đó, đá được đặt lên bề mặt mái để cố định vào đúng vị trí và bảo vệ màng nỉ.
Đối với loại kết cấu này, không nên tính đến việc cắt mái. Khả năng sập từ 5 đến 10 phút nên không đủ thời gian để thông gió mái nhà an toàn. Nên thông gió cho tầng áp mái thông qua thông gió ngang (xuyên qua mặt tiền của tòa nhà) thay vì đặt các bộ phận trên mái nhà. Cắt bất kỳ phần nào của giàn có thể khiến toàn bộ bề mặt mái bị sập. Như mô tả ở trên, các tấm mái có thể được bản lề hướng xuống dưới dưới sức nặng của các bộ phận cắt mái, từ đó đưa người vào tòa nhà đang cháy. Người trong ngành có đủ kinh nghiệm về giàn nhẹ và đặc biệt khuyến khích các bạn dỡ chúng ra khỏi mái nhà khi có thành viên xuất hiện (ảnh 10).
Hệ trần treo bằng nhôm hoặc lưới thép, có dây thép treo trên giá đỡ mái. Hệ thống lưới sẽ chứa tất cả các tấm trần để tạo thành trần hoàn thiện. Khoảng không gian phía trên trần treo gây nguy hiểm lớn cho lực lượng cứu hỏa. Thường được gọi là "gác mái" hoặc "khoảng trống giàn", nó có thể che giấu lửa và ngọn lửa. Một khi không gian này bị xuyên thủng, khí carbon monoxide dễ nổ có thể bốc cháy, khiến toàn bộ hệ thống lưới điện bị sập. Bạn phải kiểm tra buồng lái sớm trong trường hợp xảy ra hỏa hoạn, và nếu ngọn lửa bất ngờ bùng phát từ trần nhà, tất cả lính cứu hỏa phải được phép thoát khỏi tòa nhà. Điện thoại di động có thể sạc lại được lắp đặt gần cửa và tất cả lính cứu hỏa đều đeo đầy đủ thiết bị báo động. Hệ thống dây điện, các bộ phận của hệ thống HVAC và đường ống dẫn khí chỉ là một số dịch vụ của tòa nhà có thể ẩn trong các khoảng trống của giàn. Nhiều đường ống dẫn khí đốt tự nhiên có thể xuyên qua mái nhà và được sử dụng để sưởi ấm trên nóc các tòa nhà (ảnh 11 và 12).
Ngày nay, các giàn thép và gỗ được lắp đặt ở tất cả các loại công trình, từ nhà ở tư nhân đến các tòa nhà văn phòng cao tầng, và quyết định sơ tán lính cứu hỏa có thể xuất hiện sớm hơn trong diễn biến của hiện trường vụ cháy. Thời gian xây dựng kết cấu giàn đã đủ dài để tất cả những người chỉ huy cứu hỏa phải biết các tòa nhà trong đó phản ứng như thế nào trong trường hợp hỏa hoạn và có những hành động tương ứng.
Để chuẩn bị tốt các mạch tích hợp, anh ta phải bắt đầu từ ý tưởng chung về xây dựng công trình. “Cấu trúc tòa nhà chữa cháy” của Francis L. Brannigan, ấn bản thứ ba (Hiệp hội phòng cháy chữa cháy quốc gia, 1992) và cuốn sách của Dunn đã được xuất bản một thời gian và đây là cuốn sách phải đọc đối với tất cả thành viên của cuốn sách sở cứu hỏa.
Vì chúng ta thường không có thời gian để tham khảo ý kiến của các kỹ sư xây dựng tại hiện trường vụ cháy nên trách nhiệm của IC là dự đoán những thay đổi sẽ xảy ra khi tòa nhà cháy. Nếu bạn là một sĩ quan hoặc mong muốn trở thành một sĩ quan, bạn cần phải được đào tạo về kiến trúc.
JOHN MILES là đội trưởng Sở cứu hỏa New York, được giao nhiệm vụ ở bậc thang thứ 35. Trước đó, ông từng là trung úy cho thang 35 và là lính cứu hỏa cho thang 34 và động cơ 82. (NJ) Sở cứu hỏa và Sở cứu hỏa Spring Valley (NY), đồng thời là giảng viên tại Trung tâm Huấn luyện Cứu hỏa Quận Rockland ở Pomona, New York.
John Tobin (JOHN TOBIN) là một cựu chiến binh với 33 năm kinh nghiệm làm dịch vụ cứu hỏa và từng là giám đốc Sở cứu hỏa Vail River (NJ). Ông có bằng thạc sĩ về hành chính công và là thành viên ban cố vấn của Trường Luật và An toàn Công cộng Quận Bergen (NJ).
Thời gian đăng: 26-03-2021