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制药厂火灾的预防及应急管理
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摘 要：本文通过对钢结构制药厂房(车间)的建筑结构、火灾特点的分析以及钢结构建筑发生坍塌和引发爆炸等情形的正确判断，为今后处置该类场所灾害事故的实际活动中提供了参考的依据。
关键词：制药厂房 钢结构 火灾 坍塌 爆炸
1.引言
随着我国经济市场的繁荣和改革开放步伐的深入，各地大型的工业园区，国家、省级高新技术开发区等项目工程发展迅猛。
一座座新型的厂区和一栋栋现代化的工业厂房如雨后春笋般的拔地而起，其中制药企业的发展尤为突出。
工业园区在建设中为了缩短工期，见效快，在厂房的建造中几乎全部采用钢结构材料，而制药企业在生产、储存和过程中使用大量的化工品，其中不少原料、半成品属于易燃易爆、有毒有害物质，而且制药生产工艺复杂、操作程序严格，往往在过程中伴随着高温高压和剧烈化学反应，稍有不慎即会发生起火、爆炸、泄漏、毒害等亡人、伤人、财产损失的危险性事故。
2.制药厂房的建筑结构特点
制药企业的厂区布局点多面广，且因生产工艺的特殊要求，其生产车间，仓库等建筑均为大跨度、大空间的钢结构厂房，为了保证生产的连续性，建筑内外结构在设置上分隔比较复杂，大量的生产原料、半成品需要在厂房内存放，这样就造成内部结构既有局部密闭的库房，又有敞开的空间，有的甚至还设有露天堆放区域。
2.1厂房、厂区占地面积大
制药企业因集生产、存储、运销等分产项目于一身，且厂房大致为一层或二层的钢结构建设，故往往占地面积很大。其次厂房面积大，由于生产工艺的连续性，流水线作业，故厂房、车间、仓库不仅建筑面积大，而且跨度长。
2.2厂房局部为多层，且出入口少
药剂生产过程中，无论是生产装置，还是工艺流程均与其他化工生产线相同，产品或半成品需要经过不同的工序才能完成，所以在车间、厂房的局部方向有可能会延长或加高设施来满足生产的需要。
另外，制药生产过程中对环境、空气质量要求比较严格，有些作业区域为避免造成对药物的污染，在厂房设计及建造上尽量做到密闭性要好，整体厂房上无论是低层出入口，还是上部设置的窗户和出入口很有限。一般情况下低层最多留有两个出入口，上部各层几乎不留窗户。
2.3整体框架为钢结构，墙体为彩钢板，基础为混泥土
被喻为“绿色工厂”的钢结构厂房体系具有自重轻、安装轻便、施工周期短、抗震性能好、投资回收快、环境污染少等优势，选择钢结构厂房而实现符合药业生产要求的“高、大、轻”是制药企业的首选。
大型的制药厂房(车间、仓库)大多采用主体为钢架结构支撑，彩钢板墙体设置，楼板隔层为钢制龙骨架并铺设钢板或加地板砖、橡胶皮，厂房地基通常用钢筋混泥土做基础，从而达到钢结构建筑一般条件下不会因超载而突然断裂。
此外尚能将局部高峰应力重分配，使应力变化趋于平缓，具有韧性好，适应于在动力载荷下工作的特点。
2.4生产车间设备布置复杂，且分隔多、空洞多
钢结构生产车间，从外部看起来是一个大跨度的整体建筑，但其实往往在内部的分配相当复杂，在大空间的厂房(车间)内不仅隔有多个小区域，而且还设有天井，一些桶装原料，半成品物料常常是露天堆放，另外在厂房内还有能够移动的组装式板材，供临时分隔所用，车间里生产设备连续性强，各种管道、罐斧上下左右纵横交错，相互连通。
2.5厂房内可易燃物品储量大，品种多，分隔墙体耐火等级低
因生产的需要通常情况下，原料库、车间、仓库三者相连，不少车间内设有小库房和堆垛区，虽然看起来在空间内用铁皮、彩钢板等进行了分隔，但耐火等级很低，起不到应有的防火、隔热及防爆分隔能力。
3.制药厂房的火灾特点
制药企业在生产过程中，不仅有大量的易燃、易爆物品和有毒有害物质，而且生产的连续性很高，机械设备昼夜24小时不停运行，用电负荷大，并伴有高温高压，复杂的生产工艺、剧烈的化学反应和严格的操作规程，稍有不慎即可能发生爆炸、燃烧、中毒等恶性事故，有些甚至还会产生连锁反应，后果极其严重。
3.1夜间火灾频率较高
制药生产中的流水线昼夜不停运转，一般情况下夜班除生产岗位上不离人外，其他部位如外部设备、管线、厂区建筑等看管较松，加之厂房(车间)空间跨度大，夜间光线不良，巡查人员容易疲劳，精力不够集中，一旦出现温度压力异常、跑冒滴漏、起火燃烧等情况也不易发现，更谈不上及时处置。
除此之外，夜间安保监管力量较弱，厂区内用电量增大，电器发生事故引起火灾的事也是常有的现象。
3.2燃烧猛烈，蔓延迅速
制药生产、储存过程中，大量使用醇、醚、酮等有机化工原料，生产和运输的各个环节中很容易因操作不当、设备故障等原因而引发爆炸或起火事故，因绝大部分原料、半成品是易燃品，故一旦发生火灾，不仅燃烧猛烈，而且发展蔓延速度非常之快，往往会瞬间形成大面积立体燃烧并伴有连续性局部爆炸。
3.3火场温度高，燃烧产物有毒有害
烷烃类化工原料燃烧时，不仅热值高，而且燃烧产物中含有大量的有毒有害物质，消防员在扑救该类场所火灾中，一是个人防护要求比较高，二是面对上千度的高温难以接近火场 。现场扑救工作困难多 ，一不小心就会造成中毒、灼伤等人身安全事故。
3.4厂房建筑结构易变形，火点隐蔽性强，内攻很困难
钢结构厂房耐火极限比较低，火灾中短时间内会产生局部到整体框架的变形扭曲，厂房的铁皮吊顶很快就会在大火的烘烤下而塌落，一旦吊顶铁皮、设备落下地面，就会将燃烧的物料覆盖，战斗人员看到火焰但很难将灭火剂打到火焰根部，大量的灭火剂射流不能直击火点，不仅难以有效控制火势，而且内攻困难，战斗力消耗较大。
3.5桶装物料、反应罐斧等设备连续爆炸
平时在生产过程中，制药厂房、车间内存备大量的成品、半成品物料，火灾中这些桶装的物料和生产线上的反应罐斧，就会因受高温的作用，而相继发生物理性爆炸，这些局部上的爆炸虽然不足以造成楼房整体坍塌，但在火场上具有很强的恐惧感，特别是对内攻战斗人员造成很大的心理负担和畏惧。
4.钢结构制药车间在火灾中发生坍塌、爆炸等现象的分析
4.1坍塌
由于制药企业的厂房(车间)大量采用钢结构建筑，火灾中该类建筑材料虽然是不燃材料，但其耐火性能比较差，随着燃烧温度的升高，钢结构建筑就会发生变形倒塌。
4.1.1局部变形
火灾中钢结构建筑一般情况下，其变形的顺序是先顶部、后横向再整体。火场温度向上集中，钢结构上部轻质的铁皮等铺设物就会逐渐发生扭曲变形，近而下沉。
4.1.2横向构件弯曲
顶部变形下沉后，大跨度的横梁由于受屋顶压力的作用和本身应力的下降，就会使钢结构上部整体向下变形，钢结构建筑到塌的过程是：先顶部变形—横向扭曲下沉—整体逐渐倒向地面。分析其原因主要是钢结构厂房(车间)的竖向支撑柱变形较慢。
一是竖向支撑柱截面积大;二是竖向支撑柱在厂房(车间)四面布置;三是竖向支撑柱埋设在墙体内;四是钢结构建筑上下左右相互连接。
由于以上几种因素，所以在通常情况下不会出现整体跨塌的现象。但如果是过去旧式的影剧院、体育馆等只是钢结构屋顶的建筑，那情形就不一样了。
4.2爆炸
制药生产车间内存放的桶装原料，生产线上的各种反应罐斧，在火灾中极易发生连续的局部爆炸。
4.2.1爆炸的概念
爆炸大致分为物理爆炸、化学爆炸和分解性爆炸三大类型。
物理爆炸：物体受外力作用(撞击、受热等)内部压力增大等失去承受能力而发生的爆炸现象。
化学爆炸：物质受外力或本身作用，引起内部发生剧烈化学反应产生压力而发生的爆炸现象。
分解性爆炸：物质受外界因素或本身自行分解而发生的爆炸现象。
4.2.2在火灾扑救实践中，我们大多遇到的是物理爆炸。
即：某物体受火焰高温的作用而发生膨胀变形后引发的爆炸。相对而言，此类型的爆炸其危险性和杀伤力与化学爆炸相比较小一点，在制药生产中或火灾时发生的局部爆炸，几乎均属于物理爆炸。
物理性爆炸通常情况下不会像化学性爆炸那样炸成粉碎。我们在扑救该类场所的火灾时，首先必须对现场情况了解清楚，做到心中有数，既要勇敢作战，但也不可贸然进攻，即便发生一声爆炸声也不要过分惊慌，畏缩不前。
一般情况下，火灾在猛烈燃烧阶段(大约从起火后至一个小时之内)，战斗人员内攻时要注意，因为此阶段是局部物理性爆炸的多发期，猛烈燃烧阶段过后逐渐进入稳定燃烧阶段，此时战斗人员将大举内攻，在内攻中一定要寻找可靠的掩体，这样即便发生物理性爆炸，也不致造成过分的惊慌和伤亡事故的发生。
5.结束语
综上所述，熟悉了解钢结构制药厂房(车间)的建筑结构和火灾特点，正确掌握钢结构建筑在火灾中坍塌的形状及发生爆炸的现象，才能更积极、更有效地组织好此类灾害处置工作，将危险和损失降到最低。
参考文献：
[1]同济大学，建筑钢结构防火技术规范(CECS200:2006).
[2]中华人民共和国公安部消防局编，上海科技出版社，钢结构建筑火灾扑救，2006.12.
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