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摘要：大跨度大空间建筑优良的抗震性能、便捷的建筑组装方式、完善的建筑支撑效果使得大跨度建筑逐渐取代了我国原有的砖木结构，成为了工业厂房建筑的首选。大跨度大空间建筑单层面积大、建筑支撑结构间跨度大、内部火灾荷载高，一旦发生火灾短时间内即可造成较大的损失，是消防救援队伍研究和训练的重点。
关键词：大跨度大空间建筑;化学灾害;救援体系
中图分类号：X932 文献标识码：A 文章编号：2096-1227（2021）04-0060-02
随着我国经济的飞速发展，大跨度大空间建筑逐渐替代了过去的砖混结构建筑。根据《网架结构设计与施工规程》中的规定，跨度在60m以上的结构称为大跨度建筑。据统计，全市现有大跨度大空间建筑共计804家，其中生产加工498家，仓储191家，商场、综合体72家，体育场馆17家，其他26家。
一、大跨度大空间建筑的建筑特点
（一）普遍采用钢架主体结构。通过对本市的大跨度大空间建筑进行调研，目前此类建筑的主体结构多为轻质钢框架结构。应用此类建筑结构能够有效节约传统建筑材料，且能够大幅度缩短建筑周期，但是尽管钢架结构具有良好的支撑性能，一旦遭受较高温度直接辐射，甚至冷热骤变都有可能导致建筑主体结构短时间内发生坍塌[1]。
（二）建筑跨度大，空间体量大。该类建筑由于内部空间较大，大多数建筑内部空间占地面积普遍在上万平方米左右。除此之外，大跨度大空间类建筑结构普遍具有内部纵深较长的特点，且由于此类建筑内部储存物品较多，摆放通常较为混乱，一旦内部发生火灾，短时间内便严重充烟，使得建筑内部能见度下降，被困人员很难在短时间内迅速逃生[2]。
（三）易引起电磁屏蔽，造成通信联络困难。由于成本等因素的考虑，该类建筑通常情况下往往会形成电磁屏蔽，抑或在一定程度上导致通信信号衰减变弱。通过笔者所在支队开展的针对大跨度大空间类建筑结构的专项测试过程中所反映出的实际问题，通讯员一旦深入大跨度大空间建筑内部，4G单兵图传系统的信号通常会发生间续性的卡顿现象。
二、大跨度大空间建筑的火灾特点
通过分析近几年全国范围内大跨度大空间建筑火灾的扑救过程，我们发现该类建筑的火灾特点主要有：
（一）坍塌概率大。大跨度大空间建筑耐火极限仅为15分钟左右，当温度升至350℃、495℃、570℃时，钢结构的强度分别下降1/3、1/2、2/3，在全負荷情况下，轻质钢结构框架主体失稳的临界温度通常不超过500℃。处置过程中较高的水荷载以及由于建筑封闭性较好所引发的内部充烟充热现象的出现，使建筑存在局部倒塌出现的可能性[3]。
（二）排烟困难大。一旦发生火灾，大跨度大空间建筑内部会迅速产生大量高温烟气，随着燃烧的发展，导致高温烟气体积不断发生膨胀并不断积聚在相对狭窄的室内空间，如果不及时实施排烟措施，很难在无外力作用下及时清除[4]。
（三）疏散难度大。大空间建筑由于其特殊的建筑结构，一旦内部引发火灾，内部供电设备在高温破坏作用下，短时间内即可造成内部能见度显著降低。由于建筑内部不完全燃烧作用所产生的高浓度一氧化碳进一步使得建筑内部能见度持续下降，此时，即使使用专用照明工具也很难辨别周边环境，火势猛烈燃烧阶段时，建筑内部可见度仅为1～3左右，进一步增加了内部被困人员的恐惧程度[5]。
（四）内攻难度大。根据笔者近年来的火场处置经验，大跨度大空间厂房内部储存的货物大多是电器产品、日用品、纸张和塑料等，且物流仓库多采用木质或塑料托盘以堆垛的形式叠放，物资外部通常采用疏水性较强的外包装，一旦火势进入发展蔓延阶段，外部射水很难直击火点，通常只能起到一定的冷却作用，火灾现场复燃、阴燃现象较为明显。此外，灼热的钢架结构与消防射水接触后短时间内即可出现气化现象，极易造成内攻人员窒息或蒸汽灼伤现象的发生，进一步增加了内攻处置的危险系数[6]。
三、大跨度大空间建筑火灾扑救对策
（一）加强火场侦查。深入起火大跨度大空间建筑内部进行侦查的人员必须严格落实各项安全保障措施，侦察小组在深入内部开展侦察工作时必须在指挥员带领下且严禁侦察人员单独行动。若内部火势过于迅猛，无法有效实施内部侦查，可在事故单位知情人协助下，借助特种侦察器材，提取并查阅事故单位图纸等方法来完成，力争准确、快速的查明起火建筑内部的起火部位、燃烧物质的理化性质、火势蔓延途径以及是否有人员被困等。此外，还应在警戒线之外加设观察哨，其主要任务是观察建筑物的梁、柱等构件是否变形，若有异常现象时应及时向指挥部回报，以便及时调整战术[7]。
（二）坚持快控快处。由于大跨度大空间建筑内部通常存放有大量的可燃、易燃物品，火势一旦达到发展阶段，对于灭火战术的采取以及现场供水的实际需求都必将相应提升，且内攻处置的危险性也必然相应增大。因此，应合理的利用“打小、打早、打快”的灭火战术，以固为主，固移结合。强调发挥单位内部消防设施快速出水在“打小、打早、打快”战术中的重要作用，充分利用起火建筑内部固定灭火设施，辅以相应移动灭火设备，力争把火势消灭在初起阶段。在处置此类火灾的过程中，还应当及时调集挖掘机、强臂破拆车等特种车辆到场协助作业，条件允许时利用压缩空气泡沫车到场，由驾驶员调节后反复利用干、湿泡沫层进行覆盖，保证泡沫接触可燃物表面后，在气泡破裂前不断膨胀和蒸发。在表面活性剂作用下，易燃材料表面容易吸收水分，能够有效吸热降温，并有效避免复燃现象的出现。此外，泡沫覆盖层能够有效减少可燃物蒸气的释放，最大限度降低现场的处置难度。当现场灾情较小时，可在水枪掩护下，配合挖掘装备，边挖掘、边灭火、边清理，加快现场处置的速率。
（三）科学设置阵地。在处置大跨度大空间建筑结构火灾的过程中，必须严格防止“见火灭火”错误战术的实施，由于起火建筑内部可燃物较大，火灾发生后现场指战员应该及时采取合理的堵截措施，合理利用建筑两侧的出入口设置对称阵地，将火势控制在燃烧范围内，对于较为贵重的设施等可合理利用防火墙等现场较为安全的区域设置水枪阵地进行重点保护，切不可见火灭火，将未完全熄灭的可燃物在水流的推动下产生“飞火”，反而造成火势的蔓延扩大。灭火处置过程中，应重点加强对火势发展蔓延主要方向以及对燃烧部位两侧的钢结构承重构件进行冷却。在射水冷却时，要注意水枪射流的形式，避免强水流直射对钢结构承重构件的冲击。在冷却钢架结构的过程中，水枪手一定要保证射水的均匀，防止结构冷热骤变、受热不均，发生整体性倒塌。 （四）合理排烟散热。参与现场处置的指战员到场后必须在灭火的同时同步采取合理的排烟措施，有效增强现场能见度。破拆过程中，现场机械排烟装置良好的建筑应优先开启机械排烟装置，机械排烟装置损坏的可选择合理的部位采取人工破拆排烟的措施。架设拉梯进行排烟时严禁正对起火窗口，防止破拆过程中指战员被玻璃片扎伤。必要时可调集地方的挖掘机等特种车辆选择起火建筑的下风方向实施破拆，处置过程中应及时设置水枪阵地，对高温烟气实施冷却保护，防止灾情进一步扩大。
（五）确保火场供水。据统计，目前天津市绝大多数大跨度大空间建筑都坐落于城乡接合部或郊区，周边市政供水设施普遍不太完善，而成功的处置大跨度大空间建筑火灾的前提必然是有充足的消防用水作为保障。因此，如何有效的保障现场灭火、冷却用水的充足就显得尤为重要。现场指挥员应及时组织辖区支队组建由辖区消防救援站供水员组成的供水模块，优先将消防用水用于火场的主要方面。当现场供水不足时，大功率、大口径的灭火装置应慎用，并及时将内攻转变为堵截的防护战术。现场指挥员应合理利用现场的天然水源，及时提请自来水公司为现场周边消火栓加压，调集环卫、环保区域社会联动供水力量到场协助作业，必要时可调集远程供水系统到场参与处置，特别是严重缺水的区域，至少保证1条串联供水的线路，并为后续力量预留好进攻路线。
参考文献：
[1]徐磊.加拿大轻钢结构住宅体系[J].上海建材，2001，（6）：38-39.
[2]张元祥，宁宇.论空间定位技术在消防救援行动中的应用[J].消防科学与技术，2009，28（1）：62-66.
[3]H.Bayat，M.R.Delavar，W.Barghi，S.A.EslamiNezhad，P.Hanachi，S. Zlatanova. MODELING OF EMERGENCY EVACUATION IN
BUILDING FIRE[J].ISPRS - International Archives of the
Photogrammetry， Remote Sensing and Spatial Information
Sciences，2020，08.
[4]Selvarajah Ramesh，Lisa Choe，Chao Zhang.Experimental
investigation of structural steel beams subjected to localized fire[J].Engineering Structures，2020，07.
[5]Alyssa DeSimone，Ann E. Jeffers .Best practices for modeling
structural boundary conditions due to a localized fire[J].Fire and Materials，2020，04.
[6]Binhui Jiang，Mengjie Wang，Yongjiang Shen，Yaozhuang Li.
Robustness assessment of planar steel frames caused by failure of a side column under localized fire[J].The Structural Design
of Tall and Special Buildings，2020，04.
[7]胡成浩.大跨度大空間建筑火灾扑救注意要点分析[J].今日消防，2019，07.
作者简介：耿志（1986-），男，汉族，山东莱西人，天津市消防救援总队南开区支队灭火救援指挥部作战训练科副科长，主要从事灭火救援理论研究.
关键词：大跨度大空间建筑;化学灾害;救援体系
中图分类号：X932 文献标识码：A 文章编号：2096-1227（2021）04-0060-02
随着我国经济的飞速发展，大跨度大空间建筑逐渐替代了过去的砖混结构建筑。根据《网架结构设计与施工规程》中的规定，跨度在60m以上的结构称为大跨度建筑。据统计，全市现有大跨度大空间建筑共计804家，其中生产加工498家，仓储191家，商场、综合体72家，体育场馆17家，其他26家。
一、大跨度大空间建筑的建筑特点
（一）普遍采用钢架主体结构。通过对本市的大跨度大空间建筑进行调研，目前此类建筑的主体结构多为轻质钢框架结构。应用此类建筑结构能够有效节约传统建筑材料，且能够大幅度缩短建筑周期，但是尽管钢架结构具有良好的支撑性能，一旦遭受较高温度直接辐射，甚至冷热骤变都有可能导致建筑主体结构短时间内发生坍塌[1]。
（二）建筑跨度大，空间体量大。该类建筑由于内部空间较大，大多数建筑内部空间占地面积普遍在上万平方米左右。除此之外，大跨度大空间类建筑结构普遍具有内部纵深较长的特点，且由于此类建筑内部储存物品较多，摆放通常较为混乱，一旦内部发生火灾，短时间内便严重充烟，使得建筑内部能见度下降，被困人员很难在短时间内迅速逃生[2]。
（三）易引起电磁屏蔽，造成通信联络困难。由于成本等因素的考虑，该类建筑通常情况下往往会形成电磁屏蔽，抑或在一定程度上导致通信信号衰减变弱。通过笔者所在支队开展的针对大跨度大空间类建筑结构的专项测试过程中所反映出的实际问题，通讯员一旦深入大跨度大空间建筑内部，4G单兵图传系统的信号通常会发生间续性的卡顿现象。
二、大跨度大空间建筑的火灾特点
通过分析近几年全国范围内大跨度大空间建筑火灾的扑救过程，我们发现该类建筑的火灾特点主要有：
（一）坍塌概率大。大跨度大空间建筑耐火极限仅为15分钟左右，当温度升至350℃、495℃、570℃时，钢结构的强度分别下降1/3、1/2、2/3，在全負荷情况下，轻质钢结构框架主体失稳的临界温度通常不超过500℃。处置过程中较高的水荷载以及由于建筑封闭性较好所引发的内部充烟充热现象的出现，使建筑存在局部倒塌出现的可能性[3]。
（二）排烟困难大。一旦发生火灾，大跨度大空间建筑内部会迅速产生大量高温烟气，随着燃烧的发展，导致高温烟气体积不断发生膨胀并不断积聚在相对狭窄的室内空间，如果不及时实施排烟措施，很难在无外力作用下及时清除[4]。
（三）疏散难度大。大空间建筑由于其特殊的建筑结构，一旦内部引发火灾，内部供电设备在高温破坏作用下，短时间内即可造成内部能见度显著降低。由于建筑内部不完全燃烧作用所产生的高浓度一氧化碳进一步使得建筑内部能见度持续下降，此时，即使使用专用照明工具也很难辨别周边环境，火势猛烈燃烧阶段时，建筑内部可见度仅为1～3左右，进一步增加了内部被困人员的恐惧程度[5]。
（四）内攻难度大。根据笔者近年来的火场处置经验，大跨度大空间厂房内部储存的货物大多是电器产品、日用品、纸张和塑料等，且物流仓库多采用木质或塑料托盘以堆垛的形式叠放，物资外部通常采用疏水性较强的外包装，一旦火势进入发展蔓延阶段，外部射水很难直击火点，通常只能起到一定的冷却作用，火灾现场复燃、阴燃现象较为明显。此外，灼热的钢架结构与消防射水接触后短时间内即可出现气化现象，极易造成内攻人员窒息或蒸汽灼伤现象的发生，进一步增加了内攻处置的危险系数[6]。
三、大跨度大空间建筑火灾扑救对策
（一）加强火场侦查。深入起火大跨度大空间建筑内部进行侦查的人员必须严格落实各项安全保障措施，侦察小组在深入内部开展侦察工作时必须在指挥员带领下且严禁侦察人员单独行动。若内部火势过于迅猛，无法有效实施内部侦查，可在事故单位知情人协助下，借助特种侦察器材，提取并查阅事故单位图纸等方法来完成，力争准确、快速的查明起火建筑内部的起火部位、燃烧物质的理化性质、火势蔓延途径以及是否有人员被困等。此外，还应在警戒线之外加设观察哨，其主要任务是观察建筑物的梁、柱等构件是否变形，若有异常现象时应及时向指挥部回报，以便及时调整战术[7]。
（二）坚持快控快处。由于大跨度大空间建筑内部通常存放有大量的可燃、易燃物品，火势一旦达到发展阶段，对于灭火战术的采取以及现场供水的实际需求都必将相应提升，且内攻处置的危险性也必然相应增大。因此，应合理的利用“打小、打早、打快”的灭火战术，以固为主，固移结合。强调发挥单位内部消防设施快速出水在“打小、打早、打快”战术中的重要作用，充分利用起火建筑内部固定灭火设施，辅以相应移动灭火设备，力争把火势消灭在初起阶段。在处置此类火灾的过程中，还应当及时调集挖掘机、强臂破拆车等特种车辆到场协助作业，条件允许时利用压缩空气泡沫车到场，由驾驶员调节后反复利用干、湿泡沫层进行覆盖，保证泡沫接触可燃物表面后，在气泡破裂前不断膨胀和蒸发。在表面活性剂作用下，易燃材料表面容易吸收水分，能够有效吸热降温，并有效避免复燃现象的出现。此外，泡沫覆盖层能够有效减少可燃物蒸气的释放，最大限度降低现场的处置难度。当现场灾情较小时，可在水枪掩护下，配合挖掘装备，边挖掘、边灭火、边清理，加快现场处置的速率。
（三）科学设置阵地。在处置大跨度大空间建筑结构火灾的过程中，必须严格防止“见火灭火”错误战术的实施，由于起火建筑内部可燃物较大，火灾发生后现场指战员应该及时采取合理的堵截措施，合理利用建筑两侧的出入口设置对称阵地，将火势控制在燃烧范围内，对于较为贵重的设施等可合理利用防火墙等现场较为安全的区域设置水枪阵地进行重点保护，切不可见火灭火，将未完全熄灭的可燃物在水流的推动下产生“飞火”，反而造成火势的蔓延扩大。灭火处置过程中，应重点加强对火势发展蔓延主要方向以及对燃烧部位两侧的钢结构承重构件进行冷却。在射水冷却时，要注意水枪射流的形式，避免强水流直射对钢结构承重构件的冲击。在冷却钢架结构的过程中，水枪手一定要保证射水的均匀，防止结构冷热骤变、受热不均，发生整体性倒塌。 （四）合理排烟散热。参与现场处置的指战员到场后必须在灭火的同时同步采取合理的排烟措施，有效增强现场能见度。破拆过程中，现场机械排烟装置良好的建筑应优先开启机械排烟装置，机械排烟装置损坏的可选择合理的部位采取人工破拆排烟的措施。架设拉梯进行排烟时严禁正对起火窗口，防止破拆过程中指战员被玻璃片扎伤。必要时可调集地方的挖掘机等特种车辆选择起火建筑的下风方向实施破拆，处置过程中应及时设置水枪阵地，对高温烟气实施冷却保护，防止灾情进一步扩大。
（五）确保火场供水。据统计，目前天津市绝大多数大跨度大空间建筑都坐落于城乡接合部或郊区，周边市政供水设施普遍不太完善，而成功的处置大跨度大空间建筑火灾的前提必然是有充足的消防用水作为保障。因此，如何有效的保障现场灭火、冷却用水的充足就显得尤为重要。现场指挥员应及时组织辖区支队组建由辖区消防救援站供水员组成的供水模块，优先将消防用水用于火场的主要方面。当现场供水不足时，大功率、大口径的灭火装置应慎用，并及时将内攻转变为堵截的防护战术。现场指挥员应合理利用现场的天然水源，及时提请自来水公司为现场周边消火栓加压，调集环卫、环保区域社会联动供水力量到场协助作业，必要时可调集远程供水系统到场参与处置，特别是严重缺水的区域，至少保证1条串联供水的线路，并为后续力量预留好进攻路线。
参考文献：
[1]徐磊.加拿大轻钢结构住宅体系[J].上海建材，2001，（6）：38-39.
[2]张元祥，宁宇.论空间定位技术在消防救援行动中的应用[J].消防科学与技术，2009，28（1）：62-66.
[3]H.Bayat，M.R.Delavar，W.Barghi，S.A.EslamiNezhad，P.Hanachi，S. Zlatanova. MODELING OF EMERGENCY EVACUATION IN
BUILDING FIRE[J].ISPRS - International Archives of the
Photogrammetry， Remote Sensing and Spatial Information
Sciences，2020，08.
[4]Selvarajah Ramesh，Lisa Choe，Chao Zhang.Experimental
investigation of structural steel beams subjected to localized fire[J].Engineering Structures，2020，07.
[5]Alyssa DeSimone，Ann E. Jeffers .Best practices for modeling
structural boundary conditions due to a localized fire[J].Fire and Materials，2020，04.
[6]Binhui Jiang，Mengjie Wang，Yongjiang Shen，Yaozhuang Li.
Robustness assessment of planar steel frames caused by failure of a side column under localized fire[J].The Structural Design
of Tall and Special Buildings，2020，04.
[7]胡成浩.大跨度大空間建筑火灾扑救注意要点分析[J].今日消防，2019，07.
作者简介：耿志（1986-），男，汉族，山东莱西人，天津市消防救援总队南开区支队灭火救援指挥部作战训练科副科长，主要从事灭火救援理论研究.