所谓的大空间建筑物，多指大型影剧院、会议展览中心、体育馆、仓库等等。这些建筑容积十分庞大，在大空间建筑物内的消防系统中，尤其是防火分区过大和环境干扰时，现行的探测及灭火技术将难以正常发挥效用，大空间火灾探测及智能远控消防炮灭火技术解决了高大空间的火灾探测及灭火难题。
从目前的消防设计来看，基本满足不了高大空间建筑要求。其建筑结构特殊、防火分区过大，设施复杂，火灾隐患颇多。一旦发生火灾不能及早发现和有效扑救灭火，这不仅给消防救援带来巨大的压力和困难，同时也将造成巨大的经济损失和社会影响，甚至还会造成人员伤亡。因此，完善高大空间建筑物的消防设施，合理设计这些高大空间的火灾自动报警系统及灭火系统是十分必要的，而且刻不容缓。
随着建筑技术及经济的发展，新的建筑结构形式不断产生，近年来，大跨度大空间结构成了大型企业厂房的主要结构形式。由于这种建筑形式具有结构简单、施工方便、跨度大、外观漂亮、内部空间大、内部自由度大，特别是投资少且投资周期短等许多优点，越来越受到投资者的青睐。但这种建筑在消防方面，特别是在火灾扑救方面存在许多难点，一旦发生火灾，极易造成大面积燃烧和重大财产损失。如2003年1月1日，台州市黄岩区三叶集团火灾，过火面积达到11300m2；2003年8月14日，中国（台州）飞跃集团二厂区家用缝纫机装配车间火灾，过火面积9618 m2；2007年9月16日，台州市玉环县骆氏企业火灾，烟熏面积约12000平方米，过火面积约7500平方米；2010年2月10日，浙江钱江摩托股份有限公司零配件仓库火灾，过火面积2000平方米。这些火灾的发生，不但给国家造成了巨大损失，而且在社会上造成了极大的影响。因此，对大跨度大空间建筑特点及火灾扑救对策的研讨，是继七类灾害事故灭火救援预案之后出现的又一新课题。台州支队结合近十年来全市发生的大跨度大空间建筑火灾，组织各中队就这一类型的建筑特点及火灾扑救对策进行了战例分析和探讨，现总结汇总供大家参考。
一、大跨度大空间建筑的概念与分类
（一）大跨度大空间建筑的定义。大跨度大空间建筑是指主要由柱、梁、板、外墙四部分组成，梁和柱是建筑物的主要承重构件，所有承重墙（柱）之间单跨宽度60米以上或单个防火分区5000平方米以上且净空高度8米以上的建筑。
（二）大跨度大空间建筑的分类。大跨度大空间建筑，根据建筑物的用途可分为：民用建筑和工业建筑；根据建筑物的材料可分为：钢筋混凝土结构、钢结构和混合结构。钢筋混凝土结构的梁、柱都是钢筋混凝土预制件，造价比其它建筑要低，比钢结构要高；钢结构的梁、柱的材料都是钢材，一般为大型工字轻钢，钢材的受压性能较差；混合结构的承重柱是钢筋混凝土预制件，横梁为钢材，可承受轻质屋盖结构，其跨度比钢筋混凝土梁大。
二、大跨度大空间建筑的基本特点
（一）施工要求简单，成本低、工期短。大跨度大空间建筑的主要特点是：自重轻、基础造价底、适用于软弱地基、安装容易、施工速度快、周期短、投资回收快、工厂制作程度高、施工污染环境少、抗震性好。大跨度大空间建筑多为单层（或带夹层）建筑，以轻钢柱子、梁或钢筋混凝土柱子为主要承重主体，其在建筑施工过程中的要求远低于其他类型的建筑，而且它的构件自重轻、耐地震力效果好、可大批量预制加工，所以整体预算成本相对较低，施工快捷，工期短，对于企事业单位而言，出效益也相当快。
（二）建筑跨度长，空间大。为适应使用功能多样化的需要，往往决定了大跨度大空间建筑的长度、宽度和高度均比较大。单层（或带夹层）框架结构厂房长度大多在100米以上，甚至达到200多米，建筑物的宽度一般都在50米—100米，高度为6—15米，厂房面积从几千到几万平方米，甚至达到十万平方米以上。大跨度大空间建筑的建筑基本上不设闷顶，上下连通，形成了一个较大的内部空间，这种大跨度、大空间的建筑特点给初期火灾的蔓延和扩大提供了极为有利的条件。
（三）可燃物质多，功能齐、密度高。大跨度大空间建筑多适用于二、三类产业的生产，而生产使用的原材料如纺织化纤、橡胶制品、塑料制品、木材纸张、汽车、摩托车等均为可燃或易燃物品，且厂房内往往不是一条单一的生产线，有可能是多条甚至是整条流水线作业，这就使内部存放的物品种类多，从原材料到半成品、成品一应俱全，无形中增加了内部可燃物密度。而且大部分单位为了有效利用空间和便于管理，往往将临时仓库也设在厂房内，出口通道往往不足或被占用，大大增加了火灾扑救难度和人员疏散。
（四）地处偏僻，水源缺乏。大跨度大空间建筑受自身占地面积大这一特点的限制，一般都建在城郊或是较为偏僻的工业园区，而此类地段的设计规划往往起步缓慢，配套设施不完善，更有甚者象一些区域性由村、办事处一级组建的工业园区根本没有系统的规划，其中尤为突出的一点就是框架结构内无消防设施、给水系统不完善，附近无消防水源。即使设有给水系统，但多数的是非环状管网，一旦遇上大面积的灭火战斗，水源就成了一个大问题。
（五）起步晚，机制落后。大跨度大空间建筑厂房是近年来才普遍兴建的建筑形式，目前，国内还没有统一的设计和施工规范，消防法规、监督规范没有对大跨度大空间建筑作具体的规定，导致大量大跨度大空间建筑设计和施工存在许多先天不足。再加上企业在实际工程操作中为了尽快出效益，存在着先施工后申报、项目更改未重报、未通过验收便投入使用、管理不到位等一系列不正常现象，这也正是促成火灾事故频发的主要原因。
三、大跨度大空间建筑的火灾特点
（一）燃烧猛烈、火势蔓延迅速。大跨度大空间建筑的门和窗大部分时间是关闭的，客观的讲，一旦发生火灾，在初起阶段火势的蔓延速度是比较慢的，产生的燃烧产物也相对不多，但由于内部存放有大量的可燃、易燃物资，导致其耐火性能整体较低，在一段时间后，参与燃烧的物质开始增加，加上整体结构的大跨度、大空间，温度便以高于一般火灾的热对流形式0.5—3m/s的水平扩散速度急速传递，燃烧强度急剧增大，蔓延速度加快，很快进入猛烈阶段。另外，建筑物的顶棚、门窗等耐火性能都比较低，一旦火势突破至外围，大量新鲜空气进入后，会使火势蔓延速度加快。
（二）能见度低，毒气烟雾弥漫。火势的蔓延在很大程度上依赖于火灾产生的高温烟气的蔓延,烟气的流动扩散速度与烟气的温度和流动方向有关。烟气在水平方向的扩散流动速度较小,起火初期一般为0.1-0.3m/s,起火中期为0.5-0.8m/s。而烟气在垂直方向的扩散速度更快，一般为1-5m/s。大跨度大空间建筑内部可燃物多且室内空气流通不畅，而且没有相应的排烟设施，一旦发生火灾，燃烧物将释放出大量的烟雾，使得现场的能见度很低，而且产生的烟雾中含有一定比例的有毒成份，特别是生产原料为塑料、橡胶等产品时，烟雾中的有毒成份所占比例更高，这就给救援行动的展开带来一定的困难。
（三）空间过大，构件容易坍塌。由于大跨度大空间建筑一般采用大跨度结构，而现行的《建筑设计防火规范》对大跨度建筑的防火要求较宽，特别是在防火分区的划分上标准相对较低，厂房越造越大，现行规范存在“滞后”现象。再加上这种结构的厂房可变性较大，厂房在实际使用时企业往往变更了使用功能，降低了耐火等级，且为追求大空间和节约资金而忽视了必要的分隔，其防火分区大大超出了安全的要求。一旦发生火灾后，在火焰和高温的作用下，烟气和火势迅速蔓延至整个厂房，承重主体构件的承载能力快速下降，在厂房本身构件荷载的作用下，加速了承重结构的变形，短时间内出现倒塌现象。构件倒塌后，内部堆积和存放的物资会散乱，随之建筑内部会出现更大的空隙，内部阴燃火会一下子形成有焰燃烧，这样就会促使现场火势在短时间内更加猛烈地燃烧起来，给整个扑救工作增加无形的难度。
（四）情况复杂，战斗展开困难。大跨度大空间建筑占地面积大，工艺涉及面较为广泛，建筑物内部的使用功能多样化，有的企业更是从原材料到最终成品整条流水线作业，功能的复杂化决定了使用物资的多样化，这必然使得内部情况变得复杂，可燃、易燃材料，固态、液态和气态材料大量共存，一旦发生火灾后，不同的工段将会出现各种形式的燃烧现象，这就使得在战斗展开时要分别处理、逐个对待，选择得当的战斗模式和正确的灭火药剂，给整个现场的战斗指挥提出了很高的要求。如果厂房倒塌后，屋盖覆于燃烧物之上，使灭火剂无法到达火焰。
（五）面积超大，力量不足，供水艰难。一般大跨度大空间建筑的建筑面积都在几千平方米左右，规模较大的建筑面积都在一万平方米以上，如此大的面积再加之内存大量的可燃、易燃物资，一旦发生火灾，火势蔓延开来，势必形成一个大面积的火场，扑救如此类型的火灾，对辖区的消防力量是一个严峻的考验。如黄岩“三叶”集团有限公司火灾过火面积11300平方米，如出口径19mm的水枪，按每支水枪最大控制面积50平方米计算，则需要226支水枪，按1小时供水量计算，火场上需5288吨水，而辖区的消防力量和水源远远不能达到这样的要求。结合大跨度大空间建筑的实际特点，周边水源缺乏的情况，在扑救过程中，保证火场的供水不间断也是一项艰巨的任务。
（六）纵深蔓延，残火消灭持久。大跨度大空间建筑内堆积物资涉及到原材料、半成品、成品等，大量的物资存放，在有限的空间内大多以堆垛的形式放置，例如：纸箱、塑料包等，而且堆垛高而密，一旦发生火灾，火势蔓延开来，火焰通过堆垛间的缝隙和内部通风孔洞向纵深延烧，再加之建筑构件的坍塌，内攻近战危险性较大，在危险区域的实战上缺少经验，这就使得内部阴燃火的扑救成了一场持久战，所以真正的战斗结束往往要耗时数十小时。
（七）危险性大，防消经验缺乏。在现行可操作的专业性建筑设计规范中，对大跨度大空间建筑的设计和施工没有针对性的条文规定，对建筑的使用功能上没有强制性的消防设施配备标准，例如:防排烟系统和自动喷水灭火系统等固定灭火设施，这样就促使一些框架结构从设计初始便存在了先天性的不足，而防火监督部门针对存在不足拿不出有说服力的规范条文，使得这些漏洞最终成为引发火灾的导火索。大跨度大空间建筑一旦发生火灾并形成大面积燃烧后，单靠辖区大队现有装备和执勤力量是无法实施和有效控制的。虽然，当前基层中队在此类火灾的扑救上均都加强了第一出动力量，但考虑到单位管理机制不完善、消防设施缺乏，距离市区消防队远、厂区水源缺乏等一系列综合情况，第一出动力量到场时基本上已错过了扑救火灾的最佳时间。对于基层消防指挥员而言，大跨度大空间建筑火灾的扑救是一个全新的课题，在实战的指挥战斗中，缺少成熟理论和成功经验的借鉴，在全局的把握上，缺少准确性和稳定性，仅仅只能依靠参战官兵发扬英勇顽强、连续作战的战斗作风来取得胜利，这在一定程度上含有冒险成分，客观上也无形地加大了扑救过程中的危险性。
四、大跨度大空间建筑的钢结构与钢筋混泥土结构火灾特点及规律区别
（一）轻钢结构承载能力随温度的升高而逐渐降低，不会因燃烧而突然断裂，当用水进行冷却时，轻钢柱、梁的承载力可重新恢复。而混凝土结构被火烧后，结构的机械强度受到破坏，承重能力减弱，加之外部射水后不但增加了荷载，而且短时间内混凝土强度因分解产物吸水膨胀等作用而进一步降低，可能发生突然断裂、倒塌现象。这也是钢结构与混凝土结构在水冷却后的主要区别。
（二）钢结构，顶部梁与梁之间一般相互连接；而钢筋混泥土结构，每跨的梁一般分别搁在柱子顶部的，跨与跨之间的梁一般不相互连接。钢框架柱，当温度在200℃以内时，钢材的强度基本不变，温度在250℃以内时强度还有局部性的提高，但超过300℃以后，钢材的强度开始显著下降，当温度达到500℃时，强度则下降一半，钢开始熔化、扭曲，当温度达到600℃时，其强度几乎等于零，框架倒塌；钢筋混泥土框架柱，受热低于300℃时，温度升高对柱子强度影响不大，甚至使强度增强，受热高于300℃，混凝土产生脱水、龟裂、晶体破坏、体积膨胀等现象，当温度达到600℃时，钢筋混凝土构件承载力受到影响，但不会倒塌，700—900℃混凝土中的CaCO3发生分解，燃烧90min以上构件产生倒塌。
（三）钢结构，一般不会在瞬间突然塌落，它会随着钢柱子的熔化和其它柱子的拉力影响而缓慢倒塌，但不会引起其它区域大面积的倒塌；钢筋混泥土柱框架结构，在燃烧最猛烈的一跨内，梁及屋盖会先倒塌，只要柱子不断裂，其他跨一般则不会倒塌。
五、战术思想与火灾扑救对策
（一）树立打持久战的思想。大跨度大空间建筑火灾极易形成大面积的立体燃烧，造成“敌强我弱”的被动局面。如黄岩的“三叶”火灾，过火面积达到11300平方米，当时火场风力5—6级，按一支水枪控制50平方米计算，火场需要226支水枪，每辆车出3支水枪，则要76辆消防车，而辖区中队只有6辆消防车，增援7辆消防车，30名指战员投入战斗，连续奋战36个小时。在扑救大跨度大空间建筑火灾中，指战员必须树立打持久战的思想，充分调集增援力量，保证火场供水的充足、有序，同时要根据火场情况及时调集后勤保障物资。如：空气呼吸器的调集及其气瓶的及时充装，水带、车辆、手抬泵、充气泵、人员力量、相关部门的增援调集，通讯工具的配备，人员的更换等。
（二）确立“冷却先于灭火”的战术思想。大跨度大空间建筑一旦发生火灾，轻钢柱子将会在短时间内失去承载能力，发生扭曲、倒塌现象，不仅有可能造成人员的重大伤亡，而且也会使建筑物内的财物因倒塌砸震损坏；同时，倒塌后燃烧物通风条件良好，会进一步加速火灾蔓延，较短时间内形成大面积火灾；另外，倒塌后大量钢构件堆压在燃烧物上，也给扑救带来了较大地困难。因此，在灭火作战中，只有着眼于保证建筑物整体结构的安全，才不失扑救火灾的积极意义和作用。要做到这一点，尽快地冷却钢构件是唯一的有效办法。这样可以在火灾环境温度不变或环境温度增强的情况下，使钢构件的自身湿度下降，从而有效地保证钢构件的强度不遭破坏。同时，冷却钢结构所散发出的水蒸气可以提高火场的湿度，降低火灾的环境温度。如在100℃的条件下，一公斤水变成水蒸气可吸收热量539千卡。同时，水变成水蒸汽，其体积扩大了1725倍，水蒸汽占领燃烧区空间，不仅增大了环境温度，而且产生情化气体隔绝空气，达到窒息灭火或阻碍火灾蔓延的作用。另外，冷却反射下来的水流也能直接灭火。因此，用足够的水流冷却钢构件，具有很大的优越性，冷却应先于灭火，应当成为扑救钢结构火灾的作战原则，但实施冷却和灭火两者不能截然的对立起来。火灾中情况各异，客观上要求指挥员根据火势和灭火力量的对比，把两者很好地结合起来，依据不同的情况，处理好冷却和灭火地关系。值得一提的是，虽然现代建筑设计已经停止使用铸铁作为结构材料，但较旧地建筑中仍可见到。铸铁受热达到一定的温度时，突然冷却会导致跪断而产生倒塌。所以，在实践中应将钢结构与铸铁构件严格区别开来。
（三）采取“先堵截，后分割，再消灭”的战术原则。所谓控制火势，就是要把兵力部署在火势发展的主要方向和受火势威胁的部位上，控制火势发展，逐步向火点进攻，缩小燃烧范围。一般的说，有直接堵截火势，防止火势扩大；有冷却堵截，即对燃烧和邻近的可燃物、柱、梁等进行冷却。所谓分割，就是对大面积火灾采取穿插分割，尔后逐一消灭的思想。对于大跨度大空间建筑火灾，指战员要采取先堵截火势的蔓延，然后利用框架内的间距、堆垛的间隔、通道等有利条件，进行分割，将燃烧区分割成若干片，尔后逐片予以消灭。
（四）分清局部和全局的关系。凡带有统筹火场各个方面和灭火战斗各阶段性质的，都是灭火战斗的全局。局部隶属于全局，全局统帅局部。任何一级指挥员都要树立全局观点，使局部服从全局。有时局部可行，但全局不一定可行，这时就必须“见利不趋”，不能因小失大。由于事物矛盾的不平衡性，各个局部在全局中的地位是不平衡的，有的局部本身就有全局意义，起决定作用。在指挥灭火战斗中，对带有全局意义的局部，要特别加以注意。在灭火战斗部署上要选择对全局有决定意义的局部。尤其是大跨度大空间建筑火灾，当辖区兵力不足，增援力量没有到达之前，必须把到场的兵力部署在火势蔓延的主要方面，或者是影响全局的局部位置上，控制火势，造成局部优势。
（五）通过科学合理地布置水枪阵地充分发挥每一支水枪效能。根据火场情况，如果大面积发生燃烧，燃烧又比较猛烈，应采取射程远、冲击力大的带架水枪打击火点，并冷却周围的梁和柱，然后采取以内攻为主的战术方法。以钢柱子为主的框架结构，在内攻时，水枪手要先冷却柱子和顶部钢架使其恢复较高强度，同时缓慢前进逼近燃烧区；以钢筋混泥土为主的框架结构，在内攻时，水枪手要站在非燃烧的一榀框架底下朝燃烧区射水，防止燃烧区上方屋顶倒塌伤人。如果是初始阶段，战斗员应携带个人防护装备，尽量接近火源，采取速战速决的战术方法，尽快扑灭火灾。对于钢框架结构，在建筑倒塌之前应注重对钢结构的冷却，防止结构坍塌。对于有天窗的大面积、大跨度厂房，在确保安全的情况下可从屋顶布置水枪，实施“空中打击”。通常一支19mm水枪在地面进攻它的控制面积为50平方米，控制周长为15-20米，而当从上而下进攻时，因射水角度和射水距离增加，其控制周长成倍增加，“空中打击”后可“超常”发挥每支水枪的效能。2003年8月14日，浙江省台州市飞跃集团家用缝纫机车间发生火灾，该厂房东西长109米，南北长84米，建筑面积约9618平方米，火灾猛烈燃烧面积1728余平方米，过火面积达9618余平方米。该车间内安装有14条生产流水线，存放8万多台电脑缝纫机成品及精密零配件。为了减少火灾产生的水渍损失，指战官兵只出了13支水枪，之中有5支水枪是从屋顶天窗自上而下打击火点的，台州市消防支队用了不到一个半小时就控制住了火势。而照例理论计算，13支水枪是远远不止的。
（六）依靠科学破拆来改变火势蔓延途径。火势的蔓延在很大程度上依赖于火灾产生的高温烟气的蔓延，烟气流动扩散的速度与烟气的温度、流动方向有关。大跨度大空间建筑面积超大，但火灾初期着火范围往往是有限的。在火灾扑救中不能盲目破拆建筑门窗，要合理应用流体力学的原理实施科学破拆，一旦破拆位置不当将会使火势迅速的扩大蔓延至整个空间。在整个建筑内部充满浓烟和热气的情况下，只能对上风方面的门窗实施破拆，尽量减少了新鲜空气的进入，延缓了火势的发展，同时通过水枪射水降低火场温度。若同时破拆上、下风向的门窗，火势很快会顺着烟气蔓延扩大。如果屋顶有天窗，可在构件耐火极限时间范围内，在确保安全的条件下破拆燃烧点正上方天窗，使烟气和积热从上方导出。同时，屋面人员要与地面内攻人员保持联系，屋顶破拆与地面水枪冷却掩护同步实施。但当火场燃烧时间超过构件耐火极限时间时，屋顶破拆不可取。
六、注意事项
（一）辖区大队要充分利用社会联动机制，调集有关力量，搞好火场的后勤保障，包括将受伤人员及时送往救治、将疏散出的重要物资及时移交单位或公安部门实施看护等等，同时寻求社会相关职能部门的协同帮助，共同处理有关事务，譬如现场的交通管制、警戒线的划定、水源的供给等等；
（二）因火场燃烧物较多，且特性各不相同，扑救中应选用正确、恰当的灭火器材和灭火剂，不得盲目进攻，从而造成更大的损失；
（三）大中队指挥员对辖区内的大跨度大空间建筑建筑要做到底数清、情况明，要有计划地组织人员对相关单位进行熟悉，大中队之间搞好沟通、交流，做好防消结合；
（四）参战人员要充分利用器材装备以及个人防护装备，做好自身防护，避免不必要的伤害事故。
总之，社会在发展，时代在前进，大跨度大空间建筑在增多，其功能和结构也越来越复杂，新情况，新问题，起来越多，这就要求我们消防部门在火灾扑救中必须不断探索和研究。在此，本文只做了初步的分析，有待于在实践中不断总结经验。
