防火防爆工程学

1、防火防爆工程学第1页，共43页，2022年，5月20日，14点19分，星期四建筑分类（一）按使用性质分类生产性建筑非生产性建筑（民用建筑）工业建筑农业建筑厂房库房居住建筑公共建筑住宅宿舍文教医疗商业行政办公交通通讯广播体育旅馆观演第2页，共43页，2022年，5月20日，14点19分，星期四建筑分类木砖木砖混钢筋砼框架剪力墙筒体钢结构按结构分现浇现砌式预制装配式部分现浇部分预制式按施工方式分第3页，共43页，2022年，5月20日，14点19分，星期四建筑分类（四）建筑组成（建筑构件）基础：墙：外墙、内墙，承重墙、非承重墙（围护）楼板层：水平承重构件（地坪：与土层接触）屋顶：顶部的外围护构件和

2、承重构件楼梯：垂直交通设施门窗：门：交通和隔离隔离房间；窗：采光、通风、分隔第4页，共43页，2022年，5月20日，14点19分，星期四第二节 建筑物耐火等级一、建筑材料的高温性能二、建筑构件的耐火性能三、建筑物的耐火等级四、钢结构耐火保护方法第5页，共43页，2022年，5月20日，14点19分，星期四耐火性能：着火性（燃烧性能），耐火时间（耐 火极限），燃烧速度， 发热量力学性能：高温下力学性能随温度的关系发烟性能：烟气生成毒性性能：毒性气体隔热性能：导热系数第二节 建筑物耐火等级一、建筑材料的高温性能第6页，共43页，2022年，5月20日，14点19分，星期四（一）建筑钢材的高温性能

3、 建筑钢材分为：钢结构用钢材和钢筋混凝土结构用钢筋1、钢材按材料成份分类 1）碳素钢：低碳钢（Q235）、中碳钢、高碳钢 2）合金钢：在低碳钢的基础上，加入少量合金元素（硅、铬等），保证钢的良好塑性、韧性、提高钢的强度。 分类：低合金钢（16Mn、15MnV）、中合金钢、高合金钢第7页，共43页，2022年，5月20日，14点19分，星期四2、建筑钢材的高温性能（1）强度：钢材随着温度的升高，强度降低，变形增大。在高温下强度降低很快，500左右时强度降低50%。 在200以内，钢材性能没有很大变化；400500之间强度急剧下降；600时强度很低不能承担荷载。 在250附近有兰脆现象，指温度在2

4、50左右的区间内，抗拉强度局部性提高，屈服强度有所回升，强度提高而塑性降低，材料有转脆现象。 约260320时有徐变现象。指在260320的区间内，在应力持续不变的情况下，钢材以很缓慢的速度继续变形的现象。 第8页，共43页，2022年，5月20日，14点19分，星期四（2）塑性：钢材高温中塑性增大（随温度升高，弹性模量降低，伸长率和截面收缩率增大）（3）导热系数较大：常温下58w/m.C钢材在高温下强度降低快，塑性增大和导热系数大，是钢结构在火灾条件下极易在短时间内破坏的主要原因。钢结构往往在15min左右发生倒塌。预应力钢筋为冷拉钢丝、消除应力钢丝和热处理钢筋，在火灾高温下强度下降明显大于

5、普通钢材，500时强度降低80%。（二）混凝土的高温性能混凝土的爆裂：在火灾初期，混凝土表面层发生的块状爆炸性脱落现象。对预应力钢筋混凝土结构影响很大。第9页，共43页，2022年，5月20日，14点19分，星期四螺旋肋光面钢绞线第10页，共43页，2022年，5月20日，14点19分，星期四预应力钢筋砼预制板盘条钢筋螺纹钢筋第11页，共43页，2022年，5月20日，14点19分，星期四二、建筑构件的耐火性能 燃烧性能 耐火极限（一）建筑构件的燃烧性能1、非燃烧体：用非燃材料做成的构件。2、难燃烧体：用难燃烧材料做成的构件或用燃烧材料做成而用非燃烧材料做保护层的构件。3、燃烧体：用燃烧性材料

6、做成的构件。第12页，共43页，2022年，5月20日，14点19分，星期四（二）建筑构件的耐火极限1、耐火极限的定义 对任一建筑构件进行标准耐火试验，从受到火的作用时起，到构件失去稳定性或完整性或绝热性时止，这段抵抗火的作用时间称为耐火极限，一般以小时计。1）失去稳定性：构件在试验中失去支持能力或抗变形能力。2）失去完整性：分隔构件失去阻止火焰和高温气体穿透或阻止其背火面出现火焰。3）失去绝热性：指分隔构件失去隔火作用。背火面测平均温度超过初始温度140或任一测点温度超过初始温度180。第13页，共43页，2022年，5月20日，14点19分，星期四2、耐火极限的判定（1）分隔构件：失去完整

7、性或绝热性（隔墙、吊顶、门窗）（2）承重构件：失去稳定性（梁、柱、屋架）（3）承重分隔构件：由稳定性、完整性、绝热性三个条件控制（承重墙、楼板、屋面板）3、建筑构件耐火极限的意义（1）为正确制定和贯彻建筑防火法规提供科学依据。（2）为提高建筑结构耐火性能，降低防火投资，减少火灾损失提供技术措施。（3）为火灾烧损后建筑结构的加固工作提供依据。（4）是衡量建筑物耐火等级的主要指标。第14页，共43页，2022年，5月20日，14点19分，星期四4、 常用建筑构件的耐火极限（1）墙的耐火极限1）普通粘土砖墙、钢砼墙的耐火极限，与厚度有关厚度（mm）：120 180 240 370极限（h）： 2.5

8、 3.5 5.5 10.5 2）加气砼墙：75 mm2.5h3）轻质隔墙：木龙骨 钢丝网抹灰 0.85h 水泥刨花板 0.3h 板条抹灰 0.85h 钢龙骨石膏板：单层 0.3h ;双层1.25h；双层加岩棉2.1h4）金属墙板：铝钢中间加隔热材料 第15页，共43页，2022年，5月20日，14点19分，星期四（2）柱的耐火极限1）钢砼柱的耐火极限C20砼柱：200200mm 1.4h 300300mm 3.0h 370370mm 5.0h2）钢柱的耐火极限：0.25h（3）梁的耐火极限1）取决于主筋保护层的厚度非预应力钢砼简支梁：10mm 20mm 25mm 35mm 1.2h 1.75h

9、 2.0h 2.3h2）无保护钢梁：0.25h第16页，共43页，2022年，5月20日，14点19分，星期四（4）楼板的耐火极限简支钢砼圆孔空心板（非预应力）保护层厚度（mm）：10 20 30耐火极限(h): 0.9 1.25 1.5预应力钢砼圆孔空心板：保护层厚度（mm） 10 20 30耐火极限（h)： 0.4 0.7 0.85（5）吊顶的耐火极限木吊顶搁栅钢丝网抹灰：0.25h铝吊顶搁栅石棉板：0.85h,双层石膏板0.3h钢丝网抹灰0.25h（6）屋顶承重构件屋架：钢0.25h，钢砼保护层25-30mm，第17页，共43页，2022年，5月20日，14点19分，星期四5、提高构件耐

10、火极限的措施（1）处理好构件接缝构造，防止发生穿透性裂缝；（2）使用导热系数低的材料，或加大构件厚度；（3）使用非燃性材料；（4）增加钢筋砼保护层厚度，或喷涂防火涂料；（5）加大构件截面；（6）粗钢筋配于截面中部，细钢筋配于角部；（7）承重构件提高材料强度等级；（8）改变构件支承条件，增加多余约束。第18页，共43页，2022年，5月20日，14点19分，星期四建筑物具有较高耐火等级的作用：1、在建筑物发生火灾时，确保其在一定的时间内不破坏，不传播火灾。2、为人们的安全疏散提供必要的疏散时间，保证建筑物内人员安全。3、为消防人员扑救火灾创造条件。4、为建筑物火灾后修复重新使用提供可能。耐火等级

11、：是衡量建筑物耐火程度的分级标准。三、建筑物的耐火等级第19页，共43页，2022年，5月20日，14点19分，星期四（1）建筑物耐火等级的分级标准（分为四级）1）构件耐火极限值的选定基准构件：楼板建筑构件在建筑结构中的地位： 承重墙、柱、梁楼板隔墙、吊顶二级耐火等级建筑物的楼板的耐火极限选定为1.0h1、 建筑物耐火等级的划分第20页，共43页，2022年，5月20日，14点19分，星期四普通民用建筑和工业建筑建筑构件的燃烧性能和耐火极限构件名称一级二级三级四级墙防火墙非4.00h非4.00h非4.00h非4.00h承重墙、楼梯间、电梯井的墙非3.00h非2.50h非2.50h难0.50h非

12、承重外墙、疏散走道两侧的墙非1.00h非1.00h非0.50h难0.25h房间的隔墙非0.75h非0.50h难0.50h难0.25h柱支承多层的柱非3.00h非2.50h非2.50h难0.50h支承单层的柱非2.50h非2.00h非2.00h燃梁非2.00h非1.50h非1.00h难0.50h楼板非1.50h非1.00h非0.50h难0.25h屋顶承重构件非1.50h非0.50h燃燃疏散楼梯非1.50h非1.00h非1.00h燃吊顶（包括吊顶搁栅）非0.25h难0.25h难0.15h燃第21页，共43页，2022年，5月20日，14点19分，星期四2）构件燃烧性能特点一级耐火等级建筑：主要建筑

13、构件全部为非燃烧体二级耐火等级建筑：主要建筑构件除吊顶为难燃烧体，其它为非燃烧体。三级耐火等级建筑：屋顶承重构件为燃烧体。四级耐火等级建筑：防火墙为不燃烧体，其余为难燃烧体和燃烧体。第22页，共43页，2022年，5月20日，14点19分，星期四3）建筑物耐火等级判定一、二级耐火等级：钢筋混凝土结构、钢筋混凝土砖石结构三级耐火等级：砖木结构四级耐火等级：木柱、木屋架承重以及砖石等非燃烧体或难燃烧体材料为墙的建筑。第23页，共43页，2022年，5月20日，14点19分，星期四2、高层民用建筑的耐火等级的分级（1）高层民用建筑的划分标准定义：10层及10层以上的居住建筑；建筑高度超过24米，且层

14、数为2层及以上的其它民用建筑。第24页，共43页，2022年，5月20日，14点19分，星期四说明：1）高度的确定：建筑高度为建筑物室外地面到其檐口或屋面面层的高度。住宅建筑的地下室、半地下室的顶板面高出室外地面1.5m时，不计入层数内。2）确定因素：登高消防车的扑救高度 消防车的供水能力 对住宅建筑区别对待 参考国外数据（有较好防火分隔）第25页，共43页，2022年，5月20日，14点19分，星期四登高平台消防车具有5节同步伸缩臂和1节折叠臂，最高可升至53米高空登高平台升起相当于15-18层楼的高度登高平台上配备有高压水炮不但可用于高空救人，还将在高层建筑、大跨度厂房、油类火灾扑救作业当

15、中发挥重要作用第26页，共43页，2022年，5月20日，14点19分，星期四高层建筑防火措施第27页，共43页，2022年，5月20日，14点19分，星期四（3）高层民用建筑耐火等级的分级标准分为两级：一级：所有构件采用不燃烧体二级：吊顶采用难燃烧体，其它采用不燃烧体。（2）高层建筑消防特点1）火险隐患多2）蔓延途径多3）疏散困难4）扑救困难第28页，共43页，2022年，5月20日，14点19分，星期四高层民用建筑的燃烧性能和耐火极限建筑构件一级二级墙防火墙非3.00h非3.00h承重墙、楼梯间、电梯井和住宅单元之间的墙非2.00h非2.00h非承重外墙、疏散走道两侧的隔墙非1.00h非1

16、.00h房间隔墙非0.75h非0.50h柱非3.00h非2.50h梁非2.00h非1.50h楼板、疏散楼梯、屋顶承重构件非1.50h非1.00h吊顶非0.25h难0.25h第29页，共43页，2022年，5月20日，14点19分，星期四（1）影响耐火等级选定的因素1）建筑物的重要性2）火灾危险性3）建筑物的高度4）火灾荷载（2）常用建筑名词1）地下室：房间地坪面低于室外地坪面的高度超过该房间净高的一半。2）半地下室：房间地坪面低于室外地坪面高度超过该房间净上1/3，且不超过1/2者。2、建筑物耐火等级的选定第30页，共43页，2022年，5月20日，14点19分，星期四3）高层工业建筑：高度超

17、过24m的两层及两层以上的厂房、库房。4）高架仓库：货架高度超过7m的机械化操作或自动化控制的货架库房。5）重要的公共建筑：性质重要、人员密集、发生火灾后损失大、影响大、伤亡大的公共建筑。（省、市级以上的机关办公楼、电子计算机中心、通讯中心以及体育馆、影剧院、百货楼，地铁等）。第31页，共43页，2022年，5月20日，14点19分，星期四6）高级旅馆：具备星级条件且设有空气调节系统的旅馆。7）高级住宅：建筑装修标准高和设有空气调节系统的住宅。第32页，共43页，2022年，5月20日，14点19分，星期四（3）工业建筑耐火等级的选定 根据：生产的火灾危险性分类和储存物品的火灾危险性分类，建筑

18、规模大小和高度。1）生产和储存物品的火灾危险性分类（P21） 按生产过程中使用或产生物质的火灾危险性：分甲、乙、丙、丁、戊五类，如固体分类标准甲类：常温下产生燃烧爆炸的物品乙类：不属于甲类的易燃易爆危险品丙类：可燃固体丁类：难燃固体戊类：不燃固体第33页，共43页，2022年，5月20日，14点19分，星期四2）选定厂房的耐火等级的一般要求根据生产的火灾危险性类别而定甲乙类生产应采用一、二级耐火等级的建筑，丙类生产厂房的耐火等级不应低于三级;甲类生产厂房，应采用单层建筑，严禁设在地下室或半地下室;三级耐火等级建筑丙类生产层数不应超过2层，丁戊类厂房不超过3层；甲乙类生产厂房，当其面积小于300

19、m2，且为独立的厂房时，可采用三级耐火等级建筑。第34页，共43页，2022年，5月20日，14点19分，星期四（4）高层民用建筑耐火等级的选定1）高层民用建筑分类：根据使用性质、火灾危险性、疏散和扑救难度进行分类：一类、二类2）耐火等级选定一类高层建筑的耐火等级为一级，二类高层的耐火等级不应低于二级。裙房的耐火等级不低于二级，地下室的耐火等级为一级。第35页，共43页，2022年，5月20日，14点19分，星期四第36页，共43页，2022年，5月20日，14点19分，星期四四、钢结构耐火保护方法（一）充水冷却保护（二）屏蔽法（三）包封法（四）水喷淋法（五）喷涂法：用喷涂机具将防火涂料直接喷涂在构件表面，形成保护层。方法：喷涂、抹涂、辊涂、刮涂或刷涂 。第37页，共43页，2022年，5月20日，14点19分，星期四 防火涂料属特种涂料，当用于不燃烧体时，可降低基材温度上升速度，推迟结构失稳；用于可燃基材时，能推迟或消除其引燃过程。 防火涂料按使用对象分：饰面型防火涂料、钢结构防火涂料和预应力钢筋砼楼板防火涂料。 饰面型防火涂料： 分类：按溶剂介质分为水性和有机溶剂型两类；按原理分膨胀型和非膨胀型。膨胀型：受火焰高温作用迅速膨胀发泡，形成海绵状隔热泡沫层。 用途：用于木材、电缆和钢材表面。第38