木结构建筑防火初探.doc

木结构建筑防火初探近来，随着经济的发展，在大多数城市的城郊周围出现了大量的休闲山庄，这些休闲山庄大多为周边的农民利用自己的田地建造，结构简单，均为木制结构，建造时所用的时间很短，有时一、两个月即全部完工。而且大多成片建造，建筑之间没有防火间距。所用的电气线路也只是套普通的套线槽保护。建造者法制意识淡薄，在建造时未依法向公安消防机构申报，致使公安消防机构在发现这些场所时，这些场所均已完工，并投入使用。由于这些场所未经公安消防机构审核合格，就擅自施工，存在着极大的先天不足。万一发生火灾，将火烧连营，造成极大的损失。可是我国建筑设计防火规范GBJ16-87（2002版）第5.1.1条中对耐火极限为三级、四级的民用建筑是否可作为餐饮场所未做出明确的规定，而在建筑内部装修设计防火规范GB50222-95（2002版）中第3.2.1条中则明确规定了歌舞厅、餐馆等娱乐、餐饮建筑在营业面积超过100平方米时，顶棚只能使用A级装修材料。这两者之间似乎存在有冲突，如果有冲突的话，又如何在两者之间协调呢？笔者认为可以借鉴一下加拿大在木制结构防火这方面的经验。通过对加拿大与我国在建筑防火方面的消防设计和审核进行比较，从而借鉴一种既科学又实际的消防理念。由于盛产木材且木结构建筑材料具有可以再生、生产耗能少、环保等优点，因此在加拿大的许多建筑，尤其是住宅建筑及低层商业性建筑中木结构建筑材料被广泛采用。在加拿大，木结构分为轻型木结构和重型木结构，相应的木结构的防火设计也分成轻型和重型木结构防火。通常轻型木结构采用外包石膏防火板，用以阻断及防止火焰直接烧木构件，以满足建筑构件的耐火极限要求。石膏防火板的耐火极限是比较高的，最大的可以达到5h，目前我国也有类似的材料。这种材料不仅可用于木材料的保护，同时也可用于钢结构的保护。重型木结构构件(包括梁、柱、楼板)采用实木或胶合木建造。与轻型木结构不同，重型木结构的构件是建筑内主要承重构件。未经强化防火处理的金属构件遇高温时容易降低强度，会使建筑物突然坍塌。钢材在温度达到232以上时，其强度迅速下降，温度达到750左右时，其强度仅是原来的10。而一般建筑起火时，温度则在700900。所以从另一个角度来看，木构件在火灾时比钢构件更安全、可靠。重型木结构防火是依靠构件燃烧时表面产生的炭化层减缓火焰进一步向构件内部燃烧，经过火烧后焦黑的外层在火灾的过程中扮演了“绝缘”的角色，降低了内部材质烧焦的几率。根据设计荷载要求，结合不同的树种的木材在受火焰作用时的炭化速度，根据规范提供的计算公式得出构件的尺寸，经过计算得出构件在火灾后一般能保持原构件设计强度的8590。同时可对重型木构件本身进行难燃处理，即采用木结构防火涂料加压浸泡或涂刷，这样处理的结果能降低木构件表面火焰燃烧速度，相应提高构件的耐火极限，改变其燃烧性能，但不能提高构件的耐火等级。按照我国现行的建筑设计防火规范GBJ1687（2002年版的有关规定，建筑的耐火等级不仅要求建筑构件的耐火极限，同时对其燃烧性能又有严格的要求。根据建筑构件燃烧性能及耐火极限，我国的建筑设计防火规范把建筑物的耐火等级划分为一、二、三、四级。一级最高，耐火能力最强；四级最低，耐火能力最差。建筑物的耐火等级取决于组成该建筑物的建筑构件的燃烧性能和耐火极限。我国建筑材料燃烧性能分级是按照国家标准建筑材料燃烧性能分级方法（GB8624-97）执行的，一般将建筑材料燃烧性能分为四个等级：A：不燃烧性建筑材料；B1：难燃烧性建筑材料；B2：可燃烧性建筑材料；B3：易燃烧性建筑材料。我国耐火极限的判定条件：第一，失去完整性，或完整性被破坏：当用标准规定的棉垫进行完整性测量时，如果棉垫被引燃，则表明试件失去完整性。第二，失去绝热性，或失去隔火作用：如试件背面的平均温升超过试件表面初始温度140，或单点最高温升超过初始温度180时，表明试件失去绝热性。第三，失去承载能力和抗变形能力：如果试件在实验中发生垮坍或变形量超过规定数后，则表明其失去支持力。影响耐火极限的因素主要有：其一，材料的燃烧性能；其二，构件的截面尺寸；其三，保护层的厚度。因此，我国现行的建筑设计防火规范(GBJ1687（2002年版）的有关规定中，其中关键的一点便是在三、四级耐火等级的建筑中有些建筑构件允许设计采用难燃烧材料或可燃烧材料，但建筑的耐火等级将直接影响建筑的防火间距、防火分区、安全疏散等，即三、四级耐火等级的建筑及（下转第20页）（上接第21页）其防火间距、防火分区、安全疏散等最大允许值均小于一、二级耐火等级的建筑。而加拿大则不同，加拿大对建筑物耐火等级的划分不是单单依赖于建筑结构材料的燃烧性能。加拿大历史上许多次大火灾的经验证明，火灾造成人员伤亡与结构材料的燃烧性能没有直接关系。其建筑构件的耐火试验均按一个统一的实验标准来对建筑构件进行实验检测，不管建筑构件以何种材料构成，只要通过实验的有关标准均视为达到规定的耐火等级，即只强调建筑构件的耐火极限而不考虑该建筑材料属于可燃材料还是非燃材料。建筑构件的耐火极限实验，按ASTMEll9的有关规定，在规定的时间内判断建筑构件达到耐火极限的标准为：第一，背火面无热气或火焰穿透；第二，承重构件在设计荷载下保证强度和抗变形能力；第三，试件背火面的平均温度不超过139；第四，试件背火面任意点的温度不超过181；第五，无消防水流穿过。综合上述，笔者认为耐火极限在加拿大的消防设计理念中十分重要，不考虑建筑构件的燃烧性能，只强调建筑构件的耐火极限，使得木结构可以得到广泛的应用。同时强