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木材易燃?木结构建筑的防火性能你想象不到!

木材易燃?木结构建筑的防火性能你想象不到!

打印 0条评论来源:国家装配式建筑

木结构建筑的燃烧性能是建筑工程中经常被大家误解的知识点。


木材易燃吗?答案是肯定的。但木结构建筑的防火性能却要比我们想象中好很多!重型木结构建筑经设计甚至可以达到2 小时的耐火极限!


是不是感觉有些不可思议呢?木材的防火性能差,为什么木结构的建筑防火性能却大大提升了?本篇文章,小编就将为大家分析现代木结构建筑是如何做到防火阻燃的。


一、木结构建筑自身的防火优势


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仅从材料、结构角度出发,人们在传统认知中认为诸如钢材、水泥和砖石一类的材料是不易燃烧的,但事实上,以上的各种非木质材料在高温的火灾面前,同样会形变和损坏,从而破坏建筑结构受力,最终导致建筑物的坍塌。


而木材在一般情况下,当温度达到250℃之后便会燃烧,在木材着火并且火势凶猛的情况下,木材通常以0.64mm每分钟的速度炭化,炭化所形成的炭化层能够将木材与外界隔离,并提高木材可承受的温度,延阻木材燃烧速度,保证建筑结构不至于发生形变,为灾后逃生救援提供更充裕的时间。


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木结构燃烧后仍具备荷载能力


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钢结构燃烧后失去荷载能力


在重型木结构中往往包含了规格比较大的木梁或者木柱,这些木梁与木柱由于自身的截面尺寸较大,其自身的耐火性能就更强。因此,在木结构建筑中,也会采用截面尺寸较大的木构件来提高建筑的耐火极限。


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△截面面积240×180的木梁在火灾环境63分钟后的碳化情况


不同种类的木材其防火性能也会有所差异,在木结构进行防火设计的过程中,也可以依据设计荷载与木材炭化速度等选择合适的木材种类与木材截面尺寸,通过木构件自身所具有的耐火性能来满足木结构建筑的耐火极限要求。


二、木结构建筑防火性能的提升优化


除了倚仗木结构建筑自身的防火优势,现代木结构建筑在设计的过程中,还会人为的采取多项措施,以提升木结构建筑的综合防火性能。


在木结构的防火设计中,一方面需要对木结构的用途、层数、面积等进行控制;另一方面需要设置必要的安全措施,降低火灾发生时造成的损失。通过对木结构建筑进行合理的结构设计,实现对火势蔓延的有效控制,以提高木结构建筑的防火能力。采取的措施通常有以下几点:


1. 对木材的防火阻燃处理


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△木材阻燃剂测试


针对木材的特性,现代工艺会对木材进行一些针对性处理。现代木材通常使用水性防火阻燃液处理,采用浸渍、喷涂等方法,将阻燃液涂覆于木材表面,使木材不易燃烧的同时,还在一定程度上增加了防腐、防锈、耐酸碱、耐水、耐盐雾等性能。


2. 在木结构建筑内部设置防火分区


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在建筑内部的某一个空间发生火灾之后,在热气体的对流与辐射作用之下,火势或沿着楼板、门窗等向着其他空间不断蔓延,最终导致整个建筑全面出现火灾。


因此,在木结构建筑中可以设置防火分区,将火势有效地控制在一定的时间与区域中。对木结构建筑防火分区设置产生影响的因素包括建筑层数、建筑长度、建筑面积等,同时可以通过防火墙防止火势蔓延到相邻的建筑中。


3. 在木结构建筑之间设置防火间距


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在建筑物中出现火灾之后,在热气体辐射的作用之下可能会引发临近建筑物起火的现象,同时在出现火灾之后要充分考虑到人员疏散与火灾救援的需求。因此,建筑物之间也必须设置合理的防火间距。


一般情况下,砖木结构建筑之间的防火间距应该大于8m,木结构建筑之间的防火间距应该大于12m,避免在火灾发生时出现“火烧连营”的情况。为了避免外部火灾对木结构建筑造成的威胁,在一些有条件的地方可以在木结构建筑周围开挖防火沟,同时需对建筑周围的杂草、枯叶等可燃物进行及时处理。


4. 木结构建筑防火的构造措施


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在木结构建筑中,火灾发生过程中最为明显的特征就是容易出现飞火的情况。因此,在木结构建筑的屋顶表面必须采用不可燃材料。如果木结构建筑呈现出高地错落的形态,那么还必须考虑到如果较低部分发生火灾时,火焰会向着较高部分的外墙蔓延,需加强建筑外墙的耐火防护。


相关的火灾实验证明:发生火灾的建筑对周围建筑的影响主要取决于周围建筑外墙的耐火极限与外墙门窗洞口的开口比例。如果相邻的建筑物在外墙上并无门窗洞口,同时周围建筑的耐火极限在一个小时以上,则两栋建筑之间的防火间距可以适当地减小,最低限度为4m。部分建筑外墙无法做到完全没有门窗洞口的情况下,外墙的开孔不得超过外墙面积的10%,其耐火极限必须在1h以上,在外墙的围护结构中必须采用不可燃的材料。


在木结构建筑中,最容易引发火灾的就是厨房,因此厨房应该进行单独设置,同时在厨房中应该设置防火措施,防止火焰或者火星危害,确保木结构能够与火源完全隔离开来。


同时还应该在楼板上通过各种不可燃材料进行衬垫,确保火源与楼板之间分离开来。当房屋有采暖管道通过木构件时,其管壁表面应与木构件保持不小于50mm的净距离,若采暖管道的温度超过100℃,此净距离则需适当加大或采用非燃材料隔热。


5. 设置自动报警与灭火系统


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在发生火灾时,自动报警系统对于人们的撤离有着非常关键的作用。


当前,在建筑火灾中确保人身安全最为常用的方式就是在建筑中安装探测系统与报警系统。可以在建筑内安装烟感探测器或者温感探测器,确保能够及时发现火灾。并通过在建筑物中安装喷淋系统来应对和排除日常生活中存在的火灾隐患。


同时需要安装的还有喷淋系统。当出现火灾之后,喷淋系统会自动触发,在燃烧区域喷洒冷水,在消防员到达之前对火势进行有效的控制,为建筑增加附加的安全指数。


三、结语


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没有哪种建筑结构能够完全防火,任何建筑材料都可能受火灾影响。有些建筑材料比如钢材可能不易燃烧,但是在遇到典型的建筑火灾时,它们往往更容易失去强度,导致整体结构失效,从而增加了消防救援的难度。而木结构建筑在火灾中则更能保持其建筑结构的稳定,为逃生救援提供更多的机会。


在当前木结构建筑的应用与推广过程中,最为关键的问题之一就是防火安全问题。现在木结构建筑已经发展为一个完整成熟的建筑体系,也有配套的国家建筑防火规范规定《建筑设计防火规范》(GB 50016-2014),其中对现代木结构的高度、建筑面积、适用类型、建筑物之间的防火间距、构件的耐火极限、消防设施配置等被动和主动防火技术要求都有非常明确的规定。


(责任编辑:何雯丽)



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[责任编辑:Susan]

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