木結構建筑防火設計中的問題分析范文

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［摘要］針對木結構建筑及其防火設計，對耐火極限、建筑層數及面積和防火間距三個關鍵問題進行分析，并提出相關建議及研究發展方向，以提高木結構建筑防火設計水平。

［關鍵詞］木結構建筑；建筑防火設計

木結構建筑在當前仍有很大范圍的使用，對木結構建筑而言，其最大的問題在于防火，一旦木結構建筑起火，則很難有效控制，造成嚴重的后果。因此，必須重視并做好木結構建筑防火設計。

1耐火極限問題

耐火極限是指進行耐火試驗時，從開始受到火的作用，到完全喪失承載能力經歷的時間，不同國家對這一指標有不同的要求。美國按照IBC標準，根據建筑材料是否具有可燃性和是否采取了防火保護措施把建筑分成九類。按建筑類別，對構件耐火極限提出要求。針對重型木結構而言，外墻應采用耐火極限不少于2h的材料，且不能具有可燃性，內部構件應采用耐火極限不少于1h的材料，完成阻燃處理的框架，也可用于建筑外墻。另外，如果建筑設有自動噴水裝置，則可適當降低對材料提出的耐火極限要求。與此同時，對木構件的截面尺寸也提出了明細要求，以此進一步保證耐火極限：（1）當柱承受樓面上的荷載時，其寬度×高度應為203mm×203mm；（2）當柱承受屋面上的荷載時，其寬度×高度應為152mm×203mm；（3）對于樓面梁，其寬度×高度應為152mm×254mm；（4）對于樓面拱，其寬度×高度應為203mm×203mm；（5）對于樓面桁架，其寬度×高度應為203mm×203mm；（6）對于從樓面上起始的木屋架及屋面拱，其寬度×高度應為152mm×152mm（上部分）及152mm×203mm（下部分）；（7）對于從墻頂起始的木桁架及屋面拱，一級其它在屋頂使用的結構，其寬度×高度應為102mm×152mm[1]。

在我國的相關設計規范當中，也針對木結構提出了和燃燒性能及耐火極限有關的要求，比如，對于防火墻，其耐火極限應達到3.00h以上，且應為不燃燒體；對于承重墻（包括分戶墻、樓梯墻、電梯井墻），其耐火極限應達到1.00h以上，且應為難燃燒體；對于非承重外墻（包括走道隔墻），其耐火極限應達到1.00h以上，且應為難燃燒體；對于分室隔墻，其耐火極限應達到0.50h以上，且應為難燃燒體；對于單、多層承重柱及包含屋頂、梁和樓蓋等在內的承重構件，其耐火極限應達到1.00h以上，且應為難燃燒體；對于疏散樓梯，其耐火極限應達到0.20h以上，且應為難燃燒體；對于室內吊頂，其耐火極限應達到0.25h以上，且應為難燃燒體。NBCC標準提出，如果建筑可以使用具有可燃性的材料，并且對耐火極限提出的要求在0.75h以內，則可運用重型木結構。但木構件的表面必須平整，成型后構件的截面尺寸不能有突變，且用于承重的柱，其上、下層必須保持連續。通過對不同標準提出的要求的對比，可得出以下結論：第一，相比之下，德國提出的耐火極限標準相對較低，通常為0.75h。而美國相對較高，通常在1-2h范圍內，同時還要通過對尺寸的限制來達到預期的耐火極限。第二，IBC標準提出，如果建筑采用自動噴淋裝置，則可放寬對耐火極限提出的要求[2]。

2建筑層數及面積

按照現行設計規范的要求，對于采用木結構的建筑，其層數應控制在三層以內，樓層數不同的木結構建筑，其長度和面積應滿足以下要求：（1）單層木結構建筑，長度不能超過100m，面積不能超過1200m2；（2）雙層木結構建筑，長度不能超過80m，面積不能超過900m2；（3）三層木結構建筑，長度不能超過60m，面積不能超過600m2。而國外針對木結構建筑樓層數和面積提出的要求主要將建筑用途與是否裝有自動噴淋裝置為依據來確定：（1）美國對居住用木結構建筑的要求為：耐火極限應達到TypeV，樓層數為3層或4層，當裝有自動噴淋裝置時，面積不能超過3300m2與5700m2，當沒裝自動噴淋裝置時，面積不能超過1100m2與1900m2；美國對商務用木結構建筑的要求為：耐火極限應達到TypeV，樓層數為3層或4層，當裝有自動噴淋裝置時，面積不能超過4800m2與9900m2，當沒裝自動噴淋裝置時，面積不能超過1600m2與3300m2。（2）加拿大對居住用木結構建筑的要求為：極限耐火應達到0.75h以上，樓層數不能超過3層，當裝有自動噴淋裝置時，面積不能超過1800m2；當沒裝自動噴淋裝置時，面積不能超過600m2；對商務用木結構建筑的要求為：極限耐火應達到0.75h以上，樓層數不能超過3層，當裝有自動噴淋裝置時，面積不能超過4800m2；當沒裝自動噴淋裝置時，面積不能超過1600m2。（3）德國的木結構建筑大多為獨棟建筑，相關標準對耐火極限、建筑面積都未提出要求，但樓層數不能超過3層[3]。

3防火間距問題

防火間距即保證建筑間能有充分救援、疏散空間的間距。上述提到的IBC標準與NBC標準均以開口情況為依據，結合外墻采用材料進行防火間距的設計，美國要求防火間距達到1.5-3.0m，加拿大要求防火間距達到1.2-2.0m。瑞士與德國均提出了最小值，為4m與6m。此外，瑞士的相關規范還要求，如果相鄰兩棟建筑之間的距離在4m以內，則應采取能有效抑制火災不斷蔓延的措施。我國在這一方面提出以下要求：樓層數在3-4層范圍內的住宅及商務建筑，如果外墻上的門窗開洞總面積小于外墻總面積1/10，則應將防火間距控制在5-7m范圍內。

4結論

（1）在設計中，可借鑒加拿大的做法，即從耐火極限這一方面著手，使結構受到火的作用后依然能保持穩定，創造更多的逃生時間。（2）積極研發新型阻燃材料，以及高效且環保的阻燃劑。（3）分析木結構及其用膠在火災條件下的使用性能。（4）分析噴淋裝置對木結構具有的保護作用，以及能預防火災快速蔓延的有效措施。

參考文獻

[1]李嘉慧，劉藝文，王正，孫欣瑜，李婷，陳偲.木結構建筑梁柱防火性能分析研究[J].木工機床，2018（01）：12-14.

[2]劉山山.關于木結構建筑防火技術的研究[J].消防技術與產品信息，2017（11）：17-19.

[3]張晉，李成，張悅洋，蔡建國.木結構抗火性能及防火設計研究現狀[J].工業建筑，2016，46（02）：112-119.

作者:黎杞昌 單位:江西省天浩國際設計有限公司