木結(jié)構(gòu)的防火設(shè)計(jì)

1、木結(jié)構(gòu)的防火設(shè)計(jì)第一節(jié)木結(jié)構(gòu)防火設(shè)計(jì)原則及防火理念一、木結(jié)構(gòu)防火設(shè)計(jì)原則國家標(biāo)準(zhǔn)《木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50005——2003第一章總則中1.0.6條規(guī)定：木結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，除應(yīng)遵守本規(guī)范外，尚應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。第十章第10.1.1條規(guī)定：木結(jié)構(gòu)建筑的防火設(shè)計(jì)，應(yīng)按照本章規(guī)定執(zhí)行。本章為規(guī)定的應(yīng)遵照《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GBJ16——87的規(guī)定執(zhí)行上述規(guī)定是木結(jié)構(gòu)建筑防火設(shè)計(jì)的根本指導(dǎo)原則。設(shè)計(jì)人員或?qū)張D人員在進(jìn)行工程設(shè)計(jì)、審

2、查時(shí)必須遵守該條規(guī)定，以維護(hù)國家標(biāo)準(zhǔn)的權(quán)威性和公正性。二、木材的燃燒特性木材為可燃燃料，品種不同發(fā)熱量各異。木材受熱，溫度在100℃以下時(shí)，只蒸發(fā)水分不發(fā)生分解。繼續(xù)加熱，溫度在100——200℃時(shí)，開始分解，但其速度很慢。分解出的主要是水蒸氣和CO2，同時(shí)，還有少量的有機(jī)酸砌體。因此，在200℃以下，是木材的吸熱過程，一般不會(huì)發(fā)生燃燒，僅有少數(shù)木材產(chǎn)品最低著火點(diǎn)為157℃在沒有空氣條件下，木材加熱超過200℃即開始分節(jié)。最初比較緩慢，

3、隨著溫度的提高，分解加速。當(dāng)溫度達(dá)到260——330℃時(shí)分解到達(dá)最高峰。木材急劇分解時(shí)，放出可燃?xì)怏w，如：CO、甲烷、甲醇以及高燃點(diǎn)的焦油成分等，而剩余物為木炭。木材在其溫度達(dá)到400——450℃的時(shí)候完全碳化，并在急劇分解過程中放出大量的反應(yīng)熱，故此過程為放熱反應(yīng)過程。木材受熱分解時(shí)，放出的可燃?xì)怏w和產(chǎn)生的剩余物，若與氧氣或氧化劑相遇，則發(fā)生氧化反應(yīng)，放出熱和光，俗稱燃燒。氣體燃燒過程中產(chǎn)生的固體剩余物—木炭，繼續(xù)與氧氣發(fā)生反應(yīng)，即稱

4、之為煅燒，其過程產(chǎn)生大量的熱又使內(nèi)層木材發(fā)生分解，進(jìn)一步分解出的可燃?xì)怏w，又繼續(xù)燃燒，周而復(fù)始，使燃燒往復(fù)交替形成火勢(shì)。在木材受熱分解而急速放出可燃?xì)怏w時(shí)，氧氣在木材表面碳化層的擴(kuò)散收到阻礙，因而氣相燃燒通常是在離木材表面一定距離處進(jìn)行的。由于碳化層傳熱性能差，故當(dāng)表面形成碳化層后，對(duì)碳化層下面的木材與其愛面的氣相燃燒起到了一定的隔離作用，這不僅延緩了內(nèi)層的木材達(dá)到熱解溫度，而且也降低了熱分解速度，導(dǎo)致分解出的可燃?xì)怏w透過碳化層參加外表

5、面與空氣混合的燃燒速度減慢，當(dāng)然，木材深層的碳化速度亦隨之減慢。這就是常見的大截面木構(gòu)件雖然沒有經(jīng)過防火處理但仍然有比較長(zhǎng)的耐火極限的原因三、木構(gòu)件的防火特性木結(jié)構(gòu)分為普通木結(jié)構(gòu)、膠合木結(jié)構(gòu)和輕型木結(jié)構(gòu)三種由于各自的結(jié)構(gòu)性質(zhì)不同其防火性能也有著各自的特點(diǎn)。1普通木結(jié)構(gòu)未經(jīng)防火處理的普通木結(jié)構(gòu)構(gòu)件較為容易被火引燃。但是，由于木材的導(dǎo)熱性能較低，且構(gòu)件在燃燒時(shí)，表面形成的碳化層起到很好的隔熱效果，從而有效的減緩碳化層下未燃燒木材的燃燒速度。

6、這就是普通木結(jié)構(gòu)構(gòu)件雖然是可燃材料，但其耐火極限卻比普通鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件高的多的原因。北美的建筑規(guī)范指出。對(duì)于普通木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中隨著截面尺寸的增加，構(gòu)件耐火極限也相應(yīng)提高。所以，在普通木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，選取適當(dāng)?shù)慕孛娉叽缫彩菨M足耐火極限要求的措施之一。鑒于普通木結(jié)構(gòu)較之膠合木結(jié)構(gòu)、輕型木結(jié)構(gòu)的耐火性能差的特點(diǎn)，故對(duì)一些耐火極限要求高、截面尺寸又不能過大的構(gòu)件則必須采取阻燃劑浸泡或防火涂料噴刷的輔助措施。2膠合木結(jié)構(gòu)膠合木結(jié)構(gòu)主要采用鋸木材或結(jié)構(gòu)膠合

7、木等工程木產(chǎn)品建造，結(jié)構(gòu)體系主要為梁柱體木結(jié)構(gòu)建筑中構(gòu)件的燃燒性能和耐火極限構(gòu)件名稱耐火極限（h）防火墻不燃燒體3.00h承重墻、分戶墻、樓梯和電梯井墻體難燃燒體1.00h非承重外墻、疏散走道兩側(cè)的隔墻難燃燒體1.00h分室隔墻難燃燒體0.50h多層承重墻難燃燒體1.00單層承重墻難燃燒體1.00梁難燃燒體1.00樓蓋難燃燒體1.00屋頂承重構(gòu)件難燃燒體1.00疏散樓梯難燃燒體0.50室內(nèi)吊頂難燃燒體0.25注：1屋頂表層采用不可燃材料

8、2當(dāng)同一座木結(jié)構(gòu)建筑由不同高度組成，較低部分的屋頂承重構(gòu)件必須是難燃燒體，耐火極限不應(yīng)小于1.00h目前可采納的國外數(shù)據(jù)鑒于我國對(duì)木結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐火極限試驗(yàn)數(shù)據(jù)較少，所以《木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》gb——50005——2003所采用的數(shù)據(jù)主要是由北美的主要消防研究所及火災(zāi)實(shí)驗(yàn)室提供。數(shù)十年來，這些機(jī)構(gòu)開展了大量的木構(gòu)件和實(shí)際木結(jié)構(gòu)房屋火災(zāi)試驗(yàn)，數(shù)據(jù)可信度較高（見表）各類構(gòu)件的燃燒性能和耐火極限構(gòu)件名稱構(gòu)件組合描述（mm）耐火極限（h）燃燒性能墻體

9、1墻骨柱：間距為400——600；截面為4090；2墻體構(gòu)造：（1）普通石膏板空心隔層普通石膏板=159015（2）防火石膏板空心隔層防火石膏板=129012（3）防火石膏板絕熱材料防火石膏板=129012（4）防火石膏板空心隔層防火石膏板=1589015（5）防火石膏板絕熱材料防火石膏板=159015（6）普通石膏板空心隔層普通石膏板=259025（7）普通石膏板絕熱材料普通石膏板=2590250.500.750.751.001.00

10、1.001.00難燃難燃難燃難燃難燃難燃難燃樓蓋頂棚樓蓋頂棚采用規(guī)格材擱柵或工字型擱柵，擱柵中心距離400600，樓面板厚度為15的結(jié)構(gòu)膠合板或定向木片板（OSB）1格柵底部有12厚的防火石膏板，擱柵之間空腔內(nèi)絕熱材料2擱柵底部有兩層12厚的防火石膏板，擱柵之間的空腔內(nèi)無絕熱材料0.751.00難燃難燃柱1僅支撐屋頂?shù)闹?）由截面不小于140190實(shí)心鋸木制成（2）由截面不小于130190膠合木制成2支撐屋頂及地板的柱（1）由不小于1