木结构的防火设计

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1、木结构的防火设计第一节木结构防火设计原则及防火理念一、木结构防火设计原则国家标准《木结构设计规范》GB50005——2003第一章总则中1.0.6条规定：木结构的设计，除应遵守本规范外，尚应符合国家现行有关强制性标准的规定。第十章第10.1.1条规定：木结构建筑的防火设计，应按照本章规定执行。本章为规定的应遵照《建筑设计防火规范》GBJ16——87的规定执行上述规定是木结构建筑防火设计的根本指导原则。设计人员或审图人员在进行工程设计、审查时必须遵守该条规定，以维护国家标准的权威性和公正性。二、木材的燃烧特性木材为可燃燃料，品种不同

2、发热量各异。木材受热，温度在100℃以下时，只蒸发水分不发生分解。继续加热，温度在100——200℃时，开始分解，但其速度很慢。分解出的主要是水蒸气和CO2，同时，还有少量的有机酸砌体。因此，在200℃以下，是木材的吸热过程，一般不会发生燃烧，仅有少数木材产品最低着火点为157℃在没有空气条件下，木材加热超过200℃即开始分节。最初比较缓慢，随着温度的提高，分解加速。当温度达到260——330℃时分解到达最高峰。木材急剧分解时，放出可燃气体，如：CO、甲烷、甲醇以及高燃点的焦油成分等，而剩余物为木炭。木材在其温度达到400——45

3、0℃的时候完全碳化，并在急剧分解过程中放出大量的反应热，故此过程为放热反应过程。木材受热分解时，放出的可燃气体和产生的剩余物，若与氧气或氧化剂相遇，则发生氧化反应，放出热和光，俗称燃烧。气体燃烧过程中产生的固体剩余物—木炭，继续与氧气发生反应，即称之为煅烧，其过程产生大量的热又使内层木材发生分解，进一步分解出的可燃气体，又继续燃烧，周而复始，使燃烧往复交替形成火势。在木材受热分解而急速放出可燃气体时，氧气在木材表面碳化层的扩散收到阻碍，因而气相燃烧通常是在离木材表面一定距离处进行的。由于碳化层传热性能差，故当表面形成碳化层后，对碳

4、化层下面的木材与其爱面的气相燃烧起到了一定的隔离作用，这不仅延缓了内层的木材达到热解温度，而且也降低了热分解速度，导致分解出的可燃气体透过碳化层参加外表面与空气混合的燃烧速度减慢，当然，木材深层的碳化速度亦随之减慢。这就是常见的大截面木构件虽然没有经过防火处理但仍然有比较长的耐火极限的原因三、木构件的防火特性木结构分为普通木结构、胶合木结构和轻型木结构三种由于各自的结构性质不同其防火性能也有着各自的特点。1普通木结构未经防火处理的普通木结构构件较为容易被火引燃。但是，由于木材的导热性能较低，且构件在燃烧时，表面形成的碳化层起到很好

5、的隔热效果，从而有效的减缓碳化层下未燃烧木材的燃烧速度。这就是普通木结构构件虽然是可燃材料，但其耐火极限却比普通钢结构构件高的多的原因。北美的建筑规范指出。对于普通木结构设计中随着截面尺寸的增加，构件耐火极限也相应提高。所以，在普通木结构设计中，选取适当的截面尺寸也是满足耐火极限要求的措施之一。鉴于普通木结构较之胶合木结构、轻型木结构的耐火性能差的特点，故对一些耐火极限要求高、截面尺寸又不能过大的构件则必须采取阻燃剂浸泡或防火涂料喷刷的辅助措施。2胶合木结构胶合木结构主要采用锯木材或结构胶合木等工程木产品建造，结构体系主要为梁柱体

6、系。胶合木结构的防火设计是通过规定结构构件的最小尺寸（包括梁、柱的截面尺寸以及楼面板和屋面板的厚度等），将所有构件外露，利用木构件本省的耐火性能达到规定的耐火极限。木材的导热性很低，构件燃烧时，表面形成的碳化层起到了很好的隔热效果，有效地减缓了碳化层下未燃烧木材的燃烧速度。截面尺寸较大的胶合木结构构件，据国外资料介绍，火灾时，一般能达到一小时或一小时以上的耐火极限，由于我国目前尚未发展胶合木结构建筑，有关构件的防火性能极其耐火极限亦未进行研究和实验。《木结构设计规范》GB50005——2003没给出胶合木结构设计的有关设计方法和构

7、造规定。为了使设计人员对木结构建筑的防火了解更全面，本章以北美情况为例，介绍胶合木结构建筑防火设计的有关内容，供设计人员参考。3轻型木结构轻型木结构主要采用规格材和木基结构板材建造，墙体、楼盖板的结构体系类似箱行结构，其防火设计主要通过在结构构件外部覆盖耐火材料例如防火石膏板，以达到增加构件耐火极限及阻挡火焰和高温气体传播的作用第二节建筑构件的燃烧性能和耐火极限一、建筑构件的燃烧性能建筑物由许多建筑构件组成，建筑构件在火灾高温下的耐火性，即建筑构件的燃烧性能和耐火极限，对建筑物的耐火程度有很大的影响建筑构件的燃烧性能，反映了建筑构

8、件遇火烧或高温作用时的燃烧特点，由构件材料的燃烧性能决定，不同燃烧性能建筑材料制成的建筑构件，分成三类：1不燃烧体用通过国家标准《建筑材料不燃性试验方法》GB5464——85试验合格材料，即不燃性材料制成的建筑构件称为不燃烧体。这种构件在空气中国受