淺析木結(jié)構(gòu)建筑防火的措施

關(guān)鍵詞：木結(jié)構(gòu)建筑；火災(zāi)原因；防火措施 

　　1前言 

　　我國木結(jié)構(gòu)建筑有著悠久的歷史，早在3 500年前就已經(jīng)形成了用榫卯連接梁柱的木結(jié)構(gòu)框架體系，到盛唐逐漸成熟，現(xiàn)在許多大型的古代木建筑都沒有壞。現(xiàn)在的桁架結(jié)構(gòu)經(jīng)過傳統(tǒng)的設(shè)計和加工技術(shù)，逐步進(jìn)入現(xiàn)代膠合木結(jié)構(gòu)自行設(shè)計與加工應(yīng)用階段。隨著越來越多的建筑使用木結(jié)構(gòu)，木建筑的防火措施尤為重要。 

　　2木結(jié)構(gòu)建筑出現(xiàn)火災(zāi)的原因 

　　2.1木結(jié)構(gòu)建筑耐火等級較低 

　　許多的木結(jié)構(gòu)建筑，經(jīng)過多年的干燥，木材構(gòu)件成了全干的，含水量很低，極易燃燒，特別是一些枯朽的木材，由于質(zhì)地疏松，在干燥的季節(jié)遇到火星也會起火，且一旦起火，屋頂內(nèi)部的煙和熱不易散發(fā)出去，容易使溫度積聚，迅速導(dǎo)致“轟燃”。在發(fā)生火災(zāi)時，建筑的梁、柱、椽等構(gòu)件表面積大，木材的裂縫和拼接的縫隙多，大多數(shù)情況下通風(fēng)條件都較好，有些建筑建在山地之間，發(fā)生火災(zāi)后火勢蔓延快，燃燒猛烈，極易形成立體燃燒。很多木建筑中的可燃、易燃物多，火災(zāi)荷載遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的火災(zāi)負(fù)荷量，火災(zāi)危險性極大。 

　　2.2木結(jié)構(gòu)建筑密度大，無防火間距 

　　很多木結(jié)構(gòu)建筑的修建隨意性較大，缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃和整體布局，多數(shù)為成片修建，防火間距嚴(yán)重不足，且大多數(shù)木結(jié)構(gòu)建筑都是以各式各樣的單體建筑為基礎(chǔ)，組成各種庭院。在庭院布局中，基本采用“四合院”和“廊院”的形式，這兩種形式都造成了建筑布局密集，缺少必要的防火分隔和安全距離，如果其中一處起火而得不到及時有效的控制，毗連的木結(jié)構(gòu)建筑很快就會出現(xiàn)大面積燃燒，形成“火燒連營”的局面。此外，一些建筑的跨度大、空間大且高位窗口多，在火災(zāi)情況下，極易形成“煙囪”效應(yīng)。 

　　2.3火災(zāi)撲救困難 

　　很多木結(jié)構(gòu)建筑位置往往距離最近的消防站也要數(shù)十公里，無法依托城市的消防基礎(chǔ)設(shè)施，而且一旦建筑發(fā)生火災(zāi)，火勢就會迅速蔓延，此時城鎮(zhèn)消防站也沒有辦法。有些地區(qū)道路崎嶇，消防車根本無法通行，更無法形成環(huán)形消防車道。此外，缺乏消防水源，多數(shù)木建筑附近沒有消火栓，無法依托城市消防管網(wǎng)，自動滅火系統(tǒng)更是無從談起�？傊�，木結(jié)構(gòu)建筑的消防設(shè)施不健全，缺乏自防自救能力，既沒有足夠的訓(xùn)練有素的專職消防隊員，也沒有安裝有效的消防設(shè)施，一旦失火，不能及時撲救，使得小火釀成大禍，這些因素都給火災(zāi)撲救工作帶來了很大的困難。 

　　3木結(jié)構(gòu)建筑的防火措施 

　　3.1建筑木材的阻燃處理 

　　建筑木材經(jīng)過阻燃劑處理后，可有效降低木材燃燒概率。阻燃劑的阻燃途徑主要有：抑制木材高溫下的熱分解、抑制熱傳遞和抑制氣相及固相的氧化反應(yīng)。由于阻燃途徑是相輔相成、相互補充的。一種阻燃劑往往具有一種以上的阻燃作用，并有側(cè)重。因此，在木材阻燃劑配方中一般都選用兩種以上的成分進(jìn)行復(fù)合，各成分相互補充，產(chǎn)生阻燃協(xié)同作用。常用的木材阻燃劑主要有：磷系阻燃劑、氮系阻燃劑和硼系阻燃劑等。經(jīng)過阻燃處理的木材，抗火性明顯提高，木構(gòu)件表面火焰的燃燒速度降低，相應(yīng)地提高構(gòu)件的耐火極限，改變其燃燒性能。因此，建議少數(shù)民族聚居區(qū)的建筑木材應(yīng)經(jīng)過阻燃處理后再建筑。 

　　3.2建筑木材的表面防護(hù) 

　　表面防護(hù)是在最后加工成型的木材及其制品上涂覆阻燃劑或防火涂料，或者在其表面包覆不燃性材料，通過這層保護(hù)層達(dá)到隔熱、隔氧、抑制燃燒的目的。這是目前對木材進(jìn)行防火保護(hù)最有效的方法。據(jù)文獻(xiàn)記載：早在20世紀(jì)60年代，我國就已研制出了非膨脹型防火涂料，如過氯乙烯防火漆等，建筑都是通過涂料本身的難燃性或不燃性，或者通過涂層在火焰下釋放出不燃?xì)怏w，并在表面形成釉狀物的絕氧隔熱膜來保護(hù)基材。20世紀(jì)80年代，又陸續(xù)研制出各種膨脹型防火涂料，用作木質(zhì)材料的飾面型防火保護(hù)層。膨脹型防火涂料受熱后，會形成多孔性的海綿狀炭化層結(jié)構(gòu)，具有很好的隔氧隔熱保護(hù)作用。將其涂刷在可燃建筑結(jié)構(gòu)上，遇小火不燃燒；火勢不大時，具有阻滯延燃能力，從而減緩火焰?zhèn)鞑ニ俣�；離開明火后能自行熄滅，可提高材料的耐火能力，防止火災(zāi)迅速蔓延擴大，但不能完全阻止和消滅火災(zāi)。有資料報道，建造木制房屋時，在墻體和天花板上安裝防火石膏板，可使整個木結(jié)構(gòu)組合墻體的耐火極限長達(dá)2 h。少數(shù)民族聚居區(qū)可通過在建筑木材上涂表面防護(hù)材料，以此來增加木材的耐火時間，提高材料耐火能力。 

　　3.3建筑木構(gòu)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 

　　參考文獻(xiàn)得知：通常情況下，只有在溫度達(dá)到250 ℃時木材才會燃燒。一旦著火，木材在火勢兇猛的情況下將以0.64 mm/s的速度炭化。炭化層將木材內(nèi)部與外界隔離并提高木材可承受的溫度，使構(gòu)件內(nèi)部免于火災(zāi)。因此，按照參考文獻(xiàn)的數(shù)據(jù)，可以計算得出：在一場持續(xù)30 min的大火中，木構(gòu)件的每個暴露表面將只有19 mm因炭化而損失，其余的絕大部分原始截面則保持完整無損。通常情況下，大型建筑結(jié)構(gòu)中都包含大規(guī)格的梁或柱，其本身就具有很好的耐火性能。這是因為木材的導(dǎo)熱性能低，且大構(gòu)件表面燃燒所形成的碳化層會進(jìn)一步隔絕空氣和熱量的作用，以延緩木材燃燒的速度并保護(hù)其余未燒著的木材。這使得大塊木材要燃燒很長時間才會引起結(jié)構(gòu)的破壞。也即，當(dāng)采用大截面構(gòu)件時，若尺寸達(dá)到一定的要求就可以得到較高的耐火極限。一般而言，木構(gòu)件截面越大，防火性能越好。木結(jié)構(gòu)的防火設(shè)計主要是根據(jù)設(shè)計荷載的要求，結(jié)合不同樹種的木材在受到火焰作用時的炭化速度。通過規(guī)定結(jié)構(gòu)構(gòu)件的最小尺寸，利用木構(gòu)件本身的耐火性能來滿足所需的耐火極限要求。 

　　3.4木結(jié)構(gòu)建筑的防火設(shè)計 

　　按照《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB 50016－2006）的有關(guān)規(guī)定，木結(jié)構(gòu)建筑的防火設(shè)計構(gòu)造可以設(shè)計。主要是通過對木結(jié)構(gòu)的使用范圍、長度、面積、防火間距進(jìn)行控制，并在建筑中制作好必要的安全措施（如防火墻、安全出口等），這樣可以有效避 

　　免木建筑的火災(zāi)發(fā)生，即使出現(xiàn)火災(zāi)，也可以有效控制火災(zāi)的蔓延，把火災(zāi)的損失降到最低，并且在短時間內(nèi)使人員得到安全疏散。所以對少數(shù)民族聚居區(qū)進(jìn)行建筑設(shè)計時，為了將建筑火災(zāi)降到最低，必須充分考慮到木結(jié)構(gòu)建筑的使用功能、建筑內(nèi)人數(shù)、發(fā)生火災(zāi)時逃生的難易程度以及防止火災(zāi)蔓延的方法等，而不僅僅是簡單的把建筑做好就行。通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計和構(gòu)造措施來控制火勢的蔓延，使木結(jié)構(gòu)建筑滿足防火要求才是最重要的。 

　　參考文獻(xiàn) 

　　1 姚利宏等.木結(jié)構(gòu)建筑防火的研究現(xiàn)狀［J］.木材工業(yè)，2007（05）：45～46 

　　2 吳必龍、李穎.木結(jié)構(gòu)建筑的節(jié)能和防火性能分析［J］.林業(yè)科技，2008（03）：78～79