關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)防火性能探討及防火研究

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；防火性能；探討

　　在鋼筋混凝土材料成為建筑物主要支撐結(jié)構(gòu)的今天，對建筑結(jié)構(gòu)防火設(shè)計實(shí)質(zhì)就是對鋼結(jié)構(gòu)的耐火性能的設(shè)計，而這也是一直困擾著建筑和防火相關(guān)研究人員的重大難題。在美國911事件中，世貿(mào)大樓頃刻間倒塌，更加說明了鋼結(jié)構(gòu)的極端脆弱性。目前國內(nèi)對鋼結(jié)構(gòu)耐火設(shè)計僅僅局限在鋼梁和鋼柱，尚未形成整體的，適應(yīng)現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計規(guī)范，尤其是對鋼筋混凝土結(jié)合和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的防火研究顯然不足，應(yīng)是我們下一步著力的方向。

　�。苯ㄖ�中各種建筑結(jié)構(gòu)的防火性能分析

　　1.1　建筑墻的防火性能探討

　　建筑防火墻是建筑建筑結(jié)構(gòu)防火的最外層結(jié)構(gòu)，對于保證結(jié)構(gòu)內(nèi)部的安全具有重要的作用。在一些規(guī)范條例中，對于防火墻的防火性能有多條標(biāo)準(zhǔn)。首先，防火墻的位置做了一定的限制，即防火墻應(yīng)直接設(shè)置在建筑物的基礎(chǔ)或鋼筋混凝土框架、梁等承重結(jié)構(gòu)上，并且防火墻應(yīng)從樓地面基層隔斷至頂板底面基層。

　　1.2　建筑頂部防火性能探討

　　對于建筑頂部的防火性能，如屋頂、悶頂以及建筑縫隙的防火性能標(biāo)準(zhǔn)在一些規(guī)范中都有相關(guān)要求。在建筑結(jié)構(gòu)中，大多數(shù)的房頂都較高，特別是對一些公共場所，如影院、醫(yī)院等，這方面的防火條例就相對薄弱，需要進(jìn)一步的加強(qiáng)。

　　1.3　建筑結(jié)構(gòu)中樓梯間、樓梯防火性能探討

　　樓梯間、樓梯以及門對于建筑結(jié)構(gòu)而言是非常重要的部分，也是建筑結(jié)構(gòu)火災(zāi)之后逃生的重要部位。在這三個部位中，對于樓梯間的要求則是最高的，樓梯間應(yīng)能天然采光和自然通風(fēng)，并宜靠外墻設(shè)置；樓梯間內(nèi)不應(yīng)設(shè)置燒水間、可燃材料儲藏室、垃圾道；樓梯間內(nèi)不應(yīng)有影響疏散的凸出物或其它障礙物，樓梯間內(nèi)不應(yīng)敷設(shè)甲、乙、丙類液體管道；公共建筑的樓梯間內(nèi)不應(yīng)敷設(shè)可燃?xì)怏w管道。

　　1.4　建筑結(jié)構(gòu)中防火門和防火卷簾防火性能探討

　　對于具體的防火性能要做到相當(dāng)合理才能保證防火工作的徹底。例如，對防火門按其耐火性分為隔熱防火門（A類）、部分隔熱防火門（B類）和非隔熱防火門（C類）。防火卷簾的耐火極限沒有等級的分別，要求為不低于3h。

　　2　建筑結(jié)構(gòu)防火材料研究

　　分析建筑結(jié)構(gòu)在高溫中的反應(yīng)一般是以熱工性能參數(shù)和力學(xué)性能參數(shù)為依據(jù)。材料學(xué)意義上的熱工性能主要指的是熱傳導(dǎo)系數(shù)、比熱容和熱膨脹系數(shù)等，在這其中，熱傳導(dǎo)系數(shù)是基礎(chǔ)參數(shù)，影響其傳導(dǎo)效果的因素有骨料類型、混凝土配合比及溫度、混凝土中水分含量等。試驗(yàn)研究證明，材料周圍溫度與混凝土熱傳導(dǎo)系數(shù)呈反相關(guān)系，溫度越高，混凝土傳導(dǎo)系數(shù)越低。而混凝土的膨脹系數(shù)與材料骨密度關(guān)系密切。

　　3 當(dāng)前鋼構(gòu)件的耐火保護(hù)方式選擇

　　3.1 隔熱法

　　隔熱法是常規(guī)方法，主要就是采用耐高溫材料將構(gòu)件包裹，以達(dá)到阻止溫度傳導(dǎo)的目的。當(dāng)前市場上流行的耐高溫材料主要有輕質(zhì)耐火混凝土、鋼絲網(wǎng)膜耐火砂漿等。

　　3.2 阻熱法

　　阻熱法工作原理就是控制火災(zāi)生成的熱量向構(gòu)件傳導(dǎo)，從理論上看就是使Td≥Tm。具體做法是在構(gòu)件外圍的包裹材料上進(jìn)行特別處理，方向是在構(gòu)件表面敷設(shè)一層導(dǎo)熱系數(shù)小的保溫材料以阻滯熱量向構(gòu)件的傳導(dǎo)，從而達(dá)到保護(hù)作用。

　　4 建筑結(jié)構(gòu)防火設(shè)計的未來研究趨勢

　　我國目前在結(jié)構(gòu)材料的熱反映性能方面研究明顯不足；常溫結(jié)構(gòu)下的設(shè)計還存在精確計算模式選擇問題；針對防火材料的熱參數(shù)隨外界變化而應(yīng)采取的相應(yīng)的計算方法的研究還很薄弱，有待突破等。以上幾個問題其實(shí)也代表著建筑結(jié)構(gòu)防火設(shè)計的研究方向，概括起來包括以下幾個方面。

　　4.1 建筑材料性能

　　實(shí)際上，增強(qiáng)材料自身的耐火抗火性能才是最終提高建筑整體防火性能的根本措施。從材料學(xué)來看，混凝土和鋼材作為一種材料，在溫度的干擾下其性能會發(fā)生離散，因此，必須通過對不同的材料進(jìn)行試驗(yàn)以確定各種材料的基本性能及變化特點(diǎn)，也借此發(fā)現(xiàn)在高溫下依然體現(xiàn)出優(yōu)越性能的材料以用作建筑結(jié)構(gòu)。目前的趨勢是總結(jié)世界范圍內(nèi)各國對高溫材料試驗(yàn)結(jié)果，利用計算機(jī)系統(tǒng)對各種結(jié)果建立性能數(shù)據(jù)庫。要增強(qiáng)材料的耐火性能，首先要從材料的分子結(jié)構(gòu)研究做起，可以適當(dāng)研究出一些耐火的材料，再將這些材料有機(jī)的組合起來，應(yīng)用到實(shí)際的建筑設(shè)計當(dāng)中去，做出明顯可靠的耐火材料。

　　4.2 高溫下建筑結(jié)構(gòu)的可靠性研究

　　如何在火災(zāi)狀態(tài)下盡快確定結(jié)構(gòu)的可靠性是當(dāng)前和今后一段時間研究的重點(diǎn)。建筑結(jié)構(gòu)在高溫下的耐火性是一個建筑耐火的關(guān)鍵。在建筑的構(gòu)建過程中，有兩個方面可以增強(qiáng)其耐火性能。第一個方面是從建筑材料入手，采用耐火的建筑材料。第二個方面是從建筑結(jié)構(gòu)入手，創(chuàng)造出不易發(fā)生火災(zāi)或不易火勢蔓延的建筑結(jié)構(gòu)。而現(xiàn)在材料已經(jīng)高度發(fā)達(dá)，研發(fā)新的材料所消耗的人力物力已是非常巨大的。所以，從建筑構(gòu)造上防火具有相當(dāng)大的發(fā)展空間，今后的防火性建筑結(jié)構(gòu)已成必然。由于發(fā)生火災(zāi)后火勢是向上蔓延的，而且最容易危機(jī)火災(zāi)區(qū)人生命安全的是火災(zāi)后的濃煙。因此可以設(shè)計出一種建筑結(jié)構(gòu)，可以阻止火災(zāi)的向上蔓延，并且采用空心材料，設(shè)計出吸煙天花板等等，這都是今后防止火災(zāi)的重中之重。

　　結(jié)語

　　大型樓型建筑的防火研究一直是相關(guān)工作者不懈努力更進(jìn)的話題，近年來取得了突出的成績，由單一的材料防火性研究向材料防火和構(gòu)造防火綜合發(fā)展。建筑物的防火安全設(shè)計是一門綜合性科學(xué)，是由多專業(yè)共同采取安全措施的綜合體現(xiàn)，大空間建筑在消防系統(tǒng)設(shè)計上應(yīng)優(yōu)先保證人員在火災(zāi)中的安全，同時考慮如何減少火災(zāi)的發(fā)生和火災(zāi)的損失防止火災(zāi)大面積蔓延，能夠最大限度地降低火災(zāi)對人們生命和財產(chǎn)的破壞，并且利用性能化設(shè)計合理劃分防火分區(qū)、組織人員安全疏散，利用快速響應(yīng)早期抑制噴頭的閉式噴淋系統(tǒng)、自動消防水炮等較先進(jìn)的自動消防滅火系統(tǒng)來彌補(bǔ)現(xiàn)行防火規(guī)范的不足，達(dá)到大空間建筑防火性能總目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，最大限度地保障人民生命財產(chǎn)安全，切實(shí)做到火災(zāi)的防護(hù)。

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