建筑結(jié)構(gòu)的防火性能設(shè)計(jì)

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)；大型建筑；防火性能；設(shè)計(jì) 

　　前言： 

　　現(xiàn)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，城市人口增長(zhǎng)持續(xù)，人們對(duì)物質(zhì)文化的需求越來越高，為了節(jié)約可利用資源，高層建筑已然成為城市建設(shè)的主流，而對(duì)大型建筑的防火研究一向是建筑相關(guān)工作人員不斷跟進(jìn)的話題，近幾年也取得了較為突出的成績(jī)。在設(shè)計(jì)大型建筑的消防系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)優(yōu)先保證在火災(zāi)中人員的人身安全，與此同時(shí)減少建筑內(nèi)火災(zāi)的發(fā)生，避免發(fā)生火災(zāi)造成的損失。合理劃分防火分區(qū)、利用防火設(shè)計(jì)，一旦發(fā)生火災(zāi)可以采取有效措施防止火災(zāi)大面積的蔓延，組織人員安全疏散，最大限度降低火災(zāi)對(duì)人們的生命和財(cái)產(chǎn)的破壞，切實(shí)做到火災(zāi)的防護(hù)。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(duì)建筑結(jié)構(gòu)防火設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)就是對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的耐火性能的設(shè)計(jì)，而這也是一直困擾養(yǎng)建筑和防火相關(guān)研究人員的重大難題。 

　　1建筑中各種建筑結(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(duì)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(duì)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)從樓地而基層隔斷至頂板底而基層。 

　　1.2建筑頂部防火性能探討 

　　對(duì)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(duì)一些公共場(chǎng)所，如影院、醫(yī)院等，這方面的防火條例就相對(duì)薄弱，需要進(jìn)一步的加強(qiáng)。 

　　1.3建筑結(jié)構(gòu)中防火門和防火卷簾防火性能探討 

　　對(duì)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(duì)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(jí)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(chǎng)上流行的耐高溫材料主要有輕質(zhì)耐火混凝土、鋼茲網(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)件表而敷設(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 建筑防火性能設(shè)計(jì)構(gòu)想的創(chuàng)新 

　　建筑的防火性能設(shè)計(jì)是一種新型防火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，在更加理性的條 

　　件上建立的一種全新的設(shè)計(jì)方法。其設(shè)計(jì)并不是根據(jù)一成不變的模式進(jìn)行，而是應(yīng)用消防安全工程學(xué)的原理和方法，制定整個(gè)建筑防火系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到的性能標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)各類建筑物的實(shí)際情況，用所有可能的方法對(duì)建筑的火災(zāi)危險(xiǎn)和將導(dǎo)致的后果進(jìn)行定性、定量預(yù)測(cè)和評(píng)估，來達(dá)到最佳的防火設(shè)計(jì)方案以及最好的防火保護(hù)。防火性能設(shè)計(jì)是一個(gè)比較復(fù)雜的體系，它的實(shí)現(xiàn)需要社會(huì)環(huán)境和技術(shù)條件的支持。成功的性能化設(shè)計(jì)不僅更符合建筑物本身的要求，而且在符合安全的前提下，能夠?yàn)闃I(yè)主節(jié)省不必要的消防設(shè)備費(fèi)用，同時(shí)是消除一些火災(zāi)隱患的有效方法。 

　　5建筑結(jié)構(gòu)防火設(shè)計(jì)的未來研究趨勢(shì) 

　　我國(guó)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(jì)還存在精確計(jì)算模式選擇問題；針對(duì)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(jì)算方法的研究還很薄弱，有待突破等。以上幾個(gè)問題其實(shí)也代表養(yǎng)建筑結(jié)構(gòu)防火設(shè)計(jì)的研究方向，概括起來包括以下幾個(gè)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木措施。從材料學(xué)來看，混凝土和鋼材作為一種材料，在溫度的十?dāng)_下其性能會(huì)發(fā)生離散，因此，必須通過對(duì)不同的材料進(jìn)行試驗(yàn)以確定各種材料的基木性能及變化特點(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(shì)是總結(jié)世界范圍內(nèi)各國(guó)對(duì)高溫材料試驗(yàn)結(jié)果，利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)各種結(jié)果建立性能數(shù)據(jù)庫(kù)。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(jì)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(shí)間研究的重點(diǎn)。建筑結(jié)構(gòu)在高溫下的耐火性是一個(gè)建筑耐火的關(guān)鍵。在建筑的構(gòu)建過程中，有兩個(gè)方面可以增強(qiáng)其耐火性能。第一個(gè)方面是從建筑材料入手，采用耐火的建筑材料。第二個(gè)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(shì)蔓延的建筑結(jié)構(gòu)。而現(xiàn)在材料己經(jīng)高度發(fā)達(dá)，研發(fā)新的材料所消耗的人力物力己是非常巨大的。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)己成必然。由于發(fā)生火災(zāi)后火勢(shì)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(jì)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(jì)出吸煙天花板等等，這都是今后防止火災(zāi)的重中之重。 

　　總結(jié)： 

　　綜上所述，建筑結(jié)構(gòu)的防火性能解決的關(guān)鍵在于防火設(shè)計(jì)，在消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)上大型建筑的安全措施有待提高，對(duì)此在建筑設(shè)計(jì)中，根據(jù)建筑物的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、用途等因素，結(jié)合建筑物火災(zāi)時(shí)的著火特性，采取必要的建筑防火措施進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括建筑平面防火設(shè)計(jì)、建筑耐火等級(jí)與耐火設(shè)計(jì)、裝修防火、防火分區(qū)、防煙與排煙、安全疏散、自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)等，綜合設(shè)計(jì)建筑的防火相關(guān)，達(dá)到大型建筑的防火性能總目標(biāo)，最大限度地確保人們生命及財(cái)產(chǎn)安全，從根本做到火災(zāi)的防護(hù)。 

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