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防火性能:木结构&钢结构?

发布时间:2023-10-22 08:28:58    浏览次数:1660次

 木结构建筑与钢材和混凝土不同,木材属于固体可燃物质,在《建筑设计防火规范》GB 50016-2010中,其火灾危险性被列为丙类,其燃烧性能等级为B2级。若不经阻燃处理,在建筑上的使用将受到极大限制。
  在火灾作用下,木构件丧失承载能力的原因有二:一是构件外层的炭化;二是炭化层内侧薄层的木材因温度升高而强度降低,当正常木材的强度在原有荷载作用下达到极限时,构件即行破坏。
  木构件虽然能着火燃烧,但是炭化层能阻滞燃烧的继续发展,因此具有一定的耐火性能。国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016-2012附录C“各类建筑构件的燃烧性能和耐火极限”规定木吊顶搁栅中钢丝网抹灰(厚15mm)的耐火极限为0.25h,可见一斑。
  那么木结构与钢结构、混凝±建筑耐火性能的比较有哪些不同呢?
  (1)木材在温度逐渐升高的过程中会发生热分解,水分开始蒸发,一些次要的物质挥发,接着以可观的压力散发含碳的混合气体。这些气体在周围空气中着火,达到气焰燃烧的阶段。此后不久就形成了炭化层。在通常火灾所构成的温度(800~900)℃下,木炭不具有挥发性,而保留在构件表层上。恰恰是在木炭上覆盖薄薄的一层灰烬就能阻止发烟燃烧。
  在火灾中,一般地说,保留在炭化层上的灰烬保护木材免于燃烧。炭化层成为构件内部木材的绝缘层。如果没有外部的燃烧元素,如氧气、油料等的持续补充,炭化层能使火焰自然熄灭,从而保证整个结构体在很长时间内不受破坏。当然,火灾剧烈程度很高,温度达到1100℃以上时,则炭化层也具有很高的挥发性,而气焰燃烧。
  (2)木结构建筑耐火阻燃值是钢结构住宅的1.3倍,是水泥结构的1.7倍,在同样温度的火焰下,木结构建筑内的人员有更充裕的时间逃生和灭火。
  (3)木结构建筑按结构形式分为:轻型木结构和重型木结构两种。重型木结构具有一定的火灾抵抗能力,不需要特殊的防火措施。以炭化扩展深度(即单位时间内木材颜色变黑程度)代表燃烧速度,木材的燃烧速度为0.4~0.8mm/min。
  木材虽可燃,其导热性却很低,仅为钢的0.4%,铜的0.05%,木材燃烧时表面炭化层的导热性比木材还低,因此,大型木梁在强烈的燃烧中仍能承重一定时间。在建造上可通过限定木构件的最小尺寸,来保证其防火能力,而轻型木结构则必须采取木材阻燃处理。

   
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