木结构建筑是我国建筑的一种主要类型, 与其他建筑相比, 木结构建筑的楼层相对较少, 并且是以木骨架作为建筑墙体建设的主要材料, 在一些公寓或者是集体宿舍、会议中心等公共建筑中较为多见。木结构建筑在国外, 尤其是欧美一些地区也比较常见, 并且技术发展相对成熟。木结构建筑由于建筑材料耐火等级相对较低, 因此, 建筑施工中防火技术的运用十分关键。下文在对木结构建筑类型分析基础上, 结合木结构建筑的材料特性与燃烧性能, 对其防火技术及要点进行总结分析, 以供参考。
1、木结构建筑的特征与类型
1.1 木结构建筑特点分析
木结构建筑在现代建筑施工与建设发展中, 由于受到材料以及防火规范等因素显著, 相对较少并且发展缓慢, 我国现有的木结构建筑多以历史遗留的老建筑或者是偏远山区、旅游景区内纯木结构建筑为主。传统木结构建筑中由于其框架结构的特征优势, 再加上建筑结构的柔性连接方式, 使得建筑结构的弹性效果与一定程度的自我恢复能力较好, 在灾害情况下造成的危害影响也比较小。此外, 木结构建筑与其他建筑相比, 还具有建筑结构轻、抗沉降效果好、抗震作用强、施工工期短、使用面积大以及隔音、防潮效果好等多种特征优势, 并且具有较为突出的室内保温节能效果。但是, 木结构建筑存在的火灾隐患也比较突出, 一旦发生火灾, 建筑结构材料的易燃性, 造成火灾扑救困难, 危害影响相对突出。因此, 防火技术是木结构建筑设计与施工建设中的关键技术, 也是木结构建筑施工建设的重要技术。
1.2 木结构建筑的类型分析
根据木结构建筑的材料结构体系来看, 主要由轻型木结构与重型木结构两种类型为主, 并且木结构建筑的类型选择与设计运用, 多与建筑规模大小以及结构功能等因素有关, 此外, 在不同的木结构建筑类型中, 所采用的消防安全技术以及水平也各不相同。
轻型木结构建筑多在小型建筑中设计运用, 建筑楼层数一般在3层或者是3层以下, 并且每层建筑面积在600平米以内, 包括以居住为主, 或者是具有商业性质、办公楼、轻度危险级别工业建筑, 都有应用实现。轻型木结构建筑, 建筑屋顶的表层以不燃材料设计运用为主, 其他结构部件结合建筑防火等级设计要求, 均采用不同耐火等级的结构材料, 在建筑构件燃烧性能以及耐火等级、建筑物防火间距等方面设计上, 根据建筑防火设计有关标准, 也进行了明确的设计规定。为满足建筑防火设计的要求与标准, 不仅在建筑结构构件防火等级设计上要满足相应的规范和标准, 同时还会采用包覆防火技术对建筑结构材料进行防火处理, 以提高材料的防火等级与性能, 或者是通过在木结构建筑的木龙骨之间进行保温隔热材料设计运用, 并在结构最外层进行石膏板覆盖来阻断木材与火焰的接触, 避免建筑火灾情况下, 木结构材料易燃性导致火灾危害或影响扩大等。
其次, 重型木结构建筑中, 对其防火等级的有关要求, 根据国外相关要求标准, 主要是在对木结构建筑中构件大小以及厚度、楼板组装形式、避免建筑楼板与屋顶下方隐蔽空间出现等限制规定, 来避免建筑结构在火灾情况下的耐火等级。与轻型木结构建筑相比, 重型木结构建筑中由于重型木材本身就具备一定的耐火性, 同时在木材结构构件尺寸以及楼板组装方式等方面, 根据木结构建筑燃烧性能与特征进行相应的防火设计与要求限定后, 一般能够满足建筑结构的耐火性要求。
2、木结构建筑的防火技术
结合木结构建筑的结构材料燃烧性能, 在火灾情况下, 对木结构建筑耐火性造成影响的因素, 多以建筑材料耐火性能、构件尺寸、材料防火保护层的厚度等为主, 而在建筑防火设计中, 建筑使用者的安全防火意识以及建筑室内材料防火性能、建筑设计与施工中的防火保护是否到位等, 对建筑火灾的危害影响有着直接的作用和关系。因此, 对木结构建筑来讲, 建筑防火设计以及防火保护措施的应用, 在整个建筑设计与施工中非常关键并且重要, 也是预防建筑火灾事故及危害影响扩散的重要技术措施。
2.1 对木结构建筑中材料的阻燃处理
由于木结构建筑中材料本身的易燃性, 使得其在建筑结构设计与应用中, 防火性能与耐火等级相对较低, 为提高以木材为主的建筑结构材料耐火等级, 对材料进行相应的阻燃处理, 是其主要措施之一。一般情况下, 在对木结构建筑中材料进行适当的阻燃处理后, 能够促进建筑结构材料的耐火等级相应提升。需要注意的是, 由于一种阻燃剂在材料阻燃应用中, 其功能作用具有一定的侧重性, 因此, 在进行木结构建筑材料阻燃处理中, 为确保其阻燃性能, 一般需要选择两种或以上阻燃剂进行材料阻燃处理使用, 以确保材料的耐火性。而比较常见的木结构建筑材料阻燃剂类型主要包括氮系阻燃剂、硼系阻燃剂与磷系阻燃剂, 在对木结构建筑的结构材料以及构件使用阻燃剂进行阻燃处理后, 能够明显降低结构材料的表面燃烧速度, 提高其耐火与燃烧性能, 但在结构构件的耐火等级提升方面作用并不明显。
2.2 木结构建筑材料的表面防护技术
针对木结构建筑材料的表面防护技术, 主要是对建筑结构设计应用材料的表面进行阻燃剂涂覆或者是防火涂料覆盖保护等, 以通过保护作用起到阻燃、隔氧与隔热等作用效果, 从而对火灾情况下的木结构建筑实现防火保护。当前, 木结构建筑中使用的材料表面防火涂料主要以膨胀型防火涂料为主, 这类材料在木结构建筑材料表面的涂覆使用, 能够在火灾情况下起到较好的隔氧以及隔热保护等效果, 实现建筑结构材料耐火性提升, 阻止火势蔓延扩展, 需要注意的是, 并不能够完全阻止或消灭火灾。
此外, 在轻型木结构建筑中, 对建筑结构材料的表面防护还体现在使用石膏板或者是硅酸钙板以及膨胀蛭石板等防火板材对建筑结构材料的表面进行包覆保护, 也能够起到较好的阻燃与防止火势蔓延效果。根据相关实验研究结果显示, 在木结构建筑的墙体以及天花板进行石膏板覆盖保护, 能够提升其耐火极限至2h左右。由此可见, 通过对建筑材料表面的包覆保护, 能够明显提升木结构建筑的耐火性能。
2.3 木结构建筑的构件防火设计
木材本身具有较强的易燃性, 但是, 有研究显示, 木材在温度达到一定的燃烧点时才会发生燃烧, 并且一旦燃烧, 火势蔓延速度非常快速, 木材炭化速度也非常快, 而这种炭化作用会实现木材内部与外部的隔离实现, 从而提升木材燃烧点, 避免木结构建筑的构件内部发生火灾。而另一方面, 在木结构建筑中, 一些大型结构的梁柱本身耐火性较好, 与木材本身的导热性较低以及木材表面燃烧炭化能够实现空气与热量隔绝有着一定关系。由此可见, 在以较大截面的构件作为木结构建筑结构结构应用时, 能够通过结构构件截面尺寸的增加, 来实现其结构材料防火性能的提升, 从而提高其建筑结构耐火性。因此, 在木结构建筑的结构构件尺寸设计中, 就可以结合建筑防火设计的有关要求, 通过公式计算对建筑结构构件尺寸进行合理计算与设计, 从而确保建筑结构的防火与耐火性能, 减少建筑火灾危害与影响。
2.4 木结构建筑的结构防火设计
一般情况下, 在进行木结构建筑结构防火设计中, 需要结构相关建筑防火设计要求, 从木结构建筑的设计应用范围以及建筑层数、结构长度、建筑面积、防火间距控制、消防安全措施等方面, 确保建筑防火设计符合建筑防火有关要求, 减少建筑火灾危害与影响。此外, 进行木结构建筑防火设计中, 还需要从建筑功能以及使用情况、火灾逃生条件等方面进行综合考虑, 来确保建筑结构的防火性能, 满足建筑防火的要求。
首先, 在建筑结构设计中, 应注意进行防火分区设置, 以减少火灾情况下的危害影响。一般情况下, 在建筑火灾发生后, 火势会在热气对流以及辐射作用影响下, 从建筑结构中的楼板以及墙体等发生烧损位置沿着门窗洞门等进行蔓延扩散, 最终对整个建筑结构造成影响。根据这一情况, 在建筑结构设计中, 通过防火分区的设置, 实现火灾在一定时间或区域的控制, 增加火灾救援与逃生时间, 从而提高建筑火灾的防火保护效果。根据建筑防火设计的有关要求与规定, 木结构建筑的防火等级位于三至四级之间, 其结构设计中防火分区与间距的设计, 都需要按照这一防火等级要求与标准进行设置, 以满足建筑结构的防火设计要求。此外, 对于木结构建筑的楼层数也要求不能超过三层, 并且对三层木结构建筑的每层最大长度与最大面积均不能超过60米和600平米。
其次, 对石木结构建筑, 根据其防火设计的有关要求, 建筑房屋之间的防火间距设置最小控制在8米, 木结构建筑房屋的防火间距最小要控制在12米以上, 对已建成的村寨木结构建筑, 需要通过积极进行防火通道开辟与构建等方式, 提高其建筑房屋的防火性能, 在建筑结构的房屋外围还应注意进行防火隔离带设置, 避免建筑火灾及危害影响的扩散。在此基础上, 注意在建筑设计中进行火灾自动报警与灭火设施设计配置, 以确保建筑火灾后能够进行开展救援与疏散逃离, 减少建筑火灾危害。
3、结语
总之, 进行木结构建筑防火技术的研究, 有利于提高木结构建筑防火设计水平, 减少木结构建筑的火灾危害与影响, 确保建筑的安全性, 推动建筑行业发展与进步。
摘要：本文在对木结构建筑的主要类型分析基础上, 结合建筑材料特性与燃烧性能, 对木结构建筑的防火技术及要点进行总结分析, 以供参考。
关键词：木结构,建筑,防火技术,研究
参考文献
[1] 宋晓勇.历史文化街区保护整治工程的防火技术问题[J].消防科学与技术, 2017, 36 (04) :474-476.
[2] 张晋, 李成, 张悦洋, 蔡建国.木结构抗火性能及防火设计研究现状[J].工业建筑, 2016, 46 (02) :112-119.
[3] 娄万里, 任海青.木结构建筑的特征及在我国的发展前景[J].木材工业, 2015, 29 (05) :20-23.
[4] 吴冬平.不怕火烧的木房子——木结构建筑材料防火技术产品的研究与应用[J].建设科技, 2015, (03) :44-45.