【正文】 料。 ? 金屬龍骨，中心間距400 mm或600 mm。 ? 頂棚采用雙層石膏板。 ? mm 厚防火石膏板 1 h 27 基本構(gòu)造中： ? 空腔有吸聲材料。 ? mm 厚防火石膏板 1 h 23 基本構(gòu)造中： ? 空腔內(nèi)有吸聲材料。 ? 規(guī)格材擱柵，中心間距不大于600 mm。 ? mm 厚防火石膏板 1 h 18 基本構(gòu)造中： ? 空腔內(nèi)無吸聲材料。 ? mm 厚防火石膏板 1 h 14 基本構(gòu)造中： ? 空腔內(nèi)無吸聲材料。 ? 一層石膏板與擱柵連接。 ? 金屬龍骨中心間距600 mm。 ? 金屬龍骨中心間距600mm。 346 表10 . 2. 5 組合樓蓋的耐火極限 序號 組合構(gòu)件名稱 耐火極限 基本構(gòu)造： ? mm 厚企口實(shí)木鋸材。 (3). 當(dāng)耐火極限要求較高時，可采用礦棉纖維。 21 基本構(gòu)造中： ? mm 厚防火石膏板 (2) 1 h 1 h 基本構(gòu)造中： ? 二排38 mm x 89mm墻骨柱，中心間距 400 mm或 600 mm，二排38 mm x 89 mm 地梁板，中間留25 mm 縫隙? 有或無吸聲材料 ? 每側(cè)各單層石膏板 22 基本構(gòu)造中： ? 每側(cè)各89 mm 厚吸聲材料(1) ( 5)。 mm 防火石膏板 (2) 1 h 9 基本構(gòu)造中： ? 墻骨柱中心間距為 600 mm。 試件受火尺寸：3000mm 3000mm ，墻厚125mm。耐火試驗(yàn)時試件垂直安裝。耐火試驗(yàn)時試件垂直安裝。板材與龍骨之間用57mm 長螺釘連接固定。 背火面為單層普通石膏板拼接。 背火面為單層普通石膏板拼接。 截面為40 x 90。這就在基本試驗(yàn)條件上趨于一致。這類構(gòu)件在明火或高溫作用下，能立即著火燃燒，且火源移走后，仍能繼續(xù)燃燒和微燃。為了使設(shè)計(jì)人員對木結(jié)構(gòu)建筑的防火了解更加全面，本章以北美情況為例，介紹了膠合木結(jié)構(gòu)建筑防火設(shè)計(jì)的有關(guān)內(nèi)容，供設(shè)計(jì)人員參考。北美的建筑規(guī)范指出，對于普通木結(jié)構(gòu)，隨著構(gòu)件截面尺寸的增加，構(gòu)件的耐火極限也相應(yīng)提高。 在木材受熱分解而急速放出可燃?xì)怏w時，氧氣在木材表面碳化層的擴(kuò)散受到阻礙，因而氣相燃燒通常是在離木材表面一定距離處進(jìn)行的。因此，在2 0 0 ℃以下，是木材的吸熱過程，一般不會發(fā)生燃燒，僅有少數(shù)木材品種的最低著火點(diǎn)為157℃。本章未規(guī)定的應(yīng)遵照《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》 GB50 01 6的規(guī)定執(zhí)行。按這種關(guān)系得出的曲線稱作火災(zāi)標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線。這類構(gòu)件在空氣中受到火燒及高溫作用時，難起火，難微燃，難碳化，當(dāng)火源移走后，燃燒或微燃立即停止。截面尺寸較大的膠合木結(jié)構(gòu)構(gòu)件，據(jù)國外資料介紹，火災(zāi)時，一般能達(dá)到一小時或一小時以上的耐火極限，由于我國目前尚未發(fā)展膠合木結(jié)構(gòu)建筑，有關(guān)構(gòu)件的防火性能及其耐火極限亦未進(jìn)行研究和試驗(yàn)。但是，由于木材的導(dǎo)熱性較低，且構(gòu)件 338 在燃燒時，表面形成的碳化層起到很好的隔熱效果，從而有效地減緩碳化層下未燃燒木材的燃燒速度。 木材受熱分解時，放出的可燃?xì)怏w和產(chǎn)生的剩余物，若與氧氣或氧化劑相遇，則發(fā)生氧化反應(yīng)，放出熱和光，俗稱為燃燒。但其速度很慢。 第十章木結(jié)構(gòu)的防火設(shè)計(jì) 第一節(jié) 木結(jié)構(gòu)防火設(shè)計(jì)原則及防火理念 一、木結(jié)構(gòu)防火設(shè)計(jì)原則 國家標(biāo)準(zhǔn)《木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB500052003第一章“總則”：木結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，除應(yīng)遵守本規(guī)范外，尚應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。耐火試驗(yàn)采用明火加熱，使試驗(yàn)構(gòu)件受到與實(shí)際火災(zāi)相似的火焰作用。這種構(gòu)件在空氣中受到火燒或高溫作用時，不起火，不微燃，不碳化。膠合木結(jié)構(gòu)的防火設(shè)計(jì)是通過規(guī)定結(jié)構(gòu)構(gòu)件的最小尺寸（包括梁、柱的截面尺寸以及樓面板和屋面板的厚度等），將所有構(gòu)件外露，利用木構(gòu)件本身的耐火性達(dá)到規(guī)定的耐火極限。由于各自的結(jié)構(gòu)性質(zhì)不同，其防火性能也有著各自的特點(diǎn)。木材急劇分解時，放出可燃?xì)怏w，如：CO、甲烷（CH4）、甲醇（CH3OH）以及高燃點(diǎn)的焦油成分等，而剩余物為木碳。木材受熱，溫度在100℃以下時，只蒸發(fā)水分，不發(fā)生分解。：木結(jié)構(gòu)建筑的防火設(shè)計(jì)，應(yīng)按本章規(guī)定執(zhí)行。分解出的主要是水蒸氣和CO2，同時，還有少量的有機(jī)酸氣體。氣體燃燒過程中產(chǎn)生的固體剩余物——木碳，繼續(xù)與氧氣發(fā)生反應(yīng)，即稱之為煅燒，其過程產(chǎn)生大量的熱又使內(nèi)層木材發(fā)生分解，進(jìn)一步分解出的可燃?xì)怏w，又繼續(xù)燃燒，周而復(fù)始，使燃燒煅燒往復(fù)交替形成火勢。這就是普通木結(jié)構(gòu)構(gòu)件雖然是可燃材料，但其耐火極限卻比普通鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件（耐火極限為14分鐘）高得多的原因?！赌窘Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB500052003）沒有給出膠合木結(jié)構(gòu)防火設(shè)計(jì)的有關(guān)設(shè)計(jì)方法和構(gòu)造規(guī)定。 339 (三) 燃燒體 用普通可燃性或易燃性材料制成的建筑構(gòu)件成為燃燒體。目前，世界上大多數(shù)國家都采用火災(zāi)標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線來升溫，例如，美國材料與試驗(yàn)協(xié)會的ASTM E119等。上述規(guī)定是木結(jié)構(gòu)建筑防火設(shè)計(jì)的根本指導(dǎo)原則。 在沒有空氣的條件下，木材加熱超過200℃時，即開始分解。由于木碳層傳熱性能較差，故當(dāng)木材表面形成碳化層后，對木碳層下面的木材與其外面的氣相燃燒起到了一定的隔離作用，這不僅延緩了內(nèi)層的木材達(dá)到熱解溫度，而且也降低了熱分解速度，導(dǎo)致分解出的可燃?xì)怏w透過碳化層參加外表面與空氣混合的燃燒速度減慢，當(dāng)然，木材深層的碳化速度亦隨之減慢。所以，在普通木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，選取適當(dāng)?shù)慕孛娉叽缫彩菨M足耐火極限要求的措施之一。（三） 輕型木結(jié)構(gòu)輕型木結(jié)構(gòu)主要采用規(guī)格材和木基結(jié)構(gòu)板材建造，墻體、樓屋蓋的結(jié)構(gòu)體系類似箱型結(jié)構(gòu)，其防火設(shè)計(jì)主要通過在結(jié)構(gòu)構(gòu)件外部覆耐火材料，例如防火石膏板等，以達(dá)到增加構(gòu)件耐火極限及阻擋火焰和高溫氣體傳播的作用。二、建筑構(gòu)件的耐火極限 （一） 設(shè)計(jì)原則建筑構(gòu)件的耐火極限的高低,是決定木結(jié)構(gòu)建筑防火安全程度的關(guān)鍵因素。對于耐火極限的判定，我國按國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑構(gòu)件耐火試驗(yàn)方法》（GB997888）規(guī)定。 二、木材的燃燒特性 木材為可燃材料，品種不同發(fā)熱量各異。當(dāng)溫度達(dá)到260℃～330℃時，分解到達(dá)最高峰。 三、木結(jié)構(gòu)的防火特性 木結(jié)構(gòu)分為普通木結(jié)構(gòu)、膠合木結(jié)構(gòu)和輕型木結(jié)構(gòu)三種。 （二）膠合木結(jié)構(gòu) 膠合木結(jié)構(gòu)主要采用鋸材或結(jié)構(gòu)膠合木等工程木產(chǎn)品建造，結(jié)構(gòu)體系主要為梁柱體系。 建筑構(gòu)件的燃燒性能，反映了建筑構(gòu)件遇火燒或高溫作用時的燃燒特點(diǎn)，由構(gòu)件材料的燃燒性能決定，不同燃燒性能建筑材料制成的建筑構(gòu)件，分成三類： (一) 不燃燒體 用通過國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑材料不燃性試驗(yàn)方法》（GB 546485 ）試驗(yàn)合格的材料，即不燃性材料制成建筑構(gòu)件稱為不燃燒體。 對構(gòu)件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗(yàn)，測定其耐火極限是通過燃燒試驗(yàn)爐進(jìn)行的。 表1 木結(jié)構(gòu)建筑中構(gòu)件的燃燒性能和耐火極限 構(gòu) 件 名 稱 耐 火 極 限(h) 防 火 墻 承重墻、分戶墻、樓梯和電梯井墻體 非承重外墻、疏散走道兩側(cè)的隔墻 分室隔墻 多層承重柱 單層承重柱 梁 樓蓋 屋頂承重構(gòu)件 疏散樓梯 室內(nèi)吊頂 注：； ，較低部分的屋頂承重構(gòu)件必須是難燃燒體，耐火極限 。 2. 擱柵底部有兩層12厚的防火石膏板，擱柵之間的空腔內(nèi)無絕熱材料。耐火試驗(yàn)時試件垂直安裝。 試件受火尺寸：3000mm 3000mm ，墻厚125mm。 h 200320447 4 試件由4 塊30 00mm 1220mm12mm 、2 塊3000mm 5 60mm 12mm 石膏板相互拼接而成。隔墻豎龍骨采用4 根3000mm 38 mm89mm木骨，邊框亦為同規(guī)格木骨制作。隔墻豎龍骨采用4 根300 0mm38mm89mm 木骨，邊框亦為同規(guī)格木骨制作。所有的構(gòu)件都是在100%規(guī)范荷載作用下進(jìn)行的。 ? mm 防火石膏板 (2) 1 h h 11 基本構(gòu)造中： ? 墻骨柱中心間距為 400 mm ? 89 mm 厚吸聲材料 (1) ? 隔聲金屬龍骨中心間距為600 mm ? mm 防火石膏板 1 h h 12 基本構(gòu)造中： ? 墻骨柱中心間距為 600 mm. ? 89 mm 厚吸聲材料 (1) ? 隔聲金屬龍骨中心間距為400 mm. ? mm 防火石膏板 (2) 1 h h 13 基本構(gòu)造中： ? 墻骨柱中心間距為 600 mm.. ? 89 mm 厚 吸聲材料 (1) ? 隔聲金屬龍骨中心間距為600 mm ? mm 防火石膏板 (2) 1 h h 14 基本構(gòu)造中： ? 墻骨柱中心間距為 400 mm或600mm. ? 無 吸聲材料 ? 隔聲金屬龍骨中心間距為400mm或600 mm. ? mm 厚防火石膏板 (2) 1 h h 基本構(gòu)造： ? 二排38 mm x 89mm墻骨柱，中心間距 400 mm或 600 mm，交錯布置，地梁板截面尺寸為38 mm x 140 mm ? 89 mm 厚 吸聲材料 單側(cè)，或65 mm 厚兩側(cè)(1 ) 每側(cè)各1層石膏板。? 89 mm 厚吸聲材料 (3) ? 內(nèi)側(cè)單層或雙層石膏板 ? 外墻強(qiáng)面板或外墻掛板 31 基本構(gòu)造中： mm 厚防火石膏板 (2)(6) 1 h 1 h 注：(1). 吸聲材料包括從巖石，玻璃等生產(chǎn)的纖維。 (4). 采用單層普通石膏板時，板四周都應(yīng)有支座。 ? 金屬龍骨中心間距400 mm或6 00mm 。 ? mm 防火石膏板 1 h 4 基本構(gòu)造中： ? 空腔內(nèi)有吸聲材料。 ? mm 防火石膏板 1 h 8 基本構(gòu)造中： ? 空腔內(nèi)有吸聲材料。 9 基本構(gòu)造中： ? 空腔內(nèi)無吸聲材料 ? mm 厚防火石膏板 ? 隔聲金屬龍骨 ? mm 厚防火石膏板 1 h 10 基本構(gòu)造中： ? 空腔內(nèi)有吸聲材料 ? mm 厚防火石膏板 ? 隔聲金屬龍骨 ? mm 厚防火石膏板 1 h 11 基本構(gòu)造中： ? 空腔內(nèi)無吸聲材料 ? mm 厚防火石膏板 ? 隔聲金屬龍骨 ? mm 厚防火石膏板 1 h 12 基本構(gòu)造中： ? 空腔內(nèi)有吸聲材料 ? mm 厚防火石膏板 ? 隔聲金屬龍骨 ? mm 厚防火石膏板 1 h 基本構(gòu)造： ? mm 厚企口實(shí)木鋸材。 ? 隔聲金屬龍骨，中心間距400 mm。 ? 隔聲金屬龍骨，中心間距400 mm。 ? 頂棚采用雙層石膏板。 ? 隔聲金屬龍骨，中心間距600 mm。 ? 隔聲金屬龍骨，中心間距600 mm。 ? mm 厚防火石膏板 1 h 30 基本構(gòu)造中： ? 空腔內(nèi)無吸聲材料。 ? 金屬龍骨，中心間距400 mm或600 mm。 34 基本構(gòu)造中： ? 空腔內(nèi)無 吸聲材料。 ? 頂棚采用雙層石膏板。 37 基本構(gòu)造中： ? 空腔內(nèi)無 吸聲材料。本節(jié)將介紹北美膠合木結(jié)構(gòu)防火設(shè)計(jì)的計(jì)算方法。在標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗(yàn)中，碳化的速度在一開始經(jīng)過較快的碳化過程后，隨后的碳化速率基本保持常數(shù)。構(gòu)件燃燒時，因?yàn)榱旱膬蓚?cè)角部受到來自兩個方向的熱量傳遞，碳化速度比其他地方快，所以，燃燒后的截面不再是矩形。柱的長細(xì)比，隨著構(gòu)件在火災(zāi)中暴露的時間而改變。在這里，k 值取0. 33（即安全系數(shù)為3 ）。 如果已知構(gòu)件的截面尺寸B 和D，可以通過公式( )和( )求出耐火時間t 。 這里，假定初始尺寸為B（較大的尺寸）和D（窄邊尺寸），短柱的耐火極限通過公式（10. 2. 1）、（）和（），長柱的耐火極限可以通過公式（）、（10. ）和（10. ）求得。 4. 膠合木結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐火極限計(jì)算實(shí)例 【 . 1 】 結(jié)構(gòu)膠合梁截面尺寸為 175 380m m ，三面受火，荷載作用為抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的80%。對于柱和拱，則不需要加附加抗拉層板。 356 三、木結(jié)構(gòu)建筑防火構(gòu)造要求 (一) 普通木結(jié)構(gòu) 由于普通木結(jié)構(gòu)的承重構(gòu)件是可燃材料，其構(gòu)件的防火完全靠構(gòu)件自身的耐火能力?！边@一原則是絕不容忽視的，必須遵守（）。 （2）水劑型防火涂料：水劑型防火涂料是以水作分散介質(zhì)的，其成膜劑主要有丙稀酸乳液、氯乙烯扁二氯乙烯、氯丁乳液、醋酸乙烯乳液、苯丙乳液、水星樹脂等，一般以乳液型飾面防火涂料居多。例如，經(jīng)過阻燃劑處理過的木質(zhì)防火門，其耐火極限可以達(dá)到甲級——, 以上，均能滿足各類建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范的要求。 1. 豎向擋火構(gòu)造 1) 墻體或隔墻的密閉空間中，擋火構(gòu)件的位置應(yīng)滿足下列要求： (1) 位于每層樓面層高處； (2) 當(dāng)頂棚有耐火極限要求時，在每層頂棚的位置； (3) 墻體構(gòu)件中的水平空間(例如用于固定墻面石膏板的水平龍骨)，當(dāng)該空間的長度超過20m 時； 358 1. 豎向擋火構(gòu)造 1) 墻體或隔墻的密閉空間中，擋火構(gòu)件的位置應(yīng)滿足下列要求： (1) 位于每層樓面層高處； (2) 當(dāng)頂棚有耐火極限要求時，在每層頂棚的位置； (3) 墻體構(gòu)件中的水平空間(例如用于固