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【發(fā)布單位】出自《注冊(cè)消防工程師》

【發(fā)布日期】2017-01-11

【所屬類別】出自《注冊(cè)消防工程師》

建筑構(gòu)件的燃燒性能和耐火極限

建筑構(gòu)件主要包括建筑內(nèi)的墻、柱、梁、樓板、門、窗等。一般來(lái)講，建筑構(gòu)件的耐火性能包括 兩部分內(nèi)容：一是構(gòu)件的燃燒性能，二是構(gòu)件的耐火極限。耐火建筑構(gòu)配件在火災(zāi)中起著阻止火勢(shì)蔓延、延長(zhǎng)支撐時(shí)間的作用。

一、建筑構(gòu)件的燃燒性能

建筑構(gòu)件的燃燒性能，主要是指組成建筑構(gòu)件材料的燃燒性能。而某些材料的燃燒性能因已有共 識(shí)而無(wú)須進(jìn)行檢測(cè)，如鋼材、混凝土、石裔等；但有些材料，特別是一些新型建材，則需要通過(guò)試驗(yàn) 來(lái)確定其燃燒性能。通常，我國(guó)把建筑構(gòu)件按其燃燒性能分為三類，即不燃性、難燃性和可燃性。

1.不燃性

用不燃燒性材料做成的構(gòu)件統(tǒng)稱為不燃性構(gòu)件。不燃燒材料是指在空氣中受到火燒或高溫作用時(shí) 不起火、不微燃、不炭化的材料，如鋼材、混凝土、磚、石、砌塊、石裔板等。

2.難燃性

凡用難燃燒性材料做成的構(gòu)件，或用燃燒性材料做成而用非燃燒性材料做保護(hù)層的構(gòu)件統(tǒng)稱為難

燃性構(gòu)件。難燃燒性材料是指在空氣中受到火燒或高溫作用時(shí)難起火、難微燃、難炭化，當(dāng)火源移走 后燃燒或微燃立即停止的材料，如瀝青混凝土、經(jīng)阻燃處理后的木材、塑料、水泥、刨花板、板條抹 灰墻等。

3.可燃性

凡用燃燒性材料做成的構(gòu)件統(tǒng)稱為可燃性構(gòu)件。燃燒性材料是指在空氣中受到火燒或高溫作用時(shí) 立即起火或微燃，且火源移走后仍繼續(xù)燃燒或微燃的材料，如木材、竹子、刨花板、保麗板、塑料等。

為確保建筑物在受到火災(zāi)危害時(shí)在一定時(shí)間內(nèi)不垮塌，并阻止、延緩火災(zāi)的蔓延，建筑構(gòu)件多 采用不燃燒材料或難燃材料。這些材料在受火時(shí)，不會(huì)被引燃或很難被引燃，從而降低了結(jié)構(gòu)在短 時(shí)間內(nèi)被破壞的可能性。這類材料如混凝土、粉煤灰、爐渣、陶粒、鋼材、珍珠巖、石裔以及一些 經(jīng)過(guò)阻燃處理的有機(jī)材料等不燃或難燃材料。在建筑構(gòu)件的選用上，總是盡可能地不增加建筑物的火災(zāi)荷載。

二、建筑構(gòu)件的耐火極限

(一）耐火極限的概念

耐火極限是指建筑構(gòu)件按時(shí)間-溫度標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行耐火試驗(yàn)，從受到火的作用時(shí)起，到失去支持能 力，或完整性，或隔火作用時(shí)止的這段時(shí)間，用小時(shí)（h)表示。其中，支持能力是指在標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗(yàn) 條件下，承重或非承重建筑構(gòu)件在一定時(shí)間內(nèi)抵抗垮塌的能力；耐火完整性是指在標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗(yàn)條件 下，當(dāng)建筑分隔構(gòu)件某一面受火時(shí)，能在一定時(shí)間內(nèi)防止火焰和熱氣穿透或在背火面出現(xiàn)火焰的能力； 耐火隔熱性是指在標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗(yàn)條件下，當(dāng)建筑分隔構(gòu)件某一面受火時(shí)，能在一定時(shí)間內(nèi)其背火面溫 度不超過(guò)規(guī)定值的能力。

(二）影響耐火極限的要素

在火災(zāi)中，建筑耐火構(gòu)配件起著阻止火勢(shì)蔓延擴(kuò)大、延長(zhǎng)支撐時(shí)間的作用，它們的耐火性能直接 決定著建筑物在火災(zāi)中的失穩(wěn)和倒塌的時(shí)間。影響建筑構(gòu)配件耐火性能的因素較多，主要有材料本身 的屬性、構(gòu)配件的結(jié)構(gòu)特性、材料與結(jié)構(gòu)間的構(gòu)造方式、標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的試驗(yàn)條件、材料的老化性能、 火災(zāi)種類和使用環(huán)境要求等。

1.材料本身的屬性

材料本身的屬性是構(gòu)配件耐火性能主要的內(nèi)在影響因素，決定其用途和適用性。如果材料本身 就不具備防火甚至是可燃燒的材料，就會(huì)在熱的作用下出現(xiàn)燃燒和煙氣，而建筑中可燃物越多，燃 燒時(shí)產(chǎn)生的熱量越高，帶來(lái)的火災(zāi)危害就越大。建筑材料對(duì)火災(zāi)的影響有四個(gè)方面：一是影響點(diǎn)燃 和轟燃的速度，二是造成火焰的連續(xù)蔓延，三是助長(zhǎng)火災(zāi)的熱溫度，四是產(chǎn)生濃煙及有毒氣體。在 其他條件相同的情況下，材料的屬性決定了構(gòu)配件的耐火極限；當(dāng)然，材料的理化力學(xué)性能也應(yīng)符 合要求。

2.建筑構(gòu)配件結(jié)構(gòu)特性

構(gòu)配件的受力特性決定其結(jié)構(gòu)特性（如梁和柱），在其他條件相同時(shí)，不同的結(jié)構(gòu)處理得出的耐 火極限是不同的，尤其是對(duì)節(jié)點(diǎn)的處理，如焊接、鉚接、螺釘連接、簡(jiǎn)支、固支等方式；球接網(wǎng)架、 輕鋼桁架、鋼結(jié)構(gòu)和組合結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)形式；規(guī)則截面和不規(guī)則截面，暴雑的不同側(cè)面等；結(jié)構(gòu)越復(fù) 雜，高溫時(shí)結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力分布越復(fù)雜，火災(zāi)隱患越大。因此，構(gòu)件的結(jié)構(gòu)特性決定了保護(hù)措施選 擇方案。

3.材料與結(jié)構(gòu)間的構(gòu)造方式

材料與結(jié)構(gòu)間的構(gòu)造方式取決于材料自身的屬性和基材的結(jié)構(gòu)特性，即使使用品質(zhì)優(yōu)良的材料, 構(gòu)造方式不恰當(dāng)也同樣難以起到應(yīng)有的防火作用。如厚涂型結(jié)構(gòu)防火涂料在使用厚度超過(guò)一定范圍后 就需要用鋼絲網(wǎng)來(lái)提升涂層與構(gòu)件之間附著力；薄涂型和超薄型防火涂料若在一定厚度范圍內(nèi)耐火極 限達(dá)不到工程要求，而增加厚度并不一定能提髙耐火極限時(shí)，則可采用在涂層內(nèi)包裹建筑纖維布的辦 法來(lái)增強(qiáng)已發(fā)泡涂層的附著力，提高耐火極限，滿足工程要求。

4.標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的試驗(yàn)條件

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的耐火性能試驗(yàn)與所選擇的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)，其中包括試件養(yǎng)護(hù)條件、使用場(chǎng)合、升溫條 件、試驗(yàn)爐壓力條件、受力情況、判定指標(biāo)等。在試件不變的情況下，試驗(yàn)條件越苛刻，耐火極限越 低。雖然這些條件厲于外在因素，但卻是必要條件，任何一項(xiàng)條件不滿足，得出的結(jié)果均不科學(xué)準(zhǔn)確。不同的構(gòu)配件由于其作用不同會(huì)有試驗(yàn)條件上的差別，由此得出的耐火極限也有所不同。

5.材料的老化性能

各種構(gòu)配件雖然在工程中發(fā)揮了作用，但能否持久地發(fā)揮作用則取決于所使用的材料是否具有良 好的耐久性和較長(zhǎng)的使用壽命，在這方面，我們的研究工作有待深化和加強(qiáng)，尤其以化學(xué)建材制成的 構(gòu)件、防火涂料所保護(hù)的結(jié)構(gòu)件最為突出，因此建議盡量選用抗老化性好的無(wú)機(jī)材料或那些具有長(zhǎng)期 使用經(jīng)驗(yàn)的防火材料做防火保護(hù)。對(duì)于材料的耐火性能衰減應(yīng)選用合理的方法和對(duì)應(yīng)產(chǎn)品長(zhǎng)期積累的 應(yīng)用實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的評(píng)估（以便在發(fā)生火災(zāi)時(shí)能根據(jù)其使用年限、環(huán)境條件來(lái)推算現(xiàn)存的耐火極 限，從而為制定合理的撲救措施提供參考依據(jù)）。

6.火災(zāi)種類和使用環(huán)境要求

應(yīng)該說(shuō)，由不同的火災(zāi)種類得出的構(gòu)配件耐火極限是不同的。構(gòu)配件所在環(huán)境決定了其在耐火試 驗(yàn)時(shí)應(yīng)遵循的火災(zāi)試驗(yàn)條件，應(yīng)對(duì)建筑物可能發(fā)生的火災(zāi)類型進(jìn)行充分的考慮；引人設(shè)計(jì)程序時(shí)，應(yīng) 在各方面保證構(gòu)配件耐火極限符合相應(yīng)的耐火等級(jí)要求。現(xiàn)有的已掌握的火災(zāi)種類有：普通建筑纖維 類火災(zāi)、電力火災(zāi)、部分石油化工環(huán)境及部分隧道火災(zāi)、海上建（構(gòu)）筑物、儲(chǔ)油罐區(qū)、油氣田等環(huán) 境的快速升溫火災(zāi)、隧道火災(zāi)。我國(guó)現(xiàn)有工程防火設(shè)計(jì)中對(duì)構(gòu)件耐火性能的要求大多數(shù)都是以建筑纖 維類火災(zāi)為條件而確定的，當(dāng)實(shí)際工程存在更嚴(yán)酷火災(zāi)發(fā)生環(huán)境時(shí)，按普通建筑纖維類火災(zāi)進(jìn)行的設(shè) 計(jì)就不能滿足快速升溫火災(zāi)的防火保護(hù)要求，因此應(yīng)對(duì)相關(guān)防火措施進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。