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一級消防工程師《技術實務》章節考點:建築構件的燃燒性能和耐火極限
來源:消防工程師考試網 2019年06月03日 【注 冊消防工程師專業網站所有評論

一般來講,建築構件的耐火性能包括兩部分内容,一是構件的燃燒性能,二是構件的耐火極限。

建築構件的燃燒性能主要是指組成建築構件材料的燃燒性能。通常,我國把建築構件按其燃燒性能分為不燃性、難燃性和可燃性三類。

一、建築構件的燃燒性能

1.不燃性構件

用不燃燒性材料做成的構件統稱為不燃性構件。不燃燒材料是指在空氣中受到火燒或高溫作用時不起火,不微燃,不炭化的材料。如鋼材、混凝土、磚、石、砌塊等。

2.難燃性構件

凡用難燃燒性材料做成的構件或用燃燒性材料做成而用非燃燒性材料做保護層的構件統稱為難燃性構件。

難燃燒性材料是指在空氣中受到火燒或高溫作用時難起火、難微燃、難炭化,當火源移走後燃燒或微燃立即停止的材料。如瀝青混凝土、經阻燃處理後的木材、塑料、水泥、刨花闆、闆條抹灰牆等。

3.可燃性構件

凡用燃燒性材料做成的構件統稱為可燃性構件。燃燒性材料是指在空氣中受到火燒或高溫作用時立即起火或微燃 ,且火源移走後仍繼續燃燒的材料。如木材、寶麗闆、塑料等。

為确保建築物在受到火災危害時,一定時間内不垮塌,并阻止、延緩火災的蔓延,建築構件多采用不燃燒材料或難燃材料。

這些材料主要包括混凝土、粉煤灰、爐渣、陶粒、鋼材、珍珠岩、石膏等,在受火時,不會被引燃或很難被引燃,從而降低了結構在短時間内被破壞的可能性。

二、建築構件的耐火等級

(一)耐火極限的概念

耐火極限是指建築構件按時間-溫度标準曲線進行耐火試驗,從受到火的作用時起,到失去支持能力或完整性或失去隔火作用時止的這段時間,用小時(h)表示。其中,支持能力是指在标準耐火試驗條件下,承重或非承重建築構件在一定時間内抵抗垮塌的能力;耐火完整性是指在标準耐火試驗條件下,建築分隔構件當某一面受火時,能在一定時間内防止火焰和熱氣穿透或在背火面出現火焰的能力;耐火隔熱性是指在标準耐火試驗條件下,建築分隔構件當某一面受火時,能在一定時間内其背火面溫度不超過規定值的能力。

(二)影響耐火極限的要素

在火災中,建築耐火構配件起着阻止火勢蔓延擴大、延長支撐時間的作用,它們的耐火性能直接決定着建築物在火災中的失穩和倒塌的時間。影響建築構配件耐火性能的因素較多,主要有:材料本身的屬性、構配件的結構特性、材料與結構間的構造方式、标準所規定的試驗條件、材料的老化性能、火災種類和使用環境要求等。

1.材料本身的屬性

材料本身的屬性是構配件耐火性能主要的内在影響因素,決定其用途和适用性,如果材料本身就不具備防火甚至是可燃燒的材料,就會在熱的作用下出現燃燒和煙氣,建築中可燃物越多,燃燒時産生的熱量越高,帶來的火災危害就越大。建築材料對火災的影響有四個方面:一是影響點燃和轟燃的速度;二是火焰的連續蔓延;三是助長了火災的熱溫度;四是産生濃煙及有毒氣體。在其他條件相同的情況下,材料的屬性決定了構配件的耐火極限,當然還有材料的理化力學性能也應符合要求。

2.建築構配件結構特性

構配件的受力特性決定其結構特性(如梁和柱),不同的結構處理在其他條件相同時,得出的耐火極限是不同的,尤其是節點的處理如焊接、鉚接、螺釘連接、簡支、固支等方式;球接網架、輕鋼桁架,鋼結構和組合結構等結構形式;規則截面和不規則截面,暴露的不同側面等;結構越複雜,高溫時結構的溫度應力分布越複雜,火災隐患越大;因此構件的結構特性決定了保護措施選擇方案。

3.材料與結構間的構造方式

即使使用品質優秀的材料,當構造方式不恰當時同樣起不到應有的防火作用,應該說隻要不是易燃材料均可起到防火保護作用,因為可以增大材料用量,隻是不經濟而已;材料與結構間的構造方式取決于材料自身的屬性和基材的結構特性,關系到結構設計的有效性問題,根據材料和基材特性來确定經濟合理的構造方式。如厚塗型結構防火塗料在使用厚度超過一定範圍後就需要用鋼絲網來加固塗層與構件之間附着力;薄塗型和超薄型結構防火塗料在一定厚度範圍内耐火極限達不到工程要求,而增加厚度并不一定能提高耐火極限時,可采用在塗層内包裹建築纖維布的辦法來增強已發泡塗層的附着力,提高耐火極限,滿足工程要求。

4.标準所規定的試驗條件

标準規定的耐火性能試驗與所選擇的執行标準有關,其中包括試件養護條件、使用場合、升溫條件、實驗爐壓力條件、受力情況、判定指标等。在試件不變的情況下實驗條件越苛刻,耐火極限越低。雖然這些條件屬于外在因素,但卻是必要條件。任何一項條件不滿足,得出的結果均不科學準确;不同的構配件由于其作用不同會有試驗條件上的差别,由此得出的耐火極限也有所不同。

5.材料的老化性能

各種構配件雖然在工程中發揮了作用,但能否持久地發揮作用需要所使用的材料具有良好的耐久性和較長的使用壽命,這方面我們的研究工作有待深化和加強,尤其以化學建材制成的構件、防火塗料所保護的結構件最為突出,因此建議盡量選用抗老化性好的無機材料或那些具有長期使用經驗的防火材料作防火保護。對于材料的耐火性能衰減應選用合理的方法和對應産品長期積累的應用實際數據進行合理的評估(使其在發生火災時能根據其使用年限、環境條件來推算現存的耐火極限,從而為制定合理的撲救措施提供參考依據)。

6.火災種類和使用環境要求

應該說由不同的火災種類得出的構配件耐火極限是不同的。構配件所在環境決定了其耐火試驗時應遵循的火災試驗條件,應對建築物可能發生的火災類型作充分的考慮,引入設計程序中,從各方面保證構配件耐火極限符合相應耐火等級要求。現有的已掌握的火災種類有:普通建築纖維類火災、電力火災、部分石油化工環境及部分隧道火災、海上建構築物、儲油罐區、油氣田等環境的快速升溫火災、隧道火災。




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