第13章 -建筑防火知识

第一章概述第一节建筑火灾及其防火技术措施一、建筑火灾的特点•通常，建筑火灾最初发生在建筑物内的某个房间或局部区域，然后由此蔓延到相邻房间或区域，以至整个楼层。•根据室内火灾温度会随时间变化的特点，可以将火灾发展过程分为四个阶段：•火灾初起阶段•火灾发展阶段•火灾猛烈阶段•火灾熄灭阶段1.火灾初起阶段•室内发生火灾后，最初只是起火部位及其周围可燃物着火燃烧。这时的燃烧如同在敞开的空间里进行一样。在局部燃烧形成之后，可能会出现下列三种情况之一：•①在门窗关闭，通风供氧不足的情况下，最初着火的可燃物质自行燃烧完，而未引燃其他的可燃物质。尤其是最初着火的可燃物质处在隔离的情况下。•②在通风供氧严重不足的情况下，火灾会自行熄灭，或以很慢的燃烧速度继续燃烧。•③如果有足够多的可燃物质，而且具有良好的通风条件，室内可燃物质（家具、衣物等）会逐步被引燃，从而使室内火灾进入到发展阶段。•特点：燃烧范围不大，建筑物本身尚未燃烧，燃烧仅限于初始起火点附近；室内温度差别大，仅在燃烧区域及其附近存在高温，室内平均温度低；燃烧蔓延速度较慢，在蔓延过程中，火势不稳定；燃烧蔓延时间因着火源、可燃物质性质和分布、通风条件影响而差别很大。•表明，火灾初起阶段是灭火的最有利时机，应设法争取尽早发现火灾，把火灾及时控制消灭在该阶段。2.火灾发展阶段•在火灾初起阶段后期，火灾范围迅速扩大，除室内的家具、衣物等卷入燃烧之外，建筑物的可燃装修材料由局部燃烧迅速扩大，室内温度上升很快，当达到室内固体可燃物表面燃烧的温度时，被高温烘烤分解、挥发出的可燃气体可能使整个房间都充满火焰。3.火灾猛烈阶段•室内所有可燃物质都在猛烈燃烧，放热量很大，因而房间内温度迅速升高，并出现持续性高温，最高温度可达1100℃～1200℃。火焰、高温烟气从房间的开口大量喷出，使火灾蔓延到建筑物的其他部分。室内高温对建筑构件产生的热作用越来越强烈，使建筑构件的承载能力不断下降，甚至造成建筑物局部或整体坍塌。•耐火等级高的建筑物通常在起火后，由于其房间四周墙壁和楼板坚固，不易被烧穿，因此发生火灾时房间通风口会因门窗上玻璃破碎有所增大。火灾进入猛烈燃烧阶段后，其通风口的大小没有大的变化，室内燃烧大多由通风条件控制，因而室内火灾保持着稳定的燃烧状态。火灾猛烈阶段的持续时间长短取决于室内可燃物的性质和数量，以及通风条件等因素。•为了减少火灾损失，针对火灾猛烈阶段的特点，在建筑防火设计中采取的主要措施是：在建筑物内设置具有耐火性能的防火分隔物，把火灾控制在一定的范围之内，防止火灾大面积蔓延；选用耐火性能较好的建筑结构作为建筑物的承重体系，确保建筑物发生火灾时不坍塌，为火灾时人员的安全疏散、火灾扑救及火灾后建筑物修复使用创造条件。4.火灾熄灭阶段在火灾猛烈阶段后期，随着室内可燃物数量的不断减少，燃烧速度减慢，温度逐渐下降，火灾进入熄灭阶段。随后，室内温度下降明显，直到把室内的全部可燃物烧完，逐步恢复正常室内温度。•该阶段前期，燃烧仍然比较猛烈，火灾温度仍很高。•针对该阶段特点，应注意防止建筑构件因较长时间受高温烧烤和灭火时水的冷却作用而出现裂缝、下沉、倾斜或坍塌，确保消防人员的人身安全。二、建筑防火技术措施人类在长期的建筑防火、灭火实践中，总结了建筑火灾正反两方面的经验教训，逐渐掌握了建筑物起火、燃烧蔓延的基本规律，并可以根据建筑物的特点，初步预测火灾的发生、发展、蔓延的规律及火灾的规模，在此基础上，总结出了建筑设计防火所应遵循的法则，即《建筑设计防火规范》、《高层民用建筑设计防火规范》等。这些规范的主要内容可以归纳为以下几个方面：1.建筑总平面防火是防止火灾对相邻建、构筑物造成危害，使消防车辆及相关救助设施在火灾中能顺利完成好救助工作的外部条件。要求:在总平面设计中，根据建筑物使用性质、火灾危险性、地形、地势和风向等因素，进行合理布局，尽量避免建筑物相互之间构成火灾威胁和发生爆炸后可能造成的严重后果。2.建筑物耐火等级的划分与选择•建筑物耐火等级的划分，是建筑防火技术措施中最基本的措施之一，它要求建筑物在火灾高温的持续作用下，墙、柱、梁、楼板、屋顶、搂梯、吊顶等基本建筑构件，能在一定的时间内不破坏、不传播火焰，从而起到延缓或阻止火势蔓延的作用，并为疏散人员、抢救物资和扑灭火灾赢得时间。•我国的建筑设计防火规范把建筑物的耐火等级划分为：一、二、三、四级。建筑物的耐火等级取决于组成该建筑物的建筑构件的燃烧性能和最低耐火极限。•在建筑设计或建筑设计防火审核过程中，对建筑物耐火等级的选择和确定，是建筑防火技术措施内容之一。•对于民用建筑，其建筑物耐火等级的选择和确定，主要根据建筑物本身的使用性质、类别和是否是高层建筑等来选择和确定；•对于厂、库房则应根据其生产和储存物品的火灾危险性类别，正确选择和确定它们应采用的耐火等级。3.合理划分防火分区、防烟分区，设置防火分隔物、挡烟垂壁•在建筑物中采用耐火性较好的分隔物将建筑物空间分隔成若干区域的防火技术措施，称为划分防火分区，它的主要作用和目的就是一旦某一区域起火，通过防火分隔物将火灾控制在局部区域内，阻止火灾在水平和垂直方向的蔓延。对于某些建筑物（高层建筑、地下建筑等），需要设置挡烟设施（挡烟垂壁、挡烟梁、隔墙）划分防烟分区，将烟气控制在一定范围内，以便用排烟设施将其排出，保证人员安全疏散和便于消防扑救工作顺利进行。4.采取安全疏散措施•建筑物发生火灾时，为避免室内人员由于火烧、烟气中毒和房屋坍塌而遭到伤害，使建筑物内的人员和物资及时地撤离出去。同时，也为了能使消防人员迅速接近起火部位，就必须采取安全疏散措施，确定安全出口数量、宽度，楼梯间型式（如敞开、封闭、防烟等）．确定疏散距离、宽度，设置疏散指示标志等。5.室内装修防火•在建筑火灾中，由于装修材料所引起或因为装修材料而蔓延扩大成灾的屡见不鲜，同时，由于装修材料燃烧后产生的烟雾和毒气致死人员的数量也越来越多。•要正确处理装修效果和使用安全的矛盾，根据建筑物的使用性质、规模，对建筑物的不同装修部位，采用相应燃烧性能的装修材料并且积极选用不燃烧材料和难燃烧材料，做到安全适用、技术先进、经济合理。6.通风、空调系统防火和建筑防排烟措施•建筑工程安装的通风、空调系统不仅有可能引起火灾，而且由于这些设备的管道与各楼层、各房间直接相通，垂直和水平纵横交叉，起火时便成为蔓延传播烟火的重要渠道，因此，针对建筑工程中通风、空调系统，应采取许多防火技术措施，以避免因通风、空调系统引发火灾或蔓延火势。•根据国内外火灾统计，因火灾而伤亡者，大多数是烟气所致。为此，建筑防火中如何使火灾烟气少产生甚至不产生；如何将火灾烟气控制在火灾发源地而不蔓延出去；如何使火灾烟气迅速地最大限度地排除到安全的地方；如何使疏散通道成为防烟安全区域，就是制订防排烟技术措施的根本目的和任务。7.工业建筑防爆•在一些生产、使用或储存易燃液体、可燃气体、蒸气或可燃粉尘等能与空气形成爆炸性混合物的厂（库）房，当爆炸性混合物达到爆炸浓度，遇到火源就能引起爆炸。•这种爆炸能够在瞬间释放出巨大的能量，使建筑物、生产设备遭到破坏，造成人员伤亡。对于上述有爆炸危险的厂房、仓库，为了防止爆炸事故的发生，减少爆炸事故造成的损失，要从建筑平面与空间布置、建筑结构和建筑设备等方面采取防火防爆的措施。8.设置必要的建筑消防设施•建（构）筑物一旦发生火灾，就要迅速报警，报警早，火灾损失和人员伤亡就少，甚至不会造成人员伤亡。•为此，有些建（构）筑物按照国家建设工程消防技术标准需要设置火灾自动报警系统或可燃气体检漏报警系统。为了在发生火灾后，及时扑灭火灾，为成功扑救火灾创造有利的条件，达到自防自救的目的，根据国家建设工程消防技术标准要求设置必要的消火栓灭火系统、自动喷水灭火系统、气体灭火系统、泡沫灭火系统等，其设置范围主要按照建（构）筑物的使用性质、防护区的有关条件以及建（构）筑物的规模、建筑高度、火灾危险等级等确定。第十三章建筑材料防火技术第一节建筑材料对火的反应特性第二节阻燃技术及防火涂料第三节建筑内部装修防火第四节钢、木结构的防火措施第五节防火涂料的施工要求第一节建筑材料对火的反应特性一、建筑材料的分类•在建筑工程中，各种建筑材料的性质、性能、规格、品种等因素将直接影响房屋的使用、坚固和耐久性，也影响着建筑的结构形式和施工方法。•尤其是建筑材料的耐火性能决定了建筑物的耐火等级；建筑材料的燃烧性能是决定起火难易程度及火灾扩大蔓延速度的基本因素之一。1.按照基本成份，建筑材料的分类如表所示。表建筑材料按基本成分的分类金属材料黑色金属钢、铁有色金属铝、铜、铅及其合金等非金属材料无机材料天然石材花岗岩、石灰岩、大理岩等烧土制品及及玻璃砖瓦、陶瓷、玻璃等胶凝材料气硬性胶凝材料石灰、石膏、水玻璃水硬性胶凝材料各种水泥以胶凝材料为基料的人造石混凝土砂浆石棉水泥制品硅酸盐建筑制品有机材料木材、沥青、涂料、橡胶等复合材料金属—非金属材料非金属—金属材料无机—有机材料、有机—无机材料2.按其在建筑中的主要用途可分为：结构材料构造材料防水材料地面材料饰面材料绝热材料吸声材料、卫生工程材料其他特殊材料。3.按照燃烧性能可分为：不燃性建筑材料(A级)、难燃性建筑材料(Bl级)、可燃性建筑材料(B2级)易燃性建筑材料(B3级)四级。建筑材料的燃烧性能依据其在明火或高温作用下，材料表面的着火性和火焰传播性、发烟、炭化、失重以及毒性生成物的产生等特性来衡量。（1）不燃性建筑材料(A级)•不燃性建筑材料(A级)是指按GB5464检验方法对建筑材料进行检验，若试样表面、试样中心、炉内的平均温升未超过50℃，平均持续燃烧时间不超过20s，平均失重未超过原试样的50％，则该材料可定为不燃性建筑材料。（2）难燃性建筑材料(Bl级)•难燃性建筑材料(Bl级)是指按GB8625检验方法对建筑材料进行检验，若试样燃烧的剩余长度平均值大于150mm，其中没有一个试样的燃烧剩余长度为零。且没有一组试验的平均烟气温度超过200℃，则该材料可定为难燃性建筑材料。（3）可燃性建筑材料(B2级)•可燃性建筑材料(B2级)是指按GB8626检验方法对建筑材料进行检验，若试样符合下述规定均可确定为可燃性建筑材料，一是对下边缘未加保护的试件，在底边缘点火开始后的20s内，五个试件火焰尖头均未到达刻度线；二是下边缘加以保护的试件，除符合上述规定外，在附加一组表面点火试验，在点火开始后的20s内，五个试件火焰尖头均未到达刻度线。（4）易燃性建筑材料(B3级)•易燃性建筑材料(B3级)是指当建筑材料按GB8626试验方法进行检验未通过时，即可定为易燃性建筑材料。•金属材料和无机材料属于不燃性建筑材料，如钢、铁、砖瓦、陶瓷等；•有机材料属于可燃性建筑材料，如木材、沥青、塑料等；•复合材料属于难燃性建筑材料。《建筑材料燃烧性能分级方法》GB8624-2006将建筑材料按照燃烧性能可以分为：•A1级、A2级---------对应老规范A级•B级、C级-----------对应老规范B1级•D级、E级-----------对应老规范B2级•和F级。-----------对应老规范B3级•见表13-2。二、主要建筑材料对火的反应•建筑材料的耐火性能是指材料在受到火烧或高温作用下的燃烧性能和抵抗火烧的时间长短。一般来讲，不燃性建筑材料具有较好的耐火性能，如混凝土、砖瓦等。但有些材料虽具有不燃性，但在火灾的高温作用下，材料的温度升高到某一范围(或到达某一级限值)时，强度便大幅度的下降。如钢材在20℃时强度为4500kg／cm2，在485℃时为2780kg／cm2，几乎降到原来的50％，而到614℃时，钢材强度就只有700kg／cm2，几乎失去承载能力。•为了提高金属结构的耐火性能，就必须设法推迟金属结构材料达到极限温度的时间，其方法是在构件表面粘隔热的保护层。(一)木材木材在建筑上多用作建筑结构材料和装饰装修材料。1.木材起火燃烧形式(1)用明火点燃•木材是可燃性的建筑材料。木材在温度升高的同时分解出可燃气体。不断地用明火加热，木材将连续地分解可燃气体。当分解的