自古以来,人类对木结构建筑情有独钟,不仅因其舒适,更是源于人类对自然的眷恋和对品质生活的不懈追求。我国古代建筑以木结构建筑为主,土木结构的房屋,防火成了一大考验,那么,我国古人在建造精巧的木结构建筑时,是怎么防火的呢?
故宫内的万春亭中精美的藻井图案。藻井有象征避火之意
为了防火,历代能工巧匠因地制宜地发明了彩绘、护城河、防火墙、水袋等措施。古代防火设计中,故宫是最为典型的范例。宫外有金水河、护城河保驾护航,宫内有河道弯曲穿过;除此之外,80多口水井分布其中。紫禁城内还有大缸308口,太和殿、保和殿前各4口;每口缸可容水2000升,比现代水车容量还大。因忌讳水、火二字而得名的“太平缸”、“吉祥缸”是故宫最具特色的防火设备。源于生活实践的智慧成就了千百年来人与木和谐相生的居住格局。木结构易燃的意识也一并进驻我们的大脑,比如香格里拉大火,人们将首要原因归结于木结构易燃。当钢筋混凝土的房屋建筑成为居住主流选择后,这种认识依然根深蒂固在国人的脑海中,但事实是木结构并非最易燃。
现代木结构如何防火
轻型木结构和重型木结构
美国国家林产品协会西北研究所提供的测试结果表明,大截面木构件遇火时,其强度保持时间比金属长。当温度升至230摄氏度时,钢材的强度急剧下降;750摄氏度时,其强度只有原来的10%。木材在温度达到250摄氏度时才会燃烧;火势凶猛的情况下,它通常会以每分钟0.64毫米的速度碳化,碳化层将木材与外界隔离从而提高了木材可承受的温度。因此,在一场持续30分钟的大火中,木材的每个暴露表面只有19毫米因碳化而损失,余下绝大部分原始截面完整无损。
对于轻型木结构来说,通过利用耐火石膏板将木材和火源隔离,能够很好的达到现行国家的建筑消防规范。轻型木结构建筑的防火安全性能取决于墙体、楼盖和屋顶等整体构件的耐火极限和燃烧性能,而与木材本身的燃烧性能关系不大。由于木结构框架的两侧采用具有很好的耐火性能(特别是防火石膏板)的石膏板覆面,且龙骨、搁栅空腔内多数情况下填充不可燃或难燃的矿物纤维保温材料,所以整个构件的耐火极限和燃烧性能可以满足防火规范的要求。至于采用何种保温隔热材料或者何种石膏板,则由构件所要求达到的耐火极限决定。轻型木结构构件可以通过合理地选择材料和组装方法达到 2.0h 的耐火极限。试验证明,轻型木结构墙体和楼盖构件的耐火时间可达到 0.75h~2.0h 甚至更长时间。
关于现代木结构消防的
研究试验及出版物下载
公安部天津消防研究所出版的《木结构建筑防火技术研究报告》对轻型木结构的消防机理,试验结果及结论有很好的阐述,报告原文可以点击阅读原文下载
天津消防研究所进行的轻型木结构墙体耐火试验
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