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木结构建筑物性能——防火安全
日期: 2018-10-26
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建筑物的防火安全既是个人责任也是公共责任。最大限度地减少火灾危险和提高防火安全是每个人的责任,其中包括建筑物管理员、建筑官员、建筑构件制造商、建筑设计师、建造商,尤其是建筑物居住者。加拿大火灾损失统计数据表明,木结构建筑物与其他所有建筑物一样安全。 

居住者可以通过以下两种方式使其房屋的火灾危险降到最低:定期检查房屋以及注重防火安全的生活方式。这包括一些常识性的预防措施,如不要在床上吸烟、不要在地下室中储藏易燃液体、使可燃材料远离热风炉及热水器、留意正在烧煮的食物、在厨房里放置灭火器、特别注意壁炉和蜡烛等明火周围、确保所有的烟雾侦测器具有良好的工作状态。

人们正在有意识地吸取这些经验教训。例如在加拿大,生活方式的变化、对防火安全生活的更好了解、吸烟率的下降、烟雾侦测器的广泛运用,这些使加拿大的火灾死亡在过去的20年里减少了将近50%。

在木结构建筑物盛行的北美地区,一份火灾损失统计数据显示了一个令人惊奇的事实:就防火而言,人们在木结构房屋中与在用其他材料建造的房屋中是一样安全的。这是因为建筑物火灾引起的死亡与受伤并不是由结构的倒塌而造成的。燃烧的建筑物很少有真正倒塌的。事实上,燃烧建筑物中因墙壁或楼板倒塌而引起的伤亡仅占0.25%。大多数的火灾伤亡是由于吸入烟雾而导致的,远在当地消防部门获得火灾报告之前,许多人就已经吸入烟雾而丧生了。

房屋火灾中,结构构件首先着火的比例不足9%,而超过50%的房屋火灾是先从家具和其他室内物件开始的。室内物件和表面装饰的耐火和耐热性能对建筑物内火势的蔓延速度以及烟雾和有害气体的产生有着极大的影响。这些重要因素也决定了居住者是否有足够的时间离开房屋。然而,对室内物件的规定没有像对建筑设计和建筑材料那样严格。

防火安全并不完全取决于单个材料的性能,它更取决于整个系统的耐火性能。虽然接触火焰时木材会着火,但现今加拿大房屋中几乎皆放置于耐火的石膏墙板之后。与其单个部件不同,这一墙体组合耐火能力极强。尽管如此,许多建筑规范对木结构设计仍然过于保守,而且限制木材的使用。

大型结构可能包含重木或大规格梁或柱,它们与轻型框架组件的性能是不一样的。重木本身有很好的耐火性。这是因为木材的导热性能低,而且重木结构已燃烧的“炭化”表面会隔绝空气并保护其下未烧着的木材。这使得大快木材要烧很长时间才会引起结构的破坏。人们甚至曾经从毁于火灾的建筑物中移出重木,将其刨光后再次使用。正因为如此,规范对重木结构给予其特定的耐火等级。

建筑规范可能对不同的组件的耐火要求。建筑物组件的耐火等级由遵循标准程序的足尺耐火试验确定。此处的离子是具有一小时耐火等级的木框架墙,也就是说该墙体在标准测试中可以将燃烧限制在墙体的一侧至少一小时。

防火规范中的规定

建筑设计师和承包商通过遵循认可的防火规范为人们带来防火安全。例如,加拿大全国建筑规范给出了许多符合特定耐火程度的木框架墙体、楼板和天花板/屋顶组件的细节。此外,一些由加拿大房屋信贷集团(Canada Mortgage and Housing Corporation)、加拿大国家林产工业技术研究院(Forintek Canada Corporation)、加拿大全国研究委员会(National Research Council Canada)、加拿大木材委员会(Canadian Wood Council)等赞助的研究项目也在不断更新和扩充加拿大建筑规范中防火性能方面的信息。

材料不燃烧并不意味着它在火灾中安然无事,知道这一点很重要。例如,钢在大多数规范中被归类为不可燃材料,但是在建筑物火灾所产生的高温下它会灾难性地丧失其结构完整性。一个钢质主梁的破坏时间可能会远远早于其相应的木制系统。

防火安全设计

如今的建筑规范注重的是防火安全。规范中所包含的许多条例(如出口的尺寸和位置)都是针对人们如何在各种紧急情况下(包括火灾)迅速、安全地离开建筑物。规范还确保建筑物有足够长的时间保持结构完整以及阻止火势的蔓延,以维持安全通道的完整性。

所谓“防火”的建筑物其实是不存在的,存在的只是不同的耐火程度,依据建筑物的用途,规范明确规定了墙壁、楼板和天花板在标准火灾测试中必须能抵抗火灾的时间长短。建筑物单元彼此相互独立的建筑特征可以保证火焰和烟雾局限于该单元,或使火焰和烟雾隔间化。火和烟雾也可以穿过常见于轻型框架建筑中的隐蔽孔洞。应设置实心挡火块以阻止火焰在其中穿行。热气和烟雾也可以穿行于为建筑物提供空气的管道之中,这对大型建筑物是一个火灾隐患。对于这种情况,设计师会利用挡火板,一旦侦测到火灾,挡火板就会在管道中就位以阻止热气和烟雾的蔓延。

通过在建筑物之间留有足够空间以及/或者使用称为防火墙的耐火屏障以控制火势蔓延到相邻建筑物。规范中对外墙和防火墙上的开口数量和尺寸都有限制。

许多防火专业人士提倡在建筑物中安装喷洒器系统,以对付在我们的生活方式中存在的火灾隐患。火灾发生时,喷洒器会被自动触发并将冷水喷洒在燃烧区域。喷洒器可以在消防员抵达之前控制火势发展。火灾保险公司可能会配有喷洒器的建筑物降低保费。因为喷洒器可以提供附加的安全程度,从而使设计师在满足防火规范限制(如对建筑面积和高度的限制)的同时有一定的灵活性。例如,当建筑物中配有喷洒器系统时,加拿大规范允许用可燃材料建造的大型商业、工业及公共建筑物中也已明文规定安装喷洒器。由于成本及其他实际原因,喷洒器在加拿大住房中并不是必须的。

侦测/警报系统对人们尽早撤离建筑物是至关重要的。安装侦测器并使之保持良好的工作状态是目前为止在建筑物火灾中保证人身安全的最有效的方法。在加拿大,房屋中必须装有作为火灾发生时第一道报警线的烟雾侦测器。


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1、红雪松,是北美等级最高的天然耐腐木材。它卓越的防腐能力来源于自然生长的一种被称为Thujaplicins的醇类物质;另外红雪松中可被萃取的一种被称为Thujic的酸性物质确保了木材不被昆虫侵蚀,无需再做人工防腐和压力处理。红雪松稳定性极佳,使用寿命长,不易变形。另外它也适用于高湿度的环境,例如桑拿房、浴室和厨房,用于制作橱柜、衣柜等可防蟑螂、蛀虫。红雪松由于未做化学处理及纯天然特性,在全球市场深受欢迎。2、花旗松以结构性能闻名,外观也很美丽。当设计结构需要大型木梁、长跨度或特殊形状的拱架(如:教堂、桥梁和体育馆等)时,花旗松是最常选用的木材种类。在民宅、商业建筑、公共建筑结构、塔式建筑和水上设施的建造中,花旗松制作的结构胶合层积梁常用做屋顶、地面和支柱的水平承重框架。在建造工业厂房、仓库、车库,乃至于需要美丽外观的建筑结构时,胶合梁也是性能可靠的建筑材料3、SPF是云杉-松木-冷杉的英文缩写,是产自加拿大的主要商用软木材树种组合。加拿大的广袤森林出产了世界上质量最好的软木木材。SPF木材由于其纤维生长慢,强度大且易加工使之在国际市场上成为建造商和承包商的首选。经过窑干的SPF木材质量轻,稳定性强,加工性好,纹理漂亮,且供应量充足,使之成为建筑及结构用材的不二选择。4、俄罗斯樟子松,松科松属植物,常绿乔木,树高15-20米,最高30米,最大直径(胸径)1 米左右。具有耐寒性强、适应性强、抗逆性强、寿命长的特点,具有很多用途。樟子松用途 材质较强,纹理直,可供建筑、家具等用材。5、胶合木即集成材(Glued Laminated Timber 简称Glulam),与木质工字梁,单板层积材同为三种主要的工程材产品之一。是较小规格的实木锯材,利用冷固化型胶粘剂,顺纹方向粘结而成的一种工程木。
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