多高層木結構建筑防火要求及應用

王 建，楊書靈

（林產(chǎn)工業(yè)規(guī)劃設計院，北京100010）

0 引言

木結構建筑設施的優(yōu)勢會比較顯著，該類型建筑較為綠色且環(huán)保性比較強，在國外一些發(fā)達國家之中，木結構建筑設施更是受到一致追捧。站在世界建筑發(fā)展的立場上探究，木結構建筑的應用范圍正在不斷的擴張，且其建筑設施的高度也在不斷的升高，但是這類木結構建筑設施的可燃性會直接影響該項目的使用狀態(tài)，所以在進行多高層木結構建筑設計的過程中，必須要注重木結構建筑的防火安全。

1 高層建筑的消防特點

1.1 火勢蔓延快

針對高層建筑物來說，其存在具有較多的優(yōu)點，樓層多，可使用的面積和空間也比較大，同時能夠使用的各種功能也比較多。但是這些優(yōu)點也可能是其實際的缺點，如果發(fā)生火災很難被及時的發(fā)現(xiàn)，所以這也是高層建筑物消防火災的主要特點，其具有隱秘性。針對高層建筑物的火災問題來說，導致其發(fā)生問題的因素較多，一個火災的煙頭就能夠造成火災問題發(fā)生，并且目前高層建筑物使用的電器較多，這些都是較為重要的影響因素，如果高層建筑物發(fā)生火災，并且未能夠及時發(fā)現(xiàn)，這就導致火災快速的蔓延，最終出現(xiàn)大面積傳播，達到無法控制的情況。

1.2 不能快速撤離

針對當前的高層通行來說，其在具體的使用過程中，通過使用電梯能夠方便人們的出行，但是如果發(fā)生火災之后，人們如果使用電梯將會出現(xiàn)多種問題，由于造成火災的各種問題較多，其中不乏存在相關的電源問題，如果由于是電力問題導致的，最終會使電源關閉，這樣一來就會導致火災過程中無法使用電梯。而人員在高層當中如果通過樓梯來進行相關的轉移，這就會導致人員無法快速撤離。

1.3 短時間無法撲滅

對于高層建筑物來說，其實際的結構較為復雜，同時如果在較高的區(qū)域發(fā)生火災，不僅無法及時控制火勢，而在具體的建設過程中，當中包括步梯間、電梯井和電纜通道等，這些實際的結構都是垂直的。在發(fā)生火災之后其能夠成為煙筒，煙筒的效果就是將各種火勢和濃煙灰塵等進行傳遞，這種因素的存在直接導致火災根本無法及時撲滅。所以針對高層建筑物的火災來說，其最主要的委托就是無法在短時間撲滅，各種因素直接影響實際的救援效率。

2 國內外規(guī)范規(guī)定對比

2.1 高度、層數(shù)和防火分區(qū)面積

中國的木結構建筑設施適用范圍為住宅以及辦公，樓層的高度限制為5層，防火分區(qū)面積為1800m2，防火分區(qū)的面積主要是5層木結構建筑設施的總建筑面積。加拿大木結構建筑設施的使用范圍用于居住以及辦公，樓層限定數(shù)值為6層，居住型的木結構建筑設施防火分區(qū)面積為1500m2，辦公型的木結構建筑設施防火分區(qū)面積為3000m，會嚴格要求各個樓層木結構建筑設施的建筑面積。美國的木結構建筑設施主要用于居住以及辦公，居住型的木結構建筑設施層數(shù)要求為5層，高度限定在26m以內，防火分區(qū)面積控制在5713m2，辦公型的木結構建筑設施樓層高度設定為6m，樓層數(shù)量設置為6層，高度設置為26m，其限定的防火分區(qū)面積為5295m2，其會在建筑設施當中安裝噴淋系統(tǒng)。芬蘭對于木結構建筑設施的使用范圍主要集中在住宅辦公，賓館教科文等建筑設施內，對于其建筑設施的層數(shù)要求為8層，高度限定在28m之內，住宅以及辦公型的木結構建筑設施防火分區(qū)面積為2400m2，賓館教科文等建筑設施的防火分區(qū)面積設定為800~1200m2，該類型建筑設施的總建筑面積不超過12000m2。通過該數(shù)據(jù)可以了解到，除了芬蘭這一國家之外，其他的歐洲國家，例如德國、瑞士等也都分別限制木結構建筑設施的允許層數(shù)以及高度數(shù)值。但是，一部分國家會受到其相關標準性能化的規(guī)定以及影響，導致其在木結構建筑設施的高度以及層數(shù)方面并沒有進行明確的限定，木結構建筑設施的高度以及層數(shù)等各項指標都是以該項目的性能化計算結果來設定的。通過調查可以了解到，多高層木結構建筑設施的適用范圍中，中國的適用范圍會比較狹窄，局限在住宅以及辦公建筑設施方面。木結構建筑設施的最高允許層數(shù)和其他國家的規(guī)定大致相同，其在防火分區(qū)面積設定方面會更加嚴格。

2.2 建筑構件的耐火極限

中國所設定的防火墻不燃性時間為3h，承重墻、內隔墻及外墻的難燃性時間為2h。分戶墻、梁、柱不燃性時間為2h，非承重外墻、疏散走道兩側、隔墻樓板疏散樓梯不燃性為1h，屋頂承重構件為難燃性為0.5h，電梯井的墻不燃性為1.5h。芬蘭防火墻不燃性時間為2h，承重墻、內隔墻及外墻難燃性時間為1h，非承重外墻、電梯井的墻等均為難燃性為1h。加拿大防火墻不燃性時間為2h，承重墻、內隔墻及外墻可燃性1h，柱、梁、樓板等為可燃性1h，電梯井的墻及疏散走道兩側隔墻為可燃性0.75h，分戶墻為可燃性為1h。在美國其木結構建筑的主要構件通?？梢灾苯邮褂贸聊?，其耐火極限不會超過1h。通過調查可以了解到，中國對于豎向承重墻的防火規(guī)定會更加嚴格，其耐火性能不能小于難燃性2h。站在構件燃燒性能方面探究，芬蘭規(guī)定和我國的規(guī)定大致相同，都需要對其構造進行一系列的防火保護處理，但是美國以及加拿大等國家所設定的規(guī)定則是更加注重于使用沒有經(jīng)過防火保護的構件。對其構件的耐火極限方面來分析，我國所設定的耐火極限要求會更加嚴格，而美國、加拿大等國家對構建耐火極限的設置要求通常為1h，木結構建筑設施的高度以及層數(shù)等都需要進行修改與完善。

3 多高層木結構建筑的應用分析

3.1 國外多高層木結構建筑的發(fā)展現(xiàn)狀

根據(jù)相關的調查資料了解到，當前國際上所構建的多高層木結構建筑設施數(shù)量大約為40~50棟。第一個9層木結構建筑設施于2009年在英國構建完成，之后瑞典以及英國等各個國家相繼構建多棟6~8層的木結構建筑設施，之后意大利等國家也開展8~9層的木結構建筑項目。在2013年，澳大利亞墨爾本更是構建了高度為32m，樓層數(shù)量10層的木結構建筑設施。2015年在卑爾根構建了層數(shù)為14，高度為51m的木結構住宅。在2017年加拿大構建18層，高度為53m的學生公寓，是2017年國際上最高的一類木結構建筑設施。在2019年，這些高層木結構建筑設施分別投入使用，奧地利構建高度84m，樓層數(shù)為24層的木結構綜合體建筑設施，之后挪威布魯孟德爾市建立高度為85.4m的綜合體建筑設施，這一紀錄也有可能會被再次刷新。

3.2 國內多高層木結構建筑的應用

現(xiàn)階段，我國已經(jīng)構建完成的木結構建筑設施通常都是我國歷史上所遺留下來的古建筑設施。在21世紀初時，歐美國家的木結構企業(yè)和木業(yè)協(xié)會也相繼進入中國的市場，開始大力推廣構建現(xiàn)代木結構建筑設施。但是我國當前所運用的設計以及建造技術標準相對來說會較為陳舊，無法緊跟國際的木結構建筑設計步伐，已經(jīng)構建的現(xiàn)代木結構建筑設施通常都3層及以下的住宅設施，不能對高層木結構建筑防火方面進行深入研究，研究成效會比較薄弱，并且其構建的標準體系內容也不夠完善。因此，將該技術當做我國重點研發(fā)的項目課題，同時開展CLT板材碳化速率等各項實驗，以此明確耐火的極限2h的CLT標準構造方式，給相關的標準要求制定提供理論性的依據(jù)，供給數(shù)據(jù)理論方面的支撐。

4 結語

雖然現(xiàn)階段我國對于目前木結構建筑設施的樓層以及高度設置要求會明顯低于國外一些發(fā)達國家所設定的要求規(guī)范，但是，在防火分區(qū)面積及以及構建耐火極限方面的設計要求會更加嚴格。能夠更好地保障多高層木結構建筑設施的安全性能。在開展多高層木結構建筑防火設計時，必須要深度的探究多高層木結構建筑內外火災的發(fā)展規(guī)律，遵守相應的規(guī)范標準，制定出更符合當前我國木結構建筑設施特征的防火要求，合理的安裝消防設施，設計防火分區(qū)的面積，確保其疏散的安全程度，使得這類建筑設施可以更穩(wěn)固且健康化的發(fā)展。