关于建筑结构防火性能探讨及防火研究

关键词：建筑结构；防火性能；探讨

　　在钢筋混凝土材料成为建筑物主要支撑结构的今天，对建筑结构防火设计实质就是对钢结构的耐火性能的设计，而这也是一直困扰着建筑和防火相关研究人员的重大难题。在美国911事件中，世贸大楼顷刻间倒塌，更加说明了钢结构的极端脆弱性。目前国内对钢结构耐火设计仅仅局限在钢梁和钢柱，尚未形成整体的，适应现代钢结构形式的设计规范，尤其是对钢筋混凝土结合和预应力钢筋混凝土结构的防火研究显然不足，应是我们下一步着力的方向。

　　１建筑中各种建筑结构的防火性能分析

　　1.1　建筑墙的防火性能探讨

　　建筑防火墙是建筑建筑结构防火的最外层结构，对于保证结构内部的安全具有重要的作用。在一些规范条例中，对于防火墙的防火性能有多条标准。首先，防火墙的位置做了一定的限制，即防火墙应直接设置在建筑物的基础或钢筋混凝土框架、梁等承重结构上，并且防火墙应从楼地面基层隔断至顶板底面基层。

　　1.2　建筑顶部防火性能探讨

　　对于建筑顶部的防火性能，如屋顶、闷顶以及建筑缝隙的防火性能标准在一些规范中都有相关要求。在建筑结构中，大多数的房顶都较高，特别是对一些公共场所，如影院、医院等，这方面的防火条例就相对薄弱，需要进一步的加强。

　　1.3　建筑结构中楼梯间、楼梯防火性能探讨

　　楼梯间、楼梯以及门对于建筑结构而言是非常重要的部分，也是建筑结构火灾之后逃生的重要部位。在这三个部位中，对于楼梯间的要求则是最高的，楼梯间应能天然采光和自然通风，并宜靠外墙设置；楼梯间内不应设置烧水间、可燃材料储藏室、垃圾道；楼梯间内不应有影响疏散的凸出物或其它障碍物，楼梯间内不应敷设甲、乙、丙类液体管道；公共建筑的楼梯间内不应敷设可燃气体管道。

　　1.4　建筑结构中防火门和防火卷帘防火性能探讨

　　对于具体的防火性能要做到相当合理才能保证防火工作的彻底。例如，对防火门按其耐火性分为隔热防火门（A类）、部分隔热防火门（B类）和非隔热防火门（C类）。防火卷帘的耐火极限没有等级的分别，要求为不低于3h。

　　2　建筑结构防火材料研究

　　分析建筑结构在高温中的反应一般是以热工性能参数和力学性能参数为依据。材料学意义上的热工性能主要指的是热传导系数、比热容和热膨胀系数等，在这其中，热传导系数是基础参数，影响其传导效果的因素有骨料类型、混凝土配合比及温度、混凝土中水分含量等。试验研究证明，材料周围温度与混凝土热传导系数呈反相关系，温度越高，混凝土传导系数越低。而混凝土的膨胀系数与材料骨密度关系密切。

　　3 当前钢构件的耐火保护方式选择

　　3.1 隔热法

　　隔热法是常规方法，主要就是采用耐高温材料将构件包裹，以达到阻止温度传导的目的。当前市场上流行的耐高温材料主要有轻质耐火混凝土、钢丝网膜耐火砂浆等。

　　3.2 阻热法

　　阻热法工作原理就是控制火灾生成的热量向构件传导，从理论上看就是使Td≥Tm。具体做法是在构件外围的包裹材料上进行特别处理，方向是在构件表面敷设一层导热系数小的保温材料以阻滞热量向构件的传导，从而达到保护作用。

　　4 建筑结构防火设计的未来研究趋势

　　我国目前在结构材料的热反映性能方面研究明显不足；常温结构下的设计还存在精确计算模式选择问题；针对防火材料的热参数随外界变化而应采取的相应的计算方法的研究还很薄弱，有待突破等。以上几个问题其实也代表着建筑结构防火设计的研究方向，概括起来包括以下几个方面。

　　4.1 建筑材料性能

　　实际上，增强材料自身的耐火抗火性能才是最终提高建筑整体防火性能的根本措施。从材料学来看，混凝土和钢材作为一种材料，在温度的干扰下其性能会发生离散，因此，必须通过对不同的材料进行试验以确定各种材料的基本性能及变化特点，也借此发现在高温下依然体现出优越性能的材料以用作建筑结构。目前的趋势是总结世界范围内各国对高温材料试验结果，利用计算机系统对各种结果建立性能数据库。要增强材料的耐火性能，首先要从材料的分子结构研究做起，可以适当研究出一些耐火的材料，再将这些材料有机的组合起来，应用到实际的建筑设计当中去，做出明显可靠的耐火材料。

　　4.2 高温下建筑结构的可靠性研究

　　如何在火灾状态下尽快确定结构的可靠性是当前和今后一段时间研究的重点。建筑结构在高温下的耐火性是一个建筑耐火的关键。在建筑的构建过程中，有两个方面可以增强其耐火性能。第一个方面是从建筑材料入手，采用耐火的建筑材料。第二个方面是从建筑结构入手，创造出不易发生火灾或不易火势蔓延的建筑结构。而现在材料已经高度发达，研发新的材料所消耗的人力物力已是非常巨大的。所以，从建筑构造上防火具有相当大的发展空间，今后的防火性建筑结构已成必然。由于发生火灾后火势是向上蔓延的，而且最容易危机火灾区人生命安全的是火灾后的浓烟。因此可以设计出一种建筑结构，可以阻止火灾的向上蔓延，并且采用空心材料，设计出吸烟天花板等等，这都是今后防止火灾的重中之重。

　　结语

　　大型楼型建筑的防火研究一直是相关工作者不懈努力更进的话题，近年来取得了突出的成绩，由单一的材料防火性研究向材料防火和构造防火综合发展。建筑物的防火安全设计是一门综合性科学，是由多专业共同采取安全措施的综合体现，大空间建筑在消防系统设计上应优先保证人员在火灾中的安全，同时考虑如何减少火灾的发生和火灾的损失防止火灾大面积蔓延，能够最大限度地降低火灾对人们生命和财产的破坏，并且利用性能化设计合理划分防火分区、组织人员安全疏散，利用快速响应早期抑制喷头的闭式喷淋系统、自动消防水炮等较先进的自动消防灭火系统来弥补现行防火规范的不足，达到大空间建筑防火性能总目标的实现，最大限度地保障人民生命财产安全，切实做到火灾的防护。

　　参考文献

　　[1]管崇生，林晓莉，苏继林等.某大型商业综合体消防性能化分析[J].建筑防火设计.2012.

　　[2]施艺伟.建筑结构防火性能探讨[J].工程研究.2012.

　　[3]崔旭华.谈建筑防火梅建设计要求[J].工程科技.2012.

　　[4]吴忠刚.高层建筑危急情况下的电梯疏散系统[J].安防科技.2010（09）.