木结构建筑防火要求及应用现状

发表时间:2021/8/30   来源:《城镇建设》2021年3月9期   作者:杨德江
[导读] 不仅是木结构混合建造技术,还有装配式木结构在近些年也发展飞快,
        杨德江
        河北省曲阳县住房和建设局,曲阳县073100


        摘要:不仅是木结构混合建造技术,还有装配式木结构在近些年也发展飞快,与此同时,还伴随着新工程木产品的出现,这一新产品的出现,使得高层发展逐渐成为了木结构建筑主要的发展方向,越来越多的高层木结构建筑出现在大家的眼前。但就我国目前情况来说,木结构建筑按照规范是不能够超过5层。因此通过对国内外多层木结构建筑应用现状的分析对比,将其国内外建筑的防火要求通过比较,从而给我国的多层高木结构建筑的应用和防火规范提供参考。
        关键词:装配式木结构;木结构建筑;防火要求
        
        木结构建筑的特点是可持续并且绿色环保,因此在欧洲,北美以及澳洲这些国家可以看到有很多木结构建筑,对于很多的单双户住宅以及小型公建,木结构建筑是其首要的选择。如今木结构建筑应用的范围不断的扩大,随着近年来新工程木产品的出现以及木结构混合结构建造技术、装配式木结构的发展,木结构建筑也逐渐向着新的发向发展,这一新发展方向包括两个方面,一个是综合体,另一个是木结构的住宅方向,并且建筑的高度也随着不断的发展越来越高。像某些国家已经建成了包含公寓、宾馆甚至是办公为一体的建筑,这一建筑也是世界上最高的木结构建筑,其建筑有85.4m高。
        木结构建筑如今在世界范围内不仅应用的越来越广泛,在前面也提到木结构建筑其高度也在不断的增高。但实际上木结构建筑是存在缺点的,最主要的缺点也是最熟知的缺点就是木材的可燃性,正是因为木材的这一特性导致必须要对这一问题进行解决,否则会影响整个建筑的安全。因此像欧洲等一些国家,为了保障木结构建筑的防火安全,他们对本国的防火规范甚至是建筑进行了修订,同时这些国家对木结构建筑的其防火安全规定方面的要求也越来越高。我国同时也对相应工作以及相关规范进行了及时的修订。
        1国内外规范对木结构建筑的防火要求
        1.1国内防火规定
        我国主要有三本规范和标准,这些规范和标准规定了木结构建筑的防火要求,首先是《建筑设计防火规范》,这本规范包含了以下方面,首先试主要构件的耐火极限、层数,其次是燃烧性能,最后还饱含了像木结构建筑适用范围、消防设施设置等内容,其特殊之处是在木结构建筑的防火方面给出了相应的规定。《木结构设计标准》主要包含了木结构建筑细部防火措施以及防火构造这两方面。木结构建筑技术标准这本书主要对高木结构建筑的防火要求进行了明确,并且提升了木结构建筑的允许最高层数[1]。
        就我国目前而言,现在还处于对木结构建筑防火不断的认识中。一开始根据规定,木结构建筑其最高的层数为3层,难燃性1.00h多被确定为其主要构件的耐火极限和燃烧性能。2014年出版了《建筑设计防火规范》这本书,但在这其中并没有改变木结构建筑所允许的最高层高,却改变了组合建筑的最高层高,将其增加到了7层,与此同时,对主要构件的耐火极限和燃烧性能也进行相应的改变,允许将屋顶承重的构件如柱、梁等裸露出来,因为这样可以将木材本来的美感体现出来。
        1.2国外防火规定
        国外对建筑的层高要求也经历了从严到松这样一个过程,2015年出版的《加拿大国家建筑规范》中,将原本的4层增加到了6层。2018年美国版《国际建筑规范》也将木结构建筑的最高层高增加到6层。从20世纪90年代到21世纪初,欧洲的一些国家将原本只允许的2层增加到了5层。由此得出结论为,2020年,大部分的欧洲国家会将最高的允许层数增加到5层。
        2国内外规范规定对比
        根据当下国内外对木结构建筑的相关规定,我们可以得知,除芬兰之外其他欧洲的国家,对木结构建筑允许的最终层数定为6层到4层不等,但有些国家并没有给出明确的层高要求,比如像英国和意大利这两个国家,因为这些国家的相关标准主要是性能化方面的规定,所以并没有明确的层数限制。

但是这些国家会通过对实际工程进行性能化方面的计算以及分析,用以上得出的结果不仅能够确定建筑的层数,并且对于建筑高度等指标也能确定出来[2]。目前我国的木结构建筑的适用范围方面较窄,仅包含办公建筑和住宅这两方面,但像加拿大,美国和芬兰这些国家,除了办公及住宅外,其应用范围包含了宿舍建筑以及公寓建筑等。我国在木结构建筑最高允许的层数方面规定与欧美国家相比,两者之间的规定基本相同,但从防火分区面积而言,我国具有更为严格的规定。
        2.1建筑构件的耐火极限
        木结构建筑防火设计,其主要内容即主要构件的耐火极限和燃烧性能,这两方面作为重要的手段也可以对木结构建筑其本质安全进行保证。因此对各国来说,构件的耐火极限和燃烧性能尤为重要。各个国家对六层或五层木结构建筑构件的耐火性能的规定也不同,美国则是根据《国际建筑规范》中的规定,耐火极限设定在1.00h以下,这是由于美国的建筑材料大多为重木,建筑中间的防火距离影响了外墙耐火极限。对于我国而言,像承重墙、楼梯间的墙等重要的竖向的承重构件,对于这些构件的规定比较严格,因此对这些构件的耐火性能要求其不能低于难燃性2.00h。
        但像疏散楼梯以及非承重外墙等构件,对这些部件的要求就没有那么的严格,但要求耐火性能是不能低于难燃性1.00h。除此之外,还有梁等重要水平构件,要求其不能低于难燃性2.00h。将加拿大,美国,芬兰这三个国家的相关规定与我国耐火性能规定比较,可以得知,芬兰和我国的规定几乎相差不大,构件均要求防火保护,但美国以及加拿大,并不鼓励大家使用具有防火保护的构件,所以我国构件的耐火极限规定还是更为严格的。
        3木结构建筑的应用现状
        3.1国外木结构建筑的发展现状
        世界上高度第一的木结构是在2009年于英国建造而成,其本身为一座九层的木结构住宅,到目前为止,没有经过完全统计,大约有40~50栋建筑是国际上已建造而成的木结构建筑。德国,英国等国家在2009年之后建造了许多的木结构建筑,但这些建筑主要为6~8层高,在此之后,意大利和奥地利两个国家,他们也分别建造出9层和8层的木结构建筑[3]。到2019年为止,已经有大量的木结构建筑在建造完成之后被使用中。
        3.2国内木结构建筑的应用
        中国现有的木结构建筑,更多是由历史上遗留下来的,欧美等国家从本世纪开始不断的在中国市场推广木结构建筑,但迄今为止,我国的现代木结构建筑已建成类型的主要是住宅,并且这些住宅的层高也不高,大部分为3层或者3层以下,出现这一现象的原因主要还是我国在建造技术方面的落后,相关设计和标准研究还都处于基础的阶段,因此为了提升我国在木结构建筑方面的发展,我国将开展如CLT方面的课题研究[4]。
        4结束语
        我国相关的木结构建筑规定与国外相比严格程度相当,但我国具有更为严格的构件耐火极限。目前我国正在对生态文明建设方面进行不断地加强,尤其是在节能减排这一方面,木材作为建筑中主要应用的材料,对其开展木结构防火方面的研究具有重要的意义,通过依据我国目前的情形对相关的标准进一步的规范,制定适合我国的多层木结构建筑特点的消防设施配置、层数等内容,将对未来我国在木结构建筑的健康发展,甚至是安全使用方面产生深远的影响。
        
        参考文献:
        [1]高鸣乡. 浅谈多层木结构的建筑防火要求[J]. 大科技, 2017, 000(001):311.
        [2]申睿. 我国建筑防火规范的现状及发展展望[J]. 建筑知识, 2017, 16(v.37;No.275):44-45.
        [3]邢继胜, 王元清, 石永久,等. 美国多层木结构房屋的应用与设计[C]// 第六届全国现代结构工程学术研讨会. 0.
        [4]杜晓英, 董春雷, 郑志锋,等. 交叉层积材在高层木结构建筑中的应用探析[J]. 西南林业大学学报(自然科学), 2018.
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