現代木結構建筑防火要求與安全技術研究

作者簡介：

劉健（1991— ），男，漢族，山東肥城人，本科，初級職稱，研究方向：建筑設計。

摘要：隨著現代木結構建筑的廣泛應用，其防火安全問題備受關注。本文從建筑設計、建造工藝和技術、裝飾材料三方面深入探討現代木結構建筑的防火要求與安全技術。建筑設計涵蓋防火分區設計、疏散設計及消防設施設計；建造工藝包括木材的防火處理、連接節點的防火處理以及施工過程的全方位防火措施；在裝飾材料方面，論述了選擇阻燃裝飾材料、控制裝飾材料燃燒性能及安裝要求，旨在為提高現代木結構建筑的防火安全性提供理論支持與實踐指導。

關鍵詞：現代木結構建筑；防火要求；安全技術；建筑設計

引言

隨著人們對環保和可持續發展的日益重視，現代木結構建筑以其綠色環保、節能舒適等優勢逐漸受到青睞。然而，木材的可燃性使得木結構建筑的防火安全成為亟待解決的關鍵問題。因此，深入研究現代木結構建筑的防火要求與安全技術具有重要的現實意義。本文對建筑設計、建造工藝和技術、裝飾材料三方面的研究內容進行討論，為提升木結構建筑的防火安全性提供科學依據和方案。

一、現代木結構建筑概述

與傳統的混凝土和鋼材建筑相比，木結構建筑在生產過程中產生的能源消耗和環境污染更少。木結構建筑在拆除后，木材可以回收再利用，進一步減少了對環境的影響。木結構建筑的墻體和屋頂通常采用保溫材料和木材的組合，形成良好的隔熱層，減少熱量傳遞。現代木結構建筑的構件可以在工廠預制，然后在現場進行組裝。與傳統的建筑施工方式相比，木結構建筑的施工過程更加干凈、整潔，減少了施工現場的噪聲和粉塵污染^[1]。木材具有天然的紋理和色澤，現代木結構建筑可利用木材的美觀特性設計出各種獨特的建筑風格，如現代簡約、傳統村落等。此外，木材可與其他材料相結合，如玻璃、鋼材等，創造出更加豐富多樣的建筑外觀。

二、建筑設計方面的防火要求與安全技術

（一）防火分區設計

防火區域應綜合考慮建筑的使用功能、面積、高度等因素，運用防火墻、防火卷簾與門窗等設施科學劃分出安全區間，確保每個防火分區的面積適中，便于火災控制和人員疏散，增強建筑的防火性能。木結構建筑防火等級通常介于三級和四級之間，因此建議其防火分區設置不宜大于600平方米。

不同功能區域間務必設置高效防火屏障，強化各防火區域的獨立性，實現對火勢的有效遏制。防火卷簾可在火災發生時自動下降，適用于需要較大開口的區域，如商場、超市等；防火門窗能在火災發生時阻止火勢和煙氣蔓延，應設置在建筑的疏散通道、安全出口等位置。

（二）疏散設計

1.疏散通道設置要求

疏散通道是指在火災發生時，人員從建筑內部疏散到安全區域的通道，其設置應滿足以下要求。第一，疏散通道應保持暢通，不得堆放雜物或設置障礙物，并按設計規范增設欄桿扶手。第二，疏散通道的寬度應根據建筑的使用功能、人員密度等因素進行確定，如每100人所需的疏散寬度在06米以上；對于一些辦公建筑，每100人所需的疏散寬度在08米左右^[2]；通常疏散寬度應設置在08米以上，以確保在火災發生時能夠滿足人員疏散需求。第三，疏散通道應設置明顯的疏散指示標志和應急照明設施，以便在火災發生時引導人員迅速疏散。

2.安全出口的數量與位置確定

安全出口是指在火災發生時，人員從建筑內部疏散到安全區域的出口。安全出口的數量和位置應根據建筑的使用功能、面積、人員密度等因素進行確定，確保在火災發生時人員能夠迅速疏散到安全區域。一般來說，建筑的每個防火分區應至少設置兩個安全出口，同時安全出口應分散布置，避免集中在一個區域。

3.疏散指示標志與應急照明設計

疏散指示標志應設置在疏散通道、安全出口等位置，其標志應明確、清晰，易于識別。應急照明設施應保證在火災發生時能夠正常工作，為人員疏散提供足夠的照明。應急照明設施的照度應符合相關規范要求，其供電時間應滿足人員疏散需要。

（三）消防設施設計

1.自動噴水滅火系統的設計與應用

在木結構建筑中，確定自動噴水滅火系統的設計需考量建筑的使用功能、規模及高度等多個要素。如在木結構酒店中，由于人員較為密集，一旦發生火災需要快速響應滅火，通常要求噴水強度不低于6L/（min·m2）。對于木結構的倉庫建筑，由于可能存儲易燃物品，噴水強度可能需要提高到8L/（min·m2）以上^[3]。選擇適宜此類建筑的噴頭類型，如采用快速響應噴頭，能在火災初起時，及時啟動，噴水滅火，從而實現對火勢的有效控制。

2.火災報警系統的組成與作用

火災警報系統能在火情初現時迅速觸發警報，集成了火警探測設備、人工報警按鈕與警報控制中樞。火警探測元件敏感捕捉煙塵、溫升跡象，隨即向控制中樞傳遞警情信號。警報控制中樞在接獲信號后，及時啟動視聽警報機制，有效催促人員迅速撤離。

3.消防器材的配備與布局

在木結構建筑中，應配備必要的消防器材，如滅火器、消防栓等。消防器材的配備應根據建筑的使用功能、面積、人員密度等因素進行確定。一般來說，對于人員密度較大的木結構商業建筑，每100平方米應配備至少2具滅火器，并應根據建筑的布局和人員流動情況，合理設置消防栓，消防栓的間距通常不應超過30米。消防器材應設置在明顯、易于取用的位置，確保在火災發生時能夠及時使用^[4]。在木結構公共建筑中，建議管理者根據實際使用情況，提高自身防火標準，配備更多的消防器材。

三、建造工藝和技術方面的防火要求與安全技術

（一）木材的防火處理

1.表面處理方法及效果

木材表面處理是通過在木材表面涂刷防火涂料、覆蓋防火漆或粘貼防火板材等方式，在一定程度上提高木材的耐火性能。防火涂料能夠形成一層隔熱保護層，減緩火勢蔓延速度。防火漆具有防火功能，能起到裝飾作用，如四川消防研究所研發的木結構耐久耐候透明防火涂料，耐燃時間達到23分鐘，技術水平達到國內先進水平。防火板材則可以增加木材的厚度和強度，提高其抗火能力，木結構建筑中常用的防火板材有耐火石膏板、硅酸鈣板、玻鎂板等。這些表面處理方法操作簡便，成本相對較低，能夠在不改變木材原有力學性能的基礎上，顯著提升其防火效果。

2.浸漬處理的工藝與優勢

浸漬處理的工藝通常使用的化學原料包括阻燃劑、防腐劑等，如磷氮系阻燃劑常被用于浸漬處理，以提高木材的阻燃性能。具體的化學原料會根據不同的需求和性能要求進行選擇。在浸漬處理過程中，加壓的程度會因木材種類、處理要求等因素而有所不同。一般來說，壓力可以在幾個大氣壓到十幾個大氣壓之間。對于某些特定的木材，可能在8個—12個大氣壓下進行浸漬處理，以確保化學藥劑能夠充分滲透到木材內部^[5]。浸漬處理的工藝包括常壓浸漬、真空浸漬和壓力浸漬等。常壓浸漬適用于小型木材構件，操作簡單；真空浸漬和壓力浸漬可以使防火劑更深入地滲入木材內部，提高防火效果。

3.熱處理對木材防火性能的提升

熱處理是通過對木材進行高溫加熱，改變木材的物理和化學性質，提高其穩定性和耐久性。其溫度通常在180℃—230℃，在這個溫度范圍內木材中的水分和一些易揮發的成分會被逐漸去除，同時木材的結構也會發生一定變化，使其更加穩定和不易燃燒。熱處理的溫度和時間根據木材的種類和厚度而定，經過熱處理的木材，顏色會變深，強度會降低，防火性能會得到顯著提升。深度碳化木便是一種常見的熱處理木材，具有較強的尺寸穩定性、耐腐性、防蟲性和防火性。同時，碳化木的顏色變為深褐色或黑色，具有獨特的裝飾效果。

（二）連接節點的防火處理

連接節點是木結構建筑中的薄弱環節，容易在火災中受到破壞。為提高連接節點的防火性能，可以采用防火連接件進行連接。防火連接件的種類包括防火螺栓、防火銷、防火夾具等，應根據連接節點的類型和受力情況進行選擇，確保其能夠滿足木結構建筑的防火要求。連接節點的防火封堵是指在連接節點處采用防火材料進行封堵，防止火勢通過連接節點蔓延。防火封堵材料包括防火密封膠、防火巖棉、防火板等。在進行連接節點的防火封堵時，應注意封堵材料的選擇和施工質量，確保其能夠起到良好的防火效果。

（三）施工過程中的全方位防火措施

施工現場是木結構建筑火災的高發區域，因此必須加強火源管理。施工現場應嚴禁吸煙，控制使用明火，規范電氣焊作業等。在施工現場，應采取有效的防火隔離措施，將易燃材料和可燃材料與火源隔離開來。同時，應在施工現場設置臨時消防設施，如滅火器、消防栓等，以便在火災發生時能夠及時進行滅火。裝飾材料應按照施工進度進行合理安排，避免大量堆積在施工現場。對于易燃、可燃的裝飾材料，應存放在通風良好、遠離火源的地方，確保其安全性。

四、裝飾材料方面的防火要求與安全技術

（一）選擇阻燃裝飾材料

1.墻面材料的阻燃性能要求

墻面材料在木結構建筑中占據著較大的面積，其阻燃性能直接關系到建筑的整體防火安全。對于墻面材料，應選擇具有良好阻燃性能的產品，如阻燃生態板、阻燃壁紙等。阻燃飾面材料應符合相關的阻燃標準，在遇火時能夠阻止火焰蔓延，減少火災危害。墻面防火涂料可以在墻面形成一層堅固的防火保護層，提高墻面的耐火極限。

2.地面材料的防火選擇

在選擇地面材料時，應優先考慮具有阻燃特性的產品，如阻燃地毯、防火木地板等。阻燃地毯應具有較高的阻燃等級，能夠在一定程度上阻止火焰的擴散。防火木地板通常經過特殊處理，具有較好的耐火性能，能夠在火災發生時為人員疏散爭取時間。

3.吊頂材料的阻燃特性

從物理角度來看，一些阻燃材料在受熱時會形成一層保護膜，阻止氧氣與材料內部的可燃成分接觸，從而減緩燃燒速度。例如，某些礦物纖維吊頂材料，在高溫下其表面的礦物質會熔融形成一層類似玻璃狀的覆蓋層，該覆蓋層可以隔絕氧氣，起到阻燃作用。從化學角度講，阻燃劑會參與材料的熱分解過程。如含磷阻燃劑在燃燒時會生成磷酸等物質，磷酸可以促使材料表面脫水炭化，形成炭層，可以隔熱，還能阻止可燃氣體的釋放，從而抑制燃燒。常見的耐火石膏板受熱時釋放結晶水吸熱，脫水后形成硬殼阻擋火焰。礦棉板的主要成分是礦棉，能阻止火焰蔓延，導熱系數一般在004W/（m·K）—005W/（m·K）左右，遠低于許多可燃材料，因此在火災時可以減少熱量向木結構建筑的上部空間傳遞，為人員疏散和消防救援爭取時間。金屬扣板（如鋁扣板）本身不可燃，熔點較高，能阻止熱煙氣蔓延。

（二）控制裝飾材料的燃燒性能

在木結構建筑中，應盡量選擇燃燒性能等級為A級或B1級的裝飾材料，以降低火災發生概率。在選擇裝飾材料時，應參考相關的國家標準和規范以確保材料的燃燒性能符合要求。熱釋放速率是衡量裝飾材料燃燒性能的重要指標，熱釋放速率越低，材料在燃燒時釋放的熱量就越少，火災的危險性也就越低。因此，在選擇裝飾材料時，應關注熱釋放速率指標，選擇熱釋放速率較低的材料，通過采用隔熱材料、增加通風等方式，降低熱釋放速率對主體承重結構的影響。

（三）裝飾材料的安裝要求

裝飾材料的固定牢固程度直接關系其在火災中的穩定性。如果裝飾材料安裝不牢固，在火災發生時容易脫落，從而導致火勢蔓延或對人員造成傷害。因此，在安裝裝飾材料時，應確保其固定牢固，采用合適的固定方式和材料，如螺絲、膠水、龍骨等，同時應定期檢查裝飾材料的固定情況，及時發現和處理松動、脫落等問題。裝飾材料之間的縫隙如果密封不嚴，容易成為火災蔓延的通道。在安裝裝飾材料時，應確保其密封嚴密，采用防火密封膠、密封條等材料進行密封。密封嚴密的裝飾材料能夠有效地阻止火焰和煙氣的擴散，提高木結構建筑的防火安全性。

結語

本文從建筑設計、建造工藝和技術、裝飾材料三個方面深入探討了現代木結構建筑的防火要求與安全技術要點。在建筑設計方面，可合理劃分防火分區、優化疏散設計等；在建造工藝中，需采取木材防火處理、連接節點防火及施工防火等措施；裝飾材料則需選擇阻燃性好、燃燒性能等級合適的產品并正確安裝。未來，可進一步探索提高木結構建筑防火安全性的研究方向，如研發更高效的防火材料和技術、構建木結構建筑火災自預警系統等，為現代木結構建筑的可持續發展提供更堅實的保障。

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