现代木结构建筑防火要求与安全技术研究

作者简介：

刘健（1991— ），男，汉族，山东肥城人，本科，初级职称，研究方向：建筑设计。

摘要：随着现代木结构建筑的广泛应用，其防火安全问题备受关注。本文从建筑设计、建造工艺和技术、装饰材料三方面深入探讨现代木结构建筑的防火要求与安全技术。建筑设计涵盖防火分区设计、疏散设计及消防设施设计；建造工艺包括木材的防火处理、连接节点的防火处理以及施工过程的全方位防火措施；在装饰材料方面，论述了选择阻燃装饰材料、控制装饰材料燃烧性能及安装要求，旨在为提高现代木结构建筑的防火安全性提供理论支持与实践指导。

关键词：现代木结构建筑；防火要求；安全技术；建筑设计

引言

随着人们对环保和可持续发展的日益重视，现代木结构建筑以其绿色环保、节能舒适等优势逐渐受到青睐。然而，木材的可燃性使得木结构建筑的防火安全成为亟待解决的关键问题。因此，深入研究现代木结构建筑的防火要求与安全技术具有重要的现实意义。本文对建筑设计、建造工艺和技术、装饰材料三方面的研究内容进行讨论，为提升木结构建筑的防火安全性提供科学依据和方案。

一、现代木结构建筑概述

与传统的混凝土和钢材建筑相比，木结构建筑在生产过程中产生的能源消耗和环境污染更少。木结构建筑在拆除后，木材可以回收再利用，进一步减少了对环境的影响。木结构建筑的墙体和屋顶通常采用保温材料和木材的组合，形成良好的隔热层，减少热量传递。现代木结构建筑的构件可以在工厂预制，然后在现场进行组装。与传统的建筑施工方式相比，木结构建筑的施工过程更加干净、整洁，减少了施工现场的噪声和粉尘污染^[1]。木材具有天然的纹理和色泽，现代木结构建筑可利用木材的美观特性设计出各种独特的建筑风格，如现代简约、传统村落等。此外，木材可与其他材料相结合，如玻璃、钢材等，创造出更加丰富多样的建筑外观。

二、建筑设计方面的防火要求与安全技术

（一）防火分区设计

防火区域应综合考虑建筑的使用功能、面积、高度等因素，运用防火墙、防火卷帘与门窗等设施科学划分出安全区间，确保每个防火分区的面积适中，便于火灾控制和人员疏散，增强建筑的防火性能。木结构建筑防火等级通常介于三级和四级之间，因此建议其防火分区设置不宜大于600平方米。

不同功能区域间务必设置高效防火屏障，强化各防火区域的独立性，实现对火势的有效遏制。防火卷帘可在火灾发生时自动下降，适用于需要较大开口的区域，如商场、超市等；防火门窗能在火灾发生时阻止火势和烟气蔓延，应设置在建筑的疏散通道、安全出口等位置。

（二）疏散设计

1.疏散通道设置要求

疏散通道是指在火灾发生时，人员从建筑内部疏散到安全区域的通道，其设置应满足以下要求。第一，疏散通道应保持畅通，不得堆放杂物或设置障碍物，并按设计规范增设栏杆扶手。第二，疏散通道的宽度应根据建筑的使用功能、人员密度等因素进行确定，如每100人所需的疏散宽度在06米以上；对于一些办公建筑，每100人所需的疏散宽度在08米左右^[2]；通常疏散宽度应设置在08米以上，以确保在火灾发生时能够满足人员疏散需求。第三，疏散通道应设置明显的疏散指示标志和应急照明设施，以便在火灾发生时引导人员迅速疏散。

2.安全出口的数量与位置确定

安全出口是指在火灾发生时，人员从建筑内部疏散到安全区域的出口。安全出口的数量和位置应根据建筑的使用功能、面积、人员密度等因素进行确定，确保在火灾发生时人员能够迅速疏散到安全区域。一般来说，建筑的每个防火分区应至少设置两个安全出口，同时安全出口应分散布置，避免集中在一个区域。

3.疏散指示标志与应急照明设计

疏散指示标志应设置在疏散通道、安全出口等位置，其标志应明确、清晰，易于识别。应急照明设施应保证在火灾发生时能够正常工作，为人员疏散提供足够的照明。应急照明设施的照度应符合相关规范要求，其供电时间应满足人员疏散需要。

（三）消防设施设计

1.自动喷水灭火系统的设计与应用

在木结构建筑中，确定自动喷水灭火系统的设计需考量建筑的使用功能、规模及高度等多个要素。如在木结构酒店中，由于人员较为密集，一旦发生火灾需要快速响应灭火，通常要求喷水强度不低于6L/（min·m2）。对于木结构的仓库建筑，由于可能存储易燃物品，喷水强度可能需要提高到8L/（min·m2）以上^[3]。选择适宜此类建筑的喷头类型，如采用快速响应喷头，能在火灾初起时，及时启动，喷水灭火，从而实现对火势的有效控制。

2.火灾报警系统的组成与作用

火灾警报系统能在火情初现时迅速触发警报，集成了火警探测设备、人工报警按钮与警报控制中枢。火警探测元件敏感捕捉烟尘、温升迹象，随即向控制中枢传递警情信号。警报控制中枢在接获信号后，及时启动视听警报机制，有效催促人员迅速撤离。

3.消防器材的配备与布局

在木结构建筑中，应配备必要的消防器材，如灭火器、消防栓等。消防器材的配备应根据建筑的使用功能、面积、人员密度等因素进行确定。一般来说，对于人员密度较大的木结构商业建筑，每100平方米应配备至少2具灭火器，并应根据建筑的布局和人员流动情况，合理设置消防栓，消防栓的间距通常不应超过30米。消防器材应设置在明显、易于取用的位置，确保在火灾发生时能够及时使用^[4]。在木结构公共建筑中，建议管理者根据实际使用情况，提高自身防火标准，配备更多的消防器材。

三、建造工艺和技术方面的防火要求与安全技术

（一）木材的防火处理

1.表面处理方法及效果

木材表面处理是通过在木材表面涂刷防火涂料、覆盖防火漆或粘贴防火板材等方式，在一定程度上提高木材的耐火性能。防火涂料能够形成一层隔热保护层，减缓火势蔓延速度。防火漆具有防火功能，能起到装饰作用，如四川消防研究所研发的木结构耐久耐候透明防火涂料，耐燃时间达到23分钟，技术水平达到国内先进水平。防火板材则可以增加木材的厚度和强度，提高其抗火能力，木结构建筑中常用的防火板材有耐火石膏板、硅酸钙板、玻镁板等。这些表面处理方法操作简便，成本相对较低，能够在不改变木材原有力学性能的基础上，显著提升其防火效果。

2.浸渍处理的工艺与优势

浸渍处理的工艺通常使用的化学原料包括阻燃剂、防腐剂等，如磷氮系阻燃剂常被用于浸渍处理，以提高木材的阻燃性能。具体的化学原料会根据不同的需求和性能要求进行选择。在浸渍处理过程中，加压的程度会因木材种类、处理要求等因素而有所不同。一般来说，压力可以在几个大气压到十几个大气压之间。对于某些特定的木材，可能在8个—12个大气压下进行浸渍处理，以确保化学药剂能够充分渗透到木材内部^[5]。浸渍处理的工艺包括常压浸渍、真空浸渍和压力浸渍等。常压浸渍适用于小型木材构件，操作简单；真空浸渍和压力浸渍可以使防火剂更深入地渗入木材内部，提高防火效果。

3.热处理对木材防火性能的提升

热处理是通过对木材进行高温加热，改变木材的物理和化学性质，提高其稳定性和耐久性。其温度通常在180℃—230℃，在这个温度范围内木材中的水分和一些易挥发的成分会被逐渐去除，同时木材的结构也会发生一定变化，使其更加稳定和不易燃烧。热处理的温度和时间根据木材的种类和厚度而定，经过热处理的木材，颜色会变深，强度会降低，防火性能会得到显著提升。深度碳化木便是一种常见的热处理木材，具有较强的尺寸稳定性、耐腐性、防虫性和防火性。同时，碳化木的颜色变为深褐色或黑色，具有独特的装饰效果。

（二）连接节点的防火处理

连接节点是木结构建筑中的薄弱环节，容易在火灾中受到破坏。为提高连接节点的防火性能，可以采用防火连接件进行连接。防火连接件的种类包括防火螺栓、防火销、防火夹具等，应根据连接节点的类型和受力情况进行选择，确保其能够满足木结构建筑的防火要求。连接节点的防火封堵是指在连接节点处采用防火材料进行封堵，防止火势通过连接节点蔓延。防火封堵材料包括防火密封胶、防火岩棉、防火板等。在进行连接节点的防火封堵时，应注意封堵材料的选择和施工质量，确保其能够起到良好的防火效果。

（三）施工过程中的全方位防火措施

施工现场是木结构建筑火灾的高发区域，因此必须加强火源管理。施工现场应严禁吸烟，控制使用明火，规范电气焊作业等。在施工现场，应采取有效的防火隔离措施，将易燃材料和可燃材料与火源隔离开来。同时，应在施工现场设置临时消防设施，如灭火器、消防栓等，以便在火灾发生时能够及时进行灭火。装饰材料应按照施工进度进行合理安排，避免大量堆积在施工现场。对于易燃、可燃的装饰材料，应存放在通风良好、远离火源的地方，确保其安全性。

四、装饰材料方面的防火要求与安全技术

（一）选择阻燃装饰材料

1.墙面材料的阻燃性能要求

墙面材料在木结构建筑中占据着较大的面积，其阻燃性能直接关系到建筑的整体防火安全。对于墙面材料，应选择具有良好阻燃性能的产品，如阻燃生态板、阻燃壁纸等。阻燃饰面材料应符合相关的阻燃标准，在遇火时能够阻止火焰蔓延，减少火灾危害。墙面防火涂料可以在墙面形成一层坚固的防火保护层，提高墙面的耐火极限。

2.地面材料的防火选择

在选择地面材料时，应优先考虑具有阻燃特性的产品，如阻燃地毯、防火木地板等。阻燃地毯应具有较高的阻燃等级，能够在一定程度上阻止火焰的扩散。防火木地板通常经过特殊处理，具有较好的耐火性能，能够在火灾发生时为人员疏散争取时间。

3.吊顶材料的阻燃特性

从物理角度来看，一些阻燃材料在受热时会形成一层保护膜，阻止氧气与材料内部的可燃成分接触，从而减缓燃烧速度。例如，某些矿物纤维吊顶材料，在高温下其表面的矿物质会熔融形成一层类似玻璃状的覆盖层，该覆盖层可以隔绝氧气，起到阻燃作用。从化学角度讲，阻燃剂会参与材料的热分解过程。如含磷阻燃剂在燃烧时会生成磷酸等物质，磷酸可以促使材料表面脱水炭化，形成炭层，可以隔热，还能阻止可燃气体的释放，从而抑制燃烧。常见的耐火石膏板受热时释放结晶水吸热，脱水后形成硬壳阻挡火焰。矿棉板的主要成分是矿棉，能阻止火焰蔓延，导热系数一般在004W/（m·K）—005W/（m·K）左右，远低于许多可燃材料，因此在火灾时可以减少热量向木结构建筑的上部空间传递，为人员疏散和消防救援争取时间。金属扣板（如铝扣板）本身不可燃，熔点较高，能阻止热烟气蔓延。

（二）控制装饰材料的燃烧性能

在木结构建筑中，应尽量选择燃烧性能等级为A级或B1级的装饰材料，以降低火灾发生概率。在选择装饰材料时，应参考相关的国家标准和规范以确保材料的燃烧性能符合要求。热释放速率是衡量装饰材料燃烧性能的重要指标，热释放速率越低，材料在燃烧时释放的热量就越少，火灾的危险性也就越低。因此，在选择装饰材料时，应关注热释放速率指标，选择热释放速率较低的材料，通过采用隔热材料、增加通风等方式，降低热释放速率对主体承重结构的影响。

（三）装饰材料的安装要求

装饰材料的固定牢固程度直接关系其在火灾中的稳定性。如果装饰材料安装不牢固，在火灾发生时容易脱落，从而导致火势蔓延或对人员造成伤害。因此，在安装装饰材料时，应确保其固定牢固，采用合适的固定方式和材料，如螺丝、胶水、龙骨等，同时应定期检查装饰材料的固定情况，及时发现和处理松动、脱落等问题。装饰材料之间的缝隙如果密封不严，容易成为火灾蔓延的通道。在安装装饰材料时，应确保其密封严密，采用防火密封胶、密封条等材料进行密封。密封严密的装饰材料能够有效地阻止火焰和烟气的扩散，提高木结构建筑的防火安全性。

结语

本文从建筑设计、建造工艺和技术、装饰材料三个方面深入探讨了现代木结构建筑的防火要求与安全技术要点。在建筑设计方面，可合理划分防火分区、优化疏散设计等；在建造工艺中，需采取木材防火处理、连接节点防火及施工防火等措施；装饰材料则需选择阻燃性好、燃烧性能等级合适的产品并正确安装。未来，可进一步探索提高木结构建筑防火安全性的研究方向，如研发更高效的防火材料和技术、构建木结构建筑火灾自预警系统等，为现代木结构建筑的可持续发展提供更坚实的保障。

参考文献

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