现代木结构的防火以及应用前景

南京林业大学

现代木结构

—现代木结构的防火以及应用前景

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二 ○ 一 零 年 十一 月

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摘要

如今，日渐成熟的木结构建筑正在被人们所提倡，木结构房屋为公共建筑及住宅带来一种新概念。而木材是易燃材料，若长期在高温作用下木材会变质而使强度降低，使其在火灾作用下容易受火的侵袭引起结构破坏，从而导致人员伤亡及财产损失。因此，木结构的防火问题成为人们最为迫切想要解决的事情。此外，木结构建筑的应用前景也颇为看好。我国当前的建材消耗对环境产生严重负荷，迫切需要有利于节能减排的新型建筑体系，在这样的大背景下，具有节能减排优势的木结构重新受到关注。

【关键词】木结构防火应用前景

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目录

一、木结构防火 (4)

（一）木结构的防火性能分析 (4)

（二）木材防火剂与防火剂处理方法 (5)

（三）木结构中的防火设置 (7)

二、木结构应用前景 (8)

（一）我国发展木结构房屋需解决的问题 (8)

（二）木结构发展的趋势 (9)

三、结论 (10)

参考文献 (11)

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【正文】

在人类文明的发展进程中，木材如同土石材料一样，是最原始的建筑材料之一。工业革命为自然环境带来数百年浩劫。全球变暖、生态失衡、土石扰动等灾害接踵而至，健康安适的居住环境开始变得遥不可及。然而，在当今提倡环保意识的年代，符合可持续发展精神的木建筑以“另类”之姿趁势崛起，重新站在世界建筑的舞台。木结构房屋相较于其他类建材的房屋有自己不可逾越的优势，比如木制房屋建筑造型优美、设计精致、回归自然、返璞归真的享受及其结构合理、作工精细、建造快捷。这些优势使得木结构房屋存在了千年仍然为人们所采用，现代的加工技术以及精湛的技巧使得木结构房屋更加安全、舒适，欧美、日本的人们对它青睐有加，在中国，它同样受到了人们的追捧。

木结构因为其材料自身存在一定的缺陷因而为很多建造者所弃用，其缺点包括防火性能差、不耐腐蚀等。但是，木结构也有很多其他建筑材料难以企及的优点，例如：木结构所用材料木材为天然材料，绿色无污染，不会对人体造成伤害，材料透气性好，易于保持室内空气清新及湿度均衡；此外木结构稳定性高，具有最佳的抗震性，木结构体系的耐火能力比人们通常想象的要强的多。以下将从木结构防火以及应用前景来阐述现代木结构。

木结构防火

<一> 木结构建筑防火性能分析

建筑物需有足够长的寿命，结构的耐久性问题是关键，包括防火等在内，通过木结构建筑的长期实践，已积累了丰富的经验，这些方法和措施行之有效，在我国也同样适用，所有外墙体上的流动，杜绝水分对结构的破坏，提高建筑耐用性。防火问题不仅仅存在于木结构建筑，其他形式建筑同样存在，关键在于外墙面材料的选用上，防火是木结构建筑最为突出的问题，需要特别的重视。对建筑耐火等级的划分不是单纯依赖于建筑结构材料的燃烧性能，历史上许多次大火的经验证明，火灾造成的人员伤亡与结构材料的燃烧性能没有直接关系，其建筑构件的耐火试验均按一个统一的实验标准进行检测，不论建筑构件以何种材料构成，只要通过实验的有关标准，均视为达到规定的耐火等级，即只强调建筑构件的耐火极限而不考虑该建筑材料属于可燃材料和非可燃材料。

木结构分为轻型木结构和重型木结构，相应的木结构防火设计也分成轻型和重型木结构防火，通常轻型木结构采用外包石膏防火板，用以阻断及防止火焰直接接触木构件，以满足建筑构件的耐火极限要求，石膏防火板的耐火极限是比较高的，最大可达到5小时，目前我国也有类似的材料，这种材料不仅可用于木材的保护同时也可用于钢材的保

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护。

重型木结构件一般采用原木建造，是建筑内主要承重构件，重型木结构防火是依靠构件燃表面产生的炭化层减缓火焰进一步向构件内部燃烧，经过火烧后焦黑的外层在火灾的过程中扮演了“绝缘”角色，降低内部材料烧焦的几率，根据设计荷载要求，结合不同树种的木材在受火焰作用时的炭化速度，根据规范提供的计算机公式得出构件的尺寸，经过计算得出构件在火灾后一般能保持原构件强度的85％~90％。同时，可以对重型原构件本身进行阻燃处理，即采用木结构防火涂料加压浸泡或涂刷，这样处理的结果能降低木构件表面火焰燃烧速度，相应提高构件的耐火极限，改变其燃烧性能。

比较一下金属结构的防火性能，未经强化防火处理的金属构件遇高温时容易降低强度，会使建筑物突然坍塌，钢材在温度达到232度以上，其强度即迅速下降，温度到750度左右时其强度仅是原来的10％。而一般建筑物超起火电厂时，温度则在700度~900度。所以，从另一个角度来看，木构件在火灾时比钢构件更安全，可靠。

中国是现阶段经济发展最快的市场，木结构建筑将在我国兴起是大势所趋。木结构建筑成本较高，再加上我国的森林荫道覆盖率较低，这些都是客观事实，然而，这种建筑形式的优点也是显而易见的，特别是在呼唤“绿色建筑”的当今社会，现代建筑的设计既要保证建筑的安全性、舒适度、智能化和生态环境等品质，更要注意能源的有效使用和节约，因此，木结构建筑在我国进行适时、适地、迁量在发展值得推崇。

<二>木材防火剂与防火剂处理方法

一种良好的防火剂，要求防火效力高、经济便宜、对木材性质（包括木材的吸湿性、尺寸的稳定性、木材强度、油漆和胶合）无不良影响，对金属不产生腐蚀，并具有抗流失和抗虫抗腐等作用。

用作浸渍防火剂的材料很多，目前广泛使用的是无机化合物。虽然这种无机化合物对木材性质有些不良影响，但它的主要优点是防火效力高，价格低廉。用作防火剂的无机化合物有磷酸氢二铵、磷酸铵、氯化锌、硼砂和三氧化二锑等。

木材化学防火处理方法主要有两种：浸渍和表面涂复。

1.防火剂浸渍处理

经防火剂浸渍处理的木材，主要表现在起火时，能阻止或延缓木材温度的升高，降低火焰蔓延的速度以及延缓火焰穿透木材的速度。

防火剂常采用压力完全注入法，对容易浸注的木材也可采用热冷槽法浸注。

2.表面涂复处理

防火剂涂复在木材表面，主要作用是使木材与热源隔绝，阻止木材受热分解和发生可燃气体，或者防止空气直接与木材相接处。表面涂复处理多用于提高现有木结构防火能力。

1.关于液状防火浸渍涂料

（1）防火浸渍涂料用于不直接受水作用的构件上。木材的防火处理可用加压浸注、

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