建筑耐火极限

关于建筑耐火极限
第一节建筑构件的燃烧性能
建筑构件按其燃烧性能分为三大类：
一、不燃烧体：用不燃材料制成的构件。

不燃材料指的是在空气中遇到火烧或高温作用时不起火、不微燃、不炭化的材料。

如砖、石、钢材、砼等。

二、难燃烧体：用难燃性材料做成的构件或用燃烧性材料做成而用不燃烧材料做保护层的构件。

难燃性材料是指在空气中遇到火烧或高温作用时难起火、难微燃、难炭化，当火源移走后燃烧或微燃立即停止的材料。

如经过阻燃处理的木材、沥青砼、水泥刨花板等。

三、燃烧体：用燃烧材料做成的构件。

燃烧性材料是指在空气中遇到火烧或高温作用时立即起火或微燃，且火源移走后仍继续燃烧或微燃的材料。

如木材。

四、耐火极限试验装置（一）燃烧试验炉
1、墙炉：适用各类墙体、门窗的耐火试验。

3.06m ×1.26m × 3.05m
2、梁板炉：适用于楼板、屋面板、梁、吊顶等构件的耐火试验。

3.6m ×4.6m ×2.46m。

3、柱炉：天津所与加拿大共同开发的一个项目，达到国际先进水平。

2.6m×2.6m×（3~4.2)m
（二）燃烧系统
1、燃料的选择：可采用轻柴油、天燃气、煤气或丙烷气等。

2、喷咀的设置：要求小而多。

3、炉温控制：
（1）增减燃烧喷咀的数量；
（2）调喷咀的油压及风压；
（3）调整烟道闸板的位置。

（三）加载系统
可模拟均布荷载、集中荷载、轴心荷载、偏心荷载。

在试验前一次加足，试验中保持其大小及方向不变。

1、试验荷载：应按国家有关设计规范来确定，或有关设计单位提供的技术数据来确定。

2、加载型式
墙—垂直加载，沿整个宽度通过加载梁加载；
楼板和屋面板—均布加载；
梁—垂直加载，折算成集中荷载；
柱—垂直加载，分轴压、偏心两种情况。

3、加载设备：液压方式、机械方式或重质块。

（四）测温系统
1、炉内温度测量：丝径为0.75~1.00mm热电偶和记录仪。

2、试件背火面的温度：丝径为0.5mm的热电偶与铜片焊接，并用石棉堑覆盖。

3、试件内部温度测量：把热电偶预埋在构件内。

（五）压力、变形测试系统
1、炉压应保持正压，用压力传感器来测试。

2、水平构件需测挠度，可用测挠仪。

（六）试件要求
试件尺寸、制作养护、安装固定与实际一致。

（七）防火门耐火试验图片
第三节常用建筑构件的耐火极限
一、墙的耐火极限
1、普通粘土砖墙、钢砼墙的耐火极限大量试验证明，耐火极限与厚度成正比。

厚度（mm） 120 180 240 370
耐火极限（h） 2.50 3.50 5.50 10.50
2、加气砼墙的耐火极限
耐火极限与厚度也基本是成正比。

如加气砼砌块墙（非承重墙）
厚度（mm） 75 100 200
耐火极限（h） 2.50 6.00 8.00
3、轻质隔墙
木龙骨——钢丝网抹灰：0.85h
石膏板：0.30h
水泥刨花板：0.30h
板条抹灰：0.85h
钢龙骨——单层石膏板
双层石膏板：1.00h以上
4、金属墙板的耐火极限
采用铝、钢、铝合金等薄板作两面，中间或是空气层或填矿棉、岩棉等隔热材料，
耐火极限可达1.50~2.00h。

二、柱的耐火极限
1、钢砼柱的耐火极限
在通常情况下随柱截面增大而增大。

如C20砼柱：截面积（mm×mm)
耐火极限（h）
200×200
1.40h
300×300
3.00h
370×370
5.00h
2、钢柱的耐火极限：0.25h
三、梁的耐火极限
1、钢砼梁的耐火极限主要取决于主筋保护层的厚度。

如非预应力钢砼简支梁：
保护层厚度（mm） 10 20 25 30
耐火极限（h） 1.20 1.75 2.00 2.30
2、无保护钢梁耐火极限为0.25h。

四、楼板的耐火极限
简支钢砼圆孔空心板
保护层厚度（mm） 10 20 30
耐火极限（h） 0.9 1.25 1.50
预应力钢砼圆孔空心板
保护层厚度（mm） 10 20 30
耐火极限（h） 0.4 0.7 0.85
五、吊顶的耐火极限
木吊顶搁栅——钢丝网抹灰：0.25h
板条抹灰：0.25h
纸面石膏板：0.25h
钢吊顶搁栅——石棉板：0.85h
双层石膏板：0.30h
钢丝网抹灰：0.25h
六、屋顶承重构件——屋架
无保护钢屋架的耐火极限为0 .25h；钢砼屋架的耐火极限主要取决于保护层厚度，一般保护层厚度为25~30mm，耐火极限为1.50~1.70h。

第四节影响构件耐火极限的因素及提高构件耐火极限的措施
一、影响构件耐火极限的因素
（一）完整性
1、砼的含水量
2、构件的接缝或填缝材料
（二）绝热性
1、材料的导温系数
2、构件的厚度
（三）稳定性
1、构件材料的燃烧性能
2、有效荷载量
3、钢材品种
4、实际材料强度
5、截面形状与尺寸
6、配筋方式
7、配筋率
8、表面保护
9、受力状态
10、支承条件
二、提高构件耐火极限的措施
1、处理好接缝，防止出现穿透性裂缝；
2、使用导热(温)系数低的材料或加大构件厚度；
3、使用不燃材料；
4、构件表面抹灰或喷涂防火涂料；
5、加大构件截面，主要是加大宽度；
6、配16Mn、15MnV钢，把粗筋置于内层，细筋置于外层；
7、提高钢筋、砼的强度等级；
8、改变支承条件，增加约束。

建筑构件耐火极限应用存在的常见问题
慧聪网 2006年1月6日10时38分信息来源：湖北襄樊消防支队
摘要：建筑构件在建筑中广泛使用，由于人们对建筑构件的耐火极限与燃烧性能的不理解，把构件的耐火性与不燃性等同，在防火设计中没有考虑建筑构件耐火极限的重要性，降低了建筑的耐火等级，使建筑火灾隐患增大。

本文就建筑构件的耐火极限在实际的应用中存在的问题及处理方法，做了简要的探讨。

关键词：构件耐火极限应用处理
近年来，我国建筑业伴随着国家经济建设得到了突飞猛进的发展，各种建筑物件也随着科学技术的发展层出不穷，各种各样的建筑物件也都见诸于各类建筑之中，但建筑物件耐火极限在防火设计中的重要性时常被忽视，往往给建筑埋下了火灾隐患。

问题之一：把材料的不燃性与耐火性等同。

突出表现在建筑构件钢结构的设计与施工上。

众所周知，钢结构是主要建筑结构之一，因其强度高、自重轻，制造简便，施工速度快，塑韧性好等特点，在我国工业、民用建筑中广泛采用。

钢材虽然是不燃烧体，却不耐火，受温度达到250℃此时强度下降很快，当受热达到350℃时，强度降低约50%；温度400℃时强度下降约60%；500℃时强度下降80%以上。

作为建筑材料，裸露钢材的耐火极限仅为15min。

因而在火灾高温作用下，钢结构很快会倒塌。

在防火设计中，许多厂房，尤其是劳动密集型厂房，如制衣、制鞋、纺织、玩具等生产性企业的丙类厂房，钢结构的使用较为普遍。

处理方法：对室内裸露钢结构、轻型屋盖钢结构及有装饰要求的钢结构，当采用普通薄涂型防火涂料时，每次喷涂厚度不大于2。

5mm，一般喷涂三次，当涂层厚度达7mm时，耐火极限可达到1。

5h，达到耐火等级为二级的建筑防火要求。

对室内隐蔽钢结构，高层全钢结构及多层厂房钢结构，当采用厚涂型防火涂料时，每次喷涂厚度不大于5-10mm，一般喷涂2-5次，涂层达7~50mm时，耐火极限可达0。

5~3h。

通过以上的处理，能够达到《建筑防火设计规范》GBJ16-87（以下简称《建规》）第2。

0。

1条、第2。

0。

5条规定和《钢结构设计规范》的要求，满足钢结构在使用期内安全可靠。

问题之二：兼顾了实用性，忽视了防火性。

表现在建筑构件采光材料在建筑中某些特定部位的使用上。

在防火设计中，这种透明材料多在设有中庭、采光井、自动扶梯等开口部位的建筑及地下室采光中大量使用，常常在设计时，兼顾了其透明性而忽视了其防火性。

处理方法：对于中庭，当房间、走道与中庭相通的开口部门，设有可自行关闭的乙级防火卷帘；中庭设有火灾自动报警系统和自动喷水灭火系统，且中庭封闭屋盖设有自动排烟设施时，中庭可采用玻璃或其他透明性材料作为屋面使用。

对地下室在楼板上的设置复合防火玻璃用于采光时，在限制其使用面积，并在其四周0。

5m范围内设置的独立闭式自动喷水系统，在其配水支管上按1m一个增设闭式喷头，这样可以形成双层保护膜，可以有效地起到防火隔热的作用。

这种防火设计既考虑了建筑结构的性能化又考虑了建筑结构的人性化，使防火理念从一个静态的、被动的火灾控制手段向一种动态的、主动的防火手段转变。

对于丁类厂房，特别是有明火的丁类厂房，在防火检查中发现，大多数厂家只考虑了采光、轻便、实用、经济的要求，往往采用铝萡玻璃钢复合材料、纸面石膏板等装饰装修，而忽视了构件的燃烧性能，导致了隐患的产生。

铝萡玻璃钢复合材料、纸面石膏板等这类材料按建筑内部材料燃烧性能等级分类只能为难燃性B1级，这无形之中就降低了一个耐火等级。

若这类厂房安装了自动灭火系统并设有其他相应的消防措施，笔者认为可以满足规范要求，能保证其安全性能。

问题之三：考虑了不燃性，忽视了隔火性。

表现在某些建筑构件作为防火墙的使用上。

防火墙是由不燃烧材料构成的，为减小或避免建筑物、结构、设备遭受热辐射危害和防止火灾蔓延，设置的竖向分隔体或直接设置在建筑物基础上或钢筋混凝土框架上具有耐火性的墙。

大多数建筑是框架结构，由于建设方初期对场所使用性质考虑不足，往往在验收后，根据商家的需要进行隔断分隔，特别是在建筑中设置歌舞娱乐放映游艺场所时，为了投方便往往使用纸石膏板、纤维石膏板、难燃胶合板、难燃木材、PVC板等重量轻、安装方便的不燃性材料或难燃性材料作为墙体隔断，虽然这种材料具有耐火、隔热和装饰作用，但高温时这种材料受热脱水，产生收缩变形，开裂，很容易失去隔火作用。

处理方法：按规定多层民用建筑防火墙的耐火极限为4h。

高层民用建筑防火墙的耐火极限为3h。

在设有歌舞娱乐放映游艺场所的民用建筑中，作为非承重墙在进行防火分隔时，若采用了石膏板材作为隔墙时，应选用双层石膏珍珠岩空心条板[6。

0㎝+5。

0㎝（空）+6。

0㎝]，可以使其耐火极限达到3h以上。

这样也可以满足防火墙的要求。

当使用防火卷帘代替防火墙作为防火分隔时，常常见到的只用防火卷帘作为防火分隔，没有考虑其耐火等级，起不到防火分隔的作用。

当采用不包括背火面温升做耐火极限判定条件的防火卷帘时，应在其两侧设置独立的闭式自动喷水系统保护，其喷水延续时间不应小于3。

00小时。

这样，防火卷帘也可以作
为防火墙使用。

问题之四：考虑了经济性，忽视了耐火性。

表现在一些消防设施专用场所的设置上。

消防设施的专用场所，譬如变配电室、柴油发电机房、通风机房、空调机房等，这类场所是在火灾时仍需要坚持工作的地方，这类场所的设置，《建筑设计防火规》第7。

2。

11条、第8。

8。

1条、第10。

3。

3条和《高层民用建筑设计防火规范》第4。

1。

2条、第4。

1。

3条以及第4。

1。

4条均有特别规定。

在建筑物中，这类场所的设置均应占用一定的建筑面积，特别是在一些寸土寸金的黄金地段，开发商往往基于自身利益的考虑，随意变更场所的位置，没有考虑到这类场所的特殊性，火灾时，极易让这些场所瞬间瘫痪，发挥不了应有的作用。

处理方法：对该类场所若采用12cm的普通粘土砖墙或7。

5cm厚的轻质混凝土墙作为隔断，可以满足规范规定的2。

00h耐火极限的要求。

若采用石膏空心条板隔墙，则应选用9。

0cm厚的石膏粉煤灰空心条板，其耐火极限也可达2。

25hr，也可满足规范要求。

总之，建筑物的耐火能力取决于建筑构件抵御火的能力，在建筑设计和施工过程中，要尽量使用非燃性材料、构件表面抹灰或喷涂防火涂料、使用导热系数低的材料等，这样可以有效地提高建筑构件的耐火极限和耐火等级，降低防火投资，又可以有效地预防火灾，减小火灾损失，也可以为灾后救援提供可能。

参考文献：
１、公安部政治部编《建筑防火设计原理》中国人民公安大学出版社
２、湖北省消防协会翻印《最新消防设计规范汇编》
３、公安部消防局编《消防监督检查》
４、程远平李增华编著《消防工程学》中国矿业大学出版社。