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薄板鋼骨結(jié)構(gòu)體系多層住宅的防火技術(shù)研究

作者：建筑鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)    
時(shí)間：2009-12-22 20:26:10 [收藏]

    一、概述
    　?。ㄒ唬┍“邃摴墙Y(jié)構(gòu)體系住宅的應(yīng)用現(xiàn)狀
    　　近些年，以薄板輕鋼作為承重骨架，以輕型墻體材料作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的薄板鋼骨結(jié)構(gòu)體系在歐美和日本等地區(qū)國(guó)家的住宅建筑中得到廣泛的應(yīng)用。與傳統(tǒng)的住宅結(jié)構(gòu)相比，該結(jié)構(gòu)體系具有建筑空間布置靈活、抗震性能好、施工方便、綜合經(jīng)濟(jì)效益好、可以實(shí)現(xiàn)住宅建設(shè)的工業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化等特點(diǎn)。
    　　在國(guó)外，薄板鋼骨結(jié)構(gòu)體系大都由木結(jié)構(gòu)體系演化而來。由于國(guó)外人少地廣且考慮到抗震要求等原因，該結(jié)構(gòu)體系主要用作三層以下的別墅住宅、公寓及其他低層民用住宅。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2002年薄板鋼骨結(jié)構(gòu)體系住宅占美國(guó)住宅建筑總量的25%左右。在日本，該類住宅自1996年阪神大地震后的十年間，每年以近一萬棟的規(guī)模發(fā)展。這些都說明，國(guó)外薄板鋼骨結(jié)構(gòu)體系在低層住宅中的應(yīng)用普遍，技術(shù)成熟，并具備相應(yīng)的設(shè)計(jì)、建造標(biāo)準(zhǔn)。如美國(guó)的《薄板輕鋼房屋體系慣用法》（Prescriptive Method，適用于1~3層），澳大利亞的《金屬框架房屋體系標(biāo)準(zhǔn)》AS 2623-1993（適用于1~2層），日本的《薄板輕鋼房屋體系設(shè)計(jì)手冊(cè)》（適用于3層以下），以及國(guó)際規(guī)范委員會(huì)（ICC）于2000年出版的適用于薄板輕鋼房屋體系的《國(guó)際建筑規(guī)范》等。但國(guó)外將薄板鋼骨結(jié)構(gòu)體系用于多層住宅建筑并不多見?，F(xiàn)有的資料顯示，加拿大有將輕鋼板肋結(jié)構(gòu)體系應(yīng)用到8層旅館的建筑實(shí)例。美國(guó)有用薄板輕鋼房屋體系建成的6層公寓。
    　　近幾年，我國(guó)在建設(shè)部大力推行鋼結(jié)構(gòu)住宅政策的推動(dòng)下，不少房屋開發(fā)公司正逐步研究從國(guó)外引進(jìn)低層薄板輕鋼房屋體系，并已在北京、上海、大連、武漢、天津等地應(yīng)用，主要用于建造1~3層的獨(dú)棟或聯(lián)排住宅或別墅。相應(yīng)的CECS《多層冷彎薄壁型鋼住宅技術(shù)規(guī)程》正在編制過程中?？傊?，我國(guó)薄板鋼骨結(jié)構(gòu)體系在住宅建筑中的應(yīng)用尚屬初步發(fā)展階段。
    　　在我國(guó)可用土地資源緊張而鋼產(chǎn)量相對(duì)充裕的現(xiàn)實(shí)情況下，國(guó)家倡導(dǎo)輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的建設(shè)有著重要的意義，亦與環(huán)保、節(jié)能的可持續(xù)發(fā)展政策和“綠色住宅”理念相符。隨著我國(guó)住宅產(chǎn)業(yè)化步伐的加快以及鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù)的應(yīng)用，鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑必將成為我國(guó)住宅的一種新型式。因此，開發(fā)薄板鋼骨結(jié)構(gòu)體系多層住宅對(duì)滿足我國(guó)住宅建設(shè)的需要大有益處。針對(duì)我國(guó)國(guó)情，就引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的薄板鋼骨結(jié)構(gòu)體系用于多層住宅建設(shè)所帶來的消防安全問題進(jìn)行技術(shù)可行性研究，非常有必要。
    　?。ǘ┍“邃摴墙Y(jié)構(gòu)體系住宅的防火問題
    　　鋼結(jié)構(gòu)為不燃結(jié)構(gòu)，但耐高溫而不耐火，因此鋼結(jié)構(gòu)本身的防火保護(hù)此類結(jié)構(gòu)形式建筑技術(shù)應(yīng)用中應(yīng)重點(diǎn)解決的問題之一，薄板鋼骨結(jié)構(gòu)也不例外。
    　　目前，國(guó)際上建造的薄板鋼骨結(jié)構(gòu)體系低層住宅（3層及3層以下），其防火設(shè)計(jì)依據(jù)多為綜合性性建筑規(guī)范，很少有專門的防火規(guī)范。由于輕鋼房屋體系應(yīng)用于多層住宅建筑的情況較少，相應(yīng)的防火要求幾乎沒有。我國(guó)的建筑主要是以磚混和鋼混等結(jié)構(gòu)為主，在薄板鋼骨結(jié)構(gòu)體系住宅建筑防火方面的技術(shù)要求和標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)滯后，不能滿足當(dāng)前在中國(guó)推行薄板鋼骨結(jié)構(gòu)體系多層住宅建筑的實(shí)際需要。
    　　本文比較了各國(guó)有關(guān)薄板鋼骨結(jié)構(gòu)體系多層住宅在建筑構(gòu)件的耐火極限、建筑的防火間距和其它防火措施等方面的要求。在此基礎(chǔ)上，分析和提出了我國(guó)薄板鋼骨結(jié)構(gòu)體系多層住宅的防火技術(shù)要求建議以及還需進(jìn)一步開展的相關(guān)研究工作。
    　　二、國(guó)外現(xiàn)行規(guī)范的防火要求
    　　（一）美國(guó)
    　　《國(guó)際建筑規(guī)范》是為統(tǒng)一美國(guó)《國(guó)家建筑規(guī)范》、《統(tǒng)一建筑規(guī)范》和《標(biāo)準(zhǔn)建筑規(guī)范》而制定的，其內(nèi)容主要以這三項(xiàng)規(guī)范為基礎(chǔ)?！秶?guó)際建筑規(guī)范》將供人員睡眠休息的居住建筑劃分為Group R，包括R-1、R-2、R-3和R-4四種類型。其中多層住宅屬于R-2類居住建筑（人員長(zhǎng)期使用的，含有超過兩個(gè)居住單元的建筑物，如住宅樓、宿舍、修道院等）。
    　　1、耐火極限
    　　《國(guó)際建筑規(guī)范》將建筑物的耐火類別按NFPA220的規(guī)定劃分為Type I~V共5類，相應(yīng)構(gòu)件的耐火極限如表1所示。其中，Type I和II結(jié)構(gòu)的構(gòu)件應(yīng)采用不燃燒材料。Type III結(jié)構(gòu)的外墻應(yīng)采用不燃材料，內(nèi)部建筑構(gòu)件可根據(jù)規(guī)范規(guī)定選擇。Type IV結(jié)構(gòu)（重木結(jié)構(gòu)）的外墻應(yīng)采用不燃材料，內(nèi)部建筑構(gòu)件可以為重木構(gòu)件。Type V結(jié)構(gòu)建筑構(gòu)件可以選用規(guī)范允許的任何材料。對(duì)Group R類建筑，除Type I 型建筑外，其他類型建筑的最大允許層數(shù)不應(yīng)超過4層，且建筑高度不應(yīng)超過18m。但對(duì)于全部設(shè)有自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)保護(hù)的建筑物，其最大允許高度可以增加到24m，最大允許層數(shù)可以增加到5層。

    李引擎等：薄板鋼骨結(jié)構(gòu)體系多層住宅的防火技術(shù)研究

    　

    　　一、概述
    　　（一）薄板鋼骨結(jié)構(gòu)體系住宅的應(yīng)用現(xiàn)狀
    　　近些年，以薄板輕鋼作為承重骨架，以輕型墻體材料作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的薄板鋼骨結(jié)構(gòu)體系在歐美和日本等地區(qū)國(guó)家的住宅建筑中得到廣泛的應(yīng)用。與傳統(tǒng)的住宅結(jié)構(gòu)相比，該結(jié)構(gòu)體系具有建筑空間布置靈活、抗震性能好、施工方便、綜合經(jīng)濟(jì)效益好、可以實(shí)現(xiàn)住宅建設(shè)的工業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化等特點(diǎn)。
    　　在國(guó)外，薄板鋼骨結(jié)構(gòu)體系大都由木結(jié)構(gòu)體系演化而來。由于國(guó)外人少地廣且考慮到抗震要求等原因，該結(jié)構(gòu)體系主要用作三層以下的別墅住宅、公寓及其他低層民用住宅。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2002年薄板鋼骨結(jié)構(gòu)體系住宅占美國(guó)住宅建筑總量的25%左右。在日本，該類住宅自1996年阪神大地震后的十年間，每年以近一萬棟的規(guī)模發(fā)展。這些都說明，國(guó)外薄板鋼骨結(jié)構(gòu)體系在低層住宅中的應(yīng)用普遍，技術(shù)成熟，并具備相應(yīng)的設(shè)計(jì)、建造標(biāo)準(zhǔn)。如美國(guó)的《薄板輕鋼房屋體系慣用法》（Prescriptive Method，適用于1~3層），澳大利亞的《金屬框架房屋體系標(biāo)準(zhǔn)》AS 2623-1993（適用于1~2層），日本的《薄板輕鋼房屋體系設(shè)計(jì)手冊(cè)》（適用于3層以下），以及國(guó)際規(guī)范委員會(huì)（ICC）于2000年出版的適用于薄板輕鋼房屋體系的《國(guó)際建筑規(guī)范》等。但國(guó)外將薄板鋼骨結(jié)構(gòu)體系用于多層住宅建筑并不多見。現(xiàn)有的資料顯示，加拿大有將輕鋼板肋結(jié)構(gòu)體系應(yīng)用到8層旅館的建筑實(shí)例。美國(guó)有用薄板輕鋼房屋體系建成的6層公寓。
    　　近幾年，我國(guó)在建設(shè)部大力推行鋼結(jié)構(gòu)住宅政策的推動(dòng)下，不少房屋開發(fā)公司正逐步研究從國(guó)外引進(jìn)低層薄板輕鋼房屋體系，并已在北京、上海、大連、武漢、天津等地應(yīng)用，主要用于建造1~3層的獨(dú)棟或聯(lián)排住宅或別墅。相應(yīng)的CECS《多層冷彎薄壁型鋼住宅技術(shù)規(guī)程》正在編制過程中?？傊?，我國(guó)薄板鋼骨結(jié)構(gòu)體系在住宅建筑中的應(yīng)用尚屬初步發(fā)展階段。
    　　在我國(guó)可用土地資源緊張而鋼產(chǎn)量相對(duì)充裕的現(xiàn)實(shí)情況下，國(guó)家倡導(dǎo)輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的建設(shè)有著重要的意義，亦與環(huán)保、節(jié)能的可持續(xù)發(fā)展政策和“綠色住宅”理念相符。隨著我國(guó)住宅產(chǎn)業(yè)化步伐的加快以及鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù)的應(yīng)用，鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑必將成為我國(guó)住宅的一種新型式。因此，開發(fā)薄板鋼骨結(jié)構(gòu)體系多層住宅對(duì)滿足我國(guó)住宅建設(shè)的需要大有益處。針對(duì)我國(guó)國(guó)情，就引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的薄板鋼骨結(jié)構(gòu)體系用于多層住宅建設(shè)所帶來的消防安全問題進(jìn)行技術(shù)可行性研究，非常有必要。
    　?。ǘ┍“邃摴墙Y(jié)構(gòu)體系住宅的防火問題
    　　鋼結(jié)構(gòu)為不燃結(jié)構(gòu)，但耐高溫而不耐火，因此鋼結(jié)構(gòu)本身的防火保護(hù)此類結(jié)構(gòu)形式建筑技術(shù)應(yīng)用中應(yīng)重點(diǎn)解決的問題之一，薄板鋼骨結(jié)構(gòu)也不例外。
    　　目前，國(guó)際上建造的薄板鋼骨結(jié)構(gòu)體系低層住宅（3層及3層以下），其防火設(shè)計(jì)依據(jù)多為綜合性性建筑規(guī)范，很少有專門的防火規(guī)范。由于輕鋼房屋體系應(yīng)用于多層住宅建筑的情況較少，相應(yīng)的防火要求幾乎沒有。我國(guó)的建筑主要是以磚混和鋼混等結(jié)構(gòu)為主，在薄板鋼骨結(jié)構(gòu)體系住宅建筑防火方面的技術(shù)要求和標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)滯后，不能滿足當(dāng)前在中國(guó)推行薄板鋼骨結(jié)構(gòu)體系多層住宅建筑的實(shí)際需要。
    　　本文比較了各國(guó)有關(guān)薄板鋼骨結(jié)構(gòu)體系多層住宅在建筑構(gòu)件的耐火極限、建筑的防火間距和其它防火措施等方面的要求。在此基礎(chǔ)上，分析和提出了我國(guó)薄板鋼骨結(jié)構(gòu)體系多層住宅的防火技術(shù)要求建議以及還需進(jìn)一步開展的相關(guān)研究工作。
    　　二、國(guó)外現(xiàn)行規(guī)范的防火要求
    　?。ㄒ唬┟绹?guó)
    　　《國(guó)際建筑規(guī)范》是為統(tǒng)一美國(guó)《國(guó)家建筑規(guī)范》、《統(tǒng)一建筑規(guī)范》和《標(biāo)準(zhǔn)建筑規(guī)范》而制定的，其內(nèi)容主要以這三項(xiàng)規(guī)范為基礎(chǔ)?！秶?guó)際建筑規(guī)范》將供人員睡眠休息的居住建筑劃分為Group R，包括R-1、R-2、R-3和R-4四種類型。其中多層住宅屬于R-2類居住建筑（人員長(zhǎng)期使用的，含有超過兩個(gè)居住單元的建筑物，如住宅樓、宿舍、修道院等）。
    　　1、耐火極限
    　　《國(guó)際建筑規(guī)范》將建筑物的耐火類別按NFPA220的規(guī)定劃分為Type I~V共5類，相應(yīng)構(gòu)件的耐火極限如表1所示。其中，Type I和II結(jié)構(gòu)的構(gòu)件應(yīng)采用不燃燒材料。Type III結(jié)構(gòu)的外墻應(yīng)采用不燃材料，內(nèi)部建筑構(gòu)件可根據(jù)規(guī)范規(guī)定選擇。Type IV結(jié)構(gòu)（重木結(jié)構(gòu)）的外墻應(yīng)采用不燃材料，內(nèi)部建筑構(gòu)件可以為重木構(gòu)件。Type V結(jié)構(gòu)建筑構(gòu)件可以選用規(guī)范允許的任何材料。對(duì)Group R類建筑，除Type I 型建筑外，其他類型建筑的最大允許層數(shù)不應(yīng)超過4層，且建筑高度不應(yīng)超過18m。但對(duì)于全部設(shè)有自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)保護(hù)的建筑物，其最大允許高度可以增加到24m，最大允許層數(shù)可以增加到5層。

    　　注：a.結(jié)構(gòu)框架指的是設(shè)計(jì)用來支撐重力荷載的柱和大梁、梁、桁架以及與柱和支撐構(gòu)件直接連接的拱肩。不與柱直接連接的樓面和屋面板單元必須當(dāng)作第二類單元并且不能當(dāng)作此類結(jié)構(gòu)框架；
    　　b.屋面支撐：對(duì)于只支持屋面的結(jié)構(gòu)框架和承重墻，耐火等級(jí)可以降低1h；
    　　c. 如果防火間距大于0.9m，其非承重外墻耐火極限不限；
    　　d.設(shè)有符合要求的自動(dòng)消防系統(tǒng)時(shí)，可以允許替代1h防火等級(jí)的結(jié)構(gòu)；
    　　e.對(duì)結(jié)構(gòu)單元的防火保護(hù)沒有要求。
    　　2、防火間距
    　　表2給出了《國(guó)際建筑規(guī)范》對(duì)居住建筑的防火間距要求。其中對(duì)于居住建筑，外墻上的無保護(hù)開口面積不應(yīng)超過25％。

    　 如果任何一層的外墻同時(shí)有無保護(hù)和有保護(hù)的開口，其開口面積之和應(yīng)滿足下列公式。
    　　A/a+Au/au≤1.0
    　　式中:
    　　A=實(shí)際開口面積或有保護(hù)開口的等效面積Ae.
    　　a=允許的開口面積；
    　　Au=實(shí)際無保護(hù)開口面積
    　　au=允許無保護(hù)開口面積
    　　當(dāng)居住建筑全部設(shè)有自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)保護(hù)時(shí)，表2中最大允許的無保護(hù)開口面積可以與有保護(hù)的開口面積相同。
    　　3、主動(dòng)消防設(shè)施
    　　《國(guó)際建筑規(guī)范》規(guī)定，R-2類居住建筑，當(dāng)包括地下室在內(nèi)高度超過2層或超過16套居住單元時(shí)，建筑物內(nèi)應(yīng)全部設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。NFPA 13R也規(guī)定，R組建筑物超過3層時(shí)應(yīng)全部設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。
    　?。ǘ┘幽么?br /> 　　加拿大的薄板鋼骨結(jié)構(gòu)體系多層住宅設(shè)計(jì)主要依據(jù)《國(guó)家建筑規(guī)范》和《國(guó)家防火規(guī)范》?！秶?guó)家建筑規(guī)范》適用于新建、改建和擴(kuò)建建筑的設(shè)計(jì)、建造。《國(guó)家防火規(guī)范》主要適用于既有建筑的火災(zāi)預(yù)防與消防安全管理。在《國(guó)家建筑規(guī)范》中，居住建筑包括公寓、寄宿場(chǎng)所、宿舍、賓館、住宅、汽車旅館等，建筑類型屬Group C。
    　　1、耐火極限
    　　《國(guó)家建筑規(guī)范》規(guī)定，如果建筑允許使用可燃結(jié)構(gòu)，可以采用可燃材料。除規(guī)范另有規(guī)定外，規(guī)定為不燃結(jié)構(gòu)的建筑物，應(yīng)采用不燃材料建造。對(duì)于不同類型的結(jié)構(gòu)，所有的承重構(gòu)件如墻、柱、梁的耐火極限不應(yīng)低于其所支撐的樓板或屋頂構(gòu)件的耐火極限。如果建筑構(gòu)件要求為不燃結(jié)構(gòu)，且有耐火極限要求時(shí)，該構(gòu)件的支撐結(jié)構(gòu)應(yīng)為不燃結(jié)構(gòu)。當(dāng)由不燃結(jié)構(gòu)支撐可燃結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)避免可燃結(jié)構(gòu)在火災(zāi)情況下受到破壞影響不燃結(jié)構(gòu)的性能。
    　　用于Group C建筑的防火墻應(yīng)為耐火極限不低于2h的不燃結(jié)構(gòu)。用作防火分隔的任何墻體或樓板都應(yīng)保持連續(xù)性，且應(yīng)具有規(guī)范所規(guī)定的耐火極限。防火分隔體上的開口應(yīng)采取相應(yīng)的防火保護(hù)措施。不同使用功能場(chǎng)所之間應(yīng)進(jìn)行防火分隔，其分隔構(gòu)件的耐火極限應(yīng)符合表3的規(guī)定。其中對(duì)于居住和商店合建的建筑，當(dāng)居住部分層數(shù)不超過3層，且不超過2戶時(shí)，居住部分與商店部分的防火分隔構(gòu)件的耐火極限可不低于1h。

    　 注：a.如電影院、圖書館、舞臺(tái)在中心的劇場(chǎng)、露天體育場(chǎng)等
    　　b.如監(jiān)獄、醫(yī)院等
    　　《國(guó)家建筑規(guī)范》還針對(duì)特定情況下建筑結(jié)構(gòu)的耐火極限等做了相應(yīng)規(guī)定，見表4。

    　2、防火間距
    　　根據(jù)《國(guó)家建筑規(guī)范》，建筑外墻無保護(hù)開口的情況用無保護(hù)開口的總面積和外墻的面積之比值來衡量。表5給出了超過2層的Group C類建筑對(duì)應(yīng)于不同建筑間距下的最大允許無保護(hù)開口面積。

    3、主動(dòng)消防設(shè)施
    　　在加拿大，一般3層以上的住宅都要求設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。
    　?。ㄈ┤鸬?br /> 　　瑞典的《建筑條例》包括強(qiáng)制性條款和一般性的推薦條款，是瑞典建筑設(shè)計(jì)的依據(jù)。在《建筑條例》中設(shè)獨(dú)立的章專門討論建筑火災(zāi)安全問題。根據(jù)建筑物的火災(zāi)危險(xiǎn)和可能造成的人員傷亡，將建筑分成3類，并根據(jù)火災(zāi)荷載的不同規(guī)定了相應(yīng)構(gòu)件的耐火極限。
    　　1、 耐火極限
    　　建筑物的耐火等級(jí)分為Br1，Br2和Br3三級(jí)。該分級(jí)主要考慮人員逃生和建筑倒塌對(duì)人員的影響。其中三層以上的建筑耐火等級(jí)須為Br1級(jí)，即可能造成重大人員傷亡的建筑?！督ㄖl例》主要針對(duì)Br1級(jí)建筑的承重和分隔構(gòu)件，室內(nèi)裝修等做出要求?？赡茉斐芍械热藛T傷亡的建筑應(yīng)為Br2級(jí)建筑，其它建筑可為Br3級(jí)建筑。
    　　建筑結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐火極限不應(yīng)低于表6的規(guī)定，防火墻的耐火極限不低于表7的規(guī)定，根據(jù)承重能力確定的建筑物耐火極限不應(yīng)低于表8的要求。

    　注：E為整體性，EI為整體性和隔熱性。
    　　表6(b) Br2和Br3類建筑物的結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐火極限
    　　如果與疏散通道、可燃物的距離足以保證人員安全撤離或者火災(zāi)蔓延風(fēng)險(xiǎn)不會(huì)增加，則耐火極限中要求EI的，可降低為只要求E。


    2、防火間距
    　　《建筑條例》規(guī)定，當(dāng)建筑物與鄰近建筑物的距離小于4m時(shí)，設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮火災(zāi)會(huì)從該建筑物蔓延至鄰近建筑物的風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)與鄰近建筑物的距離不低于8m時(shí)，則可以不考慮上述要求。此外，獨(dú)立式/半獨(dú)立式住宅之間應(yīng)有間距，并且保證1h之內(nèi)不能蔓延至相鄰建筑物。獨(dú)立式/半獨(dú)立式住宅與面積大于10m2的輔助建筑之間的距離小于4m時(shí)，相鄰建筑之間應(yīng)防止火災(zāi)從一部分蔓延至另一部分，且耐火時(shí)間不應(yīng)低于0.5h。
    　　3、主動(dòng)消防設(shè)施
    　　瑞典的主動(dòng)消防設(shè)施以消火栓系統(tǒng)為主，同時(shí)非常注重火災(zāi)中的安全疏散。規(guī)范中對(duì)建筑物內(nèi)采用不同的疏散路徑（如僅一個(gè)疏散樓梯、多個(gè)疏散樓梯、疏散窗等）時(shí)安全疏散的可能性都有具體分析。
    　　（四）德國(guó)
    　　《通用建筑規(guī)范》對(duì)建筑的耐火極限和防火間距都做了要求，見表9和表10。


    　 （六）日本
    　　日本建筑的防火設(shè)計(jì)主要參照《建筑基本法》和《消防法》。《建筑基本法》主要涉及建筑物本身構(gòu)件、材料和平面布局，而《消防法》則側(cè)重于對(duì)建筑中附加的消防設(shè)施做出規(guī)定。
    　　1、耐火極限
    　　《建筑基本法》中根據(jù)建筑物的密集程度及地域功能等，指定了防火地域或準(zhǔn)防火地域。在各地域內(nèi)建筑的建筑物須滿足相應(yīng)的耐火建筑物、準(zhǔn)耐火建筑物或其它建筑的耐火性能要求。
    　　《建筑基本法》規(guī)定所有的結(jié)構(gòu)分成三大防火類別：耐火性結(jié)構(gòu)、1h準(zhǔn)耐火性結(jié)構(gòu)和45min準(zhǔn)耐火性結(jié)構(gòu)。同時(shí)裝修材料分為不燃性材料、準(zhǔn)不燃材料和難燃材料三個(gè)級(jí)別。一般居室允許使用難燃材料，廚房、走廊、樓梯和地下部分則要求使用準(zhǔn)不燃和不燃材料。但當(dāng)建筑中設(shè)置了自動(dòng)滅火和自動(dòng)排煙系統(tǒng)后，可不對(duì)內(nèi)裝修材料提出防火要求。
    　　表13給出了對(duì)于耐火性結(jié)構(gòu)各構(gòu)件的耐火極限規(guī)定。

    2、防火間距
    　　日本居住建筑間的防火間距最小可為0.5m。對(duì)于4層以下的建筑，其外墻的耐火極限應(yīng)不低于1h。
    　　3、 消防設(shè)施
    　　按照《消防法》的要求，日本住宅消防設(shè)施的設(shè)置原則取決于建筑的層數(shù)和樓層平面疏散的設(shè)計(jì)，并且是沿著同一座建筑的高度，從上到下分段規(guī)定。規(guī)范要求所有的住宅都必須設(shè)家用滅火器、室內(nèi)消火栓、警報(bào)器等。日本目前建造的低層輕鋼住宅，做到了在每間屋內(nèi)都設(shè)火災(zāi)報(bào)警器；在每戶里，每層間都設(shè)置ABC干粉滅火器；每戶均有逃生軟梯，直通地面；并且每棟樓都增設(shè)外掛樓梯。
    　　三、國(guó)內(nèi)現(xiàn)行規(guī)范的防火要求
    　　我國(guó)多層建筑在防火設(shè)計(jì)方面主要依循的規(guī)范是《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和《住宅建筑規(guī)范》?！督ㄖO(shè)計(jì)防火規(guī)范》適用于9層及9層以下的居住建筑（包括設(shè)置商業(yè)服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)的居住建筑）。
    　　（一）耐火極限
    　　《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》將民用建筑的耐火等級(jí)分為一、二、三、四級(jí)，規(guī)定三級(jí)耐火等級(jí)的建筑可以建造5層，四級(jí)耐火等級(jí)的建筑可以建造2層?！蹲≌ㄖ?guī)范》將住宅的耐火等級(jí)也劃分為一、二、三、四級(jí)，四級(jí)耐火等級(jí)的住宅建筑最多允許建造層數(shù)為3層，三級(jí)耐火等級(jí)的最多允許層數(shù)為9層。但《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和《住宅建筑規(guī)范》在相同耐火等級(jí)中，對(duì)構(gòu)件耐火極限的規(guī)定不盡相同，如表14所示。


    目前，國(guó)內(nèi)《多層冷彎薄壁型鋼住宅技術(shù)規(guī)程》正在編制過程中，該規(guī)程只適用于低層和別墅建筑，其中對(duì)于建筑耐火極限的要求與《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》一致。
    　?。ǘ┓阑痖g距
    　　《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和《住宅建筑規(guī)范》中都對(duì)民用建筑之間的防火間距做出了規(guī)定，分別見表16(a)和表16(b)。可以看出這兩個(gè)規(guī)范規(guī)定的民用建筑間的防火間距是一致的。

    注：1 兩座建筑物相鄰較高一面外墻為防火墻或高出相鄰較低一座一、二級(jí)耐火等級(jí)建筑物的屋面15m范圍內(nèi)的外墻為防火墻且不開設(shè)門窗洞口時(shí)，其防火間距可不限；
    　　2 相鄰的兩座建筑物，當(dāng)較低一座的耐火等級(jí)不低于二級(jí)、屋頂不設(shè)置天窗、屋頂承重構(gòu)件及屋面板的耐火極限不低于1.0h，且相鄰的較低一面外墻為防火墻時(shí)，其防火間距不應(yīng)小于3.5m；
    　　3 相鄰的兩座建筑物，當(dāng)較低一座的耐火等級(jí)不低于二級(jí)，相鄰較高一面外墻的開口部位設(shè)置甲級(jí)防火門窗，或設(shè)置符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50084規(guī)定的防火分隔水幕或本規(guī)范第7.5.3條規(guī)定的防火卷簾時(shí)，其防火間距不應(yīng)小于3.5m；
    　　4 相鄰兩座建筑物，當(dāng)相鄰?fù)鈮椴蝗紵w且無外露的燃燒體屋檐，每面外墻上未設(shè)置防火保護(hù)措施的門窗洞口不正對(duì)開設(shè)，且面積之和小于等于該外墻面積的5%時(shí)，其防火間距可按本表規(guī)定減少25%；
    　　5 防火間距應(yīng)按相鄰建筑物外墻的最近距離計(jì)算，當(dāng)外墻有凸出的燃燒構(gòu)件時(shí)，應(yīng)從其凸出部分外緣算起。

    　　（三）消防設(shè)施
    　　我國(guó)只對(duì)6層以上的住宅要求設(shè)室內(nèi)消火栓，只對(duì)高層高級(jí)住宅和100 m以上普通高層住宅要求設(shè)自動(dòng)報(bào)瞥和滅火系統(tǒng)。對(duì)多層建筑沒有具體的消防設(shè)施要求。
    　　四、國(guó)內(nèi)外防火規(guī)范要求的比較
    　?。ㄒ唬┠突饦O限比較
    　　基于不同的建筑分類，各國(guó)規(guī)范都對(duì)建筑構(gòu)件的燃燒性能和耐火極限作了規(guī)定，將其作為建筑物耐火性能好壞的基準(zhǔn)。比較來看，美國(guó)和加拿大的規(guī)范較類似，都是根據(jù)結(jié)構(gòu)燃燒性能的不同進(jìn)行分類。其中美國(guó)規(guī)范分為五種結(jié)構(gòu)類型，加拿大規(guī)范分為可燃結(jié)構(gòu)和不燃結(jié)構(gòu)兩類。瑞典規(guī)范根據(jù)建筑物的火災(zāi)危險(xiǎn)和可能造成的人員傷亡分成3類建筑，并根據(jù)火災(zāi)荷載的不同規(guī)定了相應(yīng)構(gòu)件的耐火極限。德國(guó)和瑞士的規(guī)范規(guī)定比較接近，分別對(duì)獨(dú)立建造和不同層數(shù)的住宅建筑耐火極限作了規(guī)定。中國(guó)的規(guī)范依據(jù)火災(zāi)危險(xiǎn)性和層數(shù)的不同將住宅建筑分為四類耐火等級(jí)。與我國(guó)采用單一的耐火極限概念不同，歐美國(guó)家（如瑞士、德國(guó)、瑞典）和日本大都將統(tǒng)一的耐火極限概念分解成穩(wěn)定性（S）、隔熱性（I）和完整性（E）三個(gè)指標(biāo)來評(píng)定，從而可以根據(jù)具體部位分別提出數(shù)值要求。美國(guó)和加拿大雖然也采用單一的耐火極限概念，但是它們分別針對(duì)多種建筑構(gòu)件的分類或是多種具體的樓層等進(jìn)行了詳細(xì)的討論?？偟膩碚f，國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)在建筑構(gòu)件耐火極限的規(guī)定上指標(biāo)更靈活，分類更細(xì)，更利于設(shè)計(jì)人員合理的應(yīng)用。
    　　為了方便比較，表17（a）（b）分別給出了建造3層或6層住宅時(shí)各國(guó)規(guī)范對(duì)主要建筑構(gòu)件耐火極限的最低要求。

    注：表中數(shù)據(jù)沒有考慮采取加強(qiáng)主動(dòng)消防措施后的相應(yīng)適當(dāng)放寬情況。
    　　從表17可以看出，對(duì)于低層住宅（小于3層），各國(guó)規(guī)范對(duì)建筑構(gòu)件的耐火極限要求均在0.5~1.0h之間，對(duì)建筑構(gòu)件燃燒性能的要求以中國(guó)規(guī)范最為嚴(yán)格。與低層住宅相比，各國(guó)規(guī)范對(duì)多層住宅（小于6層）的耐火極限要求都有大幅提高，各國(guó)規(guī)范之間的差異也變得明顯，相比之下，我國(guó)對(duì)樓板的耐火極限要求是最低的；同時(shí)各國(guó)規(guī)范對(duì)建筑構(gòu)件耐火性能的要求大都變得嚴(yán)格。
    　　此外，各國(guó)的規(guī)范中都規(guī)定了當(dāng)建筑物內(nèi)另設(shè)有規(guī)范要求外的消防措施時(shí)，對(duì)該建筑的相關(guān)防火要求可酌情考慮的相應(yīng)條文。在這一方面國(guó)外規(guī)范的相關(guān)規(guī)定較我國(guó)細(xì)致和明確，相應(yīng)的替代方案更多，對(duì)構(gòu)件耐火極限、材料燃燒性能、最大允許防火分區(qū)面積等都有相應(yīng)放寬要求的規(guī)定。與我國(guó)只能在建筑物設(shè)置自動(dòng)滅火系統(tǒng)后適當(dāng)放寬防火分區(qū)建筑面積的規(guī)定相比，國(guó)外的相關(guān)規(guī)定更靈活也更符合實(shí)際。
    　?。ǘ┓阑痖g距比較
    　　住宅建筑與相鄰建筑之間的防火間距應(yīng)根據(jù)建筑用途、耐火等級(jí)、建筑高度以及外墻防火構(gòu)造等因素確定。對(duì)比各國(guó)的規(guī)范可以看出，美國(guó)和加拿大的規(guī)范都是根據(jù)外墻的材料和開口情況來確定相鄰建筑之間的防火間距。瑞典的規(guī)范規(guī)定防火間距小于4m的情況下應(yīng)考慮采取防止火災(zāi)蔓延的措施。德國(guó)、瑞士的規(guī)范之間規(guī)定了最小的防火間距數(shù)值。中國(guó)的規(guī)范既考慮了開口的情況，也對(duì)一些類別的建筑防火間距作了規(guī)定。
    　　對(duì)不超過6層的多層住宅建筑，當(dāng)外墻門窗洞口面積之和不超過外墻面積10％時(shí)，各國(guó)規(guī)范對(duì)于建筑物防火間距的要求如表18所示。

    注：這些數(shù)據(jù)沒有考慮采取加強(qiáng)防火保護(hù)措施或分隔措施后間距可以進(jìn)一步減少的規(guī)定。
    　　可以看出，中國(guó)、德國(guó)、瑞典和瑞士規(guī)范規(guī)定的防火間距較大，在4~8m之間；美國(guó)、加拿大的次之，在1.2~3m之間；日本規(guī)范的防火間距要求最小。
    　　（三）消防設(shè)施比較
    　　國(guó)外的多層住宅在消防系統(tǒng)的設(shè)置要求上較我國(guó)嚴(yán)格得多，相應(yīng)的配套程度、自動(dòng)化水平也較我國(guó)先進(jìn)。
    　?。ㄋ模┗诒容^結(jié)果的分析
    　　與國(guó)外的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)相比，單就建筑構(gòu)件耐火等級(jí)和建筑物間的防火間距而言，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的要求總體上要高于歐美及日本等國(guó)的規(guī)定，在低層住宅中這一差距尤為明顯。但我國(guó)對(duì)多層住宅的消防設(shè)施配備則弱于上述發(fā)達(dá)國(guó)家。這實(shí)際上是各國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、消防安全管理體制與水平，以及公眾的消防安全意識(shí)上存在的差異，在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)上的反映。與我國(guó)更多地強(qiáng)調(diào)通過對(duì)建筑構(gòu)件耐火極限的要求，以實(shí)現(xiàn)良好的防火分隔，把住宅防火問題引入單個(gè)住戶單元不同，國(guó)外類似規(guī)范的制定原則在考慮將火勢(shì)限制在一定范圍內(nèi)，使其不向相鄰的建筑擴(kuò)散的同時(shí)，更注重火災(zāi)發(fā)生時(shí)的逃生功能，即在等待及時(shí)救援的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)人員從建筑物內(nèi)的安全疏散。也就是說，我國(guó)建筑的防火更多依靠保證建筑構(gòu)造的被動(dòng)防火功能來實(shí)現(xiàn)，而國(guó)外的建筑防火則通過采取疏散、滅火救援等主動(dòng)防火的措施來弱化對(duì)被動(dòng)防火的要求?？傊?，無論是加強(qiáng)被動(dòng)防火系統(tǒng)還是著重主動(dòng)防火系統(tǒng)，都應(yīng)使建筑的整體消防安全水平既要保障人員安全又要與建筑投資統(tǒng)一。
    　　考慮到我國(guó)與這些發(fā)達(dá)國(guó)家在經(jīng)濟(jì)水平等方面存在的差別，就當(dāng)前情況下我國(guó)在建筑防火規(guī)范制定上的側(cè)重難免有一些不同。今后，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，配套設(shè)施和制度的完善，我國(guó)的住宅防火規(guī)范也會(huì)進(jìn)行積極的調(diào)整，通過規(guī)定安裝一些輔助的避難器具、設(shè)置疏散指示標(biāo)識(shí)等方法來強(qiáng)化疏散，從而使規(guī)范對(duì)建筑防火的要求將更趨合理、完善。
    　　五、日本薄板鋼骨結(jié)構(gòu)防火安全研究
    　　新日鐵公司經(jīng)過歷時(shí)5年的研發(fā)與推廣，薄板鋼骨結(jié)構(gòu)已有了較大的發(fā)展。在日本已經(jīng)有越來越多的民眾接受這種建設(shè)速度快、綠色環(huán)保、抗震性能高的薄板鋼骨結(jié)構(gòu)。雖然這種結(jié)構(gòu)校一般的木結(jié)構(gòu)建筑在防火性能上有了較大優(yōu)勢(shì)，完全可以取代日本傳統(tǒng)的木結(jié)構(gòu)住宅。但如果擴(kuò)大其使用范圍，使其不僅可以作為獨(dú)立住宅也可以作為集合住宅而走進(jìn)市場(chǎng)的話，則需要進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)、試驗(yàn)研究以滿足建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范中一系列防耐火要求。從日本目前的情況看，經(jīng)過新日鐵公司以及日本相關(guān)建設(shè)單位的參與，他們?cè)诒“邃摴墙Y(jié)構(gòu)的防耐火性能研究中已取得了初步可行的結(jié)果，其耐火性能完全可以滿足日本規(guī)范三層建筑的防耐火要求。
    　　從日本新日鐵的研究結(jié)果看，無論是墻體（包括外墻及內(nèi)隔墻）還是樓板體系統(tǒng)均可以達(dá)到日本建筑防火設(shè)計(jì)中耐火建筑1小時(shí)耐火時(shí)間的要求。從日方提供及現(xiàn)場(chǎng)體驗(yàn)的結(jié)果看，日本方面為保證墻板及樓板體系的耐火性能主要采取了以下措施：
    　　采用耐火性能較高的板材，如不燃水泥基外墻板、耐火石膏板等作為基本材料。這兩種材料在進(jìn)行耐火試驗(yàn)時(shí)有助于延長(zhǎng)墻板或樓板的耐火時(shí)間，這主要在于這兩種材料的抗火性能較好，在受火條件下不易過早出現(xiàn)裂縫等破壞情況，有助于延長(zhǎng)系統(tǒng)的耐火完整性時(shí)間。
    　　采用斷熱橋的方式。在板材內(nèi)隔墻的設(shè)計(jì)上，雖然出于隔聲的考慮而采取了兩側(cè)龍骨錯(cuò)位設(shè)計(jì)的概念，這一設(shè)計(jì)思路不僅起到了良好的隔聲效果，同時(shí)也起到斷熱橋的效果，有利于隔墻受火時(shí)延緩背火面溫度由于龍骨的導(dǎo)熱而升溫過快。
    　　墻系統(tǒng)中在板接縫處增加止火帶，以阻止板與板接縫處可能的竄火、漏火情況的發(fā)生。
    　　在墻板與樓板的設(shè)計(jì)中由于其自身其他性能的要求，如隔聲、結(jié)構(gòu)承載等，使得墻板或樓板總厚相對(duì)普通輕鋼龍骨結(jié)構(gòu)的要厚，而這樣的結(jié)構(gòu)在很大程度由于空氣層的增大而使得其隔熱性能增強(qiáng)，有助延長(zhǎng)耐火隔熱性能時(shí)間。
    　?。ㄒ唬┲?、日兩國(guó)構(gòu)件的耐火性能比較
    　　通過日本專家的介紹，我們知道在日本而于構(gòu)件耐火性能的要求是基于日本國(guó)建筑基本法而執(zhí)行的。分為耐火建筑、準(zhǔn)耐火建筑以及防火建筑。而這種分類又似乎是與建筑物周邊的情況以及建筑物自身的重要性、面積等有著直接的關(guān)系。作為一般性的民用獨(dú)棟住宅僅為防火建筑，而1-3層的集合住宅則要求為耐火建筑。兩者的區(qū)別在于對(duì)構(gòu)件耐火性能的要求完全不同。作為1-3層的集合式住宅，其承重墻及樓板的耐火性能要求完整性及隔熱性均要達(dá)到1小時(shí)。
    　　在中國(guó)，建筑物的耐火等級(jí)是依據(jù)建筑物組成構(gòu)件的燃燒性能、防火間距、建筑面積等決定的。目前關(guān)于多層建筑的建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范可規(guī)定主要有《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50016-2006）及《住宅建筑規(guī)范》（GB50368-2005），這兩本規(guī)范中均涉及到多層居住建筑，但在《建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50368-2005）第5.1.1條中指出，住宅建筑構(gòu)件的耐火極限和燃燒性能可按一行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《住宅建筑規(guī)范》（GB50368）的規(guī)定執(zhí)行。為便于比較，表1中給出了中、日兩國(guó)相關(guān)規(guī)范在的要求。
    　　無論是中國(guó)的住宅規(guī)范還是建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范，對(duì)于建筑構(gòu)件的燃燒性能都作了規(guī)定，這似乎與日本規(guī)范有所不同。我們從表1中可以看出，無論是住宅規(guī)范還建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范對(duì)于4層以上的住宅的構(gòu)件都要求是不燃燒性的材料。
    　　表1 規(guī)范比較（略）
    　　在表1中我們注意到，即使在日本，如果該類住宅建到5層的話，其耐火性能也要大幅度提高。而在我國(guó)的住宅建筑規(guī)范中，則在承重墻與樓板的耐火性能上有所降低。而中、日兩國(guó)在耐火性能的要求上也是略有不同的。在中國(guó)的《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中對(duì)耐火性能明確定義為“在標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗(yàn)條件下，建筑構(gòu)件、配件或結(jié)構(gòu)從受到火的作用時(shí)起，到失去穩(wěn)定性、完整性或隔熱性時(shí)止的這段時(shí)間”（第2.0.1條），但在該規(guī)范的條文說明中則指出“本條主要與《消防基本術(shù)語 第一部分》GB5907-86中的有關(guān)定義相協(xié)調(diào)。但應(yīng)注意的是，對(duì)于建筑構(gòu)件，該耐火極限應(yīng)按照《建筑構(gòu)件耐火試驗(yàn)方法》GB/T 9978規(guī)定的判定條件進(jìn)行判定。在建筑構(gòu)件耐火性能試驗(yàn)方法中對(duì)分隔構(gòu)件的耐火性能的判定是在耐火時(shí)間內(nèi)即要滿足穩(wěn)定性、完整性，同時(shí)也要滿足隔熱性。
    　　而在試驗(yàn)條件上中、日兩國(guó)基本相同，均采用ISO834中的標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線進(jìn)行升溫，無論是隔墻還是樓板均為一側(cè)受火，若為承重構(gòu)件則均需在試驗(yàn)中加載。在中國(guó)，進(jìn)行承重構(gòu)件的加載試驗(yàn)時(shí)，一般加載量為設(shè)計(jì)荷載的70%。作為中國(guó)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中的穩(wěn)定性是指，試驗(yàn)中水平構(gòu)件最大變量不超過L/20（L為計(jì)算跨度）；柱最大變形量不超過H/100且最大變形速率不超過3H/1000（H為初始受火高度），若超過此值則認(rèn)為其已喪失了承載力。由于對(duì)承重墻沒有具體而明確的變形條件要求，因此其穩(wěn)定性的判斷參照柱構(gòu)件。表2為中、日兩國(guó)在構(gòu)件耐火性能試驗(yàn)方面比較。
    　　表2 中、日兩國(guó)水平或垂直分隔構(gòu)件耐火性試驗(yàn)方法比較（略）
    　　對(duì)于構(gòu)件的燃性能在中國(guó)的建規(guī)第2.0.2條中指出“不燃燒體：用不燃燒材料做成的建筑構(gòu)件?！倍≌?guī)范中的不燃性是與材料分級(jí)中的不燃性相對(duì)應(yīng)的。在中國(guó)建筑材料的不燃性是按照《建筑材料分級(jí)方法》GB8624進(jìn)行的。在中國(guó)建筑材料的燃燒性能分為不燃性、難燃性、可燃性、易燃性。而在日本另外還有一個(gè)準(zhǔn)不燃級(jí)，它介于中國(guó)的不燃性與難燃性之間。這種材料在日本是可以用于耐火建筑中的，但在中國(guó)若用于不燃燒性的構(gòu)件中就完全不可以。
    　　（二）薄板鋼構(gòu)結(jié)構(gòu)在中國(guó)應(yīng)用中的防火安全問題
    　　通過中、日防火規(guī)范的對(duì)比，若將此類建筑在中國(guó)擴(kuò)展至5層住宅，其耐火性能在原設(shè)計(jì)1小時(shí)的基礎(chǔ)上需再提高至1.5小時(shí)，這需要對(duì)墻板、樓板進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，按照中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試。但由于耐火性能提高，且需要同時(shí)滿足耐火穩(wěn)定性、完整性、隔熱性，因此可能會(huì)直接影響墻板、樓板的厚度或質(zhì)量，因此結(jié)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)綜合考慮是很有必要的。在重新設(shè)計(jì)時(shí)，可能會(huì)由于構(gòu)件質(zhì)量方面的考慮，選擇較輕的內(nèi)部隔熱材料，但必須注意其整體構(gòu)件的燃燒性能，以盡可能滿足不燃性為基準(zhǔn)?！督ㄖ牧戏阑鸱旨?jí)方法》GB8624新版標(biāo)準(zhǔn)將于2007年3月起實(shí)施，由于新版標(biāo)準(zhǔn)中試驗(yàn)方法的改變，實(shí)際上對(duì)于材料的分級(jí)更為嚴(yán)格，也就是說可能原來可以放行到不燃性級(jí)別的材料，而由此被劃分到難燃性級(jí)別中去。因此，在進(jìn)行薄板鋼構(gòu)墻板及樓板設(shè)計(jì)中應(yīng)注意到這一點(diǎn)，并做好選材前的試驗(yàn)準(zhǔn)備。并選擇可以滿足新標(biāo)準(zhǔn)的建筑材料進(jìn)行設(shè)計(jì)。
    　　因目前還沒有類似結(jié)構(gòu)的墻體或樓板通過1.5h的耐火性能試驗(yàn)，因此需要中、日雙方通過重新設(shè)計(jì)、試驗(yàn)，方能確定是否此類系統(tǒng)的構(gòu)件可以滿足中國(guó)規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)。
    　　在其他防火安全問題上，如建筑面積、防火間距、疏散長(zhǎng)度等是完全可以通過建筑設(shè)計(jì)而控制的。
    　?。ㄈ﹪?guó)內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)住宅的防火問題
    　　在我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)建筑中，除低層別墅外。大部分采用的型鋼建筑，而這種建筑多為梁柱體系。在防火上主要是鋼柱和鋼梁的防火問題，因此多采用薄型或厚型防火涂料進(jìn)行噴涂以達(dá)到不同的耐火極限要求。而一般情況下這種結(jié)構(gòu)的建筑的樓板多為砼組合樓板，它們大多都能滿足耐火性能的要求。而對(duì)于這類結(jié)構(gòu)的墻體，則大多為非承重墻，因此耐火性能的要求對(duì)于3級(jí)建筑而言也僅為0.5h，一般的輕鋼龍骨石膏板墻也可以達(dá)到。在中國(guó)型鋼結(jié)構(gòu)的防火保護(hù)大多采用防火涂料噴涂而很少使用防火板保覆的方式，這主要是因?yàn)闆]有足夠的試驗(yàn)結(jié)果支持這樣的一種保護(hù)方式，由于防火板材多為脆性材料，在與鋼梁同時(shí)受力的情況下，極易脆斷而過早出現(xiàn)裂縫，導(dǎo)致過早的喪失材料的防火隔熱保護(hù)性。但型鋼結(jié)構(gòu)的鋼結(jié)構(gòu)住宅與輕鋼結(jié)構(gòu)的住宅有著本質(zhì)上的差別，它并不是墻、板體系。因此在防火側(cè)重點(diǎn)上是不同的。對(duì)于薄板鋼構(gòu)建筑主要側(cè)重于墻、板的耐火性能上，而對(duì)于輕型鋼結(jié)構(gòu)，則主要是側(cè)重于梁柱。
    　　無論哪種結(jié)構(gòu)型式的鋼結(jié)構(gòu)建筑，其主要的防火安全性能都集中在構(gòu)件的耐火性能及材料的燃燒性能上，因此解決好這一問題是推廣此類建筑的關(guān)鍵。
    　　六、防火要求建議與下一步工作計(jì)劃
    　　綜合上述分析，要保證在中國(guó)建造薄板鋼骨結(jié)構(gòu)體系多層住宅的防火安全，可從建筑的被動(dòng)防火和主動(dòng)防火兩方面著手開展相關(guān)研究。
    　　（一）防火要求建議
    　　研究薄板鋼骨結(jié)構(gòu)體系多層住宅在被動(dòng)防火方面要求達(dá)到的最低防火性能，對(duì)相應(yīng)耐火等級(jí)建筑構(gòu)件的耐火極限、防火間距、面積、長(zhǎng)度和裝修材料，管道及其包覆材料，構(gòu)件的內(nèi)填充材料的燃燒性能等做出合理的防火要求。
    　　考慮到在我國(guó)擬建造的薄板鋼骨結(jié)構(gòu)體系多層住宅建筑多為小戶型，其建筑的面積、長(zhǎng)度、防火間距等應(yīng)不難滿足現(xiàn)有規(guī)范要求，如何保證建筑構(gòu)件的耐火極限達(dá)標(biāo)是關(guān)鍵所在。
    　　對(duì)于規(guī)范要求必須達(dá)到一定耐火極限的薄板鋼骨結(jié)構(gòu)構(gòu)件，主要依靠對(duì)構(gòu)件的包覆材料進(jìn)行防火處理，以阻斷火焰與薄板鋼骨構(gòu)件直接接觸。傳統(tǒng)的做法之一是在薄板鋼龍骨之間添加保溫隔熱材料，再在其外面覆蓋石膏板。所需采用的保溫隔熱材料或石膏板種類由構(gòu)件所要達(dá)到的耐火極限決定。薄板鋼骨結(jié)構(gòu)構(gòu)件可以通過合理的選擇材料和組裝方法達(dá)到要求的耐火極限。
    　　日本已成熟應(yīng)用的薄板鋼骨結(jié)構(gòu)體系低層住宅，當(dāng)滿足耐火建筑要求時(shí)，其建筑構(gòu)件的耐火極限可以達(dá)到1.0h，其中墻體為不燃材料，樓板為準(zhǔn)不燃材料。參照上文的表14，與我國(guó)規(guī)范對(duì)多層住宅建筑構(gòu)件耐火極限的要求進(jìn)行對(duì)比，可以看出，將日本現(xiàn)有的薄板鋼骨結(jié)構(gòu)體系應(yīng)用于我國(guó)多層住宅的建造，要滿足建筑構(gòu)件耐火極限的要求，將承重墻的耐火極限提高到1.50h是首要的任務(wù)?？梢酝ㄟ^增加石膏板的厚度或敷設(shè)層數(shù)，改變填充材料等方式來實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，建議薄板鋼骨結(jié)構(gòu)體系住宅內(nèi)外墻及屋面至少應(yīng)為難燃燒體。
    　?。ǘ┫乱徊焦ぷ饔?jì)劃
    　　由于目前的研究尚不充分，特別是缺乏必要的驗(yàn)證試驗(yàn)，如對(duì)薄板鋼骨結(jié)構(gòu)的耐火極限要求，往往是對(duì)由薄板鋼骨、填充材料、覆面板等組成的整體結(jié)構(gòu)而言，這些不同部分的組合會(huì)使整體結(jié)構(gòu)的耐火極限等性能存在較大的差異。同時(shí)，由于各國(guó)規(guī)范對(duì)建筑構(gòu)件耐火極限及材料燃燒性能的分類和試驗(yàn)方法也各不相同，因此國(guó)外的一些規(guī)范規(guī)定和試驗(yàn)結(jié)果只能作為參考。具體建筑構(gòu)件的耐火極限需要根據(jù)我國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)試驗(yàn)確定。有關(guān)建筑物之間的防火間距、某些特殊情況下建筑防火設(shè)計(jì)的專門技術(shù)要求以及如何配置主動(dòng)消防設(shè)施、如何設(shè)置消防安全疏散設(shè)施等，還需要進(jìn)一步開展研究。為了更好地解決有關(guān)薄板鋼骨結(jié)構(gòu)體系建筑的消防技術(shù)問題，建議以后開展如下研究工作：
    　　1．針對(duì)不同使用功能的薄板鋼骨結(jié)構(gòu)體系建筑或住宅內(nèi)的不同房間，如何合理的配置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、建筑滅火器、消火栓滅火系統(tǒng)等主動(dòng)消防設(shè)施。
    　　2．根據(jù)我國(guó)設(shè)計(jì)應(yīng)用的薄板鋼骨結(jié)構(gòu)建筑的構(gòu)件及其防火保護(hù)措施，開展部分典型試驗(yàn)驗(yàn)證。建議試驗(yàn)內(nèi)容：在標(biāo)準(zhǔn)火條件下構(gòu)件的機(jī)械性能（偏移和失效時(shí)間、彎曲剛度、強(qiáng)度消減）、溫度變化和殘余橫截面的特性（形狀、炭化深度和截面模）等。
    　　3．結(jié)合理論計(jì)算和試驗(yàn)驗(yàn)證建筑物之間的防火間距要求。
    　　4．研究建筑物的消防安全疏散設(shè)施的設(shè)置條件及要求。
    　　5．研究當(dāng)薄板鋼骨結(jié)構(gòu)體系住宅建筑具備某些特定條件時(shí)的專門要求，如建筑物設(shè)置自動(dòng)滅火系統(tǒng)后的防火分區(qū)建筑面積與建筑長(zhǎng)度的調(diào)整要求、建筑物在一定條件下的防火間距調(diào)整要求等。
    　　七、 小結(jié)
    　　本項(xiàng)研究在于為在中國(guó)建造薄板鋼骨結(jié)構(gòu)體系住宅提出建筑防火設(shè)計(jì)技術(shù)要求的建議。
    　　建筑防火主要由建筑的被動(dòng)防火體系、建筑的主動(dòng)消防體系、建筑的消防安全疏散系統(tǒng)等構(gòu)成。建筑防火是一個(gè)完整的系統(tǒng)，建筑消防安全應(yīng)是該系統(tǒng)中各子系統(tǒng)消防安全水平協(xié)調(diào)一致的結(jié)果。通過研究國(guó)外的相關(guān)規(guī)定，并考慮中國(guó)規(guī)范的歷史與現(xiàn)狀，可以認(rèn)識(shí)到：在中國(guó)將薄板鋼骨結(jié)構(gòu)體系應(yīng)用于多層住宅時(shí)，其建筑防火設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和核心問題是如何確定薄板鋼骨結(jié)構(gòu)體系的耐火保護(hù)要求以及如何使其滿足這些要求。


    　?。ㄖ袊?guó)建筑科學(xué)研究院防火研究所 所長(zhǎng)/高工 李引擎、公安部天津防火研究所 處長(zhǎng)/高級(jí)工程師 倪照鵬、公安部天津防火研究所工程師 郝愛玲、中國(guó)建筑科學(xué)研究院防火研究所高級(jí)工程 師史毅）
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