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11 木结构建筑

11.0.1 木结构建筑的防火设计可按本章的规定执行。建筑构件的燃烧性能和耐火极限应符合表11.0.1的规定。

表11.0.1 木结构建筑构件的燃烧性能和耐火极限

木结构建筑构件的燃烧性能和耐火极限

注:1 除本规范另有规定外,当同一座木结构建筑存在不同高度的屋顶时,较低部分的屋顶承重构件和屋面不应采用可燃性构件,采用难燃性屋顶承重构件时,其耐火极限不应低于0.75h。

2 轻型木结构建筑的屋顶,除防水层、保温层及屋面板外,其他部分均应视为屋顶承重构件,且不应采用可燃性构件,耐火极限不应低于0.50h。

3 当建筑的层数不超过2层、防火墙间的建筑面积小于600㎡且防火墙间的建筑长度小于60m时,建筑构件的燃烧性能和耐火极限可按本规范有关四级耐火等级建筑的要求确定。

11.0.2 建筑采用木骨架组合墙体时,应符合下列规定:

1 建筑高度不大于18m的住宅建筑、建筑高度不大于24m的办公建筑和丁、戊类厂房(库房)的房间隔墙和非承重外墙可采用木骨架组合墙体,其他建筑的非承重外墙不得采用木骨架组合墙体;

2 墙体填充材料的燃烧性能应为A级;

3 木骨架组合墙体的燃烧性能和耐火极限应符合表11.0.2的规定,其他要求应符合现行国家标准《木骨架组合墙体技术规范》GB/T 50361的规定。

表11.0.2 木骨架组合墙体的燃烧性能和耐火极限(h)

木骨架组合墙体的燃烧性能和耐火极限

11.0.3 甲、乙、丙类厂房(库房)不应采用木结构建筑或木结构组合建筑。丁、戊类厂房(库房)和民用建筑,当采用木结构建筑或木结构组合建筑,其允许层数和允许建筑高度应符合表11.0.3-1的规定,木结构建筑中防火墙间的允许建筑长度和每层最大允许建筑面积应符合表11.0.3-2的规定。

表11.0.3-1 木结构建筑或木结构组合建筑的允许层数和允许建筑高度

木结构建筑或木结构组合建筑的允许层数和允许建筑高度

表11.0.3-2 木结构建筑中防火墙间的允许建筑长度和每层最大允许建筑面积

木结构建筑中防火墙间的允许建筑长度和每层最大允许建筑面积

注:1 当设置自动喷水灭火系统时,防火墙间的允许建筑长度和每层最大允许建筑面积可按本表的规定增加1.0倍,对于丁、戊类地上厂房,防火墙间的每层最大允许建筑面积不限。

2 体育场馆等高大空间建筑,其建筑高度和建筑面积可适当增加。

11.0.4 老年人建筑的住宿部分,托儿所、幼儿园的儿童用房和活动场所设置在木结构建筑内时,应布置在首层或二层。

商店、体育馆和丁、戍厂房(库房)应采用单层木结构建筑。

11.0.5 除住宅建筑外,建筑内发电机间、配电间、锅炉间的设置及其防火要求,应符合本规范第5.4.12条~第5.4.15条和第6.2.3条~第6.2.6条的规定。

11.0.6 设置在木结构住宅建筑内的机动车库、发电机间、配电间、锅炉间,应采用耐火极限不低于2.00h的防火隔墙和1.00h的不燃性楼板与其他部位分隔,不宜开设与室内相通的门、窗、洞口,确需开设时,可开设一樘不直通卧室的单扇乙级防火门。机动车库的建筑面积不宜大于60㎡。

11.0.7 民用木结构建筑的安全疏散设计应符合下列规定:

1 建筑的安全出口和房间疏散门的设置,应符合本规范第5.5节的规定。当木结构建筑的每层建筑面积小于200㎡且第二层和第三层的人数之和不超过25人时,可设置1部疏散楼梯;

2 房间直通疏散走道的疏散门至最近安全出口的直线距离不应大于表11.0.7-1的规定;

表11.0.7-1 房间直通疏散走道的疏散门至最近安全出口的直线距离(m)

房间直通疏散走道的疏散门至最近安全出口的直线距离

3 房间内任一点至该房间直通疏散走道的疏散门的直线距离,不应大于表11.0.7-1中有关袋形走道两侧或尽端的疏散门至最近安全出口的直线距离;

4 建筑内疏散走道、安全出口、疏散楼梯和房间疏散门的净宽度,应根据疏散人数按每100人的最小疏散净宽度不小于表11.0.7-2的规定计算确定;

表11.0.7-2 疏散走道、安全出口、疏散楼梯和房间疏散门每100人的最小疏散净宽度(m/百人)

疏散走道、安全出口、疏散楼梯和房间疏散门每100人的最小疏散净宽度(m/百人)

11.0.8 丁、戊类木结构厂房内任意一点至最近安全出口的疏散距离分别不应大于50m和60m,其他安全疏散要求应符合本规范第3.7节的规定。

11.0.9 管道、电气线路敷设在墙体内或穿过楼板、墙体时,应采取防火保护措施,与墙体、楼板之间的缝隙应采用防火封堵材料填塞密实。

住宅建筑内厨房的明火或高温部位及排油烟管道等,应采用防火隔热措施。

11.0.10 民用木结构建筑之间及其与其他民用建筑的防火间距不应小于表11.0.10的规定。

民用木结构建筑与厂房(仓库)等建筑的防火间距、木结构厂房(仓库)之间及其与其他民用建筑的防火间距,应符合本规范第3、4章有关四级耐火等级建筑的规定。

表11.0.10 民用木结构建筑之间及其与其他民用建筑的防火间距(m)

民用木结构建筑之间及其与其他民用建筑的防火间距

注:1 两座木结构建筑之间或木结构建筑与其他民用建筑之间,外墙均无任何门、窗、洞口时,防火间距可为4m;外墙上的门、窗、洞口不正对且开口面积之和不大于外墙面积的10%时,防火间距可按本表的规定减少25%。

2 当相邻建筑外墙有一面为防火墙,或建筑物之间设置防火墙且墙体截断不燃性屋面或高出难燃性、可燃性屋面不低于0.5m时,防火间距不限。

11.0.11 木结构墙体、楼板及封闭吊顶或屋顶下的密闭空间内应采取防火分隔措施,且水平分隔长度或宽度均不应大于20m,建筑面积不应大于300㎡,墙体的竖向分隔高度不应大于3m。

轻型木结构建筑的每层楼梯梁处应采取防火分隔措施。

11.0.12 木结构建筑与钢结构、钢筋混凝土结构或砌体结构等其他结构类型组合建造时,应符合下列规定:

1 竖向组合建造时,木结构部分的层数不应超过3层并应设置在建筑的上部,木结构部分与其他结构部分宜采用耐火极限不低于1.00h的不燃性楼板分隔。

水平组合建造时,木结构部分与其他结构部分宜采用防火墙分隔;

2 当木结构部分与其他结构部分之间按本条第1款的规定进行了防火分隔时,木结构部分和其他部分的防火设计,可分别执行本规范对木结构建筑和其他结构建筑的规定;其他情况,建筑的防火设计应执行本规范有关木结构建筑的规定;

3 室内消防给水应根据建筑的总高度、体积或层数和用途按本规范第8章和国家现行有关标准的规定确定,室外消防给水应按本规范有关四级耐火等级建筑的规定确定。

11.0.13 总建筑面积大于1500㎡的木结构公共建筑应设置火灾自动报警系统,木结构住宅建筑内应设置火灾探测与报警装置。

11.0.14 木结构建筑的其他防火设计应执行本规范有关四级耐火等级建筑的规定,防火构造要求除应符合本规范的规定外,尚应符合现行国家标准《木结构设计规范》GB 50005等标准的规定。

条文说明

11 木结构建筑

11.0.1 本条规定木结构建筑可以按本章进行防火设计,其构件燃烧性能和耐火极限、层数和防火分区面积,以及防火间距等都要满足要求,否则应按本规范相应耐火等级建筑的要求进行防火设计。

(1) 表11.0.1中有关电梯井的墙、非承重外墙、疏散走道两侧的隔墙、承重柱、梁、楼板、屋顶承重构件及吊顶的燃烧性能和耐火极限的要求,主要依据我国对承重柱、梁、楼板等主要木结构构件的耐火试验数据,并参考国外建筑规范的有关规定,结合我国对材料燃烧性能和构件耐火极限的试验要求而确定的。在确定木结构构件的燃烧性能和耐火极限时,考虑了现代木结构建筑的特点、我国建筑耐火等级分级、不同耐火等级建筑构件的燃烧性能和耐火极限及与现行国家相关标准的协调,力求做到科学、合理、可行。

(2) 电梯井内一般敷设有电线电缆,同时也可能成为火灾竖向蔓延的通道,具有较大的火灾危险性,但木结构建筑的楼层通常较低,即使与其他结构类型组合建造的木结构建筑,其建筑高度也不大于24m。因此,在本条的表11.0.1中,将电梯井的墙体确定为不燃性墙体,并比照本规范对木结构建筑中承重墙的耐火极限要求确定了其耐火极限,即不应低于1.00h。

(3) 木结构建筑中的梁和柱,主要采用胶合木或重型木构件,属于可燃材料。国内外进行的大量相关耐火试验表明,胶合木或重型木构件受火作用时,会在木材表面形成一定厚度的炭化层,并可因此降低木材内部的烧蚀速度,且炭化速率在标准耐火试验条件下基本保持不变。因此,设计可以根据不同种木材的炭化速率、构件的设计耐火极限和设计荷载来确定梁和柱的设计截面尺寸,只要该截面尺寸预留了在实际火灾时间内可能被烧蚀的部分,承载力就可满足设计要求。此外,为便于在工程中能尽可能地体现胶合木或原木的美感,本条规定允许梁和柱采用不经防火处理的木构件。

4 当同一座木结构建筑由不同高度部分的结构组成时,考虑到较低部分的结构发生火灾时,火焰会向较高部分的外墙蔓延;或者较高部分的结构发生火灾时,飞火可能掉落到较低部分的屋顶,存在火灾从外向内蔓延的可能,故要求较低部分的屋顶承重构件和屋面不能采用可燃材料。

5 轻型木结构屋顶承重构件的截面尺寸一般较小,耐火时间较短。为了确保轻型木结构建筑屋顶承重构件的防火安全,本条要求将屋顶承重构件的燃烧性能提高到难燃。在工程中,一般采用在结构外包覆耐火石膏板等防火保护方法来实现。

6 为便于设计,在本条文说明附录中列出了木结构建筑主要构件达到规定燃烧性能和耐火极限的构造方法,这些数据源自公安部天津消防研究所对木结构墙体、楼板、吊顶和胶合木梁、柱的耐火试验结果。需要说明的是,本条文说明附录中所列楼板中的定向刨花板和外墙外侧的定向刨花板(胶合板)的厚度,可根据实际结构受力经计算确定。设计时,对于与附录中所列情况完全一样的构件可以直接采用;如果存在较大变化,则需按照理论计算和试验测试验证相结合的方法确定所设计木构件的耐火极限。

7 表注3的规定主要为与本规范第5.1.2条和第5.3.1条的要求协调一致。

11.0.2 本条在国家标准《木骨架组合墙体技术规范》GB/T 50361-2005第4.5.3条、第5.6.1条、第5.6.2条规定的基础上作了调整。木骨架组合墙体由木骨架外覆石膏板或其他耐火板材、内填充岩棉等隔126音、绝热材料构成。根据试验结果,木骨架组合墙体只能满足难燃性墙体的相关性能,所以本条限制了采用该类墙体的建筑的使用功能和建筑高度。

具有一定耐火性能的非承重外墙可有效防止火灾在建筑间的相互蔓延或通过外墙上下蔓延。为防止火势通过木骨架组合墙体内部进行蔓延,本条要求其墙体填充材料的燃烧性能要不能低于A级,即采用不燃性绝热和隔音材料。

对于木骨架墙体应用中的更详细要求,见现行国家标准《木骨架组合墙体技术规范》GB/T 50361。

11.0.3 本条为强制性条文。控制木结构建筑的应用范围、高度、层数和防火分区大小,是控制其火灾危害的重要手段。本条参考国外相关标准规定,根据我国实际情况规定丁、戊类厂房(库房)和民用建筑可采用木结构建筑或木结构组合建筑,而甲、乙、丙类厂房(仓库)则不允许。

1 从木结构建筑构件的耐火性能看,木结构建筑的耐火等级介于三级和四级之间。本规范规定四级耐火等级的建筑只允许建造2层。在本章规定的木结构建筑中,构件的耐火性能优于四级耐火等级的建筑,因此规定木结构建筑的最多允许层数为3层。此外,本规范第11.0.4 条对商店、体育馆以及丁、戊类厂房(仓房)还规定其层数只能为单层。表11.0.3-1、表11.0.3-2规定的数值是在消化吸收国外有关规范和协调我国相关标准规定的基础上确定的。

表11.0.3-2中"防火墙间的每层最大允许建筑面积",指位于两道防火墙之间的一个楼层的建筑面积。如果建筑只有1层,则该防火墙间的建筑面积可允许1800㎡;如果建筑需要建造3层,则两道防火墙之间的每个楼层的建筑面积最大只允许600㎡,使3个楼层的建筑面积之和不能大于单层时的最大允许建筑面积,即1800㎡。这一规定主要考虑到支撑楼板的柱、梁和竖向的分隔构件—楼板的燃烧性能较低,不能达到不燃的要求,因而,某一层着火后有可能导致位于两座防火墙之间的这3层楼均被烧毁。

2 由于体育场馆等高大空间建筑,室内空间高度高、建筑面积大,一般难以全部采用木结构构件,主要为大跨度的梁和高大的柱可能采用胶合木结构,其他部分还需采用混凝土结构等具有较好耐火性能的传统建筑结构,故对此类建筑做了调整。为确保建筑的防火安全,建筑的高度和面积的扩大的程度以及因扩大后需要采取的防火措施等,应该按照国家规定程序进行论证和评审来确定。

11.0.4 本条为强制性条文。本条规定是比照本规范第5.4.3条和第5.4.4条有关三级和四级耐火等级建筑的要求确定的。

本条对于木结构的商店、体育馆和丁、戊类厂房(仓库),要求其只能采用单层的建筑,并宜采用胶合木结构,同时,建筑高度仍要符合第11.0.3条的要求。商店、体育馆和丁、戊类厂(库)房等,因使用功能需要,往往要求较大的面积和较高的空间,胶合木具有较好的耐火承载力,用作柱和梁具有一定优势,无论外观与日常维护,还是实际防火性能均较钢材要好。

11.0.5、11.0.6 这两条规定了建筑内火灾危险性较大部位的防火分隔要求,对因使用需要等而开设的门、窗或洞口,要求采取相应的防火保护措施,以限制火灾在建筑内蔓延。

条文中规定的车库,为小型住宅建筑中的自用车库。根据我国的实际情况,没有限制停放机动车的数量,而是通过限制建筑面积来控制附属车库的大小和可能带来的火灾危险。

11.0.7 本条第2、3、4款为强制性条文。本条是结合木结构建筑的整体耐火性能及其楼层的允许建筑面积,按照民用建筑安全疏散设计的原则,比照本规范第5章的有关规定确定的。表11.0.7-1中的数据取值略小于三级耐火等级建筑的对应值。

11.0.8根据本规范第11.0.4条的规定,丁、戊类木结构厂房建筑只能建造一层,根据本规范第3.7节的规定,四级耐火等级的单层丁、戊类厂房内任一点到最近安全出口的疏散距离分别不应大于50m和60m。因此,尽管木结构建筑的耐火等级要稍高于四级耐火等级,但鉴于该距离较大,为保证人员安全,本条仍采用与本规范第3.7.4条规定相同的疏散距离。

11.0.9 本条为强制性条文。木结构建筑,特别是轻型木结构体系的建筑,其墙体、楼板和木骨架组合墙体内的龙骨均为木材。在其中敷设或穿过电线、电缆时,因电气原因导致发热或火灾时不易被发现,存在较大安全隐患,因此规定相关电线、电缆均需采取如穿金属导管保护。建筑内的明火部位或厨房内的灶台、热加工部位、烟道或排油烟管道等高温作业或温度较高的排气管道、易着火的油烟管道,均需避免与这些墙体直接接触,要在其周围采用导热性差的不燃材料隔热等防火保护或隔热措施,以降低其火灾危险性。

有关防火封堵要求,见本规范第6.3.4条和第6.3.5条的条文说明。

11.0.10 本条为强制性条文。木结构建筑之间及木结构建筑与其他结构类型建筑的防火间距,是在分析了国内外相关建筑规范基础上,根据木结构和其他结构类型建筑的耐火性能确定的。

试验证明,发生火灾的建筑对相邻建筑的影响与该建筑物外墙的耐火极限和外墙上的门、窗或洞口的开口比例有直接关系。美国《国际建筑规范》(2012年版)对建筑物类型及其耐火性能和防火间距的规定见表20,对外墙上不同开口比例的建筑间的防火间距的规定见表21。

表20 建筑物类型及其耐火极限和防火间距的规定

建筑物类型及其耐火极限和防火间距的规定

表21 外墙上不同开口比例的建筑间的防火间距

外墙上不同开口比例的建筑间的防火间距

目前,木结构建筑的允许建造规模均较小。根据加拿大国家建筑研究院的相关试验结果,如果相邻两建筑的外墙均无洞口,并且外墙的耐火极限均不低于1.00h时,防火间距减少至4m后仍能够在足够时间内有效阻止火灾的相互蔓延。考虑到有些建筑完全不开门、窗比较困难,比照本规范第5章的规定,当每一面外墙开孔不大于10%时,允许防火间距按照表11.0.10的规定减少25%。

11.0.11 木结构建筑,特别是轻型木结构建筑中的框架构件和面板之间存在许多空腔。对墙体、楼板及封闭吊顶或屋顶下的密闭空间采取防火分隔措施,可阻止因构件内某处着火所产生的火焰、高温气体以及烟气在这些空腔内蔓延。根据加拿大《国家建筑规范》(2010年版),常采用厚度不小于38mm的实木锯材、厚度不小于12mm的石膏板或厚度不小于0.38mm的钢挡板进行防火分隔。

在轻型木结构建筑中设置水平防火分隔,主要用于限制火焰和烟气在水平构件内蔓延。水平防火构造的设置,一般要根据空间的长度、宽度和面积来确定。常见的做法是,将这些空间按照每一空间的面积不大于300㎡,长度或宽度不大于20m的要求划分为较小的防火分隔空间。

当顶棚材料安装在龙骨上时,一般需在双向龙骨形成的空间内增加水平防火分隔构件。采用实木锯材或工字搁栅的楼板和屋顶盖,搁栅之间的支撑通常可用作水平防火分隔构件,但当空间的长度或宽度大于20m时,沿搁栅平行方向还需要增加防火分隔构件。

墙体竖向的防火分隔,主要用于阻挡火焰和烟气通过构件上的开孔或墙体内的空腔在不同构件之间蔓延。多数轻型木结构墙体的防火分隔,主要采用墙体的顶梁板和底梁板来实现。

对于弧型转角吊顶、下沉式吊顶和局部下沉式吊顶,在构件的竖向空腔与横向空腔的交汇处,需要采取防火分隔构造措施。在其他大多数情况下,这种防火分隔可采用墙体的顶梁板、楼板中的端部桁架以及端部支撑来实现。

水平密闭空腔与竖向密闭空腔的连接交汇处、轻型木结构建筑的梁与楼板交接的最后一级踏步处,一般也需要采取类似的防火分隔措施。

11.0.12 本条规定了木结构与钢结构、钢筋混凝土结构或砌体结构等其他结构类型组合建造时的防火设计要求。

对于竖向组合建造的形式,火灾通常都是从下往上蔓延,当建筑物下部着火时,火焰会蔓延到上层的木结构部分;但有时火灾也能从上部蔓延到下部,故有必要在木结构与其他结构之间采取竖向防火分隔措施。本条规定要求:当下部建筑为钢筋混凝土结构或其他不燃性结构时,建筑的总楼层数可大于3层,但无论与哪种不燃性结构竖向组合建造,木结构部分的层数均不能多于3层。

对于水平组合建造的形式,采用防火墙将木结构部分与其他结构部分分隔开,能更好地防止火势从建筑物的一侧蔓延至另一侧。如果未做分隔,就要将组合建筑整体按照木结构建筑的要求确定相关防火要求。

11.0.13 木结构建筑内可燃材料较多,且空间一般较小,火灾发展相对较快。为能及早报警,通知人员尽早疏散和采取灭火行动,特别是有人住宿的场所和用于儿童或老年人活动的场所,要求一定规模的此类建筑设置火灾自动报警系统。木结构住宅建筑的火灾自动报警系统,一般采用家用火灾报警装置。

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