消防安全技术实务第二篇通用建筑防火第三章建筑分类与耐火等级

第一节 建筑分类

一、建筑分类

(一)按使用性质分类

1.民用建筑

根据《建筑设计防火规范》,民用建筑根据其建筑高度、功能、火灾危险性和扑救难易程度等进行分类。以该分类为基础,分别在耐火等级、防火间距、防火分区、安全疏散、灭火设施等方面对民用建筑的防火设计提出不同的要求,以实现保障建筑消防安全与保证工程建设和提高投资效益的统一。民用建筑又可按照功能、建筑高度和层数进行细分,具体见下表:

民用建筑的分类
民用建筑的分类

注:1.表中未列入的建筑,其类别应根据本表类比确定。

2.除另有规定外,宿舍、公寓等非住宅类居住建筑的防火要求应符合有关公共建筑的规定。

3.除另有规定外,裙房的防火要求应符合有关高层民用建筑的规定。

(1)住宅建筑和公共建筑。住宅建筑是指供单身或家庭成员短期或长期居住使用的建筑。公共建筑是指供人们进行各种公共活动的建筑,包括非住宅居住建筑、教育、科研、文化、医疗、交通、商业、服务、体育、园林、综合建筑等。

(2)单、多层民用建筑和高层民用建筑。根据建筑高度、使用功能和楼层的建筑面积划分,高层民用建筑可分为一类和二类。对于住宅建筑,以27m作为区分多层和高层住宅建筑的标准;对于高层住宅建筑,以54m作为区分一类和二类的标准。对于公共建筑,以24m作为区分多层和高层公共建筑的标准。在高层公共建筑中,将性质重要、火灾危险性大、疏散和扑救难度大的建筑定为一类。

几个概念的解释:

1)商业服务网点。指的是在住宅建筑的首层或首层及二层,每个分隔单元建筑面积不大于300㎡的商店、邮政所、储蓄所、理发店等小型营业性住房。

2)地下室与半地下室。地下室是指房间地面低于室外设计地面的平均高度大于该房间平均净高1/2者。半地下室是指房间地面低于室外设计地面的平均高度大于该房间平均净高的1/3,且不大于1/2者。

3)老年人照料设施。指床位总数(可容纳老年人总数)大于或等于20床(人),为老年人提供几种照料服务的公共建筑,包括老年人全日照料设施和老年人日间照料设施。其他专供老年人使用的、非几种照料的设施或场所,例如,老年大学、老年活动中心等不属于老年人照料设施。老年人照料设施包括三种形式,即独立建造的、与其他建筑组合建造的和设置在其他建筑内的老年人照料设施。

独立建造的老年人照料设施保罗与其他建筑贴邻建造的老年人照料设施。对于与其他建筑上下组合建造或设置在其他建筑内的老年人照料设施,其防火设计要求应根据该建筑的主要用途确定其建筑分类。其他专供老年人使用的、非几种照料设施或场所,其防火设计要求按有关公共建筑的规定确定;对于非住宅类老年人居住建筑,其防火要求按有关老年人照料设施的规定确定。

2.工业建筑

工业建筑是指工业生产性建筑,例如,主要生产厂房、辅助生产厂房等。工业建筑按照使用性质的不同,分为加工、生产类厂房和仓储类库房两大类,厂房和仓库又可按其生产或储存物质的性质进行分类。

(二)按建筑结构分类

(1)木结构。木结构建筑的主要承重构件是木材。

(2)砖木结构。砖木结构建筑的主要承重构件用砖石和木材做成,例如,砖(石)砌墙体、木楼板、木屋盖的建筑。

(3)砖混结构。砖混结构建筑的竖向承重构件采用砖墙或砖柱,水平承重构件采用钢筋混凝土、屋面板。

(4)钢筋混凝土结构。钢筋混凝土做柱、梁、楼板及屋顶等建筑的主要承重构件,砖或其他轻质材料做墙体等围护构件。例如。装配式大板、大模板、滑模等工业化方法建造的建筑,钢筋混凝土的高层、大跨、大空间结构的建筑。

(5)钢结构。钢结构建筑的主要承重构件全部采钢材。例如,全部用钢柱、钢屋架建造的厂房。

(6)钢混结构。屋顶采用钢结构,其他主要承重构件采用钢筋混凝土结构。例如,钢筋混凝土梁、柱、钢屋架组成的骨架结构厂房。

(7)其他结构。例如,生土建筑、塑料建筑、充气建筑等。

二、建筑高度和建筑层数的计算方法

按照建筑高度分类,将建筑高度大于27m的住宅建筑和建筑高度大于24m的非单层厂房、仓库和其他民用建筑统称为高层建筑,将建筑高度超过100m的高层建筑成为超高层建筑。

1,建筑高度的计算方法

(1)建筑屋面为坡屋面(坡屋面坡度不应小于3%,否则按平屋面处理)时,建筑高度应为建筑室外设计地面至檐口与屋脊的平均高度。

坡屋面建筑高度计算
坡屋面建筑高度计算

(2)建筑屋面为平屋面(包括有女儿墙的平屋面)时,建筑高度应为建筑室外设计地面至其屋面面层的高度。

平屋面建筑高度计算
平屋面建筑高度计算

(3)同一座建筑有多种形式的屋面时,建筑高度应按上述方法分别计算后,取其中最大值。

多种形式屋面建筑高度计算
多种形式屋面建筑高度计算

(4)对于台阶式地坪,当位于不同高程地坪上的同一建筑之间有防火墙分隔各自有符合规范规定的安全出口且沿建筑的两个长边设置贯通式消防车道或尽头式消防车道时,可分别计算各自的建筑高度。否则,应按其中建筑高度最大者确定该建筑的建筑高度。

台阶式地坪建筑高度计算
台阶式地坪建筑高度计算

(5)局部凸出屋顶的瞭望塔、冷却塔、水箱间、微波天线间或设施、电梯机房、排风和排烟机房以及楼梯出口小间等辅助用房面积占屋面面积不大于1/4者,可不计入建筑高度。

局部凸出屋顶的辅助用房建筑剖面示意图
局部凸出屋顶的辅助用房建筑剖面示意图

(6)对于住宅建筑,设置在底部且室内高度不大于2.2m的自行车库、储藏室、敞开空间。室内外高差或建筑的地下、半地下室的顶板面高出室外设计地面的高度不大于1.5m的部分,可不计入建筑高度。

住宅建筑剖面示意图
住宅建筑剖面示意图

2.建筑层数的计算方法

建筑层数应按建筑的自然层计算,下列空间可不计入建筑层数。

(1)室内顶板面高出室外设计地面的高度不大于1.5m的地下或半地下。

(2)设置在建筑底部且高度不大于2.2m的自行车库、储藏室、敞开空间。

(3)建筑屋顶上凸出的局部设备用房、出屋面的楼梯间等。

第二节 建筑材料的燃烧性能及分级

一、建筑材料的燃烧性能分级

(一)建筑材料及制品的燃烧性能等级

A:不燃材料(制品)

B1:难燃材料(制品)

B2:可燃材料(制品)

B3:易燃材料(制品)

(二)建筑材料及制品燃烧性能等级判据的主要参数及概念

(1)材料。单一物质或均匀分布的混合物,如金属、石材、木材、混凝土、矿纤、聚合物。

(2)燃烧滴落物/微粒。在燃烧试验过程中,从试样上分离的物质或微粒。

(3)临界热辐射通量。火焰熄灭处的热辐射通量或试验30min时火焰传播到的最远处的热辐射通量。

(4)燃烧增长速率指数。试样燃烧的热释放速率值与其对应时间比值的最大值,用于燃烧性能分级。

(5)THR600。试验开始后600s内试样的热释放总量。

(三)建筑材料及制品的燃烧性能等级判据

建筑材料按平板状建筑材料、铺地材料、管状绝热材料三类,分别用不同的试验方法确定了相应的分级判据。下表中满足A1、A2级即为A级,满足B级、C级即为B1级,满足D级、E级即为B2级。

平板状建筑材料及制品的燃烧性能等级和分级判据
平板状建筑材料及制品的燃烧性能等级和分级判据

二、建筑材料及制品燃烧性能等级的附加信息和标识

(一)附加信息

建筑材料及制品燃烧性能等级附加信息包括产烟特性、燃烧滴落物/微粒等级和烟气毒性等级。对于A2级、B级和C级建筑材料及制品,应给出产烟特性等级、燃烧滴落物/微粒等级(铺地材料除外)、烟气毒性等级;对于D级建筑材料及制品,应给出产烟特性等级、燃烧滴落物/微粒等级。

(二)附加信息标识

当按规定需要显示附加信息时,燃烧性能等级标识如图所示:

燃烧性能等级标识示意图
燃烧性能等级标识示意图

第三节 建筑构件的燃烧性能和耐火极限

建筑构件主要包括建筑内的墙、柱、梁、楼板、门、窗等。建筑构件的耐火性能包括燃烧性能和耐火极限。

一、建筑构件的燃烧性能

建筑构件的燃烧性能取决于组成建筑构件材料的燃烧性能。通常,我国把建筑构件按其燃烧性能分为3类,即不燃性构件、难燃性构件和可燃性构件。

(一)不燃性构件

用不燃性材料做成的构件称为不燃性构件。是指在空气中受到火烧或高温作用时不起火、不微燃、不炭化的材料,例如,钢材、混凝土、砖、石、砌块、石膏板等。

(二)难燃性材料

凡是用难燃性材料做成的构件,或用燃烧性材料做成而用非燃烧性材料做保护层的构件统称为难燃性构件。难燃烧性材料是指在空气中受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,例如,沥青混凝土、经阻燃处理后的木材、塑料、水泥刨花板、板条抹灰墙等。

(三)可燃性构件

凡用燃烧性材料做成的构件统称为可燃性构件。燃烧性材料是指在空气中受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,例如,木材、竹子、刨花板、宝丽板、塑料等。

建筑构件多采用不燃材料或难燃材料。

二、建筑构件的耐火极限

(一)耐火极限的概念

耐火极限是指在标准耐火试验条件下,建筑构件、配件或结构从受到火的作用时起,至失去承载能力、完整性或隔热性止所用时间,用小时(h)表示。

(二)影响耐火极限的要素

影响建筑构配件耐火性能的因素较多,主要有材料本身的属性、构配件的结构特性、材料与结构间的构造方式、标准所规定的试验条件、材料的老化性能、火灾种类和使用环境要求等。

建筑材料对火灾的影响有四个方面:一是影响点燃和轰然的速度;二是造成火焰的连续蔓延;三是助长了火灾的热温度;四是产生浓烟及有毒气体。

第四节 建筑耐火等级

一、建筑耐火等级的确定

建筑耐火等级是由组成建筑物的墙、柱、梁、楼板、屋顶承重构件和吊顶等主要构件的燃烧性能和耐火极限决定的,共分为四级。

从火灾数据来看,88%的火灾可在1.5h之内扑灭,80%的火灾可在1h之内扑灭,因此将耐火等级为一级的建筑物楼板的耐火极限定为1.5h,二级建筑物楼板的耐火极限定为1h。

二、厂房和仓库的耐火等级

根据《建筑设计防火规范》厂房和仓库的耐火等级分为一、二、三、四级。

不同耐火等级厂房和仓库建筑构件的燃烧性能和耐火极限
不同耐火等级厂房和仓库建筑构件的燃烧性能和耐火极限 注:二级耐火等级建筑内采用不燃材料的吊顶,其耐火极限不限。

(一)部分厂房和仓库耐火等级的特殊要求

厂房、仓库的耐火等级、建筑面积、层数等与其生产或储存的类型有着密不可分的关系。

(1)高层厂房,甲、乙类厂房的耐火等级不应低于二级,建筑面积不大于300m²独立甲、乙类单层厂房可采用三级耐火等级的建筑。

(2)单、多层丙类厂房和多层丁、戊类厂房的耐火等级不应低于三级。使用或产生丙类液体的厂房和有火花、赤热表面、明火的丁类厂房,其耐火等级均不应低于二级;当为建筑面积不大于500m²单层丙类厂房或建筑面积不大于1000m²单层丁类厂房时,可采用三级耐火等级的建筑。

(3)使用或储存特殊贵重的机器、仪表、仪器等设备或物品的建筑,其耐火等级不应低于二级。

特殊贵重的设备或物品主要有:

1)价格昂贵、损失大的设备。

2)影响工厂或地区生产全局或影响城市生命线供给的关键设备,例如。热电厂、燃气供给站、水厂、发电厂、化工厂等的主控室,失火后影响大、损失大、修复时间长、也应认为是贵重的设备。

3)特殊贵重物品,例如,货币、金银、邮票、重要文物、资料、档案库以及价值较高的其他物品。

(4)锅炉房的耐火等级不应低于二级,当为燃煤锅炉房且锅炉的总蒸发量不大于4t/h时,可采用三级耐火等级的建筑。

(5)油浸变压器室、高压配电装置室的耐火等级不应低于二级,其他防火设计应符合《火力发电厂与变电站设计防火标准》等标准的规定。

(6)高架仓库、高层仓库、甲类仓库、多层乙类仓库和储存可燃液体的多层丙类仓库,其耐火等级不应低于二级。单层乙类仓库,单层丙类仓库,储存可燃固体的多层丙类仓库和多层丁、戊类仓库,其耐火等级不应低于三级。

(7)粮食筒仓的耐火等级不应低于二级;二级耐火等级的粮食筒仓可采用钢板仓。粮食平房仓的耐火等级不应低于三级;二级耐火等级的散装粮食平房仓可采用无防火保护的金属承重构件。

上述内容可归纳为下表:

部分厂房(仓库)的耐火等级要求
部分厂房(仓库)的耐火等级要求

(二)部分类别、耐火等级厂房和仓库建筑构件的特殊要求

(1)甲、乙类厂房和甲、乙、丙类仓库内的防火墙,其耐火极限不应低于4h。(要求升高了)

(2)一、二级耐火等级单层厂房(仓库)的柱,其耐火极限分别不应低于2.5h和2h。(原本是3h和2.5h,单层降低了要求)

(3)采用自动喷水灭火系统全保护的一级耐火等级单、多层厂房(仓库)的屋顶承重构件,其耐火极限不应低于1h。(原本是1.5h,此处降低要求)

(4)除甲、 乙类仓库和高层仓库外,一、二级耐火等级建筑的非承重外墙,当采用不燃性墙体时,其耐火极限不应低于0.25h;当采用难燃性墙体时,不应低于0.5h。4层级4层以下的一、二级耐火等级丁、戊类地上厂房(仓库)的非承重外墙,当采用不燃性墙体时,其耐火极限不限。(原本一、二级非承重外墙的数值分别为0.75h和0.5h)

(5)二级耐火等级厂房(仓库)内的房间隔墙,当采用难燃性墙体时,其耐火极限应提高0.25h。(原本是不燃性0.5h)

(6)二级耐火等级多层厂房和多层仓库内采用预应力钢筋混凝土的楼板,其耐火极限不应低于0.75h。(原本是1h)

(7)一、二级耐火等级厂房(仓库)的上人平屋顶,其屋面板的耐火极限分别不应低于1.5h和1h。(相当于屋顶承重构件)。

(8)一、二级耐火等级厂房(仓库)的屋面板应采用不燃材料。对于三、四级耐火等级建筑的屋面板,要尽量采用不燃、难燃材料,以防止火灾通过屋顶蔓延。屋面防水层宜采用不燃材料、难燃材料,当采用可燃防水材料铺设在可燃、难燃保温材料上时,防水材料或可燃、难燃不饿哦问材料应采用不燃材料做防护层。当屋面板采用金属夹芯板材时,其芯材应为不燃材料,且应符合相应构件的耐火极限要求。

(9)建筑中的非承重外墙、房间隔墙和屋面板,确需采用金属金属夹芯板材时,其芯材应为不燃材料,且耐火极限应符合有关规定。

1)建筑中的防火墙、承重墙、楼梯间的墙、疏散走道隔墙、电梯井的墙以及楼板等具有较高的燃烧性能和耐火极限要求的构件,不能使用金属夹芯板材。

2)对于非承重外墙、房间隔墙、,确需采用金属夹芯板材的,夹芯材料应为A级,且要符合相应构件的耐火极限要求。

3)对于屋面板,当确需采用金属夹芯板材时,其夹芯材料的燃烧性能等级也要为A级;对于上人屋面板,不能采用金属夹芯板材。

(10)除《建筑设计防火规范》另有规定外,以木柱承重且墙体采用不燃材料的厂房(仓库),其耐火等级可按四级确定。

(11)预制钢筋混凝土构件的节点外露部位应采取防护保护措施,且节点的耐火极限不应低于相应构件的耐火极限。

三、民用建筑的耐火等级

不同耐火等级建筑相应构件的燃烧性能和耐火极限
不同耐火等级建筑相应构件的燃烧性能和耐火极限

注:1.除另有规定外,以木柱承重且墙体采用不燃材料的建筑,其耐火等级应按四级确定。2.住宅建筑构件的耐火极限和燃烧性能可按《住宅建筑规范》的规定执行。

(一)部分民用建筑整体或局部区域耐火等级的特殊要求

(1)地下或半地下建筑(室)和乙类高层建筑的耐火等级不应低于一级。

(2)单、多层重要公共建筑和二类高层建筑的耐火等级不应低于二级。

(3)除木结构建筑外,老年人照料设施的耐火等级不应低于三级。独立建造的三级耐火极限老年人照料设施不应超过2层。老年人照料设施这支在木结构建筑内时,应布置在首层或二层。

(4)裙房的耐火等级应与高层建筑主体一致。

(二)部分类别、耐火等级民用建筑的建筑构件的特殊要求

(1)建筑高度大于100m的民用建筑,其楼板的耐火极限不应低于2h。

(2)一、二级耐火等级建筑的上人平屋顶,其屋面板的耐火极限分别不应低于1.5h和1h。

(3)一、二级耐火等级建筑的屋面板应采用不燃材料。

(4)二级耐火等级建筑内采用难燃性墙体的房间隔墙,其耐火极限不应低于0.75h;当房间的建筑面积不大于100m²时,房间隔墙可采用耐火极限不低于0.5h的难燃性墙体或耐火极限不低于0.3h的不燃性墙体。二级耐火等级多层住宅建筑内采用预应力钢筋混凝土的楼板,其耐火极限不应低于0.75h。

(5)建筑中的非承重外墙、房间隔墙和屋面板,当确需采用金属夹芯板材时,其芯材应为不燃材料。

(6)二级耐火等级建筑内采用不燃材料的吊顶,其耐火极限不限。三级耐火等级的医疗建筑、中小学校的教学建筑、老年人照料设施级托儿所、幼儿园的儿童用房和儿童游乐厅等儿童活动场所的吊顶,应采用不燃材料;当采用难燃材料时,其耐火极限不应低于0.25h。二、三级耐火等级建筑内门厅、走道的吊顶应采用不燃材料。

(7)建筑内预制钢筋混凝土构件的节点外露部位,应采取防火保护措施,且节点的耐火极限不应低于相应构件的耐火极限。

四、建筑钢结构耐火等级的设计要求

(一)建筑钢结构构件的设计耐火极限

钢结构构件的最低耐火极限要求,按厂房、仓库和民用建筑的相应耐火等级分别确定。其中,柱间支撑的设计耐火极限应与柱相同,楼盖支撑的设计耐火极限应与梁相同,屋盖支撑和系杆的耐火极限应与屋顶承重构件相同。钢结构节点的耐火性能及防火保护要求均不应低于被连接构件中要求最高者。

(二)钢结构的防护保护措施

通常,无防火保护钢结构耐火时间为0.25~0.5h。

外包防火材料是绝大部分钢结构工程采用的防火保护方法。根据防火材料的不同,又可分为喷涂(抹涂)防火涂料,包覆防火板,包覆柔性毡状隔热材料,外包混凝土、金属网抹砂浆或砌筑砌体。钢结构节点处防火涂层的厚度不应小于所连接构件防火图层的最大厚度。

其他防火保护措施主要有安装自动喷水灭火系统(水冷却法)、单面屏蔽法和在钢柱中充水等,采用自动喷水灭火系统既可灭火,又可降低火场温度、冷却钢结构,提高钢结构的耐火能力。采用这种方式保护钢结构时,喷头应采用直立型喷头,喷头间距宜为2.2m左右;保护钢屋架时,喷头宜沿着钢屋架在其上方不知,确保钢屋架哥杆件均能受到水的保护。

五、木结构建筑耐火等级的设计要求

木结构建筑是指采用木材为主制作的构件承重结构的建筑。木结构建筑的耐火等级介于三级和四级之间。

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结构,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0.5h。3.当建筑的层数不超过2层,防火墙间的建筑面积小于600m²且防火墙间的建筑长度小于30m时,建筑构件的燃烧性能和耐火极限可按规范有关四级耐火等级建筑的要求确定。

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。当丁、戊类厂房、库房和民用建筑采用木结构建筑或木结构组合建筑时,其允许层数和允许建筑高度应符合相关规定。

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。墙体填充材料的燃烧性能应为A级。

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