建筑火灾概述

-1-建筑火灾概述建筑物是指供人们生活、学习、工作、居住，以及从事生产和文化活动的房屋。其他如水池、水塔、烟囱、堤坝以及各种管道支架等称为构筑物。建筑物火灾，简称建筑火灾，是最常见的火灾。据历年火灾统计，建筑火灾次数占火灾总数的90%以上。因此，加强建筑火灾研究，把握建筑物的类型特点和构造组成，以及建筑火灾的发展蔓延和建筑结构倒塌破坏的规律，对提高建筑火灾扑救能力至关重要。第一节建筑物的分类与构造组成建筑物在使用功能、结构选型、空间组合以及构造组成等方面都有着自身的风格和特点。一、建筑物的分类建筑物可按其使用性质、结构类型、层数或高度以及耐火等级等进行分类。（一）按使用性质分类建筑物按其使用性质，通常可以分为民用建筑、工业建筑和农业建筑三大类。1．民用建筑民用建筑包括居住建筑和公共建筑两部分。（1）居住建筑居住建筑是指供人们生活起居用的建筑物，如住宅、公寓、宿舍等。（2）公共建筑公共建筑是指供人们进行各项社会活动的建筑物。2．工业建筑工业建筑是指用以从事工业生产的各类房屋。工业建筑可按其用途、车间内部生产状况以及厂房的跨度等进行分类。（1）按用途分类①主要生产厂房。②辅助生产厂房。③动力用厂房。④储藏用建筑。⑤运输用建筑。⑥行政性建筑。-2-（2）按车间内部生产状况分类①冷加工车间。②热加工车间。③恒温恒湿车间。④洁净车间。⑤其他特种状况的车间。（3）按厂房的跨度分类①小跨度厂房。它是指跨度小于或等于12m的单层工业厂房。这类厂房的结构类型以混合结构为主。②大跨度厂房。它是指跨度为15～36m的单层工业厂房。其中，跨度为15～30m的厂房，以钢筋混凝土结构为主；跨度在36m及其以上的，一般以柱网结构为主。3．农业建筑农业建筑一般是指粮仓、棉仓、畜舍、农机站、种植及种子储存用房等。（二）按结构类型分类建筑结构是指建筑物的承重骨架，它由支承各种荷载作用的构件所组成。建筑结构按构件材料的不同，可分为砖木结构、混合结构、钢筋混凝土结构和钢结构四大类。1．砖木结构砖木结构，其主要承重构件由砖、木做成。其中，竖向承重构件的墙体、柱子采用砖砌，水平承重构件的楼板、屋架采用木材。这类结构的房屋层数较低，一般不会超过3层。2．混合结构混合结构也称砖混结构，其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楼板或钢结构屋架。这类结构是我国目前广泛采用的一种结构形式，房屋层数一般在6层以下。3．钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构，其主要承重构件，如梁、板、柱采用钢筋混凝土，而非承重墙采用砖砌或其他轻质材料。按施工方式的不同，钢筋混凝土结构又可分为现浇钢筋混凝土结构和预制装配式钢筋混凝土结构两种。4．钢结构钢结构，其主要承重构件由钢材做成。这类结构适用于高层建筑和工业厂房的柱、吊车梁和屋架等-3-（三）按层数或高度分类建筑物按其层数或高度，可分为单层、多层、高层、超高层和地下建筑等。1．单层建筑单层建筑是指建筑层数为一层的建筑，俗称平房。2．多层建筑多层建筑是指2～9层的居住建筑，以及两层及两层以上、建筑高度不超过24m的其他建筑。3．高层建筑高层建筑目前包括高层民用建筑和高层工业建筑两部分。①高层民用建筑是指10层及10层以上的居住建筑（包括首层设置商业服务网点的住宅），以及建筑高度超过24m的公共建筑（不包括单层主体建筑高度超过24m的体育馆、会堂、剧院等公共建筑以及高层建筑中的人民防空地下室）。②高层工业建筑是指建筑高度超过24m的两层及两层以上的厂房和库房。4．超高层建筑超高层建筑通常是指建筑高度超过100m的高层建筑。5．地下建筑地下建筑是指建造在地表以下的各类建筑。其中，半地下室是指房间地平面低于室外地平面的高度超过该房间净高1/3，且不超过1/2者。地下室是指房间地平面低于室外地平面的高度超过该房间净高一半者。（四）按耐火等级分类建筑物的耐火等级是衡量建筑物耐火程度的标准，由其构件的燃烧性能和耐火极限确定。按耐火等级建筑物分为四级，具体划分标准见表1-1-1。1．一级建筑一级建筑是指钢筋混凝土结构或砖墙与钢筋混凝土楼板组成的混合结构建筑。2．二级建筑二级建筑是指钢结构屋架、钢筋混凝土柱或砖墙组成的混合结构建筑。3．三级建筑三级建筑是指木屋架和砖墙组成的砖木结构建筑。4．四级建筑-4-四级建筑是指木屋架与难燃性墙体组成的可燃结构建筑。二、建筑物的构造组成民用建筑与工业建筑因使用性质不同，在建筑物构造组成上的差异较大，但农业建筑在构造组成上与民用和工业建筑基本相似，本节不作具体介绍。（一）民用建筑的构造组成民用建筑大多以单层、多层、高层和大跨建筑等形式出现。1．民用建筑的结构选型（1）单层及多层建筑单层及多层建筑的结构形式主要采用混合结构和框架结构（详见本篇钢筋混凝土结构建筑火灾扑救）。（2）高层建筑高层建筑的结构形式主要采用剪力墙结构、框架—剪力墙结构、筒体结构、巨型结构等（详见本篇高层建筑火灾扑救）。（3）大跨建筑大跨建筑的结构形式主要采用拱结构、桁架结构，以及网架、薄壳、折板、悬索等空间结构。2．混合结构建筑的构造组成混合结构建筑在民用建筑中应用最为普遍和广泛，下面以其为代表，介绍民用建筑的构造组成。混合结构建筑一般由基础、墙或柱、楼（地）面、楼梯、屋顶和门窗等部分组成，如图1-1-6所示。有些建筑物还有阳台、雨篷、台阶、垃圾道、烟道和通风道等。-5-图1-1-6混合结构建筑的构造组成1-基础；2-外墙；3-内横墙；4-内纵墙；5-过梁；6-窗台；7-楼板；8-地面；9-楼梯；10-台阶；11-屋面板；12-屋面；13-门；14-窗；15-雨篷；16-散水（1）基础基础是建筑物的最下部分，埋在自然地面以下，与土层直接接触，承受来自墙或柱传来的全部荷载，并将其传递到地基上。（2）墙或柱墙起承重、围护和分隔作用。承重墙把屋顶、楼板传来的全部荷载加上自身重量一起传递给基础；当柱承重时，柱间墙仅起围护和分隔作用。一般外墙的围护作用是抵御风、雨、雪和隔热、隔声、保温、防火等。有些外墙高出屋面，其高出部分，称为女儿墙。内墙把建筑物分隔成大小不同的房间，并有隔声作用。（3）楼板、地面楼板将整个建筑物分成若干个层面，是建筑物的水平承重构件，承受着作用在其上的荷载以及连同自重一起传递给墙或柱，同时对墙体起水平支撑作用；首-6-层地面直接承受其上的各种荷载并传给地基，同时也起保温、隔热、防水作用。（4）楼梯楼梯是楼层之间竖向的交通设施，满足垂直交通和紧急情况下疏散人员的需要。（5）屋顶屋顶是建筑物顶部的承重、围护结构，由屋面层和承重结构两部分组成。屋面层起着保温，隔热和抵抗风、雨、雪作用；承重结构承受屋顶的全部荷载。（6）门窗门的大小、数量以及开启方向是根据通行能力、使用方便和防火要求决定的；窗的作用是采光和通风，它是房屋围护结构的一部分，亦需考虑保温、隔热、隔声、防风沙等要求。建筑物除上述六大基本组成外，有的还有特殊要求，如楼层之间设置有电梯、自动扶梯或坡道，以及其他设施，如阳台、雨篷、散水、勒脚、防潮层等。（二）工业建筑的构造组成工业建筑以单层和多层居多。多层厂房一般采用框架结构，只是开间、进深与层高比民用建筑要大。柱距一般取6m；跨度常用6m、7.5m和9m三种；层高取4.2m、4.5m、4.8m、5.4m和6m五种。工业建筑中大量使用的是高大的单层工业厂房，其结构形式主要有排架结构和门式刚架结构两种。1．排架结构排架结构由横向排架和纵向排架两个方向骨架体系组成。从厂房横剖面来看，由柱、基础和屋架（或屋面梁）构成横向排架结构，其基本特点是把屋架视作刚度很大的横梁。屋架（屋面梁）与柱的连接为铰接，柱与基础的连接为刚接。从厂房纵向列柱来看，由柱、基础、基础梁、吊车、连系梁（墙梁或圈梁）、柱间支撑、屋盖支撑及屋面板等构件构成纵向排架结构，保证了横向排架的稳定性，形成了厂房的整个骨架结构系统，具有整体刚度和稳定性。（1）排架结构的分类①装配式钢筋混凝土结构。这类排架结构采用的是钢筋混凝土或预应力钢筋混凝土构件。它的适用范围很广，可用于跨度30m以上，高度20m以上，吊车起-7-重量150t，以及有特殊要求（如有浸蚀性介质和空气湿度较高）的厂房。②钢屋架与钢筋混凝土柱组成的结构。它适用于跨度30m以上，吊车起重量150t以上的厂房。③砖墙结构。它由砖墙和钢筋混凝土屋架组成。屋架也可以是木屋架或钢木屋架。这种结构简单，承载力及抗震性差，仅适用于无吊车或吊车起重量不超过5t，跨度不大于15m的小型厂房和一些辅助性建筑。（2）排架结构建筑的构造组成排架结构建筑一般由屋盖结构、吊车梁、柱、基础、外墙围护系统和支撑系统等部分组成，如图1-1-7所示。图1-1-7排架结构建筑的构造组成1-屋架；2-透风屋脊；3-挡板；4-屋面板；5-天沟；6-墙板；7-窗；8-散水；9-支承墙（或基础梁）；10-基础；11-地坪；12-吊车梯；13-吊车；14-抗风柱；15-大门；16-平开窗；17-中悬窗；18-柱子；19-吊车梁；20-中悬窗；21-封檐板①屋盖结构。屋盖结构包括屋面板、屋架（或屋面梁）及天窗架、托架等。屋面板直接铺在屋架（或屋面梁）上，承受其上面的荷载，并把这些荷载通过屋面板传给屋架。屋架是屋盖结构的主要承重构件，屋面板上的荷载、天窗荷载都由屋架来承担，屋架搁置于柱子上。②吊车梁。吊车梁安放在柱子伸出的牛腿上，它承受吊车自重、吊车最大起重量，以及吊车刹车时产生的纵、横向水平冲力，并将这些荷载传给柱子。③柱。柱是厂房结构的主要承重构件，它承受着屋盖、吊车梁、墙体上的荷载，以及山墙传来的风荷载等。-8-④基础。基础承担作用在柱子上的全部荷载，以及基础梁上部分墙体荷载，并由其传给地基。⑤外墙围护系统。外墙围护系统包括厂房四周的外墙、抗风柱、墙梁和基础梁等。这些构件所承受的荷载主要是墙体和构件的自重以及作用在墙体上的风荷载等。⑥支撑系统。支撑系统包括柱间支撑和屋盖支撑两大部分。其作用是加强厂房结构的空间整体刚度和稳定性。2．门式刚架结构门式刚架结构目前在工业建筑中应用最为广泛。它是将屋架（或屋面梁）与柱子合并为一个构件。通常用于轻型屋盖和外墙，房屋跨度9～36m，柱距6～9m，柱高4.5～9m，无桥式吊车或吊车起重量较小的工业房屋。（1）门式刚架结构的分类门式刚架结构在单层工业厂房的钢结构中形式多样，概括地可分为单跨、双跨或多跨的单坡、双坡门式刚架（按实际需要可带挑檐或毗屋），如图1-1-8所示。图1-1-8门式刚架形式示例a-单跨双坡铰接带挑檐；b-带毗屋刚架；c-单坡铰接，中柱摇摆柱；d-多跨刚架（2）门式刚架结构建筑的构造组成门式刚架结构建筑一般由基础、柱、梁、屋面钢板系统、墙面钢板系统和支撑系统等部分组成，如图1-1-9所示。门式刚架结构建筑屋面上可设置采光带、通风器或天窗架等，以达到采光和通风的目的。具体构件的受力特点及作用与排架结构建筑基本相似，这里不再赘述。-9-图1-1-9门式刚架结构建筑的构造组成1-屋脊；2-屋面檩条；3-屋面剪力撑；4-檐口檩条；5-侧撑梁；6-屋面主梁；7-山墙屋面梁；8-角柱；9-山墙柱；10-内柱；11-锁定螺栓；12-墙面檩条；13-外柱；14-墙面钢板系统；15-屋面钢板系统第二节建筑火灾发展蔓延不同结构、不同形式、不同用途的建筑物发生火灾，其火灾特点虽然各不相同，但普遍遵循着建筑火灾发展蔓延的一般规律。火灾发展蔓延的全过程和影响火灾发展变化的因素，本手册第一卷火灾科学部分已作详细论述，本节主要介绍建筑物室内火灾的发展蔓延以及建筑物间的火灾蔓延形式。一、建筑物室内火灾的发展过程建筑火灾与其他类型火灾一样，在通常情况下，都有一个由小到大、由发展到熄灭的过程。与可燃液体和可燃气体火灾相比，建筑火灾阶段区别更明显，特点更突出。（一）室内火灾的发展阶段建筑火灾最初都发生在室内的某个房间或某个部位，然后由此蔓延到相邻的房间或区域，以及整个楼层，最后蔓延到整个建筑物。其发展过程大致可分为初起、全面发展和下降三个阶段。1．室内火灾的初起阶段室内火灾发生后，最初只局限于着火点处的可燃物燃烧。局部燃烧形成后，可能会出现以下三