木材为什么易燃(木结构建筑会更易燃吗?)
可能很多人对木材的印象都是易燃的,但是事实和研究证明,重木材料本身具有优良的耐火性,比我们想象中要好得多。重型木结构建筑经设计甚至可以达到两小时的耐火极限。它们在外露时,仍能达到规范要求的耐火时间。其中层板胶合木(Glued-Laminated Timber)和正交胶合木(Cross-Laminated Timber)的耐火性尤为突出。
我们先来看下重型木结构建筑项目通常使用外露的层板胶合木(GLT)柱和梁。这些构件通常被认为是建筑物的主要结构框架或其地板/屋顶结构的一部分。GLT是被认证的建筑材料。相较于笔直的GLT构件,弯曲的GLT构件耐火需要单独试验测定其耐火时间。GLT 因其独特的炭化特性而不会在火灾中扭曲或剥落。炭化层的自我保护特性增加了木结构在火灾中幸存的可能性,因为未炭化的内核不受影响,保持其结构强度和稳定性。

以上是 不同形状GLT构件的2小时耐火测试对比
相较于前者,正交胶合木(Cross-Laminated Timber)一直处于包括北美在内的全球大规模木材革命的前沿。它是一种尺寸稳定的实木面板,在结构和火灾条件下表现优异。CLT在2015年首次得到IBC规范认可。它是一种天然绝缘材料,可在冷热之间形成屏障。其秘密就在于木材细胞结构内的许多气穴,这意味着导热性是随着物种密度的增加而增加。CLT 建筑提供了额外的热效益,因为制造过程的精确性质意味着建筑围护结构内的空气泄漏非常少。

到这里,我们不得不提及一下层板钉接木(Nail-Laminated Timber),尽管它已在北美建筑中使用多年,但近年来,其随着人们对用于大型木结构建筑的楼面板、屋面板和墙体NLT板的兴趣激增而受到众多追捧。NLT是一种规范许可的建筑材料,它的防火性性能与暴露的GLT是不相上下的。

当木构件处在火势中时,木材表面燃烧形成的一层天然保护性炭化层可以有效阻止火焰向内蔓延。由于炭化层的保护,大截面的木构件遇火时,其耐火保持时间要比金属构件更长。建筑火灾的温度大约在摄氏700-900度之间,温度升至230度时,钢材的强度会急剧下降,造成结构垮塌,从而致使人员伤亡。而相同温度下,木材才开始燃烧,这也是其耐火性强的原因之一。

重木结构的耐火性是基于大型木材构件的固有尺寸的。在火灾中,大构件比小构件更容易保持结构承载能力;因为在火灾中,构件表面形成炭层,而内部结构是保存完好的。在北美有一套完整的参考尺寸规定了柱、地板框架及甲板、屋顶框架及甲板和墙壁的最小重木材料尺寸。

在多户住宅和商业建筑中越来越多地使用了裸露的重木材料,现在木结构建筑已经发展为一个完整成熟的建筑体系,也有配套的国家建筑防火规范规定,相信未来重型木结构会更多地参与进日常的生活建筑中。

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