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村镇砖木结构建筑防火研究综述

姜喻涵 谷凡 张玉玉
  
建筑创作
2022年3期
沈阳建筑大学 土木工程学院 辽宁沈阳 110168

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【摘  要】本文总结了国内外学者对于我国村镇砖木结构建筑研究的现状,包括砖木结构的分类,木材火灾性能的研究,砖木建筑的火灾蔓延研究。同时提出了对于现阶段村镇砖木结构建筑火灾研究一些建议。

【关键词】砖木结构;建筑火灾;防火研究

引言

2012年,党的“十八大”报告提出“大力推进生态文明建设,努力建设美丽乡村”;2013年,国家农业部启动并全面深入开展了“美丽乡村”创建活动,各地对新农村规划建设要求也越来越高,然而目前的农村消防安全状况不容乐观。中国是一个典型的农业大国,14 亿人口中,就有 9 亿在农村。但是据统计[1]我国2007年~2016年的10年间,平均每年发生火灾22.94万起,直接经济损失28.80亿元,亡1513人,伤959人。农村火灾占比31.67%,农村火灾直接经济损失占比22.56%,农村是较大火灾的高发地,加强农村火灾的预防监控措施是消防工作中的重中之重。

1村镇砖木结构建筑防火研究现状

1.1砖木结构分类

我国各地砖木结构形式多样[2-5],且非常具有地方特色,如果按结构进行分类,则可以分为两大类:

(1)木、砖墙共同承重结构

常见的有三角形屋架、砖墙共同承重结构,坡屋顶硬山搁檩结构和木架平顶碉房结构。

我国东部农地地区常见的结构为三角形屋架、砖墙共同承重结构。端山墙为硬山搁檩,中部横墙上设三角形木屋架,木屋架上搭接檩条,檩条一端直接搁置在硬山墙上,另一端与木屋架通过钉子锚固连接,墙体为砖砌体,木屋架直接搁置在墙上,屋盖系统无其他纵向支撑。

坡屋顶硬山搁檩结构形式为房屋中部不设木屋架,各道横墙均为硬山搁檩,木檩条直接搁置在山尖砖墙上,檩条上再做屋面防水。木架平顶碉房结构房屋屋顶采用轻型木屋架,做成平顶式,檩条上铺苇席和草泥,不做防水层。

(2)木构架承重、砖墙围护结构

根据承重部分的木构架形式的不同,主要可以分为四种:砖木抬梁结构、砖木穿斗式结构、穿斗抬梁混合,砖围护墙结构与木柱木屋架承重、砖围护墙结构。

1.2木材的火灾性能研究

陈晓军等[6]建立了火灾环境中木材热解行为的数学物理模型,模型包含瞬态热传导、对流传热、热解过程的热效应和非线性边界条件热解过程中炭表面的收缩情况.对影响木材热解过程的物理参数进行了讨论,并利用211工程建设的火灾早期特性实验台对较大尺寸的木板在模拟火灾条件下的热解过程进行了实验研究,和模型计算的结果比较,两者相符较好。许清风[7]等在已有的木结构火灾性能研究资料基础上,分析和总结了木结构火灾特征、木材炭化机理以及微观结构变化、木材炭化速度模型、受火木构件剩余承载力、持荷木构件耐火极限等研究现状,并提出了进一步要研究的重点。

1.3砖木建筑的火灾蔓延研究

袁春燕等[8]研究了不同风速下砖木结构古建筑的火灾蔓延规律。选取了中国典型砖木结构建筑三原城隍庙为例,运用BIM建造模型,设置火灾场景进行火场模拟分析。结果表明:在风速的作用下,火灾蔓延过程呈现一定的周期性,在一定范围内,风速越大,古建筑热释放速率达到峰值的时间越短。白子龙[9]采用FDS软件对古建筑八王书院的火灾蔓延过程进行了数值模拟,通过现代火灾场景模拟手段,研究了此类古建筑发生火灾时,温度场和烟气场随时间的变化特点,并针对模拟结果给出了相应的防火改造建议。

2 村镇砖木结构建筑防火研究展望

国内外学者对砖木结构火灾的研究已经取得了一定成果,但是仍然存在着有待于进一步深入研究的问题。

(1)对于东北村镇地区的火灾研究相对较少,东北地区村镇火灾事故频发,造成的损失也很严重,但对于东北地区防火措施的研究很少,希望能多以东北村镇建筑为例研究火灾蔓延特性

(2)大多数火灾研究模拟研究。模拟研究虽然能在一定程度上能反映火灾燃烧与蔓延的情况,但与真实情况仍有差距,希望多展开火灾类实验研究,为后续的研究积累经验。

参考文献

[1]刘年东, 周明, 李诚, 胡琪勇, 刘延芳.我国农村火灾统计分析研究[J].低温建筑技术, 2017, 39(2) : 132-133

[2]张守洁,王兰民,吴建华,等.甘肃省农村民居抗震设防现状与地震安全农居示范工程对策[J].震灾防御技术, 2006, 1(4): 345-352.

[3]郭鑫.江浙地区民居建筑设计与营造技术研究[D].重庆大学, 2006.

[4]张成龙,邱爽.长白山区传统木构建筑的建构解析[J].吉林建筑工程学院院报, 2009, 26(2).

[5]钱芳芳, 钱凯.砖木结构分类及抗震构造研究[J].中外建筑,2015, (11):115-116.

[6]陈晓军, 杨立中, 邓志华等.木材在火灾环境中热解行为的数值模拟[J].燃烧科学与技术, 2002, (4): 333-337.

[7]许清风, 徐强, 李向民.木结构火灾性能研究进展[J].四川建筑科学研究, 2011, 04: 87-92.

[8]袁春燕,郎雨佳,王坤,刘兴,王耀麟.砖木结构古建筑不同风俗下火灾蔓延规律研究

[9]白子龙.木结构古建筑防火改造技术对策研究[D].沈阳: 沈阳建筑大学, 2017.

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