第一章 建筑与建筑火灾

第一章建筑与建筑火灾1一、建筑火灾2根据公安部消防局的火灾统计，全国每年要发生火灾基本都在12.5万至25.8万余起。这些火灾基本大多数都是发生在建筑物以内，或与建设工程有关。从致灾原因的分析看，主要有以下几点。3（一）建筑火灾致灾原因

（1）建筑物的耐火等级或防火分隔不够造成了火灾蔓延扩大；（2）安全疏散出口、通道的数量或宽度不够，造成了重大的人员伤亡；（3）建筑物防烟排烟设施设计不符合要求或质量及安全质量不合格，没有发挥作用造成重大的人员伤亡；4

（4）消防设施、消防通道、消防救援场地设计不合理或维护管理不善存在故障，使用中堵塞，严重影响了灭火救援行动，扩大了经济损失或人员伤亡等。所以，从建设工程的设计上就必须落实消防措施，从源头上堵住火灾隐患的滋生，从而真正做到防患于未然。这就是建筑设计防火的初衷。5（二）建筑火灾的发展和蔓延过程

建筑火灾一般是最初发生在建筑物内的某个房间或区域，然后由此蔓延到相邻房间或区域，以至整个楼层，最后蔓延到整个建筑物。建筑火灾的发展过程可以用建筑内的烟气、火焰平均温度随时间的变化曲线——即火灾升温曲线来描述，如下图所示。67根据建筑火灾温度随时间的变化特点，可将火灾发展过程分为：火灾初期阶段(图中OA段)、火灾发展阶段(图中AB段)、火灾猛烈燃烧阶段（BC段）、火灾熄灭阶段(C点以后)四个阶段。81．初期阶段建筑发生火灾后，最初只是起火部位及其周围可燃物起火燃烧。在局部燃烧形成之后，可能会出现下列三种情况之一：9

（1）最初着火的可燃物质燃烧完，而末引燃其他的可燃物质。尤其是初始着火的可燃物处在隔离的情况下，不会形成失去控制的燃烧——火灾。（2）如果通风不足，则火灾可能自行熄灭，或受到通风供氧条件的支配，以很慢的燃烧速度继续燃烧。10（3）如果存在足够的可燃物质，而且具有良好的通风条件，则房间中的可燃物质逐步卷入燃烧之中，从而使室内火灾进入到发展阶段。11初期阶段的特点①燃烧范围不大，建筑构件本身尚未燃烧，燃烧仅限于起火点附近；②室内温度差别很大，在起火点燃烧区域及其附近局部温度较高，室内平均温度不高，室内各点温度不平衡；12③燃烧蔓延速度较慢，在蔓延过程中，火势不稳定；燃烧蔓延时间因点火源、可燃物燃烧性能和分布、通风、散热等条件影响长短差别很大，有可能形成火灾，也有可能中途自行熄灭，燃烧的发展是不稳定的。13上述情况表明，初期阶段是灭火和人员疏散的最有利时机，应设法争取尽早发现火灾，把火灾及时控制消灭在该阶段。因此，在建筑物内安装和配备适当数量的灭火设备、提供及时发现和报警的装置是很有必要的。142．发展阶段在火灾初期阶段后期，材料燃烧范围迅速扩大，除室内的可燃物、家具等可燃物品卷入燃烧之外，建筑物的可燃装修由局部燃烧迅速扩大，室内温度上升很快，当达到室内固体可燃物全表面燃烧的温度时，被高温烘烤分解、挥发出的可燃气体将使整个房间都充满火焰。房间内由局部燃烧向全室性燃烧这种突变现象，我们称之为“轰燃”。15在建筑火灾中，轰燃现象既有明显出现的情况，也有客观条件不具备而不出现的情况。轰燃现象与室内火灾的点火源大小、房间开口率以及装修材料的部位、燃烧性能、导热系数、材料的厚薄等诸多因素有关。建筑火灾中轰燃现象出现与不出现或出现的迟与早对于人员安全疏散和灭火救援具有重要的意义。163．猛烈燃烧阶段

轰燃发生后，房间内所有可燃物都开始猛烈燃烧，释放出大量热量，因而房间内温度迅速升高，并出现持续性高温，最高温度可达1100℃~1200℃。17火焰、高温烟气从房间的开口部位大量喷出，使火势蔓延到建筑物的其他部分。室内高温对建筑构件产生的热作用越来越强烈，使建筑构件的承载能力不断下降，甚至造成建筑物局部或整体坍塌破坏。18耐火等级高的建筑物的房间通常在起火后，由于其四周墙壁和楼板、地面坚固，不易被烧穿，因此发生火灾时房间通风开口除门窗上玻璃破碎有所增大外，进入猛烈燃烧阶段后，其通风口的大小没有大的变化，室内燃烧大多由通风条件控制，因而室内火势保持着稳定的燃烧状态。19这一阶段烧掉的可燃物重量约占整个火灾烧毁可燃物总数的80%以上。火灾猛烈燃烧阶段的持续时间长短取决于室内可燃烧物的性质、数量以及通风条件等诸因素。204．熄灭阶段在猛烈燃烧阶段的后期，随着室内可燃物数量逐步减少，温度逐渐降低，火灾进入熄灭阶段。在此阶段，建筑构件因受长时间的火灾高温或灭火剂的作用，有出现裂缝、下沉、倾斜甚至倒塌的可能，要注意保证灭火救援人员的人身安全。21（二）建筑火灾的蔓延途径火灾由起火部位（房间）向其他区域蔓延，是通过可燃物的直接燃烧、热传导、热对流和热辐射等方式来进行的。大量火灾实例表明，建筑物内火灾的蔓延途径主要有内墙门、房间隔墙、楼板上的孔洞及各种竖井、外墙窗口、闷顶等。221．内墙门、洞口建筑物内某个房间起火，最后蔓延到整个建筑物，原因大多数是因为内墙的门或存在的洞口未能把火挡住，火烧穿房间门，再经过走廊，通过相邻房间开敞的门进入邻间。23如果相邻房间的门关的很严，且走廊内没有可燃物时，火势蔓延的速度就会减慢。但通常强大的燃烧热气流和未完全燃烧产物的扩散，仍能把火蔓延到较远的房间。242．房间隔墙房间隔墙耐火性能较差或者是用可燃材料建造时，在火灾高温作用下会被烧坏或失去隔火作用，使火灾蔓延到相邻房间。253．楼板上的孔洞及各种竖井管道

由于建筑功能的需要，建筑物中设有许多竖向井道和开口部位，如楼梯间、电梯井、管道井、电缆井、垃圾井和通风、排烟井道等。26这些竖井和开口部位贯穿若干楼层甚至直达顶层，在建筑物发生火灾时，会产生“烟囱效应”，抽拔烟火，致使火势迅速向上部楼房蔓延。实验研究表明，高温烟气向上流动的速度很快，能达到3~5m/s。274．闷顶

在室内发生火灾时，由于烟火是向上升腾的，因此顶棚上的人孔、通风口等都是烟火进入的孔道。闷顶内往往没有防火分隔墙，空间很大，加之有的吊顶采用可燃材料或有机保温材料，很容易造成火势水平蔓延，并通过闷顶内的孔洞向相邻房间蔓延，而且不易被人觉察。285．外墙窗口房间起火，室内温度增高，达到250℃时玻璃会产生膨胀变形以至破碎，火焰窜出窗外，通过上层窗口向上层室内蔓延或引起相邻建筑物及其他可燃物着火，使火势逐渐扩大。29火灾除通过外墙窗口等开口部位向外部蔓延外，还会以辐射热的形式使周围的建筑物与其他可燃物起火，热气流夹带的火种也会飞散到其他建筑物或可燃物上形成新的火场。30（三）建筑火灾的蔓延特点和规律根据实际火场的分析，建筑火灾的蔓延通常具有以下特点和规律：

1．烟气竖向比横向蔓延速度快，上部比下部浓度高，在着火点附近可燃物起火阶段，易形成“烟囱效应”而迅速蔓延。31

据有关实测，在建筑火灾的猛烈阶段，烟气横向扩散速度约为0.5~0.8m/s，在楼梯间、电梯井等竖向管井中的垂直扩散速度约为3~4m/s。实践观察还发现，在房间的上部往往烟气较浓，而房间的下部空气较多一些，若在地面上，新鲜空气相对还要多一些。32

这是因为，大多数燃烧产物的密度小于空气，所以房间的上部烟气较浓。而楼梯、电梯、垃圾道、竖向管井等竖向构筑物，会使烟气迅速向上抽拔形成“烟囱效应”。所以，在竖向逃生时不要往电梯离里去，要选择安全疏散通道逃生；在横向逃生时要猫下腰，压低身躯或匍匐沿墙角逃生。33

2．在起火部位周边可燃物着火阶段，易发生轰燃，使高温烟气迅速布满火场空间形成整体燃烧34

在该阶段，由于建筑物内往往大量存在的家具、聚氨酯及软包材料被引燃，火势会迅速发展，聚氨酯等燃烧的浓烟夹带着火星会向四周飞散，500℃以上的高温通过对流和辐射的方式向四周传导，在起火部位周边可燃物温度达到200~300℃时，便开始分解出可燃气体。35

由于热力作用，高温烟气通常浮在建筑空间上部。门窗玻璃受高温和人为破碎，空气流入，室内的阴燃物便会突然起火或发生轰燃。轰燃时温度会急剧上升（约900℃）,致使室内所有可燃物同时着火，并会很快使建筑形成立体燃烧。36

发生轰燃时，尽管大火尚未及身，而身处火场的人们往往会被高温热浪灼伤，并立即陷身火海。问题还不仅如此。如果说火势蔓延需要一个短暂的过程的话，而火灾中生成的高温毒性烟气，则会在瞬间猛烈升腾，布满火场空间。37

3．在整体燃烧阶段，易发生爆燃而使现场人员猝不及防死亡38室内火灾的大面积整体燃烧，火焰会成旋涡状向整个空间弥漫，热量的累积增加，温度的急剧上升，室内氧气的继续减少，会使燃烧材料难以充分氧化而形成不完全燃烧，从而产生一氧化碳、氰化氢、丙烯醛、甲醛等毒性可燃气体和炭粒等大量的不完全燃烧产物。39同时，由于火场上建筑物的玻璃往往因温差较大而破裂，以及开启门窗、砸烂玻璃逃生等，都会使大量新鲜空气涌入。此时，火场上不完全燃烧产生的可燃气体或炭粒遇新鲜空气会迅速达到燃烧浓度范围而发生爆燃，从而造成更大的人员伤亡。40（四）建筑结构倒塌破坏的原因、特点和基本防范措施

1．建筑结构倒塌破坏的原因在火灾中，建筑结构的倒塌破坏是由燃烧、高温和灭火射水冲击等作用造成的，其主要原因有以下几种：41（1）木结构遇火后，表面被烧蚀，使构件承载强度降低，截面面积减少，在不能承受荷载时倒塌破坏。（2）钢结构的耐火性能较差，受热后会很快出现塑性变形，火烧15min左右局部就会失去承载能力，随着局部的破坏造成整体失去稳定而破坏。42（3）砖石砌体构件受热升温时，由于不同成份的热膨胀系数不同，其结合力会遭到破坏，使构件开裂。如花岗岩会因内部石英、长石、云母的热变形不同而产生碎裂；硅酸岩砌块会因内部的热分解而松散等。43（4）钢筋混凝土构件在火灾高温长时间作用下，内部钢筋温度升高到一定值时(通常600℃左右)，会失去抗拉能力，使整个构件失去承载能力而遭到破坏。44（5）建筑物内部爆炸的冲击和震动，也是摧毁建筑物的一个主要原因。（6）上部结构倒塌，落在下面楼板上或楼板上的物资大量吸收灭火后的污水，从而增加楼板的荷重，使楼板因超载而塌落。45（7）灭火射水落在温度很高的钢筋混凝土结构表面，因突然冷却造成结构表面收缩开裂、表皮剥落，破坏了钢筋保护层，使火焰直接烧到主拉钢筋部位，从而导致整个结构的破坏。462．建筑结构倒塌破坏的特点房屋建筑倒塌，不仅会造成巨大的物质损失，而且还会造成人身伤亡；会加强火场上的通风，加快室内的燃烧速度；倒塌会破坏防火分隔，使火势得以扩大蔓延，同时给灭火行动带来不便和危险。其特点是：47（1）木结构屋顶局部破坏的多，整个倒塌少；钢结构屋顶局部被火烧垮后，余下的部分往往也要随着塌落的部分，由墙头被拉到地面上来。48（2）吊顶、木楼板、空心板条墙和易燃建筑等，都易于倒塌破坏。（3）虽然土坯墙不怕火烧，但遇到消防水枪射水的强力冲击或墙根吸收了灭火的污水发生塑性变形，也会造成坍塌。493．防止建筑结构倒塌破坏的基本措施

根据建筑结构倒塌与破坏的原因，在防火上应采取以下几点措施：50（1）加强对建筑物承重构件的防火保护，提高其耐火极限。（2）对建筑物钢构件进行严格的防火处理，加大保护层。51（3）尽量采用材料热膨胀系数相近的建筑构件。（4）加强消防站的建设，使消防指战员能在火灾初起阶段到达现场，以便及早控制火势。（5）提高底层承重构件的承载能力。52二、建筑的分类

53（一）按建筑物的建筑高度或层数分

1.地下建筑地下建筑是指房间地面低于室外地面的平均高度大于该房间平均净高1／2的建筑物。542.半地下建筑半地下建筑是指房间地面低于室外地面的平均高度超过该房间净高1/3且小于等于1/2的建筑物。553.单层和多层建筑

单层和多层建筑是指9层及9层以下的居住建筑（包括设置商业服务网点的居住建筑）和建筑高度不超过24m(或已超过24m但为单层)的公共建筑和工业建筑。564.高层建筑建筑高度大于27m的住宅建筑和其他建筑高度大于24m的非单层建筑。575.超高层建筑超高层建筑是指建筑高度超过100m的高层建筑。58（二）按使用性质分根据使用性质,可将建筑物分为民用建筑（居住建筑、公共建筑）、工业建筑和农业建筑三大类。591.民用建筑民用建筑又分为居住建筑和公共建筑两类。居住建筑是指供人们居住使用的建筑物，还可分为住宅建筑和集体宿舍两类；公共建筑是指办公楼、商店、旅馆、影剧院、体育馆、展览馆、医院等公众人员使用的建筑物。60（2）民用建筑根据其使用性质、火灾危险性、疏散和扑救难度等进行分类，如下表所示。6162备注：（1）表中未列入的建筑，其类别应根据本表类比确定；宿舍、公寓等非住宅类居住建筑的防火要求，除本规范另有规定外，应符合本规范有关公共建筑的规定。（2）除规范有特别规定外，裙房的防火要求应符合本规范有关高层民用建筑的规定。632.工业和农业建筑

工业建筑是指直接用于生产的厂房和库房；农业建筑是指直接服务于农业生产的暖棚、牲畜棚等。

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工业建筑根据建筑物的使用性质，生产、使用和储存物品的火灾危险性、可燃物数量、火灾蔓延速度、扑救的难易程度以及可能造成的损失大小等因素，分为严重危险级、中危险级、轻危险级三个危险等级。65（1）严重危险级建筑指功能复杂，用火用电多，设备贵重，火灾危险性大，可燃物数量多，起火后蔓延迅速或容易造成重大火灾损失的建筑物。66（2）中危险级建筑

指用电用火多，设备贵重，火灾危险性较大，可燃物数量较多，起火后蔓延较迅速的建筑物。（3）轻危险级建筑

指用火用电较少，火灾危险性较小，可燃物数量较少，起火后蔓延较缓慢的建筑物。673．汽车库、修车库、停车场的类别汽车库、修车库、停车场的类别根据停车（车位）数量和总建筑面积进行确定，主要分为I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等四类。68三、建筑高度和层数的计算方法69（一）建筑层数的计算方法建筑的地下室、半地下室的顶板面高出室外设计地面的高度小于等于1.5m者，建筑底部设置的高度不超过2.2m的自行车库、储藏室、敞开空间，以及建筑屋顶上突出的局部设备用房、出屋面的楼梯间等，可不计入建筑层数内。住宅顶部为2层一套的跃层，可按1层计，其他部位的跃层以及顶部多于2层一套的跃层，应计入层数。70（二）建筑高度的计算方法

当为坡屋面且坡度小于等于30°时，应为建筑物室外设计地面到其檐口的高度；当坡屋顶的坡度大于30°但小于等于60°时，应为建筑物室外设计地面到其檐口与屋脊之间平均高度的高度；当坡屋顶的坡度大于60°时，应为建筑物室外设计地面到其屋脊之间的高度；71当为平屋面（包括有女儿墙的平屋面）时，应为建筑物室外设计地面到其屋面面层的高度；当同一座建筑物有多种屋面形式时，建筑高度应按上述方法分别计算后取其中最大值。局部突出屋顶的瞭望塔、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，可不计入建筑高度内。72四、建筑防火检查73（一）建筑防火的检查方法

1.查阅消防设计文件

查阅建筑平面图、剖面图等有关资料，了解消防设计时确定的建筑层数、建筑高度、火灾危险性等确定建筑类别的基础数据；742.现场实际检查

实地查看建筑层数，测量建筑高度，查看每层的使用功能及布局、生产中使用或产生的物质性质及数量或储存物品的性质和可燃物数量等，检查建筑分类的准确性。75（二）建筑防火的检查要求

1.建筑高度的检查要求建筑高度是界定建筑是否为高层的依据，建筑高度大于27m的住宅建筑和其他建筑高度大于24m的非单层建筑属于高层建筑。建筑高度检查时，需要注意：76（1）建筑屋面为坡屋面时，建筑高度为建筑室外设计地面至檐口与屋脊的平均高度。（2）建筑屋面为平屋面（包括有女儿墙的平屋面）时，建筑高度为建筑室外设计地面至屋面面层的高度。（3）同一座建筑有多种形式的屋面时，建筑高度按上述方法分别计算后，取其中的最大值。77

（4）对于台阶式地坪，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，且可沿建筑的两个长边设置贯通式或尽头式消防车通道时，可分别确定各自的建筑高度。否则，建筑高度按其中建筑高度最大者确定。78

（5)局部突出屋顶的嘹望塔、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占屋面面积不大于1/4时，不需计入建筑高度。79

(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或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，不计人建筑高度。802.建筑层数的防火检查要求建筑层数按建筑的自然层数确定。建筑层数检查时，应当符合以下要求。81（1）不计入建筑层数内的情况

1）建筑的地下室、半地下室的顶板面高出室外设计地面的高度小于等于1.5m者；

2）建筑底部设置的高度不超过2.2m的自行车库、储藏室、敞开空间；

3）以及建筑屋顶上突出的局部设备用房、出屋面的楼梯间等。82（2）按1层计入建筑层数的情况当住宅建筑或设置有其他功能空间的住宅建筑中有1层或若干层的层高超过3m时，先对这些层按其高度总和除以3m进行层数折算，余数不足1.5m时，多出部分不计入建筑层数；余数大于等于1.5m时，多出部分按1