火灾荷载与火灾参数

出处：按学科分类—政治、法律 中国商业出版社《最新单位消防工作实务全书第二卷》第886页（2527字）

当建筑火灾发展到旺盛期后，室内绝大多数可燃物都卷入燃烧，火势发展到整个房间，可燃物充分燃烧，室内温度上升迅速，最高温度可达1100℃以上。这一阶段中，门、窗等可燃、易损构件已经破坏，形成了良好的通风条件，燃烧稳定，对建筑物损伤最为严重。这一阶段持续时间的长短，主要同可燃物的种类和数量有关，可燃物越多，燃烧时间就越长、单位发热量高的物质越多，则温度也就越高。可见，建筑物内可燃物的数量和种类，是决定火灾时间和火灾温度的基本要素之一。

(一)固定可燃物与容载可燃物

建筑物内的可燃物大致可分为固定可燃物和容载可燃物两大类。

所谓固定可燃物，是指墙壁、顶棚、楼板等建筑基本构件和装修材料，以及门窗、固定家具等。固定可燃物在建筑设计阶段就定下来了，所以如同进行结构设计时计算永久荷载一样，是能够较准确地求出其数量的。

所谓容载可燃物，是指建筑物内容纳的家具、寝具、衣物、书籍、机具、用具等各种临时性可燃物品，容载可燃物的品种、数量变动很大，不易准确掌握，一般是由调查统计来确定。我国尚无这方面的资料可供使用，表3－4－9和表3－4－10分别是日本和瑞典关于建筑物内可燃物数量的统计资料，仅供参考。应说明的是，瑞典耐火设计火灾荷载是分区内全部可燃物的发热量除以分区全表面积得到的单位表面积上的发热量。

表3－4－9 日本不同用途建筑物容载可燃物量(1983年～1984年调查统计数据)

表3－4－10 瑞典耐火设计火灾荷载(分区内围壁单位面积之荷载)

注：①不包括地板上的覆盖物；

②只包括可移动的火灾荷载。

(二)火灾荷载

建筑物内的可燃物不仅种类繁多，而且燃烧时的发热量也因材而异。为了便于火灾研究和采取防火措施，我们将实际存在的各种可燃物，按照发热量相等的原则，换算为木材的重量，称为等效可燃物量。单位面积上的等效可燃物量称为火灾荷载：

式中：q——火灾荷载(kg／m²)；

G_i——各种可燃物的重量(kg)；

H_i——可燃物单位发热量(kJ／kg)；

H₀——木材的单位发热量，一般取H₀=1．8837×10⁴(kJ／kg)；

A——火灾分区的建筑面积(m²)；

∑Q_i——火灾分区内可燃物的总发热量(kJ)。

表3－4－11是一些物品的单位发热量。

表3－4－11 物品的单位发热量

(三)火灾持续时间

火灾持续时间是指火灾区间从火灾形成到火灾衰减所持续的总时间。但是，从建筑物耐火性能的角度来看，是指火灾区间轰燃后经历的时间。通过实验研究发现，火灾持续时间与火灾荷载成正比，可由下述经验公式计算。

F_d称为火灾持续时间参数，是决定火灾持续时间的基本参数。其中A_F，为火灾房间的地板面积；q为火灾荷载。

除了用上述公式计算火灾持续时间之外，根据火灾荷载还推算出了火灾燃烧时间的经验数据，如表3－4－12所示。此表的使用条件是，火灾荷载是纤维系列可燃物，即可燃物发热量与木材的发热量接近或相同，油类及爆炸物品不适用。

表3－4－12 火灾荷载和火灾持续时间的关系

(四)火灾温度的测算

从计算模型可知，要进行比较准确的火灾温度计算，用手算的方法是相当困难的。好在电子计算机技术的发展，使得大量复杂运算得到了解决，所以，在国际上利用计算机已经能够较准确地进行建筑防火、耐火设计了。下面介绍一种测算火灾温度的简便办法。

当求出火灾的持续时间后，可根据标准火灾升温曲线查出火灾温度，或者根据国际标准ISO834所确定的标准火灾升温曲线公式计算出火灾温度。我国已经采用了国际标准ISO834的标准火灾升温曲线公式：

T_t=345log(8t+1)+T₀

式中：T_t——t时刻的炉内温度(℃)；

T₀——炉内初始温度(℃)；

t——加热时间(min)。

图3－4－7是根据国际标准火灾升温曲线公式做出的炉内温度、时间曲线；表3－4－13是计算出的标准火灾温度－时间曲线的温度值。

图3－4－7 国际标准火灾时间－温度曲线

表3－4－13 标准火灾时间－温度曲线的温度值