木结构建筑逐渐成为当今建筑界大趋势之一，除了低碳环保的建筑属性之外，其最大的特点是可以将木材天然的纹理和色泽完美融入建筑设计中，形成独特的木结构美学。但随之而来也带来一些顾虑，例如暴露在外木材遇到火灾是否会不堪一击？

上海西郊宾馆木结构意境园

事实和研究证明，木结构在面对火灾时其实并没有那么脆弱，现代木结构也有着一整套完整的防火体系，通过科学防火设计的木结构也可以达到规范要求的耐火时间，今天我们就从几个方面简单介绍木结构建筑是如何做到防火的。

1、炭化效应

当木构件暴露在火灾中时，木材表面会燃烧并形成一层天保护性炭化层。炭化层起到绝缘作用，阻止火焰向内蔓延。炭化层以可预测的速度（约46mm/小时）形成，从而减缓燃烧和火势蔓延。因此大截面的木构件遇火时，其强度保持时间要比金属构件长的多。

木材遇火表面形成碳化层

建筑发生火灾时的平均温度大约在摄氏700-900度之间，温度升至230度时，钢材的强度急剧下降，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，炭化层将木结构建筑的主体结构与外界隔离，并有效提高主体结构可承受的温度上限，保持结构的完整性，为救援人员争取更多救援时间。

火灾中失去强度的钢筋搭在木结构横梁上‍

2、耐火等级标准化评定

木结构构件或组件的耐火等级需要通过ASTM E 119进行测试来确定。ASTM E 119建筑材料耐火测试适用于建筑上的砖石构件和结构材料的复合构件，包括承重和非承重和隔墙、柱、梁、板梁组合构件、构成建筑体永久性整体部分的组件和结构件等。

用于ASTM E119防火测试的大型立式炉

目前在北美地区，许多木结构构件已成功完成防火测试，且都达到了3小时或更长时间的耐火等级。这些测试大多数是根据ASTM E119或其加拿大等效标准ULC S101进行的，两者都使用相同的时间-温度曲线和性能标准，在耐火等级测评中具有同等的评定效力。

有了耐火等级标准化的评定，建筑师在设计木结构建筑时也有了更为清晰简便的参考，可以根据建筑需要的防火等级选用对应的耐火等级工程木建造木结构建筑。

3、中国关于木结构防火规范标准

我国木结构建筑防火的条文规范，参考2014年颁布的《建筑设计防火规范》，《规范》中明确指出木结构建筑构件的燃烧性能和耐火极限应符合表11.0.1的规定。

注：

①除本规范另有规定外，当同一座木结构建筑存在不同高度的屋顶时，较低部分的屋顶承重构件和屋面不应采用可燃性构件，采用难燃性屋顶承重构件时，其耐火极限不应低于0.75h。

②轻型木结构建筑的屋顶，除防水层、保温层及屋面板外，其他部分均应视为屋顶承重构件，且不应采用可燃性构件，耐火极限不应低于0.50h。

③当建筑的层数不超过2层、防火墙间的建筑面积小于600m²且防火墙间的建筑长度小于60m时，建筑构件的燃烧性能和耐火极限可按本规范有关四级耐火等级建筑的要求确定。

建筑采用木骨架组合墙体时，应符合下列规定：

①建筑高度不大于18m的住宅建筑、建筑高度不大于24m的办公建筑和丁、戊类厂房（库房）的房间隔墙和非承重外墙可采用木骨架组合墙体，其他建筑的非承重外墙不得采用木骨架组合墙体；

②墙体填充材料的燃烧性能应为A级；

③木骨架组合墙体的燃烧性能和耐火极限应符合表11.0.2的规定，其他要求应符合现行国家标准《木骨架组合墙体技术规范》GB/T 50361的规定。

4、现代木结构防火科技

①改变木材内部结构及加大结构尺寸

现代木结构基本摈弃了使用原木，取而代之的是规格材和工程木材料，如CLT工程木（交叉层积木）、胶合木等；这些材料的强度、耐久性、稳定性、环保性、经济性远远高于一般木材。

现代木结构构件

相比以前，现代木结构构件截面尺寸的加大提高了木结构整体的抗燃性。大截面木材高温下炭化缓慢、速度较恒定，可以使采用大截面木结构构件的木结构建筑达到防火要求。

②阻燃涂料的使用

木材阻燃处理分为浸渍溶剂型阻燃剂与涂刷木结构防火涂料两种方式。

木结构防火涂料以水作溶剂，有机和无机复合材料作粘结剂，加入高效阻燃剂和助剂配制而成，是一种集环保、装饰、防火于一体的新型涂料品种。

平整的涂膜遇火时膨胀发泡形成泡沫层，泡沫层具有隔绝氧气，隔热的性能，涂层膨胀发泡产生泡沫层的过程因体积扩大而呈吸热反应，消耗大量热量，有利于降低火灾现场温度。

③木结构连接节点的防火保护

木结构建筑在结构上最受力同时最脆弱的地方就是结构节点，相比以前木结构节点多以榫卯连接，其强度、耐火是达不到现代的防火要求的。而现代木结构多以钢连接件做为结构节点，其强度大大提高，同时连接件还可以隐藏在木材之中，形成一个隔温层。

保护连接节点的措施：

• 受木材炭化保护的隐蔽连接

• 防火石膏板

• 经有管辖权的机关批准的其他材料或方法（如使用涂料为暴露的连接提供保护）

未经保护的暴露的连接节点

经过保护处理的连接节点

其他耐火方式连接节点

④防火层设计

木结构建筑本身需要做好防火措施，对木结构建筑的各个构件以及所有材料都要做到防火处理。一般的木结构建筑在建造过程中还会做防火层设计，使用像石膏板等一些耐火难燃的物质覆盖表面，用以阻止火势的蔓延。

外覆防火层的木结构墙体火灾后仍然完好

5、现代木结构建筑的综合防火措施

现代建筑都有一套完整的消防体系，针对不同使用功能的木结构建筑也会配置自动喷水灭火系统、火灾报警系统、建筑灭火器、消火栓灭火系统等合理、完备的主动消防措施；实现在火源产生时就预警，在火灾成型之前将火源控制。

美国76号消防站（木结构）

6、结语

木结构建筑热潮兴起的今天，建筑设计师们越发热衷于在住宅和商业建筑中使用裸露的木结构，只有我们更了解木结构防火的底层逻辑，才能引导大众正确认知木结构，更游刃有余地去推广应用木结构，让木结构建筑在建筑业向绿色低碳可持续转型升级的进程中发挥力量，实现社会经济环境效益的良性循环。

中林木结构在消防站项目中的应用

中林木结构  预建碳中和

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参考资料：

https://gf.1190119.com/article-27279.htm

https://www.icc-nta.org/astm-e119-and-fire-resistance-standards/