6.1.1 常見建筑的室內(nèi)火災(zāi)升溫曲線可按下列規(guī)定確定:
1 對于以纖維類物質(zhì)為主的火災(zāi),可按下式確定:

2 對于以烴類物質(zhì)為主的火災(zāi),可按下式確定:

式中:t——火災(zāi)持續(xù)時間(min);
Tg——火災(zāi)發(fā)展到t時刻的熱煙氣平均溫度(℃);
Tg0——火災(zāi)前室內(nèi)環(huán)境的溫度(℃),可取20℃。
6.1.2 當(dāng)能準(zhǔn)確確定建筑的火災(zāi)荷載、可燃物類型及其分布、幾何特征等參數(shù)時,火災(zāi)升溫曲線可按其他有可靠依據(jù)的火災(zāi)模型確定。
6.1.3 當(dāng)實際火災(zāi)升溫曲線不同于標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)升溫曲線時,鋼結(jié)構(gòu)在實際火災(zāi)作用下的等效曝火時間te可按實際火災(zāi)升溫曲線、時間軸、時刻t直線三者所圍成的面積與標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)升溫曲線、時間軸、時刻te直線三者所圍成的面積相等的原則經(jīng)計算確定。
條文說明
6.1 火災(zāi)升溫曲線
6.1.1 本條規(guī)定了鋼結(jié)構(gòu)耐火驗算與防火設(shè)計采用的火災(zāi)升溫曲線。
建筑火災(zāi)一般是從建筑內(nèi)部的某一空間起火開始而造成的結(jié)果,通??煞譃榛馂?zāi)初期增長階段、全盛階段、衰退階段三個階段?;馂?zāi)的發(fā)展過程及其嚴(yán)重程度,取決于室內(nèi)可燃物的燃燒性能、數(shù)量及分布情況(火荷載密度)以及著火房間的大小、形狀、通風(fēng)狀況等因素。圖6為一般室內(nèi)火災(zāi)、高大空間火災(zāi)這兩種典型的建筑火災(zāi)著火空間的環(huán)境溫度升溫曲線的比較。

一般,室內(nèi)火災(zāi)在初期增長階段、全盛階段之間有一個標(biāo)志著火災(zāi)發(fā)生質(zhì)變的現(xiàn)象——轟燃現(xiàn)象(圖7)。這時室內(nèi)所有可燃物都將著火燃燒,環(huán)境溫度急劇升高,危及結(jié)構(gòu)安全。轟燃現(xiàn)象是一般室內(nèi)火災(zāi)過程中一個非常重要的現(xiàn)象,持續(xù)時間很短。
實際火災(zāi)升溫曲線具有多樣性,為了統(tǒng)一和便于比較,許多國家和組織制定了標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)升溫曲線,用于構(gòu)件耐火試驗以評定構(gòu)件的耐火極限。為了使鋼結(jié)構(gòu)耐火驗算與標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗一致,因此本規(guī)范規(guī)定采用標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗的爐內(nèi)升溫曲線作為鋼結(jié)構(gòu)耐火驗算的火災(zāi)升溫曲線。

式(6.1.1-1)所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)升溫曲線是現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑構(gòu)件耐火試驗方法 第1部分:通用要求》GB/T 9978.1所采用的升溫曲線,該曲線和國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 834-1:1999所采用的標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)升溫曲線相同,適用于以纖維類火災(zāi)為主的建筑,其可燃物主要為一般可燃物,如木材、紙張、棉花、布匹、衣物等,可混有少量塑料或合成材料。
式(6.1.1-2)所規(guī)定的升溫曲線稱為碳?xì)洌℉C)升溫曲線,適用于可燃物以烴類材料為主的場所,如石油化工建筑及生產(chǎn)、存放烴類材料、產(chǎn)品的廠房等。
圖8為標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)升溫曲線與碳?xì)洌℉C)升溫曲線的比較。

6.1.2 采用標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)升溫曲線給結(jié)構(gòu)防火設(shè)計帶來了很大的方便,但是標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)升溫曲線有時與實際火災(zāi)(如高大空間火災(zāi))相差甚大。為了更好地反映實際火災(zāi)對結(jié)構(gòu)的破壞程度,在能確定建筑物室內(nèi)的有關(guān)參數(shù)以及火荷載的情況下,歐洲規(guī)范EC3 EN 1993-1-2、英國規(guī)范BS 5950:Part 8等均允許結(jié)構(gòu)防火設(shè)計采用實際火災(zāi)升溫曲線。近年來提出的性能化防火設(shè)計方法(Performance-based Design Method),則更是要求在設(shè)計時應(yīng)采用能反映實際火災(zāi)特性的升溫曲線。因此,本條規(guī)定:當(dāng)能準(zhǔn)確確定建筑的火災(zāi)荷載、可燃物類型及其分布、幾何特征等參數(shù)時,建筑內(nèi)著火空間的環(huán)境溫度也可按其他有可靠依據(jù)的火災(zāi)模型計算。
必須指出的是,高大空間火災(zāi)著火空間的環(huán)境溫度不一定很高,但是火災(zāi)區(qū)域及鄰近的構(gòu)件,還應(yīng)考慮可能被火焰吞沒、火焰輻射對其升溫的影響。建筑內(nèi)的高大空間大體可分為以下兩類:
(1) 占地面積相當(dāng)大且具有一定高度的大體積型建筑。如:會堂、展覽館、劇院、體育館、候車廳和大型倉庫等,其面積通常有幾百至幾千平方米,高度一般在8m~20m之間;
(2) 具有一定的占地面積,但空間相當(dāng)高的細(xì)高型建筑。如:高層建筑的中庭,其面積為幾十至幾百平方米,高度則有十幾米至百米。
6.1.3 本規(guī)范第2.1.8條給出了等效曝火時間的定義(見圖9),本條給出了確定等效曝火時間的方法,該方法基于火災(zāi)釋放熱量相等的原則。該方法考慮了火災(zāi)持續(xù)時間的影響,但火災(zāi)時從熱煙氣傳遞到構(gòu)件的熱量與熱煙氣和構(gòu)件的溫度差有關(guān),因此當(dāng)實際火災(zāi)升溫曲線與標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)升溫曲線差別很大時,該方法存在較大的誤差。

為簡化計算,數(shù)值積分法計算面積時,時間間隔可取1min,按下式確定等效曝火時間。

式中:Tg,i——由式(6.1.1-1)確定的標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)升溫曲線中i時刻(min)的熱煙氣平均溫度(℃);
T′g,j——實際火災(zāi)升溫曲線中j時刻(min)的熱煙氣平均溫度(℃);
t′——實際火災(zāi)作用時間(min);
te——等效曝火時間(min)。


住宅設(shè)計規(guī)范 GB50096
電動汽車充電站設(shè)計規(guī)
