农村地区火灾荷载调查初步研究*

刘庆 史毅 刘栋栋

1 概述

火灾是指在时间和空间上失去控制的燃烧所造成的灾害。农村地区有着火灾发生时与城市地区的差异,不仅仅是结构形式、荷载大小、易着火点的不同,所以需要我们进行详细的研究。

火灾荷载密度是指着火空间内所有可燃物燃烧产生的热量与此空间面积的比值。火灾科学中将着火空间内所有可燃物燃烧时所产生的总热量值称为火灾荷载。火灾荷载是衡量建筑物室内所容纳可燃物数量的一个重要参数,是研究火灾全面发展的阶段性的基本要素。火灾荷载的大小直接决定着火灾持续时间的长短和室内温度的变化情况[1]。因而火灾荷载的调查研究是性能化设计方法最基础和最重要的数据,也成为目前制约我国性能化设计发展的瓶颈之一[2]。

2 火灾荷载的形式

常规火灾荷载的形式分类:

1)固定火灾荷载。

2)移动火灾荷载。

3)临时性火灾荷载。

农村火灾荷载的形式及其特点:

1)对于农村地区而言,由于受到经济条件、农村思想的限制,一般家庭装饰、装修比较单一(室内大部分为刮大白,室外水泥砂浆抹灰),所以固定的火灾荷载形式比较单一,主要为木质的门窗及木梁。

2)移动火灾荷载,不论是农村还是在城市中,这都是比较常见的形式,而且也是火灾荷载调查统计的主要考虑形式,所以是我们统计工作的重中之重。而且在农村地区,移动火灾荷载更为突出,秋收期间会有临时堆积的农作物以及秸秆,冬季时期会有过冬取暖用的煤炭。

3)由农村住宅条件所致,一般都有自己的杂物房、储藏房,里面都会存有大量的粮食,这是影响火灾荷载的一个关键因素。而且一般家庭中都会有院子,院子之中,一般堆有柴草、木板、竹子、生活垃圾等等火灾荷载量的物品,这也是容易引发火灾的地方,是我们性能化防火设计需要考虑的因素,也是农村与城市火灾荷载特点的一个较大的差别。

3 火灾荷载的统计方法

此次火灾荷载的统计形式为表格统计法。数据处理过程中,可燃物热值取用主要以中国建筑科学研究院建筑防火研究所提供的热值表[3],同时参考欧洲规范中规定的可燃物净热值。如表1所示的此次统计常用的部分热值表格。

表1 材料热值 MJ

4 室内火灾荷载统计分布

统计农村火灾荷载与城市火灾荷载的最大区别在于,不仅要考虑室内火灾荷载,还要考虑院子中及堆积在建筑物上的火灾荷载,而且室内与空旷的地方的火源模型也会有差异。但是现阶段的火灾荷载统计仅仅停留在分析统计室内火灾荷载分布情况,一般采用最基本的算术平均值的方法来计算室内平均火灾荷载密度[4]。

利用五省市153份调查表格,进行火灾荷载密度统计。从中得出五省市部分农村地区常用房间内的火灾荷载密度分布情况。其中,内蒙古和江西农村地区室内火灾荷载分布图见图1,图2。

由图1,图2可以得出:

1)卧室与杂物房是火灾荷载密度最大的地方,而且两者占据着一个住宅大部分的火灾荷载。主要因为卧室是人们日常生活工作地点,而且内部放置着衣柜、地柜、床、被褥、衣物等等,而且有些家庭还临时放置了粮食、食用油等火灾荷载量大的物品。杂物房是储存一些日常工具、堆置杂物的地点,有时候也充当着临时存储东西的作用,所以不可避免内部会有粮食、煤炭、木板等等,这些物品都是热值比较大的物品。

2)客厅与厨房是火灾荷载密度相对小的地方,主要因为农村地区客厅中家用电器比较少,而且客厅内物品比较少,一般只是吃饭和会客的地点,不过也有一部分人家在客厅中放置了床。厨房中一般仅为煤气炉和普通的烧火灶,还有吃饭用的桌子,所以火灾荷载相对较小。

3)不同省市、地区之间,客厅、卧室、厨房、杂物房之间火灾荷载密度也有着很大的区别,但是分布形式却十分相近。所以在以后进行性能化设计时可以有重点,有的放矢的进行建筑物的设计。

4)此次调查室内火灾荷载平均值与一些国家基本认同的火灾荷载数据还是有一些差异[5],与近几年关于城市卧室调查的数据也有一些出入[6]。表2,表3分别为此次火灾荷载调查数据和一些国家基本认同的火灾荷载数据。

表2 五省市室内平均火灾荷载密度比较 MJ/m2

表3 各类建筑的火灾荷载分位值 MJ/m2

5 影响村镇火灾荷载的因素

5.1 经济状况

1)对于家庭情况比较富裕的家庭来说,房屋装饰、装修会豪华,室内布置的家具、拥有的电器设备多一些,所以火灾荷载也就会高。2)对于家庭情况一般的家庭来说,房屋装饰、装修大众化,室内的家具、电气设备也相对比较普通,从而火灾荷载会相对小一些。3)对于比较困难的家庭来说,不仅房间装饰、装修会很简陋,而且室内也没有几件家具、电气设备,所以火灾荷载会小一些。

5.2 建筑结构形式

此次调查涉及到砖混结构、砖木结构、泥瓦结构,建筑结构形式主要影响到固定火灾荷载值的大小。

5.3 调查的时间

1)此次调查时间为春节前后,家家户户都会将屋里屋外打扫的干干净净,所以一部分生活垃圾会被处理掉,进而此次调查的火灾荷载中生活垃圾产生的火灾荷载量将会大大降低。

2)在冬季时期,北方农村地区,由于没有统一的供暖设施,所以大部分人家都会选择在冬季烧煤来取暖,大部分人都会在自己的杂物房或者院子中堆置大量的过冬的煤炭。所以此部分因素也会影响火灾荷载的大小。

5.4 建筑时间

此次调查的户舍大部分都是近20年建造的,所以在防火方面已经有了很大的进步,而且越来越多的户舍开始使用砖混结构,也就是降低了固定荷载的量。建筑时间与建筑结构形式都是影响固定火灾荷载的因素。

6 展望

1)火灾两性是指:火灾危险性和火灾风险性[7]。通常建筑物内火灾荷载越大,发生火灾的危险性越大,需要的防火措施越多。所以正确认识火灾荷载和火灾两性的关系,对于建筑物火灾危险性和火灾风险的分级评估具有重要意义。火灾荷载和火灾危险性并不存在直接的关系,但火灾荷载同时也是有价值的商品,它一旦存在,就必须存在相应的风险。2)火灾荷载是确定建筑物火灾危险度和该建筑物所需灭火剂量的重要依据[8]。此次初步调查研究也为后续大规模调查研究农村地区火灾荷载作下铺垫,也为以后广大农村地区火灾研究及性能化设计提供依据。

[1]李引擎.建筑防火性能化设计[M].北京:化学工业出版社,2005:30-33.

[2]李引擎.我国建筑防火性能化设计的若干看法[J/OL].中国消防网,2003-12-27.

[3]王金平,朱 江.常用建筑材料及家具的热值及其火灾荷载密度的确定[J].建筑科学,2009(5):90-92.

[4]蔡 芸,李亚斌.兰州住宅建筑火灾荷载的统计与分析[A].消防科技与工程学术会议论文集[C].2009.

[5]Zalok Ehab,Hadjisophocleous G V,Mehaffey J R.Fire loads in commercial premises[J].Fire and Materials,2009,33(2):63-78.

[6]李 天,张 猛,薛亚辉.中原地区住宅卧室活动火灾荷载调查与分析统计[J].自然灾害学报,2009(4):7-9.

[7]廖曙江,刘 方,付祥钊.对“活动火灾荷载”的讨论[J].消防科学与技术,2003,22(3):11-13.

[8]李引擎.火灾荷载及其确定方法的探讨[J].消防技术与产品信息,1993(7):35-37.