【浅谈钢结构防火保护】钢结构有哪些防火保护措施

时间：2019-06-01 03:30:29　来源：柠檬阅读网本文已影响人

　　根据国民经济建设，按每年递增7~9%速度发展，中国目前钢结构制造业年产量600~700万吨（包括工程建设和钢结构制品）的能力将迅速扩大。钢结构作为现代建筑的主要形式，在常温下具有质量轻、强度高，抗震性能好，施工周期短，建筑工业化程度高，空间利用率大等优点，为企业节省投资而被投资者大量应用。但钢材也有一个致命的缺点：不耐火。科学试验和实例都表明，未加保护的钢结构在火灾情况下，只需15分钟就会致使构件本身扭曲变形，导致建筑物坍塌毁坏，变形后的钢结构也无法修复使用。因此，对钢结构必须采取防火保护措施：一是对钢构件进行耐火保护，使其在火灾时温度升高不超过临界温度，结构在火灾中就能保护稳定性；二是进行有效的防火分区，防止火势向其他区域蔓延、扩散。
　　一、钢结构的耐火保护
　　钢结构通常在450—650℃温度中就会失去承载能力，而发生很大的形变，导致钢柱、钢梁弯曲，并因过大的形变而不能继续使用。一般不加保护的钢结构的耐火极限为15分钟左右，这一时间的长短与构件吸热的速度有关。要使钢结构材料在实际应用中克服防火方面的不足，必须进行防火处理，其目的是将钢结构的耐火极限提高到设计规范规定的极限范围内，防止钢结构在火灾中迅速升温发生形变塌落。下面介绍几种不同钢结构的防火保护措施。
　　1、防火涂料法：采用钢结构防火涂料保护构件，这种方法具有防火隔热性能好、施工不受钢结构几何形体限制等优点，一般不需要添加辅助设施，且涂层质量轻，还有一定的美观装饰作用，属于现代的先进防火技术措施。防火涂料法就是在钢结构上喷涂防火涂料以提高其耐火极限。正确选用防火涂料品种。市场上防火阻燃涂料的品种繁多，其防火性能也不尽相同。因此，必须充分了解防火涂料各品种的作用，把握其性能，并根据基材涂层正常使用条件及火灾环境条件等，正确选择防火涂料的品种。目前，我国钢结构防火涂料主要分为薄涂型和厚涂型两类，即薄型(B类包括超薄型)和厚型(H类)。薄型涂层厚度在7毫米以下，在火灾时能吸热膨胀发泡，形成泡沫状炭化隔热层，从而阻止热量向钢结构传递，延缓钢结构升温，起到防火保护作用。其主要优点是涂层薄，钢结构负荷轻，装饰性较好。厚型涂层厚度为8.50毫米，涂层受热不发泡，依靠其较低的导热率来延缓钢结构升温，起到防火保护作用。两者具有不同的性能特点，分别适用于不同场合。但是，无论哪种产品均应通过国家检测机构检测合格后方可选用。
　　2、发泡防火漆法：防火漆是由成膜剂、阻燃剂、发泡剂等多种材料制造而成的一种阻燃涂料。防火漆与一般油漆相比，在物理性能方面基本一样，不同的是它干燥以后，漆膜本身不易燃烧，遇火时能推迟火焰燃烧到涂漆的可燃物上，具有一定的防火性能。
　　3、外包防火层法：就是在钢结构外表添加外包层，可以现浇成型，也可以采用喷涂法。现浇成型的实体混凝土外包层通常用钢丝网或钢筋来加强，以限制收缩裂缝，并保证外壳的强度。喷涂法可以在施工现场对钢结构表面涂抹砂泵以形成保护层，砂泵可以是石灰水泥或是石膏砂浆，也可以掺入珍珠岩或石棉。同时，外包层也可以用珍珠岩、石棉、石膏或石棉水泥、轻混凝土做成预制板，并同时采用胶黏剂、钉子、螺栓在钢结构上加以固定。这种方法保护层强度高、耐冲击，需支模、浇注、养护等，施工周期长，且增加构件的重量较多，成本增加大。
　　4、充水(水套) 法：空心型钢结构内充水是抵御火灾最有效的防护措施，这种方法能使钢结构在火灾中保持较低的温度，水在钢结构内循环，吸收材料本身所受的热量，受热的水经冷却后可以进行再循环，或由管道引入凉水来取代受热的水。这种方法在国外被广泛地使用在钢柱的防护中。这种方法造价低，对空心钢构件的防渗漏、防腐蚀要求高，只适用于空心钢构件的保护。
　　5、屏蔽法：钢结构设置在耐火材料组成的墙体或顶棚内，或将构件包藏在两片墙之间的空隙里，只要增加少许耐火材料即能达到防火的目的。这是一种最为经济的防火方法。
　　二、建立防火分区
　　防火分区在门、厅、楼梯等处采取一些技术措施，用防火墙、防火门、防火卷帘加水幕都可以较好地解决。若建筑内设有自动喷水灭火设备，每层最大允许防火分区面积还可以增加l倍。
　　1、自动喷水灭火与防火分区
　　既然《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)规定，设自动喷水灭火装置的建筑，每层最大防火分区面积允许增加1倍。
　　2、防火带与防火分区
　　建筑内由于某种生产工艺边连续性的要求，无法设防火墙，可改设防火带。在有可燃构件的建筑中划出一段区域，将这个区域内的构件全部改用不燃性材料，并采取措施阴挡防火带一侧的烟火不会流窜至另一侧，从而直到防火分隔的作用。对防火带必须做到：1)防火带中的屋顶结构应用不燃性材料，其宽度不应小于6m，并高出相邻屋脊0．7m。2)防火带最好设在建筑内的通道部位，以得火灾时的安全疏散和扑救工作。3)防火带内不得堆放可燃物。此法在实际实施过程中，从管理上不好控制防火带内无可燃物。并且在设计时对工艺布置限制大，影响工艺布置。所以此方法实施有一定的难度。
　　3、独立水幕与防火分区
　　水幕可以起防火墙的作用，用独立水幕作防火分隔，是一个非常好的方案。防火水幕带宜采用喷雾型喷头，也可采用雨淋式水幕喷头。水幕喷头的排列不应少于3排，防火水幕带形成的水幕宽度不宜小于5m，流量2L／(s-m)。这种分隔方式灵活，不像防火墙要把车间截断，也没有大跨度防火卷帘的麻烦，理论上多大跨度都可以。在正常生产时，就好象它不存在，一旦有火灾需要防火分隔时，它可以立即实现有效分隔。但独立水幕作防火分隔也不是完美解决方案：1)需水量大。2)建筑内发生火灾开始往往是局部的，只需几个灭火器就能解决问题，可此时若启动水幕，会对生产设备造成破坏，由此造成的损失比局部火灾的损失更大。因此需严格控制水幕的启动时机，防止误动，所以设计时采用人工手动启动更合适。3)有效维护麻烦，无法试水检验水幕系统的可靠性。
　　三、总结
　　综上所述，耐火保护和防火分区是轻钢结构保护的最适合的方法，但各方法也都有不如意的地方。无论采用何种方法，我们都应该贯彻“预防为主、防消结合”的方针，让火灾消灭在初期阶段。我们仍需在设计中不断探索，以便找出更好的方案。
　　
　　参考文献：
　　[1]钢结构防火涂料应用技术规范.公安部四川消防科学研究所.
　　[2]建筑钢结构防火技术规范.中国计划出版社,2006.
　　[3]钢结构防火涂料的应用与施工要点[J].涂料技术与文摘，2004
　　[4]建筑设计防火规范。中华人民共和国国家计划委员会2006

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