鋼結構防火探析

章　迅　方　萌

摘要：本文介紹了鋼結構發(fā)生火災的危險性和目前鋼結構防火存在的問題，提出了鋼結構的防火的建議。

0鋼結構火災概述

鋼結構雖然是非燃燒材體，但是它卻不耐火，火災發(fā)生時，當溫度升至400℃時鋼結構的承載能力就下降了50％，當火災溫度升至600℃時，鋼結構承載力就完全喪失了。鋼結構設計中的防火設計相當重要，一旦疏忽，將會發(fā)生難以估計的損失。例如：2008年濟南某鋼結構工廠發(fā)生火災，火災發(fā)生時，廠房整體倒塌，由于消防官兵撲救及時，沒有造成人員傷亡，但是卻造成了極大地經濟損失。本文筆者探索了目前鋼結構防火設計中所采用的防火措施，以及分析了防火設計中存在的問題，并提出了一些相關的建議，以供設計工程師們參考。

1鋼結構設計中的防火設計方法探析

1、1噴涂防火涂料法

噴涂防火涂料法是一般鋼結構設計方法中的主要方法，其設計的原理通過在鋼結構表面涂抹一層防火涂料從而阻滯火災發(fā)生時熱量的傳遞，延遲鋼結構喪失承載力的時間，為火災的營救提供了更多的時間。防火涂料一般具有很好的隔熱性，具有一定得粘結強度，在正常使用、裝修以及火災發(fā)生時的溫度條件下不會脫落，且具有一定的抗沖擊能力，對鋼材不具有腐蝕性，也不含有對人體健康造成危害的化學物質。噴涂防火涂料方法由于其施工工藝簡單，防火效果良好，為設計師們所普遍采用。

1、2防火板阻隔法

防火板阻隔法多用于大型的鋼結構建筑，它的原理就是利用耐火材料制成耐火板，并將其機械的固定于鋼結構四周，由于耐火板的隔熱性，阻滯了火災時溫度的傳遞，延緩了鋼結構在高溫下條件下的屈服時間，從而為火災營救爭取充分的時間。防火板隔熱方法尤其優(yōu)點也有其缺點。優(yōu)點是其采用的耐火材料對人體無害，由于大批量的應用也可以工業(yè)化生產，工業(yè)化生產的耐火板尺寸統(tǒng)一，整齊美觀，耐火時間長，可達4小時；缺點是現(xiàn)場施工速度較慢，工藝流程較多、較復雜，相比較噴涂防火涂料法而言，顯然在工期上要有所不足。因此一般大型的，重要的鋼結構才采用這種方法，且一般為鋼柱使用，尺寸統(tǒng)一，施工相對簡單些。

1、3充水法

充水法是鋼結構防火設計方法中很有效的一種方法，其原理是在鋼結構設計時，在鋼結構中預留孔隙，在施工后將水注入孔隙，一邊注水，一邊抽水，保證水體在鋼結構內部循環(huán)，這樣當火災發(fā)生時，由于水體的循環(huán)將鋼結構溫度帶走，阻滯其溫度的上升，從而延長其喪失承載力的時間，有效地為火災營救贏得時間。這種方法造價低廉，但是需要專人維護，鋼結構生產過程中還需要預留孔隙，對孔隙的密封性，和鋼結構的耐腐蝕性要求相當高，因此運行維護較困難，技術含量高，運行費用也很高，一般的鋼結構防火設計中很少采用。

1、4澆筑混凝土法或砌磚法

澆筑混凝土法是在鋼結構安裝好以后采用在鋼結構四周澆筑混凝土的方法來阻滯火災發(fā)生時的熱量傳遞。由于混凝土和鋼結構粘結不牢固，一般還需采用鋼筋或者鋼絲網等加強措施，以增加鋼結構和混凝土的連接，同時也增加了混凝土與鋼結構聯(lián)合體的強度。這種方法混凝土的防護層具有高強度和耐沖擊性占用空間較大等特點，一般適用于容易碰撞、無保護面板的停車棚，或者鋼結構廠房中的鋼柱防火保護。

除在鋼結構四周澆筑混凝土之外，還可以在鋼結構四周砌筑磚塊，減緩鋼結構在火災時達到耐火極限。此種方法與前者相似，就不在介紹了。

1、5復合保護法

在一些鋼結構建筑需要裝飾裝修時，一般采用復合保護法。其一般做法為在緊貼鋼板處首先噴涂防火涂料或黏貼柔性氈狀隔熱材料，然后在使用防火薄板作罩面板。這樣就增加了鋼結構的可裝飾性和美觀性，使鋼結構建筑更加適宜居住。這種方法一般在鋼結構住宅中使用較多。

2鋼結構防火措施選擇要求

如上所述，鋼結構防火設計方法很多，每種方法都能夠滿足鋼結構設計規(guī)范中對防火設計的要求。但是如何為設計鋼結構建筑選擇更加合理的方法，筆者認為可以從如下幾個方。面考慮：

(1)工期要求

一般來講，噴涂防火涂料方法工藝流程簡單，操作方便，技術含量不是太高，施工工期相對較短，適用于工期要求比較高的工程；而防火板、充水法等施工，工藝流程復雜，施工起來難度大，工期較長，一般適用于工期要求相對寬松的工程。尤其是混凝土與砌磚保護法等，需等到鋼結構施工完成，以及地坪施工等施工完畢后才可以施工，工期相對較長。

(2)與建筑內、外環(huán)境的協(xié)調要求

噴涂防火涂料僅適合于干燥的室內環(huán)境。盡管大部分的防火涂料具有耐脫落的性能，但是，對于一些長期暴露在外部環(huán)境下的鋼結構，風吹日曬，雨水浸泡等等，還是會產生脫落的現(xiàn)象的。況且鋼結構還圖有防銹底漆，還需要防火涂料和防銹底漆相容。還有一些鋼結構浸泡在海水中，這就要求其具有一定得耐腐蝕性等等。

(3)鋼結構外型及美觀要求

對于不需要裝修的鋼結構可以只噴涂防火涂料或者僅僅采用一種防火措施，但是對于需要裝修的如鋼結構住宅，一般要采用復合方法，不但采取噴涂防火涂料，還需黏貼耐火板以增加其美觀性等。

除上述之外，在選擇鋼結構的防火措施時，還應考慮下列因素：需防火的鋼結構構件使用環(huán)境；鋼結構采取防火措施后結構增加的荷載及占用的空間；防火材料質量的可靠性；防火措施的經濟性等。

3目前鋼結構防火設計存在的問題及解決方法

(1)在鋼結構防火設計過程中，需要設計師具有豐富的防火設計經驗和堅實的理論基礎。有一些設計師往往會將鋼結構中的結構防火和建筑防火混為一談，忽略防火設計的重要性，因此需加強鋼結構防火設計者的防火知識培訓，提高其防火意識；

(2)鋼結構的防火保護方法很多，在設計中選擇方法時需要有針對性，對建筑的適用性進行詳細的技術、經濟分析；

(3)目前，噴涂防火涂料時設計者們的首選防火方法，然而由于防火涂料價格高、裝飾性差、耐火能力弱，而且隨著使用時間的增長，其防火性能或逐漸下降，從而導致鋼結構的抗火能力下降。因此還需要對防火涂料加大科研力度，早日研究出物美價廉的鋼結構防火涂料。

以上是我對鋼結構防火設計的一些看法，以鋼結構為主體的建筑做為現(xiàn)代空間結構發(fā)展的重要方向，還需要在防火設計方面更加完善。

4總結

總之，鋼結構防火是鋼結構建筑設計中的一個重要環(huán)節(jié)，目前存在的諸多問題還需要相關工作者付出一定的努力，來完善鋼結構建筑的防火設計。

參考文獻

[1]李國強鋼結構抗火設計方法的發(fā)展[J]，鋼結構2000(3)：23-21

[2]周勁淺析鋼結構建筑物的幾種防火方法四川建材2007[6)

[3]蔡玉春鋼結構住宅設計中防火問題的對策研究，鋼結構2007(3)

作者簡介：

章迅，男，1965年10月出生，籍貫浙江省金華市，工程師，本科，長期從事防火監(jiān)督工作，方萌：1980年1月21日出生，男，籍貫北京市朝陽區(qū)，研究生學歷，現(xiàn)任北京市消防局防火監(jiān)督部指導處工程師，研究方向：消防工程