淺談鋼結構建筑的防火保護措施

彭云昭

【摘要】中航工業西飛這幾年因科研生產任務的需要，新建了數個超高、大跨度的鋼結構廠房，在廠房的建造速度和空間使用上，都顯現了混凝土廠房無法比擬的優點，它相比于傳統的混凝土材料和磚混材料，具有自重輕、抗震性好、承載能力大的特點，而且鋼結構建筑造價低，可廠內加工，施工周期短，材料可回收利用，是一種很經濟的綠色建筑材料。但鋼結構有一個弱點：抗火性能差。所以如何做好鋼結構材料防火方面的工作，是本企業科研生產能否順利進行的重中之重。

【關鍵詞】鋼結構 建筑 防火措施

一、鋼結構和它的耐火極限

（1）用型鋼或鋼板制成基礎構建，根據使用要求，通過焊接或螺接連接等方法，按照一定規律組成的承載建構叫鋼結構。

（2）鋼結構的耐火極限是指構件在標準耐火試驗中，從受到火的作用時起到失去穩定性或完整性、絕熱性止這段抵抗火作用的時間。

二、鋼結構的火災危險性

（一）鋼結構材質隔熱性差，受火作用快速升溫

鋼結構作為建筑材料，相對于傳統的磚混結構建筑以及更近混凝土結構建筑構件，剛才具有容易導熱，隔熱性差的特點，如果不涂抹隔熱涂層，鋼結構在火災發生時，將迅速升溫導致型材變化。

（二）鋼結構的耐火性

鋼結構的耐火性很差，耐火極限低。當鋼構件自身溫度達到350℃時其強度會下降1/3;當自身溫度達到500℃，其強度會下降1/2;當自身溫度達到600℃，其強度會下降2/3;在全負荷情況下，使鋼構件失去平衡穩定性的臨界溫度為500℃，而在火災過程中，一般最低溫度都為800℃左右，所以鋼結構在火災中很容易失去強度和穩定性，造成建筑物的坍塌。

（三）鋼結構建筑構件耐腐蝕性差

在本企業的表面處理生產車間，生產過程中會產生腐蝕性氣體，造成鋼結構發生化學腐蝕;另外鋼結構構件還會發生電化學腐蝕，當大氣中的相對濕度大于60%時，鋼結構構件的電化學腐蝕加劇。

三、鋼結構建筑防火的基本要求

（一）要求絕熱性好

鋼結構的建筑鋼梁和鋼柱，其防火一般按一級防火的要求，鋼柱的耐火極限是3小時，鋼梁的耐火極限是2小時，二級的防火要求，鋼柱的耐火極限是2.5小時，鋼梁的耐火極限是1.5小時。

（二）要求環保效果好

我們知道很多的建材一旦燃燒就會產生大量的有毒有害物質，會對環境造成污染，而采用鋼結構建筑可以再火災發生時減少有害物質的排放，同時減少對人和環境的傷害。

四、鋼結構建筑防火保護措施

鋼結構在火災中會因高溫和明火的作用發生變化，受影響的程度主要取決于構件的功能、構件所處的環境、保護措施以及受保護的程度，鋼構件的剛度和強度等力學性能將隨著溫度的升高而降低，產生變形甚至膨脹。目前建筑結構當中，鋼結構建筑物的防火保護措施一般分為被動防護措施和主動防護措施。

（一）鋼結構建筑的被動保護措施

1.鋼結構的包敷法防火

包敷法主要使用固體耐火的材料將鋼結構整體徹底包起來。固體的耐火材料不但有不燃性還有較大的熱容量，將他用作耐火的保護層就能讓構件升溫減緩，比如使用硅酸鈣板、石膏板等，這個方法具有損耗較小，成本較低，施工比較方便等優點。

2.鋼結構的噴涂法防火

所謂的噴涂法，就是在鋼結構的表面上涂一層防火涂料，進而讓鋼結構形成一層保護膜，提高鋼結構的建筑構件耐火極限。鋼結構上噴涂防火涂料的防火原理有三個：一是防火涂層可以對剛才起到一定的屏蔽作用，使鋼結構不至于直接暴露在火焰高溫中;二是涂層吸熱后部分物質分解放出的水蒸氣或其他不燃氣體，起到消耗熱量、降低火焰溫度和燃燒速度、稀釋氧氣的作用;三是涂層本身多孔輕質和受熱后形成碳化泡沫層，組織了熱量迅速向鋼基材傳遞，推遲了鋼基材強度的降低，從而提高了鋼結構的耐火極限，削弱了火災條件下對鋼結構的塑性破壞，最大限度的防止鋼結構的整體或局部坍塌，降低火災造成的人員傷亡和經濟損失程度。

（二）鋼結構建筑的主動保護措施

1.鋼結構水噴淋法防火

就是在建筑物的頂端設計噴水裝置，其目的就是一旦有火災發生時，高處的噴水裝置會打開，水就會噴出對整體的鋼結構形成保護網，有外界隔離，能夠很高的起到降溫的效果，一旦有火災發生時就會大大降低危險地概率。

2.進行有效的防火分區

設立有效的防火分區是鋼結構建筑主動防火的又一大特點，這種設計更有利于控制火勢的蔓延，能夠很好的延緩火勢的快速擴展。這類防火裝置在我們的生活中比較常見，如商場的防火卷簾門、家居防盜門的防火層、高層住宅的防火門，都是十分重要的防火分區。

3.充分考慮人員疏散問題

一切防火工作的目的就是保證人們的生命財產安全，所以要充分考慮到在救援程中人員疏散的問題，要時刻把人員疏散過程中遇到的問題充分的考慮到鋼結構建筑的整體工作中來，這樣才會把損失降到最小。

五、結束語

我國的建筑有悠久的發展史，每一座古建筑都充分體現了我們先人的聰明和智慧，隨著時代的發展今天的建筑有了新的發展要求，注重如何避免災難的發生，如何減少火災帶來的損失。眾所周知，火災的發生具有隨機性，而且火災發生后空氣升溫的變異性很大，鋼結構防火的可靠性設計，必須考慮到火災和空氣升溫的隨機性，目前這仍是我們有待研究的一個課題，我們應加大這一課題領域的研究，盡量避免一些不應該發生的災難，共建一個美好和諧的社會。

參考文獻：

[1]鋼結構設計規范GB50017-2003.

[2]何傲松.鋼結構扛活性能分析[D].安徽建筑大學，2014.

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