钢结构防火保护方法探析

■林碧群

（福建省莆田市公安消防支队城厢区大队 福建 莆田351100）

钢结构防火保护方法探析

■林碧群

（福建省莆田市公安消防支队城厢区大队 福建 莆田351100）

我国的建筑类型多种多样，建筑特点也是截然不同，而钢结构作为一种比较重要的应用较为广泛的建筑类型，它的防火保护工作关乎整个国民的生产安全和社会稳定，因此加强对钢结构防火方法的研究是顺应整个经济发展和社会稳定的需要。本文从防火方法角度出发，对钢结构的防火方法进行深入的探究，对传统的防火方法进行探讨，对新型的防火方法做出进一步的展望。

钢结构建筑防火方法探析

0 前言

随着我国经济的不断增长、科技的不断进步，我国的建筑水平也在稳步提高，新的建筑思路，新的应用材料，新的建筑方式正在科学技术的带领下不断地涌现。而钢结构作为目前建筑领域应用最为广泛，技术最为成熟的建筑类型，不仅能够很好的适应当前的建筑潮流，而且与混凝土等传统结构相比更是有着得天独厚的优势。但钢结构耐火性较差，例如911事件发生后，世贸大厦整个钢结构建筑物在飞机爆炸产生的高温下仅仅坚持了不到30分钟便轰然倒下，造成了3000多人遇难和1000多亿损失，因此对钢结构要进行防火保护。

1 钢结构的优缺点

钢结构建筑目前之所以能够应用在强度要求较高，跨度较大的建筑上，是因为钢结构具有强度大，韧性好，强抗震性的特点，因此在一些大型建筑的身上便能够看到许多的钢结构；同时与其它建筑类型相比，钢结构建筑完工快，施工效率高，建筑成本降低，这就是钢结构最大的优势。

然而钢结构的缺点也是显而易见，钢结构建筑耐火性较差，据统计温度为45℃时,钢材的屈服强度将降低1/2;温度达到70℃时,钢材屈服强度变为0。钢结构在温度达到400℃

时，其强度降低1/3；温度达到500℃，其强度降低1/2；温度达到600℃时，其强度降低2/3，很容易失去其结构的稳定性；同时作为钢铁材料它的传导热的能力也是非常突出，因此面对火灾，钢结构建筑物很容易发生形变。附表1：建筑构件的燃烧性能和耐火极限。

2 结构防火保护的方法

2.1 涂抹防火涂料法

涂抹防火涂料主要针对钢材料耐火性较差的特点，根据涂料厚度分为超薄型涂料，薄型涂料和厚型涂料，超薄型涂料厚度不超过3mm,薄型涂料厚度在3mm-7mm之间，薄型涂料粘性强度≥0.17mpa,耐水性≥24h，耐火时效不低于0.7h；厚型涂料厚度在7mm-45mm之间，密度≤600 kg/m3粘性强度不低于0.05Mpa，热传导［W/（m K）］≤0.11；抗压强度≥0.4Mpa；耐水性≥24h；耐冻次数≥18次；它的原理是将防火涂料均匀的涂抹在钢结构上，当发生火灾时，涂抹的防火涂料，便能有效的起到隔热作用，有效的延缓钢结构到达临界温度的速率。这种方法也是目前最为人们所接受的方法，原因在于它的方法简单，成本较低，效果明显，而且有些涂料还起到防腐蚀，防生锈以及装饰的功能，可谓是一举多得，但是涂抹防火涂料仅仅能够延缓钢材料温度升高的速率，并不能完全的隔热，因此还有一定的局限性。

2.2 附着耐火层法

对钢结构表面附着耐火层也是目前建筑市场上很普遍的一种方法，其原理与涂抹法类似，都是通过在钢结构表面附着防火板，防火板厚度在7mm-14mm之间，当发生火灾时隔绝热量，从而很好的保护钢结构。目前市场上应用较广的防火板主要有混凝土，水泥，瓷砖等隔热较强的材料，将钢结构包裹在上述几种隔热材料中有机的整合到一起，当发生火灾时，外面包裹的防火板便能够很好地隔热。而近几年兴起的防火厚板技术其实与上述耐火层原理相同，只不过防火厚板具有导热性差，导热指数≤0.08W/mK，同时材料坚固耐弯折，抗折强度为0.7～2.4MPa;密度较小在400～500kg/m3左右,同时耐1000℃以上高温，在高温烘烤下3h，体积收缩≤3%，因此这种厚板具有更加突出的防火功能。

2.3 屏蔽法

屏蔽法是将耐火材料放置在钢结构的周围，当发生火灾时，钢结构旁边的耐火层可以隔绝热量，保护钢结构，延缓钢结构温度的升高速率，原理与附着耐火层类似，不过附着耐火层法是将耐火层紧密的包裹在钢结构上，而屏蔽法还有一定的空隙，这就是两者最大的不同。

2.4 水喷淋法

水喷淋法的工作原理是将要保护的钢结构的顶部安装高温预警喷头或者烟雾预警喷头，当发生火灾时，高温的火焰或者浓烟会触发高温预警或者烟雾预警，喷头会自动喷发流水在钢结构上，在钢结构上形成一层水流保护钢结构免遭高温侵蚀，当然在某些特殊场合像是酒店或者商场，有些高温预警喷头会起到一定的灭火作用。水喷淋法由于其原理简单，成本低廉，防火效率高，还能抑制火势蔓延，已经大范围的应用在很多服务类场所。

2.5 充水法

充水法适应于空心钢结构，其原理是在空心的钢结构中注入冷水，水的比热容比较高，当发生火灾时，利用钢结构传导热的特点，钢结构中的水可以吸收大量的热量，从而降低钢结构的温度，使其达不到钢结构的临界温度，保护钢结构；同时空心钢结构中的水是循环利用的，当水的温度过高时便会通过循环系统交换热量，从而可以长期保持对热量的吸收。

以上五种方法是当前市面上应用范围比较广泛且效果比较显著的方法。像是涂抹防火涂料法，附着耐火层法，屏蔽法，水喷淋法这四种方法有着原理性的一致性，都是在钢结构上添加隔热层，可以有效地隔绝热量，延缓钢结构温度上升速率，从而有效的弥补钢结构耐热性差的缺陷。而最后一种方法充水法则不然，它的原理是当火焰高温接触钢结构时，通过钢材料的传导热将结构中的热量传递到空心钢结构中的水中，再通过水循环将温度传导出去，从而有效的将温度控制在钢结构的临界温度之下，利用这种原理保护钢结构。

3 结束语

建筑行业的快速发展离不开防火材料和防火方法的研究和突破，而对于像钢结构这种目前被大规模使用的建筑类型，如何更好的解决其耐火性差的短板，将成为以后防火方法研究的重点。以上五种方法应用于各行各业，每种方法都有其特殊性和局限性，在做防火措施时，应当充分考虑钢结构上的不同位置适合哪种方法，哪种防火材料与当前结构类型最匹配，使用哪种工艺手段才能更有效地降低防火成本，以及考虑不同工程需要的防火时效性等问题，根据具体问题和具体工作，做出科学合理的防火措施才是今后钢结构防火方法实施的核心。

[1]闫百慧,侯静.建筑钢结构的防火处理 [J].中国新技术新产品,2009(2).

[2]钢结构防火涂料应用技术规程.公安部四川消防科学研究所,1990.

TU998.1[文献码]B

1000-405X（2016）-12-476-1