钢结构建筑的防火涂料在设计与施工中应注意的问题

安徽省交通勘察设计院有限公司

正文：

伴随着社会生产力的提升与城市化进程的加快，钢结构建筑凭借施工便捷、抗震性强以及节能环保等优势，逐渐成为了我国工业建筑的主流[1]。另一方面，近年来物流产业的蓬勃发展，大量的钢结构厂房（仓库）的建筑项目得以新建。然而，由于在耐火性能上钢结构相对较差，因此，为了有效确保钢结构建筑在使用过程中的安全，做好其防火保护工作具有重要的意义。

一、防火涂料的原理及分类

（一）钢结构升温速率的影响因素

1、截面系数

通常来说，钢构件的截面系数=截面周长/面积，其中，钢结构构件的截面周长指得是其暴露在热源或火灾中部分的周长，因此，其截面系数的数值越小，则其暴露在热源或火灾中的部分也就越少，升温的速度也就越慢，耐火时间相对越长。

2、构件厚度

一般认为，厚度也是影响升温速率的主要因素，对于较薄的构件来说，其升温的速率远高于较厚的构件。

3、受力形式

在应用过程中，由于构件的位置与其所具有的功能存在差异，因此，其所承受的压力、弯曲应力以及拉力等作用也有所不同，从而造成了其耐火性能存在一定的差异。

4、静荷载

大多数情况下，静荷载与耐火能力成反比，构件的静荷载越小，则使钢结构丧失承载能力所需的温度越高。

（二）防火涂料类型

1、膨胀型涂料

膨胀型涂料又称薄型防火涂料，其特点为涂层在受热时会膨胀发泡，从而形成一个比原有涂层厚度多几十甚至几百倍的具有耐燃性质的海绵状炭质隔层，从而阻断火焰对于钢材的直接灼烧，实现延缓钢构件升温的保护目的[2]。在应用上，此类涂料多用于耐火极限在2h之内的钢构件中，其优点在于，自重较轻、施工简便、耐腐蚀、装饰及防潮效果较好。

2、非膨胀型涂料

非膨胀型涂料又称厚型防火涂料，其主要利用防火材料本身所具有的不燃性、隔热性与低导热性等性质，实现火灾中对于钢构件的屏蔽与热辐射的阻隔等作用。此类涂料多用于耐火极限在2h以上的钢构件中，其优点在于耐火时间长，具有良好的环保性能。

3、室外型涂料

室外型涂料在耐久性与防腐蚀性方面的要求极为严格，要求其在室外环境下可以实现不起皮、不开裂与不脱落，另一方面，需要确保其在使用过程中不会出现粉花与变色等现象。目前，由于受到技术层面的限制，我国所使用的室外型涂料绝大多数属于厚型防火涂料。

二、存在的问题及解决措施

（一）镀锌钢檩条黏结问题

在钢结构厂房（仓库）的建设过程中，屋面的钢檩条大多数使用热镀锌的方式进行处理，以确保其耐腐蚀性与防锈性能。然而，在实践过程中发现，镀锌层和防火涂料之间的黏结力往往不够，因此，在镀锌钢檩条表明直接刷涂防火涂料往往难以达到预期效果，很容易出现涂料剥落或者附着不均匀的现象。

针对该问题，根据分析后得出，为了更好地实现镀锌钢檩条与防火涂料之间的黏结，在施工过程中，应首先对镀锌钢檩条的表面进行预处理，去除其表面附着的油脂与腐蚀性物质，从而实现黏结力的增强与防火涂料使用寿命的延长[3]。

（二）非膨胀性涂料荷载问题

依照现行的防火规范，钢结构建筑的耐火等级属于一级时，钢梁所具有的耐火极限应该为2h，钢柱所具有的耐火极限应该为3h。因此，钢结构厂房的钢梁和钢柱都应采用非膨胀型涂料。根据相关数据，我国使用的非膨胀型涂料的干密度约为650kg/m3，则刷涂涂料后，钢梁的自重将大幅增加，而很多工程在设计时往往没有考虑到这部分总量，从而造成了结构存在安全隐患。

针对该问题，在设计工作中，设计师在设计初期应严格注意应用非膨胀型涂料对于建筑结构的自动所产生的影响，从而有效规避潜在风险。

（三）钢结构围护安装问题

在钢结构的建筑内部，大于2h的钢构件需要使用非膨胀型涂料，因此，绝大多数厂房的钢柱都需要采用此类涂料[4]。根据相关参数可知，耐火极限为2.5h的钢构件所需的防火涂料厚度约为25mm，然而，在对钢结构进行围护设计时，大多数情况下，钢柱和墙面之间的预留空间大约为20mm，如果此空间需要进行内墙板的安装，内墙板的厚度约为15mm，则剩余的5mm空间无法满足技术标准对于基本厚度的要求，从而导致无法通过消防验收情况的出现。

针对该问题，目前提出了两种解决方案，一种是在设计初期进行商定，在内墙板和钢柱之间预留出足够的空间，另一种是钢柱的位置不设内板，在设计过程中增加钢柱和墙内板之间的收边节点。

（四）涂料的美观度问题

在施工方法上，非膨胀型涂料的粉刷方法与腻子的粉刷方法相似，粉刷过程中无法进行调色，且质地较为粗糙，干燥后整体颜色呈中灰色，类似于混凝土，其外观与金属墙面、薄型涂料以及一般油漆构件等设施不够协调。

针对该问题，采用的解决方案为，施工方可根据实际情况与建设方的要求，在防火涂料外侧用普通墙面涂料进行粉刷。由于此方法增加了施工成本，因此，在施工前，双方应就该问题进行协商。

结语：

随着工业领域的不断壮大，防火涂料在钢结构建筑中具有广泛的应用，是建筑工程消防工作中重要的组成部分。本文从钢结构本身所具有的受热特性与防火涂料的原理入手，根据相关规定，对钢结构建筑中存在的相关问题进行了详细的分析，并从设计及施工方面入手，提出了行之有效的解决措施，为钢结构建筑消防安全系数的进一步提升奠定了相应的基础。