关于钢结构厂房的建筑防火设计

摘要：在建筑工程建设施工设计中，建筑防火设计是不可缺少的一个部分。有效的建筑防火设计能够增强建筑项目的质量和安全，特别是对于耐火性不高的钢结构工业厂房而言，提升建筑防火设计至关重要。笔者结合多年工作经验，深入分析钢结构厂房的建筑防火设计，希望给相关专业人员提供借鉴与参考。

关键词：钢结构厂房;防火设计;耐火性

1 引言

在当代建筑行业中，钢结构的地位日益提升并且是目前建筑行业的主要结构形式，推动了建筑行业的快速发展。钢结构具有诸多优点，像承载力强、施工时间短等，奠定了其在行业中的地位。在平常我们可以看到钢结构广泛运用于巨型、高层建筑中，像环球金融中心、东方明珠等。但是除了上述优点，其也存在一定缺陷，例如钢结构的耐火性差、人员疏散比较困难[1]。因此，在对钢结构厂房进行设计的过程中，一定要考虑到防火设计，要使用科学有效的防火策略，防止火灾的发生，从而使钢结构厂房得到更有效和长期的使用，保证人们的生命财产安全。

2 钢结构厂房概述

2.1钢材特点

钢材作为钢结构厂房中的必备构成材料，有着不同的优缺点。钢材最大的优势在于其高强度，尤其是跨度大、承载力强的构件。并且钢材作为一种结构简单、不可燃材料，加工过程简单，可以大批量的加工生产，这能够有效降低钢材生产成本，迅速满足市场需求。而钢材相对于钢筋混凝土而言，在地震中具有更好的表现并且对环境更加友好，更加绿色环保。但是钢材也有其不足之处，就是其耐火性比较差。当发生火灾或者是环境温度升高时，钢材会立刻变形，它的强度和平稳性会急剧下降，造成楼房坍塌。这最终会造成人员伤亡、财务损坏，损害厂房的经济效益。对处于无修饰状态的钢材来说，只要所处温度超过500摄氏度，其性能就会遭到破坏和改变。而厂房被破坏的程度与温度成正比，温度越高，受到的影响越大[2]。

2.2钢结构厂房特点

就钢结构厂房来说，其材料具有较高的强度，通常应用于大跨度、大荷载的构件结构。而由于钢材是钢结构的主要材料，钢结构的加工比较简单、生产速度快，能够在短时间内进行大量生产。这能够降低项目周期，节省施工费用，提升施工的效率。并且相对于钢筋混凝土，钢材有着更大的重量，具有更强的负荷力，更加适用于地基承重较低地区、地震烈度较高地区，减少坍塌事件。另外钢结构本质上是一种绿色建筑，可以进行循环利用，有利于保护环境。这是由于钢结构所使用的钢材自身就达到了高强度、高效能要求，所以不必像其他材料一样进行制模施工。

2.3钢结构建筑物厂房耐火特点

虽然钢材自身不会燃烧，但是钢材的耐火性差。钢材的耐火性能甚至比平时的木桩还要更差，只能坚持十五分钟。根据数据表明，随着温度的升高，钢结构强度也会逐渐下降。当温度达到350摄氏度，钢结构强度降低1/3，温度达到600摄氏度，其强度降低2/3。这是因为钢材内部在温度高时会出现质的改变，导致原有的承重性能产生变化。按照有关理论，当其温度超过500摄氏度，就会丧失其原本的平衡稳定性。而当火灾发生时，温度一般超过800摄氏度，但低于1000摄氏度。这意味着钢结构在火灾发生时必然会发生变形的情况。在15分钟之后，将会发生坍塌事故。钢结构厂房不仅耐火性差，还不利于人员的疏散。因为钢结构厂房一般空间大，面积广，有利于火势的蔓延。一旦没有相应的防火设计，钢结构就会迅速坍塌，危及人员财产安全。

3 钢结构厂房防火设计

通过分析钢结构厂房的优缺点，可以看到对其进行合理的防火设计是非常必要的。这可以保护钢结构，防止其在火灾发生时出现变形的情况并保持其平稳性，从而挽救生命财产安全，降低不必要的经济损失。根据钢厂的耐火性能，在防火设计中弄清楚建筑物的火灾风险和耐火性能。之后根据我国消防设计规范，弄清楚建筑梁柱的耐火性能和钢厂的类别。最后根据上述情况综合判断对厂房进行防火设计过程中，防火涂料有没有必要，确定合适的使用数量，从而保证钢结构厂房有着优秀的耐火表现 [3]。

3.1对钢结构喷涂防火涂料

防火涂料的使用要视情况而定，因为不同钢结构建筑的防火性能有高低之分，不能采取一刀切的做法。例如像民用建筑和公共建筑的钢结构，防火涂料的使用是必须的。而针对这类建筑和构件的耐火性，应該适用薄型的防火涂料。同样针对有着装饰性功能的建筑结构部分，最好也使用薄型防火涂料。防火涂料的使用数量不能照搬，也不能随意设置，而是需要根据实际情况进行实际的测试进行确定。这样才能使防火涂料的作用得到更好的发挥，更好地保护钢结构建筑。涂抹的防火涂料一定是有益的，有利于增强钢结构的防火性，保持其在火灾中的平衡稳定性。目前市场上的防火涂料根据厚薄度可以分为两种，薄质涂料与厚质涂料。市面上的薄质涂料厚度要小于七十微米。薄涂料是通过吸收火灾时产生的热量而起到防火作用，从而阻止钢结构周围的温度，防止钢结构平衡稳定性的下降，在火灾发生时发挥良好的防火保护功能。薄涂料的好处还在于它使用的数量比较少，能够减少给钢结构产生的负重，还能够起到美化作用。因此薄涂料比较适用于那些面积小、形状复杂的钢结构。相比于薄涂料，厚涂料的厚度一般在8-50毫米。与薄涂料起作用的方式不同，厚涂料并不会在吸收热量后产生膨胀发泡的现象。但是这并不意味着厚涂料无法起到相应的防火作用，厚涂料的中间涂层材料有着低导热性，能够使钢结构自身的温度增长速度放缓，从而防止钢结构的稳定性下降。

3.2对钢结构喷涂发泡防火漆，进行外包防火层保护

发泡防火漆是一类常见的防火涂料，它的组成成分包括几种不同的材料，包括成膜剂、发泡剂。虽然发泡防火漆也是油漆的一种，但是它与一般的油漆并不相同。当钢结构被涂上一层发泡防火漆后，钢结构表面会产生一层漆膜。这层漆膜不容易进行燃烧。因此当火灾发生时，其可以通过减慢可燃物的燃烧速度，来阻止火势的蔓延，为灭火争取到更多的时间，避免更大的损失。并且在防火设计中，也要根据不同的钢结构，使用不同的方法，例如现浇成型法、表面喷涂法。拿第一种方法来说，首先要按照比例对混凝土进行调配，提高其压实度。然后对钢结构表面进行二次处理。再处理的目的是为了增强钢结构外层的强度。通过利用一些材料进行加固，避免混凝土产生破裂。一旦出现质量问题，混凝土就不能发挥其原有的作用。就第二种方法而言，不同于现浇成型法，而是通过对钢结构表面涂抹能够增强强度的材料，比如说石灰水、石膏砂。在涂抹过程中添加一些珍珠岩、石棉，效果会更好。

3.3钢结构厂房出口防火设计

除了防火涂料的使用，还需要对建筑内部的安全出口大致位置和数量进行确定。在设计安全出口时，要仔细考虑到厂房内各处到安全出口的实际距离。除了要符合相关规定，还要检查紧急出口与最远工作场所之间的距离，最终来确定仔细审核疏散门的大小、方向。疏散门的设计要能使人员逃生时需要的时间降到最短，并且尽量提供数量多的楼梯。为了达到这一目的，就需要了解疏散楼梯与走廊、紧急出口间的距离以及各自数量。设计的过程中要在这些重要逃生地方安装疏散指示标识。并且要了解走道两侧墙体的耐火性能。另外还需要对钢厂梁柱合理使用防火涂料，增加耐火期限，为火灾逃生和救援提供更多的时间[4]。

3.4钢结构厂房防火门窗设计

防火门窗施工时，内角两侧门窗间距要大于4米，如果门窗与防火墙之间距离近，开口高度要大于2米，不可燃物耐火大于0.9小时，窗扇处采光窗不受距离约束，这一点也适用于防火墙。按照防火门的相关规定，防火门需要是甲级防火门，但在现实生活中，甲级防火门较少使用，但乙级防火门，必须尤其注意。针对非开放楼梯的门窗，不仅要安装弹簧门，还要设置消防房的门和灭火设备。但管道井乙类电缆井的检修门不能依据乙类防火门来安装，应按丙类防火门。在一些特殊情况下甲、乙类钢厂必须分开设计，并合理调整泄压装置。

4 钢结构厂房分区防火

防火分区对于保障钢结构厂房安全，避免火灾事故出现是非常重要的。这样可以在火灾发生时，对火灾进行更好的控制，防止火势的迅速蔓延，为消防队救火创造更多的时间，从而避免火灾带来的各方面损失以及减少人员伤亡。防火分区实际上就是通过划分一定的区域，并且对这些区域采取一定的措施。这样在火灾发生的时候防火分区能够阻止火势蔓延到更多的区域。在钢结构厂房分区防火中，防火墙的使用非常常见，尤其是在民用建筑中。但是防火墙并不适用于大型的厂房建筑。因为大型厂房的环境比较复杂，往往是具有大型设施。所以在进行钢结构厂房分区设计的过程中，要对厂房进行实地调查，了解不同楼层的空间设置，从而制定出更加合理的防火方式。每一楼层作为一个独立的区域，不同楼层通过楼梯相互连接。楼梯间的门必须要符合B类防火门的规定进行设计和安装。按照不同的功能，可以划分出生活区、生产区等。在厂区宽敞的情况下，生产区和动力区也能看作单独办公区。进行分区时，需要认真遵守有关规定规章，采用a级防火门将两个独立的分区进行隔离，防止火灾发生时火势蔓延。并根据分区特点对控制区和防火分区进行特殊处理。对于A、B、C型钢结构廠房，可适当扩大防火分区的占地面积。

5 结语

综上所述，作为钢结构工业厂房设计工作中的一个关键环节，钢结构工业厂房建筑防火设计是不容忽视的。这能够有效增强钢结构工业厂房质量，确保钢结构工业厂房在使用过程中的安全性和可靠性。所以，在建筑防火设计的过程中，工作人员需要根据厂房本身情况和功能，从不同方面考虑，采取合理的策略，通过科学、合理、精确的防火设计，克服钢结构工业厂房耐火性差的特点，增强厂房安全性，满足人们对美好建筑的向往。

参考文献：

[1] 孙红梅.钢结构厂房的防火设计研究[J].现代经济信息，2015（23）：317，319.

[2] 李津.钢结构厂房防火设计分析[J].江西建材，2016（16）：25-26.

[3] 张国维.高大空间钢结构建筑火灾全过程性能化防火设计方法研究[D].中国矿业大学，2015.

[4] 胡雪梅.探讨大型工业厂房建筑设计[J].建材与装饰，2019（15）：135-136.

作者简介：

廖志高（1977-），男，壮族，广西横县人，本科学历，专业技术九级，长期从事灭火救援和防火监督工作。