钢结构建筑防火保护的关键问题及对策解析

■ 姚洪亮 保定市蠡县消防救援大队

我国现有建筑中很多都是钢结构建筑，例如大多数高层建筑、展览馆、体育馆、工业建筑以及大框架的交通建筑等。一旦未进行充分防火保护的钢结构建筑发生火灾，在高温天气下大约15min 就可能发生坍塌，造成不可估量的损失。为此，一定要加强对钢结构建筑的防火保护，确保钢结构建筑的安全，最大限度避免火灾事故的发生。

一、钢结构建筑自身危险性

（一）钢结构建筑耐火性较弱

钢结构建筑的耐火性较弱，耐火极限相对较低。当钢结构建筑构件的温度上升到350℃时，钢结构建筑的强度将降低30% 左右；当温度上升到500℃时，强度将降低一半；当温度上升到600℃时，强度将降低70%左右。当温度达到500℃时，钢结构建筑将失去平衡性与稳定性。在钢结构建筑发生火灾时，通常最低温度在800℃左右时，钢结构建筑会失去稳定性，造成建筑坍塌。

（二）钢铁导热性较好，隔热性较差

钢铁是钢结构建筑的主要原材料，对于钢筋混凝土建筑、砖混结构建筑而言，由于钢铁具有较好的导热性和较差的隔热性，在建设过程中必须要做好防火保护。如果在建设钢结构建筑时，未在钢铁构件上涂抹隔热层，发生火灾时钢铁构件的温度会迅速升高，形状也会发生改变，甚至发生坍塌，严重威胁人们的生命财产安全。

（三）钢结构建筑构件耐腐蚀性较差

对于一些钢铁结构的工业建筑而言，部分工厂车间生产的产品具有一定的腐蚀性，腐蚀气体在车间内挥发以后，将会对钢铁构件造成一定的化学腐蚀，缩短工厂车间的使用寿命。除此之外，钢结构建筑的构件可能发生电化学腐蚀，当空气的湿度超过60% 时，将加剧钢结构建筑构件的电化学腐蚀，从而严重影响钢结构建筑的安全性。

二、钢结构建筑防火保护中存在的问题

（一）钢结构建筑防火保护的设计不够恰当

钢结构建筑的设计与施工要以设计院给出的图纸为依据。在设计钢结构建筑时，通常会利用一些较为特殊的消防设计，但部分钢结构建筑防火保护的设计不够恰当。例如，在设计钢结构建筑时，不仅对建筑的美观性和施工周期等有着明确要求，还在设计中指定相关钢铁构件要通过涂刷膨胀型钢结构防火涂料达到防火保护的效果，在涂刷该防火涂料时，通常要确保涂刷厚度小于5mm。一旦发生火灾，该防火涂层会膨胀到原涂层厚度的5 倍以上，形成致密的炭质层，以此保护钢铁构件。但现阶段的钢结构建筑防火涂料市场中存在假冒伪劣产品，如果使用这些涂刷钢铁构件，当钢结构建筑投入使用一段时间后，其防火保护涂层很可能会失效。

根据GB 14907-2018《钢结构防火涂料》，可以将膨胀型钢结构防火涂料划分为两大类：第一类是水基性钢结构防火涂料；第二类是溶剂性钢结构防火涂料。如果在设计钢结构建筑时选择水基性钢结构防火涂料很可能受到天气的影响，在涂刷完两天时间内出现涂层剥落的情况。如果在设计钢结构建筑时选择应用溶剂性钢结构涂料保护钢铁构件，那么含有的有害物质量一般不符合相关规定要求的限量标准。由此可见，在长期使用中不仅存在较大的防火安全风险，还很难达到相关规定的要求。

（三）检测工作的开展与相关法规的要求不符

一些钢结构建筑防火保护检测工作人员缺乏对检测工作重要性的认识，对工作不够负责，存在与施工人员、监理单位一同弄虚作假的情况。据相关调查了解，部分检测工作人员并不具备钢结构建筑检测专业资质，不能准确把握钢结构建筑中对构件类型和耐热性的要求。很多分包施工单位都由委托第三方检测机构检测。检测机构为了获取更多的利益，忽视非膨胀型涂料涂刷厚度不达标或膨胀型涂料膨胀失效的情况，依旧为分包施工单位出具合格的检测报告，显然是违反相关法规的行为，会导致钢结构建筑投入使用后的安全性难以得到保障。

（四）验收时忽视了钢结构的防火保护

目前，虽然我国很多地区验收钢结构建筑时加入了对钢结构防火保护质量的验收，也将其纳入消防验收中，制定了明确的验收流程与标准，但有些地区尚未全面检查钢结构建筑的防火保护，就纳入验收程序中，导致一些施工单位在建设钢结构建筑时，不重视钢结构防火保护施工，存在敷衍了事的情况，甚至有些施工单位为了节省施工成本、扩大自身效益，未进行钢结构建筑防火保护，给建筑后期的使用埋下较大的安全隐患。

二、加强钢结构建筑防火保护的有效对策

（一）增加防火保护层

在建设钢结构建筑时，可以在钢结构材料外表利用喷涂或现浇成型的方式形成外包层，以此增加钢结构材料的防火保护层。现浇成型方式和钢丝的混合应用可以增加钢结构材料的韧性，对收缩裂缝具有很好的限制作用，还可以进一步提高钢结构材料的强度。在施工现场利用喷涂法进行钢结构防火保护时，可以利用砂泵处理钢结构表面，在钢结构的表层形成一层新的防火保护层。也可以通过防火包装、玻璃棉毡等具有较高性价比的柔软棉质，在钢结构材料粘贴一层保护层，从而提高钢结构材料的防火能力。

（一）在设计钢结构建筑阶段选择恰当的防火保护措施

设计人员在设计钢结构建筑时，应总结部分不做防火保护钢结构建筑的案例，全面了解相关高大钢结构建筑防火保护设计方面的规定，明确判断钢结构建筑潜藏的各种火灾隐患与建筑安全的关系。

在设计钢结构建筑的初期阶段，要综合分析防火保护方式，为施工单位推荐一个具有耐久性的防火保护方式。钢结构建筑的使用年限通常不低于50 年，钢结构构件一般都比较隐蔽，一旦防火保护措施失去效果，后期就很难进行维修。即使可以维修，通常要暂停建筑内设备的运行，让内部人员撤离现场。因此，在设计钢结构建筑时，不仅要严格按照相关法规条文的规定设计防火保护措施，还要全面分析钢结构建筑在投入使用后防火保护措施的耐久性，避免后期出现维修的情况。

如果通过涂刷涂料的方式进行钢结构材料的防火保护，室内的钢结构材料可以选择涂刷具有较好耐久性的优质非膨胀型防火涂料或水性防火涂料。对于室外处于较为恶劣环境中的钢结构材料，可以选择使用膨胀型钢结构防火涂料，例如环氧类涂料。按照相关规定的要求，对于耐火极限在1.5h 以上的钢结构构件，可以选择使用环氧类或非膨胀型涂料，这两种防火涂料具有较好的耐久性，符合钢结构建筑使用年限的要求。目前，国外的一些优质防火涂料在钢结构建筑工程中的应用已有了20 年以上的时间，且保持得很完整，发挥着防火保护的重要作用。

（二）在施工阶段做好防火保护的检测

要想保证建筑工程的建设质量，就要在实际建设建筑工程的过程中，利用完善的要求标准和相关法律法规全面监督整个施工过程，对于钢结构建筑而言，尤其要加强对钢结构建筑施工阶段防火保护的检测。一方面，要监督防火保护材料的采购途径；另一方面，借助第三方检测单位监督防火保护的施工方式，要求施工人员必须严格按照防火保护材料厂家规定的施工方法和施工标准进行施工。第三方检测单位应深入施工现场，随机检测防火保护涂料类型的选择以及涂层的厚度。对于出现开裂和剥落的防火保护涂层而言，要及时清理干净，再重新进行防火保护施工。在防火保护材料进入施工现场时，要进行严格检查，坚决不准许质量不达标或假冒伪劣的防火保护涂料进入施工现场。同时，还要加强对施工现场防火保护施工的监督，避免出现偷工减料的施工问题，确保钢结构建筑防火保护施工保质保量地完成。

（三）对检测工作人员提出明确要求

现阶段，我国未针对钢结构建筑防火检测工作人员的资质提出明确要求，但作为检测工作人员必须具备基本的岗位工作能力，例如，准确分辨钢结构构件名称、位置、耐火极限要求的能力。为了保证钢结构建筑防火保护的施工质量，有必要对检测工作人员提出明确的要求，首先，检测工作人员在对钢结构建筑进行防火保护检测时，要通过书面记录现场检测的情况。因为钢结构建筑属于隐蔽工程，大部分钢结构构件在施工中会被隐蔽起来，所以要在隐蔽前完成检测工作，并利用视频的方式完整记录检测的过程，避免出现纸质检测记录弄虚作假的情况。同时，检测人员要积极配合设计人员，对于耐火极限不同的钢铁构件喷涂上不同的色块，特别是对一些特殊承受位置的钢铁构件，更要有针对性地进行检测，以此保证钢结构建筑的防火保护效果。

（四）制定明确的钢结构建筑维修标准

在钢结构建筑投入使用后，随着时间的不断推移，很可能需要维护与维修，为了促使钢结构建筑日常使用中进行防火保护检定与维修时有章可循，要制定明确的钢结构建筑维修标准。例如，对于钢铁构件的防火保护层失效的维修，可以选择在原有防火涂层的基础上重新涂刷一层新的防火涂层，也可以将原有的防火涂层先铲除掉，再涂刷上新的防火涂层。而维修隐蔽的钢铁构件时的难度较大，应加强与检测工作人员的配合，通过查看检测视频资料，判断其是否需要进行维修。

（五）构建完善的钢结构建筑使用与维护策略

钢结构建筑在投入使用后，为了保证防火保护的效果，要构建完善的钢结构建筑使用与维护策略，合理制定维护计划和使用标准。通过运用先进的信息技术，记录防火保护层在建筑日常使用中出现的问题，加强对钢结构建筑使用过程中防火保护层质量的监督与管理，科学判断防火保护层的使用年限、维护周期和更换时间等。

在具体构建钢结构建筑使用与维护策略时，应通过调研方式，记录现阶段已有的钢结构建筑防火保护层的问题，并针对不同的防火保护方式划分等级，明确不同防火保护方式的使用年限，从而更加科学、合理地制定钢结构建筑使用与维护策略。

四、结语

综上所述，目前我国很多工业建筑、公共建筑等采用的都是钢结构建筑，由于钢材料具有较好的导热性、升温速度较快而耐火性较差，所以发生火灾时，很可能改变建筑的形状，甚至出现建筑坍塌的情况，造成不可估量的损失。因此，在设计钢结构建筑时，要针对防火保护方式提出建议和意见，并在具体施工的过程中，加强对钢结构材料防火保护施工的监督，保障防火保护施工的效果，加强对防火保护的检测，确保防火保护的质量。同时，避免在钢结构建筑投入使用后出现防火保护失效的情况，确保建筑内人们的生命与财产安全。另外，为了保证钢结构建筑防火保护的效果，还要制定完善的钢结构建筑使用和维护策略，最大限度确保防火保护的寿命周期。