钢结构建筑防火措施分析

彭 轲

(江西省南昌市红谷滩新区消防大队，江西 南昌 330009)

当前,钢结构建筑的结构形式被十分广泛地应用,和其他形式建筑结构相比,钢结构建筑主要具有工业化的程度高、环保的效果好、施工的周期短、重量轻、抗震的性能好等优势,且还要符合我国的国民经济规定和可持续发展的要求。但是对钢结构的建筑设计来说,要全面做好钢结构防火的保护。钢材成为钢结构建筑中的最主要建筑材料,属于一种不燃烧材料,可是钢材的本身就是热良导体,十分容易传导热能。一般来说,当温度超过了260℃以上,钢材料的极限强度与屈服点就会显著的下降,如果温度达到了650℃以上时,钢材自身的强度可以近似的等于零,这样就使钢材丧失了承载能力,导致钢材出现过大变形不能再继续工作。因此当使用钢材成为钢结构建筑最主要的构件时,一定要根据它的热力学特点,加强对钢结构防火采取有效的保护措施。

一、钢结构建筑火灾的危险性

钢结构建筑最主要的缺点就是耐火性能较差。如果没有对它进行防火处理,即使钢材的本身不会遇火而燃烧,可是遇到了高温之后它的强度就会迅速的下降。钢结构建筑在发生火灾之后,灭火救援的难度大,如果没有做防火保护的钢结构建筑,遇火耐火最多只有15分钟,不利于初期的灭火,加之钢结构建筑发生火灾时容易产生出大量热量与烟雾,消防人员根本不容易深入到建筑的内部去堵截,就只能采用外围的水枪喷洒降温。钢结构的建筑一旦遇到火灾就易发生变形倒塌,这样很容易造成群死群伤。而且,钢结构的建筑内部也是人员密集的场所,如果火灾发生的时候,造成慌乱导致肓目疏散,根本不利于安全疏散。

二、钢结构建筑防火的基本要求

要确保钢结构的建筑安全,就要对钢结构的建筑采取有效防火的措施,进而就可以提高钢结构的建筑耐火极限,使用性能可靠和经济合理的钢结构建筑,钢结构建筑另一个重要的防火防护途径就是涂料。

(一)环保效果要好

要求钢结构的建筑防火材料在使用和施工,以及火灾发生时候,都不能产生出有害的气体,不能产生出危害人体的健康的有害气体。目前,室内空气污染已经成为了危害公众健康主要因素之一。加之,防火涂料在遇火保护钢材的基材同时,其中的阻燃成份就会释放出一些有毒的气体。当这些有毒、有害的气体浓度超过人体最大的忍受极限,会给没有来得及逃离火灾现场之人造成伤害。

(二)绝热性能要好

钢结构的建筑钢梁和钢柱,其防火一般按一级防火的要求,钢柱的耐火极限是3小时,钢梁的耐火极限是2小时,二级的防火要求,钢柱的耐火极限是2.5小时,钢梁的耐火极限是1.5小时。如果结构的表面长期受到辐射热高达150℃以上,或在短期内受到火焰的作用时,应该采取有效的防护措施,用来保证钢结构在使用的期内安全且可靠。

三、钢结构建筑防火的方法和措施

钢结构的建筑防火保护有很多方法,但是主要有喷涂法、水淋、包敷法及充水冷却法几种比较常见方法,所有的方法都是为了降低热量的传递速度或者带走热量,进而可以推迟钢结构的建筑温升和强度变弱的时间。

(一)钢结构的包敷法防火

包敷法主要是用固体耐火的材料将钢结构整体彻底包起来。固体的耐火材料不但有不燃性,还有较大热容量,将它用作耐火的保护层就能让构件升温减缓。目前,工程当中一般多采用无机防火板,用这个材料对钢结构包裹,比如使用硅酸钙板、石膏板、蛭石板等,这方法具有损耗较小,成本较低,施工比较方便,而且施工周期短等优点。

(二)钢结构的喷涂法防火

所谓的喷涂法,就是在钢结构的表面上涂一层防火的涂料,进而让钢结构上形成一层保护膜,提高钢结构的建筑构件耐火极限。这种的防火原理:涂层对钢基材主要起屏蔽的作用,让钢结构不会直接就暴露在火焰的高温中;而且涂层吸热之后,部份物质因为分解会放出水蒸气和其它的不燃气体,就会起到消耗热量的作用,降低了火焰的温度与燃烧的速度,而且稀释了氧气的作用;而且,涂层的本身多孔轻质与受热后就形成了碳化泡沫层,能够延缓热量朝钢基材传递时间。

(三)钢结构的充水冷却法防火

钢结构的充水冷却,就是往空心的封闭柱中充满水,出现火灾的时侯,构件就会将从火中吸收来的热量传给柱中的水,再通过水的蒸发来消耗热量或者通过循环将热量导走,这样的构件温度是可以保持到100℃左右。其实,钢结构充水冷却法的工作原理,就相当于将构件当成盛满水的容器。烧水一样地加热容器,而容器中的水会不断被蒸发掉。当然只要钢结构的柱中有水,就会将构件吸收的热量不断地耗掉或者导走。这样,温度就不会过高进而影响到钢结构的强度。冷却水是由供水的管网提供的。如果柱的高度过大之时,就可分成几个循环系统,这样才能防止柱底的水压过大,还可以防止锈蚀或者水的冰结,因此水中就应掺入阻锈剂与防冻剂。而蒸气且由排气口排出去。充水法是通过水气来蒸发散热的,还借水的温差来形成循环,将热量导向到非火灾区内温度较低的柱中,进而使构件能够保持较低温度,这样才能够保证钢结构的安全。

(四)钢结构的水喷淋法防火

所谓的水喷淋法,就是在钢结构的建筑结构上部设置了水喷淋管网与喷头。当钢结构的建筑发生了火灾的时候,水喷头受热之后就会自动的打开向建筑构件喷水了,这样就使建筑构件的表面形成了连续流动水膜,就可以带走大量热量,让钢结构的构件温度不会过高,这样就可以提高结构耐火极限。

四、结语

钢结构的建筑不但丰富了建筑结构的形式,而且还为人们提供大量丰富多彩的建筑类型,就会给人们一种美妙视觉效果。同时,也为建筑的艺术发展提技术支撑。目前,随着我国经济与技术的发展,人们对建筑的安全要求是越来越高了,对各种灾害防范工作也是日益重视,特别是火灾。加强钢结构的建筑材料耐火的性能,就使钢结构的建筑材料自身阻止火灾的发生或者蔓延,这就是钢结构的防火保护研究与发展的重点。只要我们能够重视防火的保护问题,不断的研究、探索防火的新材料和新工艺,这样才能够扬长避短,就可使钢结构的建筑更为广泛的使用。

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