淺議鋼結(jié)構(gòu)的防火處理措施

李小梅

摘要：鋼結(jié)構(gòu)的建筑物往往給人帶來很強的現(xiàn)代感，鋼結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)建筑大跨度、造型美觀的要求，并且隨著經(jīng)濟發(fā)展，許多輕鋼結(jié)構(gòu)的建筑物如雨后春筍，因此鋼結(jié)構(gòu)被廣泛運用在單層、多層廠房、庫房及高層建筑中。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；材料

鋼材是一種不會燃燒的建筑材料，它具有抗震、抗彎等特性。在實際應用中，鋼材既可以相對增加建筑物的承載能力，也可以滿足建筑設(shè)計美感造型的需要，還避免了混凝土等建筑材料不能彎曲、拉伸的缺陷，因此鋼材受到了建筑設(shè)計人員的青睞。但是，鋼材作為建筑材料在防火方面又存在一些難以避免的缺陷如：鋼材是熱的良導體，不耐火，它的機械性能，如屈服點、抗拉及彈性模量等均會因溫度的升高而急劇下降。鋼結(jié)構(gòu)在溫度作用下變化的趨勢是：隨著溫度的升高，鋼材的強度會降低，變形增大。在 200℃ 以內(nèi)，鋼材性能基本沒有什么變化； 430℃～540℃之間，屈服點和極限強度顯著下降；溫度達到 600℃ 時幾乎完全失去強度、失去承載能力，而明火焰的溫度通常在700～2000℃之間，遠遠超過鋼材的承受能力。一般不加保護的鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限為15分鐘左右。這一時間的長短還與構(gòu)件吸熱的速度有關(guān)。要使鋼結(jié)構(gòu)材料在實際應用中克服防火方面的不足，必須進行防火處理，其目的就是將鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限提高到“建筑設(shè)計防火規(guī)范GB50016-2006”規(guī)定的極限范圍。

防止鋼結(jié)構(gòu)在火災中迅速升溫發(fā)生變形塌落，其措施是多種多樣的，幾種鋼結(jié)構(gòu)防火措施如下：

1 涂刷防火涂料法

在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中，涂刷防火涂料是設(shè)計首選的一種方法。涂刷在鋼結(jié)構(gòu)表面防火涂料，能形成耐火隔熱保護層，以提高鋼結(jié)構(gòu)耐火極限，防火涂料分為厚型、薄型、超薄型等幾種：室內(nèi)裸露鋼結(jié)構(gòu)、輕型屋蓋鋼結(jié)構(gòu)及有裝飾要求的鋼結(jié)構(gòu)，當規(guī)定耐火極限在1.5h及以下時，宜選用薄涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。室內(nèi)隱蔽鋼結(jié)構(gòu)、高層全鋼結(jié)構(gòu)及多層廠房鋼結(jié)構(gòu)，當規(guī)定其耐火極限在1.5h以上時，應選用厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。露天鋼結(jié)構(gòu)，應選用適合室外用的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。厚型涂料又稱為非膨脹型涂料，厚度一般在 7mm～50mm之間，其主要成份為無機絕熱材料，遇火不膨脹，自身具有良好的隔熱性。該種涂料呈顆粒狀，施工方法為噴涂，高溫時依靠涂料本身的厚度及較低的導熱率起到對鋼構(gòu)件的隔熱作用。薄型和超薄型涂料又稱為膨脹型涂料，厚度一般為1mm～3mm ，該種涂料涂層較薄，有一定裝飾效果，屬于現(xiàn)代的先進防火技術(shù)措施。施工方法可噴可刷，高溫時會自發(fā)膨脹，形成比原涂層厚度大十幾倍到數(shù)十倍的多孔碳質(zhì)層，保護鋼構(gòu)件。我們在單層輕鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中經(jīng)常使用LG 防火隔熱涂料，保護層厚度 1.5cm 的鋼梁，其耐火極限可達 1.5h，遠遠超過無保護層鋼梁 0.25h 的耐火極限。

2 發(fā)泡防火漆法

防火漆是由成膜劑、阻燃劑、發(fā)泡劑等多種材料制造而成的一種阻燃涂料。防火漆與一般油漆相比，在物理性能方面基本一樣，不同的是它干燥以后，漆膜本身不易燃燒，遇火時，能推遲火焰延燒到涂漆的可燃物上，具有一定的防火性能。

3 外包保護層法

采用防火材料將鋼構(gòu)件完全封閉起來，通常采用的是混凝土、耐火磚或防火板。用混凝土制作外包層時，可以在鋼結(jié)構(gòu)上現(xiàn)澆成型，且可以采用鋼筋或鋼絲網(wǎng)來加強，保護混凝土外殼的強度，限制收縮裂縫，也可采用預制板，固定在鋼結(jié)構(gòu)上做為保護層。 目前國外還廣泛采用噴射無機纖維防火護層材料，這種方法尤其適用于耐火極限要求比較高的高層鋼結(jié)構(gòu)的防火保護。

4 水冷卻法

在空心鋼構(gòu)件內(nèi)充水，采用循環(huán)水進行冷卻是抵御火災最有效的方法之一。當溫度上升時，空心鋼構(gòu)件內(nèi)的水可帶走大量的熱，受熱的水經(jīng)冷卻降溫循環(huán)使用或經(jīng)外部引入冷水引出熱水，從而使鋼構(gòu)件在火災時保持較低溫度。這種技術(shù)在國外被廣泛地使用在鋼柱的防護中。

5 徹底屏蔽法

用耐火材料組成的構(gòu)件將鋼結(jié)構(gòu)徹底屏蔽，是最經(jīng)濟的保護方法。比如將鋼結(jié)構(gòu)隱藏在防火墻體內(nèi)或耐火材料頂棚中。采用這種方法在不增加鋼結(jié)構(gòu)本身耐火材料、不采取其他防火手段、不增加成本的前提下就可以大大提高其耐火性能，達到防火要求。這是一種最為經(jīng)濟的防火方法。隨著鋼結(jié)構(gòu)的廣泛應用，我們在設(shè)計時，要加大對其的防火保護，采取適當、有效的防火措施，以增強鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐火極限，滿足建筑功能要求的耐火等級。