鋼結(jié)構(gòu)廠房的防火設(shè)計(jì)淺探

李瑋

【摘 要】在工業(yè)廠房中大多采用鋼結(jié)構(gòu)廠房，對于業(yè)主而言，能夠使投資工期縮短，同時(shí)見效快，構(gòu)件能夠拆裝和重新利用，促進(jìn)環(huán)保，同時(shí)也節(jié)約了資源，所以在現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用越來越廣泛。但是由于鋼結(jié)構(gòu)廠房的缺點(diǎn)是耐火性能較低，其力學(xué)指標(biāo)會隨著溫度的變化而發(fā)生改變，因此在施工設(shè)計(jì)中需要考慮到防火設(shè)計(jì)，本文分析了鋼結(jié)構(gòu)廠房耐火性特點(diǎn)，論述了鋼結(jié)構(gòu)廠房的防火設(shè)計(jì)。

【關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu)廠房；特點(diǎn)；要求；防火設(shè)計(jì)；方法；措施

一、關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)廠房的特點(diǎn)及其防火設(shè)計(jì)要求分析

通過對鋼結(jié)構(gòu)廠房的含義和性質(zhì)分析，從中發(fā)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)廠房具有以下幾方面的特征：首先，鋼結(jié)構(gòu)廠房本身具有的特點(diǎn)，儲存空間大、使用便捷、重量輕。其次，雖然鋼結(jié)構(gòu)廠房被企業(yè)運(yùn)用到防火設(shè)計(jì)中，但是在遇到火災(zāi)時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)廠房也會受到一定的影響，其材料的特性發(fā)生變化。此外，與混凝土相比較，鋼結(jié)構(gòu)廠房的耐火點(diǎn)極低，在高溫作用下，鋼結(jié)構(gòu)廠房的強(qiáng)度會發(fā)生變化。

于鋼結(jié)構(gòu)廠房防火設(shè)計(jì)提出的要求。企業(yè)在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)廠房防火設(shè)計(jì)的過程中，一定嚴(yán)格根據(jù)相關(guān)的要求標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范的進(jìn)行防火設(shè)計(jì)。在進(jìn)行防火設(shè)計(jì)時(shí)，要能注重承重鋼框架、支架、裙座、管架應(yīng)覆蓋耐火層的設(shè)計(jì)。3關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)廠房的防火設(shè)計(jì)的方法的分析

二、影響鋼結(jié)構(gòu)廠房的主要因素分析

鋼結(jié)構(gòu)廠房的強(qiáng)度會隨著溫度的上升而下降，當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)廠房的強(qiáng)度到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)廠房就不再具有強(qiáng)度。即溫度達(dá)到250℃時(shí)，鋼材強(qiáng)度就會開始下降，達(dá)到600℃時(shí)，已經(jīng)是鋼結(jié)構(gòu)廠房的強(qiáng)度最低點(diǎn)，若超過當(dāng)前溫度，鋼結(jié)構(gòu)廠房就會失去本身固有強(qiáng)度，也就是防火性能的喪失。另外鋼結(jié)構(gòu)廠房還具有熱脹冷縮的特性，一旦產(chǎn)生高溫，就會產(chǎn)生變形，這種變形會隨著溫度持續(xù)的時(shí)間而增加變形的程度。

三、鋼結(jié)構(gòu)廠房防火設(shè)計(jì)方法

（一）基于實(shí)驗(yàn)的結(jié)構(gòu)防火設(shè)計(jì)方法

基于實(shí)驗(yàn)的結(jié)構(gòu)防火設(shè)計(jì)方法相對較為傳統(tǒng)，即通過實(shí)驗(yàn)來選擇不同的防火措施。該實(shí)驗(yàn)主要通過針對實(shí)際的鋼結(jié)構(gòu)廠房構(gòu)件在進(jìn)行特定的承載力度以及溫度下進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，了解其在特定的承載力度以及不同溫度下的結(jié)構(gòu)變化，并根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)廠房的不同狀態(tài)采取相應(yīng)的措施。通過這種方式能夠直觀的了解到鋼結(jié)構(gòu)廠房的構(gòu)件在不同的力度下結(jié)構(gòu)變化的程度不大，與之相反的，則是在不同的溫度下，鋼結(jié)構(gòu)廠房構(gòu)件的變化卻頗為明顯。

（二）基于計(jì)算的防火設(shè)計(jì)

基于結(jié)構(gòu)的防火設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)存在著不穩(wěn)定的特點(diǎn)，這種實(shí)驗(yàn)并不具有代表性意義。目前應(yīng)用較多的為基于計(jì)算的防火設(shè)計(jì)，這種防火設(shè)計(jì)方法利用結(jié)構(gòu)分析以及熱傳導(dǎo)的相關(guān)理論來對構(gòu)件的負(fù)載以及防火度進(jìn)行計(jì)算，能夠?qū)崿F(xiàn)防火設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)化，也能夠?yàn)闃?gòu)件承載力度的分配以及防火設(shè)計(jì)提供有效的數(shù)據(jù)。

1.防火措施以及覆蓋度。

首先要確定防火的相關(guān)措施以及當(dāng)前措施的覆蓋程度，努力做到防火措施能夠?qū)?gòu)件進(jìn)行全方位的覆蓋。

2.內(nèi)部溫度計(jì)算。

在進(jìn)行了防火措施后，接下來是進(jìn)行內(nèi)部溫度的計(jì)算。通過設(shè)置鋼結(jié)構(gòu)廠房升溫的微分方程，再進(jìn)行鋼構(gòu)件對外界傳入熱量的吸收值進(jìn)行計(jì)算，最后再對微分方程進(jìn)行求解，能夠得出鋼結(jié)構(gòu)廠房構(gòu)件在不同時(shí)間下的溫度變化。

3.鋼結(jié)構(gòu)廠房的性能參數(shù)。

通過對溫度和承載力度的計(jì)算能夠得出鋼結(jié)構(gòu)廠房構(gòu)件在被兩者同時(shí)作用下所存在的內(nèi)力，從而能夠得出鋼結(jié)構(gòu)廠房構(gòu)件的最大強(qiáng)度以及防火性能極限。

4.對鋼結(jié)構(gòu)廠房構(gòu)件進(jìn)行高溫承載計(jì)算。

通過計(jì)算可以得出鋼結(jié)構(gòu)廠房構(gòu)件在高溫的情況下的承載力度是否還會與普通溫度下的承載力度相同，最終計(jì)算結(jié)果也就是基于計(jì)算的防火設(shè)計(jì)方法的最終結(jié)果。

四、鋼結(jié)構(gòu)廠房防火設(shè)計(jì)措施

（一）主動(dòng)式防火設(shè)計(jì)措施

首先要注重耐火性能，鋼結(jié)構(gòu)廠房耐火性能要提高，保證鋼結(jié)構(gòu)廠房具有較高的耐火性。其次要根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)廠房的實(shí)際情況注重防火區(qū)域的劃分。良好的防火區(qū)域的劃分有助于實(shí)現(xiàn)防火通道、滅火器、報(bào)警器等防火器材的有效分配，便于發(fā)生火災(zāi)時(shí)能夠及時(shí)滅火施救。在鋼結(jié)構(gòu)廠房內(nèi)部要設(shè)置良好的排煙系統(tǒng)，減少因?yàn)闈鉄熢斐傻闹舷⑺劳?。最后是火?zāi)檢測系統(tǒng)的有效應(yīng)用，能夠及時(shí)的感知鋼結(jié)構(gòu)廠房內(nèi)所產(chǎn)生的溫度、煙霧以及火焰，并作出有效的預(yù)警，防患于未然。

另外，也要做好鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件耐火極限設(shè)計(jì)。其內(nèi)容具體如下：二級耐火建筑丁、戊類廠房：梁柱可采用無防火保護(hù)的金屬結(jié)構(gòu)。根據(jù)這一條款可知，所有二級耐火建筑屋面結(jié)構(gòu)和輸送機(jī)棧橋的上部輕鋼圍護(hù)結(jié)構(gòu)均不需要防火保護(hù)。三級耐火等級建筑丙類廠房：具體來說就是煤化工木材加工房、器材庫、棚。三級耐火等級建筑丁、戊類廠房：具體來說就是內(nèi)燃機(jī)車庫、汽車庫、消防車庫、水源及水處理建筑物，這些建筑應(yīng)達(dá)到規(guī)范規(guī)定的耐火極限。變電所以及廠房貼建或內(nèi)置的變配電室，情況比較特殊，如采用鋼結(jié)構(gòu)，其防火設(shè)計(jì)應(yīng)符合《火力發(fā)電廠和變電所設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的要求

（二）被動(dòng)式防火設(shè)計(jì)措施

1.隔熱法。

企業(yè)在對鋼結(jié)構(gòu)廠房進(jìn)行防火設(shè)計(jì)的過程中，可以采用隔熱法，隔熱法在運(yùn)用時(shí)主要是使用耐火材料將鋼結(jié)構(gòu)廠房包裹起來。但是一定要選擇合理的包裹材料，這樣才能產(chǎn)生實(shí)際的防護(hù)作用。常見的包裹材料主要有混凝土、輕質(zhì)耐火混凝土、鋼絲網(wǎng)膜耐火砂漿等，這些包裹材料不僅使用便捷，而且成本較低，具有較強(qiáng)的抗沖擊性，雖然對使用方式?jīng)]有嚴(yán)格的要求，但也存在一定的弊端，包裹過程較為笨重。

2.阻熱法。

阻熱法也是鋼結(jié)構(gòu)廠房防火設(shè)計(jì)的一種較為合理的方法，阻燃法的防火原理主要是阻止熱量的傳遞，這樣當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)廠房遇到火源時(shí)，熱量就不會快速的到達(dá)鋼結(jié)構(gòu)廠房的內(nèi)部。在使用阻熱法的過程中，工作人員要在鋼結(jié)構(gòu)廠房上涂上一層保溫材料和防火涂料，進(jìn)而降低鋼結(jié)構(gòu)廠房的導(dǎo)熱系數(shù)，這樣才能對鋼結(jié)構(gòu)廠房起到保護(hù)作用。

3.導(dǎo)熱法。

在運(yùn)用導(dǎo)熱法展開鋼結(jié)構(gòu)廠房的防火設(shè)計(jì)時(shí)，企業(yè)要根據(jù)導(dǎo)熱法的使用程序，有秩序性的進(jìn)行防火設(shè)計(jì)，這樣的話，防火效果就會更加明顯。首先，工作人員應(yīng)在空心封閉截面中注水，這時(shí)水就給會將鋼結(jié)構(gòu)廠房遇火產(chǎn)生熱量吸收，水會不斷的地蒸發(fā)，散發(fā)熱量，從而維持鋼結(jié)構(gòu)廠房的溫度。雖然導(dǎo)熱法的防火效果較為明顯，但是在實(shí)際生產(chǎn)中卻很難有效的運(yùn)用，而且導(dǎo)熱法在使用的過程中也會受到室外鋼構(gòu)架的限制。因此，企業(yè)需要在對導(dǎo)熱法進(jìn)行創(chuàng)新，提升導(dǎo)熱法的使用性能。

4.噴涂法。

噴涂法就是在鋼結(jié)構(gòu)廠房上面噴涂防火材料，這樣鋼結(jié)構(gòu)廠房就會生成一層保護(hù)層。當(dāng)前，我國常用的噴涂材料主要有厚涂型防火涂料和薄涂型防火涂料，薄涂型防火涂料具有良好的裝飾性能，并且可以運(yùn)用在室內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)廠房中，其涂料遇到高溫會膨脹，這樣耐火極限就會有所提升。因此，在使用噴涂法的過程中，企業(yè)要謹(jǐn)慎選擇防火涂料，提升鋼結(jié)構(gòu)廠房的防護(hù)性能。

五、結(jié)束語

總而言之，提高鋼結(jié)構(gòu)廠房的防火性能是當(dāng)務(wù)之急。在實(shí)際的鋼結(jié)構(gòu)廠房防火設(shè)計(jì)中，要根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)廠房的實(shí)際結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來進(jìn)行設(shè)計(jì)，采取合理的設(shè)計(jì)理念、優(yōu)質(zhì)的材料進(jìn)行有效的搭配，從根本上提升鋼結(jié)構(gòu)廠房的防火能力，為人們的生命財(cái)產(chǎn)安全提供重要保障。

參考文獻(xiàn)：

[1] 霍思錦. 淺談鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計(jì)及施工問題分析[J]. 工業(yè)c， 2015（39）：145-145.

[2] 任莉萍. 淺談鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)現(xiàn)狀及優(yōu)化對策[J]. 建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)， 2015（9）.

[3] 楊琳. 淺談鋼結(jié)構(gòu)廠房的防火設(shè)計(jì)[J]. 城市建設(shè)理論研究：電子版， 2013（5）.

[4] 呂振昌. 淺析鋼結(jié)構(gòu)廠房的建筑防火設(shè)計(jì)[J]. 企業(yè)技術(shù)開發(fā)月刊， 2014（12）：27-28.

[5] 杜輝， 郗奇. 淺析鋼結(jié)構(gòu)廠房的建筑防火設(shè)計(jì)[J]. 建材發(fā)展導(dǎo)向：下， 2016， 14（11）.endprint