鋼結(jié)構(gòu)建筑的防火涂料在設(shè)計(jì)與施工中應(yīng)注意的問題

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正文：

伴隨著社會生產(chǎn)力的提升與城市化進(jìn)程的加快，鋼結(jié)構(gòu)建筑憑借施工便捷、抗震性強(qiáng)以及節(jié)能環(huán)保等優(yōu)勢，逐漸成為了我國工業(yè)建筑的主流[1]。另一方面，近年來物流產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，大量的鋼結(jié)構(gòu)廠房（倉庫）的建筑項(xiàng)目得以新建。然而，由于在耐火性能上鋼結(jié)構(gòu)相對較差，因此，為了有效確保鋼結(jié)構(gòu)建筑在使用過程中的安全，做好其防火保護(hù)工作具有重要的意義。

一、防火涂料的原理及分類

（一）鋼結(jié)構(gòu)升溫速率的影響因素

1、截面系數(shù)

通常來說，鋼構(gòu)件的截面系數(shù)=截面周長/面積，其中，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面周長指得是其暴露在熱源或火災(zāi)中部分的周長，因此，其截面系數(shù)的數(shù)值越小，則其暴露在熱源或火災(zāi)中的部分也就越少，升溫的速度也就越慢，耐火時(shí)間相對越長。

2、構(gòu)件厚度

一般認(rèn)為，厚度也是影響升溫速率的主要因素，對于較薄的構(gòu)件來說，其升溫的速率遠(yuǎn)高于較厚的構(gòu)件。

3、受力形式

在應(yīng)用過程中，由于構(gòu)件的位置與其所具有的功能存在差異，因此，其所承受的壓力、彎曲應(yīng)力以及拉力等作用也有所不同，從而造成了其耐火性能存在一定的差異。

4、靜荷載

大多數(shù)情況下，靜荷載與耐火能力成反比，構(gòu)件的靜荷載越小，則使鋼結(jié)構(gòu)喪失承載能力所需的溫度越高。

（二）防火涂料類型

1、膨脹型涂料

膨脹型涂料又稱薄型防火涂料，其特點(diǎn)為涂層在受熱時(shí)會膨脹發(fā)泡，從而形成一個(gè)比原有涂層厚度多幾十甚至幾百倍的具有耐燃性質(zhì)的海綿狀炭質(zhì)隔層，從而阻斷火焰對于鋼材的直接灼燒，實(shí)現(xiàn)延緩鋼構(gòu)件升溫的保護(hù)目的[2]。在應(yīng)用上，此類涂料多用于耐火極限在2h之內(nèi)的鋼構(gòu)件中，其優(yōu)點(diǎn)在于，自重較輕、施工簡便、耐腐蝕、裝飾及防潮效果較好。

2、非膨脹型涂料

非膨脹型涂料又稱厚型防火涂料，其主要利用防火材料本身所具有的不燃性、隔熱性與低導(dǎo)熱性等性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)火災(zāi)中對于鋼構(gòu)件的屏蔽與熱輻射的阻隔等作用。此類涂料多用于耐火極限在2h以上的鋼構(gòu)件中，其優(yōu)點(diǎn)在于耐火時(shí)間長，具有良好的環(huán)保性能。

3、室外型涂料

室外型涂料在耐久性與防腐蝕性方面的要求極為嚴(yán)格，要求其在室外環(huán)境下可以實(shí)現(xiàn)不起皮、不開裂與不脫落，另一方面，需要確保其在使用過程中不會出現(xiàn)粉花與變色等現(xiàn)象。目前，由于受到技術(shù)層面的限制，我國所使用的室外型涂料絕大多數(shù)屬于厚型防火涂料。

二、存在的問題及解決措施

（一）鍍鋅鋼檁條黏結(jié)問題

在鋼結(jié)構(gòu)廠房（倉庫）的建設(shè)過程中，屋面的鋼檁條大多數(shù)使用熱鍍鋅的方式進(jìn)行處理，以確保其耐腐蝕性與防銹性能。然而，在實(shí)踐過程中發(fā)現(xiàn)，鍍鋅層和防火涂料之間的黏結(jié)力往往不夠，因此，在鍍鋅鋼檁條表明直接刷涂防火涂料往往難以達(dá)到預(yù)期效果，很容易出現(xiàn)涂料剝落或者附著不均勻的現(xiàn)象。

針對該問題，根據(jù)分析后得出，為了更好地實(shí)現(xiàn)鍍鋅鋼檁條與防火涂料之間的黏結(jié)，在施工過程中，應(yīng)首先對鍍鋅鋼檁條的表面進(jìn)行預(yù)處理，去除其表面附著的油脂與腐蝕性物質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)黏結(jié)力的增強(qiáng)與防火涂料使用壽命的延長[3]。

（二）非膨脹性涂料荷載問題

依照現(xiàn)行的防火規(guī)范，鋼結(jié)構(gòu)建筑的耐火等級屬于一級時(shí)，鋼梁所具有的耐火極限應(yīng)該為2h，鋼柱所具有的耐火極限應(yīng)該為3h。因此，鋼結(jié)構(gòu)廠房的鋼梁和鋼柱都應(yīng)采用非膨脹型涂料。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，我國使用的非膨脹型涂料的干密度約為650kg/m3，則刷涂涂料后，鋼梁的自重將大幅增加，而很多工程在設(shè)計(jì)時(shí)往往沒有考慮到這部分總量，從而造成了結(jié)構(gòu)存在安全隱患。

針對該問題，在設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)初期應(yīng)嚴(yán)格注意應(yīng)用非膨脹型涂料對于建筑結(jié)構(gòu)的自動(dòng)所產(chǎn)生的影響，從而有效規(guī)避潛在風(fēng)險(xiǎn)。

（三）鋼結(jié)構(gòu)圍護(hù)安裝問題

在鋼結(jié)構(gòu)的建筑內(nèi)部，大于2h的鋼構(gòu)件需要使用非膨脹型涂料，因此，絕大多數(shù)廠房的鋼柱都需要采用此類涂料[4]。根據(jù)相關(guān)參數(shù)可知，耐火極限為2.5h的鋼構(gòu)件所需的防火涂料厚度約為25mm，然而，在對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行圍護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，大多數(shù)情況下，鋼柱和墻面之間的預(yù)留空間大約為20mm，如果此空間需要進(jìn)行內(nèi)墻板的安裝，內(nèi)墻板的厚度約為15mm，則剩余的5mm空間無法滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對于基本厚度的要求，從而導(dǎo)致無法通過消防驗(yàn)收情況的出現(xiàn)。

針對該問題，目前提出了兩種解決方案，一種是在設(shè)計(jì)初期進(jìn)行商定，在內(nèi)墻板和鋼柱之間預(yù)留出足夠的空間，另一種是鋼柱的位置不設(shè)內(nèi)板，在設(shè)計(jì)過程中增加鋼柱和墻內(nèi)板之間的收邊節(jié)點(diǎn)。

（四）涂料的美觀度問題

在施工方法上，非膨脹型涂料的粉刷方法與膩?zhàn)拥姆鬯⒎椒ㄏ嗨疲鬯⑦^程中無法進(jìn)行調(diào)色，且質(zhì)地較為粗糙，干燥后整體顏色呈中灰色，類似于混凝土，其外觀與金屬墻面、薄型涂料以及一般油漆構(gòu)件等設(shè)施不夠協(xié)調(diào)。

針對該問題，采用的解決方案為，施工方可根據(jù)實(shí)際情況與建設(shè)方的要求，在防火涂料外側(cè)用普通墻面涂料進(jìn)行粉刷。由于此方法增加了施工成本，因此，在施工前，雙方應(yīng)就該問題進(jìn)行協(xié)商。

結(jié)語：

隨著工業(yè)領(lǐng)域的不斷壯大，防火涂料在鋼結(jié)構(gòu)建筑中具有廣泛的應(yīng)用，是建筑工程消防工作中重要的組成部分。本文從鋼結(jié)構(gòu)本身所具有的受熱特性與防火涂料的原理入手，根據(jù)相關(guān)規(guī)定，對鋼結(jié)構(gòu)建筑中存在的相關(guān)問題進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并從設(shè)計(jì)及施工方面入手，提出了行之有效的解決措施，為鋼結(jié)構(gòu)建筑消防安全系數(shù)的進(jìn)一步提升奠定了相應(yīng)的基礎(chǔ)。