鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)中防火和防腐設(shè)計(jì)的探討

李穎 任衛(wèi)東

摘要：在經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程中，各個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)能效也隨之不斷強(qiáng)化，尤其是鋼鐵冶煉技術(shù)的整體水平與以往相較呈明顯上升趨勢(shì)，這就為建筑行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展提供了必要的技術(shù)及資源保障，基于鋼材性能及品種的多樣化，鋼結(jié)構(gòu)廠房與鋼筋混凝土廠房的性價(jià)比要更高，不僅具有施工效率高的特點(diǎn)，剛度及抗震性能更具有高指標(biāo)優(yōu)勢(shì)，基于此，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)廠房中的防火及防腐設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行精準(zhǔn)把控具有重要意義。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)廠房；防火設(shè)計(jì)；防腐設(shè)計(jì)

在經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展進(jìn)程中，鋼結(jié)構(gòu)廠房由于具備多樣化的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，在廠房結(jié)構(gòu)選擇中的占比率逐漸上升，雖然鋼結(jié)構(gòu)廠房的承載能力強(qiáng)、抗震性能優(yōu)良，但是鋼材作為建筑材料中的一種，其防火及防腐性能的優(yōu)化卻十分必要，這是因?yàn)槠浔旧矸阑鹦阅茌^弱，極易被腐蝕，一旦忽視這兩個(gè)指標(biāo)，就會(huì)導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)存在漏洞，在問題發(fā)生時(shí)還會(huì)伴隨出現(xiàn)經(jīng)濟(jì)損失，因此，這就需要在明確鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)要點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對(duì)防火及防腐設(shè)計(jì)進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化，促使建筑整體性能達(dá)到最佳標(biāo)準(zhǔn)。

一、鋼結(jié)構(gòu)廠房中防火設(shè)計(jì)的優(yōu)化

任何結(jié)構(gòu)的工業(yè)廠房都需要重點(diǎn)關(guān)注防火工作，尤其是鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房，由于其本身防火指標(biāo)較弱，就更應(yīng)當(dāng)對(duì)防火設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。實(shí)際上鋼構(gòu)件的抗拉強(qiáng)度與溫度成反向關(guān)系，以火溫度100℃為基準(zhǔn)，當(dāng)溫度上升時(shí)，鋼構(gòu)件的抗拉強(qiáng)度就會(huì)隨之下降，塑性指標(biāo)也會(huì)呈現(xiàn)明顯的增大趨勢(shì)；當(dāng)構(gòu)件受火溫度達(dá)到250℃時(shí)，鋼材的抗拉強(qiáng)度會(huì)有所提高，但是這只是暫時(shí)性的，塑性指標(biāo)卻恰好相反會(huì)明顯下降，處于這一節(jié)點(diǎn)中，鋼材的顏色會(huì)變藍(lán)，在脆性增加的同時(shí)，其強(qiáng)度值將達(dá)到頂峰；當(dāng)溫度達(dá)到500攝氏度時(shí)，鋼材強(qiáng)度將大幅度下降，同時(shí)可能伴隨出現(xiàn)結(jié)構(gòu)破損問題。因此，有必要在鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)中對(duì)隔熱及防火設(shè)計(jì)進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注，在強(qiáng)化設(shè)計(jì)能效的基礎(chǔ)上，促使鋼結(jié)構(gòu)廠房的安全性及穩(wěn)定性大幅度提高。

1.明確鋼結(jié)構(gòu)廠房的耐火等級(jí)

首先，應(yīng)當(dāng)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)廠房的火災(zāi)危險(xiǎn)性類別進(jìn)行全面了解，而后通過衡量廠房綜合性能，并將各類指標(biāo)與之對(duì)比，確定廠房的耐火等級(jí)。從當(dāng)前形勢(shì)來看，我國(guó)在《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》 中將廠房生產(chǎn)火災(zāi)危險(xiǎn)性類別分別為：甲、乙、丙、丁、戊及五類，鋼結(jié)構(gòu)廠房所屬的防火等級(jí)是幾類，就應(yīng)當(dāng)涂刷與之匹配的防火涂料。

2.根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容對(duì)防火保護(hù)措施進(jìn)行科學(xué)選擇

任何防火措施的選擇都不能脫離主體設(shè)計(jì)，在鋼結(jié)構(gòu)廠房防火中更是如此，防火設(shè)計(jì)與防火措施是相輔相成的，二者缺一不可，相對(duì)的以設(shè)計(jì)為基準(zhǔn)對(duì)防火保護(hù)措施進(jìn)行選擇時(shí)也應(yīng)當(dāng)將鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限有效提升，促使其達(dá)到既定標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而對(duì)鋼結(jié)構(gòu)形成較強(qiáng)的保護(hù)作用，避免出現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)因火變形問題。從當(dāng)前形勢(shì)來看，鋼構(gòu)件防火措施中涂刷防火涂料的應(yīng)用頻率較高，通過涂刷保護(hù)層，能夠起到較強(qiáng)的隔熱及耐火作用，促使鋼構(gòu)件的耐火指標(biāo)相對(duì)提升。但是防火涂料在實(shí)際使用時(shí)卻需要重點(diǎn)考量涂料與底層防腐涂料是否難以相互協(xié)調(diào)，只有避免二者出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)，才能促使其能效作用充分發(fā)揮。

3.精確劃分建筑物防火分區(qū)

根據(jù)建筑物結(jié)構(gòu)及面積特點(diǎn)做好防火分區(qū)能夠相對(duì)提高防火的有效性及精準(zhǔn)度，在科學(xué)控制防火分區(qū)區(qū)域范疇的基礎(chǔ)上，能夠?qū)崿F(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)廠房的防火控制目標(biāo)。在實(shí)際設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，各個(gè)防火分區(qū)都應(yīng)當(dāng)按照既定要求設(shè)計(jì)數(shù)量充足的安全出口，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)對(duì)疏散距離進(jìn)行科學(xué)布置。以防火規(guī)范為基準(zhǔn)，安全出口的價(jià)值及定義得到了明確體現(xiàn)，細(xì)化來說就是達(dá)到安全指標(biāo)并與規(guī)定相契合的樓梯及安全區(qū)域的門，所謂出口就是連接建筑物與室外的重要通道，一旦發(fā)生火災(zāi)，能夠?qū)θ巳哼M(jìn)行快速疏散，因此，安全出口的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)達(dá)到防火規(guī)范的各項(xiàng)準(zhǔn)則，確?；馂?zāi)發(fā)生時(shí)能夠在第一時(shí)間將人群疏散，為人們的生命安全提供必要保障。

除此之外，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況，重點(diǎn)考量人群疏散特征及需求，以人群密集指數(shù)為基準(zhǔn)，將鋼結(jié)構(gòu)廠房的防火設(shè)計(jì)與之高效銜接，逐步加大對(duì)安全疏散路線及距離等的精細(xì)化設(shè)計(jì)，促使疏散效率不斷提升，與此同時(shí)還應(yīng)當(dāng)根據(jù)疏散路線，合理設(shè)置指標(biāo)標(biāo)志，確保人員快速撤離危險(xiǎn)區(qū)域，盡可能的減少生命及經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失，為人民的生命財(cái)產(chǎn)安全保駕護(hù)航。

二、防腐設(shè)計(jì)在鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房中的應(yīng)用

鋼結(jié)構(gòu)廠房在現(xiàn)代工業(yè)廠房中的占比率逐漸上升，與鋼筋混凝土廠房相對(duì)比，其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)更為顯著，不僅自體重量小，更具有較強(qiáng)的抗震能力，穩(wěn)定性極強(qiáng)。從當(dāng)前形勢(shì)來看，鋼結(jié)構(gòu)廠房的類型更為多樣，無論是門式剛架結(jié)構(gòu)的輕型鋼結(jié)構(gòu)廠房還是像煉鋼車間，都涵蓋其中，為了滿足多樣化的廠房需求，大型冶煉車間的利用率也逐漸增加。雖然鋼結(jié)構(gòu)廠房的優(yōu)點(diǎn)眾多，但是作為一種建筑材料，它的缺點(diǎn)也是不容忽視的，而鋼結(jié)構(gòu)廠房由于受到結(jié)構(gòu)部件屬性的直接影響，極易在所處環(huán)境中出現(xiàn)化學(xué)變化，進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)材料的性能及材質(zhì)向著不良趨勢(shì)轉(zhuǎn)變，在鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性遭到破壞時(shí)，應(yīng)用價(jià)值就會(huì)被直接弱化進(jìn)而出現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕問題，這不僅會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件截面出現(xiàn)非常規(guī)縮小問題，更會(huì)破壞構(gòu)件表面的整體性，而局部表面也會(huì)銹跡斑斑，更會(huì)嚴(yán)重的還會(huì)出現(xiàn)銹坑，一旦被腐蝕位置受到構(gòu)件應(yīng)力影響，就會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破損。

從當(dāng)前形勢(shì)來看，針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)廠房的防腐措施較為多樣，無論是熱浸鍍鋅還是涂刷防銹防腐涂料，都具有較強(qiáng)的防腐效果，尤其是后者應(yīng)用頻率普遍較高，這就需要根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)防腐方法的適應(yīng)性進(jìn)行衡量，確保其防腐效果達(dá)到理想狀態(tài)。在實(shí)際操作中首先應(yīng)當(dāng)以鋼結(jié)構(gòu)的表面層為主導(dǎo)涂刷厚度適宜的防腐層，基于此，在涂料的作用下能夠相對(duì)提升保護(hù)屬性，進(jìn)一步隔絕水蒸氣及氧氣等，減緩腐蝕速度。在設(shè)計(jì)階段，應(yīng)當(dāng)根據(jù)既定要求，對(duì)涂抹厚度及次數(shù)進(jìn)行重點(diǎn)把控，通常情況下，鋼結(jié)構(gòu)廠房需要分別涂刷兩道底漆、兩道面漆。如果鋼構(gòu)件處于露天環(huán)境下，就更應(yīng)當(dāng)對(duì)漆膜厚度及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了解，促使實(shí)踐操作與預(yù)期目標(biāo)高度符合，進(jìn)而從根本上提高涂層的抗腐蝕能力。

三、結(jié)語

綜上所述，工業(yè)廠房的優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)于工業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展來說具有重要意義，基于鋼結(jié)構(gòu)本身具有的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，未來的工業(yè)廠房應(yīng)當(dāng)是以鋼結(jié)構(gòu)廠房為主導(dǎo)，但是由于鋼構(gòu)件本身耐火指標(biāo)較弱，并且極易被腐蝕，就需要將防火及防腐設(shè)計(jì)納入重點(diǎn)范疇，在提高重視度的基礎(chǔ)上，將可行性的防火及防腐措施落實(shí)到位，推動(dòng)設(shè)計(jì)工作不斷向前發(fā)展，隨著防火及防腐涂料的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)廠房的應(yīng)用范圍將更為廣泛。

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（作者單位：中國(guó)市政工程西南設(shè)計(jì)研究總院有限公司）