文/谷麗、趙萬(wàn)里 長(zhǎng)春黃金設(shè)計(jì)院 吉林長(zhǎng)春 130012

建筑鋼結(jié)構(gòu)中的防火設(shè)計(jì)研究

文/谷麗、趙萬(wàn)里 長(zhǎng)春黃金設(shè)計(jì)院 吉林長(zhǎng)春 130012

當(dāng)今社會(huì)，安全問(wèn)題一直是建筑業(yè)的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容之一。當(dāng)建筑鋼結(jié)構(gòu)逐漸成為建筑材料主流，鋼結(jié)構(gòu)的防火問(wèn)題也成為人們關(guān)注的話題。由于涉及范圍廣泛，所以就我個(gè)人的觀點(diǎn)，在控制建筑施工質(zhì)量，保證工業(yè)廠房建筑防火設(shè)計(jì)的正常使用的前提下，談?wù)勎覍?duì)建筑鋼結(jié)構(gòu)廠房中的建筑防火設(shè)計(jì)的看法。

鋼結(jié)構(gòu)；防火；設(shè)計(jì)

引言：

相比于鋼筋混凝土，鋼板由于強(qiáng)度更高、抗震性更好因此被人們廣泛使用。并且由于構(gòu)件可以工廠化制作現(xiàn)場(chǎng)安裝因而工期大大縮短，從而被廣泛應(yīng)用于民用建筑和工業(yè)建筑。但很多設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)時(shí)只看到鋼結(jié)構(gòu)自身的綜合優(yōu)勢(shì)而忽略了鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件耐火極限低，耐火性差的缺點(diǎn)，致使其在實(shí)際應(yīng)用時(shí)有了安全隱患。所以，建筑鋼結(jié)構(gòu)中的防火設(shè)計(jì)是很重要的。

一、鋼結(jié)構(gòu)建筑的特點(diǎn)

1.1、優(yōu)點(diǎn)

可工廠化制作節(jié)約施工時(shí)間，且施工不受季節(jié)影響；因其輕便的特點(diǎn)增大住宅空間使用面積;鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件可重復(fù)利用,拉動(dòng)其他新型建材行業(yè)的發(fā)展；抗震性能好,使用中易于改造、靈活方便,可重復(fù)利用，可以大大減少建筑垃圾，更加綠色環(huán)保，給人帶來(lái)舒適感；與鋼筋混凝土相比強(qiáng)度更高、重量更輕，構(gòu)件安全，降低了建筑物造價(jià)；符合國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，因?yàn)榈吞肌⒕G色、環(huán)保、節(jié)能等特點(diǎn)，成為了國(guó)家重點(diǎn)支持的產(chǎn)業(yè)。

1.2、缺點(diǎn)

鋼結(jié)構(gòu)耐熱不耐火，需要表面涂裝防火涂料；鋼結(jié)構(gòu)不容易被腐蝕，需要在表面涂防腐涂料，減少或避免腐蝕，提高耐久年限。

二、鋼結(jié)構(gòu)的火災(zāi)危害性

2.1鋼構(gòu)件易變形，導(dǎo)致建筑物倒塌

鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)情況下強(qiáng)度變化較大，火災(zāi)中，鋼結(jié)構(gòu)溫度達(dá)到一定溫度的時(shí)候它的強(qiáng)度就會(huì)下降。據(jù)理論計(jì)算，500°C的時(shí)候能夠使得使鋼結(jié)構(gòu)失去平衡穩(wěn)定性。當(dāng)溫度超過(guò)700℃時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度則幾乎減少殆盡。通常不加保護(hù)的鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)發(fā)生后燃燒15分鐘到20分鐘左右，就有可能發(fā)生倒塌。因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)熱脹冷縮的特性，鋼結(jié)構(gòu)在高溫受熱后急劇變形開(kāi)始膨脹，同時(shí)內(nèi)承載能力和支撐力都在下降，遇到冷水后會(huì)急劇收縮，此時(shí)對(duì)其滅火或是防御冷卻，建筑結(jié)構(gòu)就會(huì)收到破壞，容易坍塌。而且在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)的某一部分構(gòu)件變形受損，會(huì)破壞鋼構(gòu)件應(yīng)力關(guān)系，導(dǎo)致建筑物坍塌。

2.2、發(fā)生火災(zāi)時(shí)火勢(shì)猛，難以撲救

由于鋼結(jié)構(gòu)建筑空間大，空氣充足，在建筑內(nèi)部形成空氣對(duì)流，再加上可燃物多，助燃劑充沛，火災(zāi)荷載比較大。一旦發(fā)生火災(zāi)，火勢(shì)必將迅猛發(fā)展，短時(shí)間便可發(fā)展到火災(zāi)猛烈階段；加之鋼材本身耐火極限很低，導(dǎo)熱速度又很快，而鋼結(jié)構(gòu)建筑內(nèi)部裝飾多采用可燃材料，火災(zāi)的時(shí)候容易發(fā)生自燃，這就了減少建筑構(gòu)件承重支撐時(shí)間，加速建筑物倒塌。綜上分析，鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，火勢(shì)呈大空間、大面積迅猛燃燒趨勢(shì)，進(jìn)而形成整個(gè)建筑坍塌，消防人員進(jìn)攻障礙物多，滅火人員難以深入，使消防人員失去最佳控火的有利時(shí)機(jī)，戰(zhàn)斗展開(kāi)后難以實(shí)施內(nèi)攻，而且滅火人員容易被砸傷，甚至出現(xiàn)在建筑物倒塌時(shí)被埋壓，不易及時(shí)撤出。

三、鋼結(jié)構(gòu)建筑的防火設(shè)計(jì)措施

近二十年，由于鋼材料的出現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)在我過(guò)開(kāi)始廣泛使用，我們身邊鋼結(jié)構(gòu)建筑隨處可見(jiàn)，比如大型的工業(yè)廠房、商場(chǎng)甚至住宅用房都在應(yīng)用。但鋼結(jié)構(gòu)的耐火性差是一個(gè)致命的弱點(diǎn)，所以為了我們的經(jīng)濟(jì)利益和人身安全，我們應(yīng)該在鋼結(jié)構(gòu)建筑的防火設(shè)計(jì)上下功夫，做到以下措施。

3.1、耐火極限的確定

因?yàn)椴煌匿摻Y(jié)構(gòu)建筑存在差異性，所以火災(zāi)危險(xiǎn)性也有不同，那么它的耐火極限也不同。根據(jù)建筑中所有構(gòu)件的耐火極限的最大值確定整體的耐火極限。當(dāng)確定鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐火極限時(shí)，應(yīng)著重考慮建筑的耐火等級(jí)，因?yàn)榻ㄖ哪突鸬燃?jí)是建筑防火性能的綜合評(píng)價(jià)或要求，就目前我們國(guó)家頒布了相關(guān)的規(guī)定，把建筑物耐火等級(jí)分為一、二、三、四級(jí)，而且建筑耐火等級(jí)越高，構(gòu)件的耐火極限要求應(yīng)越高，構(gòu)件的重要性也是這樣，越重要的構(gòu)件，耐火極限要求應(yīng)越高。

3.2、防火涂料的使用

防火涂料的防火原理：防火涂料用噴涂機(jī)直接噴在鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的表面使其形成保護(hù)層，是建筑防火的重要材料。防火涂料的作用：將防火涂料涂在構(gòu)件上，可以起到裝飾和防腐作用，在遇到火焰或熱輻射時(shí)，防火涂料能夠起到阻燃作用。并且防火涂料能夠降低構(gòu)件的溫度，這樣可以起到升高著火點(diǎn)的作用。此外防火涂料本身具燃點(diǎn)高，使被保護(hù)的可燃性基材不直接和空氣中的氧氣結(jié)合，這樣可以進(jìn)一步的阻止燃燒過(guò)快問(wèn)題。防火涂料在遇到火災(zāi)時(shí)可以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)釋放出不易燃?xì)怏w，例如二氧化碳能夠抑制燃燒，像含有氯、磷的防火涂料能夠受熱后中斷連鎖反應(yīng)，降低火災(zāi)蔓延的速度，還有膨脹型防火涂料遇火就會(huì)膨脹發(fā)泡，生成一層泡沫隔熱層，阻止進(jìn)一步的燃燒。

3.3、滅火措施

當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，人身安全是最重要的，遇到火災(zāi)我們應(yīng)當(dāng)保持冷靜。先進(jìn)行火勢(shì)偵查，然后進(jìn)行外部觀察或者是詢問(wèn)當(dāng)事人能更快了解起火部位和火災(zāi)的發(fā)生情況。如果條件允許，可以進(jìn)入建筑物的著火點(diǎn)，查探出被困人數(shù)以及所處位置，有無(wú)易燃易爆及貴重物品，建筑是否變形等情況。在優(yōu)先救人的前提下，用水槍射流撲滅被困人員周圍及疏散通道上的火勢(shì)，驅(qū)散煙霧，保證救人后能夠有安全的通道退出起火點(diǎn)。內(nèi)外進(jìn)攻，堵截火勢(shì)。在無(wú)倒塌可能的情況下，迅速內(nèi)攻，接近火點(diǎn)，迅速堵截火勢(shì)消滅火災(zāi)。

四、總結(jié)

因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)建筑的快速發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用日益增加，雖然它有其自身的綜合優(yōu)勢(shì)，但它耐火性、耐腐性差的缺點(diǎn)不能忽略。比如鋼結(jié)構(gòu)商場(chǎng)、廠房?jī)?nèi)部可燃物數(shù)量相對(duì)較大，發(fā)生火災(zāi)時(shí)將釋放出大量的熱量、煙霧和各種有毒氣體，另因空間大，內(nèi)部環(huán)境復(fù)雜，被困人員難以疏散，正確逃生，容易造成群死群傷的傷亡情況。工程設(shè)計(jì)師應(yīng)該牢記這一點(diǎn)，將鋼結(jié)構(gòu)的防火設(shè)計(jì)作為重點(diǎn)研究，加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)建筑的防火保護(hù)以降低經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失，保障人生安全。

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