趙保興

（山西五建集團有限公司，山西太原 030013）

0 前言

當(dāng)前建筑行業(yè)開始廣泛采用鋼結(jié)構(gòu)，作為現(xiàn)代建筑的重要形式，鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能良好且重量較輕、強度高，可以充分保證建筑工程質(zhì)量。但其使用期間耐火性較差的特點也十分明顯。本文據(jù)此分析了鋼結(jié)構(gòu)施工中的防火保護措施，為此后鋼結(jié)構(gòu)的整體使用以及火災(zāi)隱患的整改工作提供參考。

1 鋼結(jié)構(gòu)防火性能

鋼結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能較差，耐火極限較低，發(fā)生火災(zāi)20min之內(nèi)便會出現(xiàn)倒塌的危險。具體而言，鋼結(jié)構(gòu)防火性能較差，表現(xiàn)在以下幾個方面：

①鋼結(jié)構(gòu)耐火等級較低，鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在晶體組織，對溫度比較敏感，溫度的變化均會影響鋼結(jié)構(gòu)性能，會隨著溫度的升高，鋼材強度降低，變形增大。根據(jù)建筑防火規(guī)范，建筑物耐火分為四個等級，其中未進行防火保護的鋼結(jié)構(gòu)耐火等級僅為四級，無法滿足火災(zāi)情況下建筑的使用要求。對此，相關(guān)設(shè)計單位，根據(jù)防火規(guī)范、建筑、構(gòu)筑物耐火等級要求，進行相應(yīng)的設(shè)計、施工，確保耐火等級達(dá)到規(guī)范要求。②鋼結(jié)構(gòu)遇到高溫極易發(fā)生變形問題，以致倒塌。鋼屬于含碳量低于2%的鐵碳合金，含碳量大于2%時為鑄鐵。而鋼材強度的主要影響因素便是碳，提高含碳量可以提升鋼材的強度，但也會隨之降低其冷彎性能、塑性以及韌性等特性。鋼材的耐火性較差，沒有防火保護要求，遠(yuǎn)低于鋼筋混凝土與磚石，在發(fā)生火災(zāi)時，強度會迅速下降，當(dāng)溫度在150℃以內(nèi)時，鋼材自身性能沒有發(fā)生較大變化，但當(dāng)溫度在430～540℃時，鋼材的強度會迅速下降，當(dāng)溫度超過600℃時，鋼材強度已經(jīng)很低，甚至無法承擔(dān)建筑載荷，導(dǎo)致建筑物發(fā)生變形與倒塌問題。一般火場的溫度會迅速達(dá)到800～1000℃，在這樣的高溫環(huán)境下，鋼結(jié)構(gòu)很快便會發(fā)生塑性變形問題，無法保證建筑安全性。

2 鋼結(jié)構(gòu)防火保護措施

2.1 用防火板裝飾保護

在鋼結(jié)構(gòu)防火過程中，施工人員根據(jù)防火設(shè)計要求，按照圖紙采用的材料進行防火裝飾保護，利用無機防火板材包裹大型鋼構(gòu)件，比如硅酸鈣隔熱板、石膏板等，此種方法施工流程比較簡單，節(jié)省成本，且可以保證裝修面的平整度與光滑度，無環(huán)境污染，屬于鋼結(jié)構(gòu)防火保護的新發(fā)展方向，具備十分廣闊的推廣前景。

2.2 涂刷防火涂料

為了提高鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限，設(shè)計采用噴涂防火涂料方法，當(dāng)前我國鋼結(jié)構(gòu)防火涂料主要被分為無機厚涂型以及有機薄涂型兩種類型，兩者具備不同特點，應(yīng)結(jié)合建筑物防火要求進行使用。在選擇鋼結(jié)構(gòu)防火涂料時，工作人員應(yīng)遵循以下原則，當(dāng)室內(nèi)裸露鋼結(jié)構(gòu)，且存在裝飾要求，耐火極限在1.5h以下時，應(yīng)選擇薄涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。室內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)隱蔽，高層全鋼，且耐火極限在1.5h以上時，應(yīng)選擇厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。露天鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)結(jié)合室外特點合理選擇防火涂料，但鋼結(jié)構(gòu)的防火涂料不得使用含有石棉的結(jié)構(gòu)，不得使用苯類溶劑，保證在施工后不存在刺激性氣味，并在預(yù)定的使用期限內(nèi)達(dá)到預(yù)期的涂層厚度，不腐蝕鋼材。在鋼結(jié)構(gòu)防火涂料施工時，工作人員應(yīng)根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)不同構(gòu)件耐火極限的要求，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)選定涂層厚度。在選擇薄涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料時，應(yīng)保證鋼材與涂層之間粘結(jié)牢固，無空鼓與脫層問題。且涂層厚度應(yīng)符合耐火極限的設(shè)計要求，保證外觀的平整光滑，顏色均勻，不存在凹陷與松散情況，即便存在個別裂縫，且寬度也應(yīng)不大于0.5mm。在在選擇厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料時，鋼材與涂層之間應(yīng)粘結(jié)牢固，不存在空鼓與脫層問題，且涂層厚度的80%以上均應(yīng)滿足耐火極限的設(shè)計要求，最薄處厚度不得低于設(shè)計厚度的85%。除此之外，涂層應(yīng)保持輪廓清晰、顏色均勻，外觀平整光滑，不存在凹陷與松散問題。

通過使用鋼結(jié)構(gòu)防火涂料可以保證鋼結(jié)構(gòu)不直接暴露在火焰中，涂層吸收的物質(zhì)可以分解為水蒸氣，消耗熱量，杜絕火勢蔓延。且涂層本身為多孔輕質(zhì)型，在受熱后會碳化為泡沫，阻礙了熱量的進一步蔓延。

2.3 用混凝土包裹鋼結(jié)構(gòu)

在鋼結(jié)構(gòu)防火保護時也可以采用混凝土外包方法，可以利用噴涂工藝也可以在鋼結(jié)構(gòu)上澆筑成型?，F(xiàn)澆的混凝土作為外包層時，一般利用鋼筋或型鋼進行加強，通過限制裂縫保證鋼結(jié)構(gòu)強度，或者可以在施工現(xiàn)場將砂漿涂抹至鋼結(jié)構(gòu)表面，形成保護層。外包層可以利用石膏、石棉水泥、輕質(zhì)混凝土等制作為預(yù)制板，利用螺栓或膠黏劑固定在鋼結(jié)構(gòu)上，確保鋼結(jié)構(gòu)耐沖擊。

2.4 設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)

鋼結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用至高層建筑、民用建筑、工業(yè)廠房中，且在不同的建筑內(nèi)，由于起火位置的不同。對此，施工人員應(yīng)根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的使用特點確定火災(zāi)的防護要求，根據(jù)火災(zāi)危害性設(shè)置相應(yīng)的防火分隔。最為關(guān)鍵的是，應(yīng)在鋼結(jié)構(gòu)建筑內(nèi)設(shè)置火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、自動滅火以及防煙排煙等設(shè)備：①設(shè)置火災(zāi)探測報警系統(tǒng)，包括報警控制器、探測器等組成部分，可以根據(jù)探測的火災(zāi)參數(shù)明確火災(zāi)程度。在設(shè)計自動報警系統(tǒng)時，利用報警區(qū)域?qū)S房內(nèi)的防火分區(qū)與自動報警系統(tǒng)連接起來。同時，在系統(tǒng)布線時，還應(yīng)充分結(jié)合廠房的防火分區(qū)、布局、探測器位置以及結(jié)構(gòu)特征等因素，保證可行性與合理性。鋼結(jié)構(gòu)建筑的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，存在較多的的電纜與橋架，在布線時應(yīng)保證簡捷安全，盡量不與其他管線進行跨越，減少節(jié)點支路數(shù)量，避開環(huán)境惡劣的區(qū)域。受各種電磁干擾信號的影響，鋼結(jié)構(gòu)的報警系統(tǒng)還應(yīng)選擇屏蔽電纜，做好金屬管的保護工作。同時，發(fā)生火災(zāi)后，為了保證人們的生命財產(chǎn)安全，進一步減少損失，還應(yīng)做好煙氣的控制工作，因此在選擇報警系統(tǒng)的探測器時，一般包括感煙探測器、感溫探測器、可燃?xì)怏w防爆探測器以及短路隔離器等。消防用電線路主要是電磁感應(yīng)信號的傳送，不應(yīng)設(shè)置在受電磁干擾的場所。②設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)，合理設(shè)計噴水強度、作用面積、噴頭保護面積等參數(shù)，并安裝水源管網(wǎng)，在發(fā)生火災(zāi)時能通過高位消消水箱及噴頭爆裂啟動消防水泵。且消防泵應(yīng)安裝直接啟動裝置，配備壓力開關(guān)與按鈕開關(guān)，型號應(yīng)根據(jù)水力計算結(jié)果選擇，泵的流量不得小于設(shè)計供水量，揚程滿足最不利點噴頭的壓力要求。

2.5 其他措施

①冷卻法，在燃燒物上直接噴射滅火劑，降低燃燒物溫度。當(dāng)溫度降低至燃點之下時，便可以阻止燃燒?；蛘咴诨鹪锤浇目扇嘉锷现苯訃姙缁饎?，降低溫度，以防因輻射導(dǎo)致起火問題。冷卻法屬于主要的滅火方法，主要采用二氧化碳與水進行降溫。②隔離法，將可燃物與著火的地方隔離，燃燒因缺少可燃物而停止。實際應(yīng)用中，可以將著火物移至安全的地方，或者關(guān)閉液體管道閥門、可燃?xì)怏w以及液體管道閥門等，避免可燃物體進入燃燒區(qū)域，或者拆除著火物相鄰的建筑物。③窒息法，阻止空氣流進入燃燒區(qū)域，或者利用不燃燒的物質(zhì)沖淡空氣，降低氧氣濃度，熄滅著火物。實際應(yīng)用中，應(yīng)在燃燒物上覆蓋濕麻袋、濕棉被、濕毛巾被、泡沫等不燃火難燃物質(zhì)。或者封閉起火的建筑與設(shè)備門窗。④抑制法，利用含氟等化學(xué)滅火劑噴向火焰，達(dá)到滅火的目的。⑤氣體防火系統(tǒng)，選擇七氟丙烷等潔凈氣體，惰性氣體在釋放中不會危害人體，占地面積小，且滅火效率高。

3 結(jié)束語

鋼結(jié)構(gòu)自身抗震性能良好，且重量較輕，屬于綠色環(huán)保產(chǎn)品。目前我國鋼鐵產(chǎn)品的生產(chǎn)總量較大，鋼結(jié)構(gòu)具備良好的市場發(fā)展前景。對此，設(shè)計單位從設(shè)計方面采取多種措施提高鋼結(jié)構(gòu)的耐火等級，以切實提升其建筑耐火性，提升建筑工程的施工質(zhì)量。