【摘要】隨著國家推廣發(fā)展裝配式建筑，部分省份發(fā)文加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅試點(diǎn)項(xiàng)目工程建設(shè)，在當(dāng)前及未來的建筑工程領(lǐng)域和建筑材料市場之中，鋼結(jié)構(gòu)形式正逐漸占據(jù)較大的市場份額，未來將出現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)建筑與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土建筑大量并存的狀況。其中，鋼結(jié)構(gòu)由于自身的優(yōu)點(diǎn)一定程度上對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行了取代;但鋼結(jié)構(gòu)建筑形式在我國仍然處于較為初級的應(yīng)用階段，尤其是在鋼結(jié)構(gòu)建筑的防火措施的設(shè)置經(jīng)驗(yàn)上并不完善。為了使鋼結(jié)構(gòu)建筑在日后更加安全的投入使用，本文以鋼結(jié)構(gòu)的建筑防火為主題進(jìn)行探究和分析。

【關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu);建筑工程;防火措施

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷地發(fā)展，生態(tài)破壞與環(huán)境污染對人類的生存和發(fā)展已構(gòu)成了現(xiàn)實(shí)威脅。基于保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境的考慮，國家提出大力發(fā)展裝配式建筑，鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑應(yīng)用也開始愈發(fā)廣泛，不斷在建筑工程中發(fā)揮新的功能和作用。鋼結(jié)構(gòu)建筑形式有著其他建筑材料不具備的獨(dú)特優(yōu)勢而應(yīng)用前景廣闊，其中鋼結(jié)構(gòu)可以由工業(yè)化程度較高的專業(yè)生產(chǎn)廠家進(jìn)行大批量統(tǒng)一規(guī)格生產(chǎn)，既節(jié)能環(huán)保又可以實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化零部件結(jié)構(gòu)，同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)自身具有良好的施工周期彈性，一般條件下鋼結(jié)構(gòu)建筑的施工周期都相對較短，并具有較強(qiáng)的抗震能力。

1、鋼結(jié)構(gòu)建筑防火的重要性

鋼結(jié)構(gòu)建筑形式雖然在現(xiàn)階段的建筑工程領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，但是由于鋼材料自身的結(jié)構(gòu)特性和自身防火屬性，鋼結(jié)構(gòu)建筑在防火和消防安全方面較傳統(tǒng)的鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)較低，尤其是鋼材料的自身耐火性能較差。一般條件下，鋼材料自身不會(huì)由于周圍環(huán)境的溫度升高而出現(xiàn)燃燒的情況，但是鋼結(jié)構(gòu)在高溫長時(shí)間作用下，會(huì)出現(xiàn)材料自身強(qiáng)度的大幅度折減，從而使得鋼結(jié)構(gòu)建筑在發(fā)生火災(zāi)的情況之下，難以及時(shí)有效地實(shí)施救援措施?；诖朔N情況，如果鋼結(jié)構(gòu)不進(jìn)行防火處理，那在真實(shí)的火災(zāi)條件之下，鋼結(jié)構(gòu)建筑自身材料的耐火時(shí)間一般不會(huì)大于15分鐘，從而為后期的消防人員救援工作和滅火工作帶來極大的困難。因此鋼結(jié)構(gòu)建筑的防火設(shè)置十分重要。

2、鋼結(jié)構(gòu)建筑的一般防火要求

鋼結(jié)構(gòu)建筑的組成包括不同的鋼材構(gòu)件，其中主要結(jié)構(gòu)部件為鋼柱、鋼板剪力墻，鋼管混凝土束剪力墻和鋼梁。根據(jù)建筑的不同分類，耐火等級從高到低分為：一、二、三、四級，不同的耐火等級建筑相應(yīng)構(gòu)件對應(yīng)不同的耐火極限要求。以下幾種情況鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件可不考慮防火：

（1）單層丙類廠房中設(shè)有自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)全保護(hù)時(shí)可不考慮防火;

（2）除使用甲、乙、丙類液體或可燃?xì)怏w的部位外，丁、戊類廠、庫房中的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件可不考慮防火;

（3）當(dāng)設(shè)有自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)保護(hù)時(shí)，單、多層一般公共建筑和甲、乙、丙類廠、庫房的屋蓋承重構(gòu)件（屋蓋承重構(gòu)件離地（樓）面的高度不小于6m）可不考慮防火;

（4）當(dāng)空心承重鋼構(gòu)件中灌注防凍、防腐并能循環(huán)的溶液，且建筑中設(shè)有自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)全保護(hù)時(shí)，可不采取其他防火保護(hù)措施。

（5）當(dāng)多、高層建筑中設(shè)有自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)全保護(hù)（包括封閉樓梯間、防煙樓梯間），且高層建筑的防煙樓梯間及其前室設(shè)有正壓送風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，樓梯間中的鋼構(gòu)件可不采取其他防火保護(hù)措施;但多層建筑中的敞開樓梯間采用鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)采取有效的防火保護(hù)措施。

此外，衛(wèi)生間的鋼梁雖一般位于吊頂上部，但衛(wèi)生間水蒸氣較多，鋼梁表面容易承受冷凝水，因此防火層需要進(jìn)一步保護(hù)，特別是采用防火涂料，柔性防火材料等孔隙率較大的防火保護(hù)層，外層應(yīng)采用防水砂漿包裹。另外鋼結(jié)構(gòu)建筑如果存在結(jié)構(gòu)表面長期處于較高溫度輻射作用之下，除按照鋼結(jié)構(gòu)建筑防火的一般要求，應(yīng)當(dāng)在鋼結(jié)構(gòu)材料表面進(jìn)行必要的防護(hù)措施，從而確保鋼結(jié)構(gòu)的耐火性和安全性。

3、鋼結(jié)構(gòu)防火保護(hù)措施與應(yīng)用

鋼結(jié)構(gòu)的防火設(shè)計(jì)應(yīng)注明建筑的耐火等級、構(gòu)件設(shè)計(jì)的耐火極限、構(gòu)件的防火保護(hù)措施、防火材料的性能要求及設(shè)計(jì)指標(biāo)。防火材料的厚度由耐火驗(yàn)算及防火保護(hù)設(shè)計(jì)確定。鋼結(jié)構(gòu)的防火可采用噴涂防火涂料、外包不燃材料等防火保護(hù)措施。外包不燃材料可采用C20混凝土或加氣混凝土砌體、輕質(zhì)防火厚板、巖棉、金屬網(wǎng)抹輕質(zhì)底層抹灰石膏、金屬網(wǎng)抹M5砂漿等其他隔熱材料?，F(xiàn)針對幾種常用的防火材料做以下分析：

⑴鋼結(jié)構(gòu)采用防火涂料保護(hù)時(shí)，可采用膨脹型或非膨脹型防火涂料。鋼結(jié)構(gòu)防火涂料可根據(jù)下列原則選用：

①高層建筑鋼結(jié)構(gòu)和單、多層鋼結(jié)構(gòu)的室內(nèi)隱蔽構(gòu)件，當(dāng)規(guī)定的耐火極限為1.5h以上時(shí)，應(yīng)選用非膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。

②室內(nèi)裸露鋼結(jié)構(gòu)、輕型屋蓋鋼結(jié)構(gòu)和有裝飾要求的鋼結(jié)構(gòu)，當(dāng)規(guī)定的耐火極限為1.5h以下時(shí)，可選用膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。

③當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)耐火極限要求不小于1.5h，以及對室外的鋼結(jié)構(gòu)工程，不宜選用膨脹型防火涂料。

目前鋼結(jié)構(gòu)防火大多情況均采用防火涂料，工人的施工經(jīng)驗(yàn)較為成熟，缺點(diǎn)是其粘結(jié)強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度均比較低，防火涂料的粘結(jié)強(qiáng)度大約為0.04MPa，抗壓強(qiáng)度大約為0.03MPa，對于墻面裝修需要粘貼墻面磚的有質(zhì)量隱患，特別是對于社會(huì)投資的住宅項(xiàng)目不宜采用。

⑵鋼結(jié)構(gòu)采用蒸壓加氣混凝土薄板或蒸壓加氣混凝土砌塊防火包裹，在下列情況下不得采用蒸壓加氣混凝土產(chǎn)品：

a.建筑物±0.000以下（地下室的室內(nèi)填充墻除外）部位;

b.長期浸水或經(jīng)常干濕交替的部位;

c.受化學(xué)侵蝕的環(huán)境，如強(qiáng)酸、強(qiáng)堿或高濃度二氧化碳等的環(huán)境;

d.砌體表面經(jīng)常處于80℃以上的高溫環(huán)境;

對于鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑，蒸壓加氣混凝土防火不宜用于廚房、衛(wèi)生間等用水房間。當(dāng)需要在蒸壓加氣混凝土附墻暗管埋設(shè)時(shí)，應(yīng)使用輕型電動(dòng)切割機(jī)并輔以手工鏤槽器開槽，應(yīng)采用管卡件將管線固定在墻上，敷設(shè)管線后應(yīng)用專用砂漿填實(shí)，沿槽外側(cè)粘貼耐堿玻纖網(wǎng)格布聚合物水泥砂漿增強(qiáng)，然后再按裝修做法施工。對于毛坯交房的商品房住宅，對業(yè)主后期的裝修會(huì)帶來一定麻煩。

⑶鋼結(jié)構(gòu)采用輕質(zhì)底層抹灰石膏防火時(shí)，廚房和衛(wèi)生間等室內(nèi)潮濕區(qū)域不宜采用，其拉伸粘結(jié)強(qiáng)度大約為0.3MPa，抗壓強(qiáng)度大約為2.5MPa，拉伸粘結(jié)強(qiáng)度高，施工后不易空鼓，不易開裂。一般工程均可采用，但是因?yàn)槟壳笆褂幂^少，工人的施工經(jīng)驗(yàn)有待加強(qiáng)。

⑷鋼結(jié)構(gòu)采用無機(jī)保溫砂漿防火時(shí)，一般情況均可采用，其拉伸粘結(jié)強(qiáng)度大約為0.20MPa，抗壓強(qiáng)度大約為1.0MPa，拉伸粘結(jié)強(qiáng)度較高，施工后不易空鼓不易開裂，工人施工經(jīng)驗(yàn)成熟。

位于株洲武廣片區(qū)的“中天·麓臺(tái)”項(xiàng)目為綠色生態(tài)裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅，項(xiàng)目總建筑面積約為16萬平方米，由9棟32層高層住宅和少量商業(yè)組成，其中高層住宅均采用鋼結(jié)構(gòu)裝配式。該項(xiàng)目從方案前期開始組織過多次關(guān)于內(nèi)外墻板體系、防火材料及結(jié)構(gòu)布局的討論，并組織相關(guān)人員參觀了內(nèi)蒙古包頭萬郡大都、武漢武鋼雅苑、江西于都雙創(chuàng)公寓及楓葉江畔等項(xiàng)目，其中江西于都前后參觀了2次，第一次時(shí)間為2019年8月，此時(shí)項(xiàng)目主要在主體施工階段，第二次時(shí)間為2020年4月份，此時(shí)項(xiàng)目已經(jīng)在裝修階段。根據(jù)這些項(xiàng)目所反饋的問題，最終確定“中天·麓臺(tái)”內(nèi)外墻均采用傳統(tǒng)的頁巖多孔磚及空心磚，鋼結(jié)構(gòu)部分采用無機(jī)保溫砂漿防火，地下車庫考慮到防撞，鋼柱及鋼管混凝土束墻體采用噴射混凝土防火。

結(jié)語：

在建筑工程領(lǐng)域，鋼管混凝土束結(jié)構(gòu)是目前新研發(fā)的用于高層建筑的一種新型結(jié)構(gòu)形式，正逐漸代替原來傳統(tǒng)的鋼筋混凝土剪力墻，隨著鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅建筑的建設(shè)不斷增加，鋼結(jié)構(gòu)的防火措施設(shè)置正成為一個(gè)人們普遍關(guān)注的問題，設(shè)定合理的鋼結(jié)構(gòu)建筑防火保護(hù)措施，不僅要有利于人們生命財(cái)產(chǎn)安全的保護(hù)，還要確保滿足人們的正常使用要求，不開裂，不脫落。現(xiàn)階段鋼結(jié)構(gòu)住宅防火措施還處于理論設(shè)計(jì)階段，還需要經(jīng)過時(shí)間的驗(yàn)證，根據(jù)不同氣候不同功能的建筑選擇經(jīng)濟(jì)合理的防火保護(hù)措施。

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作者簡介：

唐建平（1980.3-），女，湖南株洲人，本科，工程師，主要從事建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面工作。