淺議鋼結構的防火處理措施

李小梅

摘要：鋼結構的建筑物往往給人帶來很強的現代感，鋼結構能夠實現建筑大跨度、造型美觀的要求，并且隨著經濟發展，許多輕鋼結構的建筑物如雨后春筍，因此鋼結構被廣泛運用在單層、多層廠房、庫房及高層建筑中。

關鍵詞：鋼結構；材料

鋼材是一種不會燃燒的建筑材料，它具有抗震、抗彎等特性。在實際應用中，鋼材既可以相對增加建筑物的承載能力，也可以滿足建筑設計美感造型的需要，還避免了混凝土等建筑材料不能彎曲、拉伸的缺陷，因此鋼材受到了建筑設計人員的青睞。但是，鋼材作為建筑材料在防火方面又存在一些難以避免的缺陷如：鋼材是熱的良導體，不耐火，它的機械性能，如屈服點、抗拉及彈性模量等均會因溫度的升高而急劇下降。鋼結構在溫度作用下變化的趨勢是：隨著溫度的升高，鋼材的強度會降低，變形增大。在 200℃ 以內，鋼材性能基本沒有什么變化； 430℃～540℃之間，屈服點和極限強度顯著下降；溫度達到 600℃ 時幾乎完全失去強度、失去承載能力，而明火焰的溫度通常在700～2000℃之間，遠遠超過鋼材的承受能力。一般不加保護的鋼結構的耐火極限為15分鐘左右。這一時間的長短還與構件吸熱的速度有關。要使鋼結構材料在實際應用中克服防火方面的不足，必須進行防火處理，其目的就是將鋼結構的耐火極限提高到“建筑設計防火規范GB50016-2006”規定的極限范圍。

防止鋼結構在火災中迅速升溫發生變形塌落，其措施是多種多樣的，幾種鋼結構防火措施如下：

1 涂刷防火涂料法

在鋼結構設計中，涂刷防火涂料是設計首選的一種方法。涂刷在鋼結構表面防火涂料，能形成耐火隔熱保護層，以提高鋼結構耐火極限，防火涂料分為厚型、薄型、超薄型等幾種：室內裸露鋼結構、輕型屋蓋鋼結構及有裝飾要求的鋼結構，當規定耐火極限在1.5h及以下時，宜選用薄涂型鋼結構防火涂料。室內隱蔽鋼結構、高層全鋼結構及多層廠房鋼結構，當規定其耐火極限在1.5h以上時，應選用厚涂型鋼結構防火涂料。露天鋼結構，應選用適合室外用的鋼結構防火涂料。厚型涂料又稱為非膨脹型涂料，厚度一般在 7mm～50mm之間，其主要成份為無機絕熱材料，遇火不膨脹，自身具有良好的隔熱性。該種涂料呈顆粒狀，施工方法為噴涂，高溫時依靠涂料本身的厚度及較低的導熱率起到對鋼構件的隔熱作用。薄型和超薄型涂料又稱為膨脹型涂料，厚度一般為1mm～3mm ，該種涂料涂層較薄，有一定裝飾效果，屬于現代的先進防火技術措施。施工方法可噴可刷，高溫時會自發膨脹，形成比原涂層厚度大十幾倍到數十倍的多孔碳質層，保護鋼構件。我們在單層輕鋼結構設計中經常使用LG 防火隔熱涂料，保護層厚度 1.5cm 的鋼梁，其耐火極限可達 1.5h，遠遠超過無保護層鋼梁 0.25h 的耐火極限。

2 發泡防火漆法

防火漆是由成膜劑、阻燃劑、發泡劑等多種材料制造而成的一種阻燃涂料。防火漆與一般油漆相比，在物理性能方面基本一樣，不同的是它干燥以后，漆膜本身不易燃燒，遇火時，能推遲火焰延燒到涂漆的可燃物上，具有一定的防火性能。

3 外包保護層法

采用防火材料將鋼構件完全封閉起來，通常采用的是混凝土、耐火磚或防火板。用混凝土制作外包層時，可以在鋼結構上現澆成型，且可以采用鋼筋或鋼絲網來加強，保護混凝土外殼的強度，限制收縮裂縫，也可采用預制板，固定在鋼結構上做為保護層。 目前國外還廣泛采用噴射無機纖維防火護層材料，這種方法尤其適用于耐火極限要求比較高的高層鋼結構的防火保護。

4 水冷卻法

在空心鋼構件內充水，采用循環水進行冷卻是抵御火災最有效的方法之一。當溫度上升時，空心鋼構件內的水可帶走大量的熱，受熱的水經冷卻降溫循環使用或經外部引入冷水引出熱水，從而使鋼構件在火災時保持較低溫度。這種技術在國外被廣泛地使用在鋼柱的防護中。

5 徹底屏蔽法

用耐火材料組成的構件將鋼結構徹底屏蔽，是最經濟的保護方法。比如將鋼結構隱藏在防火墻體內或耐火材料頂棚中。采用這種方法在不增加鋼結構本身耐火材料、不采取其他防火手段、不增加成本的前提下就可以大大提高其耐火性能，達到防火要求。這是一種最為經濟的防火方法。隨著鋼結構的廣泛應用，我們在設計時，要加大對其的防火保護，采取適當、有效的防火措施，以增強鋼結構構件的耐火極限，滿足建筑功能要求的耐火等級。