對鋼結構建筑防火的幾點認識

【摘 要】鋼結構由于其具有強度高、自重輕、施工速度快等一系列的優點，被廣泛用于建筑工程，然而抗火性能差，成為其美中不足的一個缺點。本文闡述了鋼結構防火保護的重要性，對建筑鋼結構的防火進行了探討。

【關鍵詞】鋼結構；防火；認識

鋼結構建筑距今已有100多年的歷史，隨著科技水平快速的發展，其作為建筑材料得到人們的全面認可，目前被廣泛應用于賓館、飯店、展覽館等民用公共建筑和廠房、倉庫等工業建筑。當前城市化進程不斷加快，對高層建筑的需求不斷增高，鋼結構建筑由于其優越性不斷向前發展，可以預想到的是，在將來的建筑領域中鋼結構建筑作為一種綠色環保的建筑，將會是建筑市場的一支主力軍。鋼結構并非易燃材料，但其不耐高溫成了一個致命的弱點，據資料表明，溫度為500℃時，鋼材的屈服強度將降至室溫下的一半；溫度達到650℃時，鋼材幾乎喪失其全部強度和剛度。一場火災溫度都一般在800℃以上，在這樣的高溫條件下，大約15min內無任何保護的鋼結構就會倒塌。鑒于此，社會也引起了對提高鋼結構防火性能的探討與研究，也成為鋼結構在建筑應用中最大的障礙[1]。

1.鋼結構迅速發展原因和防火意義

構件易于標準化、產業化，節能環保，施工周期短，自重輕，抗震性能好，安全性好，可回收利用等優點非常適用于建筑工程；我國是一個產鋼大國，國內鋼材供大于求，為大力推廣應用鋼結構創造了物質基礎，同時也為鋼材擴展了新領域，形成了雙贏的局面；近些年我國鋼材產量急劇增長，完全擺脫了鋼才供求不足的問題，政府也提出了要從“節約鋼材”轉變成“合理使用鋼材”，從“限制使用鋼結構”到“大力發展鋼結構”； 住宅鋼結構體系產業化極具潛力，目前在經濟發達地區新建工業廠房已基本采用鋼結構，也刺激了鋼結構的發展[2]。

鋼結構防火具有極其重要的意義。采取防火保護措施的鋼結構，可以延長火災情況下鋼結構達到臨界溫度的時間，減輕鋼結構在火災中的破壞，避免鋼結構在火災中局部或者整體倒塌造成滅火和人員疏散的困難以及人員傷亡；可以減少火災后鋼結構的修復費用，縮短災后結構功能恢復周期，減少間接經濟損失鋼結構的抗火設計就是設計結構防火保護措施，使結構在承受確定外載的條件下，滿足結構的耐火時間要求。

2.火災下建筑鋼結構破壞性簡介

鋼結構廠房跨度大、空間大，一旦發生火災，熱輻射強，煙霧濃，燃燒猛烈，在強大熱氣流的作用下，火勢迅速向垂直、水平方向蔓延，形成大面積火災。鋼結構作為承重構件，在火災狀態下，遇高溫受熱膨脹，強度降低，極易失去支撐作用。火災下鋼的特性：第一，火災高溫情況下，鋼材因其自身的超靜定結構，結構會膨脹并產生出附加的應力。第二，在火災高溫的環境下，溫度升高至540℃左右，鋼材失去穩定性，自身強度，造成彈性、塑性改變，產生局部的破壞，對結構的承載能力和完整性產生巨大影響。第三，鋼材雖然不具有燃燒性能，但自身卻又很好的導熱性，在火災中受熱持續時間越長。

3.鋼結構的防火處理方法

3.1防火涂料法

防火涂料法就是在鋼結構上噴涂防火涂料以提高其耐火極限。目前，我國鋼結構防火涂料主要分為薄涂型和厚涂型兩類，薄型涂層厚度在7mm以下，在火災時能吸熱膨脹發泡，形成泡沫狀炭化隔熱層，從而阻止熱量向鋼結構傳遞，延緩鋼結構溫升，起到防火保護作用。

厚型涂層厚度為8-50mm，涂層受熱不發泡，依靠其較低的導熱率來延緩鋼結構溫升，起到防火保護作用。兩者具有不同的性能特點，分別適用于不同場合，但是，無論那種產品均應通過國家檢測機構檢測合格，方可選用。

3.2在鋼構件四周澆抹混凝土或砌筑耐火磚

采用混凝土或耐火磚將鋼構件（梁、柱）完全封閉起來。這種方法比較可靠，但較適合于鑰柱的保護。對于梁等其他構件，施工比較麻煩且自重大，而且在高溫作用下易發生崩裂現象。

3.3采用輕質防火板材作為防火外包層

采用纖維增強水泥板（如TK板、FC板）、石膏板、硅酸鈣板、蛭石板等非燃材料的防火板將鋼構件包裹起來。防火板包敷屏蔽保護鋼結構構件具有施工方便、成本低、干法施工和耐久、施工質量易控制等優點，對鋼柱、鋼梁和樓板均適用，在建筑鋼結構防火保護中有較大發展潛力。

3.4外包層

就是在鋼結構外表添加外包層，可以現澆成型，也可以采用噴涂法。現澆成型的實體混凝土外包層通常用鋼絲網或鋼筋來加強，以限制收縮裂縫，并保證外殼的強度。噴涂法可以在施工現場對鋼結構表面涂抹砂泵以形成保護層，砂泵可以是石灰水泥或是石膏砂漿，也可以摻入珍珠巖或石棉。同時外包層也可以用珍珠巖、石棉、石膏或石棉水泥、輕混凝土做成預制板，采用膠粘劑、釘子、螺栓固定在鋼結構上[3]。

3.5在鋼結構構件內部充水保護法

這種方式依靠火災時向鋼結構構件內部充入循環水進行降溫冷卻，達到保護鋼結構的目的。如果發生火災，鋼柱內的水被加熱而上升，水箱冷水流下而產生循環，以水的循環將火災產生的熱量帶走，以保證鋼柱不會升溫過高，而喪失承載能力。

4.鋼結構防火的合理建議

4.1加大宣傳培訓教育的力度、嚴格驗收標準

防火工程造成的火險隱患很重要的一個原因是思想認識不到位，輕視火災預防。建議消防部門應用各種媒體廣泛宣傳鋼結構阻燃重要性，適時對建筑企業組織消防培訓，提高設計、施工人員的業務理論水平和執法守法意識。另外還要將工作深入到實際工程當中，應加強工程竣工監理，特別重視鋼結構的防火。對于施工質量達不到要求的，要求返工或補救，從根本上消除鋼結構工程存在的火災隱患。

4.2防火方法應因地制宜

鋼結構的防火措施，應根據實際情況，因地制宜，一般選擇原則為：經濟、可靠、環保、美觀。例如：上海中福城高層鋼結構住宅項目，鋼管混凝土柱采用的是50mm厚細石混凝土包覆，鋼梁則用SJ-2型防火涂料涂覆再以防火板包覆。然而，就環保而言，現在的噴涂防火涂料法并不是防火方法的上上之選，因為在噴涂施工時不僅易造成環境污染，有些還揮發出有毒、有害氣體。應大力開發和推廣無毒、無輻射、化學穩定性良好的無機類材料保護鋼結構的技術[4]。

4.3鋼結構構件的主動防火保護

可采取排煙、自動滅火系統，排除室內熱量、抑制火災增長和滅火，在火災發生后從根本上消除高溫和火焰對鋼結構構件的威脅。實踐證明，在建筑物內設置自動滅火設施，能有效地抑制火災的蔓延擴大或撲滅初期火。但應注意，鋼結構的防火是對鋼體系而言的，不能被摒棄，最好的方法是主動與被動相結合，達到最理想的效果。

綜上所述，鋼結構火災的危害是巨大的，但如果認清形勢，認真做好鋼結構的防火措施，就可以把火災危害降到最低。

【參考文獻】

［１］孫立春.淺談建筑鋼結構的防火處理[J].牡丹江大學學報，2008，(02).

［２］鄭涌林.關于鋼結構建筑防火[J].低溫建筑技術，2007，(01).

［３］閆百慧，侯靜.建筑鋼結構的防火處理[J].中國新技術新產品，2009，(02).

［４］高林，李恩科，石焱.淺談鋼結構建筑的防火[J].建設科技，2007，(05).