淺談鋼結構住宅的防火處理方法

張廣蘋

（南京軌道交通系統工程有限公司，江蘇 南京 210019）

相比于混凝土結構，鋼結構建筑具有抗震效果好、施工速度快、強度性能高的優勢，但是鋼結構建筑中有個明顯的缺陷問題，便是其抗火性能較差。工程實踐表明，鋼結構建筑未進行防火設計，或者防火措施不完善，一旦火災發生，整個建筑結構可能會在短時間內全部瓦解。

1 鋼結構住宅概述

國外發達國家的鋼結構建筑應用較為廣泛，美國鋼結構建筑比例高達65%，歐洲地區為30%。而國內方面，鋼產量逐漸增加，已經位于世界首位，在鋼結構發展中具有較為明顯的資源優勢。國家相關機構已逐步推行了關于鋼結構住宅的政策，這對該類住宅形式的發展而言起到了明顯促進作用。

與傳統形式的住宅相比，鋼結構住宅的優勢為：強度高、自重小、抗震效果突出，施工作業受外界環境條件影響小，施工周期更短。同時鋼結構材料具有較高的強度，可顯著增加住宅使用面積。建筑材料可進行多次利用，降低了建筑垃圾排放量，是響應節能減排政策的措施。但是鋼結構建筑中也會存在一些缺陷，如抗腐蝕效果差、耐火性能差、施工成本增加。

2 鋼結構住宅防火設計方法

2.1 防火設計方法

鋼結構住宅中，當整個建筑體的抗火水平高于抗火要求時，便可起到良好的防火效果。結合當下較為常見的收單進行分析，抗火設計方法包括下述幾種。第一、基于試驗的防火結構設計。該方法是傳統試驗方法，借助標準構件在和分析、升溫試驗等進行防火措施的制定。防火設計中，必須加強耐火極限的分析，保證整個方法的簡潔性、直觀性。試驗一般很難進行載荷分布、載荷大小的精確核算，同時構件溫度應力等情況也較難測定。第二、性能化防火設計處理。該方法從兩個角度出發對防火性能進行了分析和研究。該方法應用中，要考慮構件位置、人員安全、火災經濟損失等要素，提高防火要求方面的考慮。在進行空氣溫升、火災隨機性考慮中，需最大程度的進行結構模擬，整個操作涉及到空氣動力學、物理學等諸多學科，國內相關研究仍處于初級階段。第三、基于計算的抗火設計方法。上世紀70 年代后，結構防火設計方法逐漸升級，已經轉化為現代化的處理手段?；谟嬎愕慕Y構防火措施中，充分考慮了試驗結構抗火中的不足之處，利用結構分析理論、熱傳導理論等進行了載荷分析、載荷分布分析、端部約束分析等，經由詳細計算獲得了構件的耐火極限。該方法在使用中，將構件作為參考對象對整體進行了計算。規范中主要以前者為對象進行了防火效果設計分析。基于計算的結構整體極限承載能力計算方法中，一般將鋼結構建筑整體結構倒塌作為主要考慮要素，將局部破壞作為起因，分析了局部破壞后建筑體結構內力方面的變化和再分配結果。

2.2 鋼結構構件防火設計流程

鋼結構防火設計中，需將鋼構件在耐火極限范圍內所承受最大作用力作為基礎進行分析，從而方可確定防火涂層厚度。當下國內構件防火設計中，其計算方法一般參考CECS2002006 標準。其防火計算方法如下。第一、針對鋼結構建筑進行最不利火災位置的計算。第二、結合防火材料種類、構件類型等進行核算，確定防火涂層的厚度。第三、結合鋼結構構件火災狀況下溫升狀況進行耐火極限內部溫度的計算和核實。第四、高溫狀況下，必須考慮鋼結構材料的參數指標，核算構件在外部載荷、溫度作用下的內力大小。第五、高溫狀況下，在進行構件荷載效應分析中，要考慮最不利線形組合的狀況。第六、驗算構件邊界的耐火承載極限能力，當結果不符合預期要求時，要及時調整覆蓋層厚度，然后進行步驟二的重復計算。

3 鋼結構住宅的防火措施

3.1 提高鋼結構住宅防火效果的措施

首先，單面屏蔽法。該方法為在建筑結構的迎火面進行阻隔屏障的設置，及時將火焰和構件進行分隔。這種特殊式結構在進行屏障設置中，具有節約成本的優勢，該方法在車間等含有高熱源區域的建筑結構中較為常見。其次，防火材料的涂抹。建筑材料表面進行防火材料的涂刷可起到防火效果。該方法便捷度高，不會受鋼結構構件形狀的限制束縛，同時不會增加建筑體結構的重量。再者，借助耐火輕質板材進行防火處理，這種防火方法屬于外包層施工作業。借助下述材料進行鋼結構材料的包裹，從而起到防火作用，包括石膏板、纖維增強水泥板等，該方法在鋼柱防火中應用較多，占用空間較小。最后，混凝土澆筑、耐火磚砌筑。該方法的優勢為強度高、耐沖擊，但是其占用空間較大、施工復雜度過高，該防火方法在斜撐、鋼梁上應用頻率較高。

3.2 防火涂料的選用

鋼結構防火涂料選擇中，必須考慮材料耐火要求、結構類型、工作環境等要素，其選用原則包括下述幾方面：第一、裸露網架鋼結構、輕鋼屋架中，建議選擇涂覆薄層鋼結構防火涂料，對于裝飾要求較高的建筑體，一般建議選擇超薄型鋼結構防火涂料。第二室內高層、隱蔽鋼結構中，一般其耐火極限要求在1.5h 以上的狀況下，建議選擇厚涂型防火涂料。第三針對露天鋼結構進行處理中，在進行防火涂料的選擇中，應考慮環境適應性這一要素。

4 結語

作為未來發展的必然趨勢，鋼結構住宅的發展前景廣闊，為此，必須加強鋼結構抗火性能的考慮，這是提高鋼結構形式住宅的重要舉措。新時期，各種防火技術會隨著建筑材料、工業住宅的進步而不斷完善。