鋼結構主要防火保護措施綜述

王朋

摘? ? 要：近年來，我國的建筑工程建設有了很大進展，對鋼結構的應用也越來越廣泛。本文對當前鋼結構抗火的主要方法進行總結、分類、分析，并從抗火效果、使用情況、成本、綜合效益等進行了論述和對比，最后對工程中抗火方法選擇給出一些建議。

關鍵詞：鋼結構，防火保護，截流法

1? 引言

積極探尋出多種有效的鋼結構防火保護新技術，并對其加以合理的應用，能夠保證鋼結構建筑的整體耐火性能大幅度提升，進而有效擴展鋼結構的應用范圍，提升其應用實效性，對促進我國建筑行業的發展，提升國家科學技術水平均存在積極影響，有必要引起高度重視。

2? 建筑工程中鋼結構應用的優勢概述

（1）材料的強度高，塑性和韌性好。與其他建筑材料相比，鋼有比較高的強度，適合于大負荷或大跨度的部件和建筑項目。此外，鋼具有良好的可塑性能和韌性，鋼結構不會因過高的荷載而產生破裂，并且具有很強的適應動態負荷的能力，良好的能量吸收能力和延展性，也使鋼結構得以在更多地質條件下應用。（2）材質均勻，與力學計算的假定比較符合。鋼的內部結構是相對均勻的，在一定的壓力范圍內，鋼結構幾乎可以均勻受力的。因此，鋼結構的實際應力條件與工作機械的計算結果一致。在熔煉和軋制過程中鋼的質量可以受到合理且精準的控制，而且鋼材料的變化幅度很小。（3）鋼結構制造簡便，施工周期短。由于大多數鋼結構材料都可用機械操作，而且鋼材料的加工也相對簡單，鋼的材料制成工藝非常成熟，因此許多鋼結構通常被轉化為專業化的工廠中的高精度部件。金屬結構的制造可以組裝在項目建造施工的現場，并且可以非常容易地進行安裝組裝工作，僅適用螺栓即可完成鋼結構的搭建組裝。

3? 鋼結構防火保護新技術

3.1? 屏蔽法

屏蔽法是指將鋼結構設置在耐火材料組成的墻體或者封閉空間內或將構件包藏在兩片墻體間隙中。這可以將構件與火焰直接隔離開來，阻止火災火焰煙氣直接作用于鋼構件。此法可以在火災時大幅降低鋼構件的升溫速率，并且可作為室內裝飾，增加美觀性。例如可以在鋼梁下面吊防火平頂或鋼珠內側設置有一定寬度的防火板等。其余方法與之不同的是：在包封法中，防火板材直接與構件相連，而屏蔽法中構件不與防火材料接觸。屏蔽法應注意接縫的施工嚴密，避免火焰侵入。

3.2? 包敷法

傳統包敷法主要指應用普通的混凝土、粘土磚當做鋼結構防火保護層，但由于保護層厚度較大，建筑物的荷載大幅度增加，因此對其開展的實際應用較少。現如今，個別工業發展速度較快的國家，包括德國、英國等，利用無機防火板材針對鋼結構開展箱式包裹操作，包括無石棉硅酸鈣隔熱板以及石膏板等，此類板材的厚度由相應的耐火極限決定，此類方式存在投入成本低、施工便捷性高、不影響自然環境等優勢性特點，發展前景較為優良，是鋼結構防火保護的未來發展必然趨勢之一。

3.3? 噴涂法

噴涂法是將防火涂料噴涂在構件表面形成保護層或者將顆粒狀無機纖維通過噴射法噴打在構件表面形成一定形狀的纖維層材料。該方法具有施工方便簡單，重量輕等特點，可以用于梁柱墻等各種構件及節點，不受形狀限制，但會對環境造成一定的污染，并且對涂敷的基底與環境條件要求苛刻，對施工人員的技術要求較高。其具體的原理為：鋼結構防火涂層對鋼材基材起到了屏蔽作用，使得鋼構件不直接暴露于高溫火焰中;涂層吸熱后部分物質分解形成水蒸氣散熱，起到了降溫作用。通常根據高溫下涂層變化情況分膨脹型（又稱薄型）和非膨脹型（又稱厚型）兩大系列。

3.4? 薄層防火涂料施工工藝

薄層鋼結構防火涂料的施工流程：作業準備→基層處理（灰塵、油污等清潔）、配料、防火涂料噴涂、適時檢測反饋，直至涂層厚度達到設計要求、涂料表面養護、成品保護、防火涂料報驗。（1）作業準備：開桶前應檢查涂料的名稱、型號、顏色、生產日期等，確保符合設計要求;防火涂料在儲存期間會產生少許沉淀，使用前宜用便攜式攪拌器攪拌均勻。（2）噴涂施工步驟及要點：①壓送式噴涂機氣壓0.4MPa～0.6MPa、噴槍口徑6mm～8mm、噴嘴與被噴涂表面距離≥400mm、垂直角度噴涂;②按自上而下、從左到右、先里后外、先難后易的順序進行;③噴涂應分層進行，底層厚度宜≤1mm，底層干燥后（間隔8h～12h），方可進行中、面層涂裝，每層厚度宜≤1mm;根據施工圖及涂料檢測報告要求，鋼梁、環帶桁架的耐火時間為3.0h、涂層厚度為4.5mm;④噴涂過程中，操作人員應用測厚儀適時測試涂層厚度，尤其是最后1道涂層，以確保涂裝厚度達到設計要求的耐火極限。

3.5? 冷水箱自動補水

具體而言，可通過在鋼結構中加設噴淋閥的方式，對火災現場進行控制，通過鋼結構內部水循環的方式，實現降溫。應用此類方式可有效降低火災出現可能性，降低溫度對鋼結構的影響。但此類方式在火災情況較為嚴重的情況下無法發揮出較高的實效性。

3.6? 截流法各類方法比較

目前工程應用中主要使用的還是包封法和噴涂法，因此本文對這兩種方法進行比較。鋼結構的防火噴涂法施工極為便捷，并且造價低、噴涂材料重量輕，適用于各類構件。而包封法則是采用了一定形狀的防火板材、混凝土等對結構構件進行保護，施工相對復雜并且可能對室內造成機械損傷等，不過它又比噴涂法要耐久且裝飾效果比噴涂法好很多。因此，隨著近年來新型防火板材的研制，包封法自身的優勢逐漸凸顯。這主要基于包封法的性能穩定、耐久性好、施工安全，抗火效果更優。同時考慮到經濟因素，噴涂法由于其耐久性差而常常需要維護維修，雖然其前期施工便捷、費用低廉，但是后期維修成本高。而包封法雖然前期投入看似較多，但后期維護極少、維修費用很低，綜合成本較低。

4? 保證鋼結構焊接質量

第一，要確保施工人員焊接鋼結構材料時鋼結構的穩定性，不能被隨意移動。因此在進行焊接之前，需要施工人員對鋼結構材料進行相應的準備工作。焊接之前對焊接工作需要應用到的各類材料和設備進行檢查，確保數量和性能滿足焊接需求，同時做好相應的保護措施，確保焊接工作人員不受到傷害。第二，加強對鋼結構焊接工作人員的培訓，不斷的提升焊接工作人員的自身基礎知識和專業技術能力，有效的提升焊接質量，為土木工程的鋼結構施工質量提升做好基礎。由于鋼結構施工中，對焊接要求非常高，因此，焊接工作人員需要不斷的提升自身技術能力，學習先進的焊接工藝，豐富自身焊接經驗，有效的解決焊接過程中出現的問題。第三，鋼結構的焊接工作完成之后需要由專業的技術檢測人員進行焊接質量的檢測，發現不合格之處，要立即進行改進，增強鋼結構連接的質量，保障結構穩定，促進工程質量的提升。

5? 結語

綜上所述，通過對各種抗火方法的分析比較，可以得出以下結論：疏導法抗火性能優異，但經濟成本較高，且施工工藝復雜，技術要求較高，因此僅在少數項目中使用。目前工程中常用的防火保護措施主要是包封法和噴涂法，屏蔽法和水噴淋法很少應用，或僅作為輔助。包封法和噴涂法兩者各有優劣，在實際應用中應結合工程實際和具體防火要求選擇最合適的方法。4）在具體選擇防火措施時，應綜合考慮建筑物的結構形式、施工質量、成本與綜合效益，并根據工程實際來進行選擇。同時應設置多道防火措施保護建筑結構安全。

參考文獻：

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