鋼結構建筑防火保護的關鍵問題及對策解析

■ 姚洪亮 保定市蠡縣消防救援大隊

我國現有建筑中很多都是鋼結構建筑，例如大多數高層建筑、展覽館、體育館、工業建筑以及大框架的交通建筑等。一旦未進行充分防火保護的鋼結構建筑發生火災，在高溫天氣下大約15min 就可能發生坍塌，造成不可估量的損失。為此，一定要加強對鋼結構建筑的防火保護，確保鋼結構建筑的安全，最大限度避免火災事故的發生。

一、鋼結構建筑自身危險性

（一）鋼結構建筑耐火性較弱

鋼結構建筑的耐火性較弱，耐火極限相對較低。當鋼結構建筑構件的溫度上升到350℃時，鋼結構建筑的強度將降低30% 左右；當溫度上升到500℃時，強度將降低一半；當溫度上升到600℃時，強度將降低70%左右。當溫度達到500℃時，鋼結構建筑將失去平衡性與穩定性。在鋼結構建筑發生火災時，通常最低溫度在800℃左右時，鋼結構建筑會失去穩定性，造成建筑坍塌。

（二）鋼鐵導熱性較好，隔熱性較差

鋼鐵是鋼結構建筑的主要原材料，對于鋼筋混凝土建筑、磚混結構建筑而言，由于鋼鐵具有較好的導熱性和較差的隔熱性，在建設過程中必須要做好防火保護。如果在建設鋼結構建筑時，未在鋼鐵構件上涂抹隔熱層，發生火災時鋼鐵構件的溫度會迅速升高，形狀也會發生改變，甚至發生坍塌，嚴重威脅人們的生命財產安全。

（三）鋼結構建筑構件耐腐蝕性較差

對于一些鋼鐵結構的工業建筑而言，部分工廠車間生產的產品具有一定的腐蝕性，腐蝕氣體在車間內揮發以后，將會對鋼鐵構件造成一定的化學腐蝕，縮短工廠車間的使用壽命。除此之外，鋼結構建筑的構件可能發生電化學腐蝕，當空氣的濕度超過60% 時，將加劇鋼結構建筑構件的電化學腐蝕，從而嚴重影響鋼結構建筑的安全性。

二、鋼結構建筑防火保護中存在的問題

（一）鋼結構建筑防火保護的設計不夠恰當

鋼結構建筑的設計與施工要以設計院給出的圖紙為依據。在設計鋼結構建筑時，通常會利用一些較為特殊的消防設計，但部分鋼結構建筑防火保護的設計不夠恰當。例如，在設計鋼結構建筑時，不僅對建筑的美觀性和施工周期等有著明確要求，還在設計中指定相關鋼鐵構件要通過涂刷膨脹型鋼結構防火涂料達到防火保護的效果，在涂刷該防火涂料時，通常要確保涂刷厚度小于5mm。一旦發生火災，該防火涂層會膨脹到原涂層厚度的5 倍以上，形成致密的炭質層，以此保護鋼鐵構件。但現階段的鋼結構建筑防火涂料市場中存在假冒偽劣產品，如果使用這些涂刷鋼鐵構件，當鋼結構建筑投入使用一段時間后，其防火保護涂層很可能會失效。

根據GB 14907-2018《鋼結構防火涂料》，可以將膨脹型鋼結構防火涂料劃分為兩大類：第一類是水基性鋼結構防火涂料；第二類是溶劑性鋼結構防火涂料。如果在設計鋼結構建筑時選擇水基性鋼結構防火涂料很可能受到天氣的影響，在涂刷完兩天時間內出現涂層剝落的情況。如果在設計鋼結構建筑時選擇應用溶劑性鋼結構涂料保護鋼鐵構件，那么含有的有害物質量一般不符合相關規定要求的限量標準。由此可見，在長期使用中不僅存在較大的防火安全風險，還很難達到相關規定的要求。

（三）檢測工作的開展與相關法規的要求不符

一些鋼結構建筑防火保護檢測工作人員缺乏對檢測工作重要性的認識，對工作不夠負責，存在與施工人員、監理單位一同弄虛作假的情況。據相關調查了解，部分檢測工作人員并不具備鋼結構建筑檢測專業資質，不能準確把握鋼結構建筑中對構件類型和耐熱性的要求。很多分包施工單位都由委托第三方檢測機構檢測。檢測機構為了獲取更多的利益，忽視非膨脹型涂料涂刷厚度不達標或膨脹型涂料膨脹失效的情況，依舊為分包施工單位出具合格的檢測報告，顯然是違反相關法規的行為，會導致鋼結構建筑投入使用后的安全性難以得到保障。

（四）驗收時忽視了鋼結構的防火保護

目前，雖然我國很多地區驗收鋼結構建筑時加入了對鋼結構防火保護質量的驗收，也將其納入消防驗收中，制定了明確的驗收流程與標準，但有些地區尚未全面檢查鋼結構建筑的防火保護，就納入驗收程序中，導致一些施工單位在建設鋼結構建筑時，不重視鋼結構防火保護施工，存在敷衍了事的情況，甚至有些施工單位為了節省施工成本、擴大自身效益，未進行鋼結構建筑防火保護，給建筑后期的使用埋下較大的安全隱患。

二、加強鋼結構建筑防火保護的有效對策

（一）增加防火保護層

在建設鋼結構建筑時，可以在鋼結構材料外表利用噴涂或現澆成型的方式形成外包層，以此增加鋼結構材料的防火保護層。現澆成型方式和鋼絲的混合應用可以增加鋼結構材料的韌性，對收縮裂縫具有很好的限制作用，還可以進一步提高鋼結構材料的強度。在施工現場利用噴涂法進行鋼結構防火保護時，可以利用砂泵處理鋼結構表面，在鋼結構的表層形成一層新的防火保護層。也可以通過防火包裝、玻璃棉氈等具有較高性價比的柔軟棉質，在鋼結構材料粘貼一層保護層，從而提高鋼結構材料的防火能力。

（一）在設計鋼結構建筑階段選擇恰當的防火保護措施

設計人員在設計鋼結構建筑時，應總結部分不做防火保護鋼結構建筑的案例，全面了解相關高大鋼結構建筑防火保護設計方面的規定，明確判斷鋼結構建筑潛藏的各種火災隱患與建筑安全的關系。

在設計鋼結構建筑的初期階段，要綜合分析防火保護方式，為施工單位推薦一個具有耐久性的防火保護方式。鋼結構建筑的使用年限通常不低于50 年，鋼結構構件一般都比較隱蔽，一旦防火保護措施失去效果，后期就很難進行維修。即使可以維修，通常要暫停建筑內設備的運行，讓內部人員撤離現場。因此，在設計鋼結構建筑時，不僅要嚴格按照相關法規條文的規定設計防火保護措施，還要全面分析鋼結構建筑在投入使用后防火保護措施的耐久性，避免后期出現維修的情況。

如果通過涂刷涂料的方式進行鋼結構材料的防火保護，室內的鋼結構材料可以選擇涂刷具有較好耐久性的優質非膨脹型防火涂料或水性防火涂料。對于室外處于較為惡劣環境中的鋼結構材料，可以選擇使用膨脹型鋼結構防火涂料，例如環氧類涂料。按照相關規定的要求，對于耐火極限在1.5h 以上的鋼結構構件，可以選擇使用環氧類或非膨脹型涂料，這兩種防火涂料具有較好的耐久性，符合鋼結構建筑使用年限的要求。目前，國外的一些優質防火涂料在鋼結構建筑工程中的應用已有了20 年以上的時間，且保持得很完整，發揮著防火保護的重要作用。

（二）在施工階段做好防火保護的檢測

要想保證建筑工程的建設質量，就要在實際建設建筑工程的過程中，利用完善的要求標準和相關法律法規全面監督整個施工過程，對于鋼結構建筑而言，尤其要加強對鋼結構建筑施工階段防火保護的檢測。一方面，要監督防火保護材料的采購途徑；另一方面，借助第三方檢測單位監督防火保護的施工方式，要求施工人員必須嚴格按照防火保護材料廠家規定的施工方法和施工標準進行施工。第三方檢測單位應深入施工現場，隨機檢測防火保護涂料類型的選擇以及涂層的厚度。對于出現開裂和剝落的防火保護涂層而言，要及時清理干凈，再重新進行防火保護施工。在防火保護材料進入施工現場時，要進行嚴格檢查，堅決不準許質量不達標或假冒偽劣的防火保護涂料進入施工現場。同時，還要加強對施工現場防火保護施工的監督，避免出現偷工減料的施工問題，確保鋼結構建筑防火保護施工保質保量地完成。

（三）對檢測工作人員提出明確要求

現階段，我國未針對鋼結構建筑防火檢測工作人員的資質提出明確要求，但作為檢測工作人員必須具備基本的崗位工作能力，例如，準確分辨鋼結構構件名稱、位置、耐火極限要求的能力。為了保證鋼結構建筑防火保護的施工質量，有必要對檢測工作人員提出明確的要求，首先，檢測工作人員在對鋼結構建筑進行防火保護檢測時，要通過書面記錄現場檢測的情況。因為鋼結構建筑屬于隱蔽工程，大部分鋼結構構件在施工中會被隱蔽起來，所以要在隱蔽前完成檢測工作，并利用視頻的方式完整記錄檢測的過程，避免出現紙質檢測記錄弄虛作假的情況。同時，檢測人員要積極配合設計人員，對于耐火極限不同的鋼鐵構件噴涂上不同的色塊，特別是對一些特殊承受位置的鋼鐵構件，更要有針對性地進行檢測，以此保證鋼結構建筑的防火保護效果。

（四）制定明確的鋼結構建筑維修標準

在鋼結構建筑投入使用后，隨著時間的不斷推移，很可能需要維護與維修，為了促使鋼結構建筑日常使用中進行防火保護檢定與維修時有章可循，要制定明確的鋼結構建筑維修標準。例如，對于鋼鐵構件的防火保護層失效的維修，可以選擇在原有防火涂層的基礎上重新涂刷一層新的防火涂層，也可以將原有的防火涂層先鏟除掉，再涂刷上新的防火涂層。而維修隱蔽的鋼鐵構件時的難度較大，應加強與檢測工作人員的配合，通過查看檢測視頻資料，判斷其是否需要進行維修。

（五）構建完善的鋼結構建筑使用與維護策略

鋼結構建筑在投入使用后，為了保證防火保護的效果，要構建完善的鋼結構建筑使用與維護策略，合理制定維護計劃和使用標準。通過運用先進的信息技術，記錄防火保護層在建筑日常使用中出現的問題，加強對鋼結構建筑使用過程中防火保護層質量的監督與管理，科學判斷防火保護層的使用年限、維護周期和更換時間等。

在具體構建鋼結構建筑使用與維護策略時，應通過調研方式，記錄現階段已有的鋼結構建筑防火保護層的問題，并針對不同的防火保護方式劃分等級，明確不同防火保護方式的使用年限，從而更加科學、合理地制定鋼結構建筑使用與維護策略。

四、結語

綜上所述，目前我國很多工業建筑、公共建筑等采用的都是鋼結構建筑，由于鋼材料具有較好的導熱性、升溫速度較快而耐火性較差，所以發生火災時，很可能改變建筑的形狀，甚至出現建筑坍塌的情況，造成不可估量的損失。因此，在設計鋼結構建筑時，要針對防火保護方式提出建議和意見，并在具體施工的過程中，加強對鋼結構材料防火保護施工的監督，保障防火保護施工的效果，加強對防火保護的檢測，確保防火保護的質量。同時，避免在鋼結構建筑投入使用后出現防火保護失效的情況，確保建筑內人們的生命與財產安全。另外，為了保證鋼結構建筑防火保護的效果，還要制定完善的鋼結構建筑使用和維護策略，最大限度確保防火保護的壽命周期。