钢结构防火的重要性

钢结构防火的重要性（共12篇）

钢结构防火的重要性 篇1

钢材为不燃烧材料,但温度达到600 ℃以上时,未做防火保护的钢结构将失去承载能力,导致建筑垮塌,造成人员伤亡。因此,必须采取防火措施,确保其耐火性能。

1钢结构的应力变化及火灾案例

1.1钢结构的应力变化

在温度达到300~400 ℃时,钢材的强度开始下降; 温度达到500℃时,强度将下降50%~60%。同时,钢材的屈服点、抗压强度及荷载能力等其他性能参数均迅速下降,低于建筑结构的承载许用应力 。

1.2钢结构的火灾案例

在“9·11”事件中,飞机在撞到大楼时破坏了钢结构上的防火涂层,飞机爆炸起火1h后,钢结构强度丧失, 大楼倒塌。

2001年1月16日,山东省某集团医用高分子股份有限公司发生火灾,烧毁钢结构厂房9 000m2;2003年,青岛某有限公司一钢结构厂房发生火灾,造成21人死亡、8人受伤,直接财产损失3 745.8万元;2004年,文登市某食品有限公司 发生火灾,烧毁钢结 构厂房11 300 m2; 2007年,某家用电器公司钢结 构厂房发 生火灾,烧毁建筑7 000m2。

2钢结构防火保护方法

目前,钢结构的防火保护方法主要有钢结构防火涂料保护、浇筑混凝土防火保护、空心钢构件充水保护、无机防火板材包裹保护、复合保护法等。在选择防火保护措施时,应充分考虑采用钢结构的部位、采取防火保护后结构质量变化,施工难易程度和经济适用性。在多种防火保护方法中,钢结构防火涂料保护方法具有施工便宜、 成本低廉、高效等特点,应用范围最广阔。

3钢结构防火涂料的防火原理及分类

3.1基本原理

钢结构防火涂料刷涂或喷涂在建筑物及构筑物的钢结构表面,采用绝热或吸热的材料阻隔火焰直接灼烧钢结构,形成耐火隔热保护层,提高钢结构的耐火极限。国外钢结构防火涂料技术及产品于20世纪80年代初进入我国。我国目前已能生产多种类型的产品,基本满足各类建筑物钢结构防火保护的需要,并制定了相应的技术标准和应用技术规范,如GB 14907-2002《钢结构防 火涂料》、CECS 24-90《钢结构防 火涂料应 用技术规 范》 等,确保了钢结构防火涂料的质量稳定和不断提高。

3.2钢结构防火涂料的产品分类

按使用场所不同分为:(1)室内钢结构防火涂料,用于建筑物室内或隐蔽工程的钢结构表面;(2)室外钢结构防火涂料,用于建筑物室内或露天工程的钢结构表面。

按使用厚度不同分为:(1)超薄型钢结构防火涂料, 涂层厚度在3mm以下,以溶剂型为主,遇火时膨胀发泡形成致密强度高的防火隔热层,延缓钢材温升,提升钢结构构件的耐火极限。(2)薄型钢结构防火涂料,涂层厚度大于3mm,小于或等于7mm,以水溶型为主 ,遇火时膨胀发泡形成耐火 隔热层延 缓钢材的 温升,保护钢构 件。 (3)厚型钢结构防火涂料,涂层厚度大约7mm,小于等于45mm,该种类应用较少,在火灾中利用涂层材料的低导热性、不燃性或涂层中材料的吸热性,延缓钢材的温升, 保护钢构件。

4存在的主要问题

4.1技术层面存在的问题

(1)耐久性问题。钢结构防火涂料特别是薄型和 超薄型钢结构防火涂料,组成成分绝大部分为有机物,在经受日光照射、风吹、酸雨腐蚀后,会引起其部分成分降解、 老化,防火涂料开裂,甚至从基材上脱落,失去耐火性能。

(2)检测标准问题。钢结构防火涂料的耐火极限 检验时,使用基材是Q235标准的I36b或I40b热轧普通工字钢梁,而具体到某项工程使用钢构件的截面尺寸则各不相同,实际使用的钢构件和标准钢梁间应如何换算,如何确定实际使用钢构件的涂层厚度,尚无明确规定。

4.2生产、流通、使用领域的问题

(1)生产领域。目前,我国大多数防火涂料生产厂家的规模较小,自动化水平不高。近年来,在消防产品质量联合整治行动中,质监、消防部门联合对防火涂料生产厂家进行了多次检查,发现有的生产厂家还停留在手工作坊阶段,对原材料的检测、生产过程的控制、与防锈漆的配套性检验都存在一定问题。

(2)流通领域。CECS 24-90第3.2.1条规定:“用于保护钢结构的防火涂料必须有国家检验机构的耐火极限检测报告和理化性能检测报告,必须有防火监督部门核发的生产许可证和生产厂方的产品合格证”。但是,通过工商、消防部门的联合检查发现,在市场上流通的防火涂料,还存在证照不全的产品以及假冒伪劣产品。

(3)使用领域。一是非专业施工队伍施工,CECS 24 -90第3.1.1条规定:“钢结构防火喷涂保护应由经过培训合格的专业施工队施工”,而有的建设单位贪图便宜, 雇佣油漆工或没有资质的施工队施工。如:2013年消防部门在对某钢结构厂房进行在建工程消防检查时发现, 该工程由非专业队伍施工,因不懂涂刷技术,导致厂房各处涂料厚薄不 均,达不到要 求。二是施工 质量不过 关, CECS 24-90第3.4.5条规定,厚涂型钢结构防火涂料施工要求:喷涂后的 涂层,应剔除乳 突,确保均匀 平整。 但某些施工单未能规范施工,如:2013年9月在对一单位钢结构厂房进行验收时发现,该厂房的钢柱喷涂的是厚涂型钢结构防火涂料,其柱面上有乳突,经测量有9mm厚。三是后期装修、烧焊等损坏喷涂层,而钢结构防火涂料的喷涂层一旦脱落或遭到损坏,就会影响钢结构的耐火极限。如:2009年在对某 钢结构厂 房进行检 查时发现,建设单位为安装设备在已经涂刷防火涂料的钢柱上焊接了角钢,因焊接导致焊点处的防火涂料膨胀、脱落, 失去了防火性能。

5消防管理对策

5.1正确选择防火涂料种类

目前,市场上防火涂料的品种较多,防火性能各不相同。在具体选用时,要根据现场实际情况选择合适的钢结构防火涂料。不能将饰面型防火涂料用于钢结构,应该依据耐火极限的要求选用不同种类的防火涂料。耐火极限要求小于1h的,可以选用超薄型或薄型防火涂料; 耐火极限要求小于2.5h的,可选用薄型或厚型防火涂料;耐火极限要求大于2.5h的,应选用厚型防火涂料。 露天钢结构应选用适合室外用的钢结构防火涂料,选用的该品种防火涂料至少要经过1a以上室外试点工程的试验,涂层性能无明显变化方能采用。在施工上,可以根据施工部位的不同选择防火涂料。当施工部位为裸露部位且对装饰效果要求较高时,如屋顶承重构件可选用超薄型防火涂料,裸露的柱及网架构件则可选用薄型涂料, 隐蔽部位选用厚型涂料。

5.2强化生产、销售领域的监管

按照《中华人民共和国消防法》及相关法律法规的规定,质量技术监督部门应对防火涂料出厂前的质量进行抽检;生产厂家必须有国家质量监督检验中心出具的有效检验报告,公安部消防产品合格评定中心出具的有效产品型式认可证书,并附说明书以标明储存期限、制造批号、适用范围、技术性能。防火涂料的销售单位进货时应向厂家索取产品相关资料,并在销售时向用户提供。对生产不合格产品,危害公共安全者或无照、无牌经营者, 销售假冒伪劣产品者,工商、质监等有关职能部门依法坚决予以打击,严格处理。质监、工商、消防三部门可以联合对辖区的防火涂料生产企业、销售单位、施工企业进行约谈,督促其提高质量意识,明确工作要求,加强自身管理,建立健全防火涂料产品的进货、查验、施工、验收技术规程和操作记录,按照法律法规和技术标准要求开展防火涂料生产、销售、施工。检查发现的不合格防火涂料产品生产企业、销售单位、施工企业,纳入“黑名单”实施重点监管,并及时通报有关资质管理部门予以处理。

5.3严格开展施工现场检查

防火涂料工程施工较快,通过施工工地的现场检查, 可以掌握施工队伍的情况、施工质量和产品质量,实行过程监管,及时发现施工不规范行为并督促整改。到达施工现场后,要检查施工单位有无消防设施工程专业承包资质证书,有无安全生产许可证;并进行随机取样,检查施工单位是否存在使用普通涂料、砂浆代替防火涂料施工,偷工减料擅自减少涂层厚度等现象。通过施工过程的随机检查,督促建设单位、施工单位、监理单位落实主体责任,避免在防火涂料采购、施工过程中,掺杂、掺假, 以次充好,以假充真,以不合格产品代替合格产品现象。 在施工现场随机取样后,根据《消防产品现场判定规则》 要求,对超薄型、薄型防火涂料施工后的涂层遇火膨胀发泡状况进行现场检查。利用喷灯进行现场检测,喷灯的火焰要刚 好接触涂 层表面,并应垂直 涂层表面 燃烧15 min,观察涂层发泡状态,超薄型涂料发泡厚度应在涂层厚度的10倍以上,薄涂层发泡厚度应为涂层厚度的5倍以上,检查结果要与国家质量监督检验中心出具的有效检验报告进行现场比对。通过现场检查,实行过程监管, 及时掌握施工队伍基本情况、工程进度、施工质量,及时发现隐患并督促整改,避免不必要的损失。

5.4严格验收标准、严把消防验收关

在建设工程消防验收及竣工备案抽查时,应当把钢结构防火涂料的 检查放在 重要位置。一是严格 材料检查,消防验收前,工程方要提供防火涂料检测报告及隐蔽工程记录,确保防火涂料的施工质量以及选用产品质量合格。监督人员可对工程防火涂料的购销合同、发票及进货记录,生产企业出具的防火涂料数量及质量的确认函进行检查,根据工程量计算防火涂料需求量。二是严格现场判定,现场验收时,消防监督人员要根据《消防产品现场判定规则》要求,不仅要眼看、手摸,还应配置测厚仪等必要的检测设备,对建筑构件、装修材料上已经施工完毕的防火涂料进行外观质量检查;对涂刷厚度进行现场测量;运用专用燃气喷灯等设备对涂料的膨胀性能指标进行热性能分析、判定,并填写《消防产品监督检查记录》,同时建设单位、施工单位及防火涂料生产企业相关人员对现场检查过程、结果进行确认。三是落实责任,严查违法行为,建设工程防火涂料质量合格与否涉及生产、 施工等多个环节,在工程验收时应规范执法环节、区分责任、分别处理。如发现防火涂层厚度不够,未按照技术标准要求施工、擅自降低防火涂料施工质量的,要依法对施工企业进行处罚;对防火涂料不发泡或发泡倍数不足,经查实属于产品质量问题的,要依法函告当地质监、工商部门,对生产企业或销售企业进行查处,并通报公安部消防产品合格评定中心;涉及建设单位、监理单位的,要按照建设工程消防质量终身负责制的有关规定追究其责任, 并对其消防安全不良行为进行认定并向社会公布。

钢结构防火的重要性 篇2

一、众所周知，森林在国民经济中占有重要地位，它仅能提供国家建设和人民生活所需的木材及林副产品，而且还肩负着释放氧气、调节气候、涵养水源、保持水土、防风固沙、美化环境、净化空气、减少噪音及旅游保健等多种使命．同时，森林还是农牧业稳产高产的重要条件．然而，森林火灾会给森林带来严重危害．森林火灾位居破坏森林的三大自然灾害（病害、虫害、火灾）之首．它不仅给人类的经济建设造成巨大损失，破坏生态环境，而且还会威胁到人民生命财产安全．具体表现在如下的几个方面．

（一）烧毁林木

森林一旦遭受火灾，最直观的危害是烧死或烧伤林木．一方面使森林蓄积下降，另一方面也使森林生长爱到严重影响．森林是生长周期较长的再生资源，遭受火灾后，其恢复需要很长的时间．特别是高强度大面积森林火灾之后，森林很难恢复原貌，常常被低价林或灌丛取而代之．如果反复多次遭到火灾危害，还会成为荒草地，甚至变成裸地．例如，1987年“5.6”特大森林火灾之后，分布在坡度较陡的地段的森林严重火烧之后基本变成了荒草坡，生态环境严重破坏，再要恢复森林几乎是不可能的．

（二）烧毁林下植物资源

森林除了可以提供木材以外，林下还蕴藏着丰富的野生植物资源．如东北大兴安岭林区的“红豆”（越桔）和“都仕”（笃斯越桔）等是营养十分丰富的野果，现已开发了红豆果茶、都仕果酒等天然绿色食品，深受广大消费者的青睐；利用黄芪做原料而生产出来的“北芪神茶”，以其营养丰富、无污染，且滋补功能强等特点而驰名中外．长白山林区的人参、灵芝、刺五加等是珍贵药材．我国南方的喜树可提炼出喜树碱，喜树碱是良好的治疗癌症的药物；漆树可加工制成漆；桉树提炼出的桉油是制造香皂、香精的最佳原料等等，不胜枚举．所有这些林副产品都具有重要的商品价值和经济效益．然而，森林火灾能烧毁这些珍贵的野生植物，或者由于火干扰后，改变其生存环境，使其数量显著减少，甚至使某些种类灭绝．

（三）危害野生动物

森林是各种珍禽异兽的家园．森林遭受火灾后，会破坏野生动物赖以生存的环境．有时甚至直接烧死、烧伤野生动物．由于火灾等原因而造成的森林破坏，我国不少野生动物种类已经灭绝或处于濒危．如野马、高鼻羚羊、新疆虎、犀牛、豚鹿、朱鹭、黄腹角雉、台湾鹇等几十种珍贵鸟兽已经灭绝．另外，大熊猫、东北虎、长臂猿、金丝猴、野象、野骆驼、海南坡鹿等国家级保护动物也面临濒危，如不加以保护，有灭绝的危险．因此，防治森林火灾，不仅是保护森林本身，同时也保护了野生动物，进而保护了生物物种的多样

性．

（四）引起水土流失

森林具有涵养水源，保持水土的作用．据测算，每公顷林地比无林地能多蓄水30立方米．三千公顷森林的蓄水量相当于一座100万立方米的小型水库．因此，森林有“绿色水库”之美称．此外，森林树木的枝叶及林床（地被物层）的机械作用，大大减缓雨水对地表的冲击力；林地表面海绵状的枯枝落叶层仅具有雨水冲击作用，而且能大量吸收水分；加之，森林庞大的根系对土壤的固定作用，使得林地很少发生水土流失现象．然而，当森林火灾过后，森林的这种功能会显著减弱，严重时甚至会消失．因此，严重的森林火灾不仅能引起水土流失，还会引起山洪爆发、泥石流等自然灾害．

（五）使下游河流水质下降

森林多分布在山区，山高坡陡，一旦遭受火灾，林地土壤侵蚀、流失要比平原严重很多．大量的泥沙会被带到下游的河流或湖泊之中，引起河流淤积，并导致河水中养分的变化，使水的质量显著下降．河流水质的变化会严重影响鱼类等水生生物的生存．颗粒细小的泥沙会使鱼卵窒息，抑制鱼苗发育；河水流量的增加，加之泥沙混浊，会使鱼卵遭到破坏．此外，火烧后的黑色物质（灰分等）大量吸收太阳能，使得下游河流水温升高，千万鱼类容易染病．特别是喜欢在冷水中生存的鱼类，火烧后常常大量死亡．

（六）引起空气污染

森林燃烧会产生大量的烟雾，其主要成分为二氧化碳和水蒸汽，这两咱物质约占所有烟雾成分的90％～95％；另外，森林燃烧还会产生一氧化碳、碳氢化合物、碳化物、氮氧化物及微粒物质，约占10％～5％．除了水蒸汽以外，所有其他物质的含量超过某一限度时都会造成空气污染，危害人类身体健康及野生动物的生存．1997年发生在印度尼西亚的森林大火，燃烧了近一年，森林燃烧所产生的烟雾不仅给其本国造成严重的空气污染，而且还影响了新加坡、马来西亚、文莱等邻国．许多新加坡市民不得不配戴防毒面具来停止烟雾的危害．

（七）威胁人民生命财产安全

森林火灾常造成人员伤亡．全世界每年由于森林火灾导致千余人死亡．1871年发生在美国威斯康星州和密执安州的一场森林大火烧死1500余人；1987大兴安岭的一场大火烧死212人．此外，森林火灾还会给人民财产带来危害．林区的工厂、房屋、桥梁、铁路、输电线路、畜牧、粮食等常常受到森林火灾的威胁．例如：1987年大兴安岭特大森林火灾烧毁三个林业局址（城填），九个林场场址，四个半贮木场（烧毁木材85万立方米），桥梁67座，铁路9.2km，输电线路284km，房屋6.4万平方米，粮食325万kg．各种设备2488台．损失十分惨重，直接经济损失4.2亿元人民币．

森林防火的重要性

二、森林防火的意义

（一）森林防火是保护自然资源的需要

森林中蕴藏着十分丰富的野生动植物资源．特别是在大面积国有林区、自然保护区及风景名胜区，分布有多种古树名木、名花异草及珍禽稀兽．所有这些都是人类不可多得的宝贵财富．然而，森林火灾能使这些宝贵资源付之一炬．因此，防止森林火灾就是保护自然资源．

（二）木防火是保护生态环境的需要

森林是陆地上下垫面最高、范围最大的生态系统．森林是人类及野生动物赖以生存的良好环境．众所周知，森林在维持和保护生态环境方面具有十分重要的作用．然而，森林火灾会使森林的这些功能减弱，甚至消失．因此，防止森林火灾就是保护生态环境．

（三）森林防火是保护森林发展林业的需要

森林火灾是森林三大自然灾害之首，防止火灾就是保护森林．森林是发展林业的基础，没有森林就没有林业．我国是少林国家，森林覆盖率仅为13.92％，远远低于72％的世界的平均水平．因此，在保护好现有森林资源的基础上，广泛开展植树造林、绿化国土仍是我国林业所要做的主要工作．目前，国家正在实施的的天然林保护工程，可以说是我国林业事业发展的里程碑．国家为了保护现有天然林，制定了严格控制对天然林采伐的政策，并由国家财政增加对林业的投入，为我国林业的发慌提供了保障．然而，森林火灾能在短时间内烧毁大片森林，不利于林业的发展．因此，森林防火是保护森林资源和发慌林业事业的基础工作．

（四）森林防火是维护林区社会安定的需要

在林区，森林防火关系到千家万户．森林是林区人民赖以生存的物质基础．森林火灾会使森林遭受破坏，甚至消失，给林区人民生产生活带来困难．另外，森林火灾还会直接威胁林区人民的生命财产安全．严重的森林火灾不仅能造成人员伤亡，而且还会毁坏房屋等建筑，使人们失去家园．1987年大兴安岭特大森林火灾，不仅造成了200余人死亡，同时使5万余人无家可归，这些人的衣食住行等成了非常严重的社会问题．另外，目前林区经济不景气，有些不法分子，为了眼前的利益，采用放火烧林的手段进行开荒种地．因此，森林防火不仅要防止意外因素引发的森林火灾，而且还要同少数不法分子作斗争，防止其故意纵火，维护林区社会安定。

灭火四大障碍

1.地势复杂，火点多 2.当地气温居高不降

3.火灾多为树梢火和地面火，而且火场均处于原始森林和自然保护区，扑火人员输送非常困难火区刮起五六级大风，大火借助风势蔓延

4.紧急扑救大火

1987年大兴安岭火灾

据新华社电（记者张云龙、王增海）记者从森警内蒙古总队了解到，大兴安岭北部原始林区近几天接连出现8处火点，其中4处火势较大，4500余名警民正在奋力扑救。国家林业局、武警森林指挥部、自治区林业厅、大兴安岭林管局的领导已赶赴前线组织指挥灭火。据记者了解，7月底以来，内蒙古大兴安岭北部的乌玛、莫尔道嘎、奇乾、满归和阿龙山五个林业局的施业区范围内，先后出现了8处火点。8月4日，经国家林业局协调，紧急调动4架直升飞机赶赴满归林业局，设立了临时航站，空运扑火队员和灭火物资。截至昨日中午，内蒙古森警总队大兴安岭支队1200名官兵和呼伦贝尔市紧急调集3300多名林业职工，赶赴火场扑火。因当地气温居高不降，给灭火工作带来许多不便，致使火情难以得到控制。

据了解，此次火灾全部因雷击引发，有关部门曾尝试进行人工增雨，但天气条件不利，效果不明显。据昨天下午16时30分召开的前线指挥部紧急会议消息，前指要求力争在明天基本控制火情，各火场要建立火场责任制，前线各战区要立军令状，限期灭火。

由于此次大兴安岭火灾多为树梢火和地面火，而且火场均处于原始森林和自然保护区，扑火人员输送非常困难。当地还采用了新型风力灭火机、灭火水枪、灭火弹等高科技设备。

建筑钢结构的防腐与防火措施研究 篇3

摘要：钢结构桁架建筑中的结构构件能在工厂大批量生产，标准化和工厂化程度高，易于实现产业化，因此钢结构析架建筑具有广阔的应用前景。本文主要探讨了钢结构建筑的防腐和防火的问题，并提出了相应的解决办法。

关键词：钢结构桁架 防腐 防火

0 引言

我国建筑钢结构的良好发展，也促进了我国冶金工业的技术进步，推进了我国钢结构的结构调整，建设和冶金行业的相互促进，将使我国的建筑钢结构进入一个崭新的阶段。钢结构住宅装配化程度高，所用构配件轻巧，运输安装十分方便同时，钢结构住宅建筑所用构配件可以在工厂制作，现场安装，适合工厂的标准化、系列化和工业化生产，商品化程度高，有利于降低成本，实现住宅建筑的集成化。住宅产业化必然要求大力发展住宅钢结构。我国钢结构住宅目前所要研究的问题，己不是要不要做的问题，也不是回答能不能做的问题，而是要研究解决如何把它做好的问题，是要完整的、配套的、高品质的全新的把它研究好并如何推向市场的问题[1，2]。本文面对钢结构建筑的发展趋势，针对钢结构在建筑工程中的防腐和防火问题进行相关研究。

1 钢结构桁架的防腐

钢结构耐腐蚀性差，裸露的钢结构在大气作用下会产生锈蚀。腐蚀不仅造成自身的经济损失，并且使结构构件截面减小，承载力降低，影响结构的安全。因此，防止结构过早腐蚀，提高其使用寿命，是具有重要意义的，也是设计、制造和使用单位共同关心的课题。并且，就我国家庭来说，购买一套住房意味着倾其一生的积蓄，对钢结构住宅采取良好的防腐措施可以更好的吸引购房者，推动住宅钢结构的发展。

1.1 腐蚀原理 钢结构腐蚀原理，钢结构的腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种。化学腐蚀是干燥气体及非电解质液体作用于金属表面而产生；也可以是空气中的CO2、SO2作用而生成的FeO或FeS，从而使得钢结构腐蚀。电化学腐蚀是钢材表面与电解质溶液中产生电流，形成腐蚀电池，使钢材产生腐蚀的现象。钢材在冶炼时，常常加入碳元素及其它一些合金元素，于是由于基体铁元素与其他合金元素各自的标准电极电位的不同，而形成腐蚀微电池的两极，当大气中的水分、氧气等介质被吸附于钢材表面时，无数个腐蚀微电池的两极被接通了，因而发生腐蚀的电化学反应。促进腐蚀的外因，是由于钢结构的腐蚀与相对湿度及大气中侵蚀性物质的含量有密切的关系。通常相对湿度在60%以下时，钢材的大气腐蚀是微弱的。在干燥的亚热带气候或在温带气候的建筑物室内，钢材的腐蚀只可能在极有限的范围内发生。

1.2 钢结构桁架的防腐措施 从能量变化的观点看问题，金属遭受腐蚀之后，把存在于内部的化学能转变成电能电化学腐蚀或热能化学腐蚀而放出。显然，这是一个自发发生的过程，因此，要防止钢材生锈，就必须设法阻止其表面腐蚀电池的电化学反应过程，或者以另一种电极更低的金属原子代替铁原子作为阳极，而铁原子受到保护不发生电极反应。根据以上原理，钢材的防腐方法主要有以下几种：①物理屏蔽作用的防锈漆。这类防锈漆的防锈颜料有良好的屏蔽作用，能阻挡水分等化学介质渗到钢铁表面，因而减缓电化学反应的速度延迟发生锈蚀的时间。其特点是价格便宜防锈期限仅在五年左右，不适合用于钢结构住宅建筑中。②依靠化学钝化作用，使钢材表面形成一层钝化膜。如磷化膜或具有阻蚀性的络合物，这些在钢材表面形成的钝化膜或络合物的标准电极电位较铁为正，从而能延缓钢材的腐蚀过程。这类防锈漆防锈性能好，价格便宜，但铅系防锈漆和铅酸盐防锈漆的毒性大，亦不适合用在住宅建筑中。③阴极保护型防锈漆一富锌底漆。当防锈漆整层漆膜的电极电位比铁元素更负时，钢结构中的铁成分便变成阴极，受到电化学保护不会腐蚀。④金属镀层保护，在钢材表面施加金属保护层，以提高钢材表面的抗腐蚀能力。最常用的是镀锌。镀锌主要是通过形成致密的保护膜和锌置换作用来防腐蚀。

2 钢结构的防火

2.1 钢结构防火重要性 钢材虽为非燃烧性材料，但钢材不耐火，温度400℃时，钢材的屈服强度将降至常温下强度的一半，温度达到600℃，钢材基本丧失全部强度和刚度。一般常用建筑钢材的临界温度（即丧失支撑能力时的温度）为540℃。对于建筑火灾，火场温度多在800~1200℃之间。在火灾发生的10分钟内，火场温度即可高达700℃以上，对于裸露的钢材构件，在这样的火场温度下，只要几分钟其温度就可上升到500℃而达到其临界值，进而失去载荷能力，导致建筑物倒塌。由上可见，钢结构的防火保护非常重要，这对于减轻火灾损失，减少伤亡具有重要意义。而对于钢结构住宅建筑来说，直接与人的生活起居有关，目居住建筑内一般都有较多的易燃物品，因此，住宅钢结构的防火保护有其特殊的意义。

2.2 钢结构桁架防火保护处理措施 火灾是火失去控制而蔓延的一种灾害性燃烧现象。一般地，火灾的发生必须具备存在能燃烧的物质，能提供持续燃烧的空气、氧气或其他氧化剂，以及能使可燃物质燃烧的着火源，这样三个条件。为此，考虑破坏以上三个条件，现今钢结构建筑的防火保护一般有以下一些措施：①冲水冷却保护法。该方法是在空心封闭的钢构件中充满水，火灾时构件把从火场中吸收的热量给水，依靠水的蒸发消耗能量或通过循环把热量带走，构件温度可控制100℃左右，从理论上讲，这是钢结构保护最有效的方法。这种方法由于对结构设计有专门要求，目前实际很少应有；②单面屏蔽法，在钢构件中的迎火面设置阻火屏障，将构件与火焰隔开，如果建筑物内部发生火灾，火焰也烧不到钢构件。这种在特殊部位设置的防火屏障措施不失一种较经济的钢构件防火方法； ③包封法，包封法是最常见也是最基本的钢结构防火保护方法，它是用耐火材料把构件包裹起来，一般有浇筑混凝土或砌筑防火砖和防火板材包覆，特别注意防火用板材基本应是不燃材料，对结构能起防火保护作用的板材，还应该具有写耐高温特性功能；④喷涂无机防火涂料。早在50年代欧美、日本等先进国家就广泛采用防火涂料保护钢结构。80年代初期，国内在一些重要钢结构建筑中也开始采用。发展至今，喷涂防火涂料已是使用最广泛的建筑钢结构防火法。钢结构防火涂料的品种较多，通常根据高温下涂层的变化情况分膨胀型和非膨胀型两大系列。其中，膨胀型防火涂料，又称薄型防火涂料，其基料为有机树脂，配方中还含有发泡剂等成分，用于钢结构防火，耐火极限可达0.5~1小时，非膨胀型防火涂料，主要成分为无机绝热材料，遇火不膨胀，自身具有良好的隔热性，故又称隔热防火涂料，对应耐火极限可达0.5~3小时以上。

2.3 钢管混凝土柱的耐火性能 根据国内外大量试验证明，钢管混凝土的抗火性能明显高于钢结构，但国内对钢管混凝土的防火基本上还是遵循钢结构的防火要求。这必然导致建筑材料的浪费和结构造价的偏离。钢管混凝土柱的耐火性能主要依赖以下几个因素柱的截面尺寸和形状、柱的有效计算长度、荷载大小、混凝土强度、混凝土骨料成分等。在火灾情况下，随着火灾现场温度的提高，钢迅速失去承载力，但钢管壁对核心混凝土仍起着“套箍”作用。虽然柱内混凝土的强度也逐渐丧失，但由于混凝土的热传导率很低，其强度丧失的速度远远低于钢的强度丧失，原本由组合构件承受的荷载逐渐能转移到核心混凝土上。最终，在钢管丧失强度的情况下，核心混凝土必须来承担全部荷载。钢管混凝土柱的耐火性能不能简单等同于钢结构的耐火。当然，对于不同形式的钢管混凝土柱及不同的受力情况，其耐火时限会有不同，但充分考虑钢管混凝土柱本身的耐火性能，尽可能降低防火被覆的厚度，降低工程造价。对于大力发展本文中所言及的轻钢住宅是极为有利的。

参考文献：

[1]田琳，杨彬，韩秀华.钢结构住宅体系的发展及展望[J].山西建筑.2009.03.

钢结构防火的重要性 篇4

一、钢结构防火保护方法

目前, 钢结构防火保护方法主要包括钢结构防火涂料保护, 给空心钢构件内充水, 用浇筑混泥土将钢构件包起来等方法。钢结构防火涂料的保护方法有很多特点, 如价格便宜、成本低、施工效率高、应用范围广等。选择防火措施化合物的保护, 要充分考虑到钢结构的材质。应用防火性能好, 便于施工和经济适用性高的化合物。

二、钢结构防火涂料的防火原理及分类

钢结构防火涂料可以刷涂或结构喷涂, 通过钢结构表面形成的耐火绝缘材料, 实现阻断火焰燃烧的目的。当前, 生产的各种规格的产品, 基本能够满足各类建筑钢结构防火保护的需要, 并制定相应的技术标准和技术规范, 保证了钢结构防火涂料质量的稳定和提高。

防火涂料根据用途不同分为室内使用和室外使用。1.室内钢结构或隐藏在表面上建筑钢结构防火涂料。2.室外钢结构涂层位于钢结构建筑项目的表面上。通过使用厚度不同, 可分为:超薄钢结构防火涂料, 3毫米以下厚度的耐火隔热溶剂 (在扩大气泡密度优先的条件下减慢钢的升温速度从而提高钢结构的耐火性) , 金属表面结构防火涂料, 涂层厚度大于3毫米, 小于或等于7毫米优先水溶剂 (在发生火灾的情况下扩大, 气泡的形成缓慢, 使温度停留在钢耐火材料和热绝缘层的基础上以保护钢构件) 。3.对于较厚的钢材, 防火涂料的涂抹要大于7毫米, 小于或等于45毫米, 主要是涂导热性差, 耐热性高的材料, 以对钢材进行保护。

三、存在的主要问题

(一) 技术层面存在的问题

1. 耐久性问题。

特殊钢结如薄和超薄型钢材, 在大多数情况下, 这种钢材一般涂抹的是有机材料, 由于其会受到太阳、风、酸雨腐蚀, 且降解可能导致某些部件老化, 由于防火涂层会发生裂化和脱落, 从而导致防火阻燃涂料性能大大降低。

2. 标准性问题。

对钢结构防火涂料检验耐火性能, 由于钢材尺寸大小的不同, 在实际使用钢构件如何测量和涂层厚度并没有具体的规定。

(二) 生产、流通、使用领域的问题

1. 生产领域。

近年来, 消防产品质量差, 防火涂料质量得不到保障的现象屡见不鲜。这些问题的主要来源是一些厂商还停留在初级阶段, 设备技术都比较落后, 这对钢结构的整体防火性造成了巨大的影响。

2. 流通领域。

用于保护钢结构防火涂料的耐火试验报告, 必须要有国家检验机构和物理化学性能检测报告, 必须是在监督下经消防部门颁发的生产许可证明。然而, 通过联合检查, 消防部门、工商部门发现, 钢结构防火涂料在市场上流通很混乱, 均存在假冒伪劣产品。

3. 使用区域。

施工队伍, 一定要对钢结构防火涂料进行一定的保护措施, 因此必须选择经过培训合格的专业施工队伍。一些施工单位使用不合格施工队伍, 在进行钢结构厂房工程的防火检查时, 消防部门发现了很多问题, 因此不专业的施工队伍会导致涂层工程的不合格。

四、消防管理对策

(一) 正确选择防火涂料种类

目前, 市场上防火涂料防火性能各不相同。按照实际情况选择时, 应该选择不同类型、不同耐火极限要求的钢结构防火涂料。不到1小时的耐火性能要求, 可选用超薄型防火涂料;小于2.5小时的耐火性能要求, 可以选择薄或厚型防火涂料;耐火极限大于2.5小时, 应选择厚型防火涂料。室外钢结构应选择适合户外钢结构防火涂料, 镀层性能测试项目后无明显变化, 可选择多种阻燃涂层。在施工中, 要根据不同的施工需求选择防火涂料。

(二) 强化生产、销售领域的监管

根据有关法律法规规定, 防火涂料质量技术监督部门处理应该加大力度检查各个种类防火涂料的质量, 制造商必须有质量监督检验中心的检验报告, 且国家行政主管部门核发的证书, 必须由公安消防产品合格评定中心认可。出售单位应在产品信息方面表明防火涂料的生产厂家。对于不合格产品, 危害公共安全或无牌无照经营或销售伪劣产品的, 按照法律规定, 工商及质量监管相关部门, 应严格查处。

(三) 严格开展施工现场检查

工程建设施工现场防火涂料的检查, 可以对施工队、施工质量以及产品中出现的问题及时的督促整改。在施工现场, 施工单位应定期检查消防设施工程专业承包资质证书、安全生产许可证, 并进行随机抽样, 检查是否使用了防火涂料。通过在建设过程中抽查, 督促建设单位、施工单位、监理单位落实各自的职责, 避免在购买、建造过程中, 对防火涂料掺杂、掺假、以次充好等现象的发生, 避免在实际使用过程中, 不合格产品替代合格产品。

(四) 严格验收标准、严把消防验收关

在消防工程建设和竣工阶段, 应严格抽查防火涂料的使用状况, 并制定相关的检测报告, 以保证钢结构防火涂料的施工质量。防火涂料工程中的采购合同、发票和购买记录等, 要严格把关, 以确保防火涂料的质量。根据消防产品使用规则严格控制现场施工状况, 检查、监督的同时还要摸透现场, 还应配置测厚仪和其他必要的检测设备。

参考文献

[1]杜鹏.浅谈对防火涂料的几点看法[J].辽宁建材, 2011, (09) .

[2]梁清泉.防火涂料的发展前景及方向分析探讨[J].中国科技信息, 2011, (04) .

钢结构防火的重要性 篇5

如今在中国的各大城市，高层及超高层钢结构建筑如雨后春笋纷纷比肩兴建。而钢结构建筑的防火，是建造摩天大楼必须满足的前提条件。一旦遇到火灾，钢结构建筑会因高温快速熔化，导致主楼快速坍塌。在这方面，各地建设方、设计方和管理部门都有不少值得借鉴的做法，下面和恒岳重钢一起看下！

北京国贸三期：摒弃全钢

北京国贸三期总建筑面积54万平方米，主塔楼总高330米，地上层数为74层，地下为4层，钢结构截面大、单件重、连接复杂，总用钢量达5万多吨，抗震等级8级，设计难度和施工难度为世界超高层建筑结构领域所罕见，是目前北京的第一高楼。

在经过论证和修改后，该楼的建筑方案采用了4万吨钢筋、18万立方米混凝土与5.5万吨钢结构组合形成的钢骨型钢混凝土结构，并采用耐燃时间高达3小时的防火涂料对裸露钢结构进行防火处理。这样设计的结果是，大楼能够有效地减少诸如飞行器撞击所带来的损害，提高大楼自身的耐火性能。工程中采用石膏板隔墙顶部与结构楼板滑动连接，有效地消除了因结构层间位移墙体变形而发生开裂的可能。而在承重部位的墙体采用型钢加固龙骨，增加了墙体承载能力。为了确保人员安全，主塔楼分别在14层、28层、39层、55层和74层设计了5个避难层，避难层四周采用防火材料和加固结构，装有防火隔烟系统。并严格规定大厦投入使用后，避难层非但不能改作他用，不能加锁关闭，而且还可能会放置一些食品和水，并随时更

新。

深圳：定期“体检”

深圳市目前有高层建筑3657栋，其中超高层建筑(100米以上)有100多栋。被称为世界十大建筑之列的深圳地王大厦高69层，总高度383.95米，建成时曾是亚洲第一高楼，也是全国第一个高层钢结构建筑。而98层、441.8米的京基100大厦已成为深圳这个现代化国际大都市的又一地标建筑。

按照深圳市的规定，所有高层建筑必须在交付使用前都经过消防验收，符合国家关于高层建筑消防安全规范才能投入使用。据了解，深圳市公安局消防局专门制定了《建筑消防设施维护管理暂行规定》，推动社会各单位实行建筑消防设施“每日一巡”、“每月一测”、“每年一检”制度，填写巡视、测试和检验记录表。督促社会单位建立完善消防设施维护保养制度。在消防检查过程中，对当场有条件解决的建筑消防设施问题和故障，消防部门监督立即解决消防部门还重点对10年以上的高层建筑在消防安全通道、设施、管理、监督等方面是否做到位进行了检查。今年4月起，派出8个督察组，进行交叉检查。重庆：建立“消防户口”

作为全国高楼数量最多、密度最大的城市之一，山城重庆素有“钢筋水泥森林”之称，城市消防安全面临重大考验。重庆特殊的地理条件，也给大火灾扑救工作带来一系列困难。

重庆消防总队为此开展了高层建筑消防安全专项整治，以“全面摸排整改”为突破口，对全市高层建筑火灾隐患进行了大清查。在专

项整治活动中，重庆各级消防机构对全市已建成投用的所有高层建筑逐一进行摸排整治，并将设有商场、市场、娱乐场所等人员密集的高层公共建筑作为整治重点，为高层建筑建立“户口”，详细录入每一栋高楼的基本情况和动态的消防安全状况，实现了对高楼进行“实时跟踪动态管理”。

青岛：委托中介“免费年检”

青岛市海曙区委托中介机构对全区100多幢高层建筑商务楼宇消防设施进行“免费体检”，测出的安全隐患，区高层建筑消防安全整治办公室向业主单位和物业管理单位逐一下发了消防安全隐患整改告知书，签订了消防安全承诺书。

论钢结构建筑防火设计研究与探讨 篇6

【关键词】钢结构 抗火设计 耐火保护 人员疏散

【中图分类号】TU391 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）01—0203—01

钢结构构件防火保护是提高钢结构耐火性能的丰要途径。为此，国内外相关建筑规范均有要求对钢结构构件进行保护的规定。我国的建筑防火规范及钢结构设计标准中也有类似规定，但不完善、不具体。相对而言，《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-98的规定较具体些，即要求：钢结构中的梁、柱、支撑及作承重用的压型钢板等应采用喷涂防火涂料或防火板保护。屋盖应采用喷涂防火涂料或自动喷水灭火系统保护。对钢结构构件的耐火保护如何在相关规范中提出合理、实用的要求，本人认为应该通过分析不同场所的火灾荷载密度、空间高度、钢结构的结构类犁、保护对象的性质和功能等因素来确定。在什么情况F应采取何种耐火保护，什么情况下可以不作保护，尽量避免不必要的保护或操作性不强的要求，以节约投资、提高防火投资效益。

一、钢结构的耐火极限

建筑防火的基本原则要求，建筑设计应该认真的遵循“预防为主，防消结合”的方针，并积极的采用先进的防火的技术，从而防患于未然，积极的预防火灾的发生和蔓延。构件防火的设计则要求耐火时间不能低于最短的耐火极限。钢结构的耐火极限指结构在标准的耐火试验中，从接受火作用到失去稳定性或者完整性及绝热性为止，抵抗火作用所用的时间。耐火极限用于划分建筑的耐火等级，也用于进行建筑物防火的构造设计以及火灾后制定建筑物的修复方案。构件耐火极限与构件所采用材料的性质、保护层厚度、构造尺寸、构件的构法和支撑情况以及受火的方式等都有密切关系。在无防护措施的情况下，钢结构的耐火极限只有大约15分钟。火灾时，随着温度的逐渐升高，钢材的性能产生较大变化，钢材的屈服点、弹性摸量、抗压强度等的力学性能都会迅速的下降。一般火灾现场的温度都会达到800℃-1000℃，在这样的高温下裸露的钢结构构件强度会迅速降低，很快会出现塑性变形，产生局部破坏，最终造成钢结构建毓物整体倒塌。

二、如何才能做好钢结构建筑的防火设计

对钢结构采取防火措施，其目的就是将钢结构的耐火极限提高到设计规范规定的范围，防止钢构件在火灾中迅速升温发生形变塌落。其措施是多种多样的，从原理上来讲，主要可概括为两种：截流法和疏导法。

（一）截留法又分为：喷涂法、包封法、水喷淋法、屏蔽法。

它们都是通过一定的技术手段来提高钢结构的耐火极限。具体而言，喷涂法就是将防火涂料直接喷涂在构件表面，形成保护层，从而提高建筑构件的耐火极限，它有厚型和薄型之分，不同厚度的涂层其耐火极限不同；包封法是用耐火材料把构件包裹起来。包封材料有防火板材，砖或混凝土，钢丝网抹耐火砂浆等。耐火材料将钢结构包裹，从而形成保护层，提高构件耐火极限；水喷淋法是在钢结构顶部设喷淋供水管网，火灾时自动启动（或手动）开始喷水，在构件表面形成一层连续流动的水膜，达到保护作用；屏蔽法是把钢构件包藏在耐火材料组成的墙体或吊顶内，主要适用于屋盖系统的保护。

（二）疏导法

疏导法与截留法不同，疏导法允许热量传到构件上，然后设法把热量导走或消耗掉，同样可是构件温度不至升高到临界温度，从而起到保护作用。目前疏导法仅有充水冷却保护这一种方法。我们在设计时，要根据不同建筑对构件耐火极限的要求，通过科学比较，选出最恰当的防火保护方法，达到经济和安全要求。

（三）喷涂法

喷涂法是用喷涂机具将防火涂料直接喷在构件表面，形成耐火隔热保护层以提高钢结构耐火极限。钢结构防火涂料按其涂层厚度及性能特点可分为超薄型钢结构防火涂料、薄型钢结构防火涂料和厚涂型钢结构防火涂料。超薄型钢结构防火涂料涂层厚度在3mm以下，以溶剂型为主，具有良好的装饰性和理化性能，受火时膨胀发泡形成致密、强度高的防火隔热层，该防火隔热层极大的延缓了被保护钢材的升温，提高钢结构构件的耐火极限，为一类新型防火涂料。它一般使用在耐火极限要求在2.0h以内的建筑钢结构的防火保护工程中。例如，可对一类建筑中的梁、楼板、屋顶等承重构件，以及二类建筑中的柱、梁、楼板等进行有效的防火保护。由于该类防火涂料涂层超薄，工程中使用量较薄型和厚涂型防火涂料大大减少，从而降低了工程总费用，又使钢结构得到了有效的防火保护，是目前消防部门大力推广的品种；薄型钢结构防火涂料涂层厚度一般为3-7mm，以水溶型为主，其装饰性优于厚涂型防火涂料，逊色于超薄型防火涂料，以受火时膨胀发泡所形成的耐火隔热层延缓被保护钢材的升温，保护钢构件，其耐火极限一般在2.0h以内。因此常用在耐火极限要求在2.0h以内的建筑钢结构上。例如，可对高层民用建筑中的梁、一般工业与民用建筑中支承单层的柱、梁、楼板及屋顶等承重构件中的钢结构进行防火保护；厚涂型钢结构防火涂料涂层厚度一般为8～50mm，粒状表面，密度较小，热导率低，以非膨胀型无机防火涂料为主，它具有较高的耐热性、隔热性和完全不燃、不发烟的特点，且原料易得、价格低廉、制备简单、着色容易、施工简便、无毒、无火灾危险等特点。耐火极限可达0.5-3.0h，甚至更长时间。

（四）包封法

（1）用现浇混凝土作耐火保护层。所使用的材料有混凝土、轻质混凝土及加气混凝土等。这些材料既有不燃性，又有较大的热容量，用作耐火保护层能使构件的升温减缓。由于混凝土的表层在火灾高温下易于剥落，可在钢构件表面加敷钢丝网。进一步提高其耐火性能。

（2）用砂浆或灰胶泥作耐火保护层。所使用的材料一般有砂浆、轻质岩浆、珍珠岩砂浆或灰胶泥、蛭石砂浆或石灰胶泥等。上述材料均有良好的耐火性能，其施工方法常为在金属网上涂抹上述材料。

（3）用矿物纤维。其材料有石棉、岩棉及矿渣棉等。具体施工方法是将矿物纤维与水泥混合，再用特殊喷枪与水的喷雾同时向底部喷涂，构成海绵状的覆盖层，然后抹平或任其呈凹凸状。上述方式可直接喷在钢构件上，也可以向其上的金属网喷涂，以后者效果较好。

（4）用轻质预制板作耐火保护层。所用材料有轻质混凝土板、泡沫混凝土板、硅酸钙成型板及石棉成型板等，其做法是以上述预制板包覆构件，板间连接可采用钉合及粘合剂粘合。这种构造方式施工简便且工期较短，并有利工业化。同时，承重（钢结构）与防火（预制板）的功能划分明确，火灾后修复简便且不影响主体结构的功能，因而具有良好的复原性。

（五）屏蔽法

屏蔽法就是把钢结构包裹在耐火材料组成的墙体或吊顶内，在钢梁或钢屋架下作耐火吊顶，火灾时可以使钢梁或钢尾架的升温大为延缓，大大提高钢结构的耐火能力，而且这种方法还能增加室内的美观，但要注意吊顶的接缝、孔洞处应处理严密，以防窜火。

（六）水喷淋法

水喷淋法是在结构顶部设喷淋供水管网，火灾时，会自动启动（或手动）开始喷水，在构件表面形成一层连续流动的水膜，从而起到保护作用。

三、钢结构建筑设计时要充分考虑人员疏散问题。

由于钢结构建筑自身存在的弱点，我们在设计时要充分考虑人员疏散的因素，将人员密度指标和钢结构建筑的特点综合起来考虑，加强对安全疏散路线、疏散距离、疏散宽度的设计要求，证人员疏散时间小于建筑构件的耐火极限，确保火灾时人员能安全逃生，避免群死群伤火灾事故的发生。

结束语：钢结构防火设计是建筑设计中的重要组成部分，在建筑设计时做好此项工作，可以从根本上防止和减少建筑物发生火灾，且在一旦发生火灾时把火灾损失降低到最低限度。否则，就会给建筑物留下火灾隐患，一旦着火条件成熟，就会酿成火灾，造成人员伤亡和经济损失。

参考文献

[1]建筑设计防火规范（GBJ50016-2006）

[2]高层民用建筑设计防火规范（GB50045-95）

浅析钢结构的防火 篇7

1 现代钢结构的建筑特点

1.1 预工程化程度高, 建设成本降低, 工期缩短

钢结构建筑模数协调统一标准实现了建筑工业化大规模生产, 提高了建筑预工程化, 使不同材料、不同形状和不同制造方法的建筑构配件具有一定的通用性和互换性。同时钢结构建筑的预工程化使材料加工和安装一体化, 大大降低了建设成本;并且加快了施工速度, 使工期能够缩短40%以上, 从而加快了房地产开发商的资金周转速度, 使建筑能更早投入使用。

1.2 建筑与结构的设计与功能一体化, 使建筑更富有功能化

在钢结构建筑中, 结构成为形象构成的重要因素, 结构的形体, 构件, 节点从很大程度上导致并制约着建筑的形象。建筑与结构的设计与功能只有做到一体化, 才能使建筑更富有功能化, 以便随后的各个设计环节进行下去, 创造出技术与艺术融为一体的钢结构建筑。

1.3 钢结构建筑能够满足超高度和超跨度的要求

钢材组织均匀, 接近于各向同性匀质体, 强度高, 弹性模量亦高。其密度与强度的比值远小于砖石, 混凝土, 木材, 在同样受力情况下钢结构自重小, 从而可以做成跨度较大和高度较高的结构以及灵活的结构形体。现在人类已具有建造跨度超过1000m的超大穹顶与高度超过1000m最高至4000m的超高层建筑的能力。并且钢索与膜结构相结合形成索膜结构体系更能满足建筑对跨度的要求, 使这类型建筑成为标志性建筑。

1.4 原材料可以循环使用, 有助于环保和可持续发展

发展钢结构对于资源、能源都非常短缺的我国意义尤为重大, 因为中国是世界上最大的砖砌体建筑与混凝土建筑大国。钢材是一种高强度高效能的材料, 具有很高的再循环价值, 边角料也有价值, 不需要制模施工。目前国际上引人瞩目的新型住宅产品已引入我国, 其环保节能的特点主要体现在两个方面:该类型住宅采用全封闭式保温隔热防潮系统, 温度变化小, 热损失低。不论冬夏, 都具有舒适当居住环境。室外0℃时, 室内仍可以保持17℃以上;在室外温度达到30℃的情况下, 室内温度仅为21℃左右。与砖混结构住宅相比, 可节能60%以上, 冬夏季空调设备可节约耗电30%以上, 结构的废旧利用为100%, 与砖混结构比较, 同样楼层净高条件下, 钢结构维护墙体面积小, 节约空调所需能源, 减小维护费用。

2 钢结构建筑的火灾危险性

2.1 耐火性能差

钢材本身不燃烧, 却不耐高温, 其机械性能, 如屈服点、弹性模量、抗压强度、荷载能力等均会因温度的升高而急剧下降, 当钢构件温度达到350、500、600℃时, 强度分别下降1/3、1/2、2/3。据理论计算, 全负荷钢构失去静态平衡稳定性的临界温度为540℃。而且钢构件由单一材料组成, 导热系数大 (是混凝土的40倍) , 在高温作用下, 热量会迅速传导至内部, 温升快, 科学实验和火灾实例均表明, 裸露钢构的耐火时间仅15min, 不如普通木柱的耐火时间。

2.2 跨度大、空间大, 火灾蔓延迅速

跨度大、空间大是钢结构建筑的显著特点, 而且大部分钢结构建筑无明显有效的防火分隔, 门窗多, 内部空气流通好, 可燃物料多, 一旦发生火灾, 热辐射强, 烟雾浓, 燃烧猛烈, 在强大热气流的作用下, 火势迅速向垂直、水平方向蔓延, 形成大面积火灾。

2.3 整体连接性强, 易变形倒塌

钢结构作为承重构件, 在火灾状态下, 遇高温受热膨胀, 强度降低, 再遇冷水急剧收缩, 脆性增强, 极易失去支撑作用。由于钢结构整体连接性强, 只要局部遭到破坏, 就能形成建筑物的整体坍塌和毁灭。

3 钢结构的防火保护方式

钢结构的防火保护通常有以下几种方式:

3.1 钢结构防火涂料

钢结构防火涂料是施涂于建筑物及构筑物的钢结构表面, 能形成耐火隔热保护层, 以提高钢结构耐火极限的涂料, 分为厚型、薄型、超薄型等几种。厚型涂料呈颗粒状, 涂层厚度通常在8毫米以上, 施工方法为喷涂, 高温时依靠涂料本身的厚度及较低的导热率起到对钢构件的隔热作用。薄型和超薄型涂料涂层较薄, 有一定装饰效果, 施工方法可喷可刷, 高温时涂层膨胀增厚保护钢构件。具有重量轻、施工较简便, 适用于隐蔽结构和裸露的钢梁、斜撑等钢构件。

3.2 浇筑混凝土砌筑砖块法

用现浇混凝土作外包层时, 可以在钢结构上现浇成型, 也可采用喷涂法 (喷射工艺) 。现浇的实体混凝土外包层通常可用钢丝网或钢筋来加强, 以限制收缩裂缝并保证外壳的强度。也可以在施工现场将钢结构表面涂沫砂浆以形成保护层。砂浆可以是石灰、水泥或石膏砂浆, 也可掺入珍珠岩或石棉。外包层也可以用珍珠岩、石棉、石膏或石棉水泥和轻混凝土做成的预制板, 采用胶粘剂和钉子或螺栓固定在钢结构上。这种方法保护层强度高、耐冲击, 占用空间较大, 适用于容易碰撞、无保护面板的钢柱防火保护。

3.3 充水法

在空心钢构件内充水是抵御火灾最有效的方法, 能使钢结构在火灾时保持较低的温度。水在结构构件内循环, 受热的水可经冷却再循环, 或由水管引入凉水来取代加热过的水。这种方法在国外被广泛地使用在钢柱的防护中。这种方法造价低, 对空心钢构件的防渗漏、防腐蚀要求高, 只适用于空心钢构件的保护。

3.4 轻质防火厚板包覆法

采用无机防火板材对大型钢构件进行箱式包裹, 如石膏板、蛭石板、无石棉硅酸钙隔热板等, 包板的厚度根据耐火极限的要求而定。这种方法具有施工方便、装修面平整光滑、成本低、损耗小、无环境污染、施工周期短、耐老化等优点, 推广前景好, 是钢结构防火保护新的发展方向。

3.5 复合保护法

紧贴钢板用防火涂料或柔性毡状隔热材料, 外用防火薄板作罩面板。这种方法适用于表面有装饰要求, 一般用于需要粘贴柔性毡状隔热材料或涂敷厚质防火涂料的钢柱。

摘要：随着大型钢结构建筑的日益增多, 钢结构的防火保护越来越受到人们的关注。介绍了钢结构的特点、防火性能以及防火处理方法。

钢结构防火的重要性 篇8

1 外墙保温材料的火宅危险性

1.1 外墙保温材料的种类

从材料的燃烧角度上看, 我国建筑行业外墙保温系统的保温材料主要分为以下几类:

(1) 无机类保温材料:主要包括我国的岩棉、膨胀玻化微珠保温浆料以及玻璃棉等, 这些材料虽然都不属于燃性材料, 自身不存在防火安全的隐患, 但是这些材料的性能尚不能完全达到外墙保温的要求, 目前暂时不被广泛应用保温材料范围之内。

(2) 有机无机复合型保温材料:这类材料主要是以胶粉聚苯颗粒保温浆料为主, 属于很难燃烧的材料, 也不具有传播火焰的特征, 因此, 就本身来说不存在防火安全问题。

(3) 有机高分子保温材料:这类材料主要是以聚苯乙烯塑料和聚氨醋泡为主, 自身属于可燃性, 容易引发火宅危险。

1.2 外墙保温火宅的危险性

居民建筑物特别是在高层建筑火宅中经常会形成火宅的竖向蔓延。其原因是住房的窗户玻璃虽然在温度达到90℃左右才会融化。但是在发生火灾的情况下, 由于玻璃受到的温度不均匀以及受热的部分发生膨胀加上窗框的压力, 玻璃在250℃的情况下就可能发生炸裂。在建筑内发生火宅时, 门窗玻璃在高温以及火焰的共同作用下, 很快就会从窗框上脱落, 火焰就会从这些窗口向外蔓延。火焰主要通过两个途径从外墙向外面蔓延: (1) 火焰的热辐射穿过窗口以后对地面的建筑物进行燃烧; (2) 火焰从窗口的伸出并向上窜, 将窗口上面的可燃性材料进行燃烧, 并逐渐向上蔓延, 导致这个建筑物起火。

2 建筑外墙保温系统防火的重要性

目前, 我国的新建建筑物中绝大多数采用的是墙体外加有机保温层的主要做法是:一种是采用粘接砂浆;另一种是采用的是专用的固定件, 将挤塑板或者是泡沫板固定在外墙上, 再在上面涂抹聚合物抗裂砂浆, 最后再表层做装饰。正是由于外墙保温材料绝大多数采用有机保温材料, 导致外墙在防火性能上较差, 特别是采用的普通泡沫板和挤塑板。温度只要达到80℃的时候就可能融化甚至变形, 这种情况下一旦起火, 火势很容易蔓延, 甚至产生大量有毒气体, 严重危害人民生命财产安全。在建筑施工过程中, 因为外墙保温材料很容易被施工的火苗或者高温点燃, 所以施工中很容易发生火宅。另外, 施工现场的各种消防器材没有安装到位, 发生火灾后火势难以控制, 再加上施工现场的情况比较复杂, 疏散通道不明确等, 消防车不能够及时到达现场进行救援, 造成难以预计的经济损失和人员伤亡。

3 我国建筑行业中外墙保温材料的防火性能现状

截止到目前, 根据国内外的建筑行业现状的分析, 很多企业对建筑外墙保温材料的防火性能的研究和重视程度还不够高, 就目前针对建筑外墙保温材料的研究的主要内容是关于保温材料的燃烧性能分析, 就算部分企业提出对保温材料的要求也仅仅局限在对氧指数和可燃性的检测分析。另外, 在我国的现行法律法规中也没有对外墙保温材料的防火性能做明确的规定, 正是没有外墙保温材料的限定和严格的分级标准, 导致部分企业没有对外墙保温材料的防火性能引起高度重视。

4 建筑外墙保温材料的防火性能思考

4.1 选择适合的外墙保温材料

(1) 泡沫玻璃。泡沫玻璃属于一种无机的保温材料且它材质较硬。这类保温材料的主要原料是无机玻璃, 然后再混入盐酸盐和碳素等发泡剂以及其他材料作为辅助材料, 一起混合均匀后, 置于耐热钢模具, 然后放在窑炉中在800℃~900℃的高温条件下进行烧结发泡, 待到退火冷却后在加工而成的。这类防火材料具有两个比较突出的物理化性能:一是泡沫玻璃具有经得住各种化学物质以及自然风化的侵蚀的特殊性能;二是不吸收水分、耐得住高温、抵抗得了寒冷。正式鉴于上面的特殊性能, 从而能够有效的提高外保墙保温系统的防水性、抗冻性。除此之外, 这类材料还具有不易燃烧、无毒的特点、安全环保。其实根据市场调查资料显示:泡沫玻璃在近些年在我国的建筑市场上使用的程度不是很高, 其主要原因是生产的成本比较高, 和市场上普通的保温材料相比没有价格上的优势。

(2) 聚氨酯PU。这来保温材料属于是热固性的保温材料, 其自身的结构呈现出网状结构, 其主要原因是:这类材料是通过双分组分液料反应交联固化发泡来的。聚氨酯跟普通的塑料泡沫材料相比, 其自身的结构更具有稳定性和耐高温的特性。在没有经过处理的聚氨酯是属于易燃材料的范畴, 但是经过科学方法的加工和处理, 通过对其引入耐温、不易燃烧、低烟、无毒等环状结构的化合物, 让这类材料在遇到火焰时不会产生收缩反映, 同时产生碳化层, 其主要目的不仅是为了有效的阻止了氧分的渗透以及热量的传递, 同时也是有效的发挥了阻止火势蔓延的作用。类似这种保温层比较薄、导热系数比较低、耐高温性能好、稳定性强的保温材料, 可以在建筑行业得到广泛使用。

4.2 保温材料的防火安全措施

(1) 在建筑物的外墙上的保温层和建筑房屋的转角的两边、门洞以及承重墙这几个关键部分应该采用不具有可燃性的材料作为在水平方向和竖直方向的分割, 增加隔离带的防火梁等。比如, 可以采用钢铁类具有不燃性的建筑材料作为填充物, 除了有效的防火, 还能够发挥支撑的作用。

(2) 在建筑物的外墙的表面涂刷一层不具有可燃性的材料, 从用这些材料将建筑物的进行整体的覆盖。目前绝大多数采用的是水泥砂浆材料, 然后将电线、插座等可以导电的装备放在墙体的内部。

(3) 建筑物采用的外墙采用的是幕墙的话, 那么幕墙需要跟每层楼板以及隔墙处的缝隙之间, 应该采用防火材料或者是对火焰的传播能够发挥阻止性的材料进行填堵。

(4) 在房屋建筑的设计中, 应该多设计个筒体, 并在材料上建议使用最好的建筑材料, 做好筒体四面墙的隔热防火工作。在设计是最好将筒体内设有水源, 以给需要的时候做好准备。如果发生火宅, 可以引导群众进入筒体等待援救, 这样可以有效的降低生命和财产损失。

(5) 消防部门应当加强建筑物的外墙保温材料防火性能的勘察和管理工作。不管是在施工前、施工过程中、还是施工结束后, 都应该对建筑物做定期的检查和管理。可以在建筑物的周围建立水池, 并在建筑物的每一层上放置消防器材, 以备发生火宅时需要。

5 结语

综上所述, 笔者认为要进一步研究和开发各种类型的外墙保温防火构造材料, 需要进一步加强对我国的保温材料进行研究和实验, 寻找出更好、更优的防火材料, 进一步提高我国的外墙保温材料的防火安全性能。另外在目前的条件下, 对于提高外墙保温的防火体系, 应该强调整个体系的安全性, 而不是一味的考虑通过改善保温材料的燃烧等级。

参考文献

[1]胡小媛, 许琳.我国建筑绝热材料的应用现状及其前景[J].保温材料与节能技术, 2000 (6) :2-4.

[2]刘洪涛, 刘雪玲, 刘艳军.几种常见的外墙保温形式及材料[J].建筑技术与应用, 2002 (1) :37-38.

钢结构防火的重要性 篇9

为提高钢结构的耐火性能,人们采用在其外围浇铸混凝土、包裹不燃材料等方法提高其耐火极限,但都起不到很好的效果。钢结构防火涂料由于其防火隔热性能好,施工不受结构几何形体限制、易于施工等优点,得到了广泛的应用,北京奥体中心、首都机场航站楼、上海东方明珠电视塔、广州新白云机场等大型建筑都采用了涂刷钢结构防火涂料来提高建筑物耐火极限的做法[2],下面就钢结构防火涂料的现状、应用、发展方向及防火性能检测方法的研究做简单的介绍。

1 钢结构防火涂料的分类及防火机理

钢结构防火涂料按基料的不同可分为有机类和无机类两大类;按使用场地不同可分为室外型和室内型两大类;根据其涂层的厚度和性能特点可分为厚型钢结构防火涂料(H类),薄涂型钢结构防火涂料(B类),超薄型钢结构防火涂料(CB类),其涂层厚度与耐火极限要求如表1所示。

厚型钢结构防火涂料又称非膨胀型防火涂料,主要成分为无机绝热材料,呈现粒状面,密度较小,涂层受热不膨胀,由于其自身具有良好的隔热性,因而也叫隔热性防火涂料。其防火机理是利用涂层固有的良好绝热性,阻止火灾热量向钢材传递,并且在高温下形成一种结构致密的釉状物,能有效隔绝氧气并具有反射热量作用,延缓钢结构温升,起到防火保护作用。

薄型和超薄型钢结构防火涂料又称膨胀型防火涂料,主要由基料、脱水剂、成碳剂和发泡剂等组成,当温度升高到一定程度的时候,脱水剂促使多羟基化合物脱水碳化,在发泡剂分解释放出的大量气体作用下,涂层发生膨胀,膨胀倍数可达十几倍甚至几十倍,形成致密的泡沫状炭化隔热层,从而阻止热量向钢结构传递,起到防火保护作用[1]。

2 国内外的发展现状

国外钢结构防火涂料研究较早,上世纪60年代,先后涌现出英国Nullifire公司S605钢结构防火涂料、加拿大AD防火有限责任公司 AD Firefilm Ⅱ型等一系列性能优异的钢结构防火涂料[3]。 我国从80年代初开始研制钢结构防火涂料,由公安部四川消防研究所研制出第一种钢结构防火涂料—LG钢结构防火涂料。90 年代以来,我国钢结构防火涂料发展迅速,产品类型由最初的厚涂型发展到薄涂型、超薄型,比较典型的是大连福嘉集团为国家体育场提供的钢结构防火涂料,以及适用于室外钢结构的薄层SWB膨胀型防火涂料,到目前为止,已有许多性能优良的产品应用于工程建设中,钢结构防火涂料体系已发展到跨行业研究。

国内钢结构防火涂料的市场需求每年2万t以上,目前已累计应用钢结构防火涂料20多万t,保护面积数百万平方米;其生产和施工体系涉及到的单位2000多家[4],在科研、院校、企业中专门从事钢结构防火涂料的研发和应用的工程技术人员达1万人以上,生产企业分布于全国20多个省市自治区,较多集中在北京、江苏、四川、山东、上海及广东等地。

3 材料存在的主要问题及解决办法

钢结构防火涂料由于其自身的局限性,存在着部分问题,如企业规模较小、产品更新慢、售后服务不及时、施工质量不高等,这些都属于材料以外的问题,下面就材料本身可能存在的问题提出几点看法并试图提出解决问题的办法。

3.1 材料自身存在的问题

3.1.1 涂料燃烧时产生过多有毒有害气体

目前,多数膨胀型防火涂料阻燃剂采用的的C-N-P或C-N-P-CL体系[5],用到大量的三聚氰胺、聚磷酸铵、硼酸铵、氯化石蜡等化学物质,在受热后分解出有毒有害气体,如NH3、HCL、NOX、CO等,这些气体均可产生窒息作用[6]。因此,在选材时,应当选用生成有毒有害气体较少的防火涂料,在减少火灾对建筑物和人危害的同时,又可减少材料自身生成烟气对人的危害。

3.1.2 涂料使用寿命低于钢结构设计年限

钢结构防火涂料同其它涂料一样,在使用过程中都要经受日光、紫外线照射、振动、雨雪等因素的考验,但由于防火涂料加入了很多有机或无机材料,如多元醇、有机胺等化学物质,其粘结性能和耐老化性能都有着不同程度的降低。GB 14907-2002《钢结构防火涂料》中对防火涂料的耐暴热性、耐湿热性、耐酸性、耐碱性及耐盐雾腐蚀性都有了明确的规定并在这些项目合格的基础上进一步考察其耐火性能,规定上述项目合格的产品其附加耐火性能的衰减值不应大于35%。钢结构的主体设计使用年限一般是50年,而钢结构防火涂料的使用寿命远低于50年,这样就很可能造成在钢结构使用后期,涂覆在其上的防火涂料起不到防火作用[7,8]。

3.1.3 耐火性能测试方法落后

目前测试钢结构防火涂料防火性能的方法是采用GB 14907-2002《钢结构防火涂料》规定的方法,即按照GBJ 17规定的设计载荷在136b或140b工字钢梁上加载,在水平燃烧炉上进行燃烧试验,所要求的计算跨度不小于4200mm。这种模拟试验方法成本高,浪费了大量的钢材、燃气和检验费用,国内仅有少数检验机构拥有此检验能力,实际使用过程中难以对涂料的使用质量进行检测,具有较大的局限性,工程验收现场检测也只是检测防火层厚度等物理指标,而防火性能往往用当年的型式检验报告代替,这种做法不利于提高产品质量,同时也留下了火灾隐患[9]。

3.2 解决问题的办法

3.2.1 在涂料制备过程中,应选择适当的阻燃体系,既可以达到阻止热传递的效果,又可以最大程度上延迟比消光面积峰值出现的时间,降低比消光面积的平均值,从而少产生甚至不产生有毒有害气体。

3.2.2 使用高效协同体系,延长钢结构防火涂料使用寿命,如在保证防火效果的前提下,尽量少量使用阻燃剂、填料及助剂等辅助性材料,以增强涂料与钢结构的粘结强度和耐久性,延缓涂料物理性能和防火性能的下降,延长防火涂料的使用周期;研制出一种快速检测钢结构防火涂料耐久性的检测方法,能够真正预测出实际的使用寿命,这样可根据环境的不同要求及其基材或主体结构的使用寿命来决定是否需要更换或及时维修[10]。

3.2.3 现在所用的防火性能检测方法并不能代表火灾发生时钢结构防火涂料的实际耐火情况,因此,应加快对标准的修订,研发出一种可代替现有防火测试方法的新方法,如采用热分析手段来模拟火灾实际情况,通过对比试验找出相关联的部分,这种方法的可能性将在下面详细探讨。

4 今后发展方向

纵观防火涂料的发展史,经历了一个从无机到有机又到无机的循环过程。在21世纪到来之际,我国的防火涂料研究将进入一个更高的发展阶段,在此提出关于防火涂料的发展方向的初步设想:

4.1 绿色、环保仍是永恒不变的主题

随着人们对环境污染及人身健康的日益重视,挥发性有机化合物含量高的溶剂型涂料的使用受到越来越严格的限制。因此,必须加快开发少用或不用有机溶剂的涂料,也就是开发所谓“环境友好型涂料”。环境友好型涂料主要有:水性涂料、粉末涂料、光固化涂料等。针对防火涂料而言,仅水性防火涂料和无溶剂防火涂料具有可观的发展前景。由此可见,发展环保型防火涂料,特别是坚持发展水性防火涂料,尽量减少或避免因生产、施工或燃烧造成环境污染和人身危害,将成为今后的主要研究方向。

4.2 高效的基料和阻燃协同体系

基料直接决定着防火涂料的耐水、耐侯、耐酸、耐碱、粘结强度等性能的好坏,而阻燃体系直接决定着耐火极限的长短,如何既能保持优异的物理性能,又能保持持久的耐火性能是研究的重点之一;并且,在选择阻燃体系的同时,还应注意不应过多或不产生有毒有害气体;对整个涂料体系进行研究,确定具体的使用寿命,只有对上述问题进行统筹考虑,才是钢结构防火涂料今后重点的发展方向之一。

4.3 同时具备防火和防腐性能涂料的开发

就目前情况而言,钢结构防火涂料通常不同时具备防火和防腐两项性能,而对同一钢结构,往往既要有防腐涂料的保护,又要有防火涂料的保护,造成了人力、物力和财力的浪费,如果开发一种防火涂料,同时具备上述功能,将是今后发展方向之一。同济大学顾国强[11,12]等采用高氯化聚乙烯和有机硅丙烯酸酯树脂为基料,同时实现了防腐和防火功能。

5标准外规定的其他方法在防火性能检测中的应用

前面已经提到,目前GB 14907-2002《钢结构防火涂料》中仅要求对防火涂料的一种厚度进行测试,所用材料也仅仅局限于136b或140b工字钢梁,与实际应用情况不符,不完全符合火灾现场情况。鉴于此种情况,笔者详细地介绍了锥形量热仪法、光电子能谱、扫描电镜、红外光谱、发泡厚度等标准规定外的检测方法在钢结构防火涂料检测方面的应用,期望能与耐火极限关系间建立联系,探讨其在钢结构防火涂料热降解研究中联合应用的可能性。

5.1 锥形量热仪法

5.1.1 用于研究涂料的阻燃性能

徐晓楠等[13]利用锥形量热仪,采用20kw/m2热辐射条件,评价膨胀型防火涂料和膨胀型石墨防火涂料阻燃性能。研究表明,用该方法可快速得到点燃时间、热释放速率峰值、有效燃烧热等数据,可有效评价防火涂料防火性能;有人将TTI和pkHRR结合起来,用它们的比值(TTI/ pkHRR)来评价聚合物材料潜在的轰然性,较好地说明了聚合物材料潜在的危害性。

5.1.2 烟气及有毒有害气体的释放

目前,多数膨胀型防火涂料阻燃剂采用的C-N-P或C-N-P-CL体系[13],在受热后分解出有毒有害气体,如NH3、HCL、NOX、CO等,这些气体均可产生窒息作用[6]。锥形量热仪采用氦-氖激光束测定消光系数,给出烟释放的动态过程,其参数比消光面积(SEA)是一个表征在燃烧过程中每时每刻发烟量的动态参数,能体现单位质量挥发物转换成烟的比率,从烟气释放的角度对涂料的阻燃性能进行评价。

5.1.3 降解过程的研究

利用锥形量热仪得到防火涂料的失重率与时间的关系,从而可以得到降解的过程,徐晓楠等人对APE涂料和EG涂料进行研究,发现首先脱水剂出现分解,随后涂料中的铵盐、胺产生酸,在催化剂的存在下,酸进一步与含碳物质的羟基反应形成热性能不稳定的酯,继续升温导致酯分解成炭、酸、水和二氧化碳,释放出的酸再与羟基反映,在酯的分解过程中产生大量的不燃气体,使含碳物质发泡,形成厚的隔热层[8]。

5.2 热分析法

薄型和超薄型钢结构防火涂料用到的多数是膨胀型阻燃体系,其阻燃机理大多是脱水剂脱水成酸等物质,炭化剂脱水成炭和发泡剂分解产生气体,这几个步骤应基本上协调一致,有序进行,才能达到最好的阻燃效果。杜建科[14]、肖新颜[15]等用DSC、TGA和DTA方法对聚磷酸铵为脱水催化剂、三聚氰胺为发泡剂、季戊四醇为成炭剂的膨胀阻燃体系的各组分及其作用过程进行了研究,根据图谱分析了各组分受热分解过程,并且对膨胀阻燃体系匹配过程、基材树脂与膨胀阻燃体系匹配过程、防火涂料降解及阻火过程进行研究,阐明了含气泡的多孔质体的形成过程,为研究防火涂料的阻火、隔热过程提供了科学的依据。

5.3 光电子能谱法

膨胀阻燃体系阻燃效果的好坏与炭层的绝热效果有关,炭层的绝热效果则与其组成和结构有关,因此,可用光电子能谱法确定炭层的成分对阻燃效果的影响。Serge Bourbigot[16]等人将XPS用于研究APP/PER/LRAM3.5中,分析不同配比和不同温度下残余物中P、C、O、N等各元素的比例关系,并由各元素的结合能推断出残炭物中各元素存在的形式。从试验结果可以看出,阻燃效果的好坏并不完全取决于成炭量的多少,同时取决于炭层的组成,只有C/P比较高时,防火隔热性能才较好,根据测定的不同结合能基团的比例,将不同温度下与氧结合的C和与脂肪烃或芳香烃结合的C的比例进行计算,得出残炭中C/P比高、P/N比低可能更有利于形成稠环结构,提高炭层的稳定性,具有好的阻燃效果的结论。

5.4 扫描电镜法

王国建等[17]采用SEM的方法观察了添加可膨胀石墨、聚乙二醇改性可膨胀石墨和未添加可膨胀石墨的防火涂料经燃烧后形成的孔泡结构、尺寸和分布,研究表明,防火涂料在添加了聚乙二醇改性可膨胀石墨后,炭化发泡层的泡孔尺寸变大,分布变窄,并且钻出表面的蠕虫状可膨胀石墨量大大减小,说明可膨胀石墨经聚乙二醇改性后,与聚合物界面的粘结性增加,改善了炭化发泡层的孔泡和表面形态,最终有利于防火性能的提高。

5.5 红外光谱法

狄志刚[18]等以羟基有机硅单体和羟基丙烯酸树脂为主要基料,用自制的阻燃抑烟剂制备防火涂料,用红外光谱的方法对体系改性前后进行研究,表明改性体系后的羟基含量明显降低,-Si-O-键的吸收峰变强,证明了缩聚反应的发生;并用气相色谱分析了从反应中蒸出的低沸物,其中存在着大量的乙醇,也可证明缩聚反应的发生。

5.6 其它方法

除上述几种方法外,其它方法如涂层膨胀倍数法、X射线衍射分析法也经常被用于防火涂料的分析。发泡层倍数也是确定防火涂料防火性能的一个重要指标,只有进行了充分的发泡才能起到较好的物理隔热作用,DBJ 01-616-2004《建筑防火涂料(板)工程设计、施工与验收规程》中就明确规定了涂层的膨胀倍数;X射线衍射分析法可用于原材料和成炭层的物相分析,确定微观物质组成等方面。此外,由于防火涂料起到隔热的作用,因此,炭层的导热能力对防火涂料的保护性能起到决定性的作用,测量膨胀后涂料的导热系数可反映实际火场中涂料的隔热能力。

钢结构建筑的防火问题浅析 篇10

同样, 采用建筑钢结构建筑的逆过程, 可以将钢结构建筑物进行拆卸, 如同搭积木一样, 拆卸的构件可以循环利用, 所以, 钢结构具有环保、节能的特点。

近年来, 我国的金属生产技术得到了突飞猛进的发展, 金属钢的生产无论在质量和产量等方面都取得了长足的进步, 而钢材在建筑中的应用占钢产量比重不高, 相对于发达国家, 我国的钢结构建筑物在所有建筑物中的百分比过低, 目前我国的钢结构建筑物发展还处于初级阶段, 具有很大的发展空间。针对必然性的发展和良好的发展前景, 研究钢结构建筑是很有意义的, 伴随着钢结构建筑的产生和发展, 火灾类型的构成比例势必发生变化, 钢结构建筑火灾防火问题刻不容缓, 因此, 研究钢结构建筑防火问题同样意义深远。

1 钢结构建筑的缺点

1.1 钢结构的耐火性差

钢结构的耐火性很差, 耐火极限低。当钢构件自身温度达到350℃时, 其强度会下降1/3;当自身温度达到500℃, 其强度会下降1/2;当自身温度达到600℃, 其强度会下降2/3;在全负荷情况下, 使钢构件失去平衡稳定性的临界温度为500℃, 而在火灾过程中, 一般最低的温度为800℃, 所以钢结构很容易失去强度和稳定性, 造成建筑物的坍塌。

1.2 材质易导热隔热性差, 快速升温

钢铁作为建筑构件材料, 相对于传统的砖混结构建筑以及钢筋混凝土结构建筑构件, 钢材具有容易导热, 隔热性差的特点, 如果不涂抹隔热涂层, 钢结构在火灾发生时, 将迅速升温, 导致形状变化。

1.3 钢结构建筑构件耐腐蚀性差

有些工厂车间会生产腐蚀性产品, 腐蚀性气体挥发损伤钢结构建筑构件, 发生化学腐蚀;另外钢结构还会发生电化学腐蚀, 当大气中的相对湿度大于60%时, 钢构件的电化学腐蚀加剧。

1.4 钢结构建筑跨度空间大

基于钢结构易建造, 材质轻便, 工期时间短等优势, 大跨度的厂房、体育场馆、会展中心往往采用钢结构。这类建筑跨度空间大, 一般建筑物高, 易形成大的燃烧空间, 建筑构架容易变形, 造成坍塌, 不益内功近战, 火灾扑救难度大。

钢结构建筑虽然有其独有的建筑优势, 但是其面对火灾就显得十分脆弱, 所以, 钢结构建筑防火问题是钢结构建筑举足轻重的课题, 本文将提出有利于钢结构建筑防火工作的几点举措。

2 关于改进钢结构防火工作的几点措施

1) 对钢结构建筑的设计要严格按照《建筑设计防火规范》、《高层民用建筑设计防火规范》来设计, 对大跨度、大空间的钢结构建筑, 要进行有效的防火分区, 采用科学可行的分区方式, 选择防火墙、防火卷帘、防火门、或者安装自动喷水系统, 用水幕进行防火分隔。进行科学论证, 严格设计方案, 使得设计真正发挥效果, 起到作用。

2) 裸钢作为建筑构件, 其耐火性能、抗腐蚀性、耐热性都很差, 必须采取一定的保护措施。目前钢结构的保护方法主要有隔热法、阻热法、导热法、喷涂法, 最常使用的钢结构建筑构件保护方法为喷涂法, 即将防火涂料喷涂在建筑构件表面。喷涂法的操作简单, 易行, 施工快等特点。防火涂层使得钢构件不直接暴露于高温火焰中, 起到物理保护的作用涂层, 有的涂层受热分解出水蒸气和不燃气体, 稀释钢结构建筑构件周围的氧气, 降低周围温度, 而有的则受热产生碳泡沫层, 阻止向钢构件的热传递, 暂缓了钢结构建筑构件温度的升高。根据防火机理, 防火涂料可分为隔热型防火涂料和膨胀型钢结构防火涂料。合理选择涂料的类型和涂抹的厚度, 对于钢结构构件保护至关重要。

3) 目前我国的钢结构建筑行业处于起步阶段, 与其他发达国家的建筑产业相比, 还相对滞后, 国家对于钢结构建筑的规范、条文还很不健全, 应当加强立法, 立法部门应该多从审核和验收以及钢结构建筑的建设部门吸收营养, 建立一套适应于新的建筑结构模式的规范和消防法律体系。

还要加强立法监督。建筑商为了更大化的追求经济效益, 加之对钢结构建筑火灾危险性的不重视, 很多建筑本身就存在安全隐患。例如防火涂料涂抹的厚度不够;采用的防火涂料质量存在问题, 加热生成氨、氯等有毒气体;钢结构构件产品不合格等问题。我们的验收人员在最后竣工验收时, 很难对材料的质量和构件的规格进行核实, 所以这是个多部门协调和配合的工作, 同时也要加大法律惩处力度, 发现这种违法行为, 要进行严惩, 绝不姑息。

4) 人们青睐于钢结构的建筑模式, 无非是因为它轻便、可循环利用、更因为它建筑构件可分别生产, 容易搭建, 可拆卸, 是一种儿童“搭积木”的建筑方式。这种建筑方式是一种“化整为零、化零为整”思维模式在建筑中的应用, 鉴于钢构件的不耐热, 加热易变形, 不耐腐蚀等缺点, 我们不妨尝试研发一种价格同样低廉, 耐热、不易变形、抗腐蚀的建筑材料, 这种材料可以是其他金属、也可以是非金属的建筑材料。

3 结语

科技的进步使得我们实现了很多的建筑构想, 传统的竖直的墙面, 我们可以实现为曲面和斜面。因为有了钢结构建筑, 所以我们有了艾菲尔铁塔, 有了让我们自豪的鸟巢和水立方, 以前很多复杂的设计, 钢结构建筑让其的实现更简单, 更廉价, 钢结构建筑形式是把传统的建筑提高到了一种艺术的高度, 钢铁的不耐火性, 让我们不得不对钢结构建筑的防火问题进行谨慎的设计。当然钢结构建筑更是一种思路的突破, 让建筑业走向了一个全新的道路, 我们应该在做好现有建筑防火工作的同时, 积极行动, 将这种建筑模式更好的发展下去。

摘要：钢结构建筑是建筑业发展的一种新兴的建筑形式, 以其环保、节能、不燃、抗震等优势越来越受到人们的青睐, 做好钢结构建筑的防火设计, 是火灾发生时尽可能的减少火灾损失和人员伤亡的一个关键环节。本文主要分析了钢结构建筑的优劣, 并就钢结构建筑的防火问题提出了若干建议。

浅谈电梯防火门的组成及结构特点 篇11

【关键词】电梯防火门;机械结构

电梯防火门定义:

电梯防火门是电梯门系统中的一种，它是当楼层发生火灾时，能有效的阻止火势蔓延和烟气扩散，保证电梯厅门系统的完整性和隔热性能，起到保护人身安全作用。

1.电梯门系统

电梯的门系统包括：开门机、轿门、厅门、门套、层门装置等，它是电梯出入口的重要装置，它的作用在于避免侯梯人员出现坠落井道等意外事故，保护轿厢内人员不与井道发生碰撞；为了保证电梯的安全运行，在轿门和厅门完全关闭后，电梯才允许起动，为此，在厅门上装设具有电气联锁功能的厅门锁；其作用有两个：一是锁住厅门，使厅门只有钥匙才能在厅门外打开；二是通过门锁上的微动开关控制电梯，控制回路的接通和断开。允许电梯起动或停止运行，轿门上设有光幕或者触板或者光幕+触板等安全保护装置。在乘客没有完全进入、离开轿厢的时候，可以通过轿门上面的安全保护装置控制电梯的运行。

2.电梯防火门的组成

电梯防火门的组成包括：防火层门装置、防火门板、防火门套、防火地坎等；其主要开门方式主要有：中分、旁开双折、中分双折等，最常见的为中分式，开门宽度在700~1100mm，开门高度在2000~2400mm。根据GB7588-2003规定的层门总则：进入轿厢的井道开口处应装设无孔的层门，门关闭后，门扇之间及门扇与立柱、门楣和地坎之间的间隙尽可能小。对于乘客电梯，此运动间隙不得大于6mm。对于载货电梯，此間隙不得大于8mm。由于磨损，间隙值允许达到10mm，如果有凹进部分，上述间隙从凹底处测量。按照国标要求，电梯防火门除具备普通门的功能外，还具备防止楼层火灾通过电梯井道蔓延有至关重要作用。

3.普通电梯门发生火灾的特点

在电梯发生火灾时，电梯厅门表面会受到1000℃以上的高温，在高温下，普通电梯厅门会发生以下情形：a、产生严重变形，在两扇门之间形成很大的缝隙，使得人员在逃生中容易跌入井道造成伤亡。b、厅门发生坍塌或门板不能承受规定的力，使得人员在逃生中误打开厅门，跌入井道造成伤亡。c、产生严重变形，失去封闭性，使得受灾楼层的火情从电梯厅门通过井道向其他楼层蔓延。

4.电梯防火门的结构

按照GB/T27903-2011规定，电梯防火门应至少具备以下几点才能符合防火门的要求。A、缝隙测量，实验时，对试件表面的开口和裂缝，应隔一段时间，用直径为6mm的缝隙测量仪能从开口或裂缝处通过试件探入到炉内，且可沿着开口或裂缝移动150mm的距离；直径为25mm的缝隙测量仪能从开口或裂缝处通过试件深入到炉内。b、试件背面不能有火焰出现并持续燃烧10s以上。c、实验结束后，试件已不能保持机械锁紧状态且试件金属表面任意一点不能承受一个300N的力，此力垂直于外露表面，并均匀地分布在一个5cm2的圆形或方形表面上，应无变形。以上几项如有一项不符合，即判定为实验失败；因此门板的结构在整个防火门系统中有至关重要的作用。

4.1门板与门板之间的结构特点

门板与门板之间的咬合方式采用斜角折弯咬合，咬合处折弯倾斜角度在120°；关门后为保证门板正面对齐，背面留有2mm左右的间隙，用来消除门板加工过程的产生的误差；门板咬合处背面各加有门缝挡板，交叉分布在门板背面，每个门缝挡板上分别用6个M5的十字盘头螺栓均匀固定门缝挡板。门板发生变形时，由于两门板的咬合面紧贴着，此处会阻止门板之间产生较大的变形，同时背面还有两个门缝挡板固定在门板上，会进一步阻止门板发生变形，形成一个迷宫通道，所以在门板门缝处火焰是很难露出的。

4.2门楣与门板的结构特点

门楣与门板的缝隙位于整个厅门入口的上方，火灾时热气和火焰最容易由此向上蔓延，为了防止此种情况的发生，防火厅门在普通门板的基础上做了相应的改进。防火门板与门楣之间的咬合处是采用的是在门板上部直接折弯出一个回头弯，来阻止火苗向上蔓延，当门板发生变形时，门板搭钩处与门楣之间始终是交叉重合的，保证门上封头压板弯钩处与门楣留有4mm间隙，在门板正常开关门的同时也起到防火作用。

4.3门立柱与门板的结构设计

门立柱与门板的缝隙位于厅门入口的两侧，是厅门最容易出火的位置，也是整个厅门的主要承力部分，厅门在受火时能否承载一定的撞击力，主要取决于门板力与门套之间的约束结构。防火门结构是在门板侧面直接折出一个回头弯，与门套之间相互咬合，同时保证门板与门套之间有一定的间隙，用来阻止火苗蔓延。

4.4门板与地坎之间的结构特点

门板下封头与地坎之间按照GB7588要求要有4-6mm的间隙，当发生火灾时，由于受火面和背火面的压力不一致，同时门板受热后会产生伸缩变形，由于门板上部和侧面都与门板之间相互咬合着，只有与地坎之间是悬空的，因此，门板与地坎之间也是最容易漏火的薄弱环节，为了防止门板受火时变形较大，容易引起门板与地坎之间的间隙过大，因此在门板与地坎之间作了一个弯板，在门板运行中这个弯板始终插在地坎槽中，用来阻止火苗从门与地坎之间窜过，保证人身安全。，保证与地坎之间有一定的间隙，使厅门门板在受热情况下保证了密封性和受力强度。采用此种结构避免了加工过程中门板产生变形，同时可以在整个门板调整好以后再安装厅门下封头挡板，不会在安装过程中带来不便。

5.结论

当发生火灾时，整个厅门系统中门扇之间以及门扇和门立柱、门楣、地坎之间的间隙小于6mm。在整个过程中，通过门板、门套以及地坎之间均通过特殊的结构相互咬合，以避免受热后金属变形过大而产生较大缝隙，并且在受热过后能保持其完整性，能够承受相应的力。

【参考文献】

［１］张琦.现代电梯构造与使用［M］.北京:清华大学出版社.

［２］GB7588-2003.

钢结构防火涂料的应用分析 篇12

1 钢结构防火涂料概述

1.1 钢结构防火涂料的工作理论基础

国家GB14907-2002《钢结构防火涂料》规范中, 对钢结构防火涂料的概念陈述为:用于构筑物及建筑物的钢结构表面进而生成耐火隔热保护层达到提高钢结构耐火极限目的的涂料。在实际应用中, 其工作原理有以下几方面:

第一, 防火涂料不仅具有不燃性和难燃性的特点, 而且导热系数较小, 使得火焰温度向被保护钢结构的传递得到延缓。第二, 涂层具有屏蔽作用, 使钢结构在火焰的高温中不直接暴露, 降低燃烧速度, 延迟着火时间。第三, 在吸热之后, 涂层的部分物质会分解产生水蒸气等不燃气体, 能降低火场温度、消耗火场热量。第四, 在高温情况下, 膨胀型防火涂料涂层在钢结构表面快速建立绝热泡沫层, 使钢结构基体之间的温度传导减缓, 使之符合耐火极限的规定[1]。

1.2 钢结构防火涂料的类型

依据不同的标准, 防火涂料的分类方法不同 (见表1) 。

2 钢结构防火涂料的应用现状分析

2.1 应用现状

从上世纪60年代开始, 世界各国出现的性能优异的钢结构防火涂料型号较多, 如, 加拿大AD防火有限责任公司AD Firefilm II型和英国Nullifire公司S605钢结构防火涂料。我国钢结构防火涂料出现较晚, 80年代初起步, 90年代后得到迅速发展, 产品类型也以薄涂型和超薄型为主, 例如大连福嘉集团提供的薄层SWB膨胀型防火涂料和钢结构防火涂料[2]。迄今为止, 钢结构防火涂料体系不仅为工程建设生产了许多性能优良的产品, 而且已经发展到跨行业研究。国内钢结构防火涂料的国内市场需求量高达2万吨/年, 钢结构防火涂料的累计应用量20多万吨[4]。生产和施工的企业单位超过2000家, 工程技术人员超过万人, 生产企业主要集中在四川、山东、上海、北京、江苏、广东等全国20多个省、市、自治区。

2.2 存在的主要问题

随着钢结构防火涂料的广泛应用, 涂料可能会出现老化和破损等问题, 这直接关系到钢结构的安全, 如何合理保护钢结构, 很好发挥涂料的防护作用是一个关键性的问题。

2.2.1 非膨胀型钢结构防火涂料的破损问题

因为钢构件与厚涂型防火涂料有较差的粘结性, 所以, 剧烈震动、碰撞发生时, 涂料会产生脱落和破损现象, 对钢结构构件的防火保护作用会丧失。在20世纪90年代, 厚涂型钢结构防火涂料的破损问题就引起人们的重视, 却一直没有找到较好的解决措施[3]。美国建筑师协会 (AIA) 曾在1999-2000年6月这段时间对世贸中心双塔钢结构防火保护的情况进行过全面的调查, 结果表明, 在施工、维护方面, 其防火保护有很严重的问题存在, 却一直未得到很好的解决。

2.2.2 膨胀型钢结构防火涂料的老化问题

膨胀型防火涂料的组成以有机物为主。无论是在室内还是室外, 膨胀型防火涂料都要经受湿度和温度的变化, 紫外线照射等多种因素影响, 使涂料成分发生老化和降解等变化[6]。当前, 各种防火涂料的检测报告所显示的耐火极限的检验结果都是在使用之前, 但是, 火灾一般发生在涂料涂覆之后, 甚至是涂覆后更长时间。一旦火灾发生, 防火涂料能否发挥应有的作用还需要进一步探讨。

2.2.3 防火涂料隔热参数确定的不合理性

防火涂料提高钢结构的抗火性能主要是通过隔热延缓钢结构受火升温来实现的。所以, 钢结构抗火设计的基础就是对钢结构防火涂料隔热参数准确性的确定。在CECS 200:2006《建筑钢结构防火技术规范》中对非膨胀型防火涂料的规定:生产厂商应提供等效导热系数、比热容和密度参数或者导热系数 (500℃) 、比热容、含水率和密度参数。膨胀型防火涂料的特点之一, 就是高温条件下, 其中的化学成分发生发泡膨胀的反应, 进而对钢结构构件进行保护。在发泡膨胀过程中, 膨胀型防火涂料的厚度和热工参数会因温度的变化而改变。所以, 钢结构抗火设计的过程采用常温下的厚度和热工参数是存在问题的。对于确定膨胀型防火涂料热工参数的方法在相关规范中也没有准切的界定。

2.3 解决方案

第一, 因为防火涂料和钢结构的材料性质完全不同, 钢构件和涂料之间的粘结应力会随着钢构件的曲率变化而变化。地震等剧烈的震动造成的厚型防火涂料的破损主要发生在钢梁的端部、钢柱的端部和中部等构件曲率变化较大的地方。所以, 防火涂料在使用和施工中, 针对钢构件上防火涂料易破损处进行重点防护和采用特殊工艺进行防火涂料施工是非常必要的。

第二, 高效协同体系的运用, 不仅可以增强钢结构与涂料的耐久性和粘结强度, 对涂料防火和物理性能的下降起到延缓作用, 而且可以延长防火涂料的使用周期, 预防防火涂料的老化现象发生, 如在防火效果不发生变化的基础上, 尽可能减少填料及助剂和阻燃剂等辅助性材料的使用[5]。对钢结构防火涂料耐久性方法的研制, 能准确预测其实际的使用寿命, 可以根据其基材或主体结构的使用寿命和环境要求的不同来判断更换或维修的时间[7]。

第三, 现在所用的防火涂料隔热参数并没有完全代表火灾发生时钢结构防火涂料的实际耐火情况, 因此, 应加快对标准的修订, 研发出一种有效的方法来拟定与实际火灾发生时接近的相关参数, 使防火涂料的防火作用得到最大程度的发挥。

3 钢结构防火涂料的发展前景

现在, 防火涂料的品种和应用范围逐渐扩大, 在防火性能和理化性能方面也在不断提高和改进。随着建筑钢结构产业的发展, 钢结构防火涂料的使用范围也在成倍的增加。涂料工业的发展带动防火涂料正向节省能源、节省资源、提高涂膜质量、方便施工和保护环境这五个方向迈进[8]。水溶型的防火涂料在市场份额中的比例逐渐增加。防火涂料的发展方向主要在以下几个方面: (1) 对复合高效低水溶性的炭化发泡剂、催化剂进行研发。 (2) 对环境污染少、原料易得的优质的无机膨胀防火涂料进行重视和开发。 (3) 在高档家具的应用以及古建筑、文物保护等方面要采用透明膨胀防火涂料。 (4) 为了取得较好的效果, 可以把纳米阻燃材料等一些新技术加入防火涂料体系中。 (5) 防火涂料的开发要与废物利用相结合。

参考文献

[1]肖亚明, 孙强, 马芹永, 完海鹰.钢结构设计原理[M].合肥:合肥工业大学出版社, 2005:1-14.

[2]孙强, 吴昊, 夏璐.浅议建筑钢结构防火涂料的优选方法[J].安徽建筑工业学院学报.2008, 16 (4) :1-4.

[3]周世斌.钢结构防火涂料存在问题探析[J].中国建筑金属结构, 2013.4.

[4]陈晓霞, 卫爱民, 贾黎君.钢结构防火涂料应用进展[J], 安庆师范学院学报, 2007, (2) :140-142.

[5]孙强, 吴昊, 夏璐.浅议建筑钢结构防火涂料的优选方法[J].安徽建筑工业学院学报.2008.

[6]张伟;段程广.钢结构防火涂料存在的问题及对策[J].科技传播, 2013.12.

[7]于立东.浅析钢结构防火涂料在建筑防火之中的应用[J].化学工程与装备, 2013.7.