浅谈钢结构建筑物的防火措施

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摘要：当前世界各国的建筑结构正由土木结构、砖混结构、钢筋混凝土结构向钢结构快速发展，高层建筑物越来越多。建筑物一旦发生火灾，火并不能在短时间内扑灭，由于钢结构耐火极限低，如果不采取防火保护措施，将使建筑物迅速达到耐火极限，从而失去承载力，造成较大经济损失和人员伤亡。本文介绍的这几种对钢结构建筑物的防火保护方法，在钢结构防护中得到了广泛应用和收到了很好的效果。

关键词：钢结构；防火；方法

中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号：

近年来，我国经济有了突飞猛进的发展，随着经济的发展带来了建筑业的空前繁荣，一些大跨度、超高层建筑应运而生建筑物中运用钢结构种类越来越多，厂房、桥梁、住宅等，工厂、仓库、体育馆、展览馆、超市等建筑也越来越广泛运用轻钢结构。由于人类文化生活不断提高，对高层、大跨度建筑的要求也就越来越高，而钢结构本身具各自重轻，强度高，施工快等独特优点，因此对高层、大跨度，尤其是超高层超大跨度，采用钢结构更是非常理想随着钢结构的发展，我国低层、多层及轻钢结构运用越来越广泛，高层及超高层和大跨度钢结构也有了较大发展。

1在火灾中钢结构的特点

（1）钢构件易变形，导致建筑物倒塌

火灾开始阶段，钢构件随着温度的升高强度有所增加，未进行防火处理的钢结构，温度超过200℃后强度开始减弱，温度达到350、500、600℃时，强度分别下降1/ 3、1/ 2和2/ 3，当温度超过700℃时，构件强度要减少90%以上。查资料得知，现在钢结构建筑最常用的Q235.、Q 345钢，在全负荷的情况下失去静态平衡稳定性的临界温度也只有540℃左右。我国上世纪90年代初，对钢梁的耐火极限进行了验证，确认了136b.140b标准工字钢梁的耐火极限分别为15、16 min。总结我国几起此类的大火，建筑物坍塌时间均在20 min左右。

（2）火势猛，易形成大火、造成人员伤亡

①易形成大火。因大跨度钢结构建筑内部空间大、空气充足、可燃物多、火灾荷载大、内部结构复杂，极易发牛轰燃，很快就会发展到猛烈发展阶段。钢结构建筑导热速度快、耐火极限低，建筑构件会在较短时间内坍塌，消防队到场时往往错失控火有利时机，这是造成大而积猛烈燃烧，进而导致整个建筑坍塌的主要因素。

②易造成人员伤亡。一是因建筑装修材料燃烧分解出大量的CO、CO2、NO、NO2、NH3和其他有害气体；且燃烧消耗大量氧气，使内部空间的氧含量急剧下降，有害气体的浓度迅速增大，被困人员很容易中毒窒息、死亡；二是大跨度生产车间内部而积大，且设有多个车间或生产工段，结构复杂，人员距离疏散出口较远，一旦发生火灾尤其是夜间断电后，被困人员逃生困难，极易造成人员伤亡。

（3）扑救难度大

①障碍物多，灭火内攻难度大。因室内而积大，塌落物纵横交错，厂房内设备多，间隔、柜台、地沟等情况复杂；如果建筑坍塌，大火阴燃时间长，破拆、灭火、清障困难，持续时间长。

②搜寻难度大。因建筑而积、跨度大，内部火灾荷载大，燃烧猛烈，内部结构复杂，深入内部救援、强攻救生难度较大，建筑坍塌后搜救难度更大。

③营救难度大。灭火人员易被砸伤，甚至出现倒塌埋压，难以及时撤出，因建筑高大，热传导速度快，火势发展蔓延快，房顶随时都有可能坍塌，将给营救工作带来极大困难。

2钢结构建筑物的防火保护方法

要使钢结构材料在实际应用中克服防火方面的不足这一缺点，必须对其进行防火处理，其目的就是将钢结构的耐火极限提高到设计规范规定的极限范围。防止钢结构在火灾中迅速升温发生形变塌落，其措施是多种多样的，关键是要根据不同情况采取不同方法，如采用绝热、耐火材料阻隔火焰直接灼烧钢结构，降低热量传递的速度推迟钢结构温升、强度变弱的时间等。但无论采取何种方法，其

原理是一致的。

2.1防火涂料法保护钢结构

防火涂料法就是在钢结构上喷涂防火涂料以提高其耐火极限。目前，我国钢结构防火涂料主要分为薄涂型和厚涂型两类，即薄型(B类，包括超薄型)和厚型(H类)。

薄型涂层厚度在7 mm以下，在火灾时能吸热膨胀发泡，形成泡沫状炭化隔热层，从而阻止热量向钢结构传递，延缓钢结构温升，起到防火保护作用。其主要优点是：涂层薄，对钢结构负荷轻，装饰性较好，对小面积复杂形状的钢结构表面的工比厚型要容易；厚型涂层厚度为8mm～50mm，涂层受热不发泡，依靠其较低的导热率来延缓钢结构温升，起到防火保护作用。两者具有不同的性能特点，分别适用于不同场合，但是，无论哪种产品均应通过国家检测机构检测合格，方可选用。

2.2发泡防火漆法保护钢结构

防火漆是由成膜剂、阻燃剂、发泡剂等多种材料制造而成的一种阻燃涂料。防火漆与一般油漆相比，在物理性能方面基本一样，不同的是它干燥以后，漆膜本身不易燃烧，遇火时，能推迟火焰延烧到涂漆的可燃物上，具有一定的防火性能。据试验：将一般油漆与防火漆分别涂在木板上，干燥后，用同样的火焰烘烤，涂一般油漆的木板，不到2 min就和油漆一道焦灼；而涂非膨胀惰气型防火漆的木板， 2 min后仅出现阴燃现象，静置30 s后立即熄灭；涂膨胀惰气型防火漆的木板，即使烘烤15 min，连阴燃现象也未出现由此可见，用防火漆涂于物体表面，一旦发生火灾，的确能在定时间里阻止火势蔓延，保护物体表面，从而为灭火战争取宝贵的时间。

2.3外包防火层法保护钢结构

外包防火层法就是在钢结构外表添加外包层，可以现浇成型，也可以采用喷涂法。现浇成型的实体混凝土外包层通常用钢丝网或钢筋来加强，以限制收缩裂缝，并保证外壳的强度喷涂法可以在施工现场对钢结构表面涂抹砂泵以形成保护层，砂泵可以是石灰水泥或是石膏砂浆，也可以掺入珍珠岩或石棉。同时外包层也可以用珍珠岩、石棉、石膏或石棉水泥握轻混凝土做成预制板，采用胶粘剂、钉子、螺栓固定在钢结构上。

外包防火层法通常应用于钢柱，其做法有：金属网抹50#砂浆保护，厚度为8 mm，耐火极限达到0. 8 h；用加气混凝土作保护层，厚度为40 mm时耐火极限为1.0 h，当厚度为80 mm时，耐火极限能够达到2. 33 h；用200#混凝土作保护层，保护层厚度为100 mm时耐火极限能够达到2. 85 h ；用普通粘土砖作保护层，厚度为120 mm时耐火极限能够达到2. 85 h；用陶粒混凝土作保护层，保护层厚度为80 mm时耐火极限能够达到3. 0 h。随着技术发展，用防火板作保护层技术越来越完善，应用越来越广防火板钢结构防火保护主要用于耐火等级为一、二级的建筑物的钢柱梁、楼板和屋顶承重构件，设备的承重钢框架皮架、裙座等钢构件进行包覆和屏蔽，以阻隔火焰和热量，降低钢结构的升温速率，将钢结构的耐火极限由0. 25 h提升到设计规范规定的耐火极限其安装方法可采用粘结剂或钢件(如铁钉、铁箍)固定在钢构件上，在作包覆保护之前钢构件应先作防锈去污处理、并涂刷防锈漆。

3总结

以钢结构为主的金属结构的崛起与发展，全新的结构形式、材料特性使建筑防火遇到新的挑战。本文介绍的这几种对钢结构建筑物的防火保护方法，为以后钢结构工程防火技术奠定一定的理论基础。

参考文献：

[1]方强.钢结构防火设计和保护[J].钢结构.2002(4)

[2]施丽彦.钢结构防火[J].重庆建筑人学学报.2002(2)

作者简介：

姓名：贺大伟 性别：男 出生年月：1972.5学历：本科 毕业院校：河南大学 工作单位：安阳市公安消防支队 职称：工程师

姓名：朱冬 性别：男 出生年月：1980.6 籍贯：河南省泌阳 学历：本科 专业：电子信息工程 毕业院校：信阳师范学院 工作单位：武警安阳市消防支队 职称：工程师 地址：河南省安阳市开发区黄河大道东段消防支队