论文部分内容阅读
【摘要】：随着国民经济的发展，人民生活水平不断提高，建筑功能日益完善。随之，建筑的防火设计是当前迫切分析的一个综合性问题。建筑的形式不同，在防火设计方式上的也要考虑不同的措施和方法。本文主要介绍了钢结构建筑的防火设计的常见问题和解决办法。
【关键词】：建筑防火设计；钢结构建筑；防火设计
中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：
引言
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。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。
一、钢结构建筑的特点分析
目前钢结构建筑是一种应用十分广泛的结构形式，与其他形式的建筑结构相比，钢结构建筑所具有强度高、自重轻、抗震性能较好、施工周期短、工业化程度较高等优点，符合我国国民经济可持续发展的要求。钢材虽是一种不燃烧材料，却是热的优良导体，很容易传导热量。钢材在温度超过260℃ 以后，极限强度和屈服点显著下降，当温度达到650℃时，钢材的强度几乎等于零，也就会使钢材失去承载能力，结果钢材产生过大的变形而不能继续工作。因此钢结构建筑必须根据它的热力学特点对钢结构采取有效的防火保护措施。由于钢结构建筑耐火性差，一旦发生火灾，很容易遭受破坏而倒塌。
二、建筑钢结构防火设计的必要性
钢材通常在450℃～650℃温度中就会失去承载能力，发生很大的形变，导致钢柱、钢梁弯曲，结果不能继续使用。一般不加保护的钢构件的耐火极限仅为15 min 左右。采取有效的防火保护，可减轻火灾对钢结构的破坏，延迟钢结构达到临界温度的过程，为人员疏散和消防灭火争取了宝贵时间，很大程度避免了人员伤亡和财产损失。建筑钢结构设计中，结构工程师常常忽视防火设计，随意套用几个设计说明，不能做到下功夫去了解防护原理和措施，没有认识到钢结构防火设计的重要性，这样做的结果将大大降低结构设计的安全性和可靠性。结构工程师应严格遵照规范的相关规定，做好建筑钢结构的防火设计。
三、钢结构建筑防火设计存在的问题
在现在的钢结构建筑物的设计中，设计人员和业主为了让建筑物满足有关的防火规范的要求，经常会在建筑物的内部结构、外部美观性、建筑结构技术创新等方面作出不该有的让步，甚至有的情况下已经严重影响了建筑物的许多使用功能。旧式防火规范的修订周期过长，技术水平滞后于行业新技术、新产品的发展。非常不利于建筑行业的新技术、新材料的普及以及行业标准的推广，并且还在很大程度上限制了建筑设计人员应用新技术、使用新材料和利用新方法的创新空间。由于我国幅员辽阔，因此各个地区之间的社会风俗文化、经济发展水平有着非常大的差异，所以仅仅依靠旧的方式防火规范就很难成功的解决各种实际问题。防火设计方案不但要针对具体问题进行具体分析，还要符合基本的建筑规范。建筑中要具有火灾探测器、安装自动水喷淋头以及防火卷帘等，尽量防止建筑中存在可燃物、建造一个没有火灾危险性的地方，从而减少资源的浪费。
四、钢结构的防火措施
1.单面屏蔽法
单面屏蔽法就是在钢结构的迎火面设置阻火屏障，使构件与火焰隔开。当钢结构遭遇火灾时，屏障会将钢构件与火隔开，避免钢结构急速升温。在钢结构所有的构件外表面设置防火屏障，结构造价将会大幅度增加，使得这种做法不太现实，但在一些特殊部位设置防火屏障却是一种既方便又较经济的钢结构防火方法。
2.用耐火轻质板作为防火外包层
对于一些需要同时考虑防火与装饰效果的钢结构建筑物，可在钢结构表面做除锈及涂底漆（粘贴面不可涂底漆） 后，采用防火板（如ALC板） 等专用的、可模制定型的装饰性板材对钢结构进行外包防火包装，以此来达到防火的要求。对于无装饰要求钢结构建筑物，可根据造价、施工条件等因素采用一般性的防火板材进行外包防火包装。钢结构防火用板材主要有两类：一类是短纤维增强的各种水泥压力板（包括TK板、FC板等）、纤维增强普通硅酸钙板、纸面石膏板、以及各种玻璃布增强的无机板（俗称无机玻璃钢），他们的特点是密度大、强度高；另一类是如轻质（或超轻质） 硅酸钙防火板（如KB板） 及膨胀蛭石防火板，他们的特点是密度较小。板材不同厚度与不同构造的耐火性能、时限等，均应有国家检测机构的检测认定。
3.浇筑混凝土或耐火砖
采用混凝土或耐火砖完全封闭构件是一种常见的钢结构防火措施，它具有强度高、耐冲击的特点，唯一不足的是要占用的较大空间，例如，用200號混凝土保护钢柱，其厚度为5～10cm才能达到1.5～3小时的耐火极限。
4.涂抹防火涂料
涂抹防火涂料是目前钢结构使用较为广泛的一种防火措施。将防火涂料涂抹在构件表面，遭遇火灾时可以将钢结构与明火隔开，起到了对钢结构的保护作用，同时又不会占用较大空间。这种方法施工方便，重量轻、耐火时间长，且可以涂抹于构件的任何位置，不受截面形状的限制，具有较好的经济性和实用性。
五、防火设计中的注意事项
(1)喷涂防火涂料之前，应根据钢结构的防腐蚀要求做好表面除锈工作，并喷涂底漆。底漆不应与防火涂料产生化学反应。如防火涂料同时具有防腐蚀功能并能达到相关规范要求，可除锈后直接喷涂。
(2)设计说明中应注明“防火涂料必须有国家检测机构的耐火性能检测报告和消防监督机关颁发的生产许可证，方可选用.”
(3)当结构可能受到炽热融化金属的侵害时，应采用砖和耐热材料做成的隔热层加以保护; 当结构的表面长期受辐射热达到150℃以上或在短时间内可能受到火焰作用时，应采取有效的防火措施( 如加隔热层或水套等)。
(4)重要的钢柱应采用厚涂型防火涂料，其节点部位宜加厚处理。当防火涂料粘结强度不大于0.05MPa 时，涂层内应设置与钢构件相连的钢丝网。
(5)承重钢梁构件采用厚涂型防火涂料时，其重要节点部位宜加厚处理。当防火涂料粘结强度不大于0.05MPa 时，涂层内应设置与钢构件相连的钢丝网; 受振动作用的梁，涂层内应设置与钢构件相连的钢丝网; 涂层厚度不小于40mm 的梁，涂层内应设置与钢构件相连的钢丝网; 梁腹板高度超过1.5m 时，涂层内应设置与钢构件相连的钢丝网。
(6)屋盖钢结构，为方便喷涂防火涂料，宜采用实腹式截面，不宜采用双角钢或双槽钢组合带节点板的断面。
(7)室内隐蔽钢结构，高层全钢结构及多层厂房钢结构，当规定其耐火极限在2 h 及以上时，应选用厚涂型防火涂料。
结语
深入研究钢结构建筑构件耐火的设计与方法，提出相对合理的预测和计算方法，能为科学合理的确定钢结构构件耐火的时间，在确切实保证钢结构预定耐火安全水平的前提下，尽可能地提高结构的耐火保护投资效益的性能比。因此，钢结构防火研究在理论以及实际应用过程中都具有十分迫切的社会和经济意义。
参考文献：
[1]贺晗，余绍锋.钢结构的抗火研究概述[J].钢结构，2009（11）.
[2]唐明君.钢结构抗火研究现状综述[J].城市建设与商业网点,2009(11).
[3]李金哲,刘晓鹏.钢结构抗火研究现状与发展趋势[J]四川建材,2010(2).
【关键词】：建筑防火设计；钢结构建筑；防火设计
中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：
引言
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。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。
一、钢结构建筑的特点分析
目前钢结构建筑是一种应用十分广泛的结构形式，与其他形式的建筑结构相比，钢结构建筑所具有强度高、自重轻、抗震性能较好、施工周期短、工业化程度较高等优点，符合我国国民经济可持续发展的要求。钢材虽是一种不燃烧材料，却是热的优良导体，很容易传导热量。钢材在温度超过260℃ 以后，极限强度和屈服点显著下降，当温度达到650℃时，钢材的强度几乎等于零，也就会使钢材失去承载能力，结果钢材产生过大的变形而不能继续工作。因此钢结构建筑必须根据它的热力学特点对钢结构采取有效的防火保护措施。由于钢结构建筑耐火性差，一旦发生火灾，很容易遭受破坏而倒塌。
二、建筑钢结构防火设计的必要性
钢材通常在450℃～650℃温度中就会失去承载能力，发生很大的形变，导致钢柱、钢梁弯曲，结果不能继续使用。一般不加保护的钢构件的耐火极限仅为15 min 左右。采取有效的防火保护，可减轻火灾对钢结构的破坏，延迟钢结构达到临界温度的过程，为人员疏散和消防灭火争取了宝贵时间，很大程度避免了人员伤亡和财产损失。建筑钢结构设计中，结构工程师常常忽视防火设计，随意套用几个设计说明，不能做到下功夫去了解防护原理和措施，没有认识到钢结构防火设计的重要性，这样做的结果将大大降低结构设计的安全性和可靠性。结构工程师应严格遵照规范的相关规定，做好建筑钢结构的防火设计。
三、钢结构建筑防火设计存在的问题
在现在的钢结构建筑物的设计中，设计人员和业主为了让建筑物满足有关的防火规范的要求，经常会在建筑物的内部结构、外部美观性、建筑结构技术创新等方面作出不该有的让步，甚至有的情况下已经严重影响了建筑物的许多使用功能。旧式防火规范的修订周期过长，技术水平滞后于行业新技术、新产品的发展。非常不利于建筑行业的新技术、新材料的普及以及行业标准的推广，并且还在很大程度上限制了建筑设计人员应用新技术、使用新材料和利用新方法的创新空间。由于我国幅员辽阔，因此各个地区之间的社会风俗文化、经济发展水平有着非常大的差异，所以仅仅依靠旧的方式防火规范就很难成功的解决各种实际问题。防火设计方案不但要针对具体问题进行具体分析，还要符合基本的建筑规范。建筑中要具有火灾探测器、安装自动水喷淋头以及防火卷帘等，尽量防止建筑中存在可燃物、建造一个没有火灾危险性的地方，从而减少资源的浪费。
四、钢结构的防火措施
1.单面屏蔽法
单面屏蔽法就是在钢结构的迎火面设置阻火屏障，使构件与火焰隔开。当钢结构遭遇火灾时，屏障会将钢构件与火隔开，避免钢结构急速升温。在钢结构所有的构件外表面设置防火屏障，结构造价将会大幅度增加，使得这种做法不太现实，但在一些特殊部位设置防火屏障却是一种既方便又较经济的钢结构防火方法。
2.用耐火轻质板作为防火外包层
对于一些需要同时考虑防火与装饰效果的钢结构建筑物，可在钢结构表面做除锈及涂底漆（粘贴面不可涂底漆） 后，采用防火板（如ALC板） 等专用的、可模制定型的装饰性板材对钢结构进行外包防火包装，以此来达到防火的要求。对于无装饰要求钢结构建筑物，可根据造价、施工条件等因素采用一般性的防火板材进行外包防火包装。钢结构防火用板材主要有两类：一类是短纤维增强的各种水泥压力板（包括TK板、FC板等）、纤维增强普通硅酸钙板、纸面石膏板、以及各种玻璃布增强的无机板（俗称无机玻璃钢），他们的特点是密度大、强度高；另一类是如轻质（或超轻质） 硅酸钙防火板（如KB板） 及膨胀蛭石防火板，他们的特点是密度较小。板材不同厚度与不同构造的耐火性能、时限等，均应有国家检测机构的检测认定。
3.浇筑混凝土或耐火砖
采用混凝土或耐火砖完全封闭构件是一种常见的钢结构防火措施，它具有强度高、耐冲击的特点，唯一不足的是要占用的较大空间，例如，用200號混凝土保护钢柱，其厚度为5～10cm才能达到1.5～3小时的耐火极限。
4.涂抹防火涂料
涂抹防火涂料是目前钢结构使用较为广泛的一种防火措施。将防火涂料涂抹在构件表面，遭遇火灾时可以将钢结构与明火隔开，起到了对钢结构的保护作用，同时又不会占用较大空间。这种方法施工方便，重量轻、耐火时间长，且可以涂抹于构件的任何位置，不受截面形状的限制，具有较好的经济性和实用性。
五、防火设计中的注意事项
(1)喷涂防火涂料之前，应根据钢结构的防腐蚀要求做好表面除锈工作，并喷涂底漆。底漆不应与防火涂料产生化学反应。如防火涂料同时具有防腐蚀功能并能达到相关规范要求，可除锈后直接喷涂。
(2)设计说明中应注明“防火涂料必须有国家检测机构的耐火性能检测报告和消防监督机关颁发的生产许可证，方可选用.”
(3)当结构可能受到炽热融化金属的侵害时，应采用砖和耐热材料做成的隔热层加以保护; 当结构的表面长期受辐射热达到150℃以上或在短时间内可能受到火焰作用时，应采取有效的防火措施( 如加隔热层或水套等)。
(4)重要的钢柱应采用厚涂型防火涂料，其节点部位宜加厚处理。当防火涂料粘结强度不大于0.05MPa 时，涂层内应设置与钢构件相连的钢丝网。
(5)承重钢梁构件采用厚涂型防火涂料时，其重要节点部位宜加厚处理。当防火涂料粘结强度不大于0.05MPa 时，涂层内应设置与钢构件相连的钢丝网; 受振动作用的梁，涂层内应设置与钢构件相连的钢丝网; 涂层厚度不小于40mm 的梁，涂层内应设置与钢构件相连的钢丝网; 梁腹板高度超过1.5m 时，涂层内应设置与钢构件相连的钢丝网。
(6)屋盖钢结构，为方便喷涂防火涂料，宜采用实腹式截面，不宜采用双角钢或双槽钢组合带节点板的断面。
(7)室内隐蔽钢结构，高层全钢结构及多层厂房钢结构，当规定其耐火极限在2 h 及以上时，应选用厚涂型防火涂料。
结语
深入研究钢结构建筑构件耐火的设计与方法，提出相对合理的预测和计算方法，能为科学合理的确定钢结构构件耐火的时间，在确切实保证钢结构预定耐火安全水平的前提下，尽可能地提高结构的耐火保护投资效益的性能比。因此，钢结构防火研究在理论以及实际应用过程中都具有十分迫切的社会和经济意义。
参考文献：
[1]贺晗，余绍锋.钢结构的抗火研究概述[J].钢结构，2009（11）.
[2]唐明君.钢结构抗火研究现状综述[J].城市建设与商业网点,2009(11).
[3]李金哲,刘晓鹏.钢结构抗火研究现状与发展趋势[J]四川建材,2010(2).