冷弯薄壁型钢结构房屋的防火问题及产业化的发展应用

曹璐

【摘 要】对国内外低层冷弯薄壁型钢结构的防火问题及方法进行总结，指出冷弯薄壁型钢结构房屋产业化的必要性及国内外冷弯薄壁型钢结构房屋产业化的发展现状及对策。

【关键词】冷弯薄壁型钢结构；低层房屋；防火问题；产业化

0 引言

随着我国经济的发展和建筑技术的进步，冷弯薄壁型钢结构建筑在我国渐渐兴起，其满足我国当下人多地少的国情，也满足当下许多在普通钢筋混凝土房屋中无法满足的居住要求，使充分发展该种结构显得更加迫切。但是对于钢结构最敏感的是防火及防腐问题，若这两个问题都解决了，那更会发挥它的优点，因此，对于冷弯薄壁型钢结构房屋的防火防腐问题显得格外重要。其次，人口增长和城市化进程加快引发更高的住宅需求，居住条件的改善也进一步刺激了住宅需求，政府也大力鼓励发展住宅产业化，以满足当下的住宅需求，因此冷弯薄壁型钢结构的产业化也是值得注意的问题。

1 国内外冷弯薄壁型钢结构防火问题及方法

1.1 国内外冷弯薄壁型钢结构防火问题

钢结构最主要的缺陷就是耐高温但是不耐火，这使得防火设计显得格外重要。不同国家对冷弯薄壁型钢结构住宅的防火标准不一样，由于我国许多地区消防设施相对比较落后，使得防火这个问题比较突出，再加上我国对冷弯薄壁型钢结构的防火性能的研究和相关实验都还比较少，我国的防火规范对消防的限制很严。我国规范注重材料和构件的耐火极限而北美规范则更加注重火灾是的逃生功能。按我国规范，对于低层住宅体系耐火极限要达到2.5个小时，一般的冷弯薄壁型钢结构住宅也要1.5个小时，这使得钢结构表面要进行防火涂料的施工，但其成本比较高，这也使得冷弯薄壁型钢结构住宅的推广受到限制。我国在冷弯薄壁型钢承重体系的防火方面还没有相关的规定，若套用类似的标准则会显得过于严格，不符合实际。而美国在这方面做了大量实验，旨在用分析的方法来预测其承重体系在其标准防火测试方法所规定条件下的性能，为标准的制定和相关规定提供可靠的数据。

1.2 国内外冷弯薄壁型钢结构防火方法

当前防火方法从理论上大致分两类，截流法和疏导法，截流法又分四类：屏蔽法、水喷淋法、包封法和喷涂法。屏蔽法比较经济，但是使用有局限性，主要用于屋盖系统的保护。水喷淋法也有局限性，它必须是在已经设置喷淋系统的建筑物中，但是它的优点在于可与消防喷淋系统统一考虑不必再做防火措施。包封法随着这几年新型防火板材的出现在实际应用中越来越广泛，该方法在我国较发达的地区应用较多，尤其是在钢骨架结构防火保护方面有较明显的优势。喷涂法在这几十年的发展后，已经成为比较成熟的防火保护方法，目前国内在防火涂料方面有了比较长足的发展，相对比较成熟，但是其不足之处便是喷涂时污染环境，装饰效果不太好。

而国外除了采用这些方法外，还有些新技术新材料，例如新型防火板包敷保护法，采用膨胀材料保护法，采用充水保护法等。其中充水法即是在空心构件中充满冷却水，使得火灾发生时，温度不会超过100摄氏度，但是需要一整套水循环系统，设备工艺复杂造价较高。目前只在欧洲等有建筑案例。

2 冷弯薄壁型钢结构房屋产业化发展现状

2.1 冷弯薄壁型钢结构房屋产业化的必要性

随着经济的发展和建筑技术的进步，对于解决人均住房面积低和住宅建设质量差这两个问题变得越来越迫切，其关键问题在于解决住房的产业化。我国是世界上人口最多的国家，且伴随着经济的发展和社会进步，我国城镇建设将不断扩大，这必定会引发更多的住房需求。此外，随着人们的生活水平的不断提高，对房屋的需求已经从最开始的生存型向功能舒适型转型了，人们需要更加合理的功能空间、对保温、隔热等住宅的物理性能和住宅的设备和设施配备的要求也更高。而冷弯薄壁型钢结构房屋对于实现产业化又有普通钢筋混凝土房屋不能及的优势，这使得其实现产业化势在必行。

2.2 国外冷弯薄壁型钢结构房屋产业化发展现状

北美作为冷弯薄壁型钢结构的起源地，其在材料的选配、各构造的做法标准化程度高，在连接件及连接方式也十分规范和完善，正是因为北美体系在建筑风格、结构构造做法、以及室内外装修等陈设方面形成了完整的体系，使其产业化发展较为成熟。这也使得国内很多公司都应用北美体系。

日本冷弯薄壁型钢结构虽然起步比美国晚，但是其发展的势头不容小觑，在近50年间，日本在引进先进的技术的同时，结和其本国的实际情况，进行了很多改良，形成了有自己特色的结构体系。其产业化的程度远远高于许多国家，日本体系在工厂化、模数化、标准化以及材料等方面都做了许多研究和创新，实际上是把冷弯薄壁型钢结构房屋作为一个完整的产品来研发和推广发展。其最有代表性的则是KC体系，其最大的特点就是模块化，即盒子结构。这种方式是在工厂里将完整的房屋单元组装完成，然后运至现场就为。而KC体系一般采用400mm至600mm的模数将住宅划分为多个盒子单元，每个单元的楼盖和墙体均在设计的时候划分为板块，设计尺寸精度非常高，工厂按照设计图纸来加工和预制，结构板材和结构骨架在工厂就组装完成，所以施工现场就简单快捷。

此外，像澳大利亚、新西兰等国家在冷弯薄壁型钢结构房屋的发展也较成熟，他们冷弯薄壁型钢结构产业化也相应较成熟。新西兰早已经实现整个住宅骨架用一个规格的C型截面，这样高标准的要求使得这个住宅体系得到极大的优化，从材料的选用到图纸的设计，从结构布置到构件加工及现场安装都变得相当简单快捷，这使得新西兰冷弯薄壁型钢结构房屋产业化的到极大的发展。此外这两个国家其相应的设计软件的开发及应用也相当了得，这也促使得其产业化得到更大的推广和发展。

2.3 国内冷弯薄壁型钢结构房屋产业化发展现状

我国在20世纪80年代年代中期首次引进了轻钢住宅，随后引入北美、日本、澳大利亚等的低层冷弯薄壁型钢结构住宅体系，也有引入多层层冷弯薄壁型钢结构住宅体系，例如加拿大的无比钢体系。对于冷弯薄壁型钢结构的建造具有代表性的公司有北新房屋有限公司、上海美建公司、上海绿筑住宅系统科技有限公司、钢之杰等。但是我国当下大多都还是借用外国的技术和方法，对于这方面的创新和研究还较少，对于这方面的规范和标准都还不够完善，因此其产业化的发展还不够成熟。

3 解决冷弯薄壁型钢结构产业化问题的对策

（1）完善冷弯薄壁型钢结构相应的规范体系，始终要坚持构配件的标准化、模数化、系列化，对住宅材料、设备、部品、性能、结构、安全性等方面制定详细的配套标准；

（2）需要政府的大力支持和推广，出台相应的优惠政策，支持相应的科研研究，对于关键技术如防火问题应更加重视，注重培养相应的技术人员；

（3）应注重形成住宅产业化链条，使得设计、生产、加工、安装、装修、维护、售后服务一体化；

（4）分阶段实现目标，循序渐进，突出重点。

【参考文献】

[1]薛发，刘定容.冷弯薄壁型钢住宅体系及其在中国的应用和发展[J].建筑技术与设计，2008，2：82-85.

[2]蔡玉春.钢结构住宅设计中防火问题的对策研究[J].钢结构，2007，3：15-20.

[3]陈鑫，邢军，张坤.浅谈钢结构防火保护问题[J].工业建筑，2009，2：27-32.

[4]沈向农.钢结构防火问题探析[C].城市建设理论研究，2012，5：31-36.

[责任编辑：杨玉洁]