钢结构厂房的建筑防火设计探讨

2020-09-14 12:24:19 中国房地产业·上旬 2020年9期

彭国晓

【摘要】社会经济的飞速发展与科学技术的不断进步,给钢结构厂房的应用提供了良好的基础保障,同时也使得对钢结构厂房的建筑防火要求愈发严格。同其他结构相比,钢结构厂房在耐火性方面的要求更高,主要是由于钢结构厂房的耐火性较差,且钢材的导热性较高,所以,提升钢结构厂房建筑防火设计的科学性与实用性尤为重要。本文通过分析钢结构厂房建筑的耐火特点与防火基本性能要求,对钢结构厂房的建筑防火设计进行了详细的探索分析,以此提升钢结构厂房使用的安全性,促进企业综合效益的显著增加。

【关键词】钢结构厂房;耐火特点;防火性能要求;防火设计

1、钢结构厂房建筑的耐火特点

从燃烧角度分析,钢材本身是不具有燃烧的性能条件,并且钢结构的耐高温性能较差,甚至部分钢材的耐火时间仅仅只有15分钟左右,从耐火性能方面比较,钢结构与普通木桩相差无几。如果温度在350℃之上,那么钢结构的整体强度便会直接下降1/3左右,当温度升高至600℃时,钢结构的整体强度会下降2/3左右。高温环境会导致钢结构的内部应力出现显著的变化,从而使得钢结构的承重体系发生质的改变。但是,火灾温度均在800℃以上,所以当钢结构厂房发生火灾时,钢结构不仅会产生严重的塑性变形,还会发生坍塌事故。同时,钢结构厂房空间较大,有利于火势的蔓延,如果防火设计缺乏科学性与实用性,必将造成巨大的经济损失与严重的人员伤亡。

2、钢结构厂房建筑的防火性能要求

2.1绝热性能方面

在钢结构厂房中,钢结构通常被当作厂房的钢柱与钢梁,按照一级防火要求的标准,钢结构厂房的钢柱耐火极限应当控制在3h左右,而钢梁的耐火极限则不低于2h。如果以二级防火要求为标准,钢结构厂房的钢柱与钢梁的耐火极限都会有相应的缩短,如果辐射热的温度高于200℃或短期内火焰温度较高,则需要对钢结构设置相应的防护,从而保障钢结构使用的安全性。

2.2环保性能方面

具有良好的环保性能也是钢结构厂房建筑的防火性能要求。所以,在钢结构厂房的建设与使用过程中,严禁钢结构产生有害气体,威胁人们的身体健康。钢结构厂房如果发生火灾事故,在高溫与燃烧的作用下会产生各类有毒有害气体,不仅会污染环境,还会对消防人员以及被困人员的生命造成直接性的威胁。所以,科学保障钢结构厂房的环保性能非常重要。

3、钢结构厂房建筑的防火设计

3.1基本思路

3.1.1根据钢结构的具体形式,依据《建筑防火设计规范》的相关参数对钢结构的耐火等级进行明确,再综合分析钢结构的耐火稳定性与隔热性,明确钢结构厂房建筑的耐火极限。

3.1.2充分结合厂房建筑的高度与空间通风性,以及建筑区域的可燃物密度等情况,科学分析钢结构自身的各项参数,如尺寸,强度以及性能等等,保障分区设计的科学性与合理性。①防火墙,重视建筑内部防火墙设计的合理细化,对于具有连续操作的车间无法科学设置防火墙,则要进行针对性的处理。②防火卷帘,空间跨度是影响防火卷帘使用效果的重要因素,所以要对防火卷帘的空间跨度进行合理的控制,在保障成本投入合理性的基础上提升操控的便捷性。③自动喷水装置,结合钢结构厂房的布局模式,进行自动喷水装置的设置,但是针对单层钢架结构且高度较高的厂房,无法取得良好的防火效果。

3.2设计标准

3.2.1明确各项参数,如防火被覆盖的具体厚度,构件的耐火极限,以及处于耐火极限下构件的实际内部温度等等。

3.2.2在充分结合现有高温条件下钢材料性能参数的基础上,对钢结构温度作用和外荷载作用下的内力情况进行精准的掌握。

3.2.3保障荷载组合的科学性,并根据构件和受载类型对各类构件的耐火承载极限进行分析与验算。

3.2.4一旦发现防火覆盖厚度缺乏合理性与精准性,则要立即对其进行重新设计与计算,保障防火覆盖厚度的有效性。

3.3耐火等级的合理选择

实际用途的差异性导致钢结构的火灾危险性也有所不同。在开展钢结构厂房建筑防火设计工作时,要充分结合建筑防火的各项要求与规范,保障防火设计的全面性与针对性。在国家相关规定的指导下,在结合建筑重要性的基础上对钢结构建筑耐火等级进行合理的选择,确保钢结构建筑的防火设计能对应具体的防火等级要求。

3.4防火保护方式

3.4.1喷涂法

该类型的防火保护设计是通过将防火材料喷涂在钢结构表面的方式,达到保护钢结构的目标。不同类型的钢结构在防火材料的喷涂方面有所不同,具体防火原理也不同。如薄型钢结构,防火材料的喷涂厚度应控制在(3-7)毫米,而厚型钢结构,防火材料的喷涂厚度则为(8-42)毫米。

3.4.2充水冷却法

充水冷却钢结构防火保护法其实就是对厂房建筑中的空心封闭柱进行充水处理,一旦发生火灾情况,封闭柱中的水则可以对火灾的热量进行相应的吸收,并且在蒸发的作用下及时有效的排除火灾热量,实现对建筑构件温度的维持,避免火灾导致钢结构温度的迅速升高而扩大火灾的范围,降低火灾对钢结构强度的影响。

3.4.3包敷法

包敷法是利用耐火材料对钢结构进行包敷,降低火灾对钢结构的影响程度。在应用钢结构建筑包敷法时,要确保实际所使用的耐火材料具有不可燃的特点,如无机防火板,不仅施工简单,成本低,而且不易磨损。此外,还可以结合防火需求选择砂浆,混凝土材料等进行包敷。

3.4.4水喷淋法

水喷淋防火方式主要是将管网与喷头设置在钢结构厂房的上部,一旦发生火灾,钢结构的温度会迅速升高,喷头则会自动打开并进行喷水灭火,从而实现灭火目标。

3.5设置灭火装置与报警系统

钢结构厂房建筑的空间构造要明显大于普通厂房,所以一般性的探测器通常是安装在固定房间的报警系统中。而较大空间的钢结构厂房,则应当选择双波段火焰探测器作为报警系统,并且对自动水炮系统进行搭配使用。自动报警灭火系统是保障建筑灭火装置性能发挥的重要基础,例如在加压设备的作用下确保水能顺利进行管带喷头之中,当喷头接收到信息时则进行自动洒水,降低火灾对钢结构厂房的危害性。

结语:

钢结构厂房建筑的不断推广与应用使得防火工作更具挑战与压力。要提升钢结构厂房建筑使用的安全性,则要结合钢结构的具体类型开展科学合理的防火设计工作,提升防火设计的合理性与实用性,由此保障钢结构厂房内人员与财产的安全性。

参考文献:

[1]史宇.选煤厂钢结构厂房防火和防腐设计的探讨[J].选煤技术,2017(3):36-38.

[2]陈宏,刘长胜.钢结构厂房的防火措施[J].黑龙江科技信息,2010(07):249.