钢结构防火探析

章　迅　方　萌

摘要：本文介绍了钢结构发生火灾的危险性和目前钢结构防火存在的问题，提出了钢结构的防火的建议。

0钢结构火灾概述

钢结构虽然是非燃烧材体，但是它却不耐火，火灾发生时，当温度升至400℃时钢结构的承载能力就下降了50％，当火灾温度升至600℃时，钢结构承载力就完全丧失了。钢结构设计中的防火设计相当重要，一旦疏忽，将会发生难以估计的损失。例如：2008年济南某钢结构工厂发生火灾，火灾发生时，厂房整体倒塌，由于消防官兵扑救及时，没有造成人员伤亡，但是却造成了极大地经济损失。本文笔者探索了目前钢结构防火设计中所采用的防火措施，以及分析了防火设计中存在的问题，并提出了一些相关的建议，以供设计工程师们参考。

1钢结构设计中的防火设计方法探析

1、1喷涂防火涂料法

喷涂防火涂料法是一般钢结构设计方法中的主要方法，其设计的原理通过在钢结构表面涂抹一层防火涂料从而阻滞火灾发生时热量的传递，延迟钢结构丧失承载力的时间，为火灾的营救提供了更多的时间。防火涂料一般具有很好的隔热性，具有一定得粘结强度，在正常使用、装修以及火灾发生时的温度条件下不会脱落，且具有一定的抗冲击能力，对钢材不具有腐蚀性，也不含有对人体健康造成危害的化学物质。喷涂防火涂料方法由于其施工工艺简单，防火效果良好，为设计师们所普遍采用。

1、2防火板阻隔法

防火板阻隔法多用于大型的钢结构建筑，它的原理就是利用耐火材料制成耐火板，并将其机械的固定于钢结构四周，由于耐火板的隔热性，阻滞了火灾时温度的传递，延缓了钢结构在高温下条件下的屈服时间，从而为火灾营救争取充分的时间。防火板隔热方法尤其优点也有其缺点。优点是其采用的耐火材料对人体无害，由于大批量的应用也可以工业化生产，工业化生产的耐火板尺寸统一，整齐美观，耐火时间长，可达4小时；缺点是现场施工速度较慢，工艺流程较多、较复杂，相比较喷涂防火涂料法而言，显然在工期上要有所不足。因此一般大型的，重要的钢结构才采用这种方法，且一般为钢柱使用，尺寸统一，施工相对简单些。

1、3充水法

充水法是钢结构防火设计方法中很有效的一种方法，其原理是在钢结构设计时，在钢结构中预留孔隙，在施工后将水注入孔隙，一边注水，一边抽水，保证水体在钢结构内部循环，这样当火灾发生时，由于水体的循环将钢结构温度带走，阻滞其温度的上升，从而延长其丧失承载力的时间，有效地为火灾营救赢得时间。这种方法造价低廉，但是需要专人维护，钢结构生产过程中还需要预留孔隙，对孔隙的密封性，和钢结构的耐腐蚀性要求相当高，因此运行维护较困难，技术含量高，运行费用也很高，一般的钢结构防火设计中很少采用。

1、4浇筑混凝土法或砌砖法

浇筑混凝土法是在钢结构安装好以后采用在钢结构四周浇筑混凝土的方法来阻滞火灾发生时的热量传递。由于混凝土和钢结构粘结不牢固，一般还需采用钢筋或者钢丝网等加强措施，以增加钢结构和混凝土的连接，同时也增加了混凝土与钢结构联合体的强度。这种方法混凝土的防护层具有高强度和耐冲击性占用空间较大等特点，一般适用于容易碰撞、无保护面板的停车棚，或者钢结构厂房中的钢柱防火保护。

除在钢结构四周浇筑混凝土之外，还可以在钢结构四周砌筑砖块，减缓钢结构在火灾时达到耐火极限。此种方法与前者相似，就不在介绍了。

1、5复合保护法

在一些钢结构建筑需要装饰装修时，一般采用复合保护法。其一般做法为在紧贴钢板处首先喷涂防火涂料或黏贴柔性毡状隔热材料，然后在使用防火薄板作罩面板。这样就增加了钢结构的可装饰性和美观性，使钢结构建筑更加适宜居住。这种方法一般在钢结构住宅中使用较多。

2钢结构防火措施选择要求

如上所述，钢结构防火设计方法很多，每种方法都能够满足钢结构设计规范中对防火设计的要求。但是如何为设计钢结构建筑选择更加合理的方法，笔者认为可以从如下几个方。面考虑：

(1)工期要求

一般来讲，喷涂防火涂料方法工艺流程简单，操作方便，技术含量不是太高，施工工期相对较短，适用于工期要求比较高的工程；而防火板、充水法等施工，工艺流程复杂，施工起来难度大，工期较长，一般适用于工期要求相对宽松的工程。尤其是混凝土与砌砖保护法等，需等到钢结构施工完成，以及地坪施工等施工完毕后才可以施工，工期相对较长。

(2)与建筑内、外环境的协调要求

喷涂防火涂料仅适合于干燥的室内环境。尽管大部分的防火涂料具有耐脱落的性能，但是，对于一些长期暴露在外部环境下的钢结构，风吹日晒，雨水浸泡等等，还是会产生脱落的现象的。况且钢结构还图有防锈底漆，还需要防火涂料和防锈底漆相容。还有一些钢结构浸泡在海水中，这就要求其具有一定得耐腐蚀性等等。

(3)钢结构外型及美观要求

对于不需要装修的钢结构可以只喷涂防火涂料或者仅仅采用一种防火措施，但是对于需要装修的如钢结构住宅，一般要采用复合方法，不但采取喷涂防火涂料，还需黏贴耐火板以增加其美观性等。

除上述之外，在选择钢结构的防火措施时，还应考虑下列因素：需防火的钢结构构件使用环境；钢结构采取防火措施后结构增加的荷载及占用的空间；防火材料质量的可靠性；防火措施的经济性等。

3目前钢结构防火设计存在的问题及解决方法

(1)在钢结构防火设计过程中，需要设计师具有丰富的防火设计经验和坚实的理论基础。有一些设计师往往会将钢结构中的结构防火和建筑防火混为一谈，忽略防火设计的重要性，因此需加强钢结构防火设计者的防火知识培训，提高其防火意识；

(2)钢结构的防火保护方法很多，在设计中选择方法时需要有针对性，对建筑的适用性进行详细的技术、经济分析；

(3)目前，喷涂防火涂料时设计者们的首选防火方法，然而由于防火涂料价格高、装饰性差、耐火能力弱，而且随着使用时间的增长，其防火性能或逐渐下降，从而导致钢结构的抗火能力下降。因此还需要对防火涂料加大科研力度，早日研究出物美价廉的钢结构防火涂料。

以上是我对钢结构防火设计的一些看法，以钢结构为主体的建筑做为现代空间结构发展的重要方向，还需要在防火设计方面更加完善。

4总结

总之，钢结构防火是钢结构建筑设计中的一个重要环节，目前存在的诸多问题还需要相关工作者付出一定的努力，来完善钢结构建筑的防火设计。

参考文献

[1]李国强钢结构抗火设计方法的发展[J]，钢结构2000(3)：23-21

[2]周劲浅析钢结构建筑物的几种防火方法四川建材2007[6)

[3]蔡玉春钢结构住宅设计中防火问题的对策研究，钢结构2007(3)

作者简介：

章迅，男，1965年10月出生，籍贯浙江省金华市，工程师，本科，长期从事防火监督工作，方萌：1980年1月21日出生，男，籍贯北京市朝阳区，研究生学历，现任北京市消防局防火监督部指导处工程师，研究方向：消防工程