大跨度钢结构建筑火灾特点及防治对策(正式版)
浅谈大跨度钢结构厂房火灾特点及扑救对策

浅谈大跨度钢结构厂房火灾特点及扑救对策摘要:近年来,大跨度钢结构厂房火灾起数逐渐增多,消防救援队伍在扑救大跨度钢结构厂房火灾的过程中,总结了丰富的实战经验,成功处置了多起此类典型火灾事故。
但是由于钢结构自身的诸多特点,导致了大跨度钢结构厂房火灾扑救也呈现出很多难点,在灭火救援过程中,也曾造成过消防指战员牺牲。
因此,加强对大跨度钢构厂房火灾特点的研究,制定科学有效的扑救对策显得十分重要。
关键词:大跨度;钢结构厂房;火灾特点;扑救对策随着中国经济社会的快速发展,大跨度钢结构厂房也逐渐增多,这些厂房的规模也呈现出集中化、规模化、大型化的特点。
在建筑行业中,钢材既可以相对增加建筑物的荷载能力,也可以满足建筑设计美感造型的需要,还避免了混凝土等建筑材料不能弯曲、拉伸的缺陷,因此钢材受到了建筑行业的青睐。
大跨度钢结构厂房的增多对火灾扑救提出了新的课题,也给消防救援队伍灭火救援行动带来了新的难题。
一、钢材在火灾中的特点钢材在常温下具有高强度,然而当温度升至300度,钢材的强度即开始逐渐损失,失去支撑能力。
建筑中常用的冷轧钢,其抗火性能的破坏温度为538度,而一般的典型火灾中,当火灾进行5分钟后,温度已达556度。
钢结构通常在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,结果因过大的形变而不能继续使用,一般不加保护的钢结构的耐火极限为15分钟左右。
二、大跨度钢结构厂房的火灾特点(一)钢构件受热易变形,导致建筑物倒塌1.钢结构受热易变形。
一般在火灾中,钢构件随着温度的升高开始强度有所增加,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,到500℃左右,其强度下降到40%~50%,这一过程经过的时间很短,一般在火烧15-20min左右,钢结构屋盖火灾倒塌。
2.钢结构热胀冷缩性强,易破坏建筑结构稳定性。
大跨度钢结构厂房火灾特点及扑救措施

河南建材2018年第2期大跨度钢结构厂房火灾特点及扑救措施陈海翔安徽省消防总队宣城市消防支队泾县大队(242500)摘要:伴随着城市土地利用的集约化和城市建筑功能的高度集成化,拥有大建设规模的大跨度钢架结构建筑、单层工业厂房等钢结构建筑在我国的广泛应用,钢结构建筑火灾的严重性日益凸显。
钢结构建筑一旦发生火灾,往往形成具有作战时间长、需水量大等特点的火势,由此带来的火灾预防和扑救难题考验着消防一线作战部队的智慧和勇气。
笔者根据大跨度钢结构厂房建筑的火灾特点、处置难点,以扑救该类火灾战术规程为研究对象,全方位分析研究此类建筑的灭火方法、管控措施,以供研究探讨。
关键词:大跨度;钢结构厂房;火灾预防;扑救1大跨度钢结构厂房概念及火灾特性大跨度建筑为在建或已建成的屋盖跨度在30 m(含)以上的钢架结构建筑;大空间建筑为室内净高超过12m(含)以上的建筑。
当前,公安消防部队所面临的一个重点就是“大跨度钢结构”建筑火灾的预防和扑救。
该类型火灾发展速度快,多点燃烧或大范围火灾可能性大,初战有效控火难度大。
其次,烟雾浓且多伴有毒烟气,对火情侦查和自身防护带来影响,最重要的是建筑结构复杂,对战斗和疏散不利,且建筑结构变形和坍塌难以精确判断,安全威胁大。
火场上的危险大部分来自建筑倒塌,这也是该类火灾扑救艰难的重要因素。
因此,做好建筑坍塌规律的研究工作,及时发现征兆极为重要,即使是坍塌前的瞬间,若能进行正确的判断,也能减少或者避免伤害。
倒塌与其本身的材料、燃烧温度和燃烧时间相关。
早期大跨度厂房多用轻型钢柱、横梁或钢筋混凝土做承重物,若未经防火处理,处于相对封闭的空间中猛烈燃烧,且温度较高时, 15min以上就有垮塌危险,多为屋顶整体或局部压垮。
近期建造的大跨度厂房材料多采用纯钢或混合结构,此类材料在火场温度达到700℃以上,燃烧60min以上时,其建筑构件强度基本为零,易形成“斜面形”的倒塌。
2大跨度钢结构厂房的扑救理念大跨度厂房的扑救,其重点不仅在于火场,功夫也落在平时,基层中队的辖区六熟悉和社会单位的联动也极为重要,在联动的社会单位中,也应该储备备用的灭火物资及后勤物资,并且能够及时进行调配,以补充不足的灭火剂及后勤人员。
钢结构大跨度厂房的火灾扑救措施

编号:AQ-JS-04419( 安全技术)单位:_____________________审批:_____________________日期:_____________________WORD文档/ A4打印/ 可编辑钢结构大跨度厂房的火灾扑救措施Fire fighting measures for large span steel structure workshop钢结构大跨度厂房的火灾扑救措施使用备注:技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解,进而形成更加科学的技术安全观,并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施,最终达到提高安全性的目的。
随着我国经济建设的迅猛发展,企业生产仓储用房日趋大型化,钢结构骨架建造的厂房,以强度高、自重轻、跨度大、吊装施工方便和建设时间短等优点正越来越被广大厂家所采用。
但是这些大跨度的投入使用,也给消防工作带来了新的课题,一旦发生火灾,由于钢结构导热快,这些大型钢结构厂房极易倒塌。
近年来,我国相继发生多起钢结构厂房火灾,给国家财产造成了较大的损失。
特别是我们所熟悉的美国纽约世贸燃烧倒塌就是典型的钢结构火灾。
下面就大型钢结构厂房的火灾特点和扑救对策谈一些浅显的看法。
一、钢在火灾中的特点钢的耐火性能较差,受热后,很快出现塑性变化,在火烧15分钟左右,构件会象“面条”一样的软落下来,随着局部的破坏,造成整体失去稳定而破坏。
对于破坏后的钢结构是很难修复的。
我们在建筑上使用的钢材,在常温下具有高强度,然而当温度升至500度,钢材的强度即开始逐渐损失,其强度已仅及正常值的一半,失去支撑能力。
据测量,建筑中常用的冷扎钢,其抗火性能的破坏温度为538度,而一般的火灾中,当火灾进行5分钟后,温度已达556度。
因此一般裸钢的理论耐火极限仅为15分钟左右。
二、钢结构厂房火灾特点(一)火场升温快,钢构件强度减弱快,易倒塌。
钢材在常温下是非燃烧材料,但钢材的导热系数是混凝土的40倍,并且由于钢构件材质单一,所以在火灾中升温极快。
大跨度钢结构厂房火灾危险性和预防措施

大跨度钢结构厂房火灾危险性和预防措施一、背景大跨度钢结构厂房作为工业和商业建筑中常见的类型,尤其在现代物流、制造等领域中得到广泛应用。
但与此同时,由于它的结构特质和使用环境等因素的影响,大跨度钢结构厂房的火灾危险性也同样存在。
因此,本文探讨大跨度钢结构厂房的火灾危险性及其预防措施,旨在提高人们的安全意识和环境管理能力。
二、火灾危险性分析1. 结构问题大跨度钢结构厂房通常采用梁柱式钢结构,其结构特点决定了其火灾危险性。
一旦大跨度钢结构厂房发生火灾,由于结构本身缺乏抗火性能,火势可快速蔓延,导致整个厂房倒塌,造成巨大的人员伤亡和财产损失。
2. 设备问题大跨度钢结构厂房装备不同种类的设备、仪器、机器、电气等,这些设备的使用可能会引起电火或机械火等火灾。
此外,部分设备本身的设计和材料存在安全隐患,可能会成为火灾发生的隐患。
3.人为问题人为问题则是导致大跨度钢结构厂房火灾的最重要因素。
例如,未按规定操作使用电器、未注意施工安全以及使用易燃物品如油漆、溶剂等,都容易引发大跨度钢结构厂房火灾。
此外,在构筑大跨度钢结构厂房时,可能会存在施工过程中的疏忽和失误,影响厂房整体的安全性。
三、预防措施为有效预防大跨度钢结构厂房火灾的发生,必须采取相应措施,并加强员工的安全意识和环境意识。
1.结构方面的措施针对大跨度钢结构厂房的结构问题,可进行以下防范措施:•在构建厂房之前应遵循建筑设计规范,确保大跨度钢结构厂房建设质量。
•使用耐火材料代替可燃材料,提高大跨度钢结构厂房的防火等级。
•在大跨度钢结构厂房内设置灭火设施,确保现场能够及时发现、报警和灭火。
2.设备方面的措施针对大跨度钢结构厂房的设备问题,应该需要采取以下防范措施:•对使用的设备及时进行维护、保养和升级。
•在设置设备时,必须遵循技术规范,保证设备的工作安全和稳定性。
•针对容易产生电火和机械火的设备,应尽量采用防火设施,减少潜在风险。
3.人为因素的措施针对大跨度钢结构厂房的人为问题,需要采取以下防范措施:•加强对员工的安全教育,明确他们各自的职责和义务。
大跨度大空间建筑火灾特点及扑救对策(正式)

编订:__________________审核:__________________单位:__________________大跨度大空间建筑火灾特点及扑救对策(正式) Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level.Word格式 / 完整 / 可编辑文件编号:KG-AO-5914-14 大跨度大空间建筑火灾特点及扑救对策(正式)使用备注:本文档可用在日常工作场景,通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署,从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作,使日常工作或活动达到预期的水平。
下载后就可自由编辑。
随着社会经济迅猛发展,企业生产、仓储用房、大型批发市场、物流业、综合商场、体育场馆、影剧院、展览馆等大空间建筑越来越多,这些建筑具有人员流动性大,储存可燃物质多,内部通道错综复杂等特点,一旦发生火灾,极易造成国家财产的重大损失和群死群伤恶性事故。
近年来,我国各地相继发生大跨度、大空间火灾,给国家和企业造成了较大的财产损失。
下面就大跨度、大空间厂房的火灾特点和扑救对策谈一些粗浅的看法。
一、大跨度、大空间建筑的定义。
大跨度、大空间建筑是指单层面积大、跨度大、层间高,没有或缺少实体分隔所形成的建筑。
一般跨度在60米以上的建筑,主要采用钢为主要材料,其结构形式主要包括网架结构、网壳结构、悬索结构、膜结构、薄壳结构等五大空间结构及各类组合空间结构。
二、大跨度、大空间厂房的火灾特点。
(一)大跨度、大空间厂房的钢结构部分在高温下极易变形,导致建筑物局部倒塌。
火灾中,当温度升至350摄氏度、500摄氏度、600摄氏度时,钢结构的强度分别下降1/3、1/2、2/3。
大跨度钢结构厂房火灾危险性和预防措施

大跨度钢结构厂房火灾危险性和预防措施姓名:XXX部门:XXX日期:XXX大跨度钢结构厂房火灾危险性和预防措施大跨度钢结构厂房火灾危险性和预防措施金华支队/郑卫国随着经济体制改革的不断深化,各类工业企业迅猛发展,大型建筑日益增多。
一方面由于生产工艺的需要,另一方面企业主盲目的求大、比阔,导致建筑体量越建越大。
钢结构建筑具有建设周期短;可利用面积大、可塑性强、抗震、抗弯、荷载大等优点,使钢结构成为大跨度建筑的首选。
但钢结构作为建筑材料因其耐火性能差,易倒塌的缺陷,使防火工作面临着一系列新问题,本文结合笔者的工作实践谈谈大跨度钢结构厂房的火灾危险性和预防措施:一、大跨度钢结构厂房的火灾危险性(一)火势发展快,易形成大面积燃烧。
钢结构跨度大,建筑内部空间大、门窗多,空气流通快,内部没有明显的防火分隔,一旦发生火灾,蔓延途径多,火势发展快,燃烧猛,极易在强对流的作用下形成大面积火灾。
大跨度钢结构厂房存在火灾危险性的主要因素是部分建筑项目未经消防审核、验收。
(二)钢结构建筑耐火性能差,易倒塌。
钢结构材料在未进行防火处理的情况下,其本身不会起火燃烧;但火灾时,强度会迅速下降。
据测试,在全负荷情况下,使钢结构失去静态平衡稳定性的临界温度为500度左右,而一般火场温度可达到800-1000度。
在这样高的温度下,裸露的钢结构会很快出现变形,产生局部破坏,造成钢结构整体倒塌。
普通钢结构厂房一般在发生火灾后15分钟左右就会丧失承重功能而垮塌,如金华市江南开发区大飞龙药业有限公司钢结构仓库火灾,起火后不到20分钟中部火势猛烈处钢架就发生了垮塌。
第 2 页共 7 页(三)扑救困难。
大跨度的钢结构建筑发生火灾,火势很快发展到猛烈阶段,在实施灭火时,由于厂房跨度大,再加上内部设备多、布置复杂,直接阻碍灭火人员深入内部进攻,一般水枪射流难以到达火点,灭火药剂使用效率差。
并且在扑救钢结构建筑火灾时,指挥员有“坍塌”的畏惧心理,这对作战决心的形成、进攻路线的选择都会产生影响。
大跨度厂房火灾消防救治的举措

大跨度厂房火灾消防救治的举措随着社会经济的不断发展,大型钢结构厂房逐渐增多。
钢结构工业厂房具诸多优点,如建设周期短、抗震性能好、自重轻、造价低、造型美观、现代感强等,在现代工厂设计中得到广泛应用,特别是大空间、大跨度的钢结构厂房,更受青睐。
但这种厂房也存在耐火性能低这一致命缺陷。
由于钢材本身耐火性能较差,导热又快,其屈服强度、弹性模量等力学性能随温度上升而急剧下降。
而大空间、大跨度的钢结构厂房,因为通透空间大、空气流通快,所以火灾蔓延更快损失更大。
一、大跨度厂房的火灾特点1、火势发展快,易形成大面积燃烧。
大跨度厂房内部空间大、门窗多,空气流通快,内部没有明显的防火分隔,一旦发生火灾,蔓延途径多,火势发展快,燃烧猛,极易在强对流的作用下形成大面积火灾。
2、钢结构建筑耐火性能差,易倒塌。
钢材虽然是不燃材料,但在火灾高温条件下存在强度降低和蠕变现象。
对建筑用钢而言,在260℃强度不变,260~280℃开始下降,达到400℃时屈服现象消失,强度明显降低,达到450~500℃时,钢材迅速失去承载力,金属板的耐火极限约为15min左右,金属板夹芯板的耐火极限约为10min左右就会丧失承重功能而垮塌。
3、扑救困难。
大跨度的钢结构建筑发生火灾,火势很快发展到猛烈阶段,在实施灭火时,由于厂房跨度大,再加上内部设备多、布置复杂,直接阻碍灭火人员深入内部进攻,一般水枪射流难以到达火点,灭火药剂使用效率差。
并且在扑救钢结构建筑火灾时,指挥员始终有“坍塌”的畏惧心理,这对作战决心的形成、进攻路线的选择都会产生影响。
钢结构火灾在扑救时由于水枪射流的冲击冷却作用,使塌落弯曲的钢结构构件强度降低,造成火场余火清理困难,灭火难度和工作量增大。
二、针对大跨度厂房的火灾特点,笔者认为应该从以下几点来考虑大跨度厂房火灾的扑救。
1、把握好冷却与灭火的关系。
大跨度厂房一旦发生火灾,要首先认识到大跨度厂房的刚结构梁柱将会在较短时间内失去应有的承载力,随着燃烧的持续而发生扭曲和倒塌现象,这时进行强攻灭火,如果在短时间内不能及时的扑灭火灾,极有可能造成人员的重大伤亡。
大跨度钢结构火灾扑救

大跨度钢结构火灾扑救钢结构具有重量轻、结构性能好、施工快速等优点,在工业和民用建筑中得到了广泛应用。
近年来,大跨度钢结构商场、厂房和仓库不断增多,且单层面积大,如2008年北京奥运会主体育场“鸟巢”。
钢材虽然本质为非燃材料,但耐火性能较差,在火灾高温作用下,力学性能如屈服强度、弹性模量等会明显降低,易发生倒塌,增加火灾损失。
一、大跨度钢概述(一)跨度大、空间大、承重能力强钢结构建筑具有宽度大、空间大、承重能力强的特点,多用于大型的候机楼体育馆(场)、车间、商场、仓库及高层建筑等(二)遇高温强度下降钢材属不燃材料,但钢耐火性能差,钢材的导热系数是混凝土的40倍,且钢构件材质单一,火灾中升温极快。
随着温度的变化,强度也有很大变化,而且破坏后的钢很难修复后重新使用。
现代大跨度钢结构商场、厂房一般都经过防火处理,受热影响小,而大多数钢结构无保护层,发生火灾后直接受到热作用,强度下降快。
常温范围内,钢结构的强度基本不变,当温度达到500℃时,强度下降一半,当温度降到0℃时,钢材冲击韧度降低,材质变脆。
(三)建筑内可燃物多,室内火灾荷载大钢结构商场、车间建筑,一部分非承重构件,如屋面、吊顶、隔断及其他装饰材料等,多属可燃材料。
车间内安装有设备,存在原材料、半成品、成品;商场内布满了柜台、密集物品,有的大型商场经营、储存、办公都在同一建筑内,增加了火灾荷载。
(四)固定消防设施多数较规范的大跨度钢结构商场、厂房仓库都设计并建有比较规范的固定消防设施,如自动报警、喷淋、室内外消火栓及控制系统等,但因该类火灾发展蔓延速度快,随着建筑物的坍塌会导致固定消防设施被毁坏,失去作用。
二、大跨度大空间钢结构火灾特点(一)钢结构易变形,导致建筑物倒塌1.钢结构易变形火灾中,钢结构随着温度的升高强度开始有所增加,当温度超过200度时,强度开始减弱,当温度到达350度,500度,600度时,强度分别下降1/3,1/2,2/3。
当温度超过700度时,强度要减少90%以上。
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文件编号:TP-AR-L3301In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives.(示范文本)编订:_______________审核:_______________单位:_______________大跨度钢结构建筑火灾特点及防治对策(正式版)大跨度钢结构建筑火灾特点及防治对策(正式版)使用注意:该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上,形成一定的具有指导性,规划性的可执行计划,从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。
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近年来,我国社会经济的发展突飞猛进,随着经济的不断发展也致使各类建筑业的得到了空前的繁荣,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、住宅、桥梁、仓库、体育馆、展览馆、超市等建筑也越来越广泛运用钢结构材料。
钢结构本身具备自重轻,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。
钢结构的快速发展,在我国取得了不少成就。
第一,钢结构建筑的数量不断增加,应用范围不断扩大,如:20xx年奥运主体育场“鸟巢”,世界第三高度420米的上海金茂大厦,具有国际领先水平的深圳赛格大厦72层、高度291米全部采用钢管混凝土柱,采用国产钢材、国内设计、施工的大连世贸中心,跨度216米的公路铁路两用低塔斜拉桥的芜湖长江大桥,上海宝钢大型轧钢厂房,咸阳市也建成了西北地区首座钢结构商住楼丽彩广场C座,三十二层,建筑高度98米,成为现代咸阳的标志性建筑。
第二,钢结构技术不断改进。
由于以前钢材使用受限制,建筑采用传统的模式,而现在出现了钢管、圆管、钢构混凝土等,要求结构的节点也随之变化,管管相接。
材料上,有高强度的钢,厚板钢材,玻璃,不锈钢,钛合金。
施工上也有新的工艺。
钢结构在我国具有极大的发展空间,国外钢结构建筑使用钢材占钢材总量的10%左右,而中国仅占4%左右,我国的人均钢材占有量刚达到世界人均水平100千克左右,日本人均钢材占有量是400-500千克,有一定差距。
现阶段我国钢结构建筑只占建筑总量不足3%的比例,发达国家已占30%~50%。
我国钢结构发展具有较大的空间和潜力,伴随着建筑市场的持续发展,钢结构的发展将得到进一步的推动。
中国处于全面建设的高峰期,正大量消耗着全球的自然资源。
钢结构与混凝土结构相比,它环保且更利于建筑产业化的发展。
钢结构建筑在现代建设中得到了越来越广泛的应用。
但钢结构耐火性能低,如何提高钢结构的耐火性能对于建筑的安全性至关重要。
二、钢结构建筑火灾特点在加热的情况下,钢材的力学性能随着温度的升高而变化。
一般表现为弹性模量、屈服强度、极限强度随温度的升高而下降,塑性变形和蠕变随温度的升高而增加。
在200℃~350℃时热轧钢出现所谓的“蓝脆”现象,此时钢材的极限强度提高而塑性降低,与其他温度段相比变“脆”。
在500℃时,钢的极限强度和屈服极限大大降低,塑性增大。
在450℃~600℃时,碳化物趋于石墨化和球化。
石墨化的产物是由于碳化铁分解,生成游离的石墨粒的结果。
如果加热的温度越高,时间越长,钢的含碳量越高,则碳化物的球化便越剧烈。
存在石墨化和球化,表明钢在高温下弱化了,力学性能降低。
合金材料的加入一般会使钢的上述变化需要的温度提高。
试验结果表明:在200℃以内强度变化不明显,屈服强度略有下降,而极限强度基本没有变化。
200℃以后屈服强度随温度升高而降低的速率开始加快。
极限强度在200℃~300℃由于出现“蓝脆”而较常温下略有提高,300℃以后极限强度随温度升高明显降低。
在600℃时,低碳钢的屈服强度和极限强度均只有常温时的35%~40%,而碳素钢丝的强度更低。
随着温度进一步升高,在800℃时钢材的强度基本消失。
同时钢材的伸长率和截面收缩率随温度升高面增大,表明高温下钢材的塑性性能增大,易于变形。
此外,钢材在一定温度和应力作用下,随时间的推移会发生缓慢变形,即蠕变,蠕变会导致材料松驰。
钢材在高温下屈服点降低是决定钢结构耐火性能的重要因素,如某一钢构件在常温下受荷载作用应用值是屈服点的一半,但火灾时由于钢材在火灾高温作用下屈服强度降低,当实际应力值达到了降低了的屈服强度时就表现出屈服现象而破坏,使结构承载能力急剧下降,造成钢结构建筑物部分或全部垮塌毁坏。
这类典型的火灾案例有,20xx年世贸大厦被撞击后飞机携带大量的燃油向大厦底部流淌,火势迅速向下蔓延,燃烧不久,灼热的高温就通过钢结构迅速传遍整幢大楼,致使大厦承重的钢结构熔化,撞机仅57分钟南楼就彻底崩溃倒塌,而北楼也仅坚持了1小时22分钟,造成了死亡2797人、损失360亿美元的惊世惨案。
20xx年4月5日,青岛市即墨正大食品有限公司厂房发生火灾,在高温作用下,钢结构屋架仅仅约30分钟便轰然倒塌,导致20多名员工被埋压在厂房内遇难。
目前,在建筑领域已采取了多种方式对钢结构进行保护,钢结构构件的各类防火措施也孕育而生。
二、钢结构建筑耐火性能提高方法建筑钢结构的防火保护措施按照其防火行为来分主要分为主动防火和被动防火。
主动防火主要是指水喷淋法以及消防员的灭火行为,即主动地控制建筑发生火灾的趋势。
被动防火即不包括灭火行为采取其他形式提高钢结构的耐火极限的一种防火保护方法。
从热量传输原理上来说,钢结构防火保护措施可以分为截流法和疏导法。
1、水喷淋法。
水喷淋法是在结构顶部设喷淋供水管网,火灾时,自动启动(或手动)开始喷水,在构件表面形成一层连续流动的水膜,从而起到保护作用。
2、截流法。
在构件的表面设置一层保护材料,截断或阻滞火灾产生的热流量向构件的传输,使构件在规定的时间内温升不超过其临界温度。
由于选用的材料导热系数小而热容量大,可以很好地阻滞热流向构件的传输,从而起到保护作用,包括喷涂法、屏蔽法和包封法等方法。
(1)喷涂法。
用喷涂机具将防火涂料直接喷在构件表面,形成保护层。
喷涂法是一种最简单、最经济、最有效的做法,其价格低、重量轻、施工速度快、适用于形状复杂的钢构件,也是钢结构厂房中最常采用的防火处理方法之一。
(2)屏蔽法。
把钢结构包藏在耐火材料组成的墙体或吊顶内,在钢梁、钢屋架下作耐火吊顶,火灾时可以使钢梁、钢屋架的升温大为延缓,大大提高钢结构的耐火能力,而且这种方法还能增加室内的美观,但要注意吊顶的接缝、孔洞处应严密,防止窜火。
(3)包封法。
在钢结构表面做耐火保护层,将构件包封起来,其具体做法有:用现浇混凝土作耐火保护层,用砂浆或灰胶泥作耐火保护层,用矿物纤维作耐火保护层,用轻质预制板作耐火保护层。
3、疏导法。
疏导法是先将热量传到构件上,然后设法把热量导走或消耗掉,同样可使构件温度不至升高到临界温度,从而起到保护作用。
疏导法目前主要是充水冷却保护这一种方法,水冷却法是在空心钢柱内充满水,高温时,构件把外界环境中吸收的热量传给水,依靠水的蒸发消耗热量或通过循环把热量导走,构件的温度可维持在100℃左右。
如美国的堪萨斯州银行大厦和匹兹堡钢铁公司大厦,采用的就是水冷却进行防火保护。
冷却方法对于钢管柱的结构体系来说是一种非常有效的防火方法。
但为了防止钢结构生锈,须在水中放入专门的防绣外加剂,冬天还须加入防冻剂而且由于对结构设计有专门的要求,所以目前实际上已很少使用。
三、钢结构防火涂料的分类及优缺点对钢结构材料进行防火处理,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,其措施是多种多样的。
其中,喷涂防火涂料施工方便、重量轻、成本低、不受构件几何形状限制,应用范围最广,效率最高。
所以,喷涂防火涂料是一种比较常见也相对成熟的做法。
目前在实际工程应用中,我国钢结构防火保护方法绝大多数是采用喷涂防火涂料。
1、钢结构防火涂料的防火原理。
钢结构防火涂料的防火原理是采用绝热或吸热的材料阻隔火焰直接灼烧钢结构,降低热量向钢材传递的速度,推迟钢结构温升和强度减弱的时间。
根据《钢结构防火涂料》(GB14907?2002),钢结构防火涂料定义为施涂于建筑物及构筑的钢结构表面,能形成耐火隔热保护层以提高钢结构耐火极限的涂料。
2、钢结构防火涂料分类及优缺点。
钢结构防火涂料一般可分为厚涂型、薄涂型和超薄型。
目前,钢结构防火涂料代表性的产品有:国内的“SD22”“TN2LG”防火涂料,“SD21”“LB”防火涂料,“SCB”、“SCA”防火涂料。
国外的产品如英国Grace Construction Products的“Monokete Firep roofingU K26”,美国美商华人企业股份有限公司的“AD”防火涂料,德国Herberts的“Water Based 38320”防火涂料,38091型防火涂料,英国的“Nullifire”防火涂料等等。
(1)厚涂型钢结构防火涂料是指涂层使用厚度在8毫米~50毫米的涂料,这类钢结构防火涂料主要由多孔绝热材料如粉煤灰空心微珠、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、石墨、矿物纤维等为骨料配以耐高温粘结剂而制成。
其防火原理就是由于涂层的导热系数小,具有良好的热绝缘性,从而可在火灾中有效保护钢材不受破坏。
厚涂型钢结构防火涂料的耐火极限一般为0.5小时~3小时。
厚涂型钢结构防火涂料的优点:耐火极限高,可达3小时;主要组分为无机材料,耐火性能受环境影响小;原材料来源广,价格低;遇火时不会放出有毒有害气体。
缺点是涂层厚、自重大,粘结力差,易剥落;表面粗糙,装饰性差;施工麻烦,水泥基涂料需养护。
(2)薄涂型钢结构防火涂料是指涂层使用厚度在3毫米~7毫米的钢结构防火涂料。
目前国内外所使用的薄涂型钢结构防火涂料一般均为膨胀型防火涂料。
膨胀型防火涂料膨胀组分一般由脱水成炭催化剂、成炭剂和发泡剂三部分组成。
膨胀型防火涂料受热时,成炭剂在催化剂作用下脱水成炭,炭化物在发泡剂分解的气体作用下形成膨松、有封闭结构的炭层,该炭层可以阻止基材与热源间的热传导,另外多孔炭层可以阻止气体扩散,同时阻止外部氧气扩散到基材表面,达到防火目的。
薄涂型钢结构防火涂料的优点:涂层薄、质轻,粘结力强,干燥快;表面光滑,颜色可调,装饰性好;单位面积用量少;施工简便,抗震动、抗挠曲性强。
缺点是主要组分为有机材料,遇火时可能会释放出氨、HCN、卤化氢、一氧化氮、二氧化氮、一氧化碳、二氧化碳、氯、溴等有毒有害气体;还有耐久性差,存在随着环境、时间等溶出、分解、降解和老化等问题,耐火性能受环境影响大,严格意义说不能用于室外。