关于钢结构厂房防火设计的探讨

　　摘要：在钢结构厂房设计中增强其耐火性能的重要性，应从火灾危险性、耐火极限、防火措施等几方面入手，探讨钢结构厂房的防火设计，树立钢结构整体结构防火概念。

　　关键词：钢结构火灾特点,  钢结构防火设计,  钢结构防火措施

　　Abstract: In the steel structure plant design enhance its refractory performance, the importance of fire hazard, refractory should limit, fire prevention measures and several aspects, this paper discusses the steel structure plant fire prevention design, set up the whole structure steel structure fire concept.

　　Key Words: steel structure characteristics of fire, steel structure fire prevention design, steel structure fire prevention measures

　　中图分类号：TU391         文献标识码：A           文章编号：

　　1.钢结构建筑的火灾特点

　　近几年钢结构建筑日趋增多，工业厂房采用钢结构材料更为广泛。钢材虽然是不燃材料，但其耐火性能很差，随着温度的变化，其力学指标会发生很大的改变，承载力和平衡稳定性会随温度升高而大幅度下降。当温度升高时，钢材的屈服强度，抗拉强度和弹性模量的总趋势是降低的，但在200℃以下的变化不大。当温度在250℃左右时，钢材的抗拉强度反而有较大提高，而塑性和韧性下降；当温度超过300℃时，钢材的屈服强度、抗拉强度。弹性模量开始显著下降，钢材产生徐变；当温度超过400℃时，强度和弹性模量都急剧下降；当达到600℃时，屈服强度，抗拉强度和弹性模量均接近于零，其承载力几乎完全丧失。一般火场温度都在800℃－1000℃左右，在这样的高温条件下，无任何保护的钢结构很快就会出现塑性变形，大约15分钟内就会倒塌。2002年9月11日，美国纽约的世界贸易大厦在恐怖袭击中倒塌，导致300多名消防队员无辜丧生。飞机满载燃油撞击大楼后，造成大楼承重的钢结构筒体的保护层被破坏，在强烈的高温作用下，钢结构筒体承载强度迅速下降，短短20分钟后这个世界上最著名建筑就消失在我们面。2003年我国青岛市的正大食品厂钢结构厂房发生特大火灾，造成厂房大面积倒塌。这些众多的火灾案例都暴露出了钢结构建筑存在的一个致命弱点就是耐火性极差，设计人做好钢结构的防火设计，使钢结构建筑更好地服务于我们的经济建设。

　　2. 钢结构防火设计

　　2.1 钢结构火灾危险性。定义建筑物生产的火灾危险性类别这由建筑专业与工艺专业根据厂房的生产性质共同确定。设计人员对生产中使用和产生的物质的特性应有明确的了解，根据生产中使用或产生的物质性能及其数量等因素确定该厂房的火灾危险性，火灾危险性分为甲、乙、丙、丁、戊类，并应符合《建筑设计防火规范》表3.1.1的规定。各种建筑由于其使用功能和重要性的不同，火灾危险性存在差异，我们设计时要根据业主提供的建筑要求及工艺要求，根据《建筑设计防火规范》，确定建筑物的火灾危险性，再根据火灾危险性，确定建筑的耐火等级。

　　2.2钢结构耐火极限的要求。耐火极限：对任一建筑构件，按照时间-温度标准曲线进行耐火试验，从受火作用时起，到构件失去稳定性或完整性或绝热性时止，这段抵抗火的作用时间，称为耐火极限，通常用小时（h）来表示。

　　目前，国内的钢结构厂房防火保护时间是按照《建筑设计防火规范》所规定的建筑结构构件耐火极限来确定的。一是对钢构件进行耐火保护，使其在火灾时温度升高不超过临界温度，结构在火灾中就能保护稳定性；根据建筑物的火灾危险性和重要性，合理确定建筑的耐火等级。比如某厂房，生产类别为甲类，耐火等级二级，其梁、柱、楼板、屋顶承重构件的耐火极限应分别不低于1.5小时、2.5小时、1.0小时、1.0小时。如果我们在设计时没有正确核定耐火等级，或者确定的耐火等级过高或过低，都会造成过高造成浪费，过低则造成不安全。

　　2.3钢结构厂房的防火分区：合理划分建筑物的防火分区。对每个防火分区的面积进行严格的控制，审核时对照防火规范第 3．3．1条表格中要求执行。同时防火分区的划分应根据建筑物的具体情况来确定。通常的划分方法有：(1)按楼层划分。将每个楼层作为一个分区，之间用封闭楼梯间连通。楼梯间的门应为乙级防火门。(2)按功能分区划分。通常可以把生产区作为一个分区，动力区作为一个分区，办公区独立一个分区。当面积允许时，生产和动力可以合并为一个区，办公区相对独立较为合理。由于钢结构建筑自身存在的弱点，我们在设计时要充分考虑人员疏散的因素，将人员密度指标和钢结构建筑的特点综合起来考虑，加强对安全疏散路线、疏散距离、疏散宽度的设计要求，保证人员疏散时间小于建筑构件的耐火极限，确保火灾时人员能安全逃生，避免群死群伤火灾事故的发生。

　　3.钢结构防火措施：

　　3.1钢构件的截面系。用构件的截面系数来表示构件的吸热能力。截面系数越大，构件越不耐火。但即使同一构件，所用保护材料构造方式不同，即有时采用周边包封，有时周边喷涂，有时构件三面受火（如梁、一面靠墙柱）或构件四面受火，其截面系数也是不同的。所以确定合适的截面系数是很重要的。

　　3.2钢构件的保护方法：目前我国钢结构主要采用保护方法：喷涂法、包敷法、屏蔽法、水淋冷却法，它们都是通过一定的技术手段来提高钢结构的耐火极限。具体而言，喷涂法就是在钢结构表面涂上一层防火涂料，形成一个保护膜，从而提高建筑构件的耐火极限，它有厚型和薄型之分，薄涂型(B类) 2mm～7mm装饰性强、粘结力高、抗震动性和翘曲性好，施工方便；厚涂型(H类) 8mm～20mm保护性强、热导率低、有效性高、无毒、施工较复杂，不同厚度的涂层其耐火极限不同。包敷法是采用砖、混凝土、硅钙板等材料将钢结构包裹，从而形成保护层，提高构件耐火极限；　屏蔽法就是把钢构件保藏在由耐火材料组成墙体或吊顶内。钢结构屋盖系统常用这种保护方法；水淋冷却法是在钢结构上部布置自动喷淋系统，发生火灾时，启动喷淋在钢结构表面形成一层连续的水膜，达到保护作用。

　　3.3.设置报警系统和灭火装置。钢结构厂房设置的报警系统可根据该厂房生产类别设置感温探测器、感烟探测器、火焰探测器以及气体探测器等报警系统。自动报警灭火系统是一种重要的灭火、报警措施，根据系统中所使用的喷头喷头形式不同，分为闭式自动喷水灭火，开式自动喷水灭火。

　　4.结语

　　综上所述，防火设计是建筑审核中一个较为复杂的问题，有许多需要注意的事项和值得探讨的内容，本文只涉及了其中的一部分。对于文中未提及的内容审核时同样不应忽略。总之，建筑设计应严格地贯彻防火规范的要求，从全局出发，统筹兼顾，正确处理重点和一般的关系，积拯采用行之有效的先进防火技术，做到保障安全、方便使用、经济合理。

　　参考文献

　　1.《建筑设计防火规范》GB 50016-2006  2006年版 .

　　2.《民用建筑钢结构防火构造》06SG501

　　3. 张宗升.浅析钢结构设计中的常见问题[J].山西建筑2006