鋼結(jié)構(gòu)廠房的建筑防火設(shè)計(jì)探討

彭國曉

【摘要】社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，給鋼結(jié)構(gòu)廠房的應(yīng)用提供了良好的基礎(chǔ)保障，同時(shí)也使得對鋼結(jié)構(gòu)廠房的建筑防火要求愈發(fā)嚴(yán)格。同其他結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)廠房在耐火性方面的要求更高，主要是由于鋼結(jié)構(gòu)廠房的耐火性較差，且鋼材的導(dǎo)熱性較高，所以，提升鋼結(jié)構(gòu)廠房建筑防火設(shè)計(jì)的科學(xué)性與實(shí)用性尤為重要。本文通過分析鋼結(jié)構(gòu)廠房建筑的耐火特點(diǎn)與防火基本性能要求，對鋼結(jié)構(gòu)廠房的建筑防火設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的探索分析，以此提升鋼結(jié)構(gòu)廠房使用的安全性，促進(jìn)企業(yè)綜合效益的顯著增加。

【關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu)廠房;耐火特點(diǎn);防火性能要求;防火設(shè)計(jì)

1、鋼結(jié)構(gòu)廠房建筑的耐火特點(diǎn)

從燃燒角度分析，鋼材本身是不具有燃燒的性能條件，并且鋼結(jié)構(gòu)的耐高溫性能較差，甚至部分鋼材的耐火時(shí)間僅僅只有15分鐘左右，從耐火性能方面比較，鋼結(jié)構(gòu)與普通木樁相差無幾。如果溫度在350℃之上，那么鋼結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度便會(huì)直接下降1/3左右，當(dāng)溫度升高至600℃時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度會(huì)下降2/3左右。高溫環(huán)境會(huì)導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)部應(yīng)力出現(xiàn)顯著的變化，從而使得鋼結(jié)構(gòu)的承重體系發(fā)生質(zhì)的改變。但是，火災(zāi)溫度均在800℃以上，所以當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)廠房發(fā)生火災(zāi)時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)不僅會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的塑性變形，還會(huì)發(fā)生坍塌事故。同時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)廠房空間較大，有利于火勢的蔓延，如果防火設(shè)計(jì)缺乏科學(xué)性與實(shí)用性，必將造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失與嚴(yán)重的人員傷亡。

2、鋼結(jié)構(gòu)廠房建筑的防火性能要求

2.1絕熱性能方面

在鋼結(jié)構(gòu)廠房中，鋼結(jié)構(gòu)通常被當(dāng)作廠房的鋼柱與鋼梁，按照一級防火要求的標(biāo)準(zhǔn)，鋼結(jié)構(gòu)廠房的鋼柱耐火極限應(yīng)當(dāng)控制在3h左右，而鋼梁的耐火極限則不低于2h。如果以二級防火要求為標(biāo)準(zhǔn)，鋼結(jié)構(gòu)廠房的鋼柱與鋼梁的耐火極限都會(huì)有相應(yīng)的縮短，如果輻射熱的溫度高于200℃或短期內(nèi)火焰溫度較高，則需要對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)置相應(yīng)的防護(hù)，從而保障鋼結(jié)構(gòu)使用的安全性。

2.2環(huán)保性能方面

具有良好的環(huán)保性能也是鋼結(jié)構(gòu)廠房建筑的防火性能要求。所以，在鋼結(jié)構(gòu)廠房的建設(shè)與使用過程中，嚴(yán)禁鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生有害氣體，威脅人們的身體健康。鋼結(jié)構(gòu)廠房如果發(fā)生火災(zāi)事故，在高溫與燃燒的作用下會(huì)產(chǎn)生各類有毒有害氣體，不僅會(huì)污染環(huán)境，還會(huì)對消防人員以及被困人員的生命造成直接性的威脅。所以，科學(xué)保障鋼結(jié)構(gòu)廠房的環(huán)保性能非常重要。

3、鋼結(jié)構(gòu)廠房建筑的防火設(shè)計(jì)

3.1基本思路

3.1.1根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的具體形式，依據(jù)《建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范》的相關(guān)參數(shù)對鋼結(jié)構(gòu)的耐火等級進(jìn)行明確，再綜合分析鋼結(jié)構(gòu)的耐火穩(wěn)定性與隔熱性，明確鋼結(jié)構(gòu)廠房建筑的耐火極限。

3.1.2充分結(jié)合廠房建筑的高度與空間通風(fēng)性，以及建筑區(qū)域的可燃物密度等情況，科學(xué)分析鋼結(jié)構(gòu)自身的各項(xiàng)參數(shù)，如尺寸，強(qiáng)度以及性能等等，保障分區(qū)設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性。①防火墻，重視建筑內(nèi)部防火墻設(shè)計(jì)的合理細(xì)化，對于具有連續(xù)操作的車間無法科學(xué)設(shè)置防火墻，則要進(jìn)行針對性的處理。②防火卷簾，空間跨度是影響防火卷簾使用效果的重要因素，所以要對防火卷簾的空間跨度進(jìn)行合理的控制，在保障成本投入合理性的基礎(chǔ)上提升操控的便捷性。③自動(dòng)噴水裝置，結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)廠房的布局模式，進(jìn)行自動(dòng)噴水裝置的設(shè)置，但是針對單層鋼架結(jié)構(gòu)且高度較高的廠房，無法取得良好的防火效果。

3.2設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

3.2.1明確各項(xiàng)參數(shù)，如防火被覆蓋的具體厚度，構(gòu)件的耐火極限，以及處于耐火極限下構(gòu)件的實(shí)際內(nèi)部溫度等等。

3.2.2在充分結(jié)合現(xiàn)有高溫條件下鋼材料性能參數(shù)的基礎(chǔ)上，對鋼結(jié)構(gòu)溫度作用和外荷載作用下的內(nèi)力情況進(jìn)行精準(zhǔn)的掌握。

3.2.3保障荷載組合的科學(xué)性，并根據(jù)構(gòu)件和受載類型對各類構(gòu)件的耐火承載極限進(jìn)行分析與驗(yàn)算。

3.2.4一旦發(fā)現(xiàn)防火覆蓋厚度缺乏合理性與精準(zhǔn)性，則要立即對其進(jìn)行重新設(shè)計(jì)與計(jì)算，保障防火覆蓋厚度的有效性。

3.3耐火等級的合理選擇

實(shí)際用途的差異性導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)的火災(zāi)危險(xiǎn)性也有所不同。在開展鋼結(jié)構(gòu)廠房建筑防火設(shè)計(jì)工作時(shí)，要充分結(jié)合建筑防火的各項(xiàng)要求與規(guī)范，保障防火設(shè)計(jì)的全面性與針對性。在國家相關(guān)規(guī)定的指導(dǎo)下，在結(jié)合建筑重要性的基礎(chǔ)上對鋼結(jié)構(gòu)建筑耐火等級進(jìn)行合理的選擇，確保鋼結(jié)構(gòu)建筑的防火設(shè)計(jì)能對應(yīng)具體的防火等級要求。

3.4防火保護(hù)方式

3.4.1噴涂法

該類型的防火保護(hù)設(shè)計(jì)是通過將防火材料噴涂在鋼結(jié)構(gòu)表面的方式，達(dá)到保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)的目標(biāo)。不同類型的鋼結(jié)構(gòu)在防火材料的噴涂方面有所不同，具體防火原理也不同。如薄型鋼結(jié)構(gòu)，防火材料的噴涂厚度應(yīng)控制在（3-7）毫米，而厚型鋼結(jié)構(gòu)，防火材料的噴涂厚度則為（8-42）毫米。

3.4.2充水冷卻法

充水冷卻鋼結(jié)構(gòu)防火保護(hù)法其實(shí)就是對廠房建筑中的空心封閉柱進(jìn)行充水處理，一旦發(fā)生火災(zāi)情況，封閉柱中的水則可以對火災(zāi)的熱量進(jìn)行相應(yīng)的吸收，并且在蒸發(fā)的作用下及時(shí)有效的排除火災(zāi)熱量，實(shí)現(xiàn)對建筑構(gòu)件溫度的維持，避免火災(zāi)導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)溫度的迅速升高而擴(kuò)大火災(zāi)的范圍，降低火災(zāi)對鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響。

3.4.3包敷法

包敷法是利用耐火材料對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行包敷，降低火災(zāi)對鋼結(jié)構(gòu)的影響程度。在應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)建筑包敷法時(shí)，要確保實(shí)際所使用的耐火材料具有不可燃的特點(diǎn)，如無機(jī)防火板，不僅施工簡單，成本低，而且不易磨損。此外，還可以結(jié)合防火需求選擇砂漿，混凝土材料等進(jìn)行包敷。

3.4.4水噴淋法

水噴淋防火方式主要是將管網(wǎng)與噴頭設(shè)置在鋼結(jié)構(gòu)廠房的上部，一旦發(fā)生火災(zāi)，鋼結(jié)構(gòu)的溫度會(huì)迅速升高，噴頭則會(huì)自動(dòng)打開并進(jìn)行噴水滅火，從而實(shí)現(xiàn)滅火目標(biāo)。

3.5設(shè)置滅火裝置與報(bào)警系統(tǒng)

鋼結(jié)構(gòu)廠房建筑的空間構(gòu)造要明顯大于普通廠房，所以一般性的探測器通常是安裝在固定房間的報(bào)警系統(tǒng)中。而較大空間的鋼結(jié)構(gòu)廠房，則應(yīng)當(dāng)選擇雙波段火焰探測器作為報(bào)警系統(tǒng)，并且對自動(dòng)水炮系統(tǒng)進(jìn)行搭配使用。自動(dòng)報(bào)警滅火系統(tǒng)是保障建筑滅火裝置性能發(fā)揮的重要基礎(chǔ)，例如在加壓設(shè)備的作用下確保水能順利進(jìn)行管帶噴頭之中，當(dāng)噴頭接收到信息時(shí)則進(jìn)行自動(dòng)灑水，降低火災(zāi)對鋼結(jié)構(gòu)廠房的危害性。

結(jié)語：

鋼結(jié)構(gòu)廠房建筑的不斷推廣與應(yīng)用使得防火工作更具挑戰(zhàn)與壓力。要提升鋼結(jié)構(gòu)廠房建筑使用的安全性，則要結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)的具體類型開展科學(xué)合理的防火設(shè)計(jì)工作，提升防火設(shè)計(jì)的合理性與實(shí)用性，由此保障鋼結(jié)構(gòu)廠房內(nèi)人員與財(cái)產(chǎn)的安全性。

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