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談現代輕鋼結構廠(chǎng)房耐火保護及防火分區

作者：建筑鋼結構網(wǎng)    
時(shí)間：2009-12-22 20:26:15 [收藏]


    摘要：對鋼結構必須采取措施進(jìn)行保護。一是對鋼構件進(jìn)行耐火保護，使其在火災時(shí)溫度升高不超過(guò)臨界溫度，結構在火災中就能保護穩定性；二是對廠(chǎng)房?jì)炔窟M(jìn)行有效的防火分區，防止火勢向其他區域蔓延、擴散。不過(guò)對于現代輕鋼結構廠(chǎng)房的大跨度、大空間來(lái)說(shuō)，防火分區的設置具有一定難度。

    關(guān)鍵詞：廠(chǎng)房 耐火保護 防火分區

    輕型鋼結構廠(chǎng)房辦公樓具有造型美觀(guān)、色彩鮮艷、建筑體型多樣化、造價(jià)低、建設周期短、機械化程度高、安裝施工簡(jiǎn)便、平面布局靈活易改造，同時(shí)鋼材具有重量輕、材質(zhì)均勻、力學(xué)計算模型與實(shí)際受力比較符合等諸多優(yōu)點(diǎn)，所以在現代工業(yè)廠(chǎng)房中大量采用。但鋼材也有一個(gè)致命的缺點(diǎn)：不耐火。鋼材雖然是不燃材料，但在火災高溫作用下，其力學(xué)性能如屈服強度、彈性模量等卻會(huì )隨溫度升高而降低，在550攝氏度左右時(shí)，降低幅度更為明顯，一般在15min左右就會(huì )喪失承重能力而垮塌。
    　　因此，對鋼結構必須采取措施進(jìn)行保護。一是對鋼構件進(jìn)行耐火保護，使其在火災時(shí)溫度升高不超過(guò)臨界溫度，結構在火災中就能保護穩定性；二是對廠(chǎng)房?jì)炔窟M(jìn)行有效的防火分區，防止火勢向其他區域蔓延、擴散。不過(guò)對于現代輕鋼結構廠(chǎng)房的大跨度、大空間來(lái)說(shuō)，防火分區的設置具有一定難度。
    　　1、輕鋼結構廠(chǎng)房的防火分區
    　　防火分區在普通民用建筑中較易實(shí)現，如在門(mén)、廳、樓梯等處采取一些技術(shù)措施，用防火墻、防火門(mén)、防火卷簾加水幕都可以較好地解決。若建筑內設有自動(dòng)噴水滅火設備，每層最大允許防火分區面積還可以增加l倍。但若試圖把這些技術(shù)措施轉移至大面積的輕鋼結構廠(chǎng)房，就會(huì )遇到新的問(wèn)題。
    　　1．1防火墻與防火分區
    　　用防火墻將廠(chǎng)房分隔是不可能的。不僅因為廠(chǎng)房大空間被分割后影響其通透性，而且從生產(chǎn)工藝的連續性要求心以及廠(chǎng)房?jì)任锪鹘M織的；頃暢性來(lái)說(shuō)，也是不可行的。若從生產(chǎn)管理的角度看，業(yè)主也不會(huì )接受這樣的方案。
    　　1．2防火門(mén)、防火卷簾與防火分區
    　　利用防火門(mén)與防火卷簾進(jìn)行防火分區，在民用建筑中是輕而易舉的?？擅鎸Υ罂缍鹊妮p鋼廠(chǎng)房(經(jīng)常采用13~36m跨)，就很難實(shí)現。這不僅因為沒(méi)有如此跨度的卷簾，而且這樣大的跨度，在收放時(shí)很難控制，容易卡在滑槽里。所以利用防火門(mén)、防火卷簾進(jìn)行防火分區也是不可行的。
    　　1．3自動(dòng)噴水滅火與防火分區
    　　既然《建筑設計防火規范》(GBJl6-87)規定，設自動(dòng)噴水滅火裝置的建筑，每層最大防火分區面積允許增加1倍。
    　　那么可否采取設置自動(dòng)噴水滅火裝置呢?
    　　首先，根據《自動(dòng)噴水滅火系統設計規范》(GBJ84-85)，高度超過(guò)8m的大空間建筑物，安裝自動(dòng)噴水滅火系統的作用不大，而單層輕鋼結構廠(chǎng)房的高度一般都超過(guò)8m，其次，雖安裝自動(dòng)噴水滅火系統后，防火分區允許面積擴大1倍也無(wú)法覆蓋全廠(chǎng)房。所以此方法不完全可行。
    　　1．4防火帶與防火分區
    　　廠(chǎng)房?jì)扔捎谏a(chǎn)工藝邊連續性的要求，無(wú)法設防火墻，可改設防火帶。在有可燃構件的廠(chǎng)房中劃出一段區域，將這個(gè)區域內的構件全部改用不燃性材料，并采取措施陰擋防火帶一側的煙火不會(huì )流竄至另一側，從而直到防火分隔的作用。對防火帶必須做到：1)防火帶中的屋頂結構應用不燃性材料，其寬度不應小于6m，并高出相鄰屋脊0．7m。2)防火帶最好設在廠(chǎng)房?jì)鹊耐ǖ啦课?，以得火災時(shí)的安全疏散和撲救工作。3)防火帶內不得堆放可燃物。
    　　此法在實(shí)際實(shí)施過(guò)程中，從管理上不好控制防火帶內無(wú)可燃物。并且在設計時(shí)對工藝布置限制大，影響工藝布置。
    　　所以此方法實(shí)施有一定的難度。
    　　1．5獨立水幕與防火分區
    　　水幕可以起防火墻的作用，用獨立水幕作防火分隔，是一個(gè)非常好的方案。防火水幕帶宜采用噴霧型噴頭，也可采用雨淋式水幕噴頭。水幕噴頭的排列不應少于3排，防火水幕帶形成的水幕寬度不宜小于5m，流量2L／(s-m)。這種分隔方式靈活，不像防火墻要把車(chē)間截斷，也沒(méi)有大跨度防火卷簾的麻煩，理論上多大跨度都可以。在正常生產(chǎn)時(shí)，就好象它不存在，一旦有火災需要防火分隔時(shí)，它可以立即實(shí)現有效分隔。
    　　但獨立水幕作防火分隔也不是完美解決方案：1)需水量大。2)廠(chǎng)房?jì)劝l(fā)生火災開(kāi)始往往是局部的，只需幾個(gè)滅火器就能解決問(wèn)題，可此時(shí)若啟動(dòng)水幕，會(huì )對生產(chǎn)設備造成破壞，由此造成的損失比局部火災的損失更大。因此需嚴格控制水幕的啟動(dòng)時(shí)機，防止誤動(dòng)，所以設計時(shí)采用人工手動(dòng)啟動(dòng)更合適。3)有效維護麻煩，無(wú)法試水檢驗水幕系統的可靠性。

    2、輕鋼結構廠(chǎng)房的耐火保護
    　　由于鋼結構達不規范要求的耐火極限，需采取相應的耐火保護措施。
    　　2．1粘貼法與耐火保護
    　　粘貼法就是將石棉硅酸鈣、礦棉、輕質(zhì)石膏等防火材料預制成板材，用膠粘貼在鋼結構構件上。由于粘貼的輕質(zhì)成型板材不耐撞擊，而工業(yè)廠(chǎng)房柱下部分又難免有輕微磕碰；同時(shí)考慮到板材易受潮吸水，降低膠粘劑的粘接強度；此外，廠(chǎng)房?jì)蠕摌嫾坑冒宀母采w不僅增加成本，而且影響原有鋼骨的美感，業(yè)主很難認可這樣的方案。
    　　2．2吊頂法與耐火保護
    　　吊頂法是用輕質(zhì)、薄型、耐火的材料制作吊頂，把鋼梁、鋼屋架包藏在耐火材料組成的吊頂內?；馂臅r(shí)可以使鋼梁、鋼屋架的升溫大為延緩，大提高鋼結構的耐火能力。由于此種方法只保護了屋面鋼構件，所以屋面吊頂下的其他鋼構件如柱，還需采用其他方法加以保護。同時(shí)工業(yè)廠(chǎng)房?jì)鹊奈菝嫦?，掛有大量的設備，如各種公用管線(xiàn)、懸掛吊車(chē)等，如做吊頂必然影響設備的使用及維護，而且設置吊頂會(huì )增加成本較多。這樣的方案業(yè)主也很難認可。
    　　2．3現澆法與耐火保護
    　　現澆法一般用普通混凝土、或加氣混凝土澆注包裹鋼構件，是最可靠的鋼結構防火方法。但采用此方法需支模、澆注、養護等，施工周期長(cháng)，且增加構件的重量較多，成本增加大。此方法對輕鋼結構廠(chǎng)房不可行。
    　　2．4噴涂法與耐火保護
    　　噴涂法是用噴涂機具將防火涂料直接噴在構件表面，形成保護層。鋼結構防火涂料的防火原理有3個(gè)：1)涂層對鋼基材起屏蔽作用，使鋼結構不至于直接暴露在火焰高溫中。2)涂層吸熱后，部分物質(zhì)分解放出的水蒸汽或其他不燃氣體，起到消耗熱量、降低火焰溫度和燃燒速度、稀釋氧氣的作用。3)涂層本身多孔輕質(zhì)和受熱后形成碳化泡沫層，阻止了熱量迅速向鋼基材傳遞，推遲了鋼基材強度的降低，從而提高了鋼結構的耐火極限。
    　　在噴涂鋼結構防火涂料時(shí)，噴涂的厚度必須達到設計值，節點(diǎn)部位宜適當加厚，當遇有下列情況之一時(shí)，涂層內應設置與鋼結構相連的鋼絲網(wǎng)，以確保涂層牢固：1)梁承受沖擊振動(dòng)；2)設計層厚度大于40mm時(shí)；3)涂料粘結強度小于0．05Mpa；4)梁腹板高度大于1．5m。
    　　噴涂法為一種最簡(jiǎn)單、最經(jīng)濟、最有效的做法，其價(jià)格低、重量輕、施工速度快、適用于形狀復雜的鋼構件。缺點(diǎn)是噴涂表面粗糙不平，不美觀(guān)又易掛灰難于清理。此方法目前最適合于輕鋼結構廠(chǎng)房，也為業(yè)主所接受。
    　　3、總結
    　　綜上所述，目前輕鋼結構工業(yè)廠(chǎng)房的耐火保護和防火分區分別采用噴涂法和獨立水幕是最適合的方法，但各方法也都有不如意的地方。我們仍需在設計中不斷探索，以便找出更好的方案
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