钢结构建筑防火保护浅析

  建筑钢结构自面世以来，因其相对于传统建筑材料的诸多优点而被广泛应用到建筑结构中。随着我国钢产量逐年增加并连续多年稳居世界第一，钢结构在我国得到了快速发展。目前钢结构主要应用于大跨度以及超高层等能充分显示其优势的结构体系中，而在其他类型建筑，如住宅、商业建筑中应用偏少。

  钢结构建筑的防火措施分为主动防火和被动防火。主动防火主要指结合火灾探测而进行的主动灭火措施，改变火灾现场的行为，如喷淋装置和消防员的灭火行为等；被动防火主要指在结构设计和构造措施上采取合理措施，提高结构的抗火性能，并不改变火灾火场。主要介绍下被动防火保护，被动防火保护主要分为以下5类：

1）包敷法防火

  包敷法主要是用固体耐火的材料将钢结构整体彻底包起来。固体的耐火材料不但有不燃性，还有较大热容量，将它用作耐火的保护层就能让构件升温减缓。目前，工程中一般多采用无机防火板，比如使用硅酸钙板、石膏板、蛭石板等。此方法主要用于形状规则的梁、柱等构件、对落灰洁净度要求极高的制药车间以及低、多层轻钢结构房屋中。

2）喷涂法防火

  所谓的喷涂法，就是在钢结构的表面上涂一层防火的涂料，进而让钢结构上形成一层保护膜，利用材料本身的防火性或者发泡产生的致密绝热、隔热保护层，延缓钢结构温升时间，提高钢结构构件的耐火极限。

  按不同方式，。在工程开发应用中，主要按涂层厚度分为厚涂型防火涂料、薄涂型防火涂料及超薄型防火涂料。

  在工程应用时，防护时间2小时以上时，如高层建筑中的钢柱，只能选用厚涂型，其它情况可以根据项目情况选择厚、薄或者超薄型喷涂。由于组成材料的不同，薄涂型、超薄型防火涂料在火灾下会分解出有毒有害气体，对火场人员及消防员产生危害。因此，如无特殊要求，均建议选用厚涂型。

3）屏蔽法防火

  屏蔽法通常用于钢屋盖的防火，通过屋盖下的耐火吊顶来延缓下部火灾造成钢屋盖的升温。屏蔽法造价高，占用较大的建筑空间，且由于接缝处窜火等问题，工程应用不多。

4）充水冷却法防火

  钢结构的充水冷却，就是往空心的封闭柱中充满水，出现火灾的时候，构件就会将从火中吸收来的热量转给柱中的水，从而使构件温度保持到100℃左右。这是理论上最为理想的防火保护方法，但在实际中由于使用管结构较少，且循环系统造价高，须考虑防锈防冻等问题，因而在实际中应用很少。

5）耐火钢

  耐火钢是通过在结构钢中加入钼等合金元素，从而使钢材在规定的耐火时间内保持较高的强度。无涂覆防火层时能达到耐火等级4级梁的耐火极限，其它情况时需配合防火涂料等防火措施，但防火涂层厚度可大大减少，减少防火造价。国家大剧院即成功应用了武钢生产的耐火钢，既保证了防火安全，又实现了建筑师对美的追求。

各种防火措施的对比分析

  根据各种防火措施施工难易程度、适用范围、造价等因素，其优缺点对比可总结为如下表2所示，得分最高的为五星，最低为一星。

  由于耐火钢目前尚处于研究推广阶段，且除四级钢梁外，耐火钢仍需附加其它防火措施，故目前工程应用不多。

  屏蔽法和充水冷却法由于适用范围小，工程应用较少，特别是充水冷却法，应用案例更是少见。目前常用的钢结构防火措施主要为包敷法和喷涂法。如表2所示，综合考虑工期、异形截面处理难度、占用建筑空间等因素，在多、高层公共建筑中绝大多数采用的是喷涂防火涂料的方法。