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钢结构厂房的防火设计浅探
李 玮/ 唐山钢铁国际工程技术股份有限公司
【摘 要】在工业厂房中大多采用钢结构厂房,对于业主而言,能够使投资工期缩短,同时见效快,构件能够拆装和重新利用,促进环保,同时也节约了资源,所以在现代工业设计中的应用越来越广泛.但是由于钢结构厂房的缺点是耐火性能较低,其力学指标会随着温度的变化而发生改变,因此在施工设计中需要考虑到防火设计,本文分析了钢结构厂房耐火性特点,论述了钢结构厂房的防火设计.
【关键词】钢结构厂房；特点；要求；防火设计；方法；措施
一、关于钢结构厂房的特点及其防火设计要求分析
通过对钢结构厂房的含义和性质分析,从中发现钢结构厂房具有以下几方面的特征：首先,钢结构厂房本身具有的特点,储存空间大、使用便捷、重量轻.其次,虽然钢结构厂房被企业运用到防火设计中,但是在遇到火灾时,钢结构厂房也会受到一定的影响,其材料的特性发生变化.此外,与混凝土相比较,钢结构厂房的耐火点极低,在高温作用下,钢结构厂房的强度会发生变化.
于钢结构厂房防火设计提出的要求.企业在进行钢结构厂房防火设计的过程中,一定严格根据相关的要求标准,规范的进行防火设计.在进行防火设计时,要能注重承重钢框架、支架、裙座、管架应覆盖耐火层的设计.3 关于钢结构厂房的防火设计的方法的分析
二、影响钢结构厂房的主要因素分析
钢结构厂房的强度会随着温度的上升而下降,当钢结构厂房的强度到达最低点时,钢结构厂房就不再具有强度.即温度达到250℃时,钢材强度就会开始下降,达到600℃时,已经是钢结构厂房的强度最低点,若超过当前温度,钢结构厂房就会失去本身固有强度,也就是防火性能的丧失.另外钢结构厂房还具有热胀冷缩的特性,一旦产生高温,就会产生变形,这种变形会随着温度持续的时间而增加变形的程度.
三、钢结构厂房防火设计方法
（一）基于实验的结构防火设计方法
基于实验的结构防火设计方法相对较为传统,即通过实验来选择不同的防火措施.该实验主要通过针对实际的钢结构厂房构件在进行特定的承载力度以及温度下进行的实验,了解其在特定的承载力度以及不同温度下的结构变化,并根据钢结构厂房的不同状态采取相应的措施.通过这种方式能够直观的了解到钢结构厂房的构件在不同的力度下结构变化的程度不大,与之相反的,则是在不同的温度下,钢结构厂房构件的变化却颇为明显.
（二）基于计算的防火设计
基于结构的防火设计实验存在着不稳定的特点,这种实验并不具有代表性意义.目前应用较多的为基于计算的防火设计,这种防火设计方法利用结构分析以及热传导的相关理论来对构件的负载以及防火度进行计算,能够实现防火设计的数据化,也能够为构件承载力度的分配以及防火设计提供有效的数据.
1. 防火措施以及覆盖度.
首先要确定防火的相关措施以及当前措施的覆盖程度,努力做到防火措施能够对构件进行全方位的覆盖.
2. 内部温度计算.
在进行了防火措施后,接下来是进行内部温度的计算.通过设置钢结构厂房升温的微分方程,再进行钢构件对外界传入热量的吸收值进行计算,最后再对微分方程进行求解,能够得出钢结构厂房构件在不同时间下的温度变化.
3. 钢结构厂房的性能参数.
通过对温度和承载力度的计算能够得出钢结构厂房构件在被两者同时作用下所存在的内力,从而能够得出钢结构厂房构件的最大强度以及防火性能极限.
4. 对钢结构厂房构件进行高温承载计算.
通过计算可以得出钢结构厂房构件在高温的情况下的承载力度是否还会与普通温度下的承载力度相同,最终计算结果也就是基于计算的防火设计方法的最终结果.
四、钢结构厂房防火设计措施
(一)主动式防火设计措施
首先要注重耐火性能,钢结构厂房耐火性能要提高,保证钢结构厂房具有较高的耐火性.其次要根据钢结构厂房的实际情况注重防火区域的划分.良好的防火区域的划分有助于实现防火通道、灭火器、报警器等防火器材的有效分配,便于发生火灾时能够及时灭火施救.在钢结构厂房内部要设置良好的排烟系统,减少因为浓烟造成的窒息死亡.最后是火灾检测系统的有效应用,能够及时的感知钢结构厂房内所产生的温度、烟雾以及火焰,并作出有效的预警,防患于未然.
另外,也要做好钢结构构件耐火极限设计.其内容具体如下：二级耐火建筑丁、戊类厂房：梁柱可采用无防火保护的金属结构.根据这一条款可知,所有二级耐火建筑屋面结构和输送机栈桥的上部轻钢围护结构均不需要防火保护.耐火等级建筑丙类厂房：具体来说就是煤化工木材加工房、器材库、棚.耐火等级建筑丁、戊类厂房：具体来说就是内燃机车库、汽车库、消防车库、水源及水处理建筑物,这些建筑应达到规范规定的耐火极限.变电所以及厂房贴建或内置的变配电室,情况比较特殊,如采用钢结构,其防火设计应符合《火力发电厂和变电所设计防火规范》的要求
(二)被动式防火设计措施
1. 隔热法.
企业在对钢结构厂房进行防火设计的过程中,可以采用隔热法,隔热法在运用时主要是使用耐火材料将钢结构厂房包裹起来.但是一定要选择合理的包裹材料,这样才能产生实际的防护作用.常见的包裹材料主要有混凝土、轻质耐火混凝土、钢丝网膜耐火砂浆等,这些包裹材料不仅使用便捷,而且成本较低,具有较强的抗冲击性,虽然对使用方式没有严格的要求,但也存在一定的弊端,包裹过程较为笨重.
2. 阻热法.
阻热法也是钢结构厂房防火设计的一种较为合理的方法,阻燃法的防火原理主要是阻止热量的传递,这样当钢结构厂房遇到火源时,热量就不会快速的到达钢结构厂房的内部.在使用阻热法的过程中,工作人员要在钢结构厂房上涂上一层保温材料和防火涂料,进而降低钢结构厂房的导热系数,这样才能对钢结构厂房起到保护作用.
3. 导热法.
在运用导热法展开钢结构厂房的防火设计时,企业要根据导热法的使用程序,有秩序性的进行防火设计,这样的话,防火效果就会更加明显.首先,工作人员应在空心封闭截面中注水,这时水就给会将钢结构厂房遇火产生热量吸收,水会不断的地蒸发,散发热量,从而维持钢结构厂房的温度.虽然导热法的防火效果较为明显,但是在实际生产中却很难有效的运用,而且导热法在使用的过程中也会受到室外钢构架的限制.因此,企业需要在对导热法进行创新,提升导热法的使用性能.
4. 喷涂法.
喷涂法就是在钢结构厂房上面喷涂防火材料,这样钢结构厂房就会生成一层保护层.当前,我国常用的喷涂材料主要有厚涂型防火涂料和薄涂型防火涂料,薄涂型防火涂料具有良好的装饰性能,并且可以运用在室内钢结构厂房中,其涂料遇到高温会膨胀,这样耐火极限就会有所提升.因此,在使用喷涂法的过程中,企业要谨慎选择防火涂料,提升钢结构厂房的防护性能.
五、结束语
总而言之,提高钢结构厂房的防火性能是当务之急.在实际的钢结构厂房防火设计中,要根据钢结构厂房的实际结构特点来进行设计,采取合理的设计理念、优质的材料进行有效的搭配,从根本上提升钢结构厂房的防火能力,为人们的生命财产安全提供重要保障.
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