建筑钢结构防火设计分析与研究

建筑钢结构防火设计分析与研究
摘要：近年来，为顺应时代发展，我国逐渐加强了对工业建筑的重视程度。

作为工业建筑的重要结构，钢结构变得越来越重要，该结构直接影响工业建筑的
整体质量，故而相关工作人员需要充分重视钢结构。

钢结构建筑因其自重轻，抗
震性能好，装配化程度高，施工进度快等特点，近年来得到广泛应用。

钢材属于
不燃烧材料，但在火灾条件下，通常钢材的临界温度仅为550℃，不加防护的钢
结构耐火极限为15min左右，火灾时钢结构将会发生大的变形，从而失去承载能力。

因此，钢结构防火设计尤为重要。

基于此，本文主要对建筑钢结构防火设计
进行分析，希望通过本文的分析研究，给行业内人士以借鉴和启发。

关键词：建筑；钢结构；防火设计
引言
相较于常规水泥建筑，钢结构建筑的整体建设成本较低，建设速度较快。

特
别是近些年来，土地资源紧缺形势逐渐严峻，由于钢结构建筑能够提供较大的空间，因此得到了十分广泛应用。

但钢结构建筑缺乏良好的防火性能，如果没有做
好防火保护工作，就容易出现火灾事故，对民众的生命健康安全造成威胁。

面对
这种情况，需结合钢结构建筑的火灾特征，积极应用防火涂料保护技术，加大消
防监督力度，促使钢结构建筑的火灾发生概率得到根本性降低。

1建筑钢结构防火的要求
理论上说，没有烧不垮的建筑，只是坚持的时间长短而已。

建筑钢结构防火
就是保证火灾时建筑钢结构在一定时间内不破坏，因此，建筑钢结构防火应根据GB50016—2014《建筑设计防火规范》（2018年版）对建筑类别及其火灾危险性
合理定性，确定建筑物的耐火等级及其建筑构件的耐火极限和燃烧性能等，建筑
构件的燃烧性能和耐火极限决定了整体建筑的耐火等级。

GB50016—2014《建筑
设计防火规范》（2018年版）附录中注9：无防火保护层的钢梁、钢柱、钢楼板
和钢屋架，其耐火极限只有0.25h。

可见钢材的耐火性能极差，钢结构非常怕火，
火灾下钢材强度，刚度快速衰减。

无保护状态下15min几乎丧失承载能力，所以
建筑钢结构需进行防火设计，目前建筑钢结构最常用防火措施就是在钢结构表面
敷设防火涂料。

2建筑钢结构防火设计分析与研究
2.1科学选择防火涂料种类
不同类型的防火涂料具有差异化的防火性能，因此工作人员要依据钢结构建
筑的实际情况，科学选择钢结构防火涂料，以便发挥防火涂料的防火性能。

禁止
在钢结构建筑中应用饰面型防火涂料，此类涂料主要用以保护可燃基材，难以对
钢结构耐火极限进行改善。

若钢结构建筑耐火极限在1h以内，可应用超薄型、
薄型防火涂料。

若钢结构建筑耐火极限在2.5h以内，可应用薄型或厚型防火涂料。

若钢结构建筑耐火极限在2.5h以上，则需应用厚型防火涂料。

针对露天钢
结构工程，选用的钢结构防火涂料需适宜室外使用，且深入了解防火涂料的试验
数据，保证经过A1以上试验并没有明显改变涂层性能。

在防火涂料选择时，还
要将施工部位的特征纳入考虑范围。

以具有较高装饰效果要求的裸露部位为例，
尽量将超薄型防火涂料应用于屋顶承重构件上，将薄型涂料应用于柱、网架构件上，将厚型涂料应用于隐蔽部位。

2.2防火涂料油漆
用于厚型钢结构的防火涂料油漆也可以被称为H类钢结构防火涂料油漆。

该
类防火涂料油漆的厚度非常高，整体的密度低，且涂料的相对粘性较高，并具有
优异的物理强度。

在高温热源的情况下，H类钢结构防火涂料油漆具有不容膨胀、难燃烧等特性，是一类十分优异的防火涂料油漆。

其所拥有的吸热优点可有效延
缓建筑物的整体升温速率，减少建筑物损伤，通常厚型钢建筑物的表面涂覆有防
火涂料油漆时，其耐火时间最久可达3h。

但是厚型钢结构防火涂料油漆在建造过
程中，由于具较高的表面粗糙性，因此不适合进行装饰性等外观工作，仅适用于
对承重钢结构的钢材进行保护。

薄型钢结构防火涂料油漆又称为B型钢结构，该
类防火涂料油漆较薄，最低可达到3mm，在热源附近会通过膨胀发泡的方式形成
具有高耐火性的隔热层，并起到使建筑钢结构材料的温度上升速度得以大幅度降
低的作用，其自身的耐火极限可达到0.5h-2h，薄型钢结构防火涂料油漆通常以由聚合物与乳液的混合物为基料，通过与膨胀阻燃剂和颜料等进行配合，达到防火绝热目的。

在制备过程中，通过调整乳液剂含量，使其在薄钢结构外表具有优异的附着力。

通常，薄型涂料在应用过程中可分为面层装饰用材料和底层材料，其综合作用比起H型涂料更加优质。

2.3重视消防验收环节
在钢结构建筑消防验收过程中，需重点检查钢结构防火涂料的质量情况，并从这些方面进行验收：（1）开展验收工作之前，施工单位需将防火涂料检测报告、隐蔽工程记录等相关资料提供给消防管理单位，监督人员认真检查防火涂料的进货记录、数量质量的确认函等，结合钢结构建筑的实际工程量对防火涂料需求量进行计算。

（2）为保证现场验收质量，消防监督人员既要利用眼、手等感官进行仔细观察与触摸，还需要将必要的检测设备应用过来，如测厚仪等，以便更加高效地检查防火涂料的外观质量、涂刷厚度等。

同时，要借助于喷灯等设备分析、判定涂料的膨胀性能等各项指标，详细、如实地记录检查结果。

（3）在钢结构建筑防火涂料消防监督过程中，如果发现有违规违法行为存在，则需依据法律法规追究相关主体的责任。

例如，一些钢结构建筑的防火涂层厚度不符合标准要求，施工单位对防火涂料施工标准进行擅自降低，需依法处罚施工企业。

若防火涂料遇火时不会出现发泡状况，或不具备足够的发泡倍数，则要联合工商、质检等相关部门查处生产或销售企业。

通过消防验收工作的深入实施，能够及时发现与解决钢结构建筑防火涂料存在的问题，避免影响到钢结构建筑的后续运行安全。

2.4防火涂装技术要求
（1）防火涂装施工前应对钢构件表面进行清表处理，不应有油污、灰尘等污垢。

（2）涂装时环境温度（一般为5~38℃）和相对湿度（一般≤85%）应符合涂料产品的技术要求。

（3）采用压送式喷涂机喷涂时，喷枪应垂直于构件，平行于基材表面移动喷涂，喷涂施工分遍实施，每遍喷涂厚度5~10mm。

（4）防火涂装施工完成后应对厚度、平整度、裂纹等进行检查，对于存在缺陷的部位，应按要求进行修补。

结语
建筑钢结构的耐火性能较差，是因为钢材热传导系数很大，火灾下钢构件升
温快；钢材强度随温度升高而迅速降低，使钢结构不能承受外部荷载而失效破坏。

因此，为了防止和减小建筑钢结构的火灾危害，必须对钢结构进行科学的抗火设计，采取安全可靠、经济合理的防火保护措施。

参考文献
[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑设计防火规范:GB50016—
2014[S].2018年版.北京:中国计划出版社,2014．
[2]中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑钢结构防火技术规范:GB51249—2017[S]．北京:中国计划出版社,2017．
[3]国家市场监督管理总局,国家标准化管理委员会.钢结构防火涂
料:GB14907—2018[S].北京:中国标准出版社,2018．
[4] 黄璐 , 李锋 . 基于轻型钢结构工业建筑设计的分析 [J]. 中小企业管
理与科技 ( 中旬刊 ),2016(7).
[5] 李国强 . 工业建筑中轻型钢结构的设计 [J]. 城市建设理论研究 ( 电
子版 ),2016,6(7).。