建筑钢结构防火隔热涂层的设计应用分析
防火涂料在钢结构防火中的应用
防火涂料在钢结构防火中的应用防火涂料在钢结构防火中的应用随着现代建筑技术的不断发展,钢结构建筑在城市中占据了越来越重要的地位。
由于钢材的优良特性,钢结构建筑具有高强度、高刚度、轻量化的特点,适用于高层建筑、桥梁、体育场馆、展览馆等建筑领域,并且具有更快的建设速度和更少的人力成本。
然而,钢结构建筑在遇到火灾等突发情况时,其防火性能却成为了人们关注的焦点。
钢结构建筑的防火问题不仅关系到建筑本身的安全性,还关系到周围居民的生命安全。
因此,如何保证钢结构建筑的防火安全性,是一个需要重视的问题。
钢结构防火的传统方法是采用石棉制品进行保护。
然而,由于石棉具有较高的毒性,对人体健康存在一定的危害,因此被逐渐淘汰。
目前,防火涂料已成为钢结构防火的主要方法之一。
防火涂料是一种能够在高温下形成保护层的涂料。
在防火涂料的作用下,钢结构在遇到高温时,会形成一层保护层,起到隔热、防火的作用。
防火涂料在钢结构防火中的应用已经得到了广泛的认可。
下面将从防火涂料的分类、施工方式以及应用实例等方面进行详细介绍。
一、防火涂料的分类防火涂料可以分为有机防火涂料、无机防火涂料和混合型防火涂料三种类型。
1.有机防火涂料有机防火涂料是由有机溶剂、树脂、填料等组成,具有优良的粘结性能、抗水性能和耐候性能。
有机防火涂料的防火等级一般为B1、B2级,适用于一些要求较低的钢结构。
2.无机防火涂料无机防火涂料是由无机材料和添加剂组成,具有良好的防火性能、耐高温性能和耐候性能。
无机防火涂料的防火等级一般为A级,适用于要求较高的钢结构。
3.混合型防火涂料混合型防火涂料是有机防火涂料和无机防火涂料的混合物,具有有机涂料的优良粘结性能和无机涂料的防火性能。
混合型防火涂料的防火等级一般为A级,适用于要求较高的钢结构。
二、防火涂料的施工方式防火涂料的施工方式一般分为喷涂、刷涂、滚涂等几种方式。
1.喷涂喷涂是防火涂料的主要施工方式之一。
喷涂可以采用气动喷涂机、电动喷涂机等设备进行,具有施工速度快、均匀性好、节省涂料等优点。
钢结构防火涂料
钢结构防火涂料钢结构防火涂料是一种用于提高钢结构抗火能力的涂料,在建筑和工业领域得到广泛应用。
它能有效防止钢结构在火灾中发生瞬间坍塌,保护人员生命安全和财产损失。
钢结构防火涂料的发展经历了多年的研究和实践,取得了显著的成果。
本文将从材料特性、施工要求、市场应用等方面对钢结构防火涂料进行详细介绍。
钢结构防火涂料的特性是其优势所在。
首先,钢结构防火涂料具有良好的热隔离性能,能有效防止火势蔓延和传导,保护钢结构的完整性。
其次,该涂料耐高温,能够抵御火焰的热能,延缓钢结构的升温速度,增加人员疏散和灭火的时间。
此外,钢结构防火涂料还具有一定的防腐性能,能够抵御大气中的腐蚀物质侵蚀,延长钢结构的使用寿命。
钢结构防火涂料的施工要求非常严格。
首先,施工前需要对钢结构进行表面处理,确保涂料能够牢固地附着在钢结构表面。
其次,施工过程中需要控制涂料的厚度,以确保达到设计要求的防火等级。
同时,施工过程中需要注意涂料的干燥时间和环境湿度,以免影响涂料的效果和施工质量。
最后,施工结束后需要对涂层进行检测和评估,确保其符合相关标准和规范。
钢结构防火涂料在市场上得到了广泛的应用。
首先,它被广泛应用于高层建筑、商业综合体、工业厂房等大型建筑中,用于保护结构件和支撑系统。
其次,钢结构防火涂料还被应用于船舶、桥梁和石油化工设施等领域,提高其抗火性能。
此外,随着人们对安全的重视程度提高,越来越多的建筑和工业项目开始使用钢结构防火涂料,保障人员的生命安全和财产的保护。
钢结构防火涂料作为一项重要的防火技术,在建筑和工业领域发挥着重要的作用。
它可以有效防止火灾的发生和蔓延,保护人员生命安全和财产损失。
然而,需要注意的是,钢结构防火涂料只是一种被动的防火手段,不能取代其他主动的防火设施和措施。
在实际使用中,还需结合其他防火措施,形成一个完整的防火系统,以提高整体的防火能力。
总之,钢结构防火涂料的发展是建筑和工业领域关注的一个重要问题。
通过对材料特性、施工要求、市场应用等方面的详细介绍,可以更好地理解和应用钢结构防火涂料。
浅谈钢结构的防火及防火材料的应用
浅谈钢结构的防火及防火材料的应用摘要:随着科技的不断发展,许多建筑工程开始大量采用钢制材料来提高建筑整体的通透性、延展性和大空间区域的建造,同时也展现了建筑整体造型的美观和时尚。
钢结构具有强度高、结构尺寸小、自重轻、施工速度快、抗震性能好及工业化程度高等特点,但钢结构本身也存在致命缺点就是:耐火性能差。
本文通过自己参加工作以来对钢结构工程的了解,从钢结构在火灾条件下的破坏机理和钢结构防火原理的介绍、钢结构防火构造措施、钢结构防火材料的应用技术等方面进行了探讨。
关键词:钢结构;防火涂料;防火机理1、钢结构的优缺点在建筑工程中钢结构具有重量轻、材质均匀、制造安装机械化性能高、安装施工简便、平面布局灵活等优点,但同时由于钢结构本身的材质特性也存在耐火性能差的致命缺陷,在火灾高温作用下,其力学性能如屈服强度、弹性模量等却会随温度升高而降低,在550摄氏度左右时,降低幅度更为明显,一般在15min 左右就会丧失承重能力而垮塌,国内外钢结构建筑物的火灾案例都证明发生火灾后20min内就可以把建构筑物烧夸。
要使钢结构材料在实际应用中克服防火方面的不足,必须进行防火处理,其目的就是将钢结构的耐火极限至少提高到设计规范规定的极限范围。
2、钢结构在火灾条件下破坏的原因火灾发生时产生的热量是以热辐射和热对流的形式传递给钢结构构件的,及时构件是不然的,由于温度上升也会引起膨胀和强度的降低,热膨胀引起构件伸长,或两侧受热不均时引起构件弯曲,产生位移或约束力。
在钢性框架结构中,由于横梁伸长而产生的约束增大,可能把柱子从其承载处推开,使结构受到破坏,引起垮塌。
3、钢结构的防火构造措施钢结构的受力性能好,但其耐火性能差,一般情况下裸露钢结构的耐火极限仅为15min,所以钢结构的防火措施是十分必要的。
(1)加强保护受力状态不好的部位,如静定结构耐火性不如超静定结构,不偏心受压柱不如小偏心受压柱,小偏心受压柱不如轴心受压柱。
(2)钢材种类:不同钢材在温度作用下强度降低系数不同,普通低合金钢优于普通碳素钢,普通碳素钢优于冷加工钢,而高强钢丝最差。
钢结构防火涂料的应用
钢结构防火涂料的应用
钢结构防火涂料广范应用于电厂(站),现代建筑及大面积,大跨度的各种裸露,隐藏的钢结构防火保护与装饰。
钢材是一种不会燃烧的建筑材料,它具有抗震,抗弯等特性,被广泛应用。
但是钢结构通常在450~650℃温度中就会失去承载能力、发生很大的形变、导致钢柱、钢梁弯曲,结果因过大的形变而不能继续使用,一般不加保护的钢结构的耐火极限为15分钟左右。
超薄型或薄型钢结构防火涂料的防火隔热原理:
涂覆在钢结构上的超薄型或薄型钢结构防火涂料的防火隔热原理是防火涂料层在受火时膨胀发泡,形成泡沫,泡沫层不仅隔绝了氧气,而且因为其质地疏松而具有良好的隔热性能,可延滞热量传向被保护基材的速度;根据物理化学原理分析,涂层膨胀发泡产生的泡沫层的过程因为体积扩大而呈现吸热反应,也消耗了燃烧时的热量,有利于降低体系的温度,这几个方面的作用,使防火涂料产生显著的防火隔热效果。
厚型钢结构防火涂料的防火隔热原理:
涂覆在钢构件上的厚型钢结构防火涂料的防火隔热原理是防火涂料受火时涂层基本上不发生体积变化,但涂层热导率很低,延滞了热量传向被保基材的速度,防火涂料的涂层本身是不燃的,对钢构件起屏障和防止热辐射作用,避免了火焰和高温直接进攻钢构件.还有涂料中的有些组分遇火相互反应而生成不燃气体的过程是吸热反应,也消耗了大量的热,有利于降低体系温度,故防火效果显著,对钢材起到高效的防火隔热保护.另外该类钢结构防火涂料受火时涂层不发生体积变化形成釉状保护层,它能起隔绝氧气的作用,使氧气不能被保护的易燃基材接触,从而避免或降低燃烧反应。
今天的。
钢结构防火涂料防火原理分析
钢结构防火涂料防火原理分析第一篇:钢结构防火涂料防火原理分析钢结构防火涂料防火原理分析一、前言钢结构件的防火方法主要有涂料保护、防火板保护、混凝土保护、柔性卷材保护、无机纤维保护、结构内通水冷却保护等。
其中涂刷防火涂料施工方便、重量轻、成本低、不受构件几何形状限制应用范围最广效率最高。
要使钢结构材料在实际应用中克服防火方面的不足必须进行防火处理其目的就是将钢结构的耐火极限提高到设计规范规定的极限范围。
防止钢结构在火灾中迅速升温发生形变塌落其措施是多种多样的关键是要根据不同情况采取不同方法如采用绝热、耐火材料阻隔火焰直接灼烧钢结构降低热量传递的速度推迟钢结构温升、强度变弱的时间等。
但无论采取何种方法其原理是一致的。
防火涂料就是一种近年来比较先进的防火技术措施。
二、钢结构防火涂料防火原理及组成钢结构防火保护的原理是采用绝热或吸热的材料阻隔火焰直接灼烧钢结构降低热量向钢材传递的速度推迟钢结构温升和强度减弱的时间。
根据《钢结构防火涂料》GB14907—2002钢结构防火涂料定义为施涂于建筑物及构筑的钢结构表面能形成耐火隔热保护层以提高钢结构耐火极限的涂料。
目前国内外钢结构防火涂料主要有基体树脂、催化剂、成碳剂、发泡剂等组成。
1.基体树脂基体树脂与其它组分配伍既保证了涂料在正常条件下具有各种使用功能又能在火焰灼烧或高温条件下具有难燃性和优良的膨胀发泡性能。
通常情况下丙烯酸树脂防火涂料的炭化层质量较高故通常采用丙烯酸树脂作为主成膜物并对其进行改性以提高涂料的整体效果。
2.催化剂催化剂是一种能在一定条件下分解出磷酸的物质分解出的酸使多元醇脱水从而使之形成不易燃的三维空间结构的炭化层。
通常磷酸三聚氰胺的水溶性较聚磷酸胺小且兼具催化和发泡双重功效目前主要选用磷酸三聚氰胺为催化剂。
3.成碳剂成碳剂是涂层在高温下形成不易燃三维空间结构的泡沫碳化层的物质基础对泡沫炭化层起骨架作用。
成碳剂在分解温度上要和催化剂相匹配当采用聚磷酸胺作催化剂时就应用热稳定性高的含高碳多羟基化合物作成碳剂如季戊四醇、二戊季醇超薄型防火涂料用于广东大亚湾核电站裸露厂房屋架上已达十几年之久仍可正常使用。
钢结构防火涂料的应用分析
钢结构防火涂料的应用分析
何 继荣. 李少军
( 长江航运公 安局荆 州分局 , 湖北 荆州 4 3 4 0 0 0 )
【 摘 要】 高层建筑钢结构、 大跨度 空间钢结构、 轻钢结构等在 当今现代建筑工程 中有 着广泛的应用及发展前景。 文章结合
典 型 火 灾案例 , 分 析 了钢 结 构 的 火 灾危 险 性 , 并 针 对 防 火涂 料 应 用 中存在 的 问题 进 行 分 析 , 提 出建议 。
严 格的执行 检测 和监督制度 .制定相应 的公路 日常检查制度和
过 程中一旦发 现问题 . 必须及时而有效的对其 进行解决。另外 ,பைடு நூலகம்
( 6 ) .
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[ 关键词 】 钢结构; 火灾 危 险性 ; 防 火 涂料
d o i : 1 0 . 3 9 6 9  ̄. i s s n . 1 6 7 3—0 1 9 4 . 2 0 1 5 . 2 1 . 1 1 8
[ 中图分类号]T Q 6 2 8 . 4 [ 文献标识码]A
[ 文章编号]1 6 7 3 — 0 1 9 4 ( 2 0 1 5 ) 2 1 — 0 2 2 0 - 0 2
养护 这样 能够 提高养护工作的效率 , 保证公路 的养护质量。另 外. 还需要提高对公路 的检测技术 , 通过 高精度 的检测技术提高
主要参考文献
1 ] 袁芳 , 郭芳. 公 路养护安全 作业 的保 障措施分析 [ J ] . 河南建 材 , 2 0 1 1 对公路 质量 的检测质量 . 便于更好的对其进行维护。此外 . 必须 [
浅谈钢结构防火涂料应用技术
浅谈钢结构防火涂料应用技术《钢结构防火涂料》GB14907-2018(现行)1、钢结构防火涂料定义:施涂于钢结构表面,能形成耐火隔热保护层以提高钢结构的耐火极限的一种涂料。
2、截面系数:定义:无保护的钢构件每单位长度外表面面积与单位长度对应体积的比值。
3.钢结构膨胀型防火涂料的耐火极限分为:0.5h、1.0h、1.5h、2.0h。
非膨胀型耐火极限分为:0.5h、1.0h、1.5h、2.0h、2.5h、3.0h。
4.膨胀型防火涂料的涂层厚度不应小于1.5mm,非膨胀型防火涂料的涂层厚度不应小于15mm。
5.钢结构防火涂料应能采用喷涂、刷涂、辊涂、刮涂等方法施工,在正常自然环境下能干燥固化,实干后不应有刺激性气味。
6.检查产品标志:名称、型号规格、执行标准、生产厂家、地址、日期、有效期等。
检查产品说明书、合格证、出场检验报告、型式检验报告、送检复试报告等。
7.示例GT-NSP-Fp1.00-AGT-产品代号,N-室内,S-以水作为分散介质,P-膨胀型,F-防火涂料,p-普通钢结构,1.00-耐火极限1小时,A-自定义。
GT-WRF-Ft2.00-BGT-产品代号,W-室外,R-以溶剂作为分散介质,F-非膨胀型,F-防火涂料,t-特种钢结构,2.00-耐火极限2小时,B-自定义。
一.室内防火涂料性能指标(一)物理化学性能:1、在容器中的状态2、干燥时间(表干)/h3、初期干燥抗裂性4、粘接强度/MPa(致命缺陷)5、抗压强度/MPa6、干密度/(kg/m ³)7、隔热效率偏差8、PH值9、耐水性(严重缺陷)10、耐冷热循环性(严重缺陷)(二)耐火性能(致命缺陷)二.室外防火涂料性能指标(一)物理化学性能:1、在容器中的状态2、干燥时间(表干)/h3、初期干燥抗裂性4、粘接强度/MPa(致命缺陷)5、抗压强度/MPa6、干密度/(kg/m ³)7、隔热效率偏差8、PH值9、耐曝热性 10、耐湿热性11、耐冻融循环性12、耐酸 13、耐碱 14、耐盐雾腐蚀性15、耐紫外线辐照性(9-15为严重缺陷)(二)耐火性能(致命缺陷)13.6.1防火涂料涂刷前,除锈及防腐应符合设计及标准规定。
谈防火涂料在钢结构建筑中的应用
1 40
况与建筑力学计算的结果比较符合 。 钢结构制造、 安装机械化程度高 。 钢结构具有某种程 度的
公用工程设计 l
— 瓦 蔬 _ 瓦 『
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技术 密集型 性质 , 构所用 的材 料单一 , 是成品 , 工 钢结 而且 加 简便 , 钢结构 由专业化 金属 构件 厂生产构件( 、 、 等 ) 梁 屋架 柱 , 机械化程度 高 , 制造迅速 , 容易保证质量 , 适宜于大批量 生产 。
从 构件的工厂加工到现场 吊装 ,工业化程度大大 高于具有劳 动 密集性质 的现 浇钢 筋混凝土 结构 。 钢结构安装施工简便 。 在 工 地上用 电焊或 螺栓 ( 或高强螺 栓 ) 连接起 来 , 工安装 简便 施 迅速 , 可提高施 工速度 , 已成 为降低 工程造价 的最主要 因素 , 结构造价问题已降到次要的地位。而 且, 螺栓连 接的钢 结构便
2 防火涂料在钢结构 中应用的必要性
2 1钢 结构 的优 点 .
钢结构的质量轻。 虽然钢的密度大 , 但因其棚械性能好 , 可 以承受较大的荷 载 , 故钢结构件截面尺寸小 , 跨度同样荷 同样
载时 , 屋架 的质 量最多不过钢 筋混凝土屋 架的 1 ; 结构 钢 /钢 3
防锈 、 耐酸碱 、 盐雾 等性能 , 除具有延 长物 体使用寿 命的保护 功能外 , 重要 的是涂料本 身具有不燃性或难燃性 , 更 防止被火
l 工程建设 与设计
Io Cm ̄ . &Ds Frm et o a e 枷 oP j c
谈 防 火涂 料 在 钢 结 构 建 筑 中 的应 用
Th p iain f i -ead n aig te n t cin e Ap l t r rtr a t c o o F e Co t snS e l n i Co s u t s r o
钢结构防火涂料
XXX 大学毕业设计(论文)浅淡钢结构的防火涂料年级:学号:姓名:专业:指导老师:二零一二年五月XXX本科毕业设计(论文)摘要随着科技的不断发展,许多建筑工程采用了钢制材料,对于钢制的材料现在在我们的生活里并不是很熟悉,对此我将进行钢结构中防火涂料的分类及特性的探讨,对钢结构的防火涂料在技术和应用方面存在的问题进行分析,结合钢的性能考虑一下钢的防火原理,同时钢又有哪些不足之处,为钢结构设计的完整性提供了参考。
随着钢结构防火涂料的广泛应用,使用场所的复杂性对防火涂料的性能提出了更高的要求,新型的室外、薄型和超薄型钢结构防火涂料相继被研发出来。
为了适应防火涂料的发展现状,对防火涂料的质量作出科学的评价,必须修订原标准。
为此,公安部于1996年下达了修订《钢结构防火涂料通用技术条件》的任务,由公安部四川消防研究所标准修订课题组负责完成.该标准的修订是在原标准主体结构不变的情况下,调整某些技术指标并增加室外钢结构防火涂料和薄型、超薄型钢结构防火涂料技术要求和试验方法等内容。
关键词:钢结构防火涂料; 钢结构; 防火涂料;防火机理目录摘要 (1)关键词 (1)第一章绪论 (3)1。
1钢结构防火涂料的背景 (3)1.2钢结构防火涂料应用现状 (3)1.2。
1国外钢结构防火涂料 (3)1.2.2国内钢结构防火涂料 (3)1.3结构防火涂料的发展设想 (3)第二章钢结构以及防火涂料 (4)2.1钢结构以及防火涂料简介 (4)2.2常见的钢结构防火保护措施 (5)2。
3防火涂料的分类 (5)2。
4防火涂料的防火机理 (6)2.5钢结构防火涂料的性质 (6)2。
6防火涂料的选用 (7)2.7钢结构防火涂料的施工 (8)2。
7.1一般规定 (8)2。
7。
2质量要求 (8)第三章钢结构防火涂料存在的一些问题和解决办法 (9)3。
1钢结构防火涂料存在的一些问题 (9)3.1。
1钢结构防火涂料使用中存在的问题 (9)3。
1。
现代钢结构消防工程中防火涂料的应用
随意选择质量低下 的消防产 品来 预防火 灾。 目前,
许 多 工 程 验 收 也 具 有 随 意 性 。如 果 发生 火 灾 , 防 火 涂 料 的 质 量 又 缺 乏 保 障 , 防火 性 能过 低 , 根 本 无 法 起 到 预 防 火 灾 的作 用 ,就 会 造 成 难 以 估 量 的 损 失 ,
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防火涂 料的材质也未作明确规定 ,导致 防火涂料 工
程 的资 质 管 理 工 作 存 在 较 多 不 足 。 3 . 检 查与 监 督 机 制 有 待 健 全 防火 涂 料 的检 查 工 作 贯 穿 其 整 个 过 程 ,应 该 严
涂料的厚度 , 增 强用户对防火涂料耐火极限的认识 。
这就 需要加强工程 资质管 理。防火涂料的隔热、炭
化 作 用 也 是 衡 量 其 质 量 的 一 个 重 要 标 准 。 在 选 择 防
【 关键词】现代钢结构 消 防工程 防火 涂料
到 火 力 而 出现 损 坏 , 在 此 过 程 中 ,防 火涂 料 的 阻燃 成 分 就 会 散 发 多 种 气 体 ,如 C O 、H C L 、H C N以及 N H 。 。
深吸 的问题 。当前我国还未制定相关 的标准 ,对 于
a n d b u i l d i n g s t r u tu c e. r T h i s a r t i c l e ma i n l y a n a l y z e s t h e e x i s -
i r n g p ob r l e ms i n t h e a p p l i c a t i o n o f mo d e m s t e e l s t r u c t u r e i f r e r e t a r d a m c o a t i n g nd a p u t f o r wa r d t h e c o r r e s p o n d i n g me a s u r e s , i n o r d e r t o p omo r t e t h e s a f e t y c o e f i c i e n t o f a r c h i t e c t u r a l s t r -
钢结构防火、隔热及防腐设计详解
钢结构防火、隔热及防腐设计详解一、钢结构防火设计1、钢结构的防火设计应符合《建筑设计防火规范》GB 50016-2014 及《石油化工企业设计防火规范》 GB 50160-2008 、《高层民用建筑钢结构技术规程》 JGJ 99-2015 等的有关规定。
建筑师应慎重并合理地确定工业建筑物的防火类别与建筑物的防火等级,必要时应与消防部门共同商定设防标准。
2、钢结构构件的防火设计原则,是在设计所采用的防火措施条件下,能保证构件在所规定的耐火极限时间内,其承载力仍不小于各种作用产生和组合效应。
建筑物等级所要求的承重构件耐火时限如(表一)所示。
3、在钢结构设计文件中,应注明结构的设计耐火等级,构件的设计耐火极限、所需要的防火保护措施及其防火保护材料的性能要求。
当达不到(表一)中值时应按钢结构防火技术规范重新设计。
4、构件采用防火涂料进行防火保护时,其高强度螺栓连接处的涂层厚度不应小于相邻构件的涂料厚度。
二、钢结构的隔热1、处于高温工作环境中的钢结构,应考虑高温作用对结构的影响。
高温工作环境的设计状况为持久状况,高温作用为可变荷载,设计时应按承载力极限状态和正常使用极限状态设计。
2 钢结构的温度超过100 ℃时,进行钢结构的承载力和变形验算时,应该考虑长期高温作用对钢材和钢结构连接性能的影响。
3 高温环境下的钢结构温度超过100 ℃时,应根据不同情况采取防护措施:(1)涂耐热涂料,采用耐火钢和采取有效的隔热降温措施;(2)当高温环境下钢结构的承载力不满足要求时,应采取增大构件截面、采用耐火钢和采取有效的隔热降温措施(如加隔热层、热辐射屏蔽或水套等);(3 )当钢结构短时间内可能受到火焰直接作用时,应采用有效的隔热降温措施(如加隔热层、热辐射屏蔽或水套等);(4 )当钢结构可能受到炽热熔化金属的侵害时,应采用砌块或耐热固体材料做成的隔热层加以保护;(5 )高强度螺栓连接长期受辐射热(环境温度)达150 ℃以上,或短时间受火焰作用时,应采取隔热降温措施予以保护。
建筑钢结构防火保护方法分析
建筑钢结构防火保护方法分析建筑钢结构在设计和施工时需要考虑其防火保护问题。
因为钢材在高温下易熔化、变形及减弱强度,导致建筑结构的稳定性和安全性受到威胁。
为了避免这种危险情况的发生,必须采取相应的防火保护措施。
本文将对建筑钢结构防火保护方法进行分析和介绍。
1. 钢材表面防火保护方法通过对钢材表面进行防火保护来提高钢结构的耐火性能。
常用的钢结构表面防火保护方法有:(1)钢结构喷涂防火涂料:喷涂可以减缓钢材在高温下的热量传递速度,从而起到防火保护的作用。
防火涂料可根据要求进行配制和调整,以满足钢结构不同的防火等级要求。
(2)钢结构涂刷防火漆:一般用于室内钢结构,可在钢结构材料表面形成一层耐高温的防火涂层,使钢结构在火灾时能够保持稳定性。
(3)钢结构喷涂灭火剂:喷涂灭火剂能够在火灾发生时迅速灭火,防止钢结构被烧毁。
钢材体内防火保护的目的是降低钢材表面温度,从而减缓钢材内部温度的升高速度,延长钢材结构的耐火时间。
常用的钢结构体内防火保护方法有:(1)钢结构填充防火材料:将珍珠岩、混凝土、氧化镁等防火材料填入钢构件内部,可提高钢结构的耐火等级。
3. 钢结构设计防火保护要点在钢结构设计中,应考虑其耐火性能,并做好下列防火保护要点:(1)防火层级:不同建筑区域和用途的钢结构要求的耐火层级不同,应进行防火层级评定,确保钢结构在火灾中不会倒塌。
(2)防火性能:钢结构的防火性能包括防火耐久力、耐热性、不燃性、抗震性等。
在设计过程中要考虑这些因素,制定合理的防火措施。
(3)材料选择:钢结构的防火性能与材料密切相关。
选用具有良好防火性能的材料,如阻燃型钢材,能够提高钢结构的耐火性能。
4. 防火检查与维护钢结构防火保护的检查与维护必不可少。
一旦发现防火涂层、填充材料或钢构件生锈,必须及时采取措施进行修复、更换或加强。
另外,还要定期进行防火性能检查,确保防火保护措施有效性。
综上所述,对于建筑钢结构的防火保护,需要全方位考虑,从钢材表面和体内,到结构设计和材料选择,再到防火检查与维护等方面进行综合管理。
钢结构建筑设计中的防火措施探讨
钢结构建筑设计中的防火措施探讨钢结构建筑作为现代建筑中常见的一种结构形式,凭借其优良的性能和适用范围,得到了广泛的应用。
然而,与之相伴随的是对防火措施的强烈需求。
因为相较于传统的混凝土建筑,在火灾发生时,钢结构容易受到高温的影响,从而丧失承载能力。
本文将探讨钢结构建筑设计中常用的防火措施,旨在提供一些有效的解决方案和建议。
首先,一个有效的防火措施是将钢结构进行防火涂料涂层。
这是目前应用最广泛的一种方法,其原理是通过给钢结构表面涂上能够抵御高温的特殊涂料,形成一层防火保护层,减缓火势的蔓延。
这种方法具有施工简便、成本较低的优点,且能有效地延长钢结构在火灾中的耐火时间。
然而,防火涂料的耐火性能存在一定的局限性,特别是在长时间高温作用下,涂料会逐渐失效。
因此,尽管防火涂料是一种常用的防火措施,但在实际应用中仍需考虑其适用性和局限性。
其次,钢结构建筑的防火设计中,还可以采用防火板等防火材料进行加固。
防火板是一种具有良好阻燃性能的板材,通过将其粘贴在钢结构表面,形成一层阻隔,以减缓火势蔓延的速度。
相比于防火涂料,防火板具有更好的防火性能和耐火时间,可以有效保护钢结构在火灾中的安全性。
然而,防火板的使用也存在一些问题,如在实际施工中需要考虑其与钢结构的粘接性能、耐久性以及装饰性能等问题。
此外,防火板材料的价格较高,会增加工程的成本。
除了上述的防火措施外,可考虑在钢结构建筑中引入阻燃剂。
阻燃剂是一种具有阻止或抑制火焰蔓延的物质,通过在钢结构设计中将其加入到材料中,可以提高整个结构的耐火性能。
阻燃剂的加入可以通过各种方式实现,如混入钢材中、添加到防火涂料中或涂覆在钢结构表面等。
阻燃剂对钢结构的防火性能具有明显提升作用,但也需要在设计和施工中注意剂量的控制,以确保其效果和安全性。
此外,优化设计也是钢结构建筑防火的关键之一。
在设计中,可以通过合理布置防火分区、设置防火隔墙和防火门等措施,降低火势蔓延的速度和范围。
此外,应充分考虑建筑的疏散通道和救生设备的设置,保证人员能够及时安全地撤离。
钢结构防火涂料应用探讨
钢结构防火涂料应用探讨摘要:钢结构系列包括其衍生材料具有质地较轻、安装方便、绿色环保符合当今发展的主题的特点,已经被人们广泛应用于生活的各个领域,最常见的就是用于楼房的建筑,尽管钢结构材料承载的作用较大,但其耐火性能随温度升高而逐渐下降,存在着不确定因素,当温度超过一定限度时便会失去承载能力,本文将从五个方面探讨防火涂料的应用。
关键词:钢结构;防火涂料;问题;方法;发展方向1.钢结构防火涂料在现代建筑中的广度和优势当前阶段为了有效维护钢结构不被破坏,大多在其表面粉刷防火涂料,这种方法能够有效缓解钢材料的腐蚀速度,防火材料中大多加入阻燃剂,其中含有大量的有机合成试剂,从一定程度上能够节约不可再生资源,并且该种制作工艺已被多数生产厂商所采纳。
2.当前钢结构防火涂料应用中存在的问题2.1钢结构防火涂料在燃烧过程中会产生大量有毒气体现阶段的防火涂料中含有较多的化学物质,当遇到高温时这些物质便会释放出一氧化碳等有毒物质,生活中人们往往容易忽视这一问题,如果长期居住在这种有毒的环境中会给自己的身心健康带来严重危害,虽然人们逐渐关注到这一问题,多数研究者开始投入到材料的研发过程当中,尽最大可能的减少防火涂料中的有害物质,但新一代的材料中仍然含有较多的酸碱类化学物质,并且它的原理是当发生火灾险情时,阻燃剂发生膨胀产生相应的惰性气体来减小火灾的蔓延,在气体的适当过程中不可避免的夹杂一些有害气体,当这些气体的浓度超过极限时便会产生窒息作用,危害到人们的生命。
2.2钢结构防火涂料使用寿命低于标准设计寿命为了改变传统的防火材料的性能,人们在新型的防火材料中加入了大量的有机或者无机材料,这些经过人工改造的材料在经过光照、紫外线的辐射、低温、雨雪等自然条件作用下,都会影响材料内部的分子之间作用力,另一方面我国大多数地区是工业重灾区,在生产过程中产生的酸性气体进入大气中形成酸雨,不同程度的分解材料的黏着性,这在一定程度上促进了材料的老化,最终在这些不利因素的共同作用下,使材料的使用寿命明显低于设计寿命。
钢结构防火涂层
钢结构防火涂层钢结构在现代建筑设计和工程中发挥着重要作用。
然而,由于钢在高温下的性质,火灾对钢结构的损害程度可能很高。
为了提高钢结构的耐火性能,防火涂层变得至关重要。
本文将讨论钢结构防火涂层的相关知识和技术,以及其在工程实践中的应用。
一、钢结构防火涂层的作用和分类钢结构防火涂层的主要作用是增加钢结构在火灾中的耐火能力,延长其承重能力,保护结构不受高温影响。
防火涂层通常由以下几类材料组成:无机涂料、有机涂料、水泥石膏复合涂料和耐火板材等。
1. 无机涂料:无机涂料是一种主要由无机材料组成的防火涂层。
它具有耐高温、耐腐蚀和耐久性好等优点。
无机涂料主要有磷酸盐涂料、硅酸盐涂料和氟碳涂料等。
2. 有机涂料:有机涂料是一种主要由聚合物材料组成的防火涂层。
它具有施工方便、成本较低和抗震性能好等特点。
有机涂料主要有丙烯酸涂料、氯丁橡胶涂料和环氧涂料等。
3. 水泥石膏复合涂料:水泥石膏复合涂料是将水泥石膏与一定比例的添加剂混合后形成的一种涂层。
它具有防火性能好、施工简便和环保无毒等特点。
4. 耐火板材:耐火板材作为一种常见的防火涂层材料,具有防火性能好、耐久性强和易于安装等优点。
耐火板材主要有石蜡酐板、石膏板和矿棉板等。
二、钢结构防火涂层的施工方法和技术要求为了确保钢结构防火涂层的性能和施工质量,施工方法和技术要求至关重要。
以下是一些常用的施工方法和技术要求:1. 表面处理:在施工防火涂层之前,必须对钢结构表面进行处理,以去除氧化物、杂质和油污等。
常用的表面处理方法包括喷砂清理、化学清洗和机械打磨等。
2. 涂层施工:根据涂层的类型和材料特性,选择适当的涂层施工方法。
常见的施工方法包括喷涂、刷涂和喷涂刷涂结合等。
施工过程中要确保涂层均匀、密实,没有气泡和流挂等缺陷。
3. 施工环境要求:钢结构防火涂层的施工必须在适宜的环境条件下进行。
施工环境应保持干燥、洁净,并保持一定的温度和湿度。
同时,施工现场应有足够的通风条件和防火设施,确保施工的安全性。
钢结构厂房防火涂料的性能和应用分析
钢结构厂房防火涂料的性能和应用分析发布时间:2021-06-23T17:31:45.900Z 来源:《基层建设》2021年第8期作者:王鹏[导读] 摘要:新时代,我国在市场化改革过程中,扩大了要素市场配置资源的功能。
陕西建工第六建设集团有限公司 712000摘要:新时代,我国在市场化改革过程中,扩大了要素市场配置资源的功能。
既提升了建设工程领域的研发设计水平,也促进了新材料、新工艺、新技术的应用。
现阶段,钢结构建筑正处于迅速发展阶段。
钢结构防火涂料在钢结构建筑中应用相对较多,它既是一种装饰材料,也是一种耐火隔热材料,主要是指喷刷于钢结构表现的防护性涂料。
本文选取钢结构厂房防火涂料的性能和应用分析作为研究题目,概述了钢结构防火涂料的应用原理与分类,以及钢结构厂房的火灾危险性。
剖析了薄涂型、超薄涂型、厚涂型钢结构防火涂料的性能,并以此为基础,对钢结构防火涂料的应用进行了具体讨论。
关键词:钢结构厂房;防火涂料;性能;应用从应用原理方面看,钢结构防火涂料主要是通过涂层保护钢结构。
一方面,透过涂层可以保护钢基材并预防钢结构处于高温状态。
另一方面,通过吸热、分解、蒸发等可以携带大部分热量,起到降低温度的目的。
另外,借助涂层本身的孔眼多、质地轻、受热碳化等属性,能够有效阻止钢材在火情状态下受到过多热量的影响。
目前,钢结构防火涂料通常按照防火机理划分为非膨胀型与膨胀型钢结构防火涂料,一般将其概括为“两大类、三大种”。
其中,三大种指的是薄涂型与超薄型钢结构防火涂料(属于膨胀类型),以及厚涂型(非膨胀型)钢结构防火涂料。
具体分析如下:1、钢结构厂房的火灾危险性概述钢结构的比较优势相对较多,包括了生产建设投入少、结构设计空间利用率高、工厂预制拼装施工快、抗震性能优良等。
当前钢结构在工业厂房建设中的应用频率最高、反响较佳,获得了各界的一致认可。
虽然从工业厂房项目产品生产制造角度看,有利于产出综合效益。
但是,钢结构应用的钢基、钢构件等材料,在使用过程中存在抗火性能欠佳的劣势。
钢结构的防火设计原理及防火涂装应用探究程球
钢结构的防火设计原理及防火涂装应用探究程球发布时间:2022-05-17T05:37:07.679Z 来源:《建筑模拟》2022年1期作者:程球[导读] 进入21世纪以来,由于钢材具有强度高、质量轻、延性好等优点,并且钢结构有良好的抗震性能,工厂加工现场拼装的施工周期短,目前这种材料和结构体系已经被越来越广泛的应用于各类建筑中。
钢材虽然自身不可燃,但是其耐火极限低,极易传导热量,在高温时会软化,使钢构件发生弯曲、扭转等形变,影响钢结构的正常使用和承载能力。
在工程实践中,探究钢结构的防火机理,了解防火涂装的问题和处理方法,具有重要的现实意义。
中信建筑设计研究总院有限公司湖北省武汉市 430014摘要:进入21世纪以来,由于钢材具有强度高、质量轻、延性好等优点,并且钢结构有良好的抗震性能,工厂加工现场拼装的施工周期短,目前这种材料和结构体系已经被越来越广泛的应用于各类建筑中。
钢材虽然自身不可燃,但是其耐火极限低,极易传导热量,在高温时会软化,使钢构件发生弯曲、扭转等形变,影响钢结构的正常使用和承载能力。
在工程实践中,探究钢结构的防火机理,了解防火涂装的问题和处理方法,具有重要的现实意义。
关键词:钢结构;耐火;防火原理;防火涂装引言随着社会的发展和进步,高层和大跨度钢结构建筑越来越多,火灾一直是威胁国家和人民生命财产安全的重大隐患。
钢结构工程设计中,很多设计师往往根据建筑专业确定的耐火等级,仅在设计说明中标注主要构件的耐火时限要求,未明确防火涂料的性能及涂装方法和要求。
随着新版《钢结构设计标准》(GB50017-2017)、《建筑钢结构防火技术规范》(GB 51249-2017)和《钢结构防火涂料》(GB 14907-2018)的执行,对钢结构防火计算、耐火要求、涂料标准和涂装施工有了更加明确的规定,设计师更需提高对钢结构防火的认识。
1 钢结构防火保护原理一般而言,钢结构构件的防火保护方法主要有结构内通水冷却保护、涂料保护、混凝土保护、无机纤维保护、防火板保护、柔性卷材保护等,其中涂料保护施工方便,成本低,重量轻,且不受构件几何尺寸的影响,所以涂料防火保护方法应用最为广泛。
钢结构防火涂料的应用与耐火性能分析
钢结构防火涂料的应用与耐火性能分析发布时间:2022-12-05T03:54:15.724Z 来源:《工程建设标准化》2022年第15期第8月作者:许磊郑翔友[导读] 采用防火涂料对钢结构进行防火保护是经济许磊郑翔友江苏省建筑工程质量检测中心有限公司江苏南京 210033【摘要】采用防火涂料对钢结构进行防火保护是经济、简便、有效的方法之一。
如水性环境友好型室内钢结构防火涂料在遭受火灾时,会膨胀发泡,形成致密的防火材料,防止钢材的温度快速升高,能够大幅提高整个结构的耐热程度。
本文介绍了三种钢结构防火涂料的发展状况及特点,同时对钢结构防火涂料耐火性能的检测方法展开了阐述,最后对防火涂料的检测方法进行了展望。
【关键词】钢结构;防火涂料;检测方法;发展方向钢结构防火涂料在使用的过程当中,如果遇到明火就会立刻迅速发泡,形成一定厚度的泡沫层。
该泡沫层能抑制燃烧,达到保护钢结构的作用。
涂层在使用的过程中,由于一系列反应消耗大量的热量,进而能够更好地起到降低热传导效率,强化隔热的效果,能够大大地提升钢结构的防火水平。
1防火涂料在钢结构中的应用1.1国内外钢结构防火涂料的发展国外早在上世纪60年代就已经开展了防火涂料在钢结构中的应用,前期以厚型防火涂料的研究为主。
国外钢结构防火涂料的主要生产厂家主要分布在一些发达国家,例如美洲的美国和加拿大、欧洲的英国和德国、亚洲的日本和韩国等,比较出名的厂家有加拿大的AD防火有限责任公司、英国的Nullifire公司、日本的SKK公司等。
国内防火涂料的主要生产厂家分布在北京、上海、江苏、浙江、四川等大城市或经济发达地区。
近些年来,我国钢结构防火涂料发展迅猛,在产品种类、技术性能、标准化程度等方面已经接近或达到国际水平[1]。
1.2防火涂料的特点防火涂料根据不同标准有不同的分类方法:按防火机理的不同可分为非膨胀型防火涂料和膨胀型防火涂料;按基料组成成分的不同可分为无机防火涂料和有机防火涂料,无机防火涂料是用无机盐作基料的,而有机防火涂料是用合成树脂作基料;按使用的分散介质的不同可分为水基性防火涂料和溶剂性防火涂料,无机防火涂料以及乳胶防火涂料一般用水作为分散介质,有机防火涂料则用有机溶剂作为分散介质;按保护对象的不同防火涂料可分为普通防火涂料和特种防火涂料。
建筑钢结构防火涂料耐火保护应用分析
建筑钢结构防火涂料耐火保护应用分析摘要:随着国家大力推广装配式建筑,提出要大力发展装配式建筑推动产业结构调整升级,到2025年装配式建筑占新建筑的比例50%以上,部分还加强钢结构装配式工程建设,在未来的建筑工程领域,钢结构形式将占据较大的市场份额,钢结构建筑与传统的钢筋混凝土建筑并存,钢结构建筑独特的施工周期短、刚度好、承载力大、自重轻等创新特点,在一定程度上取代了传统钢筋混凝土结构,但钢结构内部存在晶体组织,对温度比较敏感,温度的变化均会影响钢结构性能,会随着温度的升高,钢材强度降低,变形增大,高温极易发生变形问题,发生火灾 20min 之内便会出现倒塌的危险。
因此,针对钢结构建筑需要采用一种安全可靠、简便易行的防火保护措施,从而保证钢结构建筑的安全投入使用。
关键词:钢结构防火措施装配式建筑钢筋混凝土结构一、前言传统的钢筋混凝土结构,往往受到梁柱截面过大或者板厚的限制,而钢结构不仅较钢混结构更容易实现大跨空间,并考虑到建筑使用功能、大跨度空间及建筑的美观要求,钢结构建筑构件从加工到现场装配,可以最大程度上缩短施工工期,从而被越来越多的应用到实际工程中。
但由于钢材本身的材料特性,钢材常温导热率高遇火或升温时导热率更高,传热迅速,如钢材在20℃时强度为 450Mpa,在485℃时为 278Mpa,几乎降到原来的 50%,而到614℃时,钢材强度就只有 70Mpa,几乎失去承载能力。
钢材受热后,由于强度下降和热应力作用很快出现塑性变形。
在火烧 15min 左右,会造成构件局部破坏,结构整体失去稳定性,并且破坏难以修复,一般火场的温度会迅速达到800~ 1000℃,在高温环境下,无法保证建筑安全性,不能满足规范对建筑耐火极限和结构强度要求,需要采取可靠的防火保护措施,而在表面涂刷防火涂料是其中最普遍被应用的一种方式,防火涂料可以降低可燃基材火焰传播速率,阻止热量向可燃基材传递进而推迟(或消除)基材的引燃过程,推迟结构件失稳、避免其力学强度逐渐降低的涂料。
防火涂料在钢结构中的应用及检测方法探讨_1
防火涂料在钢结构中的应用及检测方法探讨发布时间:2022-12-06T06:03:47.930Z 来源:《工程建设标准化》2022年第15期8月作者:张灵巧[导读] 防火涂料能够有效减少热量传递给钢结构,张灵巧山西二建集团有限公司摘要:防火涂料能够有效减少热量传递给钢结构,减缓钢结构温升速度,延长钢构件的耐火极限。
因此,防火涂料在钢结构中得到广泛的应用,其耐火性能对于钢结构的耐火极限具有关键影响。
本文介绍了厚型、薄型和超薄型三种钢结构防火涂料的发展状况及特点,同时对钢结构防火涂料耐火性能的检测方法展开了阐述,最后对防火涂料的检测方法进行了展望。
关键词: 钢结构防火涂料检测方法发展方向1 防火涂料在钢结构中的应用1.1国内外钢结构防火涂料的发展国外早在上世纪60年代就已经开展了防火涂料在钢结构中的应用,前期以厚型防火涂料的研究为主。
然而,大量火灾事故表明厚型防火涂料的性能无法满足钢结构的防火要求,研究人员开始将研究方向转变为薄型和超薄型防火涂料。
国外钢结构防火涂料的主要生产厂家主要分布在一些发达国家,例如美洲的美国和加拿大、欧洲的英国和德国、亚洲的日本和韩国等,比较出名的厂家有加拿大的AD防火有限责任公司、英国的Nullifire公司、日本的SKK公司等。
国内在上世纪80年代对防火涂料展开了大量研究,在90年代发展迅速,研究历程同样是先对厚型防火涂料展开研究,然后再进行薄型和超薄型防火涂料的研究。
在1987年研制出厚涂型LG防火涂料,接着又研制出薄涂型LB防火涂料[4]。
国内防火涂料的主要生产厂家分布在北京、上海、江苏、浙江、四川等大城市或经济发达地区。
近些年来,我国钢结构防火涂料发展迅猛,在产品种类、技术性能、标准化程度等方面已经接近或达到国际水平。
1.2厚型、薄型和超薄型防火涂料的特点1.2.1 厚型防火涂料厚型防火涂料为非膨胀型防火涂料,其涂层厚度较厚,一般为8~50mm,耐火极限可超过2h[3],根据成膜物质的不同可分成基料为有机物的难燃性防火涂料和基料为无机物的不燃性防火涂料。
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建筑钢结构防火隔热涂层的设计应用分析【摘要】本文着重介绍建筑钢结构防火涂料的应用范围和防火
隔热涂层的设计计算方法,并举例演试防火隔热涂层厚度的计算过程,对建筑钢结构防火隔热涂层设计有一定的启示作用。
【关键词】消防建筑钢结构防火隔热涂层设计
abstract:the article mainly introduce the application area of the fire resistive coating for steel strucure and the calculate method of fire resistive heat insulating coating design. and take some examples to show the calculate process to the thickness of the fire resistive heat insulating coating, which do some revelatory effects to the fire resistive heat insulating coating for steel structure design.
keywords:firesteel structurefire resistive and heat insulation coatingdesign
中图分类号:tu391文献标识码: a 文章编号:
1 建筑钢结构防火隔热涂料
随着我国社会主义建设事业的飞速发展,自上世纪八十年代中
期起,钢结构材料在建筑行业得到了广泛的应用。
为了提高钢结构的耐火极限,减少火灾损失,建筑钢结构防火涂料在工程中开始推广应用。
建筑钢结构防火涂料
钢结构防火涂料是施涂于建筑物或构筑物的钢结构表面的一种
涂料,平时能起装饰表面和防腐抗锈作用,火灾时能形成耐火隔热
保护层,阻止火焰热量的传播,提高钢结构的耐火极限,满足建筑防火设计要求。
目前国内使用的钢结构防火涂料按其涂层厚度可分为三类:①厚涂型钢结构防火涂料(h类),涂层厚度一般为7~45mm,粒状表面,密度较小,导热率低,耐火极限可达0.5~3.0h,又称为钢结构防火隔热涂料。
②薄涂型钢结构防火涂料(b类),涂层厚度一般为3~7mm,有一定的装饰效果,高温时膨胀形成耐火隔热层,耐火极限可达0.5~1.5h,又称为钢结构膨胀防火涂料。
③超薄型钢结构防火涂料(cb类),涂层厚度一般在3mm以下,具有较好的装饰效果,高温时膨胀形成耐火隔热层,一般应用在耐火极限要求0.5~1.5h的钢结构。
室内钢结构防火涂料应用于工业厂房与民用建筑中的室内钢结构件。
室外钢结构防火涂料应用于石化企业等露天钢结构,具有良好的耐久性,满足室外使用环境要求。
2 钢结构防火隔热涂层的设计计算分析
钢结构材料在火焰高温的直接作用下,会造成材料结构强度快速下降,导致建筑构件失稳,形成局部或整体的垮塌。
当钢结构的表面涂敷有一定厚度的防火隔热涂层时,将会大大延长火焰热传导的时间,防止了钢结构强度的快速下降,为灭火救援争取了时间。
如图所示为,涂敷有一定厚度的防火隔热涂层n与钢结构m的温度分布状况。
涂敷有防火隔热涂层钢结构的温度分布
图中以m表示钢结构件的金属厚度,n表示防火隔热涂层的厚度。
可以看到,由于防火隔热涂层的导热系数远小于钢结构件的导热系
数,在防火隔热涂层中温度下降十分明显,从而起到减少钢结构件受热的作用。
有防火隔热涂层钢结构的热传导问题是一个双重介质的不稳定传热问题。
为了简化分析,假设:
(1)火焰对隔热涂层的换热系数为常数,并等于换热系数的有效值;
(2)防火隔热涂层厚度不变;
(3)防火隔热涂层和钢结构件的物理性质不随温度保护;
(4)钢结构件的导热系数为无限大;
(5)钢结构件的外表面无热散失。
由于金属材料的导热系数比防火隔热涂层的导热系数几乎要大两个数量级,因此可以假定钢结构金属材料导热系数为无限大(),这样,钢结构金属材料的温度梯度近似为零,即钢结构内的温度沿厚度是不变的。
也就是说钢结构金属材料与防火隔热涂层交界面上的温度就是钢结构的温度。
于是,上述双层材料的传热问题就简化成了单层(防火隔热涂层)材料的传热问题。
即可以按单面受热无限大平板传热问题来处理。
一维传热微分方程为
初始边界条件和边界条件为
;
根据上述初始边界条件和边界条件,利用拉普拉斯变换法求解传热微分方程得到:
式中:t为火焰温度;ti为初始温度;tn为防火隔热涂层防火隔热涂层内x处的温度;为隔热涂层的毕渥数;为隔热涂层的傅立叶数;φi为下面超越方程的一系列正根
,其中
对于处,用上述公式求得的温度,即隔热涂层钢结构金属材料交界面上的温度,也就是钢结构金属材料的平均温度。
略去多次合理的近似简化过程,最后将隔热涂层与金属材料的相对温度差表示为只含三个参数的下面方程:
这样当已知隔热涂层和金属材料的厚度、热物理性能及火焰对隔热涂层的换热系数的有效值,就可以很容易求出钢结构金属材料的平均温度。
同样,根据建筑钢结构金属材料的耐火等级要求,并保证在一定安全裕度条件下的平均温度,可以确定所需防火隔热涂层的厚度。
3 钢结构防火隔热涂层厚度计算举例
某钢厂热轧车间的建筑钢结构件,设计要求其在耐火极限范围内,钢结构的平均温度不超过300℃,耐火极限试确定应敷设的防火隔热涂层的厚度。
所选用的防火隔热涂层材料的热物理性质为:,,,总换热系数的有效值,初温t=20℃。
钢结构的厚度
按照上述方法再进行第二次近似计算,求得隔热涂层的厚度为2.86mm。
考虑到一定的安全裕度,可建议钢结构隔热涂层的设计厚
度取3.0mm。
4 结束语
通过对建筑钢结构防火隔热涂层的设计应用分析,可以看出,在对建筑钢结构防火隔热涂层的设计时,当知道钢结构材料耐火温度时,可以方便地计算出防火隔热涂层的厚度;同样,当知道防火隔热涂层的厚度时,也可以求得材料的温度和耐火极限。
这样就对建筑钢结构防火设计及结构防火性能的分析,提供了参考依据。
参考文献
[1] 王元有固体火箭发动机设计[m] 北京:国防工业出版社,1984。
[2] mcadams,w。
h。
:heat transmission 。
third ed。
,mcgraw-hill book co。
,inc。
(new york),1954
[3] 朱力平消防工程师手册[m] 南京:南京大学出版社 2005
[4] 郭宽良计算传热学[m] 合肥:中国科学技术大学 1988。
注:文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。