钢结构厂房防火设计应注意事项之令狐文艳创作

钢结构厂房防火设计应注意事项

令狐文艳

[摘要]简述了钢结构具有的特点，论述了钢结构厂房防火设计及防火保护的基本方法。并结合实际，从火灾危险性类别、防火设计方法、防火分区等几方面阐述了钢结构厂房防火设计应注意事项。

[关键词]钢结构厂房防火设计

[中图分类号] S762.3+3 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-6-329-1

近年来，随着工业的发展，钢结构厂房有着建造工期短，工程造价低，生产标准化，可重复拆装使用；重量轻，强度高等着诸多优点，使钢结构建筑在现代工业厂房的建设中得到了越来越广泛的应用。但钢结构耐火性能低，一旦发生火灾，很容易使建筑损坏，因此，做好钢结构厂房的防火工作刻不容缓。

1钢结构建筑特点

（1）钢材具有抗震、抗弯等特性

钢结构与传统的钢筋混凝土结构相比具有以下特点：钢材材质均匀，可认为为理想的弹性材料，受力状态简单明了。钢材的塑性和韧性好，有利用提高结构的抗震性能。钢结构强度高，自重轻，降低结构的自振周期，减小结构设计内力，降低基础造价。

（2）耐火性能差

钢构件在温度超过300℃后屈服点、抗拉强度和弹性模量均开始显著下降，当温度达到500℃时，仅为常温下的一半，当温度超过600℃时则几乎降到零。并且由于钢材的导热系数是混凝土的40倍，钢构件材质又单一，所以发生火灾后钢结构建筑往往升温极快，在纵向压力和横向拉力作用下，钢结构不可避免地扭曲变形，垮塌毁坏，进而导致整个厂房的倒塌。

2钢结构防火防火设计应注意事项

2.1如何确定厂房火灾危险性及耐火等级

厂房的生产火灾危险性如何确定，这是我们进行消防审核时首先应考虑的问题。《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）（以下简称建规）第3.1.1条对厂房的火灾危险性等级分为甲、乙、丙、丁、戊五类，我们较容易区分甲、乙、丙类，但实践中对于丁、戊类较难区分。对照《建规》第2.0.1条关于建筑构件耐火极限的规定，由于钢结构的耐火极限仅为15min，通常认为钢结构厂房的耐火等级为四级。但《建规》第7.2.8条规定：“二级耐火级的丁、戊类厂房的柱、梁均可采用无保护层的金属结构，但使用甲、乙、丙类液体或可燃气体的部位，应采取防火保护设施。”可理解为这是对丁、戊类厂房的特殊规定，即钢结构丁、戊类厂房，可视为耐火等级二级。然而丁、戊类厂房发生火灾的可能性较小但并不包含不会发生火灾，而且在现代企业的厂房中，我们也应借鉴国外规范中的“可燃物的可移动性”，即可燃物呈动态这一观点，笔者

曾检查走访过部分设计为丁、戊类的大面积厂房，发现厂房功能分区不明确，在部分时间内实际堆放的物品远不止于难燃或不燃物品，而是大量的包装纸箱、泡沫、橡胶、包装用塑料膜等，且厂房局部区域内还设置了喷涂、烘干车间，完全可以作为丙类厂房处理。但是，这些厂房在另一部分时间内，又没有或存放少量上述包装用的可燃物，恢复为设计中的丁、戊类厂房。故笔者认为：对于没有独立设置包装车间、仓库、喷涂烘干车间等的混合功能厂房，应视为丙类以上火灾危险等级，其钢结构厂房作为四级耐火等级，相应厂房层数、防火分区、防火间距要按《建规》第3.2.1条和第3.3.3条执行。

2.2如何确定是否应设置室内消火栓

甲、乙、丙类厂房内应设置室内消火栓系统。对于耐火等级一、二级且可燃物较少的丁、戊类，大跨度、大面积纲结构厂房的设计，《建规》对此规定并不十分明确，这就使在具体的工程设计中由于设计人员对此条文的理解及把握程度不同，而使消防级别的设置不同，即是否应设室内消防给水系统。是否设置室内消火栓系统，应根据厂房的使用性质及厂房的具体尺寸来确定。具体如下：

（1）若厂房的最小边不大于40米，且符合《建规》第8.4.2条一、二级耐火等级的丁、戊类建筑物内，可燃物较少，即使发生火灾，也不会造成较大面积的火灾（例如不超过100平方米），且不会造成较大的经济损失，则该建筑物不考虑室内消防给水设施。其它性质及耐火等级的厂房严格按《建

规》执行。

（2）若厂房的最小边大于40米，无论耐火等级及火灾危险性如何，无论可燃物的多少，均宜配置室内消防给水设施或设置移动式消防水泵、消防水池等设施。

2.3如何进行钢结构防火处理

对钢结构采取的防火保护措施，从原理上来讲，主要可划分为两种：截流法和疏导法。

2.3.1截流法

截流法的原理是截断或阻滞火灾产生的热流量向构件的传输，从而使构件在规定的时间内温升不超过其临界温度。目前工程上大都采用这几种做法：

（1）外包混凝土砌筑，保护层强度高、耐冲击，占用空间较大。在粱和斜撑上砌体施工难度大，适用于易受碰撞、无护面授时钢柱防保护。

（2）涂敷防火涂料，重量轻、施工简便，适用于任何形状、任何部位的构件，涂敷防火涂料技术成熟，应用面广。根据高温下钢结构防火涂层遇火变化的情况可分为膨胀型和非膨胀型两大类。膨胀型防火涂层：代号为B，遇火膨胀，形成多孔碳化层，涂层厚度一般小于7mm ，以有机树脂为基料，涂层厚掺加发泡剂、阻燃剂、成剂等。膨胀型防火涂料又称薄型防火涂料，这种涂料具有较好的装饰性。

非膨胀型防火涂层：代号为H，遇火不膨胀，有良好的隔热性，涂层厚度8mm～50mm，以无机绝热材料（如膨胀蛭石、

飘珠、型一矿物纤维）为主，掺加无机粘结剂等。非膨胀型防火涂料又称厚型防火涂料、隔热性防火涂料。

2.3.2疏导法

与截流法不同，疏导法允许热量传到构件上，然后设法把热量导走或消耗掉，同样可使构件温度不至升高到临界温度，从而起到保护作用。一般在钢管内部灌注液体或混凝土等材料，及时从钢基材吸走热量，使钢材温度缓慢上升，延长钢材升温至临界温度的时间。近年来出现的钢管混凝土新型构件，在火灾时，钢管的核心混凝土具有吸收钢管表面热量的作用，核心混凝土体积越大，吸热越多，钢管表面和核心混凝土中心温度越低，因此，提高了钢管混凝土在高温下的耐火极限，其防火保护层厚度比纯钢构件也大为减少。

参考文献

[1]蒋运林，熊猛.高层建筑钢结构的特点及其在我国的发展与展望[J].四川建筑科学研究，2003，29（3）：11-13.

[2]史毅，李磊，全玉.钢结构的防火保护[J].消防科学与技术，2003（2）：84-85.

[3]李国强.钢结构抗火设计方法的发展[M]. 2000.