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钢结构住宅的防火处理措施分析

发表时间：2021/4/6 来源：《建筑科技》2020年9月下作者：朱华新胡晋峰刘俊磊

[导读] 房屋住宅是人员密集度高，火灾风险性大的区域，因此开展住宅的防火问题分析具有重要意义。本文运用调查法、实验法、文献法等对钢结构住宅的特征特点、防火性能进行分析，其次就如何做好钢结构住宅防火处理展开探究。提出几点个人观点，希望能为相关工作带来些许帮助。

苏州市苏网建设工程有限公司朱华新胡晋峰刘俊磊 215152

摘要：房屋住宅是人员密集度高，火灾风险性大的区域，因此开展住宅的防火问题分析具有重要意义。本文运用调查法、实验法、文献法等对钢结构住宅的特征特点、防火性能进行分析，其次就如何做好钢结构住宅防火处理展开探究。提出几点个人观点，希望能为相关工作带来些许帮助。
关键词：钢结构住宅;防火技术;防火涂料;消防设计;
        钢结构具有稳定性高、承重性强、成本低廉等优点，近年来被广泛应用于住宅建筑。钢结构在住宅建筑中的使用，使得住宅结构得到优化，住宅整体的稳定性、安全性有所提升。但钢结构也存有一些缺陷，如在长期高温情况下，钢材的力学性能、材料性能会逐渐降低，若受到大火烧蚀，钢结构很有可能会出现局部失稳或整体坍塌，从而使建筑内人员、物品安全受到严重威胁。下面结合实际，就钢结构的防火处理问题做具体分析。
        一、钢结构住宅火灾特点分析
        （一）过火面积不易控制
        火灾是非常典型的威胁到人类生命与社会财产安全的危险事故，火灾发生后，不仅会产生大量烟气，降低能见度，造成人体中毒，而且也会引发爆炸事故，导致事故影响进一步扩大。火灾具有突发性以及猛烈性，火灾发展速度也非常迅速，尤其是在住宅这种比较密闭，易燃物较多的空间里，一旦发生火灾，那么住宅中的过火面积以及火灾发展速度就很难控制。相关研究与实践证明，当钢结构中发生火灾时，火势会在短时间内迅速扩散，导致住宅内部大面积过火，浓烟迅速弥漫，从而加大了救援以及逃生难度，容易造成严重的人员伤亡与财产损失。面对迅猛且危害极大的火灾，需要有可靠的防火技术来确保建筑结构与居住人员安全。但在传统技术体系下，一般是通过喷涂防火材料或利用防火卷帘来对火灾进行防控，但这些方法成本高效果又相对较差，不能很好地满足建筑使用需求。
        （二）易发生结构坍塌
        研究表明，钢结构在常温环境下具有较好的挠度以及强度，但是在受火后，钢结构的物理性能、材料性能就会快速发生变化，结构弹性模量与强度会在短时间内出现衰减，进而造成结构变形或坍塌，使建筑内部人员的生命安全受到威胁。
        （三）人员疏散难度大
        住宅建筑中一般楼梯、过道空间相对狭小，这造成人员逃生困难。当有火灾发生后居民全部涌入楼梯或电梯，在慌乱之中无法顾及秩序，不仅不利于人员快速疏散逃生，而且还有可能出现严重的踩踏事故。且随着城市土地资源的日益紧缺，城市建筑高度也不断增加。目前很多钢结构建筑都是带有电梯的高层建筑。但建筑内电梯数量有限，若发生火灾大部分人员无法及时逃生，会导致人员的生命安全遭受严重威胁。
        二、火灾对钢结构性能的影响分析
        研究与实践证明，火灾会给钢结构的物理性能、材料性能等带来很大影响。当钢结构住宅发生火灾后，火源火焰的热作用以及烟气热作用会导致钢结构快速升温，在升温工程中就会有温度荷载产生。当温度荷载以及外力荷载共同作用于钢结构时，结构就会出现位移、变形甚至是坍塌，进而造成钢结构整体的抵抗性、安全性丧失。研究表明，当建筑内发生火灾时，钢结构的承载性能就会随着钢材温度的升高而渐渐下降，当钢材内部温度达到600摄氏度时，钢结构的承载强度将下降三分之二左右。在真实的火灾情况下，钢结构住宅中的温度场会不断变化，且这种变化是不均匀的。当钢结构受到这种不均匀空间温度变化的影响时，建筑结构体系的平衡状态也会出现变动。不均匀的空间温度使钢构件内部出现附加温度应力，从而造成结构体系的稳定性、抗火性快速下降，使住宅内部出现结构性下降。
        为提升钢结构受火时的稳定性、安全性，在进行钢结构设计与建设时就需采取必要的防火措施，从整体上提升钢结构的耐火性能，使钢结构有较高的安全性。

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在当前的技术体系下，常用的钢结构防火处理技术是在钢结构表面喷涂防火涂料，利用防火涂料对钢结构进行保护，使其耐火性得到增强。这一技术方法虽有一定的科学性与可行性，但是也存有些许不足。如防火涂料价格普遍相对昂贵，大量使用会导致住宅施工成本增加，经济效益降低。同时一些防火涂料的性能质量也不能保证，有些防火涂料性能质量不达标，并不能对钢结构起到很好的保护作用。且防火涂料在使用较长时间后就会出现脱落，使钢结构得不到有效保护。
        三、钢结构住宅的防火处理措施
        （一）优化使用防火喷涂材料
        前文已经提及，在建筑钢结构表面喷涂防火料是一种相对科学可行的方法，喷涂性能稳定、防火作用显著的材料可大大提升钢结构的耐火性，降低火灾给钢结构的负面影响，使钢结构在受到火灾侵蚀时保持稳定。因此在进行钢结构住宅的设计与建设时，可根据建筑结构防火等级要求，根据建筑规模、结构喷涂面积等来确定是否适合使用防火料喷涂技术。若住宅结构规模较小，喷涂面积不大，则可考虑使用性能稳定、质量达标的防火喷涂料给予钢结构基本的防护，利用喷涂料促进建筑耐火性提升。在选用防火喷涂材料时，应严格按照相关规范与要求，采用科学先进的技术方法对喷涂料的性能质量进行检测，要保证应用于建筑结构中的防火喷涂料有较好的防火性。
        （二）加强钢材料与钢结构耐火性能控制
        在一个建筑中，钢结构的主要功能作用是承受荷载，而要想让钢结构有较强的荷载功能，就需要确保钢结构有较好的抗火性。为此，在进行钢结构建筑的设计与建设时，要做到以下几点：首先，加强对钢材性能质量的检测与控制。在选用钢材料时，需对材料各项物理特性、耐火性能等进行测算分析，确保所用钢材料的泊松比、密度以及热膨胀系数、热传导系统充分满足标准要求。其次，做好对钢结构性能质量的检测与完善。在进行钢结构设计时，要结合国家制定的相关技术规范以及工程实际要求对钢结构的耐火等级进行测算与分析，要全面保证钢结构耐火等级达到标准要求。具体如，钢结构在规定的耐火极限内，其承载力不能小于各种作用所产生的组合效应。在各种荷载效应组合下，钢结构的耐火时间要达到标准要求。
        （三）做好建筑消防设计
        除了使用防火喷涂料外，也可通过一些建筑消防技术来提升钢结构的耐火性，稳定性，有效实现对钢结构住宅中火灾的防范与控制。如在钢结构建筑中要增设建筑防排烟系统、火灾自动报警系统、灭火系统以及疏散指示系统等，根据建筑内部火灾的真实表现与具体危害提前做好各项防范措施，将火灾对住宅结构以及居住人员的危害降到最低。除做好以上基础的消防设计外，还应当根据钢结构住宅的特征特点应用针对性防火措施。如钢结构住宅一般面积相对较大，一些高层住宅的楼层较高，建筑内存在火灾荷载分布不均匀的情况。针对以上特征，可在钢结构住宅中设置防火隔离带，或是对局部钢结构做针对性防火处理等，以此提升整个建筑结构的安全性。
        四、结语
        综上所述，火灾是威胁人员、建筑与物资财产安全的重要隐患，因而在进行钢结构住宅设计与建设时一定要将防火工作放在重要位置。相关单位与人员要做好对钢材料性能质量的检测与钢结构耐火性能的把控，在此基础上通过使用防火涂料、防火单元、自动水炮灭火系统等进一步增强钢结构住宅防火、抗火能力，将火灾危害降到最低。
参考文献
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