上海智英化工技术有限公司天津分公司 天津市（总部上海） 300450
摘要：钢结构系统具有综合优势，适合大量生产。与钢筋混凝土结构相比，钢结构具有“高、大、轻”的独特优点，在全世界的工商业中被广泛使用。为了满足建筑规则的功能要求，必须在火灾安全性方面做好工作，以便在规定的期间内确保建筑物的安全稳定性。本文讨论了钢结构建筑物的耐火设计和耐火对策的基本方法。
关键词：钢结构；防火设计；防火保护；防火涂料
引言
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。
1钢结构住宅火灾特点分析
1.1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。
1.2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。
1.3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。
2钢结构防火涂料的功能以及应用
2.1薄型钢结构防火涂料
薄型钢结构防火涂料耐火极限大约在2h之内,其基料一般属于具有适合度的水性聚合物,可以与防火添加剂、耐火纤维、阻燃剂复合体系等配合使用,在装饰方面的优势较强。主要用于具有较强附着力、良好耐水性、耐久性的钢基材以及水性聚合物,在使用中需要利用喷涂施工的方式进行。
2.2厚型钢结构防火涂料
厚型钢结构防火涂料其成分大部分都是无机材料,主要是利用热导率偏低材料以及密度小的具有吸热性的材料,在防火性能方面具有较高的稳定性,适合长期使用。由于组分颗粒较大,在装饰方面会出现外观不平整的现象,影响建筑外观的整体美观,通常应用于隐蔽工程中。
2.3超薄型钢结构防火涂料
超薄型钢结构防火涂料属于溶剂型体系,遇到火灾会出现膨胀发泡的情况,这样就会引起在基层出现坚硬的、致密的防火隔热层,其本身的冲击耐火性较强,从而将钢材升温速度减缓,保护其钢结构。一般来说,其本身具有相对优越的耐火耐水性能,并且其黏结强度较高,具有超薄的特性,拥有良好的流平性以及装饰性,能够在有效防火的同时降低工程总造价,适合耐火极限没有超出2h的建筑构件,可以实现对应的防火保护以及防火涂装。实际使用时可以选择喷涂、刷涂、辊涂等多种方式。
3钢结构住宅的防火处理措施
3.1优化使用防火喷涂材料
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。
3.2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。
3.3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。
3.4注意事项
第一,室内、室外两种防火涂料在使用时不能随意调换。这是因为,室外的环境要明显复杂于室内环境,这对于防火涂料要求更高。针对室内的涂料,如果没有进行针对性的处理,将无法满足室外环境的防护要求。同时,在室内条件下,如利用室外的涂料,就会提升其对应的成本。第二,饰面型防火涂料不能用作钢结构防火涂料。因为其作为保护木结构等可燃基材的阻燃涂料,本身的功能仅是可燃基材的防火,并不具备提高钢结构耐火极限的能力。第三,厚型钢结构防火涂料适用于对耐久性和防火性要求比较高的钢结构建筑。因其主要成分是无机质材料,本身带有的抗老化能力较强,可以保持相对较长时间的防火要求。
结语
现在，高层钢结构建筑物数量增加，钢结构使用更广泛。一旦发生火灾事故，不能在短时间内灭火。而且，为了强化建筑物的耐火物保护和强化耐火限度，减少牺牲者和资产损失，需要建筑师制定建筑物内部必要的紧急防火计划。在目前的施工过程中，钢铁结构在发展建设产业中的应用已成为大势所趋，有关钢结构保护的研究正在进行中。
参考文献
[1]GB50016-2016建筑设计防火规范[S].
[2]徐晓楠，周政懋.防火涂料[M].化学工业出版社，2018（9）.
[3]王华进，王贤明，赵锐.钢结构防火涂料存在的问题及对策[J].中国涂料，2020（3）.