钢结构防火保护研究论文

简析钢结构防火涂料防火原理

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，如何浅析钢结构防火涂料防火原理?

摘要： 钢结构作为现代建筑的主要形式，在常温下具有质量轻、强度高，抗震性能好，施工周期短，建筑工业化程度高，空间利用率大等优点，为企业节省投资而被投资者大量应用。但钢结构建筑抗火性能差的特点也非常明显，因为钢材虽是一种不燃烧的材料，却是热的良导体，极易传导热量。钢材在温度超过300度以后，屈服点和极限强度显著下降，达到600度时强度几乎等于零。科学试验和实例都表明，未加保护的钢结构在火灾情况下，只需15分钟，自身温度就会上升到540度以上，致使构件本身扭曲变形，导致建筑物坍塌毁坏，变形后的钢结构也无法修复使用。因此，对钢结构必须采取防火保护措施。

关键词：钢结构 防火涂料 防火原理

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。但其缺点是施工时气味大、涂层易老化，淀粉等。使用淀粉做成碳剂，涂层的耐水性问题不易解决，而二季戊四醇由于其价格原因，在国内也很少使用，目前国内普遍采用季戊四醇作为防火涂料的成碳剂。

4.发泡剂

膨胀型防火涂料只有在发泡剂的作用下，才能在高温火焰下产生膨胀层。发泡剂遇火分解并释放出氨、水、二氧化碳、卤化氢等不燃性气体，使涂层在到达软化点的情况下发泡膨胀，形成海绵状结构。

三、存在的技术问题

1.耐久性

由于厚型防火涂料存在自重大，装饰性差，因此只能应用在某些对外观要求不高的室外钢结构。广泛应用的是薄型和超薄型钢结构防火涂料，特别是超薄型。此两类涂料所使用的主要原料聚磷酸铵、三聚氰胺和季戊四醇均耐水性不良，存在随着环境、时间等溶出、分解、降解和老化等问题，因此，此类涂料必定会随着时间的推移防火性能有所下降，而目前还没有找出一种评定防火涂料耐久性的方法。检测报告所给出的耐火极限是涂料涂后保养1至2个月的检验结果，但火灾的发生是不可预测的，火灾可能是在涂料涂后的1年，也可能在涂后的10年发生，因此膨胀型防火涂料最主要的就是耐久性问题。

2.安全性

目前的膨胀型钢结构防火涂料遇火有可能释放出氨、hcn、卤化氢、一氧化氮、二氧化氮、一氧化碳、二氧化碳、氯、溴等有毒有害气体。如果这些气体的浓度超过了人体忍受极限，便会对未逃离火场的人员以及消防人员造成危害。

3.生产、施工

国内多数钢结构防火涂料生产企业的规模不大，生产工艺流程自动化水平不高，有部分企业还处于手工作坊式在操作，不少产品的配方工艺大同小异，对专用于防火涂料的原料研究不够，对原材料的检测、控制不够，生产过程的检测手段不全，施工设备有待改进提高，与防锈漆的配套性也不能进行严格的检验。

4.测试方法

钢结构防火涂料作为一类功能性涂料，其性能主要有理化和耐火两方面组成。同样耐火极限的防火涂料因其应用环境不同、受火类型不同，对基材的保护作用也就不同。

5.检测标准方面

gb14907-2002《钢结构防火涂料》对同种防火涂料只规定一种涂层厚度的检验报告，而实际工程中由于钢梁、钢柱、钢楼板规范所要求的耐火极限各不相同，例如室内厚度为2mm的超薄型防火涂料检测报告出具耐火极限为1.5h，实际工程要求钢梁、钢板、钢柱耐火极限分别为1.5h、1.0h、2.0h。对钢板、钢柱应采用何种厚度的防火涂料进行保护，目前无论从理论界或是实际工程均缺乏相应的研究。

6.检测标准构件与实际工程构件的差异性

耐火极限检验中使用的基材是q235的标准i36b或i40b热轧普通工字钢梁，而实际工程运用中，钢构件的截面尺寸各种各样。检验报告中描述的钢梁与实际工程中的钢构件并无完全的对应关系，实际使用的钢构件和标准钢梁间应该如何进行换算，如何确定实际使用的钢构件的涂层厚度，国家尚无规定。

四、相应对策

1.对钢结构建筑进行科学的防火保护

目前，我们通常使用的方法有：钢结构表面喷涂防火涂料;用现浇混凝土作外包层;钢构件内充水等，其中应用最为广泛的是钢结构表面喷涂防火涂料。

2.加大宣传培训教育的力度

防火工程造成的火险隐患原因是多方面的，但很重要的一个原因是思想认识不到位，轻视火灾预防，对违规施工存在侥幸心理。消防部门应利用报纸、广播等形式广泛宣传钢结构阻燃处理的重要性和必要性，适时组织设计、施工单位进行消防培训，提高设计、施工人员的业务理论水平和执法守法意识。3.加强对防火涂料市场的规范管理

凡是防火涂料的生产厂家必须有国家检测机构检测合格的报告，方准出厂销售，并应附有使用说明书，标明技术性能、制造批号、储存期限、适用范围;消防监督部门应对每批防火涂料进行出厂前的质量抽检，并检验其包装、标贴、说明等是否符合规定要求。对于防火涂料的施工单位，明确要求持有相关施工资质。

4.严把审核关

在受理钢结构审核项目时，要求设计单位在图纸中明确建筑物的使用性质、耐火等级、火灾危险性分类、生产工艺流程、防火涂料的施工方法等消防设计内容。承担消防工程的施工单位应具有相应的资质，并在施工前将施工方案报消防部门审核。对于设计不全、无施工方案的，消防部门可以下发不受理通知单并注明不受理的理由。

5.正确选用防火涂料品种

目前市场上防火涂料的品种繁多，其防火性能也不尽相同。不能把组成、制造工艺、质检方法和标准以及施用技术等方面存在明显不同的饰面型防火涂料用于保护钢结构;对钢结构防火涂料应根据钢结构耐火极限要求选用不同的防火涂料：耐火极限不超过1h时，可选用超薄型或薄型防火涂料;耐火极限不超过2.5h时，可选用薄型或厚浆型防火涂料;耐火极限在2.5h以上时，应选用厚浆型防火涂料。裸露部位且装饰效果要求高时，如屋顶承重构件可选用超薄型防火涂料，裸露的柱及网架构件则可选用薄型涂料，隐蔽部位选用厚浆型涂料。不能将技术性能仅满足于室内钢结构防火涂料标准要求的产品未加技术改进就用于保护室外钢结构，露天钢结构防火涂料的选用应考虑其耐水、防冻、防腐等因素，只有这样，才能真正发挥涂料的防火性能。

6.及时进行施工现场检查

防火涂料工程施工较快，加强对施工现场的监督检查非常重要。通过施工现场检查，可以掌握施工队伍的情况、工程的进度、施工质量和产品质量。只有实地检查，才能发现隐患并及时督促整改，避免不必要的损失。有条件的地方，还可以从施工现场取样并对样品进行热性能分析、比较、检验，确保工程质量。

7.严格验收标准

在工程竣工验收前，消防部门应让建设、施工、监理单位出具质量检测报告，掌握工程施工情况。在工程验收时，不仅要重视消防设施的验收，还应把钢结构防火涂料的验收放在重要位置。消防监督人员不仅要眼看、手摸，还应配置测厚仪等必要的检测设备。对于施工质量达不到要求的，该返工的要返工，该处罚的处罚，确保钢

结构消防工程的质量，从根本上消除钢结构工程存在的火灾隐患。

五、结束语

由于钢结构防火涂料是如今乃至未来社会很有发展前途的一类产品，只有检验机构、生产、设计、施工、监理和消防监督部门联手共同努力，才能使我国的防火涂料领域健康、有序发展。

参考文献：

[1]徐晓楠，周政懋.防火涂料[m].化学工业出版社，2004.

[2]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，2005，(8):11-12.

[3]钢结构防火涂料应用技术规范.公安部四川消防科学研究所.

[4]建筑钢结构防火技术规范.中国计划出版社,2006.

[5]倪建春，梁海.钢结构防火涂料的应用与施工要点[j].涂料技术与文摘，2004，(2):17-19.

高层建筑防火安全隐患的问题及应对策略论文

在各领域中，许多人都写过论文吧，论文写作的过程是人们获得直接经验的过程。你知道论文怎样才能写的好吗？下面是我收集整理的高层建筑防火安全隐患的问题及应对策略论文，欢迎大家分享。

摘要：

随着城市化的发展进程，高层建筑呈现出蓬勃发展的态势，为缓解交通拥堵的压力，以及给人们出行带来便利，建筑物的高度越来越高，而在高层建筑施工中建筑的安全隐患问题是当前人们普遍关注的热点问题。为更好地解决这一问题，本文将对高层建筑安全隐患进行整理，分析具体解决此类问题的措施，以供参考。

关键词：

建筑;问题;防火设计;

引言：

目前，随着城市人口数量的剧增，人口密度不断增加，高层建筑的出现迎合了时代发展的需要，解决了城市用地紧张的问题。但因高层建筑带来的火灾问题也在逐年上升，这一定程度上，阻碍了城市的健康发展，对人们的生命财产安全带来了负面影响。因此，如何采取有效措施，降低火灾的频发程度，是防止建筑火灾隐患的关键。

一、高层建筑防火安全隐患问题

（一）人口密度大，人员疏散有一定难度

在高层建筑施工设计中，由于建筑高度较高，所以居住用户的人数也较多，若遇到火灾问题，现在第一时间内实现人员的疏散难度较大。其主要原因不仅仅是人数较多，同时疏散的距离也相对较远，若想将人员快速送到安全区域困难较大。通过相关调查研究表明，在相关的消防队伍测试中，经验丰富的消防队员若想从离地150米的高空到地面的时间要长达15分钟。而烟气和火源传播蔓延的速度却很快，同时在人员疏散的过程与烟气和火源的传播方向是相互对立的，这也给人员疏散带来一定难度[1]。

（二）管井数量多，容易引发烟囱效应

普遍的高层建筑施工中，所采用的装饰装修材料都具有一定的易燃易爆的属性，当火灾出现时，极容易通过井管进行速度传播，如楼梯通道、排烟道、电梯井道等等，这些井管容易出现烟囱效应，对建筑防火带来难度。

（三）高层建筑结构因素影响

从高层建筑的结构上看，其与一般性的建筑相比更为复杂，因此，救援的难度也相对较大。尤其是近些年玻璃幕墙在高层建筑施工的普遍应用和推广，给建筑的防火安全带来极大的影响。若火灾来临时，玻璃幕墙因碰撞或温度过高产生破碎现象，则容易在建筑内的人员带来严重的危险，同时玻璃幕墙的增多也给建筑的消防供水带来了难度。

（四）火灾扑救难度较大

高层建筑在面临火灾风险时，消防队伍所应用的灭火器具往往无法送达建筑火灾高度，这给火灾的扑救带来极大的难度。火灾现场高热的辐射烟雾能迅速蔓延，同时高处空气流通较快，消防队员难以及时切断火灾源头、当火势蔓延速度加快后，建筑内的水源供给就难以满足实际需要，需要消防车通过室外补给的方式进行灭火，而消防用水的耐压程度往往无法送到满足高层建筑灭火的需要。而此时若高层建筑未安装消防电梯，则消防队伍就要戴好防护面具，采取从走步梯的方式进行灭火，不但消耗了大量体力，同时还会与建筑内部疏散人员形成对流延误救火时间[2]，使消防队伍人员不能第一时间到达火灾现场进行火情扑救。

（五）高层建筑的功能相对复杂

从高层建筑的功能上看，为满足人们日益增长的功能需求，建筑功能已经逐步向复杂化趋势发展，电气组件和设备较多，进而增加了火灾发生的几率，尤其是遇到管理不当的问题时，极易引发火灾。特别是那些面积较大的综合高层建筑，一旦引发火灾，其后果不堪设想。

二、如何有效解决高层建筑的安全隐患问题

（一）做好施工阶段的防火设计

高层建筑的结构相对复杂，因此在建筑的设计阶段尤其要注意建筑的防火问题。首先，要在设计环节中加强对施工图纸的复查和责任划定与倒查机制的建立，保证施工设计与相关的消防制度要求相一致。同时，作为消防安保部门还要做好高层建筑消防施工的验收和审核，重点审核内容要遵照相关的消防制度展开，对于开发商以及施工个人的篡改消防施工设计内容的'行为进行严厉惩处。此外，在建筑材料的选择上加强重视，如采用的隔离墙应具备加强的防火性能，进而提升建筑的整体防火性能，当火灾发生时，不会导致建筑内的人员因过于慌乱，错失逃生的机会。同时在逃离通道电梯设置也要把控整体的安全性，确保人员的顺利逃生[3]。

（二）组建火灾自救组织

在建筑火灾发生时，若想顺利地实现建筑内部人员的疏散，单独依靠消防队伍的救助显然不切实际。因此，要做好火灾发生时的自救方案制定，在具体方案制定上应该参照相关的规定。首先，考虑到建筑物的高度来制定专属的消防设计方案，内容要根据相关的防火设计规定执行，只要符合规定内容的，均可进行采纳和借鉴。同时也可以参考其他高层建筑的防火设计方案来制定自身的方案。其次，应由建筑住户与物业结合建立火灾应急队伍，在火灾来临时，帮助建筑内的人员进行自救，同时因其更了解建筑内的构造和地形，也可以在消防队伍赶到后帮助消防队员进行现场的营救。

（三）火灾发生时的防火设计

在高层建筑施工设计中，对于建筑物彼此之间的空间距离有着明确的规定，这对于与高层建筑的防火性能提升起到至关重要的作用。当单独一个建筑物发生火灾后，不会对周遭其他建筑物造成影响，同时也能为自身内部人员的疏散提供便利。因高层建筑主要集中在城市街道繁华的地区，往往交通较为便利，这就要求在建筑施工过程中还要注意周边车道的防火设计，这是不容忽视的要点。其次，在火灾发生时，要保持冷静，可将建筑内部人员进行分流，在火灾不太严重时，首选电梯进行疏散，因电梯的疏散速度高于楼梯，所以在火灾蔓延速度不高时，可选用电梯。此外，高层建筑的顶端也是疏散人员的主要场所，楼顶可以作为直升机救援的主要场所[4]。

（四）火灾照明灯与疏散指示标牌设计

当火灾来临时，往往会出现断电的现象，这一定程度上给高层建筑的人员疏散带来难度，因此，要求在高层建筑的防火设计中，注意穿插专门的照明灯，并规定此类照明灯平时不予使用，只在火灾来临时点亮。同时，在防火设计中，还要注重疏散指示标牌的建立，这将为停电后的人员疏散起到指示作用。而为将事故照明灯与指示标牌发挥其应用的作用。在设立时应注意将其设立在人员密集的地方，如楼道口、电梯间隔处等等。同时安装的地点周围不能有其他易燃品的出现，避免火势蔓延烧毁此类标识和指示灯。此外，还要设立单独的供电系统，保证其电源的稳定性。

（五）消防电梯的设计

能够在火灾发生时，对火灾的火源进行扑灭，降低火势，延缓火灾蔓延速度，减少人员损伤的主要力量是消防队伍。所以消防队伍集合并到达火灾现场的速度就显得尤为重要。高层建筑的主要特点是整体建筑的高度较高，若只依靠步梯攀爬的方式进行火灾救援显然会错失救火的最佳时间。因此，设计并投用专业的消防电梯是十分必要的，其在一定程度上能提升救火的整体效率。在设计此类电梯时，应注意在电梯井壁的材料应用上，保持机房的隔墙耐火程度应不少于两小时，并在井道的顶端设置排烟系统[5]。

（六）火灾预防制度的制定

除了上述设计的要点外，我们还应该做好火灾预防制度的设计。并由建筑的物业主管部门对高层建筑的业主定期进行防火知识的普及和教育。具体制度中应包含如何正确的使用电器和火源，如何避免火灾隐患，当火灾到来时，应具备哪些素质，如何正确的逃生和等待救援等内容。同时，还要进行定期的消防管理，对于建筑内部现有的消防用品以及设施进行试验检查，确保设施的完整性、可靠性。除了一些居住型的高层建筑外，一些综合性的商业建筑楼梯，如商超、百货等大型建筑也需要加强防火设计，如通过设置消防栓、灭火器，烟雾警示器等等。此外，各类餐饮部门也应该做好废水的处理和收集，因此类用户排污废水中，油脂的含量较高，极易引发火灾，因此，处理好此类废水工作显得尤为重要，应避免此类废水靠近废水，提升综合高层建筑楼梯的消防能力。

（七）自动警报系统的设计

高层建筑的住户总量大，种类也不尽相同。有居家型、商户型、餐饮型、办公型等等，若想在第一时间知道火灾发生现状，必须要安装自动警报系统。这也是高层建筑防火安全设置中最基础的一部分。因此，应该配备专人进行警报系统的维护，以备火灾来临时，警报系统能发挥其应有的作用。

（八）提高建筑结构的耐火等级

高层建筑结构施工中，应根据业主的实际需要，选择适宜的结构材料。尤其是对于人口密度较大的建筑结构施工中，所采用的吊顶以及装饰用品材料，应具备耐火性能和隔热性能。如轻钢龙骨装饰材料，同时在材料进场之前应经过耐火隔热的相关测试，在确保测试合格后方可投入使用，对于一些原有木结构建筑以及一些耐火隔热性能较低的钢架结构建筑，或已经在装饰施工环节投入可燃吊顶的高层建筑施工，需要进行改建施工，其目的是提高此类建筑的耐火隔热性能。如在钢结构建筑的钢架支撑上涂上防火涂料，或者贴敷隔热材料等方式，提升钢结构建筑的防火性能。再如在紧急疏散楼道间的墙面上，应有防火涂料。对于一些酒店的客房装饰中，窗帘、床上用品外罩包裹上都可以采用防燃、阻燃的材料。再如一些高层综合体建筑中所采用的地毯，应有防燃、阻燃材料，并按照国家的消防技术规范的相关规定制定建筑防火分区，在火灾出现时，能实现防火分隔的目的，能有限降低火势的蔓延，保障建筑物内人员的安全。

三、结语

总而言之，高层建筑若发生火灾，其蔓延速度极快，并且疏散难度较大，威胁住户的人身安全。因此，应从源头把控，加强施工设计环节的防火设计功能，提升建筑结构的耐火性能，并组织建筑内部人员展开防火自救，当火灾发生时避免慌乱，根据指示标志和照明灯的指示方向找到正确的逃生通道路线，提升高层建筑的消防能力，正确解决火灾隐患的发生。

参考文献

[1]蓝天翔.城市高层建筑防火监督检查要点探讨[J].科技创新与应用，2020(34):129-130.

[2]梁煜.高层建筑防火安全隐患及解决对策[J].今日消防，2020,5(10):87-88.

[3]刘思池.高层建筑防火安全隐患分析及解决措施[J].消防界（电子版）,2020,6(18):67+69.

[4]万帅，吕牮楠.高层建筑防火安全隐患及对策[J].消防界（电子版）,2020,6(14):67-68.

[5]张楠.高层建筑防火安全隐患及对应策略探讨[J].今日消防，2020,5(07):110-111.