【摘要】隨著國家推廣發(fā)展裝配式建筑，部分省份發(fā)文加強鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅試點項目工程建設(shè)，在當前及未來的建筑工程領(lǐng)域和建筑材料市場之中，鋼結(jié)構(gòu)形式正逐漸占據(jù)較大的市場份額，未來將出現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)建筑與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土建筑大量并存的狀況。其中，鋼結(jié)構(gòu)由于自身的優(yōu)點一定程度上對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進行了取代;但鋼結(jié)構(gòu)建筑形式在我國仍然處于較為初級的應(yīng)用階段，尤其是在鋼結(jié)構(gòu)建筑的防火措施的設(shè)置經(jīng)驗上并不完善。為了使鋼結(jié)構(gòu)建筑在日后更加安全的投入使用，本文以鋼結(jié)構(gòu)的建筑防火為主題進行探究和分析。

【關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu);建筑工程;防火措施

隨著社會經(jīng)濟不斷地發(fā)展，生態(tài)破壞與環(huán)境污染對人類的生存和發(fā)展已構(gòu)成了現(xiàn)實威脅?；诒Ｗo和改善生態(tài)環(huán)境的考慮，國家提出大力發(fā)展裝配式建筑，鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑應(yīng)用也開始愈發(fā)廣泛，不斷在建筑工程中發(fā)揮新的功能和作用。鋼結(jié)構(gòu)建筑形式有著其他建筑材料不具備的獨特優(yōu)勢而應(yīng)用前景廣闊，其中鋼結(jié)構(gòu)可以由工業(yè)化程度較高的專業(yè)生產(chǎn)廠家進行大批量統(tǒng)一規(guī)格生產(chǎn)，既節(jié)能環(huán)保又可以實現(xiàn)標準化零部件結(jié)構(gòu)，同時鋼結(jié)構(gòu)自身具有良好的施工周期彈性，一般條件下鋼結(jié)構(gòu)建筑的施工周期都相對較短，并具有較強的抗震能力。

1、鋼結(jié)構(gòu)建筑防火的重要性

鋼結(jié)構(gòu)建筑形式雖然在現(xiàn)階段的建筑工程領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，但是由于鋼材料自身的結(jié)構(gòu)特性和自身防火屬性，鋼結(jié)構(gòu)建筑在防火和消防安全方面較傳統(tǒng)的鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)較低，尤其是鋼材料的自身耐火性能較差。一般條件下，鋼材料自身不會由于周圍環(huán)境的溫度升高而出現(xiàn)燃燒的情況，但是鋼結(jié)構(gòu)在高溫長時間作用下，會出現(xiàn)材料自身強度的大幅度折減，從而使得鋼結(jié)構(gòu)建筑在發(fā)生火災(zāi)的情況之下，難以及時有效地實施救援措施?；诖朔N情況，如果鋼結(jié)構(gòu)不進行防火處理，那在真實的火災(zāi)條件之下，鋼結(jié)構(gòu)建筑自身材料的耐火時間一般不會大于15分鐘，從而為后期的消防人員救援工作和滅火工作帶來極大的困難。因此鋼結(jié)構(gòu)建筑的防火設(shè)置十分重要。

2、鋼結(jié)構(gòu)建筑的一般防火要求

鋼結(jié)構(gòu)建筑的組成包括不同的鋼材構(gòu)件，其中主要結(jié)構(gòu)部件為鋼柱、鋼板剪力墻，鋼管混凝土束剪力墻和鋼梁。根據(jù)建筑的不同分類，耐火等級從高到低分為：一、二、三、四級，不同的耐火等級建筑相應(yīng)構(gòu)件對應(yīng)不同的耐火極限要求。以下幾種情況鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件可不考慮防火：

（1）單層丙類廠房中設(shè)有自動噴水滅火系統(tǒng)全保護時可不考慮防火;

（2）除使用甲、乙、丙類液體或可燃氣體的部位外，丁、戊類廠、庫房中的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件可不考慮防火;

（3）當設(shè)有自動噴水滅火系統(tǒng)保護時，單、多層一般公共建筑和甲、乙、丙類廠、庫房的屋蓋承重構(gòu)件（屋蓋承重構(gòu)件離地（樓）面的高度不小于6m）可不考慮防火;

（4）當空心承重鋼構(gòu)件中灌注防凍、防腐并能循環(huán)的溶液，且建筑中設(shè)有自動噴水滅火系統(tǒng)全保護時，可不采取其他防火保護措施。

（5）當多、高層建筑中設(shè)有自動噴水滅火系統(tǒng)全保護（包括封閉樓梯間、防煙樓梯間），且高層建筑的防煙樓梯間及其前室設(shè)有正壓送風系統(tǒng)時，樓梯間中的鋼構(gòu)件可不采取其他防火保護措施;但多層建筑中的敞開樓梯間采用鋼結(jié)構(gòu)時，應(yīng)采取有效的防火保護措施。

此外，衛(wèi)生間的鋼梁雖一般位于吊頂上部，但衛(wèi)生間水蒸氣較多，鋼梁表面容易承受冷凝水，因此防火層需要進一步保護，特別是采用防火涂料，柔性防火材料等孔隙率較大的防火保護層，外層應(yīng)采用防水砂漿包裹。另外鋼結(jié)構(gòu)建筑如果存在結(jié)構(gòu)表面長期處于較高溫度輻射作用之下，除按照鋼結(jié)構(gòu)建筑防火的一般要求，應(yīng)當在鋼結(jié)構(gòu)材料表面進行必要的防護措施，從而確保鋼結(jié)構(gòu)的耐火性和安全性。

3、鋼結(jié)構(gòu)防火保護措施與應(yīng)用

鋼結(jié)構(gòu)的防火設(shè)計應(yīng)注明建筑的耐火等級、構(gòu)件設(shè)計的耐火極限、構(gòu)件的防火保護措施、防火材料的性能要求及設(shè)計指標。防火材料的厚度由耐火驗算及防火保護設(shè)計確定。鋼結(jié)構(gòu)的防火可采用噴涂防火涂料、外包不燃材料等防火保護措施。外包不燃材料可采用C20混凝土或加氣混凝土砌體、輕質(zhì)防火厚板、巖棉、金屬網(wǎng)抹輕質(zhì)底層抹灰石膏、金屬網(wǎng)抹M5砂漿等其他隔熱材料?，F(xiàn)針對幾種常用的防火材料做以下分析：

⑴鋼結(jié)構(gòu)采用防火涂料保護時，可采用膨脹型或非膨脹型防火涂料。鋼結(jié)構(gòu)防火涂料可根據(jù)下列原則選用：

①高層建筑鋼結(jié)構(gòu)和單、多層鋼結(jié)構(gòu)的室內(nèi)隱蔽構(gòu)件，當規(guī)定的耐火極限為1.5h以上時，應(yīng)選用非膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。

②室內(nèi)裸露鋼結(jié)構(gòu)、輕型屋蓋鋼結(jié)構(gòu)和有裝飾要求的鋼結(jié)構(gòu)，當規(guī)定的耐火極限為1.5h以下時，可選用膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。

③當鋼結(jié)構(gòu)耐火極限要求不小于1.5h，以及對室外的鋼結(jié)構(gòu)工程，不宜選用膨脹型防火涂料。

目前鋼結(jié)構(gòu)防火大多情況均采用防火涂料，工人的施工經(jīng)驗較為成熟，缺點是其粘結(jié)強度和抗壓強度均比較低，防火涂料的粘結(jié)強度大約為0.04MPa，抗壓強度大約為0.03MPa，對于墻面裝修需要粘貼墻面磚的有質(zhì)量隱患，特別是對于社會投資的住宅項目不宜采用。

⑵鋼結(jié)構(gòu)采用蒸壓加氣混凝土薄板或蒸壓加氣混凝土砌塊防火包裹，在下列情況下不得采用蒸壓加氣混凝土產(chǎn)品：

a.建筑物±0.000以下（地下室的室內(nèi)填充墻除外）部位;

b.長期浸水或經(jīng)常干濕交替的部位;

c.受化學侵蝕的環(huán)境，如強酸、強堿或高濃度二氧化碳等的環(huán)境;

d.砌體表面經(jīng)常處于80℃以上的高溫環(huán)境;

對于鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑，蒸壓加氣混凝土防火不宜用于廚房、衛(wèi)生間等用水房間。當需要在蒸壓加氣混凝土附墻暗管埋設(shè)時，應(yīng)使用輕型電動切割機并輔以手工鏤槽器開槽，應(yīng)采用管卡件將管線固定在墻上，敷設(shè)管線后應(yīng)用專用砂漿填實，沿槽外側(cè)粘貼耐堿玻纖網(wǎng)格布聚合物水泥砂漿增強，然后再按裝修做法施工。對于毛坯交房的商品房住宅，對業(yè)主后期的裝修會帶來一定麻煩。

⑶鋼結(jié)構(gòu)采用輕質(zhì)底層抹灰石膏防火時，廚房和衛(wèi)生間等室內(nèi)潮濕區(qū)域不宜采用，其拉伸粘結(jié)強度大約為0.3MPa，抗壓強度大約為2.5MPa，拉伸粘結(jié)強度高，施工后不易空鼓，不易開裂。一般工程均可采用，但是因為目前使用較少，工人的施工經(jīng)驗有待加強。

⑷鋼結(jié)構(gòu)采用無機保溫砂漿防火時，一般情況均可采用，其拉伸粘結(jié)強度大約為0.20MPa，抗壓強度大約為1.0MPa，拉伸粘結(jié)強度較高，施工后不易空鼓不易開裂，工人施工經(jīng)驗成熟。

位于株洲武廣片區(qū)的“中天·麓臺”項目為綠色生態(tài)裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅，項目總建筑面積約為16萬平方米，由9棟32層高層住宅和少量商業(yè)組成，其中高層住宅均采用鋼結(jié)構(gòu)裝配式。該項目從方案前期開始組織過多次關(guān)于內(nèi)外墻板體系、防火材料及結(jié)構(gòu)布局的討論，并組織相關(guān)人員參觀了內(nèi)蒙古包頭萬郡大都、武漢武鋼雅苑、江西于都雙創(chuàng)公寓及楓葉江畔等項目，其中江西于都前后參觀了2次，第一次時間為2019年8月，此時項目主要在主體施工階段，第二次時間為2020年4月份，此時項目已經(jīng)在裝修階段。根據(jù)這些項目所反饋的問題，最終確定“中天·麓臺”內(nèi)外墻均采用傳統(tǒng)的頁巖多孔磚及空心磚，鋼結(jié)構(gòu)部分采用無機保溫砂漿防火，地下車庫考慮到防撞，鋼柱及鋼管混凝土束墻體采用噴射混凝土防火。

結(jié)語：

在建筑工程領(lǐng)域，鋼管混凝土束結(jié)構(gòu)是目前新研發(fā)的用于高層建筑的一種新型結(jié)構(gòu)形式，正逐漸代替原來傳統(tǒng)的鋼筋混凝土剪力墻，隨著鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅建筑的建設(shè)不斷增加，鋼結(jié)構(gòu)的防火措施設(shè)置正成為一個人們普遍關(guān)注的問題，設(shè)定合理的鋼結(jié)構(gòu)建筑防火保護措施，不僅要有利于人們生命財產(chǎn)安全的保護，還要確保滿足人們的正常使用要求，不開裂，不脫落。現(xiàn)階段鋼結(jié)構(gòu)住宅防火措施還處于理論設(shè)計階段，還需要經(jīng)過時間的驗證，根據(jù)不同氣候不同功能的建筑選擇經(jīng)濟合理的防火保護措施。

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作者簡介：

唐建平（1980.3-），女，湖南株洲人，本科，工程師，主要從事建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計方面工作。