摘要：通常人们认为钢结构建筑工程物既坚固又无火灾之虑，但是，钢结构在防火方面却存在很大的缺陷，其实钢结构建筑工程的耐火极限比较低，当火灾发生时，随着温度的上升钢材的强度会急剧下降。据相关计算分析，使钢结构失去静态平衡稳定性的临界温度为500℃左右，而一般火场温度达到800℃～ 1000℃。因此为了保障钢结构建筑工程的安全使用，必须合理应用防火技术。基于此，本文阐述了钢结构建筑工程的主要特征以及钢结构建筑工程的防火性能，对钢结构建筑工程防火存在的主要问题与防火技术进行了探讨分析
关键词：钢结构建筑工程；特征；防火性能；防火问题；防火技术
钢结构建筑防火保护过程中的耐火时间极限要求大于或等于规定的耐火时间极限，并使火灾时产生的温度的最大值不超过钢材的临界温度，从而延长建筑被破坏的时间，减少火灾后钢结构的修复费用，缩短灾后钢结构功能的恢复周期，使得因火灾引起的经济损失降到最低，减少因火灾引起的人员伤亡程度。
一、钢结构建筑工程的主要特征
钢结构建筑工程的特征主要表现为：（1）满足超高度和超跨度的特征。钢材组织均匀，接近于各向同性匀质体，并且强度高、弹性模量亦高。其密度与强度的比值远小于砖石，混凝土，木材，在同样受力情况下钢结构自重小，从而可以做成跨度较大和高度较高的结构以及灵活的结构形体。（2）有利于合理布置功能区间。在住宅建筑中，人们一直希望能够有大跨的无竖向结构空间，这样可以根据需求进行灵活隔断，使室内布置呈多样化。传统住宅由于所用材料的性质，限制了空间布置的自由。钢结构建筑工程可以利用钢材强度高的特点，采用大开间柱网布置，使建筑平面分隔灵活，可以利用非承重墙体灵活分隔室内空间，形成开放式住宅。同时利用钢结构连接简单的特点，在垂直平面内比传统结构能更好地应用错层、跃层结构。由于钢结构建筑工程的构件截面尺寸小，可以增加使用面积，提高得房率。（3）具有建设成本相对较低且工期短的特征。钢结构建筑工程模数协调统一标准实现了建筑工业化大规模生产，提高了建筑预工程化，使不同材料、不同形状和不同制造方法的建筑构配件具有一定的通用性和互换性。同时建筑钢结构工程的预工程化使材料加工和安装一体化，大大降低了建设成本，并加快了施工速度。
二、钢结构建筑工程的防火性能分析
钢材作为钢结构建筑工程中的主要建筑材料，其虽然属于不燃烧材料，但是钢材本身是一种热良导体，容易传导热能，使得钢材的耐火性能较差，并且其在高温下易于变形，受热后强度下降很快，据相关研究分析，如钢材到500℃左右，其强度下降到40%-50%，而到614°C时，钢材强度就只有70Mpa，几乎失去承载能力。建筑设计防火规范对耐火等级作出了相关规定，根据组成建筑物构件的燃烧性能和构件最低的耐火极限，将建筑物的耐火等级分为四级。未经防火保护的钢结构建筑工程物耐火等级仅为四级，不能满足火灾情况下对建筑防火要求。而一般火场温度最高可达到1000°C，在这样的高温下，裸露的钢结构会很快出现塑性变形，产生局部破坏，造成钢结构建筑工程整体倒塌。
三、钢结构建筑工程防火存在的主要问题与防火技术分析
1、钢结构建筑工程防火存在的问题。主要有：（1）业主装修对钢结构建筑工程防火保护层的破坏。钢结构建筑工程销售后，相关业主一般会对其进行相应装修。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在业主装修过程中，钢结构建筑工程建筑即使采取了相关防火保护措施，由于一般业主都缺乏防火专业知识，在装修过程中未对防火设施进行保护，并且钢结构建筑工程建筑的防火保护层被破坏甚至剥落，一般都不会进行修复，如果发生火灾，将会影响到钢结构建筑工程的主体结构安全。（2）消防设施相对缺乏。对于其他民用建筑的消防设施，如消防报警系统、自动喷淋系统，国家防火规范都有比较明确的要求。住宅建筑长期以来作为量大面广的经济类建筑，造价、投资标准较低，除高度超过 100 米的超高层住宅和属于一类高层建筑的高级住宅的居住用房应设置自动喷水灭火系统外，其它类型的多、高层住宅均只须消火栓系统。由此可见，如同样采用钢结构体系的住宅建筑，住宅建筑由于规范没有要求设置自动喷水灭火系统，其消防安全系数相对来说就比较低。
2、钢结构建筑工程防火技术的分析。（1）常用的防火技术。第一、水冷却法。主要包括注水和淋水两种。为了控制钢结构的温度，水冷却注水法的主要实现方法是在内部中空的钢柱内进行注水，并与上部的冷却水水箱连同，形成一个可以内部循环的冷却封闭系统。当外界发生火灾而导致钢结构温度升高的时候，钢结构和内部的冷却水会进行一个能量交换，两者之间存在一个温度的传递。然后钢柱内的冷却水由于温度的升高，随即和上部冷却水水箱中的水进行热量交换，这样就形成了一个冷却水的循环，随着循环的进行，不断带走钢结构上面的温度。而水淋冷却法是在钢结构上部布置自动喷淋系统，发生火灾时，启动喷淋在钢结构表面形成一层连续的水膜，达到保护作用。第二、包敷法。其主要是采用砖、混凝土、硅钙板等材料将钢结构包裹，从而形成保护层，提高构件耐火极限。主要包括单面屏蔽法、外衬砌法。单面屏障法是一种对热源的处理方法，主要的视线方法是在钢结构和火源之间设置一个屏障，使得火灾发生时，热量无法快速传递给钢结构。外衬砌的主要目的也是隔断火源，主要的衬砌材料是混凝土、耐火砖以及耐火轻质材料。实现方法和单面屏障法类似，只是外衬砌方法是把混凝土或者耐火砖完全包裹钢结构构件，完全防止了钢结构和火源的直接接触。第三、喷涂法。为了提高钢结构的耐火性能，可以在其表面喷涂一层防火材料，形成一层保护膜，提高发生火灾之后钢结构的耐火性，它具有施工简单等特点，而且不用考虑钢结构构件的形状，经济性和适用性都不错。（2）结合钢结构建筑工程的防火等级合理选择材料。民用建筑及大型公共建筑的承重钢结构经常采用防火涂料进行防火，一般按建筑物耐火等级及构件耐火极限的要求选用。根据各类防火涂料的性能及适用范围，选用时要优先选用薄型防火涂料。选用厚型防火涂料时，外表面需要做装饰面隔护。装饰要求较高的部位可以选用超薄型防火涂料。饰面型防火涂料只适于木结构，不能用于钢结构的防火保护。重要的承重构件可以采用耐火钢外加防火涂料的防火方法，其防火设计对材料性能、构件施工等方面的技术要求，可参考相关的地方标准钢结构防火涂料技术规范的规定。（3）充分应用环保防火技术。随着低碳环保概念的深入，对钢结构建筑工程防火技术而言，只要能达到耐火要求的规定且造价适宜，应提倡应用环保的防火材料和防火技术。防火涂料在喷涂施工时不仅易造成环境污染，有些还挥发出有毒、有害气体，应限制使用并加以改进。同时大力开发和推广无毒、无辐射、化学稳定性 良好的无机类材料保护钢结构建筑工程的防火技术。
结束语
综上所述，基于钢结构工程的特征，使得其在建筑工程中应用越来越广泛，但是由于其导热性强以及防火性能差，当钢结构建筑工程发生火灾时，容易导致塑性变形，从而影响钢结构建筑工程的安全，因此必须加强对其进行防火问题及防火技术进行分析。
参考文献：
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[2]何傲松.钢结构抗火性能分析[D].安徽建筑大学，2014
[3]李海超等.钢结构防火新方法[J].装饰装修天地，2016（13）
论文作者:孙德彬,孙高峰
论文发表刊物:《基层建设》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/3
标签：钢结构论文; 建筑工程论文; 耐火论文; 建筑论文; 构件论文; 温度论文; 钢材论文; 《基层建设》2017年第27期论文;