Меры противопожарной защиты стальных конструкций

 1. Предел огнестойкости и огнестойкость стальных конструкций 

Высокая прочность и пластичность определяют характеристики стальных конструкций: малый собственный вес, хорошие сейсмостойкости и большую несущую способность. Кроме того, стальные конструкции могут быть изготовлены на месте, сроки строительства короткие, а материалы подлежат переработке. Поэтому стальные конструкции широко используются в строительстве как в стране, так и за рубежом.

Однако стальные конструкции имеют ахиллесову пяту: низкую огнестойкость. Для сохранения прочности и жесткости стальных конструкций при длительном воздействии огня и обеспечения безопасности жизни и имущества людей в практических проектах применяются различные меры противопожарной защиты. В зависимости от различных принципов пожарной безопасности меры противопожарной защиты делятся на методы термостойкости и методы водяного охлаждения. Методы термостойкости подразделяются на методы распыления и методы инкапсуляции (полая и твердая инкапсуляция). Методы водяного охлаждения включают в себя методы заливки водой и промывки водой. В данной статье будут подробно рассмотрены различные меры противопожарной защиты, а также проведено сравнение их преимуществ и недостатков. Огнестойкость и огнестойкость
Предел огнестойкости стальных конструкций — это время, в течение которого элемент теряет свою устойчивость или целостность, а также адиабатическое сопротивление огню во время стандартного испытания на огнестойкость.

Хотя сама сталь не загорается, свойства стального материала сильно зависят от температуры, однако ударная вязкость стали при 250℃ падает, а при температуре выше 300℃ значительно снижаются предел текучести и предел прочности. В реальных условиях пожара нагрузка остается неизменной, а критическая температура, при которой стальная конструкция теряет статическое равновесие, составляет около 500℃, в то время как обычная температура пожара достигает 800–1000℃. В результате, при высокой температуре пожара стальная конструкция быстро подвергается пластической деформации, что приводит к локальному разрушению и, в конечном итоге, к обрушению всей стальной конструкции. В зданиях со стальными конструкциями необходимо принимать меры противопожарной защиты, чтобы обеспечить достаточную огнестойкость. Необходимо предотвратить быстрое нагревание стальной конструкции до критической температуры во время пожара, предотвратить чрезмерную деформацию, приводящую к обрушению здания, чтобы выиграть драгоценное время для тушения пожара и безопасной эвакуации персонала, избежать или уменьшить потери, вызванные пожаром.

2. Меры противопожарной защиты стальных конструкций

Меры противопожарной защиты стальных конструкций, согласно принципу действия, делятся на две категории: термостойкие методы и методы водяного охлаждения. Цель этих мер одинакова: предотвратить повышение температуры компонента выше критической температуры в заданный момент времени. Разница заключается в том, что термостойкий метод предотвращает передачу тепла к компонентам, тогда как метод водяного охлаждения позволяет передавать тепло к компонентам, а затем отводить его.

2.1 Сопротивление нагреву

В зависимости от термостойкости и теплоизоляционных свойств покрытия, огнезащитное покрытие подразделяется на метод распыления и метод нанесения огнезащитного покрытия распылением. Также его можно разделить на метод нанесения полого покрытия и метод нанесения сплошного покрытия. 

2.1.1 способ опрыскивания

Обычно используется огнезащитное покрытие или напыление на поверхность стали, образующее огнеупорный изоляционный защитный слой, повышающий огнестойкость стальных конструкций. Этот метод позволяет использовать очень легкие огнеупорные материалы в течение длительного времени, не ограничивая геометрию стальных элементов, что обеспечивает хорошую экономичность и практичность, а также широкое применение. Существует множество разновидностей огнезащитных покрытий для стальных конструкций, которые условно делятся на две категории: тонкое огнезащитное покрытие (тип B), а именно огнезащитный материал для стальных конструкций, подверженных расширению; и толстопленочное огнезащитное покрытие (H) класса B, толщина которого обычно составляет 2-7 мм, изготавливается с использованием органической смолы и обладает определенным декоративным эффектом. При высокотемпературном расширении предел огнестойкости составляет 0,5-1,5 H, что обеспечивает тонкое, легкое огнезащитное покрытие для стальных конструкций, обладающее хорошей вибростойкостью, а при пределе огнестойкости 1,5 H и ниже, целесообразно выбирать покрытие огнезащитной краской типа H толщиной 8-50 мм. Обычно в качестве основных неорганических теплоизоляционных материалов используются материалы с гранулированной поверхностью, обладающие низкой теплопроводностью и низкой плотностью. Предел огнестойкости составляет 0,5–3,0 ч. Толстостенное огнезащитное покрытие для стальных конструкций, как правило, обеспечивает устойчивость к горению, старению, долговечность и надежность. Для скрытых стальных конструкций, а также для многоэтажных заводских зданий, если предел огнестойкости превышает 1,5 ч, следует выбирать толстостенное огнезащитное покрытие для стальных конструкций.

2.1.2 метод нанесения покрытия

1) Метод пустотелого покрытия: обычно используются огнезащитные плиты или кирпич, которыми покрываются края стальных элементов, образуя цельную конструкцию. В нефтехимической промышленности в основном применяется метод облицовки стальных элементов кирпичом для защиты. Этот метод обладает преимуществом высокой прочности и ударопрочности, но его недостаток заключается в занимаемой площади, больших строительных площадках и больших трудностях. Для огнезащитного покрытия используются легкие огнеупорные плиты, такие как монослойные плиты из фиброцементного гипсокартона. Этот метод позволяет упаковывать крупные стальные компоненты в коробчатые конструкции с низкими затратами, обеспечивая ровную и гладкую поверхность без загрязнения окружающей среды, а также обладает другими преимуществами, что делает его перспективным для развития. 2) Метод сплошного покрытия: обычно заливается бетон, стальные элементы обволакиваются, полностью закрывая стальные конструкции. Например, стальные колонны в здании Пудун Всемирного финансового центра обладают преимуществом высокой прочности и ударопрочности, но его недостаток заключается в большом занимаемом пространстве бетонного покрытия. Строительство затруднительно, особенно на стальных балках и наклонных связях.

2.2 Метод водяного охлаждения

Методы водяного охлаждения включают в себя метод охлаждения путем заливки воды и метод охлаждения путем заполнения водой.

2.2.1 Метод охлаждения с помощью водяного душа

Метод распылительного охлаждения заключается в установке автоматической или ручной системы распыления на верхней части стальной конструкции. В случае пожара система распыления запускается для образования сплошной водяной пленки на поверхности стальной конструкции. Когда пламя распространяется по поверхности стальной конструкции, испарение воды отводит тепло и замедляет достижение стальной конструкцией предельной температуры. Метод водяного охлаждения используется в здании Инженерного колледжа Университета Тунцзи.

2.2.2 Метод охлаждения с заполнением водой

Метод водяного охлаждения заключается в заполнении водой полых стальных элементов. Благодаря циркуляции воды в стальной конструкции поглощается тепло, которое сама сталь поглощает. Таким образом, стальная конструкция может поддерживать низкую температуру при пожаре и не терять свою несущую способность из-за слишком сильного повышения температуры. Для предотвращения ржавчины и замерзания в воду добавляют ингибитор коррозии и антифриз. Стальные колонны 64-этажного здания компании US Steel Company в Питтсбурге охлаждаются водой.

3. Сравнение мер противопожарной безопасности

Метод теплоизоляции позволяет замедлить скорость теплопроводности к конструктивным элементам через теплоизоляционный материал. В целом, метод теплоизоляции является экономичным и практичным и широко используется в практических проектах. Метод водяного охлаждения является эффективной мерой защиты от пожара, но он не получил широкого распространения в инженерной сфере из-за особых требований к проектированию конструкций и высокой стоимости.

Методы повышения термостойкости широко используются в противопожарной защите стальных конструкций, поэтому в дальнейшем основное внимание будет уделено сравнению преимуществ и недостатков методов напыления и облицовки в мерах по повышению термостойкости.

3.1 огнестойкость

С точки зрения огнестойкости, метод облицовки превосходит метод напыления. Огнестойкость бетона, огнеупорного кирпича и других облицовочных материалов лучше, чем у обычных огнезащитных покрытий. Кроме того, огнезащитные свойства новых противопожарных плит также превосходят огнезащитные покрытия. Их предел огнестойкости значительно выше, чем у огнезащитного материала стальной конструкции той же толщины, и больше, чем у огнезащитных покрытий.

3.2 долговечность

Поскольку облицовочные материалы, такие как бетон, обладают большей прочностью, они не подвержены разрушению со временем. Однако огнезащитное покрытие для стальных конструкций часто не решает эту проблему. Независимо от того, используется ли оно на открытом воздухе или внутри помещений, органические компоненты тонкого и сверхтонкого огнезащитного покрытия могут вызывать разложение, деградацию, старение и другие проблемы, что приводит к отслаиванию покрытия и потере огнестойкости.

3.3 строительство

Метод напыления огнезащитного покрытия стальных конструкций прост и не требует сложного оборудования. Однако контроль качества при напылении огнезащитного покрытия затруднен: сложно контролировать удаление ржавчины с основания, толщину огнезащитного покрытия и влажность окружающей среды во время строительства. Метод облицовки сложен, особенно для наклонных распорок и стальных балок, но при этом обеспечивается контролируемость процесса и легкое гарантирование качества. Предел огнестойкости можно контролировать путем точного изменения толщины облицовочного материала.

3.4 защита окружающей среды

Метод распыления загрязняет окружающую среду во время строительства, особенно под воздействием высоких температур, поскольку он может испарять вредные газы. В условиях строительства, нормальной эксплуатации и высоких температур при пожаре токсичных выбросов не наблюдается, что способствует защите окружающей среды и безопасности персонала при пожаре.

3,5 экономика

Метод распыления прост, обеспечивает короткий срок выполнения работ и низкую стоимость строительства. Однако цена огнезащитного покрытия высока, и, поскольку покрытие имеет такие недостатки, как старение, затраты на его обслуживание выше. Стоимость строительства методом обмотки высока, но цены на материалы низкие, а затраты на обслуживание низкие. В целом, метод инкапсуляции обладает хорошей экономической эффективностью.

3.6 применимость

Метод напыления не ограничен геометрией элементов и широко используется для защиты балок, колонн, перекрытий, крыш и других элементов. Он особенно подходит для противопожарной защиты легких стальных конструкций, решетчатых конструкций и стальных конструкций нестандартной формы. Метод облицовки сложен в строительстве, особенно для стальных балок и наклонных элементов жесткости. Метод облицовки, как правило, чаще используется для колонн и не получил широкого распространения при напылении.

3.7 Занимаемое пространство

При методе распыления используется небольшой объем огнезащитного покрытия, тогда как при методе облицовки используются такие материалы, как бетон, огнеупорный кирпич, что занимает много места и снижает его полезное пространство. Кроме того, качество облицовочного материала выше.

 4. Подведите итоги

Из обсуждения можно сделать следующие выводы:

1) При принятии мер противопожарной защиты стальных конструкций следует учитывать влияние многих факторов, таких как тип компонентов, сложность строительства, требования к качеству строительства, требования к долговечности и экономическая выгода;

2) При сравнении метода напыления с методом инкапсуляции, основными преимуществами метода напыления являются простота процесса изготовления и незначительное изменение внешнего вида компонентов после напыления. Основными преимуществами метода упаковки являются низкая стоимость, хорошие огнестойкие характеристики и долговечность.

3) Все виды мер противопожарной защиты имеют свои преимущества и недостатки. В инженерном применении они могут учиться друг у друга и компенсировать недостатки друг друга, а также позволяют создавать многоуровневые линии противопожарной защиты, используя различные подходы.

Благодаря современному складу и перерабатывающему комплексу в Северном Китае, мы можем предложить вам широкий ассортимент стальной продукции: горячекатаной и холоднокатаной, включая широкий выбор прутков, конструкционной и трубной продукции. Используя плазменные, лазерные и кислородно-конвертерные станки, станки для сверления и плазменной маркировки листового металла с ЧПУ, а также полностью оборудованную линию сверления, мы можем обеспечить вас всей необходимой сталью, нарезанной, просверленной, штампованной и готовой к использованию.

Наш ассортимент продукции:

1. Стальная труба(Круглые / Квадратные / Специальной формы / Пила SSAW)
2. Электропроводка(EMT/IMC/RMC/BS4568-1970/BS31-1940)
3. Профили из холодногнутой стали(C /Z /U/ M )
4. Стальной уголок и балка(Угольник V-образной формы / Балка H-образной формы / Балка U-образной формы)
5. Стальные строительные леса
6. Стальная конструкция(Рамочные соглашения)
7. Высокоточная обработка стали(Резка, выпрямление, выравнивание, прессование, горячая прокатка, холодная прокатка, штамповка, сверление, сварка и т. д. В соответствии с требованиями заказчика)

От конструкционной стали, стали для механической обработки и трубной стали до коммерческих труб и прутков — у нас есть все необходимые вам стальные материалы и услуги для бытового, коммерческого и промышленного применения.

Тяньцзиньская компания «Радужная стальная группа»

Тина

Мобильный телефон: 0086-13163118004

Электронная почта:tina@rainbowsteel.cn

WeChat: 547126390

Веб:www.rainbowsteel.cn

Веб:www.tjrainbowsteel.com