Medidas de proteção contra incêndio para estruturas de aço

1. Limite de resistência ao fogo e resistência ao fogo da estrutura de aço

As vantagens de alta resistência e ductilidade determinam que a estrutura de aço tenha as características de peso morto leve, bom desempenho sísmico e grande capacidade de carga. Enquanto isso, a estrutura de aço pode ser processada no campo, o período de construção é curto e os materiais podem ser reciclados. Portanto, não importa se os edifícios de estrutura de aço nacionais ou estrangeiros têm sido amplamente utilizados.

Mas as estruturas de aço têm um calcanhar de Aquiles: baixa resistência ao fogo. A fim de manter a resistência e rigidez da estrutura de aço no fogo por muito tempo e para garantir a segurança da vida e da propriedade das pessoas, uma variedade de medidas de proteção contra incêndio foram adotadas em projetos práticos. De acordo com diferentes princípios de prevenção de incêndio, as medidas de prevenção de incêndio são divididas em método de resistência ao calor e método de resfriamento a água. O método de resistência ao calor pode ser dividido em método de pulverização e método de encapsulamento (encapsulamento oco e método de encapsulamento sólido). o método de resfriamento por vazamento de água e o método de resfriamento por descarga de água. Neste artigo, várias medidas de prevenção de incêndio serão apresentadas em detalhes e suas vantagens e desvantagens serão comparadas.
O limite de resistência ao fogo da estrutura de aço refere-se ao tempo durante o qual o membro perde sua estabilidade ou integridade e sua resistência adiabática ao fogo durante o teste padrão de resistência ao fogo.

Embora o aço em si não esteja pegando fogo, a propriedade do material de aço é muito afetada pela temperatura, mas a resistência ao impacto do aço a 250 ℃ cai, acima de 300 ℃, o ponto de escoamento e a resistência final diminuem significativamente. No fogo real, a condição de carga permanece inalterada e a temperatura crítica na qual a estrutura de aço perde sua estabilidade de equilíbrio estático é de cerca de 500 ℃, enquanto a temperatura geral de fogo atinge 800 ~ 1000 ℃. Como resultado, a estrutura de aço aparecerá rapidamente deformação plástica sob alta temperatura de incêndio, resultando em falha local e, eventualmente, resultando no colapso de toda a falha da estrutura de aço. Medidas de prevenção de incêndio devem ser tomadas em edifícios de estrutura de aço para fazer com que o edifício tenha limite de resistência ao fogo suficiente. temperatura crítica rapidamente no incêndio, evita a deformação excessiva ao desabamento do edifício, de modo a ganhar um tempo precioso para o combate a incêndio e pessoa nel evacuação de segurança, evite ou reduza as perdas causadas pelo incêndio.

2. Medidas de proteção contra incêndio para estruturas de aço

As medidas de proteção contra incêndio da estrutura de aço de acordo com o princípio são divididas em duas categorias: uma é o método de resistência ao calor, a outra é o método de resfriamento a água. O objetivo dessas medidas é consistente: evitar que a temperatura do componente suba além de sua temperatura crítica em um tempo especificado. A diferença é que o método de resistência ao calor evita que o calor seja transferido para os componentes, enquanto o método de resfriamento com água permite que o calor seja transferido para os componentes e, em seguida, transferido para o propósito.

2.1 Resistência ao calor

Método de resistência ao calor de acordo com o calor de resistência e resistência ao calor do material de revestimento, revestimento retardador de fogo foi dividido em método de pulverização e o método de revestimento método de pulverização para construir revestimento retardador de fogo por revestimento ou método de revestimento por pulverização para proteger e pode ser dividido em oco método de revestimento e método de revestimento sólido 

2.1.1 método de pulverização

Geralmente usa revestimento de tinta à prova de fogo ou spray na superfície do aço, formação de camada de proteção isolante refratária, melhora a resistência ao fogo da estrutura de aço deste método é refratários de peso muito leve por um longo tempo, e não deve ser restrito a geometria do componente de aço tem boa economia e praticidade, ampla aplicação. A variedade de revestimento retardador de fogo de estrutura de aço é mais, dividida em duas categorias: um é o tipo de revestimento fino retardador de fogo (tipo B), ou seja, material retardador de fogo de expansão de estrutura de aço; Outro tipo é um filme espesso revestimento (H) classe B revestimento retardador de fogo, espessura do revestimento é geralmente 2-7 mm feitos para resina orgânica, tem certo efeito de adorno, quando o espessamento de expansão de alta temperatura do limite refratário de 0,5 ~ 1,5 H estrutura de aço revestido de peso leve fino fino revestimento retardador de fogo resistência à vibração boa estrutura de aço nua interna estrutura de aço do telhado leve, quando seu limite à prova de fogo em 1. 5 H e o seguinte, apropriado escolhe scumble H tipo estrutura de aço retardante de fogo revestimento de tinta à prova de fogo espessura de revestimento para 8 ~ 50 mm comumente em ingredientes principais de superfície granular para os materiais de isolamento térmico inorgânico, menor condutividade térmica de baixa densidade Limite refratário de 0,5 ~ 3,0 h revestimento retardador de fogo de estrutura de aço revestido espesso geralmente não queima resistência ao envelhecimento durabilidade e estrutura de aço escondida interna confiável toda a estrutura de aço e estrutura de aço de edifícios de fábricas de vários andares, quando as regras acima de seu limite à prova de fogo em 1,5 h, devem escolher aço revestido de espessura estrutura de revestimento retardador de fogo

2.1.2 método de revestimento

1) método de revestimento oco: geralmente use placa de prevenção de incêndio ou tijolo, ao longo da borda do lado de fora dos membros de aço, estrutura de aço parcelar indústria petroquímica doméstica oficina de estrutura de aço é principalmente adotar o método de colocar tijolos envoltos em membros de aço de estrutura de aço para proteger o método tem a vantagem de resistência ao impacto de alta resistência, mas a desvantagem é que ocupa espaço maior construção mais problemas com placa de luz refratária, como placa de gesso cartonado de cimento reforçado com monocamada para prevenção de incêndio método de cobertura para pacote de caixa de grandes componentes de aço com A perda de baixo custo para decorar o nível da superfície é suave, sem resistência ao envelhecimento da poluição ambiental e outras vantagens, tem boas perspectivas de promoção. 2) método de revestimento sólido: geralmente despejando concreto, membros de aço embrulhados, peças de estrutura de aço completamente fechadas, como o centro financeiro mundial Shanghai Pudong coluna de aço é a sua vantagem é que pelo método de alta resistência, resistência ao impacto, mas a desvantagem é que a cobertura de concreto para ocupar o espaço é grande. A construção é problemática, especialmente em vigas de aço e contraventamento inclinado

2.2 Método de resfriamento de água

O método de resfriamento de água inclui o método de resfriamento de vazamento de água e o método de resfriamento de enchimento de água.

2.2.1 Método de resfriamento do chuveiro de água

O método de resfriamento por pulverização consiste em dispor um sistema de pulverização automático ou manual na parte superior da estrutura de aço. Em caso de incêndio, o sistema de pulverização será iniciado para formar uma película de água contínua na superfície da estrutura de aço. Quando a chama se espalha para a superfície da estrutura de aço, a evaporação da água tira o calor e atrasa a estrutura de aço para atingir sua temperatura limite. O método de resfriamento por chuveiro de água é usado no prédio da Faculdade de Engenharia Civil da Universidade de Tongji.

2.2.2 Método de resfriamento com água

O método de resfriamento preenchido com água é para encher membros de aço ocos com água. Através da circulação de água na estrutura de aço, o calor absorvido pelo próprio aço é absorvido. Assim, a estrutura de aço pode manter baixa temperatura no fogo e não irá perder sua capacidade de carga devido ao aumento muito alto da temperatura. Para evitar ferrugem e congelamento, água para adicionar inibidor de ferrugem e anticongelante. As colunas de aço do prédio de 64 andares da US Steel Company em Pittsburgh são resfriadas a água.

3. Comparação de medidas de prevenção de incêndio

O método de resistência ao calor pode diminuir a velocidade de condução de calor para os membros estruturais através do material de resistência ao calor. Em geral, o método de isolamento térmico é econômico e prático e é amplamente utilizado em projetos práticos. O método de resfriamento de água é uma medida de proteção eficaz contra fogo, mas não foi bem promovido no campo da engenharia por causa de seus requisitos especiais em design estrutural e alto custo.

O método de resistência térmica é amplamente utilizado na proteção contra fogo de estruturas de aço, portanto, o seguinte enfoca a comparação das vantagens e desvantagens do método de pulverização e do método de revestimento em medidas de resistência térmica.

3.1 resistência ao fogo

Em termos de resistência ao fogo, o método de revestimento é superior ao método de pulverização. A resistência ao fogo de concreto, tijolo refratário e outros materiais de envolvimento é melhor do que o revestimento à prova de fogo geral. Além disso, o desempenho à prova de fogo da nova placa de prevenção de incêndio também é superior ao revestimento de prevenção de incêndio. Seu limite de resistência ao fogo é obviamente maior do que a mesma espessura do material de isolamento contra incêndio da estrutura de aço, mais do que a expansão dos revestimentos contra incêndio.

3.2 a durabilidade

Porque a durabilidade do material de revestimento, como concreto, é melhor, não é fácil se deteriorar com o tempo. Mas a durabilidade é sempre o revestimento retardador de fogo da estrutura de aço não resolveu o problema bom. componente do revestimento fino e ultrafino à prova de fogo pode produzir decomposição, degradação, envelhecimento e outros problemas, de modo que o pó de descamação do revestimento ou perda de desempenho ao fogo.

3,3 construção

O método de pulverização de prevenção de incêndio em estrutura de aço é simples e pode ser usado sem ferramentas complicadas. Mas o controle de qualidade da construção do revestimento à prova de fogo da pulverização é pobre, a remoção de ferrugem do material de base, a espessura do revestimento do revestimento à prova de fogo e a umidade do ambiente de construção não são fáceis de controlar ; A construção do método de revestimento é complexa, especialmente para contraventamento inclinado e viga de aço, mas a construção é controlável e a qualidade é fácil de ser garantida. O limite à prova de fogo pode ser controlado alterando a espessura do material de revestimento com precisão.

3.4 proteção ambiental

O método de pulverização polui o meio ambiente durante a construção, especialmente sob a ação de alta temperatura, pode volatilizar gases nocivos. Não há liberação tóxica na construção, ambiente de uso normal e alta temperatura de incêndio, o que é benéfico para a proteção ambiental e segurança do pessoal em caso de incêndio .

3,5 economia

O método de pulverização é simples, curto período de construção e baixo custo de construção. Mas o preço do revestimento à prova de fogo é alto e, como o revestimento tem deficiências, como envelhecimento, seu custo de manutenção é mais alto. O custo de construção do método de embalagem é alto, mas o material o preço é barato e o custo de manutenção é baixo. De modo geral, o método de encapsulamento tem boa eficiência econômica.

3,6 aplicabilidade

O método de pulverização não é limitado pela geometria dos componentes e é amplamente utilizado para a proteção de vigas, colunas, pisos, telhado e outros componentes. É especialmente adequado para a proteção contra incêndio de estruturas de aço leve, estruturas de grade e estrutura de aço moldada. O método de revestimento é de construção complexa, especialmente para vigas de aço e membros de contraventamento inclinados. O método de revestimento é geralmente mais usado para colunas e não é amplamente usado para pulverização.

3.7 Espaço Ocupado

O volume do revestimento retardador de fogo usado pelo método de pulverização é pequeno, e o método de envelopamento UTILIZA material de envolvimento, como concreto, tijolo à prova de fogo, ocupará espaço, reduzirá o uso de espaço. E a qualidade do material envolvente também é maior.

 4. Resuma

As seguintes conclusões podem ser tiradas da discussão:

1) A adoção de medidas de proteção contra incêndio para estruturas de aço deve considerar a influência de muitos fatores, como tipo de componente, dificuldade de construção, requisitos de qualidade de construção, requisitos de durabilidade e benefícios econômicos;

2) Comparando o método de pulverização com o método de encapsulamento, as principais vantagens do método de pulverização são simples no processo de construção e a aparência dos componentes não muda muito após a pulverização. As principais vantagens do método de embalagem são baixo custo, bom desempenho e durabilidade ao fogo.

3) Todos os tipos de medidas de prevenção de incêndio têm suas próprias vantagens e desvantagens. Na aplicação de engenharia, eles podem aprender uns com os outros e compensar as deficiências uns dos outros. E podem tomar medidas diferentes para configurar várias linhas de defesa contra incêndio.

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