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 domésticos 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 a rigidez da estrutura de aço em caso de incêndio por muito tempo e garantir a segurança da vida e da propriedade das pessoas, várias 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 elemento perde sua estabilidade ou integridade e sua resistência adiabática ao fogo durante o ensaio padrão de resistência ao fogo.

Embora o aço em si não esteja pegando fogo, mas a propriedade do material do aço é muito afetada pela temperatura, mas a tenacidade ao impacto do aço a 250 ℃ cai, acima de 300 ℃, o ponto de escoamento e a resistência máxima diminuíram significativamente. 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 do incêndio atinge 800 ~ 1000 ℃. Como resultado, a estrutura de aço aparecerá rapidamente deformação plástica sob alta temperatura do fogo, resultando em falha local e, eventualmente, resultando no colapso de toda a estrutura de aço. Medidas de prevenção de incêndio devem ser tomadas na construção de estrutura de aço para fazer com que o edifício tenha limite de resistência ao fogo suficiente. Evite que a estrutura de aço aqueça até o temperatura crítica rapidamente no incêndio, evitar a deformação excessiva para o colapso do edifício, de modo a ganhar tempo precioso para combate a incêndio e evacuação de segurança pessoal, evitar ou reduzir a perda causada pelo incêndio.

2. Medidas de proteção contra incêndio para estruturas de aço

As medidas de proteção contra incêndio de 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: impedir 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 a água permite que o calor seja transferido para os componentes e depois transferido para o propósito.

2.1 Calor de resistência

Método de resistência ao calor de acordo com a resistência ao calor e resistência ao calor do material de revestimento, revestimento retardador de fogo foi dividido em método de pulverização e método de pulverização de revestimento 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 pulveriza a superfície do aço, formação de camada de proteção isolante refratária, melhora a resistência ao fogo da estrutura de aço deste método é refratário muito leve por um longo tempo e não deve ser restringido 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: uma é revestimento retardador de fogo tipo revestimento fino (tipo B), ou seja, material retardador de fogo de expansão de estrutura de aço; outro tipo é um filme espesso revestimento (H) revestimento retardador de fogo classe B, a espessura do revestimento é geralmente de 2 a 7 mm para resina orgânica, tem certo efeito de adorno, quando a expansão de alta temperatura espessamento do limite refratário de 0,5 ~ 1,5 H estrutura de aço revestida fina e leve revestimento retardador de fogo resistência à vibração boa estrutura interna de aço nua estrutura de aço de telhado leve, quando seu limite à prova de fogo em 1,5 H e o seguinte, escolha apropriada estrutura de aço tipo H scumble revestimento retardador de fogo espessura do revestimento de tinta à prova de fogo para 8 ~ 50 mm comumente em superfície granular ingredientes principais para os materiais de isolamento térmico inorgânicos, condutividade térmica menor de baixa densidade Limite refratário de 0,5 ~ 3,0 h estrutura de aço revestida de espessura revestimento retardador de fogo geralmente não queima resistência ao envelhecimento durabilidade e estrutura de aço oculta interna confiável toda a estrutura de aço e estrutura de aço de multi Edifícios de fábrica de dois andares, quando as regras acima de seu limite à prova de fogo em 1,5 h, devem escolher revestimento retardador de fogo de estrutura de aço com revestimento espesso

2.1.2 método de revestimento

1) método de revestimento oco: geralmente usa placa de prevenção de incêndio ou tijolo, ao longo da borda externa dos membros de aço, estrutura de aço parcelada na indústria petroquímica doméstica, a oficina de estrutura de aço adota principalmente o método de colocação de membros de aço envoltos em tijolos 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 construção maior mais problemas com placa leve refratária, como laje monocamada de gesso cartonado de cimento reforçado com fibra para prevenção de incêndio método de cobertura para pacote de caixa de grandes componentes de aço com 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 enrolados, peças de estrutura de aço completamente fechadas, como a coluna de aço Shanghai Pudong do centro financeiro mundial, sua vantagem é que, pelo método de alta resistência, resistência ao impacto, mas a desvantagem é aquela cobertura de concreto para ocupar o espaço é grande A construção é problemática, especialmente em vigas de aço e contraventamentos inclinados

2.2 Método de resfriamento a água

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

2.2.1 Método de resfriamento do chuveiro de água

O método de resfriamento por pulverização consiste em organizar 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 um filme contínuo de água na superfície da estrutura de aço.Quando a chama se espalha para a superfície da estrutura de aço, a evaporação da água retira 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 enchimento de água

O método de resfriamento com enchimento de água é encher a água em membros de aço ocos. 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 perde sua capacidade de carga devido ao aumento muito alto da temperatura. Para evitar ferrugem e congelamento, adicione 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. De um modo geral, o método de isolamento térmico é econômico e prático, e é amplamente utilizado em projetos práticos. O método de resfriamento a água é uma medida de proteção eficaz contra fogo, mas não foi bem promovido no campo da engenharia por causa de seus requisitos especiais no projeto estrutural e alto custo.

O método de resistência térmica é amplamente utilizado na proteção contra incêndio de estruturas de aço, portanto, o foco a seguir é comparar as 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 do concreto, tijolo refratário e outros materiais de revestimento é melhor do que o revestimento à prova de fogo geral. 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

Como a durabilidade do material de revestimento, como o concreto, é melhor, não é fácil se deteriorar com o tempo. componente do revestimento à prova de fogo fino e ultrafino pode produzir decomposição, degradação, envelhecimento e outros problemas, de modo que o pó de descamação do revestimento ou perda de desempenho de 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 de revestimento à prova de fogo por pulverização é ruim, a remoção de ferrugem do material de base, a espessura do revestimento à prova de fogo e a umidade do ambiente de construção não são fáceis de controlar ;O método de construção do revestimento é complexo, 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 do 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 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 maior. 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 um 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, telhados e outros componentes. estrutura de aço moldada. O método de revestimento é complexo na construção, especialmente para vigas de aço e membros de contraventamento inclinados.O método cladding é geralmente mais utilizado para colunas e não é amplamente utilizado para pulverização.

3.7 Espaço Ocupado

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

 4. Resumir

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) Ao comparar 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 resistência ao fogo e durabilidade.

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 diferentes medidas para estabelecer múltiplas linhas de defesa contra fogo.

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