大跨度大空间建筑火灾处置对策及战勤保障措施探讨来源

第一篇：大跨度大空间建筑火灾处置对策及战勤保障措施探讨来源

大跨度大空间建筑火灾处置对策及战勤保障措施探讨来源：襄樊市支队发布时间：2010-12-16 11:27:11(查阅次数：206)【 关闭 】随着经济的快速发展和城市建设步伐的不断加快，大型物流仓储、批发市场、综合商场、家具市场、体育场馆、影剧院、展览馆、工业厂库房等大跨度大空间建筑越来越多，大型单体建筑中，钢结构应用日益广泛。近年来，大型商市场、钢结构厂房、物资仓库火灾时有发生，不仅造成重大财产损失和严重社会影响，也给消防部队灭火救援工作带来许多新情况、新问题。为研究破解大跨度大空间建筑灭火救援难题，着力提高部队扑救此类火灾的攻坚能力，公安部消防局今年在全国公安消防部队开展了大跨度大空间建筑灭火救援准备工作专项行动。这是继2009年高层建筑、公众聚集场所和地下建筑灭火救援准备工作之后，又一次全国范围内的重大灭火救援专项准备。笔者结合多年来的战训工作经历，谈谈大跨度大空间建筑火灾的处置对策和部队在持续作战条件下的战勤保障措施，供同行参考。大跨度大空间建筑火灾特点

大跨度大空间建筑通常是指最近两处柱所承载的梁宽不小于60米，净空高度大于8米的民用和工业建筑以及净空高度大于12米的仓库建筑。根据建筑形式可分为四类：

（1）展览馆、礼堂、剧场、体育馆、侯车（船、机）厅类建筑。多采用大跨度钢架结构，为净空较高的单层建筑。现代的候车（船、机）厅功能日趋多样化，演变为多层，各层通过电动扶梯连为一体。

（2）中庭式共享大空间建筑。中庭将各层连通，形成立体大空间结构。

（3）大型商、市场类建筑。层高不高，但平面面积较大，空间内无实体墙，多采用柱、空心墙、防火卷帘等进行分隔。

（4）大跨度厂房。多采用钢架结构。

可见，大跨度大空间建筑垂直净空高、上下中庭贯通、水平跨度大，多为人员密集或火灾荷载集中场所，区域使用功能统一，空间缺少分隔，行动距离长。主要表现为以下火灾特点：

1.1 火灾荷载大，火灾隐患突出，火势发展蔓延迅速。

大跨度大空间建筑高净空、大中庭、长跨度的特殊结构，有利于烟气快速流动，使火灾的迅速蔓延扩大成为可能。加之，单位火灾荷载大，一旦局部起火，瞬间形成大面积燃烧态势。一些大型商、市场类建筑，业主产权和经营方式多元化，管理无序，片面追求经济效益，轻视消防安全管理，造成内部灭火、分隔等消防设施配备不到位或故障瘫痪，防火间距（通道）被占用等重大火灾隐患，客观上为火势的发展蔓延提供了条件。

1.2 人员流动量大，疏散困难，极易造成群死群伤。

大跨度大空间建筑多为人员密集场所，人员流动性强，人流量大。火灾发生后，建筑内部被困人员大量涌向安全出口或疏散楼梯，极易因拥挤、踩踏造成群死群伤。建筑内较远的水平距离，也不利于人员快速有效疏散。

1.3 火灾现场高温、浓烟、毒气，环境复杂，难以实施内攻近战。

大跨度大空间建筑内部多采用可燃材料装修，燃烧产生的炙热高温和大量有毒烟气不利于救援人员进入内部。加之自然排烟不畅，现场高温热烟气积聚不散，内部浓烟弥漫，给人员搜救及内攻灭火带来极大困难。

1.4 障碍物多，作战纵深长，难以实施分隔堵截。

大跨度大空间建筑内部障碍物多，从入口到着火区纵深距离长，使得救援人员难以在短时间内打开进攻通道或建立阻火隔离带实施有效分隔堵截。

1.5 耐火性能差，易引发建筑坍塌事故。

大跨度大空间建筑水平跨度大，多采用钢结构支撑。由于材质单一，火灾中钢材升温极快，15分钟左右达到钢材料的耐火极限(550℃)。灭火冷却射水，骤冷、骤热使建筑构件强度大幅降低，降至正常强度一半左右，最终失去承重能力发生垮塌。

1.6 周边环境复杂，无法及时有效开展救援。

大跨度大空间建筑多处于城市闹市区繁华地带，车流、人流量大，若在早晚上下班高峰期发生火灾，因交通堵塞，消防车辆人员无法及时赶到现场实施救援。建筑体量大，外部作业面长，参战车辆多，通信联络困难，火灾现场混乱，无法适时调整力量部署，转移进攻阵地。

1.7 参战力量多，作战时间长，保障任务繁重。

大跨度大空间建筑火灾过火面积大，燃烧猛烈，需要的参战力量多，持续作战时间长，现场需要及时补充装备、物资、供水、生活、燃料等，战勤保障要求高，难度大。大跨度大空间建筑火灾处置对策

大跨度大空间建筑火灾处置，指挥员应当坚决贯彻“救人第一，科学施救”的指导思想，根据火灾不同的发展阶段，采取相应的技战术措施和处置对策。

2.1 火灾初期阶段。

火势尚未突破外壳，燃烧时间在15分钟之内，到场力量应迅速查明火情，以内攻为主，控制火势蔓延扩大。

2.1.1 内部侦察。大跨度大空间建筑跨度较大，为节省侦察时间，尽快掌握内部情况，降低危险度，可采取跨度两侧对向双进的侦察方式。侦察组应重点查明：一是被困人员的数量、位置及受烟火威胁的程度；二是着火点的位置、火势燃烧的范围、蔓延的主要方向以及对梁、柱等承重结构的威胁程度；三是使用测温仪等仪器，查明燃烧部位附近的钢结构受热情况和隐蔽火源的大致位置；四是钢构件受火势威胁的程度，发生变形倒塌的可能性和危险性；五是实施内攻的阵地、途径和路线等。

2.1.2 攻坚救生。攻坚救生组应佩戴好呼吸装具，使用水枪掩护，携带呼救器、对讲机、照明灯、担架或躯体固定气囊等必要的救生器材，深入内部救人。被困人员伤势不重可采取背、抬、扛、抱等方法救出，如遇险人员伤势较重，需使用多功能担架或躯体固定气囊救出，防止造成二次伤害。

2.1.3 内攻灭火。大跨度大空间建筑发生火灾，首先要占领消防控制室，启动室内自动喷淋、室内水幕和室内消火栓给水系统等内部消防设施，第一时间冷却钢架结构，控制火势蔓延，消灭火灾。内攻灭火组应采取交替掩护、梯队进攻及水枪阵地铺设、延伸的方法展开战斗。

2.1.4 破拆排烟。火灾初期阶段，建筑内部烟量不大。破拆排烟组应分别在下风和侧下风位置对建筑卷帘门、玻璃幕墙等进行破拆，达到自然排烟的效果。破拆铁质卷帘门，可选用双轮异向切割锯；破拆铁丝网，可使用无齿锯；破拆玻璃幕墙，可利用玻璃破碎器和双轮异向切割锯配合使用。

2.2 火灾发展阶段。

火势已突破外壳、建筑物结构尚未发生变形或坍塌，建筑内部烟雾浓，温度高，不利于开展侦察救生和强攻冷却，必须重点实施排烟降温，内外夹攻，上下合击。

2.2.1 破拆排烟。一是对屋顶彩钢板实施破拆。利用举高车将破拆组人员送至屋顶实施破拆，打开排烟和射水通道。为安全起见，操作人员应架设单杠梯，并用安全绳保护，防止坠落伤人，同时用水枪或灭火器进行监护和掩护，防止破拆引发起火或灼热烟气伤人。破拆排烟口应尽量靠近火点，使高温烟气从上方迅速排出；二是对建筑外围广告牌实施破拆。可以采取整体拉拽破拆和局部破拆两种方法，消除障碍，开辟外部进攻通道。整体拉拽，用钢丝绳捆绑住广告牌，利用消防车实施拉拽，或者使用大型破拆机械直接实施破拆。局部破拆，选用无齿锯等专业器材进行破拆，操作过程中应加强防化，防止被突破的高温烟气和火焰灼伤。

2.2.2 机械排烟。首先采用建筑内部固定排烟设施排烟，其次使用排烟风机、排烟车等移动装备，采取负压或正压送风方式排烟。

2.2.3 冷却灭火。在火势发展阶段，大跨度大空间建筑有倾覆倒塌危险，应尽量避免人员深入建筑内部，采取移动摇摆炮和灭火机器人相配合的方式对梁、柱等承重结构实施冷却保护。

建筑物净空较高时，可利用车载炮、高喷车对建筑物外部的钢屋架、彩钢板屋顶或墙体进行射水冷却。

2.2.4安全预警。为防止大跨度大空间建筑发生垮塌，应认真做好安全预防工作。一是在建筑主出入口利用警戒桶、警戒灯、警戒带等器材对火灾现场实施警戒，严格控制无关人员和车辆进入现场，维护现场秩序；二是在火场入口处设置安全员，负责检查内部侦察、救生、掩护以及内攻人员的个人防护情况；三是在建筑周边设置观察哨2-3组，每组两人，1人手持望远镜，观察着火建筑的结构变化，监视整个建筑有无倾斜、异常声响或结构变形坍塌危险，另1人携带手持台、手摇报警器，一旦发现危险征兆，按照紧急避险命令，同时发出声、光、电报警撤退信号，待人员全部撤到安全地带后，统一进行清整。夜间还应增加光束、显示牌等光电信号。

2.3 火灾猛烈阶段。

整个建筑发生大面积燃烧，屋顶极有可能或已经发生坍塌，无人员被困或完全有把握情况下，切不可盲目派兵强行内攻，应以外部冷却控火为主。

利用高喷消防车从外部压制火势，大功率车载炮冷却灭火。在条件允许的情况下，可使用移动炮和灭火机器人深入内部灭火。大跨度大空间建筑火灾持续作战条件下的战勤保障

如前述，大跨度大空间建筑火灾具有燃烧面积大、参战力量多、作战时间长的特点。因此，应在第一时间调集器材装备、灭火剂、燃油、通信等专勤车辆遂行作战，并广泛动员社会相关应急力量，积极做好持续作战条件下的战勤保障工作。

3.1 安全防护保障。

深入内攻近战可能造成人员中毒、烧伤、灼伤及建筑倒塌砸伤等不利情况，必须采取有效的防护措施，确保人身安全。参战人员要认真做好个人防护，穿戴好头盔、防护服（靴）。特别是内攻人员要佩戴隔绝式呼吸保护器具，长时间作战需要佩戴氧气呼吸器。应准备好移动供气源，及时调集充足的备用气瓶、充气车、头盔、防化服等装备到场。

3.2 火场供水保障。

扑救大跨度大空间建筑火灾用水量大，在利用建筑周边消火栓供水的同时，要就近选择可靠的消防水源，利用中低压泵消防车接力供水。必要时，要利用现有大吨位水罐车远距离运水供水，或调用环卫、园林、交通等部门运水车辆协助供水。条件允许时，可使用机动泵收集废水，确保火场供水连续不间断。

3.3 火场通信保障。

为保证火场内外通信畅通，应准备好手持电台和备用电池、通信导向绳、备用电源。必要时，应使用专业设备器材，架设收发天线组建局域通信网络。

3.4 装备器材保障。

根据现场破拆和灭火工作需要，可调用社会相关单位的大型破拆工程机械及起吊清障车辆，干粉、高倍数泡沫灭火药剂；调动燃油（汽油、柴油、专用油等）燃气供应车辆到现场补给动力源；还应及时调动维修车辆、维修器材和维修人员到场，对长时间投入作战的车辆及故障车辆进行保养和抢修。

3.5 生活物资保障。

消防官兵长时间作战，饥饿难耐，身心疲惫，为了及时恢复体能，应调集食品、饮用水等生活物资到场，分批次轮换休息调整。结束语

大跨度大空间建筑火灾扑救是灭火作战的重点和难点之一。消防部队要全面掌握辖区内大跨度大空间建筑基本情况，根据使用功能、内部结构、危险特性制订灭火战斗预案。针对火灾初期、发展、猛烈的不同阶段，立足最复杂、最不利、最危险、最困难情况，开展灭火作战

和战勤保障的实战性测试与实地演练，加强技战术研究，优化力量配置，切实增强攻坚打赢能力。

第二篇：浅析大跨度大空间建筑火灾事故对策

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浅析大跨度大空间建筑火灾事故对策

作者：叶光荣

来源：《科技创新导报》2011年第18期

摘 要:随着社会经济迅猛发展.大跨度、大空间建筑越来越多。然而.跨度越大、空间越高的建筑所具有的火灾危险性越大.一旦发生火灾.扑救难度也就越大.造成的人员伤亡和经济损失也随之增大.也为灭火救援工作带来了更大的挑战。本文阐述了大跨度大空间建筑物的火灾特点.论述了大跨度、大空间建筑物火灾事故的处理程序、对策、方法及行动要求、注意事项等。关键词:大跨度大空间建筑火灾特点扑救方法

中图分类号:TU892 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)06(c)-0028-01

近年来,随着社会经济迅猛发展,企业生产、仓储用房、大型批发市场、物流业、大型的综合商场和超市、体育场馆、影剧院、展览馆等大跨度、大空间建筑越来越多。由于建筑结构上的特殊性和使用方面的需要,且因钢结构具有重量轻、结构性能好、建筑制作程度高、施工速度快等优点,故上述各类建筑中大多采用钢结构建造。然而因钢材虽然本质为非燃烧材料,但其本身耐火性能较差,在火灾高温作用下,其力学性能如屈服强度、弹性模量等会明显降低, 加上这些建筑具有人员流动性大抑或人员密集、储存物质多以及内部通道错综复杂等特点,一旦发生火灾,极易造成重大损失和群死群伤恶性事故。因此,大跨度、大空间钢结构建筑的火灾灭火技术已成为当前消防部队面临的一大难题。下面笔者就结合大跨度、大空间建筑的火灾特点和扑救方法谈一些粗浅的看法。大跨度大空间建筑的特点

大跨度、大空间建筑是指单层面积大、跨度大、层间高,没有或缺少实体分隔所形成的建筑。一般跨度在60米以上的建筑,主要采用钢材为主要材料,其结构形式主要包括网架结构、网壳结构、悬索结构、膜结构、薄壳结构等五大空间结构及各类组合空间结构。企业生产、仓储用房、大型批发市场、大型的综合商场和超市、体育场馆、影剧院、展览馆、汽车站等等都属于大跨度、大空间建筑。大跨度、大空间建筑多以轻钢柱子、梁为主要承重主体。大跨度、大空间钢结构建筑物的长度大多在几十米到几百米不等,建筑物的宽度一般都在50～100m,高度为6～15m,建筑面积少则数千平方米,多则上万,数十万平方米的也有。另外该类建筑基本上不设闷顶,上下连通,形成了一个较大的内部空间。这给初期火灾的蔓延和扩大提供了极为有利的条件。大跨度、大空间建筑物的火灾特点

大跨度、大空间建筑物中的大型商场、超市等,可燃物较多,而大型的生产厂房内,生产设备密集,厂房内生产使用的原料和成品大多属可燃物,一旦起火,燃烧猛烈,蔓延迅速。大跨度、大空间建筑的门窗多,通风好,在热气流的作用下,很快形成大面积火灾。

建筑物内的钢构件在高温下极易变形,导致建筑物倒塌,救援难度大。根据有关研究表明:普通建筑用钢(中国国家标准GB700-88《碳素结构钢》和GB1591-1994《低合金结构钢》要求的Q235、Q345钢等), 在全负荷的情况下失去静态平衡稳定性的临界温度为540℃左右。一般在火灾中,钢构件随着温度的升高开始强度有所增加, 温度超过200℃后强度开始减弱,温度达到350℃、500℃、600℃时,强度分别下降1/

3、1/2和2/3,当温度超过700℃时,构件强度要减少90%以上。

另外大跨度、大空间建筑的各种楼梯通道、管道、管井等竖向井道,在发生火灾时极易形成“烟囱效应”,使得火势蔓延更加迅速,促使整幢建筑形成立体火灾。大跨度、大空间建筑物火灾事故的对策

3.1 应加强公共消防设施建设

各级政府及有关职能部门必须正确处理好经济效益和消防安全、发展与保障的关系,站在可持续发展的战略高度,把包括消防布局、消防站、消防供水、消防通信、消防车通道、消防装备等消防规划纳入城市总体规划,并负责组织实施,从根本上解决消防设施建设严重滞后的问题,增强城市抗御火灾的整体能力。

3.2 应加强灭火救援装备器材建设

防护装备是消防队员用于自我保护、灭火救援的重要武器。为提高防护能力,不仅要在训练中熟悉掌握现有防护装备的性能、操作规程和维护保养方法,平时还应根据辖区大型商场灭火救援工作的实际需要,积极动脑子、想办法、找机遇,争取地方政府和各有关部门重视和支持,并取得社会各界的捐赠和资助,努力解决个人防护装备的配套问题。特别是消防战训、装备和科研等部门,对消防队员在大型商场灭火救援中的自我防护工作必须引起高度重视,尤其是在个人防护装备和消防通讯设备上,要不断进行技术改良,功能改进,以方便操作和使用。同时,要科学实施指挥,提高安全防护意识,严格落实各项安全防护措施,有效保护灭火救援中消防官兵的人身安全。

3.3 是编制科学合理的灭火预案并加强演练

针对最复杂、最不利、最危险、最难处置等情况,结合现有人员和装备实际,制订并完善大跨度大空间建筑灭火救援预案,切实提高预案的针对性和实用性,再就是进行实战演练,增加演练频次,创新手段,结合辖区大跨度大空间建筑现状,认真分析不同类型的建筑火灾特点及规律,查找灭火救援演练行动中的薄弱环节,采取针对性的改进措施,切实增强演练实效。

3.4 应突出重点,科学合理用兵

一是要在火势蔓延方向上用重兵。大型商场火灾由于可燃荷载大,发展蔓延快,消防队到场时火灾已突破初期阶段而进入发展及猛烈阶段,往往不可能一举扑灭。所以,灭火人员应贯彻“先控制、后消灭”的灭火战斗原则,在火势蔓延方向上合理设置水枪阵地,抢占有利位置,全力堵截火势向外围蔓延扩大,将其控制在一定范围,以确保贵重物资、重点部位的安全。二是要深入火场强攻近战。能否有效打击内部火点,是灭火制胜的关键。因此,在控制火势蔓延扩大的同时,应积极组织力量强行深入火场内部,尽量接近火点,实施内攻近战,有效打击内部火点,并逐步向纵深推进。在实施内部强攻时,战斗员要加强个人防护,合理利用地形地物作掩体。在向纵深推进时,要注意用水枪射流开道,防止因屋顶坠落或承重结构倒塌造成人员伤亡。三是要适时进行火场排烟。由于大型商场可燃荷载多,通风条件差,火场内部烟雾浓,能见度低,严重制约灭火行动。四是要积极组织火场供水。大型商场火灾,由于燃烧面积大,投入力量多,扑救时间长,需要有大量的火场用水作保证,能否组织好火场供水将直接关系到灭火救援战斗全局的胜负。因此,灭火人员应高度重视并利用多种手段组织好火场供水,保证火场用水充足不间断,确保灭火救援战斗持续顺利进行。五是要灵活运用撤退战略。在大型商场灭火救援中,要设置火场安全员,当建筑物出现变形、开裂增大,局部坍塌,发生断裂声和发现灰浆墙塌下来的征兆时,提醒现场消防指战员应及时下达撤退命令,以避免不必要的人员伤亡。

参考文献

[1] 齐鹏.高层建筑的火灾特性与防控对策[J].科技创新导报,2009,34:38.[2] 郭雪平.关于当前高层建筑消防安全问题的思考[J].科技创新导报,2009,19:153.

第三篇：大跨度钢结构建筑火灾特点及防治对策

大跨度钢结构建筑火灾特点及防治对策

近年来，我国社会经济的发展突飞猛进，随着经济的不断发展也致使各类建筑业的得到了空前的繁荣，一些大跨度、超高层建筑应运而生。建筑物中运用钢结构种类越来越多，厂房、住宅、桥梁、仓库、体育馆、展览馆、超市等建筑也越来越广泛运用钢结构材料。钢结构本身具备自重轻，强度高，施工快等独特优点，因此对高层、大跨度，尤其是超高层、超大跨度，采用钢结构更是非常理想。钢结构的快速发展，在我国取得了不少成就。第一，钢结构建筑的数量不断增加，应用范围不断扩大，如：2008年奥运主体育场“鸟巢”，世界第三高度420米的上海金茂大厦，具有国际领先水平的深圳赛格大厦72层、高度291米全部采用钢管混凝土柱，采用国产钢材、国内设计、施工的大连世贸中心，跨度216米的公路铁路两用低塔斜拉桥的芜湖长江大桥，上海宝钢大型轧钢厂房，咸阳市也建成了西北地区首座钢结构商住楼丽彩广场C座，三十二层，建筑高度98米，成为现代咸阳的标志性建筑。第二，钢结构技术不断改进。由于以前钢材使用受限制，建筑采用传统的模式，而现在出现了钢管、圆管、钢构混凝土等，要求结构的节点也随之变化，管管相接。材料上，有高强度的钢，厚板钢材，玻璃，不锈钢，钛合金。施工上也有新的工艺。钢结构在我国具有极大的发展空间，国外钢结构建筑使用钢材占钢材总量的10%左右，而中国仅占4%左右，我国的人均钢材占有量刚达到世界人均水平100千克左右，日本人均钢材占有量是400-500千克，有一定差距。现阶段我国钢结构建筑只占建筑总量不足3％的比例，发达国家已占30％～50％。我国钢结构发展具有较大的空间和潜力，伴随着建筑市场的持续发展，钢结构的发展将得到进一步的推动。中国处于全面建设的高峰期，正大量消耗着全球的自然资源。钢结构与混凝土结构相比，它环保且更利于建筑产业化的发展。钢结构建筑在现代建设中得到了越来越广泛的应用。但钢结构耐火性能低，如何提高钢结构的耐火性能对于建筑的安全性至关重要。

二、钢结构建筑火灾特点

在加热的情况下，钢材的力学性能随着温度的升高而变化。一般表现为弹性模量、屈服强度、极限强度随温度的升高而下降，塑性变形和蠕变随温度的升高而增加。在200℃～350℃时热轧钢出现所谓的“蓝脆”现象，此时钢材的极限强度提高而塑性降低，与其他温度段相比变“脆”。在500℃时，钢的极限强度和屈服极限大大降低，塑性增大。在450℃～600℃ 时，碳化物趋于石墨化和球化。石墨化的产物是由于碳化铁分解，生成游离的石墨粒的结果。如果加热的温度越高，时间越长，钢的含碳量越高，则碳化物的球化便越剧烈。存在石墨化和球化，表明钢在高温下弱化了，力学性能降低。合金材料的加入一般会使钢的上述变化需要的温度提高。试验结果表明：在200℃以内强度变化不明显，屈服强度略有下降，而极限强度基本没有变化。200℃以后屈服强度随温度升高而降低的速率开始加快。极限强度在200℃～300℃由于出现“蓝脆”而较常温下略有提高，300℃以后极限强度随温度升高明显降低。在600℃时，低碳钢的屈服强度和极限强度均只有常温时的35%～40%，而碳素钢丝的强度更低。随着温度进一步升高，在800℃时钢材的强度基本消失。同时钢材的伸长率和截面收缩率随温度升高面增大，表明高温下钢材的塑性性能增大，易于变形。此外，钢材在一定温度和应力作用下，随时间的推移会发生缓慢变形，即蠕变，蠕变会导致材料松驰。

钢材在高温下屈服点降低是决定钢结构耐火性能的重要因素，如某一钢构件在常温下受荷载作用应用值是屈服点的一半，但火灾时由于钢材在火灾高温作用下屈服强度降低，当实际应力值达到了降低了的屈服强度时就表现出屈服现象而破坏，使结构承载能力急剧下降，造成钢结构建筑物部分或全部垮塌毁坏。这类典型的火灾案例有，2001年世贸大厦被撞击后飞机携带大量的燃油向大厦底部流淌，火势迅速向下蔓延，燃烧不久，灼热的高温就通过钢结构迅速传遍整幢大楼，致使大厦承重的钢结构熔化，撞机仅57分钟南楼就彻底崩溃倒塌，而北楼也仅坚持了1小时22分钟，造成了死亡2797人、损失360亿美元的惊世惨案。2003年4月5日，青岛市即墨正大食品有限公司厂房发生火灾，在高温作用下，钢结构屋架仅仅约30分钟便轰然倒塌，导致20多名员工被埋压在厂房内遇难。目前，在建筑领域已采取了多种方式对钢结构进行保护，钢结构构件的各类防火措施也孕育而生。

二、钢结构建筑耐火性能提高方法

建筑钢结构的防火保护措施按照其防火行为来分主要分为主动防火和被动防火。主动防火主要是指水喷淋法以及消防员的灭火行为，即主动地控制建筑发生火灾的趋势。被动防火即不包括灭火行为采取其他形式提高钢结构的耐火极限的一种防火保护方法。从热量传输原理上来说，钢结构防火保护措施可以分为截流法和疏导法。

1、水喷淋法。水喷淋法是在结构顶部设喷淋供水管网，火灾时，自动启动(或手动)开始喷水，在构件表面形成一层连续流动的水膜，从而起到保护作用。

2、截流法。在构件的表面设置一层保护材料，截断或阻滞火灾产生的热流量向构件的传输，使构件在规定的时间内温升不超过其临界温度。由于选用的材料导热系数小而热容量大，可以很好地阻滞热流向构件的传输，从而起到保护作用,包括喷涂法、屏蔽法和包封法等方法。

（1）喷涂法。用喷涂机具将防火涂料直接喷在构件表面，形成保护层。喷涂法是一种最简单、最经济、最有效的做法，其价格低、重量轻、施工速度快、适用于形状复杂的钢构件，也是钢结构厂房中最常采用的防火处理方法之一。（2）屏蔽法。把钢结构包藏在耐火材料组成的墙体或吊顶内，在钢梁、钢屋架下作耐火吊顶，火灾时可以使钢梁、钢屋架的升温大为延缓，大大提高钢结构的耐火能力，而且这种方法还能增加室内的美观，但要注意吊顶的接缝、孔洞处应严密，防止窜火。（3）包封法。在钢结构表面做耐火保护层，将构件包封起来，其具体做法有：用现浇混凝土作耐火保护层，用砂浆或灰胶泥作耐火保护层，用矿物纤维作耐火保护层，用轻质预制板作耐火保护层。

3、疏导法。疏导法是先将热量传到构件上，然后设法把热量导走或消耗掉，同样可使构件温度不至升高到临界温度，从而起到保护作用。疏导法目前主要是充水冷却保护这一种方法，水冷却法是在空心钢柱内充满水，高温时，构件把外界环境中吸收的热量传给水，依靠水的蒸发消耗热量或通过循环把热量导走，构件的温度可维持在100℃左右。如美国的堪萨斯州银行大厦和匹兹堡钢铁公司大厦，采用的就是水冷却进行防火保护。冷却方法对于钢管柱的结构体系来说是一种非常有效的防火方法。但为了防止钢结构生锈，须在水中放入专门的防绣外加剂，冬天还须加入防冻剂而且由于对结构设计有专门的要求，所以目前实际上已很少使用。

三、钢结构防火涂料的分类及优缺点

对钢结构材料进行防火处理，其目的就是将钢结构的耐火极限提高到设计规范规定的极限范围，其措施是多种多样的。其中，喷涂防火涂料施工方便、重量轻、成本低、不受构件几何形状限制，应用范围最广，效率最高。所以，喷涂防火涂料是一种比较常见也相对成熟的做法。目前在实际工程应用中，我国钢结构防火保护方法绝大多数是采用喷涂防火涂料。

1、钢结构防火涂料的防火原理。钢结构防火涂料的防火原理是采用绝热或吸热的材料阻隔火焰直接灼烧钢结构，降低热量向钢材传递的速度，推迟钢结构温升和强度减弱的时间。根据《钢结构防火涂料》(GB14907?2002)，钢结构防火涂料定义为施涂于建筑物及构筑的钢结构表面，能形成耐火隔热保护层以提高钢结构耐火极限的涂料。

2、钢结构防火涂料分类及优缺点。钢结构防火涂料一般可分为厚涂型、薄涂型和超薄型。目前，钢结构防火涂料代表性的产品有：国内的“SD22”“TN2LG”防火涂料，“SD21”“LB”防火涂料，“SCB”、“SCA”防火涂料。国外的产品如英国 Grace Construction Products的“Monokete Firep roofingU K26”，美国美商华人企业股份有限公司的“AD”防火涂料，德国Herberts的“Water Based 38320”防火涂料，38091型防火涂料，英国的“Nullifire”防火涂料等等。（1）厚涂型钢结构防火涂料是指涂层使用厚度在8毫米～50毫米的涂料，这类钢结构防火涂料主要由多孔绝热材料如粉煤灰空心微珠、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、石墨、矿物纤维等为骨料配以耐高温粘结剂而制成。其防火原理就是由于涂层的导热系数小，具有良好的热绝缘性，从而可在火灾中有效保护钢材不受破坏。厚涂型钢结构防火涂料的耐火极限一般为0.5小时～3小时。厚涂型钢结构防火涂料的优点：耐火极限高，可达3小时；主要组分为无机材料，耐火性能受环境影响小；原材料来源广，价格低；遇火时不会放出有毒有害气体。缺点是涂层厚、自重大，粘结力差，易剥落；表面粗糙，装饰性差；施工麻烦，水泥基涂料需养护。（2）薄涂型钢结构防火涂料是指涂层使用厚度在3毫米～7毫米的钢结构防火涂料。目前国内外所使用的薄涂型钢结构防火涂料一般均为膨胀型防火涂料。膨胀型防火涂料膨胀组分一般由脱水成炭催化剂、成炭剂和发泡剂三部分组成。膨胀型防火涂料受热时，成炭剂在催化剂作用下脱水成炭，炭化物在发泡剂分解的气体作用下形成膨松、有封闭结构的炭层，该炭层可以阻止基材与热源间的热传导，另外多孔炭层可以阻止气体扩散，同时阻止外部氧气扩散到基材表面，达到防火目的。薄涂型钢结构防火涂料的优点：涂层薄、质轻，粘结力强，干燥快；表面光滑，颜色可调，装饰性好；单位面积用量少；施工简便，抗震动、抗挠曲性强。缺点是主要组分为有机材料，遇火时可能会释放出氨、HCN、卤化氢、一氧化氮、二氧化氮、一氧化碳、二氧化碳、氯、溴等有毒有害气体；还有耐久性差，存在随着环境、时间等溶出、分解、降解和老化等问题，耐火性能受环境影响大，严格意义说不能用于室外。（3）超薄型钢结构防火涂料是指涂层使用厚度不超过3毫米的钢结构防火涂料。超薄型钢结构防火涂料的防火机理与薄涂型完全一致。因目前国内外钢结构防火涂料的发展趋势是涂层超薄、装饰性强、施工方便、防火性能高、应用范围广，对涂料的粘结力和耐水性有较高的要求，因此，超薄型钢结构防火涂料一般为油性膨胀型防火涂料，本涂料除应具有较好的防火隔热性能、粘接力好、强度高，能经受高低温循环的影响外，涂层还应具有良好的耐水性、耐酸性、耐盐腐蚀性，和不易脱落，贮存稳定，装饰性好，施工方便等特点。这类钢结构防火涂料受火时膨胀发泡形成致密的防火隔热层，该防火隔热层延缓了钢材的升温，提高了钢构件的耐火极限。与厚涂型和薄涂型钢结构防火涂料相比，超薄型钢结构防火涂料粒度更细、涂层更薄、施工方便、装饰性更好是其突出特点，在满足防火要求的同时，又能满足人们高装饰性要求，特别是对于裸露的钢结构。超薄型钢结构防火涂料的优点：涂层更好、装饰性更好，兼具薄型涂料的优点，施工受环境影响小。但同样具有薄型涂料的缺点。

3、钢结构建筑防火涂料存在的问题。尽管钢结构防火涂料起着主要的作用，在钢结构建筑工程应用中充分体现了价值，但其除了自身存在的缺点外，其它方面的问题也较为明显。具体表现在生产、施工方面，国内多数钢结构防火涂料生产企业的规模不大，生产工艺流程

自动化水平不高，对专用于防火涂料的原料研究不够，对原材料的检测、控制不够，生产过程的检测手段不全，施工设备有待改进提高，与防锈漆的配套性也不能进行严格的检验。在检测标准方面，GB14907-2002《钢结构防火涂料》对同种防火涂料只规定一种涂层厚度的检验报告，而实际工程中由于钢梁、钢柱、钢楼板规范所要求的耐火极限各不相同，例如室内厚度为2mm的超薄型防火涂料检测报告出具耐火极限为1.5h，实际工程要求钢梁、钢板、钢柱耐火极限分别为1.5h、1.0h、2.0h。对钢板、钢柱应采用何种厚度的防火涂料进行保护，目前无论从理论界或是实际工程均缺乏相应的研究。此外，还存在测试方法，检测标准构件与实际工程构件的差异性，施工队伍素质偏低、施工质量差，选型不当，产品质量良莠不齐，检测机构执行标准不严格等方面的问题。