حفاظت در برابر حریق ساختمان های سازه های فولادی

ساختمان های اسکلت فلزی پاشنه آشیل داشته باشید: مقاومت ضعیف در برابر آتش. به منظور حفظ استحکام و سختی سازه فولادی برای مدت طولانی در آتش و حفظ ایمنی جان و مال مردم، انواع اقدامات حفاظتی در برابر آتش در پروژه واقعی اتخاذ شده است.

چرا سازه های فولادی که نمی سوزند نیاز به حفاظت در برابر آتش دارند؟

فولاد یک مصالح ساختمانی است که نمی سوزد. فولاد در مقایسه با بتن دارای مزایای زیادی مانند مقاومت در برابر زلزله و مقاومت در برابر خمش است. بنابراین، در ساختمان‌های مدرن، سازه‌های فولادی نه تنها برای افزایش نسبی ظرفیت بار ساختمان‌ها، بلکه برای رفع نیازهای مدل‌سازی زیبایی‌شناسی طراحی معماری، مانند کارخانه‌های مختلف یک طبقه یا چند طبقه، آسمان‌خراش‌ها، انبارها، به‌طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند. سالن انتظار عموماً با اسکلت فلزی طراحی شده است.

اگرچه فولاد نمی سوزد، اما وقتی در معرض دماهای بالا قرار می گیرد تغییر شکل می دهد و در نتیجه ساختاری فرو می ریزد. فولاد به عنوان یک مصالح ساختمانی دارای برخی عیوب اجتناب ناپذیر در پیشگیری از آتش سوزی است.

به طور کلی حد مقاومت در برابر آتش سازه های فولادی بدون حفاظ حدود 15 دقیقه است. معمولاً در دمای 450 ~ 650 درجه سانتیگراد، ظرفیت باربری از بین می رود و تغییر شکل زیادی رخ می دهد که منجر به خم شدن ستون های فولادی، تیرهای فولادی و حتی فروپاشی سازه می شود.

اقدامات حفاظت در برابر آتش برای سازه های فولادی

با توجه به اصول مختلف پیشگیری از آتش سوزی، اقدامات حفاظتی در برابر آتش برای سازه های فولادی به روش های مقاومت حرارتی و روش های خنک کننده آب تقسیم می شود.

روش های مقاومت در برابر حرارت

روش مقاومت حرارتی را می توان به دو دسته تقسیم کرد روش اسپری و روش کپسوله سازی.

روش سمپاشی

به طور کلی، پوشش ضد حریق برای پوشش یا پاشش روی سطح فولادی برای تشکیل یک لایه محافظ مقاوم در برابر آتش و عایق حرارت و بهبود حد مقاومت در برابر آتش سازه فولادی استفاده می شود.

ساخت این روش آسان است، وزن سبک، مقاومت در برابر آتش طولانی است و با هندسه اجزای فولادی محدود نمی شود. اقتصاد و قابلیت عمل خوبی دارد و به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد.

انواع مختلفی از پوشش های مقاوم در برابر آتش برای سازه های فولادی وجود دارد که به طور کلی به دو دسته تقسیم می شوند: یکی نوع پوشش نازک است. پوشش های ضد حریق (نوع B) یعنی مواد آتش زا برای سازه های فولادی. دیگری است پوشش های نوع پوشش ضخیم (H).

پوشش های ضد حریق کلاس B, ضخامت پوشش به طور کلی 2-7 میلی متر است. ماده پایه رزین آلی است که اثر تزئینی خاصی دارد و در دماهای بالا منبسط و ضخیم می شود. حد مقاومت در برابر آتش می تواند به 0.5 تا 1.5 ساعت برسد.

پوشش نسوز سازه فولادی با روکش نازک دارای روکش نازک، سبک وزن و مقاومت در برابر لرزش خوبی است. برای سازه های فولادی در معرض فضای داخلی و سازه های فولادی سقف سبک، زمانی که حد مقاومت در برابر آتش 1.5 ساعت و کمتر مشخص شده است، باید از پوشش های نسوز سازه های فولادی با روکش نازک استفاده شود.

ضخامت پوشش ضد حریق کلاس H معمولاً 8 تا 50 میلی متر است. سطح دانه ای. جزء اصلی مواد عایق حرارتی معدنی، با چگالی کم و هدایت حرارتی کم است.

حد مقاومت در برابر آتش می تواند به 0.5 تا 3.0 ساعت برسد. پوشش های نسوز سازه های فولادی با پوشش ضخیم معمولاً غیر قابل احتراق، ضد پیری و بادوام تر هستند. برای سازه های فولادی مخفی داخلی، سازه های تمام فولادی بلندمرتبه و سازه های فولادی کارگاهی چند طبقه، زمانی که حد مقاومت در برابر آتش بالای 1.5 ساعت مشخص شده است، باید از پوشش های نسوز سازه های فولادی با روکش ضخیم استفاده شود. 

روش کپسولاسیون

روش کپسوله سازی توخالی: از تخته نسوز یا آجر نسوز برای پیچاندن عضو فولادی در امتداد مرز بیرونی عضو فولادی استفاده می شود. اکثر کارگاه های اسکلت فلزی در صنعت پتروشیمی داخلی از روش ساخت آجر نسوز برای پیچیدن اجزای فولادی برای حفاظت از سازه فولادی استفاده می کنند.

از مزایای این روش می توان به استحکام بالا و مقاومت در برابر ضربه اشاره کرد، اما معایب آن این است که فضای زیادی را اشغال می کند و ساخت و ساز دردسر بیشتری دارد. تخته های سبک نسوز مانند تخته های سیمانی تقویت شده با الیاف، تخته های گچی، تخته های ورمیکولیت و ... به عنوان لایه های بیرونی نسوز استفاده می شود.

روش بسته بندی جعبه قطعات فولادی بزرگ دارای مزایای سطح دکوراسیون صاف و صاف، هزینه کم، تلفات کم، عدم آلودگی محیطی، مقاومت در برابر پیری و غیره است و دارای چشم انداز ارتقاء خوبی است.

روش کپسوله سازی جامد: عموماً با ریختن بتن اعضای فولادی پیچیده و کاملاً بسته می شوند. از مزایا می توان به مقاومت بالا و مقاومت در برابر ضربه اشاره کرد، اما معایب آن این است که لایه محافظ بتن فضای زیادی را اشغال می کند و ساخت و ساز مشکل ساز است، به خصوص ساخت بر روی تیرهای فولادی و مهاربندهای مورب بسیار دشوار است.

روش های خنک کننده آب

روش خنک کننده آب شامل روش خنک کننده دوش آب و روش خنک کاری پر آب.

روش خنک کننده دوش آب

روش خنک کننده با پاشش آب به این صورت است که یک سیستم پاشش اتوماتیک یا دستی در قسمت بالایی سازه فولادی تنظیم می شود. هنگامی که آتش سوزی رخ می دهد، سیستم آبپاش فعال می شود تا یک لایه آب پیوسته بر روی سطح سازه فولادی تشکیل شود. هنگامی که شعله به سطح سازه فولادی گسترش می یابد، آب تبخیر می شود و گرما را از بین می برد و ساختمان سازه فولادی را به تاخیر می اندازد تا به دمای حد مجاز خود برسد.

روش خنک سازی پر از آب

روش خنک کاری پر از آب پر کردن عضو فولادی توخالی با آب است. از طریق گردش آب در سازه فولادی، گرمای خود فولاد جذب می شود. بنابراین، سازه فولادی می تواند دمای کمتری را در آتش حفظ کند و ظرفیت باربری خود را به دلیل گرمایش بیش از حد از دست نخواهد داد. برای جلوگیری از زنگ زدگی و یخ زدگی، ضد زنگ و ضد یخ را به آب اضافه کنید.

به طور کلی، روش مقاومت حرارتی می تواند سرعت انتقال حرارت به اجزای ساختاری را از طریق مواد مقاوم در برابر حرارت کاهش دهد. روش مقاومت حرارتی مقرون به صرفه‌تر و کاربردی‌تر است و در پروژه‌های عملی بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مزایا و معایب روش پاشش و روش کپسوله سازی در اقدامات حفاظتی سازه فولادی در برابر حریق

مقاوم در برابر آتش

از نظر مقاومت در برابر آتش، روش کپسوله سازی بهتر از روش اسپری است. مقاومت مواد کپسوله ساز مانند بتن و آجرهای نسوز در برابر آتش بهتر از پوشش های نسوز معمولی است.

علاوه بر این، مقاومت تخته ضد حریق جدید نیز بهتر از پوشش های نسوز است. درجه مقاومت در برابر آتش آن به طور قابل توجهی بالاتر از مواد نسوز سازه فولادی و مواد عایق حرارتی با ضخامت یکسان و بالاتر از پوشش‌های نسوز آتش‌زا است.

دوام

از آنجایی که مواد محصورکننده مانند بتن دوام خوبی دارند، کاهش عملکرد در طول زمان آسان نیست. و دوام همیشه مشکلی بوده که پوشش های نسوز سازه های فولادی قادر به حل آن نبوده اند.

پوشش‌های ضد حریق نازک و فوق‌العاده نازک مبتنی بر اجزای آلی، چه در فضای باز یا داخل ساختمان استفاده شوند، ممکن است مشکلاتی مانند تجزیه، تخریب، پیری و غیره داشته باشند.

قابلیت ساخت

روش پاشش برای حفاظت سازه های فولادی در برابر حریق ساده و آسان است و بدون ابزار پیچیده قابل ساخت است.

با این حال، کیفیت ساخت روش پاشش پوشش ضد حریق ضعیف است و کنترل زنگ زدگی زیرلایه، ضخامت پوشش پوشش ضد حریق و رطوبت محیط ساخت و ساز دشوار است. ساخت و ساز روش کپسوله سازی پیچیده تر است، به خصوص برای مهاربندهای مورب و تیرهای فولادی، اما ساختار آن قابلیت کنترل قوی و تضمین کیفیت آسان است.

ضخامت مواد کپسوله را می توان با دقت بیشتری برای کنترل حد مقاومت در برابر آتش تغییر داد.

حفاظت از محیط زیست

روش پاشش در حین ساخت و ساز باعث آلودگی محیط زیست می شود، به ویژه تحت تأثیر دماهای بالا، می تواند گازهای مضر را تبخیر کند. روش کپسوله سازی هیچ انتشار سمی در ساخت و ساز، محیط استفاده معمولی و دمای بالای آتش ندارد، که برای حفاظت از محیط زیست و ایمنی پرسنل در آتش سوزی مفید است.

اقتصادی

روش پاشش دارای مزایای ساخت ساده، مدت زمان ساخت کوتاه و هزینه ساخت کم است. با این حال قیمت پوشش های ضد حریق بالا بوده و هزینه های نگهداری نیز به دلیل کاستی های پوشش هایی مانند کهنگی نسبتاً بالاست.

هزینه ساخت روش کپسوله سازی بالا است، اما مواد مورد استفاده ارزان و هزینه نگهداری پایین است. به طور کلی روش کپسولاسیون اقتصادی تر است.

قابل اجرا بودن

روش پاشش محدود به هندسه اجزا نیست و بیشتر برای حفاظت از تیرها، ستون ها، کف، سقف و سایر اجزاء استفاده می شود. به ویژه برای حفاظت در برابر آتش سازه های فولادی در سازه های فولادی سبک، سازه های شبکه ای و سازه های فولادی با شکل خاص مناسب است.

ساخت روش کپسوله سازی به خصوص برای تیرهای فولادی، مهاربندهای مورب و سایر اجزا پیچیده است. روش کپسوله سازی عموماً برای ستون ها استفاده می شود و دامنه کاربرد به اندازه روش اسپری گسترده نیست.

فضای اشغال شده

رنگ نسوز استفاده شده در روش پاشش حجم کمی دارد در حالی که مواد کپسوله ای که در روش کپسوله سازی استفاده می شود مانند بتن و آجر نسوز فضا را اشغال کرده و فضای قابل استفاده را کاهش می دهد. و کیفیت مواد کپسوله نیز زیاد است.