Protezione antincendio degli edifici con struttura in acciaio

edifici con struttura in acciaio hanno un tallone d'Achille: scarsa resistenza al fuoco. Al fine di mantenere a lungo la resistenza e la rigidità della struttura in acciaio nel fuoco e proteggere la sicurezza della vita e delle proprietà delle persone, nel progetto vero e proprio vengono adottate una serie di misure di protezione antincendio.

Perché le strutture in acciaio che non bruciano necessitano di protezione antincendio?

L'acciaio è un materiale da costruzione che non brucia. Rispetto al calcestruzzo, l’acciaio presenta numerosi vantaggi come la resistenza ai terremoti e la resistenza alla flessione. Pertanto, negli edifici moderni, le strutture in acciaio sono ampiamente utilizzate, non solo per aumentare relativamente la capacità di carico degli edifici, ma anche per soddisfare le esigenze di modellazione estetica della progettazione architettonica, come varie fabbriche a un piano o più piani, grattacieli, magazzini , sale d'attesa La sala è generalmente progettata con struttura in acciaio.

Sebbene l'acciaio non bruci, si deformerà se esposto a temperature elevate, provocando il collasso strutturale. Come materiale da costruzione, l’acciaio presenta alcuni inevitabili difetti nella prevenzione incendi.

Generalmente, il limite di resistenza al fuoco delle strutture in acciaio non protette è di circa 15 minuti. Di solito, a una temperatura di 450~650°C, la capacità portante verrà persa e si verificherà una grande deformazione, con conseguente flessione delle colonne e delle travi in ​​acciaio e persino il collasso strutturale.

Misure di protezione antincendio per le strutture in acciaio

Secondo diversi principi di prevenzione incendi, le misure di protezione antincendio per le strutture in acciaio sono suddivise in metodi di resistenza al calore e metodi di raffreddamento ad acqua.

metodi di resistenza al calore

Il metodo di resistenza al calore può essere suddiviso in metodo a spruzzo e la metodo di incapsulamento.

Metodo di spruzzatura

Generalmente, il rivestimento ignifugo viene utilizzato per rivestire o spruzzare sulla superficie dell'acciaio per formare uno strato protettivo resistente al fuoco e termoisolante e migliorare il limite di resistenza al fuoco della struttura in acciaio.

Questo metodo è facile da costruire, leggero, con una lunga resistenza al fuoco e non limitato dalla geometria dei componenti in acciaio. Ha una buona economia e praticabilità ed è ampiamente utilizzato.

Esistono molte varietà di rivestimenti resistenti al fuoco per strutture in acciaio, che sono grosso modo divise in due categorie: una è del tipo a rivestimento sottile rivestimenti ignifughi (tipo B), ovvero materiali intumescenti ignifughi per strutture in acciaio; l'altro lo è rivestimenti di tipo a rivestimento spesso (H).

Vernici ignifughe classe B, lo spessore del rivestimento è generalmente di 2-7 mm. Il materiale di base è la resina organica, che ha un certo effetto decorativo, e si espande e si addensa alle alte temperature. Il limite di resistenza al fuoco può raggiungere 0.5~1.5 ore.

Il rivestimento ignifugo con struttura in acciaio a rivestimento sottile ha un rivestimento sottile, è leggero e ha una buona resistenza alle vibrazioni. Per le strutture in acciaio a vista interne e le strutture in acciaio per tetti per carichi leggeri, quando il limite di resistenza al fuoco specificato è pari o inferiore a 1.5 ore, è necessario utilizzare rivestimenti ignifughi per strutture in acciaio con rivestimento sottile.

Lo spessore del Il rivestimento ignifugo di classe H è generalmente 8 ~ 50 mm. Superficie granulare. Il componente principale è un materiale isolante termico inorganico, a bassa densità e bassa conduttività termica.

Il limite di resistenza al fuoco può raggiungere 0.5~3.0 ore. I rivestimenti ignifughi con struttura in acciaio a rivestimento spesso sono generalmente non combustibili, anti-invecchiamento e più durevoli. Per le strutture in acciaio nascoste all'interno, le strutture a molti piani interamente in acciaio e le strutture in acciaio di officine a più piani, quando il limite di resistenza al fuoco specificato è superiore a 1.5 ore, è necessario utilizzare rivestimenti ignifughi per strutture in acciaio con rivestimento spesso. 

Metodo di incapsulamento

Metodo di incapsulamento cavo: Per avvolgere l'elemento in acciaio lungo il confine esterno dell'elemento in acciaio vengono utilizzati pannelli ignifughi o mattoni refrattari. La maggior parte delle officine di strutture in acciaio dell'industria petrolchimica nazionale utilizzano il metodo di costruzione di mattoni refrattari per avvolgere i componenti in acciaio per proteggere la struttura in acciaio.

I vantaggi di questo metodo sono l'elevata robustezza e resistenza agli urti, ma gli svantaggi sono che occupa molto spazio e la costruzione è più problematica. Pannelli refrattari leggeri come pannelli di cemento fibrorinforzato, pannelli di gesso, pannelli di vermiculite, ecc. utilizzati come strati esterni ignifughi.

Il metodo di avvolgimento della scatola componenti in acciaio di grandi dimensioni presenta i vantaggi di una superficie decorativa piatta e liscia, basso costo, piccole perdite, nessun inquinamento ambientale, resistenza all'invecchiamento, ecc. e ha una buona prospettiva di promozione.

Metodo di incapsulamento solido: generalmente mediante la colata del calcestruzzo gli elementi in acciaio vengono avvolti e completamente chiusi. I vantaggi sono l'elevata robustezza e resistenza agli urti, ma gli svantaggi sono che lo strato protettivo in calcestruzzo occupa un ampio spazio e la costruzione è problematica, soprattutto la costruzione su travi in ​​acciaio e controventi diagonali è molto difficile.

metodi di raffreddamento ad acqua

Il metodo di raffreddamento ad acqua include metodo di raffreddamento con doccia ad acqua and metodo di raffreddamento con riempimento ad acqua.

Metodo di raffreddamento con doccia ad acqua

Il metodo di raffreddamento a spruzzo d'acqua consiste nel predisporre un sistema di spruzzatura automatico o manuale sulla parte superiore della struttura in acciaio. Quando si verifica un incendio, il sistema sprinkler si attiva per formare un velo d'acqua continuo sulla superficie della struttura in acciaio. Quando la fiamma si diffonde alla superficie della struttura in acciaio, l'acqua evapora e porta via il calore, ritardando il raggiungimento della temperatura limite da parte della struttura in acciaio.

Metodo di raffreddamento ad acqua

Il metodo di raffreddamento con acqua consiste nel riempire d'acqua l'elemento cavo in acciaio. Attraverso la circolazione dell'acqua nella struttura in acciaio, viene assorbito il calore dell'acciaio stesso. Pertanto, la struttura in acciaio può mantenere una temperatura più bassa in caso di incendio e non perderà la sua capacità portante a causa del riscaldamento eccessivo. Per prevenire la ruggine e il congelamento, aggiungere all'acqua un prodotto antiruggine e antigelo.

In generale, il metodo della resistenza al calore può rallentare la velocità di conduzione del calore ai componenti strutturali attraverso il materiale resistente al calore. Il metodo della resistenza al calore è più economico e pratico ed è ampiamente utilizzato in progetti pratici.

Vantaggi e svantaggi del metodo di spruzzatura e del metodo di incapsulamento nelle misure di protezione antincendio delle strutture in acciaio

Resistenza al fuoco

In termini di resistenza al fuoco, il metodo di incapsulamento è migliore del metodo a spruzzo. La resistenza al fuoco dei materiali di incapsulamento come cemento e mattoni refrattari è migliore di quella dei normali rivestimenti ignifughi.

Inoltre, anche la resistenza al fuoco del nuovo pannello ignifugo è migliore di quella dei rivestimenti ignifughi. Il suo grado di resistenza al fuoco è sensibilmente superiore a quello dei materiali ignifughi delle strutture in acciaio e degli isolanti termici di pari spessore, e superiore a quello dei rivestimenti ignifughi intumescenti.

Eccezionale

Poiché i materiali di incapsulamento come il calcestruzzo hanno una buona durabilità, non è facile deteriorare le prestazioni nel tempo; e la durabilità è sempre stato un problema che i rivestimenti ignifughi per strutture in acciaio non sono stati in grado di risolvere.

I rivestimenti ignifughi sottili e ultrasottili a base di componenti organici, sia utilizzati all'esterno che all'interno, possono presentare problemi quali decomposizione, degradazione, invecchiamento, ecc.

Costruibilità

Il metodo di spruzzatura per la protezione antincendio delle strutture in acciaio è semplice e facile da realizzare e può essere realizzato senza strumenti complicati.

Tuttavia, la qualità costruttiva del metodo di spruzzatura del rivestimento ignifugo è scarsa ed è difficile controllare la rimozione della ruggine dal substrato, lo spessore del rivestimento ignifugo e l'umidità dell'ambiente di costruzione; la costruzione del metodo di incapsulamento è più complicata, soprattutto per controventi diagonali e travi in ​​acciaio, ma la costruzione forte controllabilità e facile garanzia della qualità.

Lo spessore del materiale di incapsulamento può essere variato con maggiore precisione per controllare il limite di resistenza al fuoco.

Tutela dell'ambiente

Il metodo di spruzzatura inquina l'ambiente durante la costruzione, soprattutto sotto l'azione delle alte temperature, può volatilizzare i gas nocivi. Il metodo di incapsulamento non produce emissioni tossiche nella costruzione, nell'ambiente di utilizzo normale e nell'alta temperatura dell'incendio, il che è vantaggioso per la protezione dell'ambiente e la sicurezza del personale in caso di incendio.

Economico

Il metodo di spruzzatura presenta i vantaggi di una costruzione semplice, un breve periodo di costruzione e un basso costo di costruzione. Tuttavia, il prezzo dei rivestimenti ignifughi è elevato e i costi di manutenzione sono relativamente elevati a causa dei difetti dei rivestimenti, come l’invecchiamento.

Il costo di costruzione del metodo di incapsulamento è elevato, ma i materiali utilizzati sono economici e i costi di manutenzione sono bassi. In generale, il metodo di incapsulamento è più economico.

applicabilità

Il metodo di spruzzatura non è limitato dalla geometria dei componenti e viene utilizzato principalmente per la protezione di travi, colonne, pavimenti, tetti e altri componenti. È particolarmente adatto per la protezione antincendio di strutture in acciaio in strutture leggere in acciaio, strutture a griglia e strutture in acciaio di forma speciale.

La costruzione del metodo di incapsulamento è complicata, soprattutto per travi in ​​acciaio, controventi diagonali e altri componenti. Il metodo di incapsulamento viene generalmente utilizzato per le colonne e l'ambito di applicazione non è ampio quanto il metodo a spruzzo.

Spazio occupato

La vernice ignifuga utilizzata nel metodo di spruzzatura ha un volume ridotto, mentre i materiali di incapsulamento utilizzati nel metodo di incapsulamento, come cemento e mattoni ignifughi, occuperanno spazio e ridurranno lo spazio utilizzabile. E anche la qualità del materiale di incapsulamento è elevata.