Proteção Contra Incêndios em Edifícios com Estrutura Metálica

edifícios de estrutura de aço tem calcanhar de Aquiles: baixa resistência ao fogo. A fim de manter a resistência e a rigidez da estrutura de aço por um longo período no fogo e proteger a segurança da vida e da propriedade das pessoas, uma variedade de medidas de proteção contra incêndio são adotadas no projeto real.

Por que as estruturas de aço que não queimam precisam de proteção contra incêndio?

O aço é um material de construção que não queima. Comparado com o concreto, o aço tem muitas vantagens, como resistência a terremotos e resistência à flexão. Portanto, em edifícios modernos, as estruturas de aço são amplamente utilizadas, não apenas para aumentar relativamente a capacidade de carga dos edifícios, mas também para atender às necessidades de modelagem estética do projeto arquitetônico, como várias fábricas de um ou vários andares, arranha-céus, armazéns , salas de espera O hall geralmente é projetado com estrutura de aço.

Embora o aço não queime, ele se deformará quando exposto a altas temperaturas, resultando em colapso estrutural. Como material de construção, o aço apresenta alguns defeitos inevitáveis ​​na prevenção de incêndios.

Geralmente, o limite de resistência ao fogo de estruturas de aço desprotegidas é de cerca de 15 minutos. Normalmente, a uma temperatura de 450 ~ 650C, a capacidade de carga será perdida e ocorrerá grande deformação, resultando na flexão de colunas de aço, vigas de aço e até mesmo no colapso estrutural.

Medidas de proteção contra incêndio para estruturas de aço

De acordo com diferentes princípios de prevenção de incêndios, as medidas de proteção contra incêndio para estruturas de aço são divididas em métodos de resistência ao calor e métodos de resfriamento a água.

métodos de resistência ao calor

O método de resistência ao calor pode ser dividido em método de pulverização e método de encapsulamento.

Método de pulverização

Geralmente, o revestimento retardador de fogo é usado para revestir ou pulverizar a superfície do aço para formar uma camada protetora resistente ao fogo e isolante térmico e melhorar o limite de resistência ao fogo da estrutura de aço.

Este método é fácil de construir, leve, longa resistência ao fogo e não limitado pela geometria dos componentes de aço. Possui boa economia e praticidade e é amplamente utilizado.

Existem muitas variedades de revestimentos resistentes ao fogo para estruturas de aço, que são divididos em duas categorias: uma é do tipo de revestimento fino revestimentos retardadores de fogo (tipo B), ou seja, materiais intumescentes ignífugos para estruturas metálicas; o outro é revestimentos do tipo revestimento espesso (H).

Revestimentos retardadores de fogo classe B, a espessura do revestimento é geralmente de 2 a 7 mm. O material de base é a resina orgânica, que tem certo efeito decorativo, e se expande e engrossa em altas temperaturas. O limite de resistência ao fogo pode atingir 0.5 ~ 1.5 h.

O revestimento à prova de fogo da estrutura de aço com revestimento fino tem um revestimento fino, é leve e tem boa resistência à vibração. Para estruturas de aço expostas internas e estruturas de aço para telhados leves, quando o limite de resistência ao fogo é especificado como 1.5h ou menos, devem ser usados ​​​​revestimentos à prova de fogo para estruturas de aço com revestimento fino.

A espessura do O revestimento retardador de fogo classe H é geralmente de 8 ~ 50 mm. Superfície granulada. O principal componente é um material isolante térmico inorgânico, de baixa densidade e baixa condutividade térmica.

O limite de resistência ao fogo pode atingir 0.5 ~ 3.0 h. Os revestimentos à prova de fogo de estruturas de aço com revestimento espesso são geralmente incombustíveis, antienvelhecimento e mais duráveis. Para estruturas de aço ocultas internas, estruturas de aço de arranha-céus e estruturas de aço de oficinas de vários andares, quando o limite de resistência ao fogo é especificado acima de 1.5h, devem ser usados ​​revestimentos à prova de fogo de estruturas de aço com revestimento espesso. 

Método de encapsulamento

Método de encapsulamento oco: Placa à prova de fogo ou tijolo refratário é usado para envolver o membro de aço ao longo do limite externo do membro de aço. A maioria das oficinas de estrutura de aço da indústria petroquímica nacional utiliza o método de construção de tijolos refratários para embrulhar os componentes de aço e proteger a estrutura de aço.

As vantagens deste método são a alta resistência e a resistência ao impacto, mas as desvantagens são que ocupa muito espaço e a construção é mais problemática. Placas leves refratárias, como placas de cimento reforçadas com fibra, placas de gesso, placas de vermiculita, etc., usadas como camadas externas à prova de fogo.

O método de embrulho de caixa grandes componentes de aço tem as vantagens de superfície de decoração plana e lisa, baixo custo, pequena perda, sem poluição ambiental, resistência ao envelhecimento, etc., e tem uma boa perspectiva de promoção.

Método de encapsulamento sólido: geralmente ao despejar concreto, os elementos de aço são envolvidos e completamente fechados. As vantagens são alta resistência e resistência ao impacto, mas as desvantagens são que a camada protetora de concreto ocupa um grande espaço e a construção é problemática, principalmente a construção em vigas de aço e contraventamentos diagonais é muito difícil.

métodos de resfriamento de água

O método de resfriamento a água inclui método de resfriamento de chuveiro de água e método de resfriamento com enchimento de água.

Método de resfriamento de chuveiro de água

O método de resfriamento por spray de água consiste em organizar um sistema de spray automático ou manual na parte superior da estrutura de aço. Quando ocorre um incêndio, o sistema de sprinklers é acionado para formar uma película contínua de água na superfície da estrutura de aço. Quando a chama se espalha para a superfície da estrutura de aço, a água evapora e retira o calor, atrasando a construção da estrutura de aço para atingir sua temperatura limite.

Método de resfriamento com água

O método de resfriamento com água consiste em encher o elemento de aço oco com água. Através da circulação da água na estrutura de aço, o calor do próprio aço é absorvido. Portanto, a estrutura de aço pode manter uma temperatura mais baixa em caso de incêndio, e não perderá sua capacidade de carga devido ao aquecimento excessivo. Para evitar ferrugem e congelamento, adicione inibidor de ferrugem e anticongelante à água.

Em geral, o método de resistência ao calor pode diminuir a velocidade de condução de calor para os componentes estruturais através do material resistente ao calor. O método de resistência ao calor é mais econômico e prático, sendo amplamente utilizado em projetos práticos.

Vantagens e desvantagens do método de pulverização e método de encapsulamento em medidas de proteção contra incêndio em estruturas de aço

resistência ao fogo

Em termos de resistência ao fogo, o método de encapsulamento é melhor que o método de pulverização. A resistência ao fogo dos materiais de encapsulamento, como concreto e tijolos refratários, é melhor do que a dos revestimentos à prova de fogo comuns.

Além disso, a resistência ao fogo da nova placa à prova de fogo também é melhor do que a dos revestimentos à prova de fogo. Sua classificação de resistência ao fogo é significativamente superior à dos materiais à prova de fogo e de isolamento térmico de estruturas de aço da mesma espessura, e superior à dos revestimentos intumescentes à prova de fogo.

Durabilidade

Como os materiais de encapsulamento, como o concreto, têm boa durabilidade, não é fácil deteriorar o desempenho ao longo do tempo; e a durabilidade sempre foi um problema que os revestimentos à prova de fogo em estruturas de aço não conseguiram resolver.

Revestimentos retardadores de fogo finos e ultrafinos baseados em componentes orgânicos, sejam usados ​​em ambientes externos ou internos, podem apresentar problemas como decomposição, degradação, envelhecimento, etc.

Construtibilidade

O método de pulverização para proteção contra incêndio em estruturas de aço é simples e fácil de construir e pode ser construído sem ferramentas complicadas.

No entanto, a qualidade de construção do método de pulverização do revestimento retardador de fogo é ruim e é difícil controlar a remoção de ferrugem do substrato, a espessura do revestimento retardador de fogo e a umidade do ambiente de construção; a construção do método de encapsulamento é mais complicada, especialmente para contraventamentos diagonais e vigas de aço, mas a construção Forte controlabilidade e fácil garantia de qualidade.

A espessura do material de encapsulamento pode ser variada com mais precisão para controlar o limite de resistência ao fogo.

Proteção ambiental

O método de pulverização polui o meio ambiente durante a construção, principalmente sob ação de altas temperaturas, podendo volatilizar gases nocivos. O método de encapsulamento não apresenta emissões tóxicas na construção, ambiente de uso normal e alta temperatura do fogo, o que é benéfico para a proteção ambiental e segurança do pessoal em caso de incêndio.

Económico

O método de pulverização tem as vantagens de construção simples, curto período de construção e baixo custo de construção. No entanto, o preço dos revestimentos retardadores de fogo é alto e os custos de manutenção são relativamente altos devido às deficiências dos revestimentos, como o envelhecimento.

O custo de construção do método de encapsulamento é alto, mas os materiais utilizados são baratos e o custo de manutenção é baixo. Em geral, o método de encapsulamento é mais econômico.

Aplicabilidade

O método de pulverização não é limitado pela geometria dos componentes e é utilizado principalmente para proteção de vigas, colunas, pisos, telhados e outros componentes. É especialmente adequado para proteção contra incêndio de estruturas de aço em estruturas de aço leve, estruturas de grade e estruturas de aço com formatos especiais.

A construção do método de encapsulamento é complicada, principalmente para vigas de aço, contraventamentos diagonais e outros componentes. O método de encapsulamento é geralmente usado para colunas e o escopo de aplicação não é tão amplo quanto o método de pulverização.

Espaço ocupado

A tinta à prova de fogo usada no método de pulverização é pequena em volume, enquanto os materiais de encapsulamento usados ​​no método de encapsulamento, como concreto e tijolos à prova de fogo, ocuparão espaço e reduzirão o espaço utilizável. E a qualidade do material de encapsulamento também é grande.