Phòng cháy chữa cháy nhà kết cấu thép

nhà kết cấu thép có gót chân Achilles: khả năng chống cháy kém. Để giữ được độ bền và độ cứng của kết cấu thép trong thời gian dài trong đám cháy, đồng thời bảo vệ sự an toàn tính mạng và tài sản của người dân, nhiều biện pháp phòng cháy chữa cháy đã được áp dụng trong dự án thực tế.

Tại sao kết cấu thép không cháy cần chống cháy?

Thép là vật liệu xây dựng không cháy. So với bê tông, thép có nhiều ưu điểm như khả năng chống động đất và khả năng chống uốn. Do đó, trong các tòa nhà hiện đại, kết cấu thép được sử dụng rộng rãi, không chỉ để tăng khả năng chịu tải của các tòa nhà một cách tương đối mà còn đáp ứng nhu cầu thiết kế kiến ​​trúc và mô hình thẩm mỹ, chẳng hạn như các nhà máy một tầng hoặc nhiều tầng, tòa nhà chọc trời, nhà kho. , phòng chờ Hội trường thường được thiết kế bằng kết cấu thép.

Thép tuy không cháy nhưng sẽ biến dạng khi tiếp xúc với nhiệt độ cao, dẫn đến sụp đổ kết cấu. Là vật liệu xây dựng, thép có một số khuyết điểm khó tránh khỏi trong việc phòng chống cháy nổ.

Thông thường, giới hạn chịu lửa của kết cấu thép không được bảo vệ là khoảng 15 phút. Thông thường, ở nhiệt độ 450 ~ 650C, khả năng chịu lực sẽ bị mất và xảy ra biến dạng lớn, dẫn đến cột thép, dầm thép bị uốn cong và thậm chí là sập kết cấu.

Biện pháp phòng cháy cho kết cấu thép

Theo các nguyên tắc phòng cháy khác nhau, các biện pháp phòng cháy cho kết cấu thép được chia thành phương pháp chịu nhiệt và phương pháp làm mát bằng nước.

phương pháp chịu nhiệt

Phương pháp chịu nhiệt có thể được chia thành phương pháp phun và phương pháp đóng gói.

Phương pháp phun

Thông thường, lớp phủ chống cháy được sử dụng để phủ hoặc phun lên bề mặt thép để tạo thành lớp bảo vệ chống cháy, cách nhiệt và nâng cao giới hạn chống cháy của kết cấu thép.

Phương pháp này dễ thi công, trọng lượng nhẹ, khả năng chống cháy lâu dài và không bị giới hạn bởi hình dạng hình học của các cấu kiện thép. Nó có nền kinh tế tốt và khả thi và được sử dụng rộng rãi.

Có rất nhiều loại sơn chống cháy cho kết cấu thép, đại khái được chia thành hai loại: một là loại sơn mỏng lớp phủ chống cháy (loại B), tức là vật liệu chống cháy cho kết cấu thép; cái kia là lớp phủ loại dày (H).

Sơn chống cháy loại B, độ dày lớp phủ thường là 2-7mm. Chất liệu nền là nhựa hữu cơ, có tác dụng trang trí nhất định, nở ra và dày lên ở nhiệt độ cao. Giới hạn chống cháy có thể đạt 0.5 ~ 1.5h.

Lớp phủ chống cháy kết cấu thép phủ mỏng có lớp phủ mỏng, nhẹ và có khả năng chống rung tốt. Đối với kết cấu thép lộ thiên trong nhà và kết cấu thép mái chịu tải nhẹ, khi giới hạn chịu lửa quy định từ 1.5h trở xuống thì phải sử dụng lớp phủ chống cháy cho kết cấu thép có lớp phủ mỏng.

Độ dày của Lớp phủ chống cháy loại H thường là 8 ~ 50mm. Bề mặt dạng hạt. Thành phần chính là vật liệu cách nhiệt vô cơ, có mật độ thấp và độ dẫn nhiệt thấp.

Giới hạn chống cháy có thể đạt 0.5 ~ 3.0h. Lớp phủ chống cháy kết cấu thép phủ dày thường không cháy, chống lão hóa và bền hơn. Đối với kết cấu thép giấu kín trong nhà, kết cấu toàn thép cao tầng và kết cấu thép nhà xưởng nhiều tầng, khi giới hạn chịu lửa quy định trên 1.5h thì phải sử dụng lớp phủ chống cháy kết cấu thép có lớp phủ dày. 

Phương pháp đóng gói

Phương pháp đóng gói rỗng: Tấm chống cháy hoặc gạch chịu lửa dùng để bọc phần thép dọc theo ranh giới bên ngoài của phần thép. Hầu hết các nhà xưởng kết cấu thép trong ngành hóa dầu trong nước đều sử dụng phương pháp xây gạch chịu lửa để bọc các cấu kiện thép nhằm bảo vệ kết cấu thép.

Ưu điểm của phương pháp này là độ bền và khả năng chống va đập cao nhưng nhược điểm là chiếm nhiều diện tích và việc thi công gặp nhiều rắc rối hơn. Các loại ván nhẹ chịu lửa như tấm xi măng cốt sợi, tấm thạch cao, tấm vermiculite,… dùng làm lớp chống cháy bên ngoài.

Phương pháp đóng hộp thành phần thép lớn có ưu điểm là bề mặt trang trí phẳng và mịn, chi phí thấp, tổn thất nhỏ, không gây ô nhiễm môi trường, chống lão hóa, v.v. và có triển vọng thăng tiến tốt.

Phương pháp đóng gói rắn: nói chung bằng cách đổ bê tông, các cấu kiện thép được bao bọc và đóng kín hoàn toàn. Ưu điểm là cường độ và khả năng chống va đập cao nhưng nhược điểm là lớp bảo vệ bê tông chiếm diện tích lớn, thi công gặp nhiều khó khăn, nhất là việc thi công trên dầm thép và giằng chéo rất khó khăn.

phương pháp làm mát bằng nước

Phương pháp làm mát bằng nước bao gồm phương pháp làm mát vòi sen nước và phương pháp làm mát bằng nước.

Phương pháp làm mát bằng vòi sen nước

Phương pháp làm mát phun nước là bố trí hệ thống phun tự động hoặc thủ công ở phần trên của kết cấu thép. Khi có cháy xảy ra, hệ thống phun nước được kích hoạt tạo thành màng nước liên tục trên bề mặt kết cấu thép. Khi ngọn lửa lan đến bề mặt của kết cấu thép, nước sẽ bay hơi và lấy đi nhiệt, khiến tòa nhà kết cấu thép phải đạt đến nhiệt độ giới hạn.

Phương pháp làm mát bằng nước

Phương pháp làm mát bằng nước là đổ đầy nước vào thành phần thép rỗng. Thông qua sự tuần hoàn của nước trong kết cấu thép, nhiệt của thép được hấp thụ. Do đó, kết cấu thép có thể duy trì nhiệt độ thấp hơn trong đám cháy và không bị mất khả năng chịu lực do nhiệt độ quá cao. Để ngăn ngừa rỉ sét và đóng băng, hãy thêm chất ức chế rỉ sét và chất chống đông vào nước.

Nhìn chung, phương pháp chịu nhiệt có thể làm chậm tốc độ dẫn nhiệt đến các bộ phận kết cấu thông qua vật liệu chịu nhiệt. Phương pháp chịu nhiệt tiết kiệm và thiết thực hơn, được sử dụng rộng rãi trong các dự án thực tế.

Ưu nhược điểm của phương pháp phun và phương pháp đóng gói trong biện pháp phòng cháy chữa cháy kết cấu thép

Chống cháy

Về khả năng chống cháy, phương pháp đóng gói tốt hơn phương pháp phun. Khả năng chống cháy của vật liệu đóng gói như bê tông và gạch chịu lửa tốt hơn so với lớp phủ chống cháy thông thường.

Ngoài ra, khả năng chống cháy của tấm chống cháy mới cũng tốt hơn so với lớp phủ chống cháy. Chỉ số chống cháy của nó cao hơn đáng kể so với vật liệu chống cháy và cách nhiệt kết cấu thép có cùng độ dày và cao hơn so với lớp phủ chống cháy nổ.

Tuổi thọ:

Vì các vật liệu bao bọc như bê tông có độ bền tốt nên không dễ bị suy giảm hiệu suất theo thời gian; và độ bền luôn là vấn đề mà sơn chống cháy kết cấu thép chưa thể giải quyết được.

Lớp phủ chống cháy mỏng và siêu mỏng dựa trên các thành phần hữu cơ, dù được sử dụng ngoài trời hay trong nhà, đều có thể gặp các vấn đề như phân hủy, xuống cấp, lão hóa, v.v.

Khả năng xây dựng

Phương pháp phun sơn chống cháy cho kết cấu thép rất đơn giản, dễ thi công và có thể thi công mà không cần dụng cụ phức tạp.

Tuy nhiên, chất lượng thi công của phương pháp phun sơn chống cháy kém, khó kiểm soát việc loại bỏ rỉ sét của nền, độ dày lớp phủ của sơn chống cháy và độ ẩm của môi trường xây dựng; Việc xây dựng phương pháp đóng gói phức tạp hơn, đặc biệt đối với giằng chéo và dầm thép, nhưng việc xây dựng Khả năng kiểm soát mạnh mẽ và đảm bảo chất lượng dễ dàng.

Độ dày của vật liệu bao bọc có thể thay đổi chính xác hơn để kiểm soát giới hạn chịu lửa.

Bảo vệ môi trường

Phương pháp phun xịt gây ô nhiễm môi trường trong quá trình thi công, đặc biệt dưới tác dụng của nhiệt độ cao có thể làm bay hơi các khí độc hại. Phương pháp đóng gói không có khí thải độc hại trong xây dựng, môi trường sử dụng bình thường và nhiệt độ cháy cao, có lợi cho việc bảo vệ môi trường và an toàn nhân sự trong đám cháy.

Tiết kiệm

Phương pháp phun có ưu điểm là thi công đơn giản, thời gian thi công ngắn, chi phí thi công thấp. Tuy nhiên, giá của lớp phủ chống cháy cao và chi phí bảo trì tương đối cao do những thiếu sót của lớp phủ như lão hóa.

Chi phí xây dựng của phương pháp đóng gói cao nhưng vật liệu sử dụng rẻ và chi phí bảo trì thấp. Nhìn chung, phương pháp đóng gói tiết kiệm hơn.

Khả năng áp dụng

Phương pháp phun không bị giới hạn bởi hình dạng của các bộ phận và chủ yếu được sử dụng để bảo vệ dầm, cột, sàn, mái và các bộ phận khác. Nó đặc biệt thích hợp để chống cháy cho kết cấu thép trong kết cấu thép nhẹ, kết cấu lưới và kết cấu thép hình đặc biệt.

Việc thi công phương pháp đóng gói rất phức tạp, đặc biệt đối với dầm thép, giằng chéo và các cấu kiện khác. Phương pháp đóng gói thường được sử dụng cho cột và phạm vi áp dụng không rộng bằng phương pháp phun.

Không gian bị chiếm đóng

Sơn chống cháy sử dụng trong phương pháp phun có khối lượng nhỏ, trong khi các vật liệu đóng gói sử dụng trong phương pháp đóng gói như bê tông, gạch chống cháy sẽ chiếm diện tích và làm giảm diện tích sử dụng. Và chất lượng của vật liệu đóng gói cũng lớn.