露天钢结构需要防火吗？钢构安全需设防

Q：露天钢结构既然暴露在室外，是否还需要进行防火保护？

A：确实需要。尽管露天钢结构处于室外环境，但其面临的火灾风险同样存在，且在某些方面具有特殊性。钢材虽为不燃材料，但在高温环境下力学性能会急剧劣化，当温度达到600℃时，其承载力基本丧失，这对结构安全构成严重威胁。

一、为何露天钢结构必须进行防火保护

1.钢材的高温性能缺陷

钢材的力学性能与温度呈负相关关系。实验数据表明，当温度升至300°C至400°C时，钢材屈服强度开始明显下降；温度达到500°C左右时，普通结构钢的屈服强度将降至室温下的一半；而当环境温度达到600℃时，钢结构几乎完全丧失承载能力。建筑火灾现场温度通常可达800°C至1000°C，这使得未受保护的钢结构在火灾中极有可能发生变形甚至坍塌。

2.露天环境的特殊风险

• 扩散性火灾：露天场所火灾蔓延速度可能更快，热辐射范围更广
• 工艺火源：在石油化工、电力等行业中，露天布置的设备及管道支架等钢结构，面临工艺设备火灾的特殊风险
• 救援难度：高空钢结构火灾扑救困难，预防性保护显得尤为重要

3.规范强制要求

根据国家标准《建筑设计防火规范》GB50016规定，钢结构必须具备相应的耐火极限。不同建筑类型和危险等级对耐火时间有明确要求，一级耐火等级不低于1.5小时，二级不低于1小时，三级不低于0.5小时。这些规定同样适用于露天钢结构，确保其在火灾中能够维持必要的稳定性和完整性。

二、露天钢结构防火保护的主要措施

1.防火涂料保护

防火涂料是目前最常用的露天钢结构防火保护方法，主要通过以下方式发挥作用：

超薄型防火涂料：厚度3-5mm，耐火极限1.5-2.0小时，适用于装饰要求较高的钢结构

薄型防火涂料：厚度3-10mm，耐火极限0.5-2.0小时，具有良好的附着力且可以配色

厚型防火涂料：厚度25-40mm，耐火极限可达3.0小时，但需外加装饰面层保护

选用露天专用防火涂料时，必须确保其具有良好的耐候性、耐水性、耐冻融性，以适应室外复杂的气候条件。

2.外包保护层

在钢结构外表添加外包层是有效的防火方法，具体包括：

现浇混凝土外包：采用钢丝网或钢筋加强，限制收缩裂缝，保证外壳强度

喷涂砂浆保护层：在施工现场对钢结构表面涂抹石灰水泥或石膏砂浆，可掺入珍珠岩或石棉增强效果

预制板包裹：采用珍珠岩、石棉、石膏或石棉水泥预制板，通过胶粘剂、钉子、螺栓固定于钢结构上

3.充水冷却系统

对于封闭的空心型钢结构，充水是抵御火灾最有效的防护措施之一。系统通过水在钢结构内循环，吸收材料本身受热的热量，受热的水经冷却后可以进行再循环，有效控制钢结构温度。

4.屏蔽隔离

将钢结构设置在耐火材料组成的墙体或顶棚内，或将构件包藏在两片墙之间的空隙里，以较小的成本实现防火目的。

三、露天钢结构防火保护的技术要点

1.表面处理要求

喷涂防火涂料前，钢材表面必须按规范进行除锈处理，并进行1-2遍底漆涂装。底漆成分性能不应与防火涂料产生化学反应，确保防火涂料的附着性能和使用寿命。

2.厚度设计准则

防火涂料的厚度宜直接采用实际构件的耐火试验数据。当构件的截面尺寸或形状与试验标准构件不同时，应按《钢结构防火涂料应用技术规程》CECS24规定的方法推算所需防火涂层厚度。

3.材料选用原则

• 必须选用具有国家检测机构耐火性能认可检测报告的产品
• 充分考虑室外环境的腐蚀性因素，选择具有防腐蚀功能的防火涂料
• 不同部位根据装饰要求和耐火极限需求，选择相应类型的防火涂料

4.施工质量控制

防火涂料施工应由专业队伍进行，严格按产品说明和技术规范操作，确保涂层均匀、无漏涂、无空鼓，保证防火保护效果的可靠性。

四、露天钢结构防火保护的设计考量

1.火灾风险评估

设计前应进行详细的火灾风险评估，考虑钢结构所处的环境、使用功能、可能着火源等因素，制定针对性的防火保护方案。

2.经济性分析

在满足防火安全要求的前提下，综合考虑初期投资与长期维护成本，选择技术经济最优的防火保护方案。

3.维护管理要求

建立定期检查维护制度，及时发现并修复防火保护层的损坏、脱落等问题，确保防火保护的持续有效性。

五、小编有话说

露天钢结构的防火保护不是可有可无的选项，而是确保建筑安全、保障人员生命安全、保护财产的必要措施。随着钢结构在建筑领域的广泛应用，对其防火安全的要求也日益提高。通过科学合理的防火设计、严格的材料选用、规范的施工操作和有效的维护管理，完全能够为露天钢结构提供可靠的防火保护，使其在展现优异结构性能的同时，成为真正安全的工程构筑物。