Măsuri de protecție împotriva incendiilor pentru structurile metalice

 1. Limita de rezistență la foc și rezistența la foc a structurii din oțel 

Avantajele rezistenței și ductilității ridicate determină structura metalică să aibă caracteristici precum greutatea proprie redusă, performanța seismică bună și capacitatea portantă mare. Totodată, structura metalică poate fi prelucrată pe teren, perioada de construcție este scurtă, iar materialele pot fi reciclate. Prin urmare, clădirile cu structură metalică, indiferent de mediul intern sau extern, au fost utilizate pe scară largă.

Însă structurile metalice au un călcâi al lui Ahile: rezistența slabă la foc. Pentru a menține rezistența și rigiditatea structurii metalice la foc pentru o perioadă lungă de timp și pentru a garanta siguranța vieții și a bunurilor oamenilor, în proiectele practice au fost adoptate o varietate de măsuri de protecție împotriva incendiilor. Conform diferitelor principii de prevenire a incendiilor, măsurile de prevenire a incendiilor sunt împărțite în metoda rezistenței la căldură și metoda de răcire cu apă. Metoda de rezistență la căldură poate fi împărțită în metoda de pulverizare și metoda de încapsulare (încapsulare tubulară și metoda de încapsulare solidă). Metoda de răcire cu apă are metoda de răcire prin turnare a apei și metoda de răcire prin spălare cu apă. În această lucrare, vor fi introduse în detaliu diverse măsuri de prevenire a incendiilor și vor fi comparate avantajele și dezavantajele acestora. Rezistența și rezistența la foc
Limita de rezistență la foc a unei structuri din oțel se referă la timpul în care elementul își pierde stabilitatea sau integritatea și rezistența adiabatică la foc în timpul testului standard de rezistență la foc.

Deși oțelul în sine nu va lua foc, proprietățile materialului oțelului sunt puternic afectate de temperatură, însă rezistența la impact a oțelului scade la 250℃, iar peste 300℃, limita de curgere și rezistența maximă scad semnificativ. În caz de incendiu real, condiția de încărcare rămâne neschimbată, iar temperatura critică la care structura de oțel își pierde stabilitatea de echilibru static este de aproximativ 500℃, în timp ce temperatura generală la foc atinge 800 ~ 1000℃. Drept urmare, structura de oțel va prezenta rapid deformări plastice la temperaturi ridicate la foc, rezultând o cedare locală și, în cele din urmă, prăbușirea întregii structuri de oțel. În clădirile cu structură de oțel trebuie luate măsuri de prevenire a incendiilor pentru a face ca clădirea să aibă o limită suficientă de rezistență la foc. Preveniți încălzirea rapidă a structurii de oțel la temperatura critică în caz de incendiu, preveniți deformarea excesivă până la prăbușirea clădirii, astfel încât să câștigați timp prețios pentru stingerea incendiilor și evacuarea personalului în siguranță, evitând sau reducând pierderile cauzate de incendiu.

2. Măsuri de protecție împotriva incendiilor pentru structurile metalice

Măsurile de protecție împotriva incendiilor pentru structurile de oțel, conform acestui principiu, sunt împărțite în două categorii: una este metoda de rezistență la căldură, cealaltă este metoda de răcire cu apă. Scopul acestor măsuri este consecvent: de a împiedica creșterea temperaturii componentei peste temperatura sa critică la un moment dat. Diferența constă în faptul că metoda de rezistență la căldură previne transferul de căldură către componente, în timp ce metoda de răcire cu apă permite transferul de căldură către componente și apoi transferul acesteia în acest scop.

2.1 Căldură de rezistență

Metoda de rezistență termică, în funcție de rezistența termică și rezistența la căldură a materialului de acoperire, acoperirea ignifugă a fost împărțită în metoda de pulverizare și metoda de acoperire, metoda de pulverizare pentru a construi o acoperire ignifugă prin acoperire sau metoda de acoperire prin pulverizare pentru a proteja și poate fi împărțită în metoda de acoperire tubulară și metoda de acoperire solidă. 

2.1.1 metoda de pulverizare

În general, se utilizează vopsea ignifugă sau pulverizarea suprafeței oțelului pentru a forma un strat de protecție izolant refractar, îmbunătățind rezistența la foc a structurii metalice. Această metodă este utilizată pentru materiale refractare foarte ușoare, care durează mult timp și nu ar trebui să fie limitată la geometria componentelor din oțel, având o rentabilitate și o practicitate bune și o aplicație largă. Există mai multe tipuri de acoperiri ignifuge pentru structuri metalice, împărțite aproximativ în două categorii: una este acoperirea ignifugă de tip subțire (tip B), și anume materialul ignifug de expansiune pentru structuri metalice; cealaltă este acoperirea ignifugă cu peliculă groasă (H), clasa B, a cărei grosime este în general de 2-7 mm. Este utilizată pentru rășini organice, având un anumit efect decorativ. La expansiunea la temperaturi ridicate, limita de îngroșare a materialului refractar este de 0,5 ~ 1,5 Hz. În cazul structurilor metalice goale interioare, limita de ignifugare este de 1,5 Hz și în continuare, se alege un strat de vopsea ignifugă pentru structuri metalice de tip Scumble H, cu o grosime a stratului de vopsea ignifugă de 8 ~ 50 mm. Ingrediente principale utilizate în suprafețe granulare sunt materialele anorganice de izolație termică, cu dimensiuni mai mici. Conductivitate refractară cu densitate scăzută, limita de 0,5 ~ 3,0 h, stratul de acoperire ignifug pentru structuri din oțel acoperit cu grosime, în general, nu arde, rezistență la îmbătrânire, durabilitate și fiabilitate, structuri metalice ascunse în interior, pentru toate structurile metalice și structurile metalice ale clădirilor fabricilor cu mai multe etaje, atunci când limitele de rezistență la foc depășesc limita de 1,5 h, se recomandă alegerea unui strat de acoperire ignifug pentru structuri metalice acoperite cu grosime.

2.1.2 metoda de acoperire

1) Metoda de acoperire cu goluri: în general, se utilizează plăci sau cărămizi de protecție împotriva incendiilor, de-a lungul marginii exterioare a elementelor metalice. În atelierele de structuri metalice din industria petrochimică internă se adoptă în mare parte metoda de așezare a elementelor metalice învelite în cărămizi pentru a proteja structura metalică. Metoda are avantajul rezistenței ridicate la impact, dar dezavantajul este că ocupă spațiu mai mare în construcțiile mai mari. Plăcile refractare ușoare, cum ar fi plăcile monostrat de gips-carton armate cu fibre, sunt folosite pentru prevenirea incendiilor. Metoda de acoperire este folosită pentru ambalarea în cutii a componentelor metalice mari, cu costuri reduse, pierderi pentru decorare, nivelarea suprafeței netede, fără poluarea mediului, rezistența la îmbătrânire și alte avantaje, având perspective bune de promovare. 2) Metoda de acoperire solidă: în general, se turnează beton, elementele metalice învelite în benă, iar piesele structurii metalice, cum ar fi cele din centrul financiar mondial Shanghai Pudong, sunt complet închise. Avantajul metodei constă în rezistența ridicată și rezistența la impact, dar dezavantajul este că ocupă spațiu mare în acoperirea cu beton. Construcția este dificilă, în special în cazul grinzilor de oțel și a contravântuirilor înclinate.

2.2 Metoda de răcire cu apă

Metoda de răcire cu apă include metoda de răcire prin turnare cu apă și metoda de răcire prin umplere cu apă.

2.2.1 Metoda de răcire cu duș de apă

Metoda de răcire prin pulverizare constă în amplasarea unui sistem de pulverizare automat sau manual pe partea superioară a structurii de oțel. În caz de incendiu, sistemul de pulverizare va fi pornit pentru a forma o peliculă continuă de apă pe suprafața structurii de oțel. Când flacăra se extinde la suprafața structurii de oțel, evaporarea apei va absorbi căldura și va întârzia atingerea temperaturii limită de către structura de oțel. Metoda de răcire cu duș de apă este utilizată în clădirea Colegiului de Inginerie Civilă al Universității Tongji.

2.2.2 Metoda de răcire cu apă

Metoda de răcire cu apă constă în umplerea elementelor tubulare din oțel. Prin circulația apei în structura de oțel, căldura absorbită de oțel în sine este absorbită. Astfel, structura de oțel poate menține o temperatură scăzută în caz de incendiu și nu își va pierde capacitatea portantă din cauza creșterii prea mari a temperaturii. Pentru a preveni ruginirea și înghețul, se adaugă apă ca inhibitor de rugină și antigel. Coloanele de oțel ale clădirii US Steel Company cu 64 de etaje din Pittsburgh sunt răcite cu apă.

3. Compararea măsurilor de prevenire a incendiilor

Metoda de rezistență la căldură poate încetini viteza de conducere a căldurii către elementele structurale prin intermediul materialului rezistent la căldură. În general, metoda de izolare termică este economică și practică și este utilizată pe scară largă în proiecte practice. Metoda de răcire cu apă este o măsură eficientă de protecție împotriva incendiilor, dar nu a fost bine promovată în domeniul ingineriei din cauza cerințelor sale speciale privind proiectarea structurală și costul ridicat.

Metoda de rezistență termică este utilizată pe scară largă în protecția la foc a structurilor metalice, așa că următoarele se concentrează pe compararea avantajelor și dezavantajelor metodei de pulverizare și a metodei de placare în măsurătorile de rezistență termică.

3.1 rezistență la foc

În ceea ce privește rezistența la foc, metoda de placare este superioară metodei de pulverizare. Rezistența la foc a betonului, cărămizilor refractare și a altor materiale de înveliș este mai bună decât acoperirea ignifugă generală. În plus, performanța ignifugă a plăcii noi de prevenire a incendiilor este, de asemenea, superioară acoperirii de prevenire a incendiilor. Limita sa de rezistență la foc este evident mai mare decât aceeași grosime a materialului izolant la foc al structurii de oțel, mai mare decât dilatarea acoperirilor ignifuge.

3.2 durabilitatea

Deoarece durabilitatea materialului de placare, cum ar fi betonul, este mai bună, nu este ușor să se deterioreze în timp. Însă durabilitatea este întotdeauna o problemă bună, în cazul stratului de acoperire ignifug pentru structuri din oțel, care nu a reușit să rezolve problema. Indiferent dacă este utilizat pentru exterior sau interior, componenta organică a stratului de acoperire ignifug subțire și ultra-subțire poate produce descompunere, degradare, îmbătrânire și alte probleme, astfel încât stratul de acoperire să se exfolieze, să se decojească sau să își piardă performanța la foc.

3.3 construcție

Metoda de pulverizare pentru prevenirea incendiilor în structurile metalice este simplă și poate fi utilizată fără unelte complicate. Însă controlul calității construcției cu straturi ignifuge prin pulverizare este slab, iar îndepărtarea ruginii din materialul de bază, grosimea stratului ignifug și umiditatea mediului de construcție nu sunt ușor de controlat. Metoda de construcție a placajelor este complexă, în special pentru contravântuirile înclinate și grinzile de oțel, dar construcția este controlabilă, iar calitatea este ușor de garantat. Limita de ignifugare poate fi controlată prin modificarea precisă a grosimii materialului de placare.

3.4 protecția mediului

Metoda de pulverizare poluează mediul în timpul construcției, în special sub acțiunea temperaturilor ridicate, putând volatiliza gaze nocive. Nu există eliberare de substanțe toxice în construcție, în mediul normal de utilizare și la temperaturi ridicate la incendiu, ceea ce este benefic pentru protecția mediului și siguranța personalului în caz de incendiu.

3,5 economie

Metoda de pulverizare este simplă, are o perioadă de construcție scurtă și costuri de construcție reduse. Însă prețul acoperirii ignifuge este ridicat, iar deoarece acoperirea are dezavantaje precum îmbătrânirea, costurile de întreținere sunt mai mari. Costurile de construcție ale metodei de încapsulare sunt mari, dar prețul materialului este mic, iar costurile de întreținere sunt scăzute. În general, metoda de încapsulare are o eficiență economică bună.

3.6 aplicabilitate

Metoda de pulverizare nu este limitată de geometria componentelor și este utilizată pe scară largă pentru protejarea grinzilor, stâlpilor, planșeelor, acoperișurilor și a altor componente. Este potrivită în special pentru protecția împotriva incendiilor a structurilor ușoare din oțel, a structurilor tip grilă și a structurilor din oțel cu forme speciale. Metoda de placare este complexă în construcție, în special pentru grinzile de oțel și elementele de contravântuire înclinate. Metoda de placare este, în general, mai utilizată pentru stâlpi și nu este utilizată pe scară largă pentru pulverizare.

3.7 Spațiu ocupat

Volumul de acoperire ignifugă utilizat prin metoda de pulverizare este mic, iar metoda de învelire UTILIZEAZĂ materiale de învelire, cum ar fi betonul, cărămida ignifugă, ocupă spațiu și reduce utilizarea spațiului. Și calitatea materialului de învelire este mai mare.

 4. Rezumați

Din discuție se pot trage următoarele concluzii:

1) Adoptarea măsurilor de protecție împotriva incendiilor pentru structurile metalice ar trebui să ia în considerare influența mai multor factori, cum ar fi tipul de componentă, dificultatea construcției, cerințele de calitate a construcției, cerințele de durabilitate și beneficiile economice;

2) Prin compararea metodei de pulverizare cu metoda de încapsulare, principalele avantaje ale metodei de pulverizare sunt simplitatea procesului de construcție, iar aspectul componentelor nu se modifică semnificativ după pulverizare. Principalele avantaje ale metodei de ambalare sunt costul redus, performanța bună la foc și durabilitatea.

3) Toate tipurile de măsuri de prevenire a incendiilor au propriile avantaje și dezavantaje. În aplicațiile inginerești, acestea pot învăța unele de la altele și pot compensa deficiențele reciproce. Și pot lua diferite măsuri pentru a configura mai multe linii de apărare împotriva incendiilor.

Cu un depozit și o unitate de procesare moderne în nordul Chinei, vă putem furniza o gamă largă de produse din oțel: laminate la cald și la rece, inclusiv o mare varietate de bare comerciale, produse structurale și tubulare. Cu mașini de tăiere cu plasmă, laser și oxi, găurire CNC pentru plăci și marcare cu plasmă și o linie de găurire complet echipată, vă putem furniza tot oțelul tăiat, găurit, ștanțat și gata de utilizare.

Gama noastră de produse:

1. Țeavă de oțel(Rotund / Pătrat / Formă specială / SSAW)
2. Țeavă electrică(EMT/IMC/RMC/BS4568-1970/BS31-1940)
3. Secțiune de oțel formată la rece(C/Z/U/M)
4. Colț și grindă din oțel(Unghi V/Fasciculă H/Fasciculă U)
5. Schelă din oțel
6. Structură de oțel(Lucrări de cadru)
7. Proces de precizie pe oțel(tăiere, îndreptare, aplatizare, presare, laminare la cald, laminare la rece, ștanțare, găurire, sudare etc. Conform cerințelor clientului)

De la oțel structural, oțel prelucrat prin prelucrare și oțel tubular, până la țevi comerciale și bare comerciale, avem toate consumabilele și serviciile de oțel de care ați putea avea nevoie pentru uz casnic, comercial și industrial.

Tianjin Rainbow Steel Group Co., Ltd.

Tina

Mobil: 0086-13163118004

E-mail:tina@rainbowsteel.cn

Wechat: 547126390

Web:www.rainbowsteel.cn

Web:www.tjrainbowsteel.com