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建筑结构丨室外钢楼梯,到底要不要涂防火涂料?

室外钢楼梯,到底要不要涂防火涂料?读者交流中,有被问到室外钢梯的防火问题。下面就聊聊这个问题。问题展开有点经验的工程师面对类似问题,会不自主地陷入“工程师的惯性思维模式”,脑子里牵扯出一连串的问题:1.室外钢梯是不是疏散楼梯?2.建筑的耐火等级是几级?3.对钢梯要求的耐火极限是多长?4.室外钢梯采用...

室外钢楼梯,到底要不要涂防火涂料?读者交流中,有被问到室外钢梯的防火问题。下面就聊聊这个问题。问题展开有点经验的工程师面对类似问题,会不自主地陷入“工程师的惯性思维模式”,脑子里牵扯出一连串的问题:1......

室外钢楼梯,到底要不要涂防火涂料?

读者交流中,有被问到室外钢梯的防火问题。下面就聊聊这个问题。

问题展开

有点经验的工程师面对类似问题,会不自主地陷入“工程师的惯性思维模式”,脑子里牵扯出一连串的问题:

1.室外钢梯是不是疏散楼梯?

2.建筑的耐火等级是几级?

3.对钢梯要求的耐火极限是多长?

4.室外钢梯采用了与建筑物什么样的连接方式?

规范解读

以上脑子里闪现的问题,是因为有以下相关的规范要求。

依据《GB50016-2014建筑设计防火规范(2018年版)》6.4.5条:

又依据《GB51249-2017建筑钢结构防火技术规范》3.1.1条文说明(表中也没特别去说“室外疏散楼梯”,也是有些奇怪。)

构件

一级

二级

三级(厂房、仓库)

三级民用建筑

四级

疏散楼梯

1.5

1.0

0.75

0.5

不要求

以上现在都是老规范了。通用规范一出,其他规范相关条文就要废止了。

《建筑防火通用规范GB55037一2022》去年6月份实施后,把6.4.5条废止了,以该规范的7.1.11条为准,

下面就发挥一下从小训练的阅读理解,把室外钢楼梯的防火问题一一对号入座一下,看看对不对:

1.3层及3层以下,室外钢梯就可以不做防火处理了。

2.3层以上,梯段和平台也可以不做防火处理了,反正已经是室外了,都有防火门和墙,不会烧到梯段的。

3.那3层以上,室外楼梯还有梯柱和梯梁,这个通用规范里没说啊,怎么办?

还好规范编制组又出了一本书《实施指南》,有特别告诉我们怎么做:

按照这个说法,又绕回了上面表格要求的内

小结

这样一梳理,是不是很清楚了。哪个可以不做,哪个省不了。

室外钢楼梯采用钢格板这种产品作为踏步板,符合不燃材料的要求,规范又取消了耐火极限的要求,那这样就可以放心不涂防火涂料,继续在室外钢楼梯上用了。

但是三层以上,重要的承重构件:梯柱和梯梁,防火涂料省不了。以后能不能省?要看规范是不是可以继续更新明示了。

参考资料:

建筑防火通用规范GB55037一2022

建筑防火通用规范实施指南

建筑钢结构防火技术规范GB51249-2017

建筑设计防火规范(2018年版)GB50016-2014

薄型防火涂料,为什么不让用在非常重要的钢结构上?

对于上述“室外钢楼梯,到底要不要涂防火涂料?”有两个不同的观点:

不需要涂

不能为了”防火”而防火,室外疏散楼梯,应是避免让建筑内部的火烧到楼梯,如果已经烧到了,那要重新考虑是否可以作为疏散楼梯用了。

需要涂

室外疏散楼梯采用难燃或者不燃材料,依然需要满足耐火等级对应的耐火时限的要求。最低0.25小时,不涂防火涂料,钢结构都是很难满足的,尤其是钢梁、钢柱,自身的耐火极限大约也就15分钟左右。

如果涂防火涂料,真的要长期发挥防火作用,就需要在涂料过了使用年限后,重新评估补涂,室外薄型防火涂料的使用年限也就10~15年。

薄型防火涂料

所谓薄型防火涂料,就是涂层厚度不大于7mm,靠受热后的膨胀来防火。一般1mm厚的涂层,在受热影响后,会膨胀到约50mm。

这个名称,是以前规范用的,现在跟国际接轨后,改名叫膨胀型防火涂料(intumescentpaint)。大家交流还是习惯用“厚型、薄型、超薄型”的说法。

膨胀型防火涂料的防火原理图@FlameOFF

膨胀型防火涂料最长能达到的耐火时限是2小时、甚至是3小时,但是规范规定不宜超过1.5小时。重要的钢结构构件,耐火极限一般都要2个小时及以上。

超过就要用非膨胀型防火涂料。为什么呢?

规范给出的原因是:耐老化问题可能较为突出,膨胀型大量应用开始于90年代,这一问题还没有引起足够的重视。

另一方面也可能是因为产品质量的可靠稳定性问题,还没有足以让国标规范认可。

在协会标准中已经提出,超过1.5小时的钢构件,可以用环氧类膨胀型钢结构防火涂料,同时也跟国标一样,指出了“非环氧类”涂料出现“老化”的问题,5年内,耐火极限会衰减21.7%(试验表明)。

环氧类钢结构防火涂料由于具有优良的粘结性能、耐候性能及防火性能,因此不对使用场所进行限制。

使用条件

对于膨胀型防火涂料,到底涂多厚,可根据涂层的等效热阻直接确定。

那等效热阻怎么算,规范给出了计算公式,根据标准耐火试验得到的钢构件实测升温曲线。

涂覆A型号防火涂料时试件计算温度与实验结果对比@参考论文

A型号膨胀防火涂料的热阻随时间的变化@参考论文

怎么涂

膨胀型防火涂料应与防腐底漆、防腐面漆相容。

防腐涂料、防火涂料由里及外的顺序依次为:

•防腐底漆

•防腐中间漆

•膨胀型防火涂料

•防腐面漆

注意什么

为了保证膨胀型防火涂料膨胀不受影响,防腐面漆不应过硬,构件外部应留有足够的膨胀空间,也不应包裹防火毡等。

钢结构表面的膨胀防火涂料被烧以后的变化@coatingspaint

在设计中一般规定构件的耐火极限和等效热阻,不规定涂层的厚度。防火涂层厚度会以型式检验报告或型式试验报告载明的厚度为准。同时,规范有规定最小厚度不应小于1.5mm。

小结

薄型防火涂料在国外应用,已经非常普遍了,施工更方便,成本更低一些。

Trsinstructuralfireprotection@steelconstruction

上面的统计图中可以看到,薄型防火涂料应用占比已经75%了。

从规范条文限制的顾虑原因可以看出,国内钢结构的薄型防火涂料市场发展空间还很大。

参考资料:

•GB51249-2017建筑钢结构防火技术规范

•T/CECS24—2020钢结构防火涂料应用技术规程

•GB14907-2018钢结构防火涂料

•膨胀型钢结构防火涂料分段等效热阻的确定,王霁等

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