Page 20 - 电力与能源2022年第三期
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2 1 0 汪 洋, 等: 变电站钢结构常规抗火方法及新型抗火方法探讨
2.2 常规抗火方法分类
常规抗火方法分类及特点如表 2 所示。
由 材 料 分 析 可 以 看 出: 喷 涂 法、 屏 蔽 法、 包
封法是从钢结构外表面采取 措施对火灾高温进
行堵截; 充水法、 喷淋法是采 取措施将火灾高温
热量进行疏导; 而新材料法, 则是提高钢材高温
下的物理和力学力学性能。本文按照防火原理
不同, 将现 有 防 火 方 法 分 为 3 类: 堵 截 热 量 法、 图 3 堵截法原理的矛盾性示意图
疏导热量法、 提高性能自强法。堵截类方法, 具 3.2 疏导类抗火方法的矛盾之处
有施工方便、 装饰性好、 成 本低、 无环境污染、 后 疏导法原理的矛盾性示意如图 4 所示。当设
期维护工 作 量 小 等 优 点, 目 前 是 钢 结 构 防 火 保 计喷淋点与实际着火点距离较远超出有效喷淋范
护的最佳选择。谈建国等 指出喷涂法、 屏蔽法、 围时, 着火点仍然持续产生高温作用, 导致钢结构
包封法, 提高耐火极限能力一般在 0.5~3.0h , 破坏。当结构内部充水量不足或由于某种原因无
而且耐久性差、 容易脱落 [ 10 ] 。充水法, 理论上最
法充水时, 仍然会导致火灾高温破坏。综上所述,
有效, 但是需要考虑水对钢 材的腐蚀、 水的静压 火灾发生地点和火灾规模都可能是意外, 充水法
及水的循 环 控 制 系 统 及 施 工 方 面 等 问 题, 故 不 有可能出现水量不足、 甚至缺水的问题, 而喷淋法
太适合采用。 喷 淋 法, 原 理 简 单, 但 是 根 据 《 自 可能面临无法完全覆盖着火点的问题。
动喷水灭火系统设计规范》, 高度超过 8m 的大
空间建筑 物, 安 装 自 动 喷 水 灭 火 系 统 的 作 用 不
大 [ 6 ] 。新材料法, 耐火钢在 实际应用上, 是不经
济的。一般只对局部应用。
3 常规抗火方法原理的矛盾之处
通过分析可以发现, 各种抗火方法均存在明
显的优点和缺点。从抗火原理角度, 分析堵截法
和疏导法的矛盾之处。
3.1 堵截类抗火方法的矛盾之处
堵截法是在外表面采用一定性质和厚度的材
料对钢结构产生防护作用, 而这种防火材料的抗
火性能一般优于钢材。比如, 选用导热系数远低 图 4 疏导法原理矛盾性示意图
于钢材的建筑材料。
4 新型抗火方法探讨
堵截法原理的矛盾性示意如图 3 所示。当发
生火灾时, 局部范围保护层在高温作用下产生破 在经济高速发展背景下, 钢结构应用范围越
坏脱落。脱落入钢材承受高温热量, 并向两侧传 来越广, 采用钢框架变电站也成为供电系统的重
导, 但是由于两侧保护层的存在, 阻挡了与空气的 要选择方式。
对流散热。同时, 除保护层脱落处, 其余地方也不 由于疏导类抗火方法需要大量的配套设施,
能采取救火措施对钢结构降温。堵截法的保护层 考虑经济性因素, 钢结构抗火一般采用堵截类抗
是为了提高耐火极限, 但是当发生火灾时却不利 火 方 法。 文 献 [ 11 ] 指 出 城 市 国 内 生 产 总 值
( GPD ) 与火灾数量是正相关性。这说明, 在经济
于救火和热量散失, 反而降低了钢材的耐火极限。
综上所示, 当发生意外火灾时, 低性能保护层在短 和科技高速发展下, 常规抗火措施并未起到明显
的抑制作用。抗火方法研究, 仍然是建筑界的一
时间内能产生堵截效应而具有一定的保护作用,
但保护层的存在不利于钢材对高热量的散失, 以 个重点关注的热点 [ 12 ] 。常规抗火方法在原理上
就存在矛盾之处, 应该探讨新型抗火方法。
及难以采取急救措施。