Mesures de protection contre l'incendie pour les structures en acier

 1. Limite de résistance au feu et résistance au feu de la structure en acier 

Les avantages de haute résistance et ductilité déterminent que la structure en acier a les caractéristiques d'un poids mort léger, de bonnes performances sismiques et d'une grande capacité portante.Pendant ce temps, la structure en acier peut être traitée sur le terrain, la période de construction est courte et les matériaux peuvent être recyclés. Par conséquent, peu importe dans la structure en acier nationale ou étrangère, les bâtiments ont été largement utilisés.

Mais les structures en acier ont un talon d'Achille : une faible résistance au feu. Afin de maintenir longtemps la résistance et la rigidité de la structure en acier au feu et de garantir la sécurité de la vie et des biens des personnes, diverses mesures de protection contre l'incendie ont été adoptées dans projets pratiques. Selon différents principes de prévention des incendies, les mesures de prévention des incendies sont divisées en méthode de résistance à la chaleur et méthode de refroidissement par eau. La méthode de résistance à la chaleur peut être divisée en méthode de pulvérisation et méthode d'encapsulation (encapsulation creuse et méthode d'encapsulation solide). La méthode de refroidissement par eau a la méthode de refroidissement par versement d'eau et la méthode de refroidissement par rinçage à l'eau.Dans cet article, diverses mesures de prévention des incendies seront présentées en détail et leurs avantages et inconvénients seront comparés.Résistance et résistance au feu
La limite de résistance au feu d'une structure en acier fait référence au temps pendant lequel l'élément perd sa stabilité ou son intégrité et sa résistance adiabatique au feu lors de l'essai de résistance au feu standard.

Bien que l'acier lui-même ne soit pas en feu, mais la propriété du matériau en acier est grandement affectée par la température, mais la résistance aux chocs de l'acier à 250 ℃ chute, plus de 300 ℃, la limite d'élasticité et la résistance ultime ont considérablement diminué. En cas d'incendie réel, la condition de charge reste inchangée et la température critique à laquelle la structure en acier perd sa stabilité d'équilibre statique est d'environ 500 ℃, tandis que la température générale du feu atteint 800 ~ 1000 ℃.En conséquence, la structure en acier apparaîtra rapidement déformation plastique sous haute température du feu, entraînant une défaillance locale et éventuellement l'effondrement de l'ensemble de la structure en acier. Des mesures de prévention des incendies doivent être prises dans le bâtiment à structure en acier pour que le bâtiment ait une limite de résistance au feu suffisante. température critique rapidement dans l'incendie, empêcher la déformation excessive de l'effondrement du bâtiment, afin de gagner un temps précieux pour la lutte contre l'incendie et l'évacuation de la sécurité du personnel, éviter ou réduire les pertes causées par l'incendie.

2. Mesures de protection contre l'incendie pour les structures en acier

Les mesures de protection contre l'incendie de la structure en acier selon le principe sont divisées en deux catégories : l'une est la méthode de résistance à la chaleur, l'autre est la méthode de refroidissement par eau. Le but de ces mesures est cohérent : empêcher la température du composant de dépasser sa température critique à un temps spécifié. La différence est que la méthode de résistance à la chaleur empêche la chaleur d'être transférée aux composants, tandis que la méthode de refroidissement par eau permet à la chaleur d'être transférée aux composants, puis transférée à cette fin.

2.1 Chaleur de résistance

Méthode de résistance à la chaleur en fonction de la résistance à la chaleur et à la chaleur du matériau de revêtement, le revêtement ignifuge a été divisé en méthode de pulvérisation et la méthode de pulvérisation de revêtement pour construire un revêtement ignifuge par revêtement ou méthode de revêtement par pulvérisation pour protéger et peut être divisé en le creux procédé de revêtement et procédé de revêtement solide 

2.1.1 méthode de pulvérisation

UTILISE généralement un revêtement de peinture ignifuge ou pulvérise la surface de l'acier, la formation d'une couche de protection isolante réfractaire, améliore la résistance au feu de la structure en acier de cette méthode est des réfractaires très légers pendant une longue période, et ne doit pas être restreinte la géométrie des composants en acier a une bonne économie et praticité, large application. La variété de revêtements ignifuges pour structure en acier est plus, grossièrement divisée en deux catégories : l'une est un revêtement ignifuge de type revêtement mince (type B), à savoir un matériau ignifuge à expansion de structure en acier ; un autre type est un film épais. revêtement (H) revêtement ignifuge de classe B, l'épaisseur du revêtement est généralement de 2 à 7 mm pour la résine organique, a un certain effet de parure, lorsque l'expansion à haute température épaissit la limite réfractaire de 0,5 ~ 1,5 H mince structure en acier enduit léger et léger revêtement de revêtement ignifuge résistance aux vibrations bonne structure en acier nue intérieure structure en acier de toit léger, lorsque sa limite ignifuge en 1,5 H et ce qui suit, choisit approprié structure en acier de type scumble H revêtement ignifuge épaisseur de revêtement de peinture ignifuge pour 8 ~ 50 mm généralement en surface granulaire ingrédients principaux pour les matériaux d'isolation thermique inorganiques, conductivité thermique plus petite de faible densité Limite réfractaire de 0,5 ~ 3,0 h structure en acier revêtue d'épaisseur le revêtement ignifuge ne brûle généralement pas la durabilité de la résistance au vieillissement et la structure en acier dissimulée à l'intérieur fiable toute la structure en acier et la structure en acier de multi -les bâtiments d'usine à étages, lorsque les règles dépassent sa limite ignifuge en 1,5 h, doivent choisir un revêtement ignifuge à structure en acier à revêtement épais

2.1.2 méthode de revêtement

1) méthode de revêtement creux: utilisez généralement un panneau ou une brique de prévention des incendies, le long du bord extérieur des éléments en acier, la structure en acier colise l'atelier de structure en acier de l'industrie pétrochimique nationale adopte principalement la méthode de pose des éléments en acier enveloppés de brique de la structure en acier à protéger la méthode a l'avantage d'une résistance élevée aux chocs, mais l'inconvénient est que prend de l'espace une construction plus grande plus de problèmes avec une plaque lumineuse réfractaire, telle qu'une dalle monocouche en plaques de plâtre en ciment renforcé de fibres pour la méthode de couverture de prévention des incendies pour l'emballage en boîte de grands composants en acier avec la perte à faible coût pour décorer le niveau de surface est lisse sans résistance au vieillissement de la pollution de l'environnement et d'autres avantages, il a de bonnes perspectives de promotion.2) méthode de revêtement solide: généralement en versant du béton, des éléments en acier enveloppés, des pièces de structure en acier complètement fermées telles que la colonne en acier du centre financier mondial Shanghai Pudong est son avantage est que par la méthode de haute résistance, résistance aux chocs, mais l'inconvénient est que la couverture en béton pour occuper l'espace est grande La construction est gênante, en particulier sur les poutres en acier et les contreventements inclinés

2.2 Méthode de refroidissement par eau

La méthode de refroidissement par eau comprend la méthode de refroidissement par versement d'eau et la méthode de refroidissement par remplissage d'eau.

2.2.1 Méthode de refroidissement par douche d'eau

La méthode de refroidissement par pulvérisation consiste à disposer un système de pulvérisation automatique ou manuel sur la partie supérieure de la structure en acier. En cas d'incendie, le système de pulvérisation sera démarré pour former un film d'eau continu sur la surface de la structure en acier.Lorsque la flamme se propage à la surface de la structure en acier, l'évaporation de l'eau enlèvera la chaleur et retardera la structure en acier pour atteindre sa température limite. La méthode de refroidissement par douche d'eau est utilisée dans le bâtiment du Collège de génie civil de l'Université de Tongji.

2.2.2 Méthode de refroidissement rempli d'eau

La méthode de refroidissement remplie d'eau consiste à remplir d'eau les éléments creux en acier. Grâce à la circulation de l'eau dans la structure en acier, la chaleur absorbée par l'acier lui-même est absorbée. Ainsi, la structure en acier peut maintenir une basse température dans le feu et ne le fera pas. perdre sa capacité portante en raison d'une élévation de température trop élevée.Afin d'éviter la rouille et le gel, arrosez pour ajouter un inhibiteur de rouille et un antigel.Les colonnes en acier du bâtiment de 64 étages de la US Steel Company à Pittsburgh sont refroidies à l'eau.

3. Comparaison des mesures de prévention des incendies

La méthode de résistance à la chaleur peut ralentir la vitesse de conduction de la chaleur vers les éléments structurels à travers le matériau de résistance à la chaleur. D'une manière générale, la méthode d'isolation thermique est économique et pratique, et est largement utilisée dans des projets pratiques. La méthode de refroidissement par eau est une mesure de protection efficace contre feu, mais il n'a pas été bien promu dans le domaine de l'ingénierie en raison de ses exigences particulières en matière de conception structurelle et de son coût élevé.

La méthode de résistance thermique est largement utilisée dans la protection contre l'incendie de la structure en acier, donc ce qui suit se concentre sur la comparaison des avantages et des inconvénients de la méthode de pulvérisation et de la méthode de revêtement dans les mesures de résistance thermique.

3.1 résistance au feu

En termes de résistance au feu, la méthode de revêtement est supérieure à la méthode de pulvérisation. La résistance au feu du béton, des briques réfractaires et d'autres matériaux d'enveloppement est meilleure que le revêtement ignifuge général. De plus, la performance ignifuge du nouveau panneau de prévention des incendies est également supérieure au revêtement de prévention des incendies. Sa limite de résistance au feu est évidemment supérieure à la même épaisseur du matériau d'isolation au feu de la structure en acier, plus que l'expansion des revêtements au feu.

3.2 la durabilité

Parce que la durabilité des matériaux de revêtement, tels que le béton, est meilleure, il n'est pas facile de se détériorer avec le temps. Mais la durabilité est toujours le revêtement ignifuge de la structure en acier qui n'a pas résolu le bon problème. Qu'il soit utilisé pour l'extérieur ou l'intérieur, l'organique Le composant du revêtement ignifuge mince et ultra-mince peut produire une décomposition, une dégradation, un vieillissement et d'autres problèmes, de sorte que la poudre de pelage du revêtement ou une perte de performance au feu.

3.3 fabrication

La méthode de pulvérisation de la prévention des incendies de la structure en acier est simple et peut être utilisée sans outils compliqués. Mais le contrôle de la qualité de la construction du revêtement ignifuge par pulvérisation est médiocre, le dérouillage du matériau de base, l'épaisseur du revêtement ignifuge et l'humidité de l'environnement de construction ne sont pas faciles à contrôler. La construction de la méthode de revêtement est complexe, en particulier pour les contreventements inclinés et les poutres en acier, mais la construction est contrôlable et la qualité est facile à garantir. La limite ignifuge peut être contrôlée en modifiant avec précision l'épaisseur du matériau de revêtement.

3.4 protection de l'environnement

La méthode de pulvérisation pollue l'environnement pendant la construction, en particulier sous l'action des hautes températures, elle peut volatiliser les gaz nocifs. Il n'y a pas de rejet toxique dans la construction, l'environnement d'utilisation normale et la température élevée du feu, ce qui est bénéfique pour la protection de l'environnement et la sécurité du personnel en cas d'incendie. .

3.5 économie

La méthode de pulvérisation est simple, courte période de construction et faible coût de construction. Mais le prix du revêtement ignifuge est élevé, et parce que le revêtement présente des inconvénients tels que le vieillissement, son coût de maintenance est plus élevé. Le coût de construction de la méthode d'emballage est élevé, mais le matériau le prix est bon marché et le coût de maintenance est faible. D'une manière générale, la méthode d'encapsulation a une bonne efficacité économique.

3.6 applicabilité

La méthode de pulvérisation n'est pas limitée par la géométrie des composants et est largement utilisée pour la protection des poutres, colonnes, sols, toits et autres composants. structure en acier en forme. La méthode de revêtement est complexe dans la construction, en particulier pour les poutres en acier et les éléments de contreventement inclinés.La méthode de gainage est généralement plus utilisée pour les colonnes et n'est pas largement utilisée pour la pulvérisation.

3.7 Espace occupé

Le volume de revêtement ignifuge utilisé par la méthode de pulvérisation est faible, et la méthode d'enveloppement utilise un matériau d'enveloppement tel que le béton, la brique ignifuge, prendra de la place, réduira l'utilisation de l'espace. Et la qualité du matériau enveloppant est également plus grande.

 4. Résumez

Les conclusions suivantes peuvent être tirées de la discussion :

1) L'adoption de mesures de protection contre l'incendie pour les structures en acier doit tenir compte de l'influence de nombreux facteurs, tels que le type de composant, la difficulté de construction, les exigences de qualité de construction, les exigences de durabilité et les avantages économiques ;

2) En comparant la méthode de pulvérisation avec la méthode d'encapsulation, les principaux avantages de la méthode de pulvérisation sont simples dans le processus de construction et l'apparence des composants ne change pas beaucoup après la pulvérisation. Les principaux avantages de la méthode d'emballage sont le faible coût, bon résistance au feu et durabilité.

3) Tous les types de mesures de prévention des incendies ont leurs propres avantages et inconvénients.Dans les applications d'ingénierie, ils peuvent apprendre les uns des autres et compenser les lacunes de chacun. Et peuvent prendre différentes mesures pour mettre en place plusieurs lignes de défense contre les incendies.

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