钢结构超高层建筑物防火的有效方法与流程

本发明属于一种解决钢结构超高层建筑物防火难题的方法：通过设置能向钢结构受力构件直接喷水的冷却系统，保证了钢结构超高层建筑物在火灾发生时不会坍塌，从而彻底解决了钢结构超高层建筑物防火的难题。

技术背景

当钢结构用于超高层建筑中时，其防火问题更为突出：发生火灾时钢结构的受力构件会因为温度的增高失去承载力，从而引起建筑物的坍塌。因此，提高钢结构超高层建筑物的防火性能，实质上是解决发生火灾时钢结构的受力构件的温度升高失去承载能力的问题。

目前超高层钢结构建筑物的防火的方法是在钢结构框架的受力结构件梁柱表面加涂隔热材料或安装隔热材料，当火灾发生时，受力构件由于隔热材料的隔热作用，不易温度上升。但此方法有严重的缺陷：梁柱表面的隔热材料，其阻挡热传导的能力有限，只能在一定的时间内阻挡梁柱温度的增高。特别是，当隔热材料发生局部脱落时(隔热材料局部脱落的情况在火灾发生时难以避免)，受力构件在隔热材料脱落部位的就会在短时间内因为温度的增高而失去承载力，产生变形或脱落，进而造成更多部位的隔热材料的损坏，短时间内将进一步使大量钢结构的受力构件失去防火隔热层的保护，当大量的受力构件因为其温度急剧升高而失去承载力时，必将引起建筑物的整体坍塌。简言之，传统的钢结构超高层建筑物的防火，仅能被动抵御高温对构件升温的影响，其作用有限，不能彻底解决超高层建筑物在火灾发生时可能发生坍塌的难题。

技术实现要素：

本发明提供一种有效地解决钢结构高层建筑物防火难题的方法，具体方法是：通过增设能够在火灾发生时向钢结构受力构件喷水的喷淋降温系统，主动地对钢构件降温。喷淋降温系统包括了来至建筑物不同方向的多路供水管道、沿钢结构受力构件轴线布置的管壁有孔洞的喷淋管道、以及在原来防火隔热材料内表面增加的防火铁板。在出现火警时，喷淋降温系统启动，供水由供水管道通过喷淋管道壁面的孔洞，直接向钢结构框架的受力构件表面及防火铁板喷水降温，使钢结构的所有受力构件的温度在发生火灾的过程中不会增高到钢材失去承载力的温度，因此确保了超高层钢结构建筑物在火灾发生时不会坍塌。该发明的意义在于：简单、有效、彻底地解决了钢结构超高层建筑物防火的难题。

附图说明

图1是钢结构受力构件梁的喷淋降温系统。

图2是钢结构受力构件柱的喷淋降温系统。

具体实施方式

在图1中可以看到钢结构受力构件梁的喷淋降温系统包括：在梁的外面，有按传统方法安装的防火隔热板；在防火隔热板的内表面，还增设了防火隔热铁板；此外，在梁与防火隔热铁板间，安装了与梁轴线平行的防火喷淋管，防火喷淋管的壁面有面向构件及防火隔热铁板的孔洞；还包括了对防火喷淋管供水的供水管道。

当发生火灾时喷淋系统启动，消防用水立即通过供水管道及防火喷淋管不断喷向梁及防火隔热铁板使其降温。只要在火灾发生的过程中保持管内的水不断喷淋，就能有效地控制梁温度的升高幅度。事实上。由于位于防火隔热板内表面的防火隔热铁板不断得到防火喷淋管喷水的降温，由防火隔热铁板与防火隔热板所组成的隔热层就能保持在相对较低的温度范围内，因而梁就得到了由防火隔热铁板与防火隔热板组成的隔热层的有效隔热保护；同时，梁本身还受到防火喷淋管的不断喷淋降温，更是有效地确保了梁在火灾发生的过程不会因为温度升高而失去承载力。

图中还能看到，多根喷淋管道内的喷淋水，分别由来自不同方向的不同的供水管道，而不是仅来至一根供水管道，其目的是避免当某根供水管出现问题时，与其他供水管连接的喷淋管道仍然能够完成喷淋降温的功能。

在不太重要部位的构件，喷淋系统也可以仅由一支喷淋管及一支供水管组成，同时也可以不安装防火隔热铁板，进而减少一些成本。

在图2表示的沿柱布置的喷淋降温系统可以看到，其防火原理与图1表示的沿梁布置的喷淋降温系统相同，故不再赘述。

综上所述，在火灾发生时，由于传统钢结构的防火方法，仅能用防火涂料或防火隔热板被动地保护钢结构的受力构件的温度不快速升高，对控制钢结构受力构件温度升高的作用有限。而本发明的防火系统，是主动地对钢结构的受力构件喷淋降温而不是被动地阻挡受力构件温度的升高。只要保证喷水的不间断，就可以长时间确保钢结构受力构件的温度就不会升高到其承载力降低的温度，因而不易发生火灾引起的建筑物整体坍塌。故本发明的防火系统对钢结构超高层建筑物的防火比传统方法更为有效。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种有效地解决钢结构高层建筑物防火难题的方法：通过向钢结构受力构件喷水的喷淋降温系统，主动地对钢构件降温。系统包括了多路供水管道、沿钢结构受力构件轴线布置的管壁有孔洞的喷淋管道、在原来防火隔热材料内表面增加的防火铁板。在出现火警时，喷淋降温系统启动，供水由供水管道通过喷淋管道壁面的孔洞，直接向钢结构框架的受力构件表面及防火铁板喷水降温，使钢结构的所有受力构件的温度在发生火灾的过程中不会增高到钢材失去承载力的温度，确保了超高层钢结构建筑物在火灾发生时不会坍塌。该发明的意义在于：简单、有效、彻底地解决了钢结构超高层建筑物防火的难题。

技术研发人员：沈舞源;沈宇轩;万平华
受保护的技术使用者：万平华;沈宇轩;沈舞源
技术研发日：2018.01.10
技术公布日：2019.07.16