Bagaimana kinerja kebakaran rumah berbingkai baja ditingkatkan?

2025-04-14 14:37:08

■ Abstrak: Dengan perkembangan cepat bangunan perakitan Tiongkok, perumahan Struktur baja telah banyak digunakan karena keunggulan periode konstruksi yang singkat dan bahan yang dapat didaur ulang. Namun, pengurangan kekuatan baja 50% pada suhu tinggi 600 ℃ membuat peningkatan kinerja kebakaran sebagai hambatan teknis utama yang membatasi pengembangan industri. Makalah ini secara sistematis membahas jalur teknis untuk meningkatkan kinerja perapian bangunan perumahan struktur baja dari tiga dimensi material, struktur dan sistem.

I. Tantangan Rekayasa Kinerja Fireproof Struktur Baja

Bangunan baja tradisional membangun pencegahan kebakaran terutama bergantung pada lapisan api, tetapi bangunan perumahan menghadapi tantangan khusus karena ruang yang ringkas, jaringan pipa yang kompleks, dan karakteristik lainnya. Lingkungan perumahan dengan kepadatan beban api hingga 1,5GJ/m² mengedepankan persyaratan yang lebih tinggi pada batas resistensi kebakaran komponen. Statistik menunjukkan bahwa dalam kebakaran bangunan struktur baja, waktu runtuhnya struktur tanpa langkah-langkah perlindungan kebakaran yang efektif dapat diperpendek menjadi 15 menit, jauh melebihi batas waktu yang tahan api dari struktur beton.

Kedua, sistem teknologi peningkatan kinerja kebakaran

(1) Aplikasi inovatif lapisan perlindungan material

Lapisan perapian intumescent baru telah menyadari 2 jam batas resistensi api, dan ketebalan lapisan busa dapat berkembang 30 kali ketika dipanaskan, membentuk lapisan karbonisasi yang padat. Lapisan fireproof nanokomposit telah mengurangi konduktivitas termal menjadi 0,12W/(M-K) melalui sistem komposit SiO₂-al₂o₃. Untuk penerapan papan api, batas resistensi kebakaran dari papan komposit berbasis gipsum hingga 3 jam, dan ketebalannya berkurang sebesar 40% dibandingkan dengan produk tradisional.

(2) Desain sistem struktural yang dioptimalkan

Penggunaan kolom bagian kotak dapat meningkatkan ketahanan api hingga 20%, dan anggota bagian berongga dapat memperlambat perpindahan panas melalui lapisan isolasi udara. Node utama mengadopsi lengan perlindungan kebakaran, dan desain koneksi eksentrik dari balok dan kolom membuat distribusi tekanan lebih masuk akal, dan perencanaan zonasi perlindungan kebakaran yang dibantu teknologi BIM mewujudkan optimalisasi cerdas jalur pelarian dan kekuatan struktural.

(3) Integrasi Sistem Pemantauan Cerdas

Sistem pengukuran suhu serat optik terdistribusi dapat mewujudkan 0,1 ℃ pemantauan presisi tingkat 0,1, dan waktu respons peringatan kebakaran dipersingkat menjadi 30 detik. Penyiram cerdas terkait dengan pemantauan struktural, dan intensitas sprinkler dapat secara otomatis disesuaikan dengan gradien suhu. Data dari proyek demonstrasi menunjukkan bahwa sistem terintegrasi mengurangi area overfire sebesar 65% dan kerusakan struktural sebesar 80%.

Ketiga, standar teknis dan tren pengembangan

Kode saat ini untuk perlindungan kebakaran dalam desain bangunan (GB50016) jelas mensyaratkan bahwa tingkat ketahanan api bangunan perumahan struktur baja tidak boleh lebih rendah dari kelas II. Teknologi masa depan akan dikembangkan ke arah komposit fungsional, seperti pelestarian panas dan panel isolasi vakum tahan api, batas tahan api 4 jam beton prefabrikasi - kombinasi baja komponen. Uni Eropa untuk mempromosikan konsep "desain api berbasis kinerja", menekankan optimalisasi skema perlindungan melalui simulasi komputer, yang akan menjadi arah pengembangan yang penting.

Kesimpulan

Untuk meningkatkan kinerja kebakaran perumahan struktur baja, perlu membangun sistem komprehensif "perlindungan pasif + kontrol aktif". Dengan terobosan nanomaterial, penginderaan cerdas dan teknologi lainnya, desain perlindungan kebakaran bergeser dari perlindungan komponen tunggal ke optimasi sistem secara keseluruhan. Disarankan bahwa industri harus memperkuat penelitian tentang desain terintegrasi perlindungan dan struktur kebakaran, dan mempromosikan integrasi yang mendalam dari standar teknologi perlindungan kebakaran dan sistem pembangunan perakitan, sehingga dapat memberikan jaminan keamanan untuk pengembangan bangunan hijau.