鋼構造は、高強度、軽量構造、柔軟な設計、迅速な設置、優れたリサイクル性により、現代の産業および商業建物で広く使用されています。倉庫、工場、作業場、物流センター、工業プラント、その他の大規模な建物でよく見られます。

ただし、構造用鋼は不燃材料ですが、高温にさらされると機械的特性が著しく低下する可能性があります。火災中に温度が上昇すると、鋼の強度と剛性が低下し、最終的には構造全体の安定性と耐荷重能力に影響を与える可能性があります。

このため、鉄骨構造の適切な防火は、鉄骨建物の設計と建設において不可欠な部分です。

なぜ鉄骨構造物に防火が必要なのでしょうか?

通常の条件下では、構造用鋼は優れた強度と安定性を提供します。ただし、火災が発生した場合、高温に長時間さらされると、機械的性能が大幅に低下する可能性があります。

したがって、効果的な防火対策は次のように設計されています。

形鋼部材の温度上昇を遅らせる

必要な耐火期間にわたって構造の安定性を維持する

人員の避難のための追加の時間を確保する

構造崩壊のリスクを軽減する

火と煙の広がりを制限する

機器、材料、財産を保護する

消防や救急活動を支援する

鉄鋼建物の防火には、一般に 2 つの主要な側面が含まれます。それは、個々の鋼材部材の防火と建物内の防火区画です。

1. 鋼製構造部材の防火工法

鋼製の柱、梁、トラス、その他の耐荷重部材には、指定された耐火定格を達成するために追加の保護が必要な場合があります。

一般的な防火方法には、耐火コーティング、膨張性コーティング、および外部耐火保護システムが含まれます。

1.1 耐火コーティング

耐火コーティングの適用は、構造用鋼を保護するために最も一般的に使用される方法の 1 つです。

建物の設計、必要な耐火性評価、環境条件、外観の要件に応じて、さまざまなコーティング システムを選択できます。

薄膜または膨張性の耐火コーティングは、高温にさらされると膨張し、鋼の表面の周りに絶縁炭化層を形成します。この層は熱伝達を遅くし、鋼製部材の温度上昇を遅らせます。

厚い防火コーティングは一般に、構造用鋼を熱から絶縁するためにその低い熱伝導率に依存しています。

耐火コーティングの利点

耐火コーティングにはいくつかの利点があります。

追加重量が比較的少ない

梁、柱、複雑な鉄骨部品に最適

効率的な現場適用

さまざまな鋼構造設計との良好な互換性

承認されたコーティングシステムと必要な厚さに応じて、さまざまな耐火等級を達成できます。

適切なシステムは、適用される建築基準法、プロジェクト仕様、環境条件、およびテストされた耐火要件に従って常に選択する必要があります。

2. 耐火コーティング施工時の主な考慮事項

必要な防火性能を達成するには、正しく適用することが不可欠です。

コーティングの厚さが不十分です

コーティングシステムの耐火性能は、指定された乾燥膜厚と密接に関係しています。

コーティングが薄すぎると、鋼製部材が必要な耐火等級を達成できない可能性があります。したがって、請負業者は、承認された設計、製品ドキュメント、およびアプリケーション要件に厳密に従う必要があります。

凹凸のある表面

コーティングの不均一、過度の突起、亀裂、厚さの不均一は、外観と性能の両方に影響を与える可能性があります。

適切な表面処理、塗布手順、厚さ検査、および品質管理を建設全体にわたって実行する必要があります。

間違ったコーティングの選択

鉄骨部材や建物環境が異なれば、必要な防火システムも異なる場合があります。

厚さや価格だけでコーティングを選択することはお勧めできません。必要な耐火等級、鋼材断面係数、曝露条件、プライマー適合性、耐久性、建築上の要件などの要素も考慮する必要があります。

3. 膨張性防火

膨張性塗料は、防火性と外観の両方が重要な構造用鋼に広く使用されています。

高温にさらされると、コーティングが化学反応を起こして膨張し、厚い絶縁炭化層を形成します。この層は、その下の鋼への熱伝達率を低下させます。

膨張システムは、次のような鋼材部材が目に見えるプロジェクトに特に適しています。

商業ビル

空港や交通機関

展示センター

産業施設

倉庫

大スパン鉄骨建物

最終的なコーティング システムは、必要な耐火性および関連する地域の基準に従って選択する必要があります。

4. 外部耐火保護

構造用鋼部材を耐火材料で囲むか覆うことも有効な方法です。

プロジェクトの要件に応じて、次のようなシステムを使用して鉄骨梁と柱を保護できます。

耐火ボード

石膏系材料

セメント系スプレー式耐火材

軽量コンクリート筐体

その他のテストおよび承認された防火システム

これらの材料は、火災と構造用鋼の間に熱障壁を形成し、鋼の温度上昇を遅らせます。

外部保護システムは、耐久性と高い耐火性要件が重要な工業用建物に特に適しています。

鉄骨造建物の防火区画

個々の鉄骨部材を保護することは、効果的な火災安全戦略の一部にすぎません。

もう 1 つの重要な対策は、建物を個別の耐火エリアに分割する防火区画です。目的は、あるエリアから別のエリアへの火と煙の広がりを制限することです。

効果的な区画は、避難や消火のためのより安全な環境を提供しながら、物的損害を軽減するのに役立ちます。

1. 防火壁

防火壁は、建物を個別の防火区画に分割するために一般的に使用されます。

これらは、建物の異なるセクション間で炎や熱が広がるのを防ぐ物理的な障壁となります。

ただし、大規模な産業用鉄骨建物では、多くの場合、製造プロセス、マテリアルハンドリング、クレーン、フォークリフト、生産ライン、物流作業のためのオープンスペースが必要です。したがって、恒久的な壁は業務効率に影響を与える可能性があります。

産業用鋼構造物の場合、防火区画は建物のレイアウトおよび生産要件と慎重に調整する必要があります。

2. ウォーターカーテンシステム

ウォーター カーテン システムは、適用される法規によって許可され、関連する防火当局によって承認されている場合には、防火戦略の一部として使用することもできます。

恒久的な壁と比較して、これらのシステムは大規模な工業用スペースに優れた柔軟性を提供できます。

ただし、次のような制限もあります。

高い水需要

メンテナンス要件

電気設備および生産設備への潜在的な影響

信頼性の高い検出および制御システムの必要性

誤って作動させた場合、不必要な水害の危険性があります

これらの理由から、水ベースの防火および分離システムは、特定の建物の用途、火災のリスク、地域の規制、および全体的な火災安全戦略に従って専門的に設計される必要があります。

適切な防火ソリューションの選択

すべての鉄骨造建物に適した単一の防火方法はありません。

適切な解決策は、次のようないくつかの要因によって異なります。

建物の種類と用途

必要な耐火等級

形鋼構成

地域の建築物および防火規定

環境暴露

アーキテクチャ要件

プロジェクトの予算

メンテナンス要件

多くの鉄骨構造プロジェクトでは、受動的な防火、能動的な防火システム、防火区画、検知システム、緊急時計画の組み合わせにより、より包括的なソリューションが提供されます。

結論

鋼構造は、強度、建設速度、設計の柔軟性、材料効率の点で大きな利点をもたらします。ただし、火災時に構造の安定性を維持するには、設計および建設の段階で適切な防火対策を考慮する必要があります。

耐火コーティング、膨張性コーティング、外部保護システム、防火区画、およびアクティブ防火システムはすべて、鉄鋼建物の全体的な防火安全性を向上させる上で重要な役割を果たします。

産業用鉄骨構造プロジェクトの場合、防火は最初から構造設計、建物の機能、地域の規制、建設要件と統合される必要があります。

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カスタマイズされた鉄骨構造ソリューションの場合、各プロジェクトの特定のニーズに従ってプロジェクトの図面と技術要件を評価できます。