一、耐火验算和防火设计涉及到的三个方面

防火保护层的属性用“综合热传递系数”来描述，见公式（6.2.2）。

与防火保护层的密度、比热容和等效热传导系数、涂层厚度等参数有关。除涂层厚度外，其它参数均是材料的自身性能，同种材料为常数。

防火涂料属于轻质保护层，可忽略密度和比热容的影响。也就是说，密度和比热容的取值对计算结果没有影响。

二、耐火验算和防火设计用到的参数和术语

密度和热膨胀系数比较熟悉，这里略去。

1.比热容，简称比热，含义是指“每kg物质当温度升高1℃时所需的热量”。反应了这种物质的蓄热能力，单位是焦耳每千克每摄氏度，J⁄kg•℃。

比热容是材料的自身性能。钢材的比热容为600，非膨胀防火涂料的比热容为1000。

2.热传导系数，也叫导热系数，含义是指“在稳定传热条件下，1m厚的材料、两侧表面的温差为1℃，在1小时内通过1m²面积传递的热量”，单位为。

热传导系数也是材料的自身性能。钢材的热传导系数为45，非膨胀防火涂料的热传导系数为0.1。

3.等效热阻，是耐火验算和防火设计所要求得的数据。有了等效热阻值，就可以确定防火涂料的厚度。等效热阻不是材料的性能，而是已知厚度的保护层的阻热能力，可与电阻类比。等效热阻的单位是，表示1W热流量所引起的温升大小。

三、耐火验算和防火设计的基本过程

以临界温度法为例，该过程可以用下图比较直观地表达出来。

水平轴表示钢材温度，正向竖轴表示钢材强度，负向竖轴表示火灾持续时间。

1.由软件对整体结构进行计算，得到火灾工况下各构件的应力组合设计值，即图中正向竖轴上的A点。该点代表火灾中钢构件能够承受的最大应力。

2.过A点作横轴的平行线，与图中紫色曲线“钢材强度与温度关系曲线”相较于B点。B点在横轴上对应的点C，即是该构件允许达到的最高温度，即临界温度Td。

3.在负向竖轴上标出耐火极限对应的E点，过E点作横轴的平行线，与BC延长线交于D点，该点表示该构件所需的等效热阻的最小值。

4.连接坐标原点O和点D，可得到该直线的斜率为，则可求得该构件所需的等效热阻为：

5.由等效热阻值确定涂层厚度：

（1）对于非膨胀型防火涂料，涂层厚度；

（2）对于膨胀型防火涂料，因涂层厚度与膨胀层厚度和等效热传导系数均为非线性关系，也就是说，等效热传导系数不是常数。所以不宜用等效热传导系数计算涂层厚度，而是根据厂家提供的涂层厚度与等效热阻的对应关系确定。厂家应提供下表所示的涂层厚度与等效热阻对应关系，其它厚度的等效热阻可线性插值。

四、防火设计应提交的内容

1.注明防火涂料的选型，膨胀型还是非膨胀型。

2.对于膨胀型防火涂料（薄型），只需注明等效热阻值即可。涂层厚度不应小于1.5mm。

3.对于非膨胀型防火涂料（厚型），应注明等效热阻、等效热传导系数和涂层厚度。厚度不应小于15mm。当等效热传导系数不同时，可按等效热阻相等的原则进行换算。

4.注明防火涂料和防腐涂料的施工顺序。

对于膨胀型防火涂料，施工顺序为：防腐底漆、防腐中间漆、防火涂料、防腐面漆。

对于非膨胀型防火涂料，取消防腐面漆。

5.其他事项可参照第一张图片。

转自：钢结构-公众号