[发明专利]一种高大空间钢结构防火涂料厚度确定方法

说明书

本发明公开了一种高大空间钢结构防火涂料厚度确定方法，包括确定火灾发展模型；确定建筑内部顶棚下方某位置处烟气温度的最大值；建立区域火灾发展全过程的烟气温度场预测模型；确定钢结构的温度场；根据耐火极限，确定钢结构防火涂料的厚度。本发明基于基本传热原理和烟气温度发展模型，预测大空间中受保护的钢件的温度发展，从而确定钢结构防火涂料的厚度；本发明中只有一个时间变量，因此，可以非常简单的实现温度的评估，准确地反映整个火灾过程的发展，从而可准确推导出钢结构防火涂料的厚度。

技术领域

本发明涉及一种高大空间钢结构防火涂料厚度确定方法，属于钢结构防火涂料厚度确定优化技术领域。

背景技术

温度的发展是钢结构防火保护的关键问题，直接决定了防火涂料厚度，大空间的烟温发展不同于普通的封闭的火灾，因为它们最高温度较低且温度分布不均匀，因此现在还没有系统确定高大空间钢结构防火涂料厚度的方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高大空间钢结构防火涂料厚度确定方法。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种高大空间钢结构防火涂料厚度确定方法，包括，

确定火灾发展模型；

确定建筑内部顶棚下方某位置处烟气温度的最大值；

建立区域火灾发展全过程的烟气温度场预测模型；

确定钢结构的温度场；

根据耐火极限，确定钢结构防火涂料的厚度。

火灾发展模型为，

Q＝αt² 0≤t≤t_g

Q＝qA_max t_g≤t≤t_d

其中，t_s为火灾全过程的总时间，为火灾开始进入衰减阶段时间，为进入稳定阶段时间，Q为热释放速率，Q_max为火灾的最大热释放速率，α为火灾增长系数，q为火源单位面积热释放速率，A_max为区域火灾最大过火面积。

建筑内部顶棚下方某位置处烟气温度最大值T_m的计算公式为，

T_m＝T_g^max×k_sm

其中，为火源正上方顶棚处烟气温度最大值，k_sm为温度修正系数；

其中，H为建筑高度，A为建筑面积；

k_sm＝η+(1-η)e^(D/2-x)/7 x≥D/2

k_sm＝1 x≤D/2

其中，D为火源直径，x为距离火源中心的水平距离，η为建筑体量修正系数。

区域火灾发展全过程的烟气温度场预测模型为，

其中，T_g为烟气温度，T₀为环境初始温度，分别为火灾发展阶段烟气曲线形状系数和衰退阶段烟气曲线形状系数。

钢结构的温度场为，