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鋼結(jié)構(gòu)的防火措施一、鋼結(jié)構(gòu)防火措施概述
鋼結(jié)構(gòu)因其輕質(zhì)、高強(qiáng)、施工便捷等優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用于建筑領(lǐng)域,但鋼結(jié)構(gòu)本身具有較低的耐火極限,在火災(zāi)中容易軟化失效。因此,采取有效的防火措施對(duì)保障結(jié)構(gòu)安全至關(guān)重要。
二、鋼結(jié)構(gòu)防火措施分類
鋼結(jié)構(gòu)防火措施主要分為被動(dòng)防火和主動(dòng)防火兩大類,具體包括以下幾種方式:
(一)被動(dòng)防火措施
被動(dòng)防火措施是指在火災(zāi)發(fā)生前對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù),提高其耐火性能。主要包括:
1.防火涂料噴涂
(1)涂料類型:分為薄涂型、超薄型和厚涂型三種。
(2)施工要點(diǎn):確保涂層均勻覆蓋,厚度符合設(shè)計(jì)要求(通常薄涂型≥2mm,厚涂型≥6mm)。
(3)優(yōu)點(diǎn):施工方便、維護(hù)簡(jiǎn)單、對(duì)結(jié)構(gòu)變形影響小。
2.防火包裹
(1)材料選擇:常用材料包括硅酸鈣板、石膏板、混凝土等。
(2)施工方法:將防火材料通過(guò)粘接或螺栓固定在鋼結(jié)構(gòu)表面。
(3)優(yōu)點(diǎn):耐火性能優(yōu)異、適用于復(fù)雜節(jié)點(diǎn)保護(hù)。
3.防火板材填充
(1)填充位置:主要應(yīng)用于梁、柱、墻等構(gòu)件內(nèi)部。
(2)填充材料:常用輕質(zhì)混凝土、珍珠巖等。
(3)施工要點(diǎn):確保填充密實(shí),無(wú)空隙。
(二)主動(dòng)防火措施
主動(dòng)防火措施是指在火災(zāi)發(fā)生時(shí)通過(guò)系統(tǒng)控制延緩火勢(shì)蔓延,常見措施包括:
1.自動(dòng)噴淋系統(tǒng)
(1)安裝位置:重點(diǎn)保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)區(qū)域,如梁柱節(jié)點(diǎn)、連接部位。
(2)工作原理:火災(zāi)報(bào)警后自動(dòng)噴水降溫,延緩鋼結(jié)構(gòu)升溫。
(3)設(shè)計(jì)要求:噴頭密度需滿足覆蓋需求(通?!?.6m×3.6m)。
2.氣體滅火系統(tǒng)
(1)適用場(chǎng)景:適用于室內(nèi)空間,如設(shè)備間、機(jī)房等。
(2)常用氣體:二氧化碳(CO?)、惰性氣體(IG541等)。
(3)優(yōu)點(diǎn):滅火后無(wú)殘留、環(huán)保。
三、防火措施的選擇與實(shí)施
(一)選擇依據(jù)
1.火災(zāi)荷載:根據(jù)建筑用途確定火災(zāi)荷載大?。ㄈ缱≌?50kg/m2,辦公≤100kg/m2)。
2.耐火極限要求:根據(jù)建筑高度和重要性確定耐火極限(如多層建筑≥1h,高層建筑≥2h)。
3.經(jīng)濟(jì)性:綜合考慮材料成本、施工難度、維護(hù)費(fèi)用。
(二)實(shí)施步驟
1.設(shè)計(jì)階段
(1)確定防火分區(qū),劃分保護(hù)重點(diǎn)。
(2)選擇合適的防火措施類型,繪制施工圖紙。
2.施工階段
(1)材料進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收,確保符合標(biāo)準(zhǔn)。
(2)按圖紙要求施工,加強(qiáng)質(zhì)量檢查。
(3)完工后進(jìn)行耐火測(cè)試(如耐火試驗(yàn)爐測(cè)試)。
3.維護(hù)管理
(1)定期檢查防火涂層厚度和完整性。
(2)主動(dòng)防火系統(tǒng)每月進(jìn)行一次功能測(cè)試。
(3)發(fā)現(xiàn)損壞及時(shí)修復(fù),確保持續(xù)有效。
四、注意事項(xiàng)
1.防火涂料與鋼結(jié)構(gòu)表面需結(jié)合牢固,避免脫落。
2.主動(dòng)防火系統(tǒng)需與消防報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng),確保及時(shí)響應(yīng)。
3.復(fù)雜節(jié)點(diǎn)(如梁柱連接處)需加強(qiáng)保護(hù),防止局部失效。
一、鋼結(jié)構(gòu)防火措施概述
鋼結(jié)構(gòu)因其輕質(zhì)、高強(qiáng)、施工便捷等優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用于建筑領(lǐng)域,如工業(yè)廠房、大跨度場(chǎng)館、商業(yè)建筑等,但鋼結(jié)構(gòu)本身具有較低的耐火極限,通常在500℃~600℃時(shí)強(qiáng)度會(huì)迅速下降,失去承載能力。因此,采取有效的防火措施對(duì)保障結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中的安全、延緩倒塌時(shí)間、保護(hù)人員和財(cái)產(chǎn)安全至關(guān)重要。鋼結(jié)構(gòu)防火措施的核心目的是在火災(zāi)發(fā)生時(shí),通過(guò)提高鋼結(jié)構(gòu)或其保護(hù)層的耐火性能,使其在規(guī)定時(shí)間內(nèi)不發(fā)生失穩(wěn)或破壞,為人員疏散和消防救援爭(zhēng)取時(shí)間。
二、鋼結(jié)構(gòu)防火措施分類
鋼結(jié)構(gòu)防火措施主要分為被動(dòng)防火和主動(dòng)防火兩大類。被動(dòng)防火措施是在火災(zāi)發(fā)生前對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù),提高其耐火性能,是目前應(yīng)用最廣泛的方式。主動(dòng)防火措施則是在火災(zāi)發(fā)生時(shí)通過(guò)系統(tǒng)控制延緩火勢(shì)蔓延,兩者通常結(jié)合使用以達(dá)到最佳防火效果。具體包括以下幾種方式:
(一)被動(dòng)防火措施
被動(dòng)防火措施是指在火災(zāi)發(fā)生前對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù),提高其耐火性能。這類措施不依賴于火災(zāi)時(shí)的外部干預(yù),通過(guò)物理屏障或提高材料自身耐火性來(lái)抵抗高溫。主要包括:
1.防火涂料噴涂
(1)涂料類型及特性:
***薄涂型防火涂料**:涂層薄(通?!?mm),耐火極限較低(如0.5h~2h),裝飾性較好,適用于耐火極限要求不高的場(chǎng)合。其原理是通過(guò)涂層受熱分解吸熱、形成隔熱層或膨脹發(fā)泡來(lái)阻止熱量傳遞。
***超薄型防火涂料**:涂層極?。ㄍǔ!?mm),耐火極限較低(如0.25h~1.5h),主要依靠云母、蛭石等輕質(zhì)骨料在高溫下膨脹發(fā)泡形成隔熱層。施工速度快,對(duì)基材變形適應(yīng)性強(qiáng),裝飾效果佳。
***厚涂型防火涂料**:涂層厚(通常≥6mm),耐火極限較高(如2h~4h),通常含有無(wú)機(jī)輕骨料(如蛭石、珍珠巖),通過(guò)材料自身的高熔點(diǎn)和低導(dǎo)熱系數(shù)提供隔熱保護(hù)。裝飾性較差,施工較慢,但對(duì)基材變形適應(yīng)性更強(qiáng)。
(2)施工要點(diǎn):
***基材處理**:鋼結(jié)構(gòu)表面必須清理干凈,無(wú)油污、銹蝕、灰塵等,必要時(shí)進(jìn)行除銹(通常要求達(dá)到St級(jí)或Sa級(jí))和底漆涂刷,確保涂層附著牢固。
***施工方法**:可采用噴涂、刷涂或輥涂等方式。噴涂法效率高,適用于復(fù)雜表面;刷涂/輥涂適用于小面積或特殊形狀。確保涂層均勻覆蓋,無(wú)漏涂、流掛現(xiàn)象。
***涂層厚度**:嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求施工,使用涂層測(cè)厚儀進(jìn)行分段、多點(diǎn)測(cè)量,確保平均厚度和最小厚度符合標(biāo)準(zhǔn)。薄涂型和超薄型涂料需特別注意厚度均勻性。
***養(yǎng)護(hù)時(shí)間**:涂層表干后需根據(jù)產(chǎn)品說(shuō)明進(jìn)行養(yǎng)護(hù),期間避免碰撞和雨水沖刷,直至涂層完全固化。
(3)優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn):
***優(yōu)點(diǎn)**:施工相對(duì)簡(jiǎn)便,成本較低(尤其薄型和超薄型),對(duì)結(jié)構(gòu)空間占用小,可提供一定的裝飾效果。
***缺點(diǎn)**:超薄型和薄涂型耐火極限有限,厚涂型施工較復(fù)雜,且在高溫下可能開裂、脫落。
2.防火包裹
(1)材料選擇及特性:
***硅酸鈣板**:以硅酸鈣為主要成分,具有耐火性能優(yōu)異(耐火極限可達(dá)3h以上)、密度低、重量輕、可鋸切、可粘貼等優(yōu)點(diǎn)。常用于制作防火板、防火罩等。
***石膏板**:主要成分為石膏,價(jià)格低廉,施工方便,常與其他防火材料復(fù)合使用(如加纖維增強(qiáng)石膏板)。耐火極限相對(duì)較低(通常1h左右),需配合其他防火處理。
***混凝土或水泥砂漿**:耐火性能好,但重量大,施工復(fù)雜,適用于對(duì)外露鋼結(jié)構(gòu)或需要較高耐火極限的場(chǎng)合,常通過(guò)模具固定或噴射施工。
***纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(FRP)**:以玻璃纖維或碳纖維為增強(qiáng)體,樹脂為基體,具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐高溫(部分可達(dá)1000℃以上)等優(yōu)點(diǎn),裝飾性也好,但成本較高。
(2)施工方法:
***板材安裝**:通常采用粘接劑(如結(jié)構(gòu)膠)或螺栓固定。需在鋼結(jié)構(gòu)表面制作找平層(如聚合物砂漿),確保板材安裝平整。板材接縫處需采取防火封堵措施,防止火勢(shì)沿縫隙蔓延。
***噴射施工**:將水泥砂漿或特殊防火涂料通過(guò)噴槍均勻噴射在鋼結(jié)構(gòu)表面,形成保護(hù)層。適用于復(fù)雜節(jié)點(diǎn)和大型構(gòu)件,但會(huì)產(chǎn)生粉塵,需做好環(huán)保措施。
(3)適用場(chǎng)景::適用于需要較高耐火極限、對(duì)外觀有要求或鋼結(jié)構(gòu)尺寸較大的場(chǎng)合,如橋梁、塔桅結(jié)構(gòu)、高層建筑外露框架等。
3.防火板材填充
(1)填充位置:主要應(yīng)用于封閉式的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)部,如鋼框架填充墻、樓板中的鋼梁或鋼柱區(qū)域。通過(guò)在空腔內(nèi)填充耐火材料,提高整體結(jié)構(gòu)的耐火穩(wěn)定性。
(2)填充材料選擇及特性:
***輕質(zhì)混凝土**:以輕骨料(如珍珠巖、浮石)代替普通骨料制成,密度低(通?!?800kg/m3),導(dǎo)熱系數(shù)小,對(duì)結(jié)構(gòu)附加荷載小。
***珍珠巖**:多孔玻璃質(zhì)材料,耐火溫度高(可達(dá)1300℃以上),吸音隔熱性能好,常以板狀或塊狀使用。
***蛭石**:具有層狀結(jié)構(gòu),保溫隔熱性能優(yōu)異,但吸水率較高,需注意防潮。
***巖棉板/礦棉板**:以巖棉或礦棉為原料,具有良好的防火、保溫、吸音性能,但密度較大,需注意結(jié)構(gòu)荷載。
(3)施工要點(diǎn):
***模具安裝**:在鋼結(jié)構(gòu)空腔內(nèi)安裝臨時(shí)模具,確保填充材料的形狀和厚度符合設(shè)計(jì)要求。
***材料運(yùn)輸與澆筑**:輕質(zhì)混凝土等流動(dòng)性較好的材料可通過(guò)泵送或傾倒方式填充;珍珠巖等塊狀材料需分層鋪設(shè)、壓實(shí)。確保填充密實(shí),無(wú)空隙,避免形成火路。
***養(yǎng)護(hù)**:填充完成后需進(jìn)行養(yǎng)護(hù),確保材料強(qiáng)度和性能達(dá)標(biāo)。
(4)優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn):
***優(yōu)點(diǎn)**:可顯著提高結(jié)構(gòu)的整體耐火性能,同時(shí)起到分隔、隔音作用。對(duì)鋼結(jié)構(gòu)本身變形適應(yīng)性較好。
***缺點(diǎn)**:增加結(jié)構(gòu)自重,施工相對(duì)復(fù)雜,占用一定的內(nèi)部空間。
(二)主動(dòng)防火措施
主動(dòng)防火措施是指在火災(zāi)發(fā)生時(shí)通過(guò)系統(tǒng)控制延緩火勢(shì)蔓延和降低鋼結(jié)構(gòu)溫度,常見措施包括:
1.自動(dòng)噴淋系統(tǒng)
(1)安裝位置:重點(diǎn)保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)區(qū)域,如梁柱節(jié)點(diǎn)、連接部位、防火分區(qū)交界處、火災(zāi)荷載大的區(qū)域。噴頭應(yīng)覆蓋鋼結(jié)構(gòu)表面,但避免直接噴淋連接點(diǎn)或螺栓,以免影響其強(qiáng)度。
(2)工作原理與設(shè)計(jì)要求:
***工作原理**:火災(zāi)報(bào)警后,自動(dòng)噴淋系統(tǒng)啟動(dòng),噴頭噴水對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行持續(xù)降溫,延緩其達(dá)到軟化溫度。水的蒸發(fā)吸熱能有效降低構(gòu)件表面溫度。
***設(shè)計(jì)要求**:噴頭類型選擇(如普通噴頭、隱蔽噴頭、快速響應(yīng)噴頭)、密度需根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)類型、截面尺寸、空間高度等因素計(jì)算確定,通常要求噴水強(qiáng)度達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)(例如,對(duì)于鋼結(jié)構(gòu),可能要求≥6L/min·m2),且噴頭布置能確保鋼結(jié)構(gòu)表面得到有效覆蓋(如噴頭間距≤3.6m×3.6m)。系統(tǒng)需與火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng),確保及時(shí)啟動(dòng)。
(3)優(yōu)缺點(diǎn)與注意事項(xiàng):
***優(yōu)點(diǎn)**:效果直接,能顯著降低鋼結(jié)構(gòu)溫度,適用于有消防水源的區(qū)域。
***缺點(diǎn)**:可能對(duì)鋼結(jié)構(gòu)造成一定的濕損,長(zhǎng)期停用后噴頭易堵塞,需定期維護(hù)。在室外或無(wú)人管理的區(qū)域效果受限。
2.氣體滅火系統(tǒng)
(1)適用場(chǎng)景:適用于室內(nèi)空間,如重要的設(shè)備間、機(jī)房、控制室等,這些區(qū)域鋼結(jié)構(gòu)一旦受損可能導(dǎo)致嚴(yán)重后果。氣體滅火系統(tǒng)滅火后無(wú)殘留,對(duì)設(shè)備保護(hù)有利。
(2)常用氣體及工作原理:
***二氧化碳(CO?)系統(tǒng)**:通過(guò)噴放CO?降低空間氧氣濃度,并利用其冷凝熱吸收熱量。適用于保護(hù)無(wú)重要精密設(shè)備的區(qū)域。但CO?有窒息和凍傷風(fēng)險(xiǎn),人員撤離后需充分通風(fēng)。
***惰性氣體系統(tǒng)(如IG541、IG55、IG100)**:以氮?dú)?、氬氣、二氧化碳按特定比例混合,通過(guò)降低氧氣濃度窒息滅火。相比CO?,安全性更高,無(wú)腐蝕性,但系統(tǒng)壓力要求較高,成本也相對(duì)較高。
***七氟丙烷(HFC-227ea)等鹵代烴氣體**:通過(guò)化學(xué)抑制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)滅火。滅火效率高,對(duì)設(shè)備腐蝕性小,但可能對(duì)大氣有環(huán)保影響(全球變暖潛能值較高),需選用環(huán)保型替代品。
(3)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn):需根據(jù)空間形狀、保護(hù)對(duì)象、火災(zāi)特點(diǎn)選擇合適的氣體類型和噴頭形式(如全淹沒(méi)式、局部應(yīng)用式),并確保設(shè)計(jì)濃度能有效滅火。系統(tǒng)需與火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)。
(4)優(yōu)缺點(diǎn)與注意事項(xiàng):
***優(yōu)點(diǎn)**:滅火后無(wú)殘留,對(duì)設(shè)備無(wú)腐蝕,不會(huì)造成水漬損失,響應(yīng)速度快。
***缺點(diǎn)**:系統(tǒng)初始投資高,維護(hù)要求嚴(yán)格(如定期檢測(cè)氣體濃度、噴頭狀態(tài)),對(duì)環(huán)境有一定影響(尤其傳統(tǒng)鹵代烴),且在滅火過(guò)程中仍需確保人員安全撤離。
三、防火措施的選擇與實(shí)施
(一)選擇依據(jù)
1.**建筑用途與火災(zāi)荷載**:根據(jù)建筑用途(如住宅、辦公、商業(yè)、工業(yè))確定火災(zāi)荷載大小?;馂?zāi)荷載越大,火災(zāi)熱釋放速率越高,對(duì)鋼結(jié)構(gòu)威脅越大,所需的耐火極限和保護(hù)措施也越高??蓞⒖枷嚓P(guān)資料或規(guī)范估算火災(zāi)荷載(如參考值:住宅≤150kg/m2,辦公≤100kg/m2,商店≤150kg/m2,工業(yè)廠房根據(jù)生產(chǎn)類別不同差異較大)。
2.**建筑高度與重要性**:建筑高度越高,火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)越大,對(duì)結(jié)構(gòu)安全的要求也越高,通常需要更高的耐火極限。建筑的重要性(如是否為關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施、人員密集程度)也影響防火措施的等級(jí)。
3.**鋼結(jié)構(gòu)形式與位置**:不同形式的鋼結(jié)構(gòu)(如實(shí)腹梁、格構(gòu)柱)耐火性能不同,保護(hù)方式也應(yīng)有所區(qū)別。外露鋼結(jié)構(gòu)與內(nèi)藏式鋼結(jié)構(gòu)所需的保護(hù)程度也不同。
4.**經(jīng)濟(jì)性**:綜合考慮防火措施的初始投資成本、施工周期、維護(hù)費(fèi)用以及可能避免的損失,選擇性價(jià)比高的方案。需進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。
5.**環(huán)境條件**:如風(fēng)荷載、濕度、化學(xué)腐蝕環(huán)境等,可能影響防火材料的選擇和施工質(zhì)量。
(二)實(shí)施步驟
1.**設(shè)計(jì)階段**
(1)**確定防火分區(qū)**:根據(jù)建筑布局和安全規(guī)范,劃分防火分區(qū),明確每個(gè)分區(qū)內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)的保護(hù)重點(diǎn)和耐火極限要求。
(2)**選擇防火措施類型**:結(jié)合上述選擇依據(jù),確定采用單一或組合的防火措施(如涂料+包裹,或板材填充+噴淋保護(hù)),并選擇具體的材料品牌和規(guī)格。
(3)**繪制施工圖紙**:繪制詳細(xì)的防火保護(hù)構(gòu)造圖,包括保護(hù)層的厚度、材料分布、與主體結(jié)構(gòu)的連接方式、施工節(jié)點(diǎn)詳圖等。
(4)**進(jìn)行耐火極限計(jì)算與驗(yàn)證**:根據(jù)《建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)范》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),計(jì)算所采取措施的耐火極限是否滿足設(shè)計(jì)要求,必要時(shí)通過(guò)耐火試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。
2.**施工階段**
(1)**材料進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收**:核對(duì)防火材料的品牌、規(guī)格、性能參數(shù)(如耐火極限、膨脹率、密度等)是否與設(shè)計(jì)要求一致,檢查產(chǎn)品合格證和檢測(cè)報(bào)告,必要時(shí)進(jìn)行抽樣復(fù)檢。材料應(yīng)存放在干燥、通風(fēng)的指定場(chǎng)所,避免受潮或損壞。
(2)**鋼結(jié)構(gòu)基材處理**:嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)表面的清理、除銹和底漆涂刷。確保表面無(wú)油污、銹蝕、氧化皮和灰塵,達(dá)到涂層要求的附著面條件。
(3)**防火措施施工**:
***涂料噴涂**:按照施工工藝要求進(jìn)行噴涂,控制好噴槍距離、速度和出料量,確保涂層均勻、厚度達(dá)標(biāo),注意邊角部位的施工質(zhì)量。
***防火包裹**:精確安裝模具,按照材料說(shuō)明進(jìn)行粘接或固定,確保板材接縫嚴(yán)密,表面平整。
***填充施工**:按設(shè)計(jì)要求分層填充材料,每層填充后進(jìn)行壓實(shí),確保無(wú)空腔。
***主動(dòng)防火系統(tǒng)安裝**:按照相關(guān)規(guī)范安裝噴淋管道、噴頭、氣體滅火管網(wǎng)等,確保連接牢固、密封良好,并進(jìn)行水壓試驗(yàn)或氣密性試驗(yàn)。
(4)**質(zhì)量檢查與驗(yàn)收**:施工過(guò)程中和完成后,按規(guī)范要求進(jìn)行多批次、多項(xiàng)目的檢查驗(yàn)收,如涂層厚度測(cè)量、板材粘接強(qiáng)度檢測(cè)、噴頭外觀檢查、氣體濃度測(cè)試等。記錄檢查結(jié)果,不合格處及時(shí)整改。
3.**維護(hù)管理**
(1)**定期檢查**:建立防火措施定期檢查制度,如每年至少檢查一次。檢查內(nèi)容包括:
*防火涂層是否開裂、脫落、粉化、厚度是否減?。ㄊ褂猛繉訙y(cè)厚儀檢測(cè))。
*防火包裹材料是否松動(dòng)、腐蝕、破損。
*填充材料是否收縮、變形、滲漏。
*主動(dòng)防火系統(tǒng)(噴淋、氣體滅火)的設(shè)備狀態(tài)、標(biāo)識(shí)是否完好,管道有無(wú)泄漏,噴頭有無(wú)堵塞。
(2)**主動(dòng)防火系統(tǒng)測(cè)試**:
***噴淋系統(tǒng)**:每月對(duì)報(bào)警閥組進(jìn)行一次功能測(cè)試,每年進(jìn)行一次噴水試驗(yàn)(驗(yàn)證噴頭出水情況、水壓、水力強(qiáng)度等)。
***氣體滅火系統(tǒng)**:每年進(jìn)行一次全面的功能檢查(包括噴頭、閥門、壓力開關(guān)、火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)等),每?jī)赡赀M(jìn)行一次模擬噴放試驗(yàn)或氣體濃度測(cè)試。
(3)**維護(hù)與修復(fù)**:發(fā)現(xiàn)防火措施損壞、老化或失效時(shí),應(yīng)及時(shí)修復(fù)或更換。修復(fù)時(shí)必須使用符合要求的材料,并確保修復(fù)后的防火性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。對(duì)于主動(dòng)防火系統(tǒng),發(fā)現(xiàn)故障必須及時(shí)維修或更換部件。
(4)**記錄與檔案**:建立防火措施維護(hù)檢查記錄檔案,包括檢查時(shí)間、內(nèi)容、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、處理措施、責(zé)任人等,作為后續(xù)管理依據(jù)。
四、注意事項(xiàng)
1.**防火涂料與鋼結(jié)構(gòu)表面結(jié)合**:確保涂層與基材結(jié)合牢固,特別是鋼結(jié)構(gòu)變形較大的區(qū)域,避免涂層在變形時(shí)開裂。選擇合適的基面處理劑和底漆可以提高附著力。
2.**主動(dòng)防火系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)**:主動(dòng)防火系統(tǒng)(如噴淋、氣體滅火)必須與建筑內(nèi)的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)可靠聯(lián)動(dòng),確?;馂?zāi)發(fā)生時(shí)能自動(dòng)啟動(dòng),發(fā)揮最大效用。
3.**復(fù)雜節(jié)點(diǎn)加強(qiáng)保護(hù)**:梁柱節(jié)點(diǎn)、支撐連接點(diǎn)、開洞部位等是鋼結(jié)構(gòu)傳力的關(guān)鍵區(qū)域,也是火災(zāi)中易受損部位,應(yīng)采取加強(qiáng)或特殊防火保護(hù)措施。
4.**防火材料兼容性**:注意不同防火材料之間、防火材料與鋼結(jié)構(gòu)基材之間的兼容性,避免產(chǎn)生不良反應(yīng)(如腐蝕、起泡等)。
5.**施工環(huán)境影響**:在高溫、大風(fēng)、雨雪等惡劣天氣條件下,應(yīng)暫?;蛘{(diào)整防火涂料等對(duì)環(huán)境敏感的材料的施工。
6.**人員安全**:所有防火措施施工和維護(hù)操作,必須遵守相關(guān)安全規(guī)范,佩戴必要的個(gè)人防護(hù)用品(如安全帽、防護(hù)眼鏡、手套、呼吸防護(hù)器等),尤其是在高空作業(yè)或密閉空間內(nèi)施工時(shí)。
一、鋼結(jié)構(gòu)防火措施概述
鋼結(jié)構(gòu)因其輕質(zhì)、高強(qiáng)、施工便捷等優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用于建筑領(lǐng)域,但鋼結(jié)構(gòu)本身具有較低的耐火極限,在火災(zāi)中容易軟化失效。因此,采取有效的防火措施對(duì)保障結(jié)構(gòu)安全至關(guān)重要。
二、鋼結(jié)構(gòu)防火措施分類
鋼結(jié)構(gòu)防火措施主要分為被動(dòng)防火和主動(dòng)防火兩大類,具體包括以下幾種方式:
(一)被動(dòng)防火措施
被動(dòng)防火措施是指在火災(zāi)發(fā)生前對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù),提高其耐火性能。主要包括:
1.防火涂料噴涂
(1)涂料類型:分為薄涂型、超薄型和厚涂型三種。
(2)施工要點(diǎn):確保涂層均勻覆蓋,厚度符合設(shè)計(jì)要求(通常薄涂型≥2mm,厚涂型≥6mm)。
(3)優(yōu)點(diǎn):施工方便、維護(hù)簡(jiǎn)單、對(duì)結(jié)構(gòu)變形影響小。
2.防火包裹
(1)材料選擇:常用材料包括硅酸鈣板、石膏板、混凝土等。
(2)施工方法:將防火材料通過(guò)粘接或螺栓固定在鋼結(jié)構(gòu)表面。
(3)優(yōu)點(diǎn):耐火性能優(yōu)異、適用于復(fù)雜節(jié)點(diǎn)保護(hù)。
3.防火板材填充
(1)填充位置:主要應(yīng)用于梁、柱、墻等構(gòu)件內(nèi)部。
(2)填充材料:常用輕質(zhì)混凝土、珍珠巖等。
(3)施工要點(diǎn):確保填充密實(shí),無(wú)空隙。
(二)主動(dòng)防火措施
主動(dòng)防火措施是指在火災(zāi)發(fā)生時(shí)通過(guò)系統(tǒng)控制延緩火勢(shì)蔓延,常見措施包括:
1.自動(dòng)噴淋系統(tǒng)
(1)安裝位置:重點(diǎn)保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)區(qū)域,如梁柱節(jié)點(diǎn)、連接部位。
(2)工作原理:火災(zāi)報(bào)警后自動(dòng)噴水降溫,延緩鋼結(jié)構(gòu)升溫。
(3)設(shè)計(jì)要求:噴頭密度需滿足覆蓋需求(通?!?.6m×3.6m)。
2.氣體滅火系統(tǒng)
(1)適用場(chǎng)景:適用于室內(nèi)空間,如設(shè)備間、機(jī)房等。
(2)常用氣體:二氧化碳(CO?)、惰性氣體(IG541等)。
(3)優(yōu)點(diǎn):滅火后無(wú)殘留、環(huán)保。
三、防火措施的選擇與實(shí)施
(一)選擇依據(jù)
1.火災(zāi)荷載:根據(jù)建筑用途確定火災(zāi)荷載大?。ㄈ缱≌?50kg/m2,辦公≤100kg/m2)。
2.耐火極限要求:根據(jù)建筑高度和重要性確定耐火極限(如多層建筑≥1h,高層建筑≥2h)。
3.經(jīng)濟(jì)性:綜合考慮材料成本、施工難度、維護(hù)費(fèi)用。
(二)實(shí)施步驟
1.設(shè)計(jì)階段
(1)確定防火分區(qū),劃分保護(hù)重點(diǎn)。
(2)選擇合適的防火措施類型,繪制施工圖紙。
2.施工階段
(1)材料進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收,確保符合標(biāo)準(zhǔn)。
(2)按圖紙要求施工,加強(qiáng)質(zhì)量檢查。
(3)完工后進(jìn)行耐火測(cè)試(如耐火試驗(yàn)爐測(cè)試)。
3.維護(hù)管理
(1)定期檢查防火涂層厚度和完整性。
(2)主動(dòng)防火系統(tǒng)每月進(jìn)行一次功能測(cè)試。
(3)發(fā)現(xiàn)損壞及時(shí)修復(fù),確保持續(xù)有效。
四、注意事項(xiàng)
1.防火涂料與鋼結(jié)構(gòu)表面需結(jié)合牢固,避免脫落。
2.主動(dòng)防火系統(tǒng)需與消防報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng),確保及時(shí)響應(yīng)。
3.復(fù)雜節(jié)點(diǎn)(如梁柱連接處)需加強(qiáng)保護(hù),防止局部失效。
一、鋼結(jié)構(gòu)防火措施概述
鋼結(jié)構(gòu)因其輕質(zhì)、高強(qiáng)、施工便捷等優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用于建筑領(lǐng)域,如工業(yè)廠房、大跨度場(chǎng)館、商業(yè)建筑等,但鋼結(jié)構(gòu)本身具有較低的耐火極限,通常在500℃~600℃時(shí)強(qiáng)度會(huì)迅速下降,失去承載能力。因此,采取有效的防火措施對(duì)保障結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中的安全、延緩倒塌時(shí)間、保護(hù)人員和財(cái)產(chǎn)安全至關(guān)重要。鋼結(jié)構(gòu)防火措施的核心目的是在火災(zāi)發(fā)生時(shí),通過(guò)提高鋼結(jié)構(gòu)或其保護(hù)層的耐火性能,使其在規(guī)定時(shí)間內(nèi)不發(fā)生失穩(wěn)或破壞,為人員疏散和消防救援爭(zhēng)取時(shí)間。
二、鋼結(jié)構(gòu)防火措施分類
鋼結(jié)構(gòu)防火措施主要分為被動(dòng)防火和主動(dòng)防火兩大類。被動(dòng)防火措施是在火災(zāi)發(fā)生前對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù),提高其耐火性能,是目前應(yīng)用最廣泛的方式。主動(dòng)防火措施則是在火災(zāi)發(fā)生時(shí)通過(guò)系統(tǒng)控制延緩火勢(shì)蔓延,兩者通常結(jié)合使用以達(dá)到最佳防火效果。具體包括以下幾種方式:
(一)被動(dòng)防火措施
被動(dòng)防火措施是指在火災(zāi)發(fā)生前對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù),提高其耐火性能。這類措施不依賴于火災(zāi)時(shí)的外部干預(yù),通過(guò)物理屏障或提高材料自身耐火性來(lái)抵抗高溫。主要包括:
1.防火涂料噴涂
(1)涂料類型及特性:
***薄涂型防火涂料**:涂層?。ㄍǔ!?mm),耐火極限較低(如0.5h~2h),裝飾性較好,適用于耐火極限要求不高的場(chǎng)合。其原理是通過(guò)涂層受熱分解吸熱、形成隔熱層或膨脹發(fā)泡來(lái)阻止熱量傳遞。
***超薄型防火涂料**:涂層極薄(通?!?mm),耐火極限較低(如0.25h~1.5h),主要依靠云母、蛭石等輕質(zhì)骨料在高溫下膨脹發(fā)泡形成隔熱層。施工速度快,對(duì)基材變形適應(yīng)性強(qiáng),裝飾效果佳。
***厚涂型防火涂料**:涂層厚(通常≥6mm),耐火極限較高(如2h~4h),通常含有無(wú)機(jī)輕骨料(如蛭石、珍珠巖),通過(guò)材料自身的高熔點(diǎn)和低導(dǎo)熱系數(shù)提供隔熱保護(hù)。裝飾性較差,施工較慢,但對(duì)基材變形適應(yīng)性更強(qiáng)。
(2)施工要點(diǎn):
***基材處理**:鋼結(jié)構(gòu)表面必須清理干凈,無(wú)油污、銹蝕、灰塵等,必要時(shí)進(jìn)行除銹(通常要求達(dá)到St級(jí)或Sa級(jí))和底漆涂刷,確保涂層附著牢固。
***施工方法**:可采用噴涂、刷涂或輥涂等方式。噴涂法效率高,適用于復(fù)雜表面;刷涂/輥涂適用于小面積或特殊形狀。確保涂層均勻覆蓋,無(wú)漏涂、流掛現(xiàn)象。
***涂層厚度**:嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求施工,使用涂層測(cè)厚儀進(jìn)行分段、多點(diǎn)測(cè)量,確保平均厚度和最小厚度符合標(biāo)準(zhǔn)。薄涂型和超薄型涂料需特別注意厚度均勻性。
***養(yǎng)護(hù)時(shí)間**:涂層表干后需根據(jù)產(chǎn)品說(shuō)明進(jìn)行養(yǎng)護(hù),期間避免碰撞和雨水沖刷,直至涂層完全固化。
(3)優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn):
***優(yōu)點(diǎn)**:施工相對(duì)簡(jiǎn)便,成本較低(尤其薄型和超薄型),對(duì)結(jié)構(gòu)空間占用小,可提供一定的裝飾效果。
***缺點(diǎn)**:超薄型和薄涂型耐火極限有限,厚涂型施工較復(fù)雜,且在高溫下可能開裂、脫落。
2.防火包裹
(1)材料選擇及特性:
***硅酸鈣板**:以硅酸鈣為主要成分,具有耐火性能優(yōu)異(耐火極限可達(dá)3h以上)、密度低、重量輕、可鋸切、可粘貼等優(yōu)點(diǎn)。常用于制作防火板、防火罩等。
***石膏板**:主要成分為石膏,價(jià)格低廉,施工方便,常與其他防火材料復(fù)合使用(如加纖維增強(qiáng)石膏板)。耐火極限相對(duì)較低(通常1h左右),需配合其他防火處理。
***混凝土或水泥砂漿**:耐火性能好,但重量大,施工復(fù)雜,適用于對(duì)外露鋼結(jié)構(gòu)或需要較高耐火極限的場(chǎng)合,常通過(guò)模具固定或噴射施工。
***纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(FRP)**:以玻璃纖維或碳纖維為增強(qiáng)體,樹脂為基體,具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐高溫(部分可達(dá)1000℃以上)等優(yōu)點(diǎn),裝飾性也好,但成本較高。
(2)施工方法:
***板材安裝**:通常采用粘接劑(如結(jié)構(gòu)膠)或螺栓固定。需在鋼結(jié)構(gòu)表面制作找平層(如聚合物砂漿),確保板材安裝平整。板材接縫處需采取防火封堵措施,防止火勢(shì)沿縫隙蔓延。
***噴射施工**:將水泥砂漿或特殊防火涂料通過(guò)噴槍均勻噴射在鋼結(jié)構(gòu)表面,形成保護(hù)層。適用于復(fù)雜節(jié)點(diǎn)和大型構(gòu)件,但會(huì)產(chǎn)生粉塵,需做好環(huán)保措施。
(3)適用場(chǎng)景::適用于需要較高耐火極限、對(duì)外觀有要求或鋼結(jié)構(gòu)尺寸較大的場(chǎng)合,如橋梁、塔桅結(jié)構(gòu)、高層建筑外露框架等。
3.防火板材填充
(1)填充位置:主要應(yīng)用于封閉式的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)部,如鋼框架填充墻、樓板中的鋼梁或鋼柱區(qū)域。通過(guò)在空腔內(nèi)填充耐火材料,提高整體結(jié)構(gòu)的耐火穩(wěn)定性。
(2)填充材料選擇及特性:
***輕質(zhì)混凝土**:以輕骨料(如珍珠巖、浮石)代替普通骨料制成,密度低(通?!?800kg/m3),導(dǎo)熱系數(shù)小,對(duì)結(jié)構(gòu)附加荷載小。
***珍珠巖**:多孔玻璃質(zhì)材料,耐火溫度高(可達(dá)1300℃以上),吸音隔熱性能好,常以板狀或塊狀使用。
***蛭石**:具有層狀結(jié)構(gòu),保溫隔熱性能優(yōu)異,但吸水率較高,需注意防潮。
***巖棉板/礦棉板**:以巖棉或礦棉為原料,具有良好的防火、保溫、吸音性能,但密度較大,需注意結(jié)構(gòu)荷載。
(3)施工要點(diǎn):
***模具安裝**:在鋼結(jié)構(gòu)空腔內(nèi)安裝臨時(shí)模具,確保填充材料的形狀和厚度符合設(shè)計(jì)要求。
***材料運(yùn)輸與澆筑**:輕質(zhì)混凝土等流動(dòng)性較好的材料可通過(guò)泵送或傾倒方式填充;珍珠巖等塊狀材料需分層鋪設(shè)、壓實(shí)。確保填充密實(shí),無(wú)空隙,避免形成火路。
***養(yǎng)護(hù)**:填充完成后需進(jìn)行養(yǎng)護(hù),確保材料強(qiáng)度和性能達(dá)標(biāo)。
(4)優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn):
***優(yōu)點(diǎn)**:可顯著提高結(jié)構(gòu)的整體耐火性能,同時(shí)起到分隔、隔音作用。對(duì)鋼結(jié)構(gòu)本身變形適應(yīng)性較好。
***缺點(diǎn)**:增加結(jié)構(gòu)自重,施工相對(duì)復(fù)雜,占用一定的內(nèi)部空間。
(二)主動(dòng)防火措施
主動(dòng)防火措施是指在火災(zāi)發(fā)生時(shí)通過(guò)系統(tǒng)控制延緩火勢(shì)蔓延和降低鋼結(jié)構(gòu)溫度,常見措施包括:
1.自動(dòng)噴淋系統(tǒng)
(1)安裝位置:重點(diǎn)保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)區(qū)域,如梁柱節(jié)點(diǎn)、連接部位、防火分區(qū)交界處、火災(zāi)荷載大的區(qū)域。噴頭應(yīng)覆蓋鋼結(jié)構(gòu)表面,但避免直接噴淋連接點(diǎn)或螺栓,以免影響其強(qiáng)度。
(2)工作原理與設(shè)計(jì)要求:
***工作原理**:火災(zāi)報(bào)警后,自動(dòng)噴淋系統(tǒng)啟動(dòng),噴頭噴水對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行持續(xù)降溫,延緩其達(dá)到軟化溫度。水的蒸發(fā)吸熱能有效降低構(gòu)件表面溫度。
***設(shè)計(jì)要求**:噴頭類型選擇(如普通噴頭、隱蔽噴頭、快速響應(yīng)噴頭)、密度需根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)類型、截面尺寸、空間高度等因素計(jì)算確定,通常要求噴水強(qiáng)度達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)(例如,對(duì)于鋼結(jié)構(gòu),可能要求≥6L/min·m2),且噴頭布置能確保鋼結(jié)構(gòu)表面得到有效覆蓋(如噴頭間距≤3.6m×3.6m)。系統(tǒng)需與火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng),確保及時(shí)啟動(dòng)。
(3)優(yōu)缺點(diǎn)與注意事項(xiàng):
***優(yōu)點(diǎn)**:效果直接,能顯著降低鋼結(jié)構(gòu)溫度,適用于有消防水源的區(qū)域。
***缺點(diǎn)**:可能對(duì)鋼結(jié)構(gòu)造成一定的濕損,長(zhǎng)期停用后噴頭易堵塞,需定期維護(hù)。在室外或無(wú)人管理的區(qū)域效果受限。
2.氣體滅火系統(tǒng)
(1)適用場(chǎng)景:適用于室內(nèi)空間,如重要的設(shè)備間、機(jī)房、控制室等,這些區(qū)域鋼結(jié)構(gòu)一旦受損可能導(dǎo)致嚴(yán)重后果。氣體滅火系統(tǒng)滅火后無(wú)殘留,對(duì)設(shè)備保護(hù)有利。
(2)常用氣體及工作原理:
***二氧化碳(CO?)系統(tǒng)**:通過(guò)噴放CO?降低空間氧氣濃度,并利用其冷凝熱吸收熱量。適用于保護(hù)無(wú)重要精密設(shè)備的區(qū)域。但CO?有窒息和凍傷風(fēng)險(xiǎn),人員撤離后需充分通風(fēng)。
***惰性氣體系統(tǒng)(如IG541、IG55、IG100)**:以氮?dú)狻鍤狻⒍趸及刺囟ū壤旌?,通過(guò)降低氧氣濃度窒息滅火。相比CO?,安全性更高,無(wú)腐蝕性,但系統(tǒng)壓力要求較高,成本也相對(duì)較高。
***七氟丙烷(HFC-227ea)等鹵代烴氣體**:通過(guò)化學(xué)抑制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)滅火。滅火效率高,對(duì)設(shè)備腐蝕性小,但可能對(duì)大氣有環(huán)保影響(全球變暖潛能值較高),需選用環(huán)保型替代品。
(3)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn):需根據(jù)空間形狀、保護(hù)對(duì)象、火災(zāi)特點(diǎn)選擇合適的氣體類型和噴頭形式(如全淹沒(méi)式、局部應(yīng)用式),并確保設(shè)計(jì)濃度能有效滅火。系統(tǒng)需與火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)。
(4)優(yōu)缺點(diǎn)與注意事項(xiàng):
***優(yōu)點(diǎn)**:滅火后無(wú)殘留,對(duì)設(shè)備無(wú)腐蝕,不會(huì)造成水漬損失,響應(yīng)速度快。
***缺點(diǎn)**:系統(tǒng)初始投資高,維護(hù)要求嚴(yán)格(如定期檢測(cè)氣體濃度、噴頭狀態(tài)),對(duì)環(huán)境有一定影響(尤其傳統(tǒng)鹵代烴),且在滅火過(guò)程中仍需確保人員安全撤離。
三、防火措施的選擇與實(shí)施
(一)選擇依據(jù)
1.**建筑用途與火災(zāi)荷載**:根據(jù)建筑用途(如住宅、辦公、商業(yè)、工業(yè))確定火災(zāi)荷載大小?;馂?zāi)荷載越大,火災(zāi)熱釋放速率越高,對(duì)鋼結(jié)構(gòu)威脅越大,所需的耐火極限和保護(hù)措施也越高。可參考相關(guān)資料或規(guī)范估算火災(zāi)荷載(如參考值:住宅≤150kg/m2,辦公≤100kg/m2,商店≤150kg/m2,工業(yè)廠房根據(jù)生產(chǎn)類別不同差異較大)。
2.**建筑高度與重要性**:建筑高度越高,火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)越大,對(duì)結(jié)構(gòu)安全的要求也越高,通常需要更高的耐火極限。建筑的重要性(如是否為關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施、人員密集程度)也影響防火措施的等級(jí)。
3.**鋼結(jié)構(gòu)形式與位置**:不同形式的鋼結(jié)構(gòu)(如實(shí)腹梁、格構(gòu)柱)耐火性能不同,保護(hù)方式也應(yīng)有所區(qū)別。外露鋼結(jié)構(gòu)與內(nèi)藏式鋼結(jié)構(gòu)所需的保護(hù)程度也不同。
4.**經(jīng)濟(jì)性**:綜合考慮防火措施的初始投資成本、施工周期、維護(hù)費(fèi)用以及可能避免的損失,選擇性價(jià)比高的方案。需進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。
5.**環(huán)境條件**:如風(fēng)荷載、濕度、化學(xué)腐蝕環(huán)境等,可能影響防火材料的選擇和施工質(zhì)量。
(二)實(shí)施步驟
1.**設(shè)計(jì)階段**
(1)**確定防火分區(qū)**:根據(jù)建筑布局和安全規(guī)范,劃分防火分區(qū),明確每個(gè)分區(qū)內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)的保護(hù)重點(diǎn)和耐火極限要求。
(2)**選擇防火措施類型**:結(jié)合上述選擇依據(jù),確定采用單一或組合的防火措施(如涂料+包裹,或板材填充+噴淋保護(hù)),并選擇具體的材料品牌和規(guī)格。
(3)**繪制施工圖紙**:繪制詳細(xì)的防火保護(hù)構(gòu)造圖,包括保護(hù)層的厚度、材料分布、與主體結(jié)構(gòu)的連接方式、施工節(jié)點(diǎn)詳圖等。
(4)**進(jìn)行耐火極限計(jì)算與驗(yàn)證**:根據(jù)《建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)范》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),計(jì)算所采取措施的耐火極限是否滿足設(shè)計(jì)要求,必要時(shí)通過(guò)耐火試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。
2.**施工階段**
(1)**材料進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收**:核對(duì)防火材料的品牌、規(guī)格、性能參數(shù)(如耐火極限、膨脹率、密度等)是否與設(shè)計(jì)要求一致,檢查產(chǎn)品合格證和檢測(cè)報(bào)告,必要時(shí)進(jìn)行抽樣復(fù)檢。材料應(yīng)存放在干燥、
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