T 二者计算结果的偏差很小 σ——斯蒂芬-波尔兹曼常数 J 取决于室内可燃物的燃烧性能 6.2 ——实际火灾升温曲线中j时刻（min）的热烟气平均温度（℃） 标准火灾下采用轻质防火保护层的钢构件 适用于符合本规范第6.1.1条式（6.1.1-1） 该曲线和国际标准IS0 续表17 续表13 t——火灾持续时间（s） ） 因此以此温度进行防火设计的结果偏于安全 为了使钢结构耐火验算与标准耐火试验一致 ）和比热[J/（kg·℃）] 火灾的发展过程及其严重程度 ·℃／W 欧洲规范EC3 该方法存在较大的误差 3 全盛阶段 6.2 表15 表11 g0 i 危及结构安全 （1） 还应考虑可能被火焰吞没 时间轴 6.2.2 建筑内的高大空间大体可分为以下两类 时间步长△t不宜大于30s 当实际火灾与本规范第6.1.1条式（6.1.1-1） ·℃）] C ） ——火灾前室内环境的温度（℃） 1993-1-2 反之 ——火灾发展到t时刻的热烟气平均温度（℃） 为了更好地反映实际火灾对结构的破坏程度 2 取沿单位长度钢构件所测得的可能的矩形包装的最小内表面积 c 本节适用于表面受火均匀的轻型钢构件的升温计算 续表17 钢结构防火保护的种类和施工方法较多 t 续表18 以保证计算精度 对于非膨胀型防火涂料 还与防火保护层做法有关 占地面积相当大且具有一定高度的大体积型建筑 当F/V＜10时 R 极大地方便了计算 本条给出了确定等效曝火时间的方法 等效热阻0.4m 不仅与钢构件的截面特性有关 体育馆 2 二者的比较如图10所示 表13 d T 6.1 当钢构件的温度不大于700℃时 表中A为构件截面面积 必须指出的是 时刻t s 用于构件耐火试验以评定构件的耐火极限 环境温度急剧升高 续表15 棉花 按式（6.2.2）计算的钢构件温度如表12～表18所示 注 6.2.2 式中 α 宜采用有限差分法 简化升温计算公式（6.2.3）与迭代升温计算公式（6.2.2-1）的比较 钢结构的温度计算 会堂 对于外边缘型防火保护 6.1 i 标准火灾下轻质防火保护钢构件的升温(℃) 等效曝火时间te 为5.67×10-8W/（m 重型钢构件或表面受火不均匀的钢构件 续表13 式（6.2.2-4）的计算结果进行数学拟合得到 表6.2.1给出的综合辐射率εr取自美国标准ANSI/AISC 需要逐步迭代计算 钢构件的温度计算结果是偏高的 t 有些防火保护层质量很轻 按下式确定等效曝火时间 时间间隔可取1min 其自身吸收的热量可忽略 本条给出的无防火保护钢构件的升温计算公式基于集总热量法原理 2 则更是要求在设计时应采用能反映实际火灾特性的升温曲线 表10 Method） 因此 标准火灾下轻质防火保护钢构件的升温(℃) 产品的厂房等 表9给出了常见的无防火保护钢构件的截面形状系数计算示例 续表14 表18 即2ρ 本条给出的标准火灾下采用轻质防火保护的钢构件的近似升温计算公式 c 硅酸铝纤维毡等防火保护层为轻质保护层 实际工程中的大部分钢构件为轻型钢构件 纸张 一般 6.2.1 式中 表17 由于式（6.2.3）为显式计算公式 i 其中 时间步长△t不宜大于5 续表11 适用于以纤维类火灾为主的建筑 取值不宜大于5s 为了统一和便于比较 （2）非外边缘型保护 2 为轻型钢构件 表11给出了常见的有防火保护钢构件的截面形状系数计算示例 建筑火灾一般是从建筑内部的某一空间起火开始而造成的结果 等效热阻0.05m 可取20℃ ） 等效热阻0.01m e s 硅酸钙防火板 适用于可燃物以烃类材料为主的场所 直线三者所围成的面积相等的原则经计算确定 Design S TS 6.2.3 火焰辐射对其升温的影响 但是火灾区域及邻近的构件 可认为构件温度等于空气温度 具有一定的占地面积 其可燃物主要为一般可燃物 需要逐步迭代计算 注 这时室内所有可燃物都将着火燃烧 其面积通常有几百至几千平方米 2 忽略保护层自身所吸收的热量 s 数量及分布情况（火荷载密度）以及着火房间的大小 火灾升温曲线 无防火保护的钢构件按式（6.2.1）计算的温度如表10所示 ——防火保护材料的等效热传导系数[W/（m·℃）] 几何特征等参数时 工程中常用的防火保护层做法可分为两种 e 存放烃类材料 表16 ·℃／W 采用标准火灾升温曲线给结构防火设计带来了很大的方便 6.1.2 建筑内着火空间的环境温度也可按其他有可靠依据的火灾模型计算 ——热辐射传热系数[W/（m △ 1 取单位长度钢构件的防火保护材料内表面积 即防火保护层全部沿着钢构件的外表面进行保护 ε 钢构件升温计算 ·℃／W t——火灾持续时间（min） 该方法考虑了火灾持续时间的影响 g ——防火保护层的厚度（m） 在标准火灾下 一般室内火灾与高大空间火灾的升温曲线比较 其特性也有较大的差别 2 标准火灾下无防火保护钢构件的温度（℃） 英国规范BS g 8等均允许结构防火设计采用实际火灾升温曲线 当单位长度钢构件的表面积与对应的体积之比大于10时 ·℃4） 高度则有十几米至百米 ≤ρ 式中 实际火灾升温曲线具有多样性 ——有防火保护钢构件单位长度的受火表面积（m 许多国家和组织制定了标准火灾升温曲线 全盛阶段之间有一个标志着火灾发生质变的现象——轰燃现象（图7） i i α——综合热传递系数[W/mm 9978.1所采用的升温曲线 因此本规范规定采用标准耐火试验的炉内升温曲线作为钢结构耐火验算的火灾升温曲线 2 6 时刻t直线三者所围成的面积与标准火灾升温曲线 防火板等防火保护层 ——防火保护材料的密度（kg/（m d （图中实线为简化公式计算结果 2 相对钢构件来说 g ——综合辐射率 以保证计算精度 6.1.2 钢构件升温计算 标准火灾下轻质防火保护钢构件的升温(℃) 为增量公式 ——钢构件在时间（t F 当防火保护层为轻质防火保护层 （2） 砌体等防火保护层为非轻质保护层 可混有少量塑料或合成材料 g EN 对于膨胀型防火涂料防火保护层 如石油化工建筑及生产 ） 2 式（6.1.1-2）所规定的升温曲线称为碳氢（HC）升温曲线 如 ——分别为钢材的密度（kg/（m Steel 高大空间火灾这两种典型的建筑火灾着火空间的环境温度升温曲线的比较 标准火灾下轻质防火保护钢构件的升温(℃) 构件温度应按截面温度非均匀分布计算 高大空间火灾着火空间的环境温度不一定很高 表12 1 表6.2.1 续表11 2 T′ 应调整综合辐射率的取值 在能确定建筑物室内的有关参数以及火荷载的情况下 式（6.1.1-2）规定的火灾相差很大时 室内火灾在初期增长阶段 等效热阻0.2m 式（6.1.1-1）所规定的标准火灾升温曲线是现行国家标准《建筑构件耐火试验方法 标准火灾升温曲线与碳氢（HC）升温曲线的比较 i 式（6.1.1-2）规定的火灾 2 ——防火保护层的等效热阻（m ——防火保护材料的比热容[J/（kg·℃）] 因此当实际火灾升温曲线与标准火灾升温曲线差别很大时 ·℃）] 无防火保护钢构件的截面形状系数 通风状况等因素 r 有防火保护钢构件的截面形状系数 S 可取25W/（m ρ 2 当F/V＞300时 式中 ） 一般情况下 e 综合辐射率ε 如木材 则为重型钢构件 高度一般在8m～20m之间 ·℃/W） 这种防火保护层称为非轻质保护层 通常可分为火灾初期增长阶段 ·℃） 6.1.1 ·℃／W 但空间相当高的细高型建筑 α 续表16 λ 续表12 2 （1）外边缘型保护 ——分别为t时刻钢构件的内部温度和热烟气的平均温度（℃） i 候车厅和大型仓库等 t——火灾持续时间（s） F——单位长度钢构件的受火表面积（m ·℃／W 表14 剧院 6.2.1 其截面上各点温度相差较大 膨胀型防火涂料 可按下式确定 火灾升温曲线可按其他有可靠依据的火灾模型确定 持续时间很短 混凝土 布匹 但火灾时从热烟气传递到构件的热量与热烟气和构件的温度差有关 在非标准火灾下 可燃物类型及其分布 从图中可见 834-1 T 1999所采用的标准火灾升温曲线相同 图6为一般室内火灾 i ——等效曝火时间（min） 数值积分法计算面积时 /V——有防火保护钢构件的截面形状系数（m i 即全部或部分防火保护层不沿着钢构件的外表面进行保护 蛭石防火板 对于以烃类物质为主的火灾 Part 时间轴 F/V——无防火保护钢构件的截面形状系数（m-1） V时 T 几何特征等参数时 对于非外边缘型防火保护 6.1.3 c 如 虚线为迭代公式计算结果） ρ 1 非膨胀型防火涂料 c 这种防火保护层称为轻质保护层 火灾下有防火保护钢构件的温度可按下式计算 即2ρicidiFi＞ρscsV时 ·℃／W 其中 r ——热对流传热系数[W/（m S 6.1.3 T 通用要求》GB/T 2 3 ——由式（6.1.1-1）确定的标准火灾升温曲线中i时刻（min）的热烟气平均温度（℃） 360-10《Specification t′——实际火灾作用时间（min） 2 但是标准火灾升温曲线有时与实际火灾（如高大空间火灾）相差甚大 可按表6.2.1取值 t＋△t）内的温升（℃） 衰退阶段三个阶段 3 Buildings》（2010） 等效热阻0.3m 等效热阻0.1m 有防火保护钢构件的截面形状系数Fi/V 注 续表10 可燃物类型及其分布 近年来提出的性能化防火设计方法（Performance-Based 综合考虑了烟气的辐射率以及辐射角系数的影响 图9 F 图6 r 式中 图8为标准火灾升温曲线与碳氢（HC）升温曲线的比较 有限单元法等数值方法计算其升温 5950: 形状 常见建筑的室内火灾升温曲线可按下列规定确定 为不均匀分布 续表9 采用轻质防火保护层的钢构件的温度可按下式近似计算 i 当防火保护层为非轻质防火保护层 ） 标准火灾下轻质防火保护钢构件的升温(℃) 表中A为构件截面积 图8 2 V——单位长度钢构件的体积（（m 本条规定 本规范第2.1.8条给出了等效曝火时间的定义（见图9） 一般室内火灾的发展过程 等效热阻0.5m 2 续表16 钢结构的温度计算 该方法基于火灾释放热量相等的原则 钢结构在实际火灾作用下的等效曝火时间t 衣物等 当实际火灾升温曲线不同于标准火灾升温曲线时 火灾升温曲线 续表12 标准火灾下轻质防火保护钢构件的升温(℃) 计算采用轻质防火保护层的钢构件的温度时 Structural 金属网抹砂浆 第1部分 图7 本条给出的有防火保护钢构件的升温计算公式 火灾时间t应采用按本规范第6.1.3条确定的等效曝火时间te V——单位长度钢构件的体积（（m ·℃）] 6.1.1 为增量公式 可按下式确定 高层建筑的中庭 当能准确确定建筑的火灾荷载 6.2.3 其面积为几十至几百平方米 F ——时间步长（s） 为简化计算 i 6 当能准确确定建筑的火灾荷载 标准火灾下轻质防火保护钢构件的升温(℃) 表9 i ·℃／W △ 可按实际火灾升温曲线 -1 本条规定了钢结构耐火验算与防火设计采用的火灾升温曲线 对于以纤维类物质为主的火灾 图10 火灾下无防火保护钢构件的温度可按下列公式计算 在标准火灾下 而有些防火保护层自身所吸收的热量必须加以考虑 3 轰燃现象是一般室内火灾过程中一个非常重要的现象 2 展览馆 for 是通过对本规范第6.2.2条的迭代升温计算公式（6.2.2-1）