今年4月，重慶江北國際機場T3B航站樓及第四跑道項目正式投入運營。該航站樓是目前全球面積最大的單體衛星廳，總建筑面積約36萬平方米，運用大跨度鋼結構來實現“鯤鵬展翅”的設計理念。

為了確保工程項目的高質量和安全性，T3B航站樓的鋼結構防火保護設計結合多位專家學者的研究成果和實驗論證，為防火保護工程設計與管理、技術標準實施、防火保護方案論證、防火保護施工工藝等領域提供了先進的示范經驗。

圖片來源：中建西南院

鋼結構防火保護工程的演變

隨著大型公共建筑的快速發展，鋼結構及鋼管混凝土組合結構在諸多項目中應用增多，例如機場航站樓、交通樞紐、體育場館等，對鋼結構防火保護提出了更高的要求。

然而，鋼結構防火是公認的消防安全難點。鋼結構、鋁型材等金屬底材的抗火性能較低，如果不受保護，則可能在短短 5-15分鐘就達到臨界溫度，導致鋼結構失去承載能力和區域防火隔離能力。因此，鋼結構防火保護工程對于保障人民群眾的生命財產至關重要。

我國的鋼結構的防火保護設計方法經歷了從實驗方法到計算方法的轉變，技術體系也從地方標準逐步凝練為國家標準。2017年，我國推出第一部基于耐火承載力驗算的鋼結構防火保護國家標準GB51249-2017《建筑鋼結構防火技術規范》。該標準明確要求鋼結構防火保護設計應基于鋼構件的耐火承載力驗算，從而實現設計方法的科學化、定量化和精細化。

作為嚴格執行GB51249-2017技術框架的防火工程，重慶江北國際機場T3B航站樓（以下簡稱“T3B航站樓”）鋼結構防火保護項目在鋼結構防火保護方面進行了新標準的實踐。造價、設計、施工、質檢、驗收等環節都在新技術體系的實施過程中經歷了各種挑戰，各方的管理方法、涂裝技術和知識解讀都經歷了一次迭代升級，為未來類似工程提供了重要的技術參考和借鑒意義。

兼顧多重需求的鋼結構防火保護設計

T3B航站樓的鋼結構防火涂料工程從2023年2月開始，歷經1年左右，涂裝范圍包括M 區中央大廳屋蓋網架、幕墻鋼結構及室內外鋼柱。該項目由中建西南院主導設計，從設計階段就與高校專家、涂料企業和施工單位深度合作，其重點是需要兼顧安全性、經濟性與美觀性，避免為追求造型而過度耗費材料、或因成本控制而犧牲美學。

l防火保護材料的選型

針對防火等級為一級（設計耐火極限3.0小時）的外露鋼管混凝土柱，如何去平衡視覺效果、造價工期以及滿足耐火時間要求成為了設計團隊的工作重心。鋼結構和鋼-混凝土組合結構通常需要采用防火保護措施才能達到實際工程中設計耐火極限的要求。防火板包覆或墻體包封會顯著影響建筑構件尺度和美觀性，無法滿足視覺效果的要求，因此，設計團隊采用了防火涂料作為T3B航站樓的鋼結構防火保護方案。

防火涂料基本可以分為兩種類型，膨脹型或非膨脹型防火涂料。非膨脹型防火涂料（又稱厚型防火涂料）屬于無機材料，其防火性能依賴于涂層厚度可以滿足3.0小時的耐火極限。盡管造價更為經濟，但其外觀較為粗糙，需額外進行美化處理，增加了材料與人工成本。

膨脹型防火涂料則是一種在高溫下通過化學反應膨脹發泡形成致密碳化層的防火材料，其主要成分包括成碳劑、發泡劑和催化劑。在常溫下，涂料呈薄層漆膜狀，施工后鋼結構表面平整光滑，具有良好的裝飾性。

圖片來源：PPG

因此，T3B航站樓鋼結構防火保護項目在不同區域的鋼結構上采用了差異化的防火保護方式。對于被裝飾裝修所遮蔽的隱藏鋼結構，選用了更為經濟的非膨脹型防火涂料；對于暴露在旅客視線范圍內、對視覺效果影響較大的外露鋼結構，如柱子及部分屋頂網架，采用了可滿足飾面效果的膨脹型防火涂料。

但這一選擇也帶來了新的挑戰。根據現行規范中的防火涂料評定等級，膨脹型防火涂料在鋼結構構件上的使用場景建議不超過2.0小時，而此次T3B航站樓防火保護工程大廳、指廊等支撐屋蓋的外露鋼管混凝土柱設計耐火極限為3.0小時。針對這個問題，設計團隊利用了鋼管與混凝土材料結合的方式來提升結構柱的耐火性能，再采用膨脹型防火涂料作為防火保護層。

另外，工程中有較大尺度的鋼管混凝土柱的鋼管構件為通過多段管件、板件拼接而成，構件局部有明顯的外露余焊高度且難以打磨，涂裝技術方案要求實現在鋼結構表面找平并提供防火涂料施工的基層，現行規范中尚缺乏相應技術條文依據。

在此技術需求下，選用膨脹型防火涂料為防火保護材料，與防腐配套及額外的找平材料層共同形成復合涂裝構造，受保護的鋼管混凝土柱能否有效、可靠地滿足 3.0 小時設計耐火極限；所選用的找平材料是否能與防火、防腐層在高溫下有良好的共同工作性能以保證建筑結構火災安全，成為了本次項目論證的焦點。

l防火涂料方案

T3B航站樓項目的被動防火方案選用了PPG STEELGUARD? FM550膨脹型防火涂料，其敷設區域包括：M區中央大廳屋蓋80m×552m網架、48m大連橋以及室內外鋼管混凝土柱。

為確保其性能滿足航站樓鋼結構的防火需求，設計團隊進行了專項評估工作并進行了抗火承載力驗算。根據驗算結果，最終確定了PPG STEELGUARD? FM550膨脹型防火涂料的設計參數和構造。

圖片來源：PPG

針對需要實施找平的余焊尺寸問題，落地的涂料體系方案為：在防腐底漆和中漆之上依次敷設找平材料、膨脹型防火涂料、帶拋光的面層材料、以及確保耐候性的氟碳面漆與聚氨酯面漆。

同時，PPG作為涂料廠家，配合廣西大學與中建西南院的專業團隊，在天津消防所進行鋼管混凝土柱耐火時間實驗。從鋼結構防火涂料、裝飾找平材料及面漆等的施工、養護、檢測到綜合評定，整個周期超過一年。

展望未來：鋼結構防火防腐與裝飾涂料設計一體化趨勢

鋼結構防火涂料的技術和設計思路正在發生極大的轉變。在上世紀，膨脹型防火涂料曾被明確禁止用于耐火極限超過1.5小時的鋼結構項目。然而，隨著行業的發展以及在第三方試驗數據支持下，技術先進的鋼結構膨脹型防火涂料逐漸被接受并應用于耐火極限為2.0小時的項目中，并在此次T3B航站樓項目中滿足了鋼管混凝土結構3.0小時設計耐火極限的要求。

鋼結構的涂料體系已逐步發展為集防腐、防火、裝飾功能于一體的產品體系，在涂料一體化設計趨勢中，根據鋼結構應用環境的特點，設計相應的防腐、防火和裝飾涂層來保障鋼結構的安全、美觀和耐久。這一趨勢與我國倡導的高質量建筑發展理念以及“四型機場”的大型交通樞紐發展理念高度契合。中國鋼結構行業正從“大國”向“強國”邁進，防火涂料技術的進步為這一轉型提供了重要支撐。

以PPG最新的產品技術為例，鋼結構防火保護可完全去除找平涂層和可拋光涂層，僅保留防腐、防火和面漆三層涂層體系。比如應用CECS24標準中包含的環氧膨脹型防火涂料，這將對鋼結構涂料一體化設計帶來進一步優化。

通過涂層改換與合理搭配，同一鋼結構涂層體系內所包含的涂料種類和涂層構造將被簡化，有助于提高鋼結構防火安全性，降低涂裝工藝的復雜性，大大減少工程質量風險，使建筑鋼結構變得更安全、耐久、美觀，創造更高的社會和經濟效益。同時，結構材料的創新（如鋼混凝土組合結構和耐火鋼）也與防火材料的提升相輔相成，共同推動行業進步。

圖片來源：PPG

本文截取自PPG 2025年白皮書《重慶江北國際機場T3B航站樓鋼結構防火保護工程先進性示范：挑戰、解決方案與啟示》。