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一种新型的智能主动防火保温 钢结构

阅读：838发布：2020-05-16

专利汇可以提供一种新型的智能主动防火保温钢结构专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种新型的智能主动防火保温钢结构，包括钢主体结构(1)，所述钢主体结构(1)为两层空腔结构，内空腔(2)中储存水，外空腔(3)中设置相变保温材料(4)，所述内空腔(2)中设置水位感应装置(5)和温度感应器(6)，所述水位感应装置(5)连接警报装置；所述钢主体结构(1)外部涂覆有保温防护复合材料 (7)。本发明的结构简单、造价便宜、耐火性能好、保温性能好、安全性能好；可以长时间维持钢结构建筑物内部恒温，同时可以采用较低成本有效防火。，下面是一种新型的智能主动防火保温钢结构专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种新型的智能主动防火保温钢结构，其特征在于，包括钢主体结构(1)，所述钢主体结构(1)为两层空腔结构，内空腔(2)中储存水，外空腔(3)中设置相变保温材料(4)，所述内空腔(2)中设置水位感应装置(5)和温度感应器(6)，所述水位感应装置(5)连接警报装置；所述钢主体结构(1)外部涂覆有保温防护复合材料(7)；
所述钢主体结构(1)的材料包括如下重量份的成分：铁为50-52份、铬为20-22份、镍为
21-22份、锰为2.5-3.5份、硅为2-2.3份、钨为1-1.5份、钼为1-1.5份、碳为0.5-0.8份、磷为
0.01-0.02份、铜为0.05-0.1份、钒为0.05-0.1份、硫为0.005-0.01份、铌为0.4-0.45份、钛为0.1-0.15份、铝为0.5-0.8份、硼为0.0005-0.0008份、氮为0.05-0.1份、镧为0.1-0.3份、镝为0.5-1份、钬为0.5-1份；在频率为3000-5000Hz的感应炉中进行冶炼，冶炼后浇注成铸态试样，然后进行热处理，固溶处理温度为1100－1110℃，保温2.5-3小时后进行自然冷却，时效温度为725-735℃，保温3-3.5小时，再降至660-665℃，保温2-2.5小时，自然冷却；固溶处理所用设备为箱式电组炉，时效处理采用的是周期式作业炉；
所述内空腔(2)的连接有给水管道和出水管道，所述给水管道连接供水源，所述给水管道上设置液体增压装置，所述液体增压装置的启闭由电动执行器控制，所述电动执行器与所述温度感应器(6)相连；
所述相变保温材料包括如下重量份的材料：膨胀玻化珠90-100份、FTC自调温相变保温材料35-40份、粉状水硬性无机胶凝材料35-40份、羧甲基纤维素1－1.5份以及陶瓷纤维10-
15份；将上述材料称量后混合均匀，再加适量水搅拌成糊状，含水量控制为63-68wt％即可得所述相变保温材料；
保温防护复合材料(7)包括里层的防蚀层和外层的保温防火层，所述防蚀层的厚度为
0.6mm-0.8mm，所述的保温防火层的厚度为10mm-14mm；所述保温防护复合材料(7)通过以下步骤涂覆在所述钢主体结构(1)的外部：a.对所述钢主体结构(1)的外部表面进行除尘、除锈、除污处理，获得表面清洁的钢结构；b.将防蚀层均匀涂覆到表面清洁的钢结构上，涂覆两次，每次涂覆厚度为0.3-0.4mm，再放置至防蚀层干透；c.将保温防火层涂覆在有防蚀层的钢结构上，涂覆两次，每次涂覆厚度为5-7mm，第一次涂覆完成、自然干燥30-36小时后再进行第二次涂覆。
2.根据权利要求1所述的新型的智能主动防火保温钢结构，其特征在于，所述钢主体结构(1)的内空腔(2)连接有S形出气管，可以防止水分蒸发过快的情况，同时保证内外压力平衡。
3.根据权利要求1-2所述的新型的智能主动防火保温钢结构，其特征在于，在时效处理之后的700℃下的0.2％屈服强度为25-30MPa，在时效处理之后的固溶铌量+固溶钛量为
0.1％以上。
4.根据权利要求1-3所述的新型的智能主动防火保温钢结构，其特征在于，所述外空腔(3)中还固定设置有固定支撑桁架结构，对所述钢主体结构(1)内部进行良好的固定。
5.根据权利要求1-4所述的新型的智能主动防火保温钢结构，其特征在于，所述相变保温材料中还可添加亚硝酸钠和/或有机高分子混合乳液,亚硝酸钠的添加量为粉状水硬性无机胶凝材料重量的0.5-0.7％；有机高分子混合乳液的添加量为粉状水硬性无机胶凝材料重量的4-5％。
6.根据权利要求1-5所述的新型的智能主动防火保温钢结构，其特征在于，所述给水管道上设置单向阀，所述钢主体结构(1)的底部设置泄水管，泄水管上安装有泄水阀。

说明书全文

一种新型的智能主动防火保温钢结构

技术领域

[0001] 本发明涉及建筑构件的新型钢结构技术领域，具体地，涉及一种新型的智能主动防火保温钢结构。

背景技术

[0002] 钢结构是由钢制材料组成的结构，是主要的建筑结构类型之一，因其自重较轻，且施工简便，广泛应用于大型厂房、场馆、超高层等领域。而现有的钢结构不具有良好的防火功能，当发生火灾时，钢结构较为容易发生损坏，对人们造成较大的安全隐患，且现有的钢结构不具有一定的保温功能，大大的减低了自身的使用性能，同时不具有良好的稳定性能，已经满足不了人们的需求。

[0003] 为了使钢结构材料兼具防火保温效果，在现有技术中经常采用在钢结构的内腔中注入冷却水的方式来调节钢结构建筑物内的温度，然后在钢结构外表面包上防火材料或者涂上耐火漆，这种结构一方面造价较高，另一方面无法长期维持钢结构建筑恒温。现有技术中的结构存在以下技术问题：(1)耐火性较差；(2)保温性能差；(3)水位较低无法自动补水；(4)当水位探测器或水泵损坏，使用者仍然无从得知，安全性能差。

[0004] 因此，亟需一种新型的智能主动防火保温钢结构用于解决上述问题。

发明内容

[0005] 为解决上述问题，本发明提供了一种新型的智能主动防火保温钢结构。本发明的结构简单、造价便宜、耐火性能好、保温性能好、安全性能好；可以长时间维持钢结构建筑物内部恒温，同时可以采用较低成本有效防火。

[0006] 本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是一种新型的智能主动防火保温钢结构，包括钢主体结构，所述钢主体结构为两层空腔结构，内空腔中储存水，外空腔中设置相变保温材料，所述内空腔中设置水位感应装置和温度感应器，所述水位感应装置连接警报装置；所述钢主体结构外部涂覆有保温防护复合材料；

[0007] 所述钢主体结构的材料包括如下重量份的成分：铁为50-52份、铬为20-22份、镍为21-22份、锰为2.5-3.5份、硅为2-2.3份、钨为1-1.5份、钼为1-1.5份、碳为0.5-0.8份、磷为
0.01-0.02份、铜为0.05-0.1份、钒为0.05-0.1份、硫为0.005-0.01份、铌为0.4-0.45份、钛为0.1-0.15份、铝为0.5-0.8份、硼为0.0005-0.0008份、氮为0.05-0.1份、镧为0.1-0.3份、镝为0.5-1份、钬为0.5-1份；在频率为3000-5000Hz的感应炉中进行冶炼，冶炼后浇注成铸态试样，然后进行热处理，固溶处理温度为1100－1110℃，保温2.5-3小时后进行自然冷却，时效温度为725-735℃，保温3-3.5小时，再降至660-665℃，保温2-2.5小时，自然冷却；固溶处理所用设备为箱式电组炉，时效处理采用的是周期式作业炉；

[0008] 所述内空腔连接有给水管道和出水管道，所述给水管道连接供水源，所述给水管道上设置液体增压装置，所述液体增压装置的启闭由电动执行器控制，所述电动执行器与所述温度感应器相连；

[0009] 所述相变保温材料包括如下重量份的材料：膨胀玻化珠90-100份、FTC自调温相变保温材料35-40份、粉状水硬性无机胶凝材料35-40份、羧甲基纤维素1－1.5份以及陶瓷纤维10-15份；将上述材料称量后混合均匀，再加适量水搅拌成糊状，含水量控制为63-68wt％即可得所述相变保温材料；所述相变保温材料使建筑无需过多依靠不可再生能源，仅依靠材料自身储存能量，实现建筑结构的“空调”变为现实。相变保温材料具有较大的相变潜热，可存储和释放热能。利用建筑结构采用钢结构中设置该材料，可以降低室内温度的波动，提高舒适度，进而达到不用或者少用室内采暖和空调系统，降低了环境能耗。还可利用夜间廉价电运行供暖和空调系统，降低运行费用，并达到用电“错峰”的目的。可发挥其储能调温功能，提高建筑材料的热惯性，降低建筑能耗，满足居室调温的功能，满足建筑储能材料的使用功能，尽可能降低了该材料的生产成本，有利推广；同时由于提高建筑材料的热容，增加轻型建筑材料热惯性，生产不用或少用不可再生能源则能达到“冬暖夏凉”效果。综上可知，该钢结构通过存储和释放热能实现智能保温效果。

[0010] 保温防护复合材料包括里层的防蚀层和外层的保温防火层，所述防蚀层的厚度为0.6mm-0.8mm，所述的保温防火层的厚度为10mm-14mm；所述保温防护复合材料通过以下步骤涂覆在所述钢主体结构的外部：a.对所述钢主体结构的外部表面进行除尘、除锈、除污处理，获得表面清洁的钢结构；b.将防蚀层均匀涂覆到表面清洁的钢结构上，涂覆两次，每次涂覆厚度为0.3-0.4mm，再放置至防蚀层干透；c.将保温防火层涂覆在有防蚀层的钢结构上，涂覆两次，每次涂覆厚度为5-7mm，第一次涂覆完成、自然干燥30-36小时后再进行第二次涂覆。

[0011] 优选的是，所述钢主体结构的内空腔连接有S形出气管，可以防止水分蒸发过快的情况，同时保证内外压力平衡。

[0012] 在上述任一方案中优选的是，在时效处理之后的700℃下的0.2％屈服强度为25-30MPa，在时效处理之后的固溶铌量+固溶钛量为0.1％以上。

[0013] 在上述任一方案中优选的是，所述外空腔中还固定设置有固定支撑桁架结构，对所述钢主体结构内部进行良好的固定，使所述钢主体结构不易发生位移，从而能够有效的避免因外界的震动过大而使所述钢主体结构出现损坏的现象。

[0014] 在上述任一方案中优选的是，所述相变保温材料中还可添加亚硝酸钠和/或有机高分子混合乳液,亚硝酸钠的添加量为粉状水硬性无机胶凝材料重量的0.5-0.7％，以改善所述相变保温材料的性能；有机高分子混合乳液的添加量为粉状水硬性无机胶凝材料重量的4-5％，以提高所述相变保温材料的强度。

[0015] 在上述任一方案中优选的是，所述给水管道上设置单向阀，所述钢主体结构的底部设置泄水管，泄水管上安装有泄水阀。

[0016] 本发明是根据多年的实际应用实践和经验所得，采用最佳的技术手段和措施来进行组合优化，获得了最优的技术效果，并非是技术特征的简单叠加和拼凑，因此本发明具有显著的意义。

[0017] 本发明的有益效果：

[0018] 1.本发明通过在钢结构内部存储水，可以对钢结构内部的温度进行吸收，使其能够快速降温，从而能够有效的避免因温度较高而使钢结构发生损坏，从而提高了该钢结构的耐火性能；通过设置相变保温材料和保温防护复合材料，降低钢结构的导热性，从而提高了该钢结构的保温性能和防火性能；进一步增加可钢结构的使用性能。该新型的智能主动防火保温钢结构具有结构简单、造价便宜、耐火性能好、保温性能好、能够自动补水及安全性能好等特点，适于广泛推广应用。

[0019] 2.本发明中通过对钢主体结构采用所述成分的组合，带来了长时间时效后的高温强度、高温延性的提高，使钢结构的热疲劳特性提高，提高了钢结构的耐蚀性，并抑制高温氧化，保证了钢结构整体在经受高温时不会发生变形，使其强度大大提高。

[0020] 3.本发明的相变保温材料材料内部形成了许多封闭的细微孔隙，容重轻，导热系数低，保温隔热，能有效地阻止外界热量的传递，应用后保温性能好，同时蓄能效果佳；粘结强度、绝热性能、抗冲击韧性、防火级别都远远超过国家标准。

[0021] 4.本发明的水位感应装置监测到内空腔的水位在设定位置之下时，警报装置开始报警，安全性能得到保证；温度感应器监测钢结构内部的温度，当超过设定值时，电动执行器打开使液体增压装置启动，实现了钢结构内部的水循环，从而可以对内钢管表面进行蒸发散热，降低钢结构内部的温度，进一步增加了钢结构的防火性能。

[0022] 附图简要说明

[0023] 图1是根据本发明的新型的智能主动防火保温钢结构的剖面图。

具体实施方式

[0024] 以下结合附图以及具体实施例对本发明作进一步描述，但要求保护的范围并不局限于此。

[0025] 实施例1

[0026] 参见图案1，一种新型的智能主动防火保温钢结构，包括钢主体结构1，所述钢主体结构1为两层空腔结构，内空腔2中储存水，外空腔3中设置相变保温材料4，所述内空腔2中设置水位感应装置5和温度感应器6，所述水位感应装置5连接警报装置；所述钢主体结构1外部涂覆有保温防护复合材料7；

[0027] 所述钢主体结构1的材料包括如下重量份的成分：铁为50-52份、铬为20-22份、镍为21-22份、锰为2.5-3.5份、硅为2-2.3份、钨为1-1.5份、钼为1-1.5份、碳为0.5-0.8份、磷为0.01-0.02份、铜为0.05-0.1份、钒为0.05-0.1份、硫为0.005-0.01份、铌为0.4-0.45份、钛为0.1-0.15份、铝为0.5-0.8份、硼为0.0005-0.0008份、氮为0.05-0.1份、镧为0.1-0.3份、镝为0.5-1份、钬为0.5-1份；在频率为3000-5000Hz的感应炉中进行冶炼，冶炼后浇注成铸态试样，然后进行热处理，固溶处理温度为1100－1110℃，保温2.5-3小时后进行自然冷却，时效温度为725-735℃，保温3-3.5小时，再降至660-665℃，保温2-2.5小时，自然冷却；固溶处理所用设备为箱式电组炉，时效处理采用的是周期式作业炉；

[0028] 所述内空腔2连接有给水管道和出水管道，所述给水管道连接供水源，所述给水管道上设置液体增压装置，所述液体增压装置的启闭由电动执行器控制，所述电动执行器与所述温度感应器6相连；

[0029] 所述相变保温材料包括如下重量份的材料：膨胀玻化珠90-100份、FTC自调温相变保温材料35-40份、粉状水硬性无机胶凝材料35-40份、羧甲基纤维素1－1.5份以及陶瓷纤维10-15份；将上述材料称量后混合均匀，再加适量水搅拌成糊状，含水量控制为63-68wt％即可得所述相变保温材料；所述相变保温材料使建筑无需过多依靠不可再生能源，仅依靠材料自身储存能量，实现建筑结构的“空调”变为现实。相变保温材料具有较大的相变潜热，可存储和释放热能。利用建筑结构采用钢结构中设置该材料，可以降低室内温度的波动，提高舒适度，进而达到不用或者少用室内采暖和空调系统，降低了环境能耗。还可利用夜间廉价电运行供暖和空调系统，降低运行费用，并达到用电“错峰”的目的。可发挥其储能调温功能，提高建筑材料的热惯性，降低建筑能耗，满足居室调温的功能，满足建筑储能材料的使用功能，尽可能降低了该材料的生产成本，有利推广；同时由于提高建筑材料的热容，增加轻型建筑材料热惯性，生产不用或少用不可再生能源则能达到“冬暖夏凉”效果。综上可知，该钢结构通过存储和释放热能实现智能保温效果。

[0030] 保温防护复合材料7包括里层的防蚀层和外层的保温防火层，所述防蚀层的厚度为0.6mm-0.8mm，所述的保温防火层的厚度为10mm-14mm；所述保温防护复合材料7通过以下步骤涂覆在所述钢主体结构1的外部：a.对所述钢主体结构1的外部表面进行除尘、除锈、除污处理，获得表面清洁的钢结构；b.将防蚀层均匀涂覆到表面清洁的钢结构上，涂覆两次，每次涂覆厚度为0.3-0.4mm，再放置至防蚀层干透；c.将保温防火层涂覆在有防蚀层的钢结构上，涂覆两次，每次涂覆厚度为5-7mm，第一次涂覆完成、自然干燥30-36小时后再进行第二次涂覆。

[0031] 所述钢主体结构1的内空腔2连接有S形出气管(未示出)，可以防止水分蒸发过快的情况，同时保证内外压力平衡。

[0032] 在时效处理之后的700℃下的0.2％屈服强度为25-30MPa，在时效处理之后的固溶铌量+固溶钛量为0.1％以上。

[0033] 所述外空腔3中还固定设置有固定支撑桁架结构(未示出)，对所述钢主体结构1内部进行良好的固定，使所述钢主体结构1不易发生位移，从而能够有效的避免因外界的震动过大而使所述钢主体结构1出现损坏的现象。

[0034] 所述相变保温材料中还可添加亚硝酸钠和/或有机高分子混合乳液,亚硝酸钠的添加量为粉状水硬性无机胶凝材料重量的0.5-0.7％，以改善所述相变保温材料的性能；有机高分子混合乳液的添加量为粉状水硬性无机胶凝材料重量的4-5％，以提高所述相变保温材料的强度。

[0035] 所述给水管道上设置单向阀，所述钢主体结构1的底部设置泄水管(未示出)，泄水管上安装有泄水阀。

[0036] 实施例2

[0037] 参见图案1，一种新型的智能主动防火保温钢结构，包括钢主体结构1，所述钢主体结构1为两层空腔结构，内空腔2中储存水，外空腔3中设置相变保温材料4，所述内空腔2中设置水位感应装置5和温度感应器6，所述水位感应装置5连接警报装置；所述钢主体结构1外部涂覆有保温防护复合材料7；

[0038] 所述钢主体结构1的材料包括如下重量份的成分：铁为50-52份、铬为20-22份、镍为21-22份、锰为2.5-3.5份、硅为2-2.3份、钨为1-1.5份、钼为1-1.5份、碳为0.5-0.8份、磷为0.01-0.02份、铜为0.05-0.1份、钒为0.05-0.1份、硫为0.005-0.01份、铌为0.4-0.45份、钛为0.1-0.15份、铝为0.5-0.8份、硼为0.0005-0.0008份、氮为0.05-0.1份、镧为0.1-0.3份、镝为0.5-1份、钬为0.5-1份；在频率为3000-5000Hz的感应炉中进行冶炼，冶炼后浇注成铸态试样，然后进行热处理，固溶处理温度为1100－1110℃，保温2.5-3小时后进行自然冷却，时效温度为725-735℃，保温3-3.5小时，再降至660-665℃，保温2-2.5小时，自然冷却；固溶处理所用设备为箱式电组炉，时效处理采用的是周期式作业炉；

[0039] 所述内空腔2连接有给水管道和出水管道，所述给水管道连接供水源，所述给水管道上设置液体增压装置，所述液体增压装置的启闭由电动执行器控制，所述电动执行器与所述温度感应器6相连；

[0040] 所述相变保温材料包括如下重量份的材料：膨胀玻化珠90-100份、FTC自调温相变保温材料35-40份、粉状水硬性无机胶凝材料35-40份、羧甲基纤维素1－1.5份以及陶瓷纤维10-15份；将上述材料称量后混合均匀，再加适量水搅拌成糊状，含水量控制为63-68wt％即可得所述相变保温材料；所述相变保温材料使建筑无需过多依靠不可再生能源，仅依靠材料自身储存能量，实现建筑结构的“空调”变为现实。相变保温材料具有较大的相变潜热，可存储和释放热能。利用建筑结构采用钢结构中设置该材料，可以降低室内温度的波动，提高舒适度，进而达到不用或者少用室内采暖和空调系统，降低了环境能耗。还可利用夜间廉价电运行供暖和空调系统，降低运行费用，并达到用电“错峰”的目的。可发挥其储能调温功能，提高建筑材料的热惯性，降低建筑能耗，满足居室调温的功能，满足建筑储能材料的使用功能，尽可能降低了该材料的生产成本，有利推广；同时由于提高建筑材料的热容，增加轻型建筑材料热惯性，生产不用或少用不可再生能源则能达到“冬暖夏凉”效果。综上可知，该钢结构通过存储和释放热能实现智能保温效果。

[0041] 保温防护复合材料7包括里层的防蚀层和外层的保温防火层，所述防蚀层的厚度为0.6mm-0.8mm，所述的保温防火层的厚度为10mm-14mm；所述保温防护复合材料7通过以下步骤涂覆在所述钢主体结构1的外部：a.对所述钢主体结构1的外部表面进行除尘、除锈、除污处理，获得表面清洁的钢结构；b.将防蚀层均匀涂覆到表面清洁的钢结构上，涂覆两次，每次涂覆厚度为0.3-0.4mm，再放置至防蚀层干透；c.将保温防火层涂覆在有防蚀层的钢结构上，涂覆两次，每次涂覆厚度为5-7mm，第一次涂覆完成、自然干燥30-36小时后再进行第二次涂覆。

[0042] 所述钢主体结构1的内空腔2连接有S形出气管(未示出)，可以防止水分蒸发过快的情况，同时保证内外压力平衡。

[0043] 在时效处理之后的700℃下的0.2％屈服强度为25-30MPa，在时效处理之后的固溶铌量+固溶钛量为0.1％以上。

[0044] 所述外空腔3中还固定设置有固定支撑桁架结构(未示出)，对所述钢主体结构1内部进行良好的固定，使所述钢主体结构1不易发生位移，从而能够有效的避免因外界的震动过大而使所述钢主体结构1出现损坏的现象。

[0045] 所述相变保温材料中还可添加亚硝酸钠和/或有机高分子混合乳液,亚硝酸钠的添加量为粉状水硬性无机胶凝材料重量的0.5-0.7％，以改善所述相变保温材料的性能；有机高分子混合乳液的添加量为粉状水硬性无机胶凝材料重量的4-5％，以提高所述相变保温材料的强度。

[0046] 所述给水管道上设置单向阀，所述钢主体结构1的底部设置泄水管(未示出)，泄水管上安装有泄水阀。

[0047] 所述液体增压装置为水泵，所述电动执行器为电磁阀。

[0048] 对所述钢主体结构1进行热疲劳试验，利用计算机控制式电气油压控制疲劳试验机来进行。加热采用高频感应加热绕组进行，冷却是向试验管内部供给空气而进行的。拘束率是赋予压缩变形以使得相对于自由膨胀量达到一定比率。

[0049] 本发明的钢主体结构在任意的拘束率下相比于现有技术中使用的普通钢提高了20％。这是因为即使赋予高温强度的时效劣化即长时间的热循环，也基本没有强度的降低，而且在热循环的低温区保持了高延性的缘故，这带来了长时间时效后的高温强度、高温延性的提高，使钢结构的热疲劳特性提高。

[0050] 此外，所述防蚀层由质量份的8-10的丙烯酸防水弹性乳液、5-7的苯乙烯-丙烯酸酯乳液、5-6的氯-偏共聚乳液、12-14的石膏粉、6-7的钛白粉、6-7的全氟聚醚、0.2-0.3的阿摩尼亚水、0.2～0.3的氢氧乙基纤维素、0.3-0.5的分散剂、0.5-0.6的消泡剂、0.3-0.4的防腐剂以及35-45的水的原料组分混合组成。本发明的防蚀层能够防止钢主体结构过早受到腐蚀，利于提高其使用寿命。

[0051] 实施例3

[0052] 参见图案1，一种新型的智能主动防火保温钢结构，包括钢主体结构1，所述钢主体结构1为两层空腔结构，内空腔2中储存水，外空腔3中设置相变保温材料4，所述内空腔2中设置水位感应装置5和温度感应器6，所述水位感应装置5连接警报装置；所述钢主体结构1外部涂覆有保温防护复合材料7；

[0053] 所述钢主体结构1的材料包括如下重量份的成分：铁为50-52份、铬为20-22份、镍为21-22份、锰为2.5-3.5份、硅为2-2.3份、钨为1-1.5份、钼为1-1.5份、碳为0.5-0.8份、磷为0.01-0.02份、铜为0.05-0.1份、钒为0.05-0.1份、硫为0.005-0.01份、铌为0.4-0.45份、钛为0.1-0.15份、铝为0.5-0.8份、硼为0.0005-0.0008份、氮为0.05-0.1份、镧为0.1-0.3份、镝为0.5-1份、钬为0.5-1份；在频率为3000-5000Hz的感应炉中进行冶炼，冶炼后浇注成铸态试样，然后进行热处理，固溶处理温度为1100－1110℃，保温2.5-3小时后进行自然冷却，时效温度为725-735℃，保温3-3.5小时，再降至660-665℃，保温2-2.5小时，自然冷却；固溶处理所用设备为箱式电组炉，时效处理采用的是周期式作业炉；

[0054] 所述内空腔2连接有给水管道和出水管道，所述给水管道连接供水源，所述给水管道上设置液体增压装置，所述液体增压装置的启闭由电动执行器控制，所述电动执行器与所述温度感应器6相连；

[0055] 所述相变保温材料包括如下重量份的材料：膨胀玻化珠90-100份、FTC自调温相变保温材料35-40份、粉状水硬性无机胶凝材料35-40份、羧甲基纤维素1－1.5份以及陶瓷纤维10-15份；将上述材料称量后混合均匀，再加适量水搅拌成糊状，含水量控制为63-68wt％即可得所述相变保温材料；所述相变保温材料使建筑无需过多依靠不可再生能源，仅依靠材料自身储存能量，实现建筑结构的“空调”变为现实。相变保温材料具有较大的相变潜热，可存储和释放热能。利用建筑结构采用钢结构中设置该材料，可以降低室内温度的波动，提高舒适度，进而达到不用或者少用室内采暖和空调系统，降低了环境能耗。还可利用夜间廉价电运行供暖和空调系统，降低运行费用，并达到用电“错峰”的目的。可发挥其储能调温功能，提高建筑材料的热惯性，降低建筑能耗，满足居室调温的功能，满足建筑储能材料的使用功能，尽可能降低了该材料的生产成本，有利推广；同时由于提高建筑材料的热容，增加轻型建筑材料热惯性，生产不用或少用不可再生能源则能达到“冬暖夏凉”效果。综上可知，该钢结构通过存储和释放热能实现智能保温效果。

[0056] 保温防护复合材料7包括里层的防蚀层和外层的保温防火层，所述防蚀层的厚度为0.6mm-0.8mm，所述的保温防火层的厚度为10mm-14mm；所述保温防护复合材料7通过以下步骤涂覆在所述钢主体结构1的外部：a.对所述钢主体结构1的外部表面进行除尘、除锈、除污处理，获得表面清洁的钢结构；b.将防蚀层均匀涂覆到表面清洁的钢结构上，涂覆两次，每次涂覆厚度为0.3-0.4mm，再放置至防蚀层干透；c.将保温防火层涂覆在有防蚀层的钢结构上，涂覆两次，每次涂覆厚度为5-7mm，第一次涂覆完成、自然干燥30-36小时后再进行第二次涂覆。

[0057] 所述钢主体结构1的内空腔2连接有S形出气管(未示出)，可以防止水分蒸发过快的情况，同时保证内外压力平衡。

[0058] 在时效处理之后的700℃下的0.2％屈服强度为25-30MPa，在时效处理之后的固溶铌量+固溶钛量为0.1％以上。

[0059] 所述外空腔3中还固定设置有固定支撑桁架结构(未示出)，对所述钢主体结构1内部进行良好的固定，使所述钢主体结构1不易发生位移，从而能够有效的避免因外界的震动过大而使所述钢主体结构1出现损坏的现象。

[0060] 所述相变保温材料中还可添加亚硝酸钠和/或有机高分子混合乳液,亚硝酸钠的添加量为粉状水硬性无机胶凝材料重量的0.5-0.7％，以改善所述相变保温材料的性能；有机高分子混合乳液的添加量为粉状水硬性无机胶凝材料重量的4-5％，以提高所述相变保温材料的强度。

[0061] 所述给水管道上设置单向阀，所述钢主体结构1的底部设置泄水管(未示出)，泄水管上安装有泄水阀。

[0062] 粉状水硬性无机胶凝材料可以为波特兰水泥。所述相变保温材料的抗压强度为0.7-0.8MPa，导热系数为0.03-0.05W/(m·K)，蓄能系数为0.8-0.9W/(m2·K)。

[0063] 此外，保温防火层由质量份为40-50的膨胀蛭石、20-30的膨胀珍珠岩，2-5的氟碳树脂、0.3-0.4的纤维素羟丙基甲基醚、0.3-0.4的聚乙烯以及40-50的矿渣硫酸盐水泥的原料组分混合组成；按所述质量份取各组分原料、搅拌混合均匀、再加入所述各组分原料总重量的35-45％的水，搅拌混合，即制得保温防火层。

[0064] 所述保温防护复合材料7制备工艺简单，工序简便，容易操作，实用性强；其集防火、防腐、保温于一体，既有优越的耐火隔热性能，又兼具防腐防锈功能，保温节能，且环境友好，综合成本低，可以广泛的应用于各种钢结构的防火、防腐、保温节能，有利于促进绿色建筑的升级换代，具有广阔的应用前景。

[0065] 为实现更优的技术效果，还可将上述实施例中的技术方案任意组合，以满足各种实际应用的需求。

[0066] 由上述实施例可知，本发明通过在钢结构内部存储水，可以对钢结构内部的温度进行吸收，使其能够快速降温，从而能够有效的避免因温度较高而使钢结构发生损坏，从而提高了该钢结构的耐火性能；通过设置相变保温材料和保温防护复合材料，降低钢结构的导热性，从而提高了该钢结构的保温性能和防火性能；进一步增加可钢结构的使用性能。该新型的智能主动防火保温钢结构具有结构简单、造价便宜、耐火性能好、保温性能好、能够自动补水及安全性能好等特点，适于广泛推广应用。

[0067] 本发明中通过对钢主体结构采用所述成分的组合，带来了长时间时效后的高温强度、高温延性的提高，使钢结构的热疲劳特性提高，提高了钢结构的耐蚀性，并抑制高温氧化，保证了钢结构整体在经受高温时不会发生变形，使其强度大大提高。

[0068] 本发明的相变保温材料材料内部形成了许多封闭的细微孔隙，容重轻，导热系数低，保温隔热，能有效地阻止外界热量的传递，应用后保温性能好，同时蓄能效果佳；粘结强度、绝热性能、抗冲击韧性、防火级别都远远超过国家标准。

[0069] 本发明的水位感应装置监测到内空腔的水位在设定位置之下时，警报装置开始报警，安全性能得到保证；温度感应器监测钢结构内部的温度，当超过设定值时，电动执行器打开使液体增压装置启动，实现了钢结构内部的水循环，从而可以对内钢管表面进行蒸发散热，降低钢结构内部的温度，进一步增加了钢结构的防火性能。

[0070] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

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