全寿命成本:钢制防腐蚀

彼得•梅尔

欧洲结构设计规范介绍
英国人对“设计工作生活”的理解
工程。建筑生活计划的Peter Mayer说
准确地解释了这意味着什么。

欧洲规范是一系列标准,将为整个欧盟的结构设计提供一个共同的方法。由于影响欧盟结构的条件不同,每个国家的某些参数也不同。这些标准将于2008年中期作为标准的附件引入,而与之相冲突的标准将于2010年撤回。

当欧洲钢结构设计规范被完全采用时,英国工程师最大的变化之一将是“设计工作寿命”的概念(见表)。

英国标准考虑了一系列环境的耐久性,而欧洲标准采取了更详细的方法,专注于:
•材料变质过程
•设计方案以抵抗结构的退化和作用
•维护策略以确保功能性能。
这为全寿命周期成本分析提供了基础。

设计使用寿命


设计使用寿命是指建筑结构的预期使用年限,包括维护,但预计不进行大修。大多数建筑可以分为两类。第4类的指示性工作寿命为50年(建筑结构),而第5类的指示性工作寿命为120年(大型建筑结构和基础设施建设)。

欧洲规范规定了如何管理材料、设计、细节、保护措施、工艺和质量控制,以达到所需的寿命。

实现设计的使用寿命


将这些概念付诸实践可能涉及到需要相互参照才能得出答案的标准。在某些情况下,咨询组织发布指导意见作为捷径。

以钢为例,为了确定设计工作寿命的解决方案,EN 1993-1.1参考了EN 1090,概述了实现钢结构设计工作寿命的过程。

一旦确定了解决方案,就需要通过某种形式的表面保护处理来控制腐蚀的风险。需要考虑的问题包括:
•耐久性要求
•大气腐蚀分类或暴露分类
•金属喷涂,镀锌,喷涂,后续装饰涂层,选择颜色和双金属界面。

相关标准


通过对给定设计工作寿命、腐蚀性类别和维护策略的相关标准的交叉参照,可以指定一个合适的保护系统。

•腐蚀性大气分类:ISO 9223
•表面处理:BS EN ISO 8501
钢结构、锌和铝涂层的保护:BS EN ISO 14713: 1999
喷涂锌或铝涂层:BS EN ISO 2063
•涂料和清漆:BS EN ISO 12944
•热浸镀锌涂料:BS EN ISO 1461:1999
•应用后测试:国家钢结构规范

计算钢的设计使用寿命


对于大气腐蚀,参考镀锌协会的平均锌腐蚀速率千年地图。英格兰和威尔士约有50%的地区年死亡率低于1立方米。85口径的钢?在腐蚀速率为1 μ M /年的环境中,M镀锌锌涂层的预期寿命为85年。这属于50年的范畴。120年来,较厚的镀锌层是一种选择。

内部相对湿度不超过80%的钢结构不需要防腐。关于钢材腐蚀的信息由Corus,镀锌协会,国家物理实验室和钢结构研究所提供。

规范的选择

暴露在大气中的钢制品 资本成本
£/ m2
50年或120年的生命周期成本
£/ m2
从第一次主要维护开始
第4类:50年
热镀锌达到BS EN ISO 1461平均镀层厚度85μm 35 42 80
环氧云母氧化铁(MIO)面漆:100?m;磷酸锌环氧底漆:80μm。钢:喷砂清洗至Sa 2.5 22 61 20.
高固相聚氨酯面饰:100μm。磷酸锌环氧底漆:100μm。钢:喷砂清洗至Sa 2.5 17 48 20.
第5类:120年
热镀锌达到BS EN ISO 1461平均镀层厚度85μm 35 43 80
热镀锌平均镀层厚度140μm含喷丸制备 50 58 120
环氧云母氧化铁(MIO)面漆:100μm;磷酸锌环氧底漆:80μm。钢:喷砂清洗至Sa 2.5 22 73 20.
高固相聚氨酯面饰:100μm。磷酸锌环氧底漆:100μm。钢:喷砂清洗至Sa 2.5 17 57 20.


表记录

•外部环境类别为ISO 9223的C3,平均每年锌腐蚀速率:1?m/年。第一个防护系统工厂应用。后续的涂层每隔8 - 10年进行一次,包括腐蚀处理和每5年一次的检查。尺寸是指干膜厚度。

•用3.0%(50年)和2.5%(120年)的贴现率计算净现值。

•有大量的替代涂层系统;成本和选择是指示性的。根据项目具体信息,使用专家的建议进行合适的选择,并进行成本分析,以实现现实的最佳价值评估。

首次出版于建筑2007

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