تعمل لوحة الفيرميكوليت كمادة عازلة لا تشتعل بسهولة. وغالبًا ما تكون مصنوعة من مادة تُسمى الفيرميكوليت المُنتفخ، والتي تأتي من نوع من المعادن السيليكية الطبيعية المرتبطة بـ الميكا. تظهر الميزة المثيرة للاهتمام عندما تسخن هذه المادة بشكل كبير، حوالي 900 إلى 1000 درجة مئوية. عند هذه الحرارة، تتوسع المادة لتصل إلى نحو ثلاثين مرة من حجمها الأصلي، مما يخلق جيوب هواء صغيرة داخلها تساعد على منع تسرب الحرارة. يخلط المصنعون هذه المادة المنتفخة مع مواد مثل سيليكات الصوديوم لتشكيل ألواح صلبة. وتتراوح وزن هذه الألواح بين 350 و450 كجم لكل متر مكعب، مما يجعلها أخف بنسبة تصل إلى ستين بالمائة تقريبًا مقارنة بالألواح الجبسية التقليدية المستخدمة بشكل شائع في الجدران والأسقف.
تتضمن العملية ثلاث مراحل رئيسية:
يُنتج هذا الإجراء مادة قادرة على تحمل درجات حرارة تصل إلى 1200 مئوية مع الحفاظ على سلامة البنية، وهو ما يُثبت بحسب معايير اختبار الحريق BS 476 وEN 1366.
| الممتلكات | مقياس الأداء | الميزة |
|---|---|---|
| التوصيل الحراري | 0.062–0.085 واط/متر.كلفن | عازل متفوق مقارنة بالجبس (0.21 واط/متر.كلفن) |
| مقاومة للحريق | 60–120 دقيقة (EI 60/90/120) | غير قابل للاشتعال وخالي من انبعاثات الدخان السامة |
| قوة الضغط | 1.8–2.5 ميغاباسكال | يدعم الأحمال الميكانيكية في تجميعات الجدران |
هذه الخصائص تجعل لوحة الفيرميكيوليت مثالية لأنظمة الحماية من الحرائق السلبية ولأغلفة المباني ذات الكفاءة العالية في استخدام الطاقة.
ما الذي يجعل ألواح الفيرميكيوليت جيدة للغاية في مقاومة الحرائق؟ حسنًا، يعود السبب إلى طريقة تصنيعها. يمتلك هذا المادة بنية معدنية طبقية مدمجة مع بعض المواد الكيميائية التي لا تتفاعل مع اللهب. عندما ترتفع درجة الحرارة بشكل كبير، مثل تجاوزها 300 درجة مئوية، تبدأ المياه الموجودة داخل المادة بالتحول إلى بخار. وهذا يخلق نوعًا من الدرع الوقائي ضد الحرارة. وفي الوقت نفسه، تبدأ تلك الطبقات بالتمدد بشكل كبير، أحيانًا تصل إلى 30 مرة أكثر من الحجم الأصلي. ويؤدي هذا التمدد إلى تشكيل طبقة عازلة مشوية تبطئ بشكل أساسي سرعة انتقال الحرارة عبر المادة. بفضل هذين الأمرين اللذين يحدثان معًا، يمكن للألواح الفيرميكيوليتية أن تتحمل جيدًا حتى عند التعرض لدرجات حرارة تصل إلى حوالي 1200 درجة مئوية دون أن تنهار تمامًا.
وفقًا لاختبارات الفرن حسب المعيار EN 1363-1، تحقق ألواح الفيرميكيوليت باستمرار:
تتفوق هذه النتائج على ألواح الجبس التقليدية بنسبة 200–400% من حيث التحمل الحراري.
استخدمت ألواح الفيرميكوليت في جدران مخارج السلالم في مشروع إعادة تأهيل نُفذ في عام 2022 بناطحات السحاب، وحققت النتائج التالية:
أثبت المشروع فعالية الفيرميكيوليت في تلبية متطلبات التقسيم الحديثة
على الرغم من فعاليتها في الحرائق القياسية، فإن التعرض المستمر لأكثر من 4 ساعات عند درجات حرارة تزيد عن 1000°م قد يؤدي إلى تشقق تدريجي. وفي البيئات الصناعية التي تحتوي على ألسنة نيران سريعة - مثل منشآت البتروكيماويات - يمكن أن تنخفض كفاءة العزل بنسبة تتراوح بين 12 و 18%، مما يستدعي استخدام حلول مختلطة أو طلاءات حامية
توفر الألواح الفيرميكيوليتية قيم مقاومة حرارية تتراوح بين 2.9 و 3.8 لكل إنش، مع توصيل حراري (λ) يبلغ 0.048 واط/م·ك - أي أقل بنسبة 40% من البوليسترين الموسع (EPS). تعود هذه الأداء إلى طبقات الألمنيوم السيليكاتية التي تحدث بشكل طبيعي وتحبس الهواء وتقاوم التدهور الناتج عن الرطوبة، مما يجعلها فعالة للغاية في أنظمة العزل الجديدة وإعادة التجهيز
يستخدم المهندسون المعماريون الألواح المصنوعة من الفيرميكوليت في:
أظهرت دراسة أُجريت في أوروبا عام 2021 حول مشاريع إعادة التأهيل أن واجهات الفيرميكوليت خفضت تكاليف التدفئة السنوية بنسبة 19٪ مقارنةً بالبناء التقليدي بالطوب.
عند دمجها في أنظمة العزل المستمر، تقلل الألواح المصنوعة من الفيرميكوليت من أحمال أنظمة التدفئة وتكييف الهواء (HVAC) بنسبة 18–27٪ في المناخات المختلطة. وبما تحتويه من 94٪ مواد معاد تدويرها وانبعاثات كربونية مُضمنة تبلغ 0.007 كجم CO₂eq/kg، أي أقل بنسبة 63٪ من الرغوة الصلبة، فإنها تدعم الامتثال لمعايير LEED v4.1. وتشير تقارير المقاولين إلى فترات استرداد تصل إلى 6–8 أشهر فقط من وفورات الطاقة في المباني التجارية متوسطة الارتفاع.
تتميز ألواح الفيرميكوليت بأنها أخف بنسبة تصل إلى 70٪ مقارنةً بالعوازل المعدنية التقليدية، مما يقلل من الأحمال الإنشائية ويحد من الحاجة إلى تعزيزات الفولاذ في المباني الشاهقة. كما يضمن مقاومتها للضغط (≥1.2 ميجا باسكال) المتانة مع تسهيل عمليات التحديث في المباني القديمة التي تتمتع بسعة تحمل محدودة، وهو ما يفيد بشكل خاص في المناطق الزلزالية.
لا تحتوي ألواح الفيرميكوليت على تلك المركبات العضوية المتطايرة الضارة التي نسمع عنها كثيراً هذه الأيام، كما يمكن إعادة تدويرها بالكامل، مما يجعلها ممتازة لجهود البناء المستدامة. من ناحية التصنيع، تتطلب هذه الألواح في الواقع طاقة أقل بنسبة 35 بالمئة تقريباً مقارنة بما يُستخدم لتصنيع المواد الاصطناعية. هذا النوع من توفير الطاقة يساعد المباني على التأهل للحصول على نقاط LEED v4.1 المتعلقة بكفاءة المواد وتقليل النفايات. وقد أظهرت اختبارات أجرتها جهات خارجية أن الفيرميكوليت يعمل بشكل جيد مع الأنظمة الحية، وحقق شهادات مثل شهادة Cradle to Cradle. ويبدو أن المقاولين يحبون هذا المنتج أيضاً، حيث أظهرت العديد من الاستبيانات أن أكثر من ثمانية من كل عشرة من المهنيين يختارون الفيرميكوليت عند العمل على تصميمات المنازل السلبية لأنه يندرج بشكل جيد ضمن فكرة الاقتصاد الدائري حيث تُعاد إعادة استخدام الموارد بدلاً من التخلص منها.
تتضمن أحدث الابتكارات مزج الفيرميكوليت مع السيليكا والجرافيت لتصنيع ألواح ليست أرق فحسب، بل تتفوق أيضًا في الأداء على المواد المقاومة للحريق التقليدية. أظهرت دراسة حديثة أجرتها جمعية مواد البناء الأمريكية أن حوالي 60 بالمئة من الطلب الحالي يأتي من مواقع البناء والمصانع، ويرجع ذلك بشكل رئيسي إلى رغبة البنائين في استخدام مواد أخف تتناسب بشكل أفضل مع أنظمة المباني الذكية الحديثة. وقد بدأ العديد من شركات القطاع بالتحول إلى استخدام أديب مصنوعة من مصادر نباتية في محاولة للحصول على شهادات LEED v4.1. ويساعد هذا التحول في دفع عجلة تطوير المنتجات المقاومة للحريق التي تكون في الواقع مفيدة للبيئة.
لقد جذبت التغييرات الجديدة في كود البناء المتعلقة بمواد التغليف غير القابلة للاشتعال والامتثال لمعايير NFPA 285 انتباهًا كبيرًا إلى لوحات الفيرميكوليت في مشاريع البناء التجارية. يُلزم الكود الدولي للحريق الأحدث لعام 2023 باستخدام هذه اللوحات في التركيبات المقاومة للحريق الخاصة بالمباني السكنية، ونشهد أيضًا تحركات مماثلة في أوروبا مع تحديث لوائح EN 13501-1. علاوة على ذلك، مع تشديد وكالة السلامة والصحة المهنية (OSHA) والوكالة الأمريكية لحماية البيئة (EPA) على المنتجات التي تحتوي على الأسبستوس، يتجه البناؤون إلى الفيرميكوليت باعتباره بديلاً أكثر أمانًا ويحقق جميع متطلبات الامتثال. مما يجعله خيارًا شائعًا بشكل خاص عند تجديد المباني القديمة حيث تكون مخاوف السلامة ذات أهمية كبرى.
وبحسب شركة Grand View Research لعام 2023، فإن سوق ألواح الفيرميكيوليت العالمي قد يصل إلى نحو 1.2 مليار دولار بحلول نهاية هذا العقد، مسجلاً نمواً سنوياً يبلغ حوالي 7.8 بالمئة. ومن المرجح أن تكون أكبر عوامل النمو من نصيب منطقة آسيا والمحيط الهادئ وبعض أجزاء الشرق الأوسط، حيث تستمر مدن هذه المناطق في التوسع بسرعة كبيرة. وتبدو حلول التسقيف المقاومة للحريق مطلوبة بشكل خاص هناك، مع توقعات تشير إلى زيادة تقارب 30 بالمئة في الطلب على هذا النوع من المنتجات مع مرور الوقت. وفي الوقت نفسه، يتوقع المصنعون في أمريكا ارتفاع أحجام إنتاجهم بنسبة 18 بالمئة سنوياً حتى عام 2027. ويبدو أن هذا الارتفاع مدفوعاً بشكل رئيسي بالزيادة في شعبية المباني المسبقة الصنع والهياكل الوحدوية التي تحتاج إلى مواد عازلة تمتلك خصائص حرارية جيدة. وهنا يناسب الفيرميكيوليت هذه المتطلبات، حيث يوفر قيماً حرارية (R) تزيد عن 1.25 متر مربع.كلفن لكل واط، كما يتمتع بخصائص مقاومة جيدة للحريق.
تتكون ألواح الفيرميكوليت بشكل أساسي من فيرميكوليت منفوخ، وهو معدن سيليكات طبيعي يُخلط مع سيليكات الصوديوم ومواد إضافية أخرى.
عند التعرض لدرجات حرارة عالية، يتحول الماء الموجود داخل ألواح الفيرميكوليت إلى بخار، مما يشكل درعًا واقيًا في حين تتوسع طبقات المعادن مُشكِّلة طبقة عازلة محروقة تعيق انتقال الحرارة.
تُستخدم في تركيبات الجدران المقاومة للحريق، والسقوف، والواجهات، والهياكل المعمارية عالية الأداء، وإعادة تأهيل المشاريع التي تتطلب عزلًا حراريًا ومقاومة للحريق.
نعم، ألواح الفيرميكوليت مستدامة لأنها لا تطلق مركبات عضوية ضارة (VOCs)، ويمكن إعادة تدويرها بالكامل، وتُصنَع باستخدام طاقة أقل مقارنة بالمواد الاصطناعية.
EN
