وقتی در مورد مقاومت در برابر آتش در مواد ساختمانی صحبت می‌کنیم، منظور این است که چقدر خوب می‌توانند از گسترش آتش جلوگیری کنند، مانع انتقال حرارت شوند و حتی در معرض شعله نیز از نظر ساختاری پایدار بمانند. بهترین تختههای ضدآتش با استفاده از هسته‌های غیرقابل احتراق و مواد شیمیایی خاصی که در سطح خود اساساً آتش را از اکسیژن محروم میکنند، این کار را انجام میدهند. یک مطالعه اخیر منتشرشده در سال ۲۰۲۴ به بررسی مواد مختلف پرداخت و یافته‌ای جالب داشت: تخته‌هایی که درجه A (با عدد گسترش شعله کمتر از ۲۵) داشتند، توانستند تقریباً به مدت ۹۰ دقیقه مداوم از گسترش آتش جلوگیری کنند. این سطح از عملکرد در مواقع اضطراری که مردم به زمان نیاز دارند تا به‌طور ایمن خارج شوند، تفاوت بزرگی ایجاد می‌کند.
سه معیار کلیدی، اثربخشی تختههای ضدآتش را تعریف میکنند:
عدم موفقیت در هر یک از این زمینهها میتواند زمانهای تخلیه را تحت تأثیر قرار دهد و هزینههای تعمیر پس از آتشسوزی را افزایش دهد.
ردههای مقاومت در برابر آتش، مدت زمان مهار آتش را در شرایط استاندارد نشان میدهند:
دادههای آزمایشگاهی نشان میدهد که تختههای مقاوم در برابر آتش با ظرفیت 120 دقیقه تا دمای 1,800°F را تحمل میکنند و همچنان 85٪ از استحکام فشاری قبل از آتش خود را حفظ میکنند — که بهبودی 42٪ نسبت به مدل‌های قبلی است.
امروزه باید بین تختههای مقاوم در برابر آتش، تعادلی میان عملکرد، هزینه و مدت دوام برقرار شود. تختههای اکسید منیزیم یا MGO به این دلیل که به راحتی مشتعل نمی‌شوند و تحمل خوبی در برابر ضربه دارند، برجسته می‌شوند. علاوه بر این، وزن آنها به اندازه‌ای کم است که در ساختمانهای بلندمرتبه که وزن اهمیت دارد، بهخوبی کاربرد دارند. تختههای گچی ارزان‌تر هستند و نصب آنها ساده است که همین امر باعث محبوبیت آنها در پروژه‌های زیادی شده است. با این حال، این تخته‌ها در معرض رطوبت طولانی‌مدت تمایل به فروپاشی دارند. سیمان الیاف به خوبی در برابر رطوبت مقاومت می‌کند، اما عایق حرارتی قوی‌ای محسوب نمی‌شود. محصولات سیلیکات کلسیم نیز مزایای خود را دارند، به ویژه در حفظ دمای پایدار در قسمت‌هایی از سازه که مستقیماً در معرض شعله یا منابع حرارتی شدید نیستند.
اینکه مواد چگونه با حرارت رفتار میکنند، در مهار آتش فرق بزرگی ایجاد می‌کند. سیلیکات کلسیم به دلیل هدایت بسیار پایین گرما در حد تنها 0.056 وات بر متر کلوین (W/m·K) برجسته است؛ بدین معنا که فولاد سازهای در طول آتشسوزی مدت زمان بسیار طولانی‌تری سالم باقی می‌ماند. منیزیم اکسید (MGO) نیز با عدد 0.09 وات بر متر کلوین از این لحاظ چندان عقب نیست، اما سیمان الیافی با عدد 0.25 وات بر متر کلوین بیشتر بر مقاومت در برابر فشار تمرکز دارد تا جلوگیری از نفوذ حرارت. دلیل اینکه چرا سیلیکات کلسیم اغلب برای کاربردهایی مانند سدهای ضدآتش سیستم‌های تهویه مطبوع (HVAC) و پوسته‌های محصورکننده شفت‌های الکتریکی انتخاب می‌شود این است: هیچ‌کس نمی‌خواهد ساختمانش زمانی که دود در هواست فرو بریزد، درست است؟ این ماده در مقایسه با گزینه‌های موجود در بازار، به سادگی عملکرد بهتری در دماهای بسیار بالا دارد.
چه چیزی باعث می‌شود تختههای ضد حریق خاصی در طول زمان دوام بیاورند؟ مقاومت در برابر شرایط محیطی نقش بزرگی در این زمینه دارد. موادی مانند تخته MGO و سیلیکات کلسیم در مقابل مشکلاتی نظیر رنگ‌پوسته‌شدن و قارچ، عملکرد خوبی دارند، حتی زمانی که در نزدیکی خطوط ساحلی یا مکان‌هایی که رطوبت همواره وجود دارد نصب شوند. به عنوان مثال، گچ – اکثر پیمانکاران می‌دانند که پس از مدتی در شرایط مرطوب، بسیار ضعیف می‌شود. برخی آزمایش‌ها نشان داده‌اند که این ماده ممکن است حدود ۳۰٪ از خواص حفاظتی خود در برابر آتش را از دست بدهد، هنگامی که به طور مداوم در معرض رطوبت بالای ۹۰٪ قرار گیرد. با نگاهی به گزینه‌های دیگر، سیمان الیافی در محیط‌های صنعتی که مواد شیمیایی فراوان هستند، خود را به عنوان ماده‌ای مقاوم اثبات کرده است. مواد معدنی موجود در این ترکیب به راحتی تغییر شکل نمی‌دهند، که اهمیت زیادی برای ساختمان‌هایی دارد که باید روزانه در برابر مواجهه با مواد شیمیایی سفت و سخت مقاومت کنند.
تابلوهای ضد حریق معتبر باید با استانداردهای بین‌المللی که ایمنی ساکنان و سازه را تضمین میکنند، سازگار باشند. معیارهای اصلی شامل موارد زیر هستند:
| استاندارد | منطقه | تمرکز اصلی |
|---|---|---|
| ASTM E119 | آمریکای شمالی | مقاومت در برابر آتش در عناصر ساختمانی (ظرفیت باربری تحت شرایط آتش) |
| EN 13501 | اروپا | طبقات واکنش به آتش (A1-F) و سطوح دود/سمیت |
| BS 476 | انگلستان | گسترش آتش و ویژگی‌های انتشار سطحی |
این استانداردها که در طول دهه‌ها تحقیق در زمینه ایمنی آتش توسعه یافته‌اند، عملکرد مواد را در شرایط دمای بسیار بالا ارزیابی میکنند. به عنوان مثال، ASTM E119 الزام می‌کند که مجموعه‌ها در طول دوره مشخص شده بدون فروپاشی ساختاری، دماهای بالای 1,800°F (982°C) را تحمل کنند.
دو آزمون ضروری ASTM مواد حساس به آتش را ارزیابی میکنند:
در آزمایش‌های سال 2023، تختههای اکسید منیزیم در 200 بار آزمایش تحت استاندارد ASTM E136 هیچ‌گونه اشتعالی نشان ندادند و عدم اشتعال‌پذیری بسیار عالی از خود نشان دادند.
پروژه‌های تجاری معمولاً برای انطباق جهانی به گواهی دوگانه نیاز دارند:
| گواهینامه | استاندارد آزمایش | معیارها |
|---|---|---|
| کلاس A | ASTM E84 | گسترش شعله ≤25؛ چگالی دود ≤450 |
| A1 | EN 13501 | غیرقابل اشتعال؛ بدون مشارکت در بار آتشسوزی |
تختههای ضد حریق که هر دو استاندارد را رعایت میکنند، برای تأسیسات چندملیتی مانند بیمارستان‌ها و مراکز داده ایده‌آل هستند. نصابان باید برچسب‌های گواهی مستقل از سازمان‌هایی مانند Underwriters Laboratories (UL) یا Intertek را بررسی کنند تا الزامات کد محلی را رعایت نمایند.
تابلوهای ضد حریق ساخته‌شده از منیزیم اکسید یا کلسیم سیلیکات می‌توانند حرارت بسیار شدیدی را که به مراتب بالاتر از دمای ۱۰۰۰ درجه است تحمل کنند، بدون اینکه توانایی تحمل وزن خود را از دست بدهند. معمولاً دیوارهای خشک پس از حدود بیست دقیقه قرار گرفتن در معرض آتش فرو می‌ریزند، اما این تابلوهای پیشرفته‌تر در برابر آتش مقاومت بسیار بهتری دارند و در طول آزمون‌های استاندارد ASTM E119 به مدت تقریباً یک تا یک و نیم ساعت سالم باقی می‌مانند. علت این مقاومت بالا چیست؟ راز این مقاومت در مولکول‌های آب به دام افتاده در هسته داخلی تابلو نهفته است. وقتی این تابلو در معرض گرمای شدید قرار می‌گیرد، این رطوبت به بخار تبدیل شده و لایه‌ای محافظ ایجاد می‌کند که انتقال گرما به ساختار اصلی ساختمان را به‌طور قابل توجهی کند می‌کند. این ویژگی باعث شده است تا این تابلوها به‌طور فزاینده‌ای محبوبیت بیشتری در میان معمارانی که به دنبال راه‌حل‌های قابل اعتماد برای محافظت در برابر آتش هستند، پیدا کنند.
بر اساس دادههای NFPA 2023، تختههای ضد حریق درجه یک، چگالی دود را به میزان ۴۰٪ نسبت به سازه‌های فولادی بدون محافظ کاهش میدهند. این کاهش از طریق دو مکانیزم اتفاق می‌افتد:
تحلیل ایمنی حریق ساختمانهای بلند در سال 2023 نشان داد که تخته‌هایی که استاندارد EN 13501 کلاس A1 را دارند، میزان کدری دود را به کمتر از ۲۰٪ محدود کردند و این امر به‌طور قابل توجهی دید را در هنگام تخلیه افراد بهبود بخشید.
در یک آتشسوزی در سال 2023 در یک برج ۳۴ طبقه اداری در دبی، تختههای ضد حریق با رتبه‌بندی ۹۰ دقیقه که در شفت آسانسورها و هسته‌های خدماتی نصب شده بودند:
این نتیجه عملی، تحقیقات حفاظت ساختاری در برابر آتشسوزی را تأیید می‌کند که نشان میدهد نصب مناسب تختههای ضد حریق میتواند زمان تخلیه ایمن را تا ۳۰۰٪ افزایش دهد.
مقاومت در برابر آتش در مواد ساختمانی از اهمیت بالایی برخوردار است، زیرا به جلوگیری از گسترش آتش، حفظ یکپارچگی ساختاری و فراهم کردن زمان بیشتر برای تخلیه ایمن در شرایط اضطراری کمک می‌کند.
معیارهای عملکرد کلیدی شامل یکپارچگی ساختاری، عایق‌بندی و انتشار دود می‌شود. این معیارها به تعیین این موضوع کمک میکنند که یک ماده مقاوم در برابر آتش چقدر در شرایط آتش عملکرد مناسبی دارد.
رده‌بندی کلاس A، مطابق با استاندارد ASTM E84، نیازمند شاخص گسترش شعله ≤۲۵ و چگالی دود ≤۴۵۰ است. رده‌بندی A1 تحت استاندارد EN 13501، موادی را نشان میدهد که غیرقابل احتراق بوده و هیچ سهمی در بار آتش ندارند.
مواد رایج شامل اکسید منیزیم (MGO)، گچ، سیمان الیافی و سیلیکات کلسیم هستند که هر کدام خواص مقاومت در برابر آتش و کاربردهای منحصربه‌فردی دارند.
گواهینامه تضمین می‌کند که تختههای ضد حریق، استانداردهای جهانی ایمنی را رعایت کرده و حفاظت قابل اعتماد در برابر آتش و انطباق با مقررات ساختمانی را فراهم میکنند که برای زیرساخت‌های حیاتی مانند بیمارستان‌ها و مراکز داده ضروری است.
EN
