چه چیزی تخته آتش‌نشانی باکیفیت را متمایز می‌کند؟

تعریف و ترکیب تخته‌های مقاوم در برابر آتش

تابلوهای مقاوم در برابر آتش با استفاده از موادی ساخته می‌شوند که به راحتی نمی‌سوزند، از جمله اکسید منیزیم (MgO)، گچ، پشم معدنی و سیلیکات کلسیم. این مواد سدی ایجاد می‌کنند که می‌توانند در برابر حرارت بسیار شدید مقاومت کنند، گاهی اوقات بیش از ۱۰۰۰ درجه سانتی‌گراد. علت عملکرد خوب آنها چیست؟ هنگامی که دما بالا می‌رود، گچ در واقع بخار آبی را که درون خود نگه داشته آزاد می‌کند و این امر به خنک‌کردن مناطق مجاور کمک می‌کند. در همان حال، MgO در معرض دمای بالا به لایه‌ای سخت و سرامیکی تبدیل می‌شود. بسیاری از نسخه‌های جدیدتر همچنین مواد سبک‌وزنی مانند ورمیکولیت یا پرلیت را به خود می‌گیرند. این مواد عایق‌بندی را بهبود می‌دهند بدون آنکه تخته‌ها خیلی شکننده شوند. بر اساس تحقیقات اخیر منتشر شده در ScienceDirect در سال ۲۰۲۴، این بهبودها تأثیر واقعی در نحوه مقاومت ساختمان‌ها در برابر آتش سوزی ایجاد کرده‌اند.

چگونه تخته‌های ضدآتش از گسترش شعله جلوگیری کرده و یکپارچگی خود را حفظ می‌کنند

تابلوهای مقاوم در برابر آتش با کند کردن سرعت انتقال حرارت از طریق خود و قطع کردن دسترسی اکسیژن به شعله‌های در حال شکل‌گیری، عمل می‌کنند. برخی از سیستم‌های مدرن از پوشش‌های خاصی به نام مواد متورم‌شونده (intumescent) استفاده می‌کنند که هنگام گرم شدن متورم می‌شوند و به مهر و موم کردن شکاف‌های ریز آزاردهنده بین اجزای ساختمان کمک می‌کنند. تحقیقات سال گذشته نشان داده است که این پوشش‌های متورم‌شونده می‌توانند سرعت گسترش شعله روی سطوح را در مقایسه با مواد معمولی بدون پوشش، حدود سه‌چهارم کاهش دهند. مدت زمانی که این تابلوها در برابر فشار مقاومت می‌کنند، بسته به ضخامت آنها و مواد تشکیل‌دهنده خاصشان، تفاوت قابل توجهی دارد. به‌طور کلی، اکثر تابلوهای دارای رتبه مقاومت در برابر آتش، بین کمی بیش از یک ساعت تا حداکثر دو ساعت، از سلامت عناصر سازه‌ای محافظت می‌کنند و به این ترتیب زمان کافی برای تخلیه ایمن افراد و رسیدن خدمات اضطراری فراهم می‌شود.

درک رده‌بندی‌های مقاومت در برابر آتش: طبقه‌بندی‌های ۳۰ دقیقه تا ۲ ساعته

رتبه‌های مقاومت در برابر آتش از طریق آزمون استاندارد شده در کوره تعیین می‌شوند که شرایط آتش واقعی را شبیه‌سازی می‌کند. جدول زیر معیارهای عملکرد کلیدی را مشخص می‌کند:

تابلوهای رده‌بندی‌شده برای دو ساعت باید همچنین تخریب حداقلی نشان دهند و کاهش جرم ±3٪ را پس از قرارگیری طولانی‌مدت در معرض آتش حفظ کنند، همان‌طور که در آزمون‌های کوره تمام‌مقیاس تأیید شده است.

معیارهای کلیدی آزمون: پایداری ساختاری، عایق‌بندی و کنترل دود

سه معیار اصلی عملکرد تخته‌های ضد حریق را تعریف می‌کنند:

1. ثبات ساختاری : ارزیابی از طریق محدودیت‌های انحراف تحت بار پایدار (ASTM E119)
2. ظرفیت عایق‌بندی : با افزایش دما در سمت غیردرمعرض اندازه‌گیری می‌شود؛ باید زیر حد آستانه اشتعال باقی بماند
3. چگالی دود : تخته‌های با عملکرد بالا تولید دود را به کمتر از ۱۵٪ کاهش نور (پوشانندگی نور) محدود می‌کنند (EN 13823)

مصالحی که دسته‌بندی A1 (غیرقابل اشتعال) را به دست می‌آورند، خطر طوفان آتش را نسبت به گزینه‌های با رتبه پایین‌تر ۸۹٪ کاهش می‌دهند و بنابراین در محیط‌های با ایمنی بالا ضروری هستند.

استانداردهای جهانی رتبه‌بندی آتش‌سوزی و الزامات گواهی

مقایسه استانداردهای اصلی رتبه‌بندی آتش: EN 13501، ASTM E119، BS 476

عملکرد تخته‌های ضد آتش بر اساس سه استاندارد بین‌المللی اصلی ارزیابی می‌شود:

استاندارد ASTM E119 الزام می‌کند که تخته‌های ضدآتش قادر باشند در برابر دماهای بالای 1,700°F (927°C) به مدت تا دو ساعت مقاومت کنند و در عین حال یکپارچگی ساختاری خود را حفظ نمایند—معیاری کلیدی برای ساخت‌وساز صنعتی و تجاری.

سیستم اروکلاس: توضیح رده‌های عملکرد آتش از A1 تا F

در سیستم اروپایی EN 13501-1، تخته‌های ضدآتش از A1 (غیرقابل اشتعال) تا F (بسیار قابل اشتعال) طبقه‌بندی می‌شوند. محصولات درجه یک به A2-s1,d0 می‌رسند، که نشان‌دهندهٔ این است:

• اشتعال‌پذیری محدود (A2)
• انتشار دود کم (s1)
• عدم تولید قطرات یا ذرات مشتعل (d0)
• ±20% از دست دادن جرم در حین احتراق

این طبقه‌بندی مطابق با مقررات محصولات ساختمانی اتحادیه اروپا (CPR) 305/2011 است و در انتخاب مواد برای زیرساخت‌های عمومی که ایمنی جان افراد از اهمیت بالایی برخوردار است، راهنمایی می‌کند.

نقش گواهی‌نامه‌ها و داده‌های آزمون در تأیید کیفیت تخته‌های ضد حریق

گواهی‌نامه مستقل از طریق UL 263 یا NFPA 286 اعتبار قابل توجهی برای عملکرد تخته‌های ضد حریق فراهم می‌کند. تولیدکنندگان دارای گواهی باید الزامات سخت‌گیرانه‌ای را رعایت کنند، از جمله:

1. حسابرسی سالانه کارخانه برای تضمین کیفیت یکنواخت
2. گزارش‌های آزمون قابل پیگیری از آزمایشگاه‌های معتبر
3. رعایت مقررات محلی مانند بخش 703 IBC

به‌روزرسانی‌های ISO 3008:2023 اکنون الزام می‌کند که مجموعه‌های مقاوم در برابر آتش، خواص عایقی خود را حتی در شرایط بارش همزمان آب نیز حفظ کنند که این امر بازتاب‌دهنده سناریوهای واقعی‌تر آتش‌سوزی شامل فعال‌سازی سیستم‌های افشاننده است.

مواد رایج در تخته‌های ضد حریق: اکسید منیزیم (MGO)، گچ، سیمان و سیلیکات کلسیم

مقایسه عملکرد مواد تخته‌های مقاوم در برابر آتش

چهار ماده اصلی در تولید تخته‌های ضد حریق غالب هستند که هر کدام مزایای متمایزی ارائه می‌دهند:

ارزیابی‌های شخص ثالث نشان می‌دهد که تخته‌های اکسید منیزیم در برابر حرارت شدید عملکرد بهتری دارند و می‌توانند بیش از ۱۰۰۰ درجه سانتی‌گراد را بدون انتشار مواد سمی تحمل کنند.

چگونه ترکیب، ضخامت و پردازش بر حفاظت در برابر آتش تأثیر می‌گذارند

ترکیب شیمیایی ماده به طور مستقیم بر رفتار حرارتی تأثیر می‌گذارد. ماتریس سیمانی MGO مولکول‌های آب را متصل می‌کند و امکان خنک‌سازی اندوترمیک مداوم را فراهم می‌آورد. در مقابل، گچ از دمای تنها ۱۲۰ درجه سانتی‌گراد شروع به از دست دادن آب می‌کند و این امر منجر به کاهش سریع استحکام می‌شود. بهبودهای کلیدی شامل:

• ضخامت : تخته ۱۸ میلی‌متری MGO مقاومت ۹۰ دقیقه‌ای دارد، در حالی که تخته‌های ۱۲ میلی‌متری فقط ۴۰ دقیقه مقاومت می‌کنند
• مواد افزودنی : تقویت الیاف شیشه در سیلیکات کلسیم، مقاومت در برابر ترک خوردگی را به میزان ۶۰٪ افزایش می‌دهد
• درمان‌های سطحی : آب‌بندی‌های سیلیکونی، خروج دود تخته سیمان را تا ۳۵٪ کاهش می‌دهند

گچ بر مقابل MGO: ارزیابی ایمنی در برابر آتش و دوام در طولانی‌مدت

اگرچه گچ از نظر هزینه مقرون‌به‌صرفه‌تر است (۰٫۵۰ تا ۱٫۲۵ دلار به ازای هر فوت مربع در مقابل ۲٫۱۰ تا ۳٫۷۵ دلار برای MGO)، عملکرد بلندمدت MGO را ترجیح می‌دهد. پس از شبیه‌سازی چرخه محیطی ده ساله:

• MGO با وجود قرار گرفتن در معرض رطوبت، ۹۴٪ از مقاومت اولیه خود در برابر آتش را حفظ می‌کند
• گچ پس از پنج چرخه یخبندان و ذوب، ۴۰٪ از یکپارچگی ساختاری خود را از دست می‌دهد
• MGO در حین احتراق، ۸۲٪ دود کم‌تری نسبت به گچ تولید می‌کند

به دلیل این مزایا، ۷۳٪ از ساختمان‌های تجاری بلند هم‌اکنون از MGO در مسیرهای ضروری تخلیه استفاده می‌کنند، در حالی که تنها ۱۲٪ از سیستم‌های گچی معمولی استفاده می‌کنند.

حفاظت ساختاری و قابلیت‌های حبس آتش

تقسیم‌بندی و حبس آتش در طراحی ساختمان

تابلوهای مقاوم در برابر آتش‌سوزی برای ایجاد فضاهای مجزا که از گسترش سریع آتش جلوگیری می‌کنند، عملکرد بسیار خوبی دارند. آزمایش‌ها نشان می‌دهند که این تابلوها می‌توانند گسترش شعله را حدود ۷۲ درصد در مقایسه با دیوارهای معمولی بدون رتبه‌بندی آتش‌نشانی کاهش دهند (بر اساس داده‌های NFPA از سال ۲۰۲۳). اکثر سیستم‌های مدرن دارای چندین لایه هستند که معمولاً شامل هسته اکسید منیزیم و نوعی ماده سیمانی روکش دو طرفه می‌شوند. این ترکیبات معمولاً گواهی مقاومت در برابر آتش را برای بیش از ۹۰ دقیقه دریافت می‌کنند. سازندگان تمایل دارند آن‌ها را در مناطق حیاتی مانند پله‌ها، شفت آسانسور و اتاق‌های الکتریکی نصب کنند، زیرا این نقاط جایی هستند که آتش به‌صورت جانبی بیشترین گسترش خطرناک را دارد. تحقیقات حاصل از مطالعات اتحادیه اروپا در زمینه ایمنی آتش نشان می‌دهد که نصب این تجهیزات می‌تواند خطر گسترش جانبی آتش را در این نقاط آسیب‌پذیر تقریباً ۵۸ درصد کاهش دهد.

حفظ یکپارچگی ساختاری در طول قرار گرفتن طولانی‌مدت در معرض آتش

تابلوهای ضد حریق با عملکرد بالا، به دلیل ویژگی‌های آب‌گیری سیلیکات کلسیم، بیش از دو ساعت عملکرد باربری خود را در دمای ۱۰۰۰°C (۱۸۳۲°F) حفظ می‌کنند. برخلاف فولاد که در دمای ۵۵۰°C (۱۰۲۲°F) نیمی از استحکام خود را از دست می‌دهد، این تابلوها لایه‌ای محافظ از ذغال ایجاد می‌کنند که:

• اجزای سازه‌ای را از ضربه حرارتی محافظت می‌کند
• جریان اکسیژن به مواد قابل اشتعال زیرین را مسدود می‌کند
• افزایش دمای حفره را به کمتر از ۳۸۰°F محدود می‌کند

مجموعه‌های مورد تأیید، انحراف را در طول دو ساعت قرار گرفتن در معرض آتش، پایین‌تر از حد آستانه ۲۵٪ نگه می‌دارند و به طور قابل توجهی خطر فروپاشی را کاهش می‌دهند.

دوام، مقاومت در برابر رطوبت و انطباق در کاربردهای واقعی

عملکرد تابلوی ضد حریق در محیط‌های با رطوبت بالا و شرایط شدید

تابلوهای ضد حریق که از کیفیت بالایی برخوردار هستند، حتی در شرایط سخت محیطی نیز عملکرد خوبی دارند. این تابلوها در برابر تاب برداشتن و رشد قارچ مقاوم بوده و حتی در سطوح رطوبت نزدیک به ۹۸٪ و دماهای بسیار پایین تا ۴۰- درجه سانتی‌گراد و بالا تا ۱۵۰ درجه سانتی‌گراد بدون از بین رفتن، تحمل می‌کنند. نوع MGO همراه با نسخه‌های سیلیکات کلسیم به ویژه به این دلیل برجسته هستند که جذب آب بسیار ناچیزی دارند. برخی آزمایش‌ها نشان می‌دهند که نرخ جذب آب کمتر از ۰٫۵٪ پس از یک روز کامل در آب، بر اساس یافته‌های منتشر شده در گزارش انعطاف‌پذیری در برابر سیل در سال گذشته است. به دلیل این ویژگی‌ها، این مواد در مکان‌هایی مانند سازه‌های ساحلی، کارخانه‌هایی که با مواد شیمیایی سروکار دارند و انبارهای تبرید که در آن‌ها قرار گرفتن مداوم در معرض رطوبت همراه با تغییرات دما معمولاً باعث فساد زودهنگام مواد معمولی می‌شود، عملکرد بسیار خوبی دارند.

رعایت مقررات ساختمانی و مقررات ایمنی حریق در سطح جهانی

رعایت استانداردهای جهانی مستلزم پیروی همزمان از موازین ایمنی در برابر آتش‌سوزی و استانداردهای زیست‌محیطی است. از جمله:

• تابلوهای دارای گواهی EN 13501 که حداقل به مدت 60 دقیقه در دمای 950°C سلامت ساختاری خود را حفظ می‌کنند
• محصولات سازگار با ASTM E119 که تراکم دود را کمتر از 450 OD/m محدود می‌کنند
• AS 1530.4 که نیازمند نرخ آزاد شدن حرارت کمتر از 15٪ در عرض 10 دقیقه پس از قرار گرفتن در معرض حرارت است

تحلیل سال 2023 از 12,000 پروژه نشان داد که 78 درصد از تخلفات مرتبط با آتش‌سوزی به دلیل استفاده از تابلوهای ضد حریق بدون گواهی بوده است و ضرورت تأییدیه شخص ثالث را برجسته می‌کند. کد بین‌المللی ساختمان اکنون برای ساخت‌وساز در مناطق مستعد سیل، گواهی دوگانه — مقاومت در برابر آتش و رطوبت — را الزامی کرده است.

تضمین کیفیت و گواهی‌نامه در زنجیره‌های تأمین ساخت‌وساز

تولیدکنندگان برتر از ردیابی مبتنی بر بلاکچین برای تضمین شفافیت استفاده می‌کنند، به‌طوری‌که 64 درصد از کشورهای G20 برای پروژه‌های بزرگ عمرانی، گذرنامه دیجیتال مواد را الزامی کرده‌اند. فراتر از آزمون‌های ضد حریق، تضمین کیفیت اکنون شامل ارزیابی‌هایی در مورد:

1. پایداری در برابر تابش ماوراء بنفش طی 25 سال
2. سازگاری با چسب‌ها و آب‌بندها
3. عملکرد ساختاری پس از شبیه‌سازی عوامل جوی

بر اساس ابتکار جهانی انطباق ساختمانی، تخته‌های ضد حریق دارای گواهی در طول یک دهه ۴۰ درصد خرابی عملکردی کمتری تجربه می‌کنند که ارزش گواهی‌سازی دقیق در سراسر زنجیره تأمین را تأیید می‌کند.

‫سوالات متداول‬

تخته‌های مقاوم در برابر آتش از چه موادی ساخته می‌شوند؟

تخته‌های مقاوم در برابر آتش معمولاً از اکسید منیزیم (MgO)، گچ، پشم معدنی و سیلیکات کلسیم و سایر مواد ساخته می‌شوند.

تخته‌های مقاوم در برابر آتش چگونه از گسترش شعله جلوگیری می‌کنند؟

این تخته‌ها با کند کردن انتقال حرارت و قطع کردن تأمین اکسیژن به شعله‌های در حال توسعه، از گسترش شعله جلوگیری می‌کنند. برخی از آن‌ها از پوشش‌های متورم‌شونده استفاده می‌کنند که در هنگام گرم شدن متورم شده و شکاف‌ها را مهر و موم می‌کنند.

چگونه رتبه بندی مقاومت به آتش تعیین می شود؟

رده‌های مقاومت در برابر آتش، مانند طبقه‌بندی‌های ۳۰ دقیقه تا ۲ ساعت، از طریق آزمون‌های استاندارد تعیین می‌شوند که عملکرد تخته را در شرایط آتش شبیه‌سازی‌شده اندازه‌گیری می‌کنند.

سیستم یوروکلاس چیست؟

سیستم اوروکلاس، عملکرد آتش‌نشانی را از A1 (غیرقابل اشتعال) تا F (بسیار قابل اشتعال) طبقه‌بندی می‌کند، که در آن محصولات درجه یک دارای اشتعال‌پذیری محدود، انتشار دود کم و بدون قطرات شعله‌ور هستند.

آب و هوای سخت چگونه بر عملکرد تخته‌های مقاوم در برابر آتش تأثیر می‌گذارد؟

تخته‌های باکیفیت آتش‌نشانی در محیط‌های شدید نیز عملکرد خود را حفظ می‌کنند. انواع اکسید منیزیم (MgO) و سیلیکات کلسیم جذب آب پایینی دارند و در رطوبت تقریباً ۹۸٪ و دماهای بسیار بالا نیز کارایی خود را نگه می‌دارند.