Amikor tűzállóságról beszélünk az építőanyagokban, valójában azt jelenti, mennyire hatékonyan akadályozzák meg a tüzek terjedését, megakadályozzák a hő átterjedését, és megtartják szerkezeti integritásukat akkor is, ha nyílt láng éri őket. A legjobb tűzálló lemezek ezt úgy érik el, hogy nem égő magot használnak, valamint speciális kémiai anyagokat alkalmaznak a felületükön, amelyek gyakorlatilag oxigénhiányt okoznak a tűz számára. Egy 2024-ben közzétett tanulmány különböző anyagokat vizsgált, és érdekes eredményre jutott: az A osztályba sorolt lemezek (azok, amelyeknél a lángterjedés mértéke 25 alatt van) majdnem 90 percen keresztül képesek voltak megállítani a tűz továbbterjedését. Ilyen teljesítmény jelentheti a különbséget vészhelyzetekben, amikor az embereknek időre van szükségük a biztonságos elmeneküléshez.
Három kulcsfontosságú mutató határozza meg a tűzálló lemez hatékonyságát:
Bármelyik területen bekövetkező meghibásodás veszélyeztetheti az evakuálási időkereteket, és növelheti a tűzeset utáni javítási költségeket.
A tűzállósági besorolások a tartózkodási időt jelzik szabványos körülmények között:
A laboratóriumi adatok szerint a 120 perces tűzállóságú lemezek akár 1038 °C-ig is ellenállnak, miközben megtartják tűz előtti nyomószilárdságuk 85%-át – ez 42%-os javulás az előző modellekhez képest.
A tűzálló lemezeknek ma már egyensúlyt kell teremteniük a teljesítményük, áruk és élettartamuk között. A magnézium-oxid vagy MGO lemezek kiemelkednek, mivel nehezen gyulladnak meg, és viszonylag ellenállók mechanikai sérülésekkel szemben. Emellett elég könnyűek ahhoz, hogy magas épületekben is jól használhatók legyenek, ahol a tömeg fontos szempont. A gipszkarton olcsóbb, és egyszerűen szerelhető, ami miatt sok projekt során népszerű választás. Ugyanakkor hajlamosak elbomlani, ha hosszabb ideig nedves környezetnek vannak kitéve. A szálerősítésű cementlemez viszonylag jól ellenáll a nedvességnek, de hőszigetelés szempontjából nem hatékony. A kalcium-szilikát termékeknek is megvannak az előnyeik, különösen akkor, amikor olyan szerkezeti elemek hőmérsékletét kell stabilan tartani, amelyek nem állnak közvetlen kapcsolatban lánggal vagy extrém hőforrásokkal.
Az anyagok hőkezelése döntő fontosságú a tűz terjedésének megakadályozásában. A kalcium-szilikát kiemelkedik, mivel hővezetési képessége mindössze 0,056 W/m·K, ami azt jelenti, hogy a szerkezeti acél sokkal hosszabb ideig megtartja stabilitását lángok esetén. Az MGO nincs messze mögötte 0,09 W/m·K-es értékkel, ám a szálas cement 0,25 W/m·K-os értékkel rendelkezik, és inkább a nyomásállóságra helyezi a hangsúlyt, nem a hőtartóképességre. Miért is választják gyakran a kalcium-szilikátot olyan alkalmazásokhoz, mint az HVAC tűzgátló elemek vagy az elektromos aknák burkolata? Nos, senki sem akarja, hogy az épület összeomoljon, ha füst van a levegőben, igaz? Az anyag egyszerűen jobban teljesít extrém hőmérsékletek hatására, mint a mai piacon elérhető más alternatívák.
Mi az, ami bizonyos tűzálló lemezeket időtállóvá tesz? Környezeti ellenállóképesség itt nagy szerepet játszik. Az MGO lemez és a kalcium-szilikát például jól ellenáll a hámlásnak és penészedésnek, még akkor is, ha tengerpart közelében vagy folyamatosan nedves környezetben vannak telepítve. Vegyük például a gipszkartont – a legtöbb kivitelező tudja, hogy hosszabb ideig tartó páratartalom hatására jelentősen gyengül. Egyes vizsgálatok szerint akár kb. 30%-át is elveszítheti tűzvédelmi tulajdonságainak, ha állandóan 90% feletti páratartalomnak van kitéve. Más lehetőségeket tekintve a szálerősítésű cement bizonyítottan ellenálló ipari környezetekben, ahol vegyi anyagok gyakoriak. Ennek az anyagnak az ásványi összetevői nem torzulnak könnyen, ami különösen fontos olyan épületek esetében, amelyek nap mint nap erős vegyi expozíciónak vannak kitéve.
A hiteles tűzgátló lemezeknek meg kell felelniük a nemzetközi szabványoknak, amelyek biztosítják az épületben tartózkodók és a szerkezet biztonságát. A főbb referenciaértékek a következők:
| Szabvány | Régió | Fő hangsúly |
|---|---|---|
| ASTM E119 | Észak-Amerika | Épületszerkezetek tűzállósága (tartóképesség tűz hatására) |
| EN 13501 | Európa | Tűzvédelmi besorolás (A1–F osztályok) és füst/toxicitási szintek |
| BS 476 | Egyesült Királyság | Tűzterjedés és felületi lángterjedés jellemzői |
Ezeket a szabványokat évtizedek tűzvédelmi kutatásai alapján dolgozták ki, és azt vizsgálják, hogyan viselkednek az anyagok extrém hőhatásra. Például az ASTM E119 előírja, hogy a szerkezeti elemeknek képeseknek kell lenniük ellenállni 1800°F feletti hőmérsékletnek (982°C) a minősített időtartam alatt strukturális összeomlás nélkül.
Két alapvető ASTM-vizsgálat értékeli a tűzvédelmi szempontból kritikus anyagokat:
2023-as tesztelés során a magnézium-oxid lemezek egyetlen esetben sem gyulladtak meg 200 próbálkozás alatt az ASTM E136 szabvány szerint, kiváló nem éghetőséget bizonyítva.
A kereskedelmi projektek általában kétszeres minősítést igényelnek a globális megfeleléshez:
| Igazolás | A vizsgálati szabvány | Kritériumok |
|---|---|---|
| A osztály | ASTM E84 | Lángterjedés ≤25; füst sűrűsége ≤450 |
| A1 | EN 13501 | Nem éghető; nulla hozzájárulás a tűzterheléshez |
A mindkét szabványnak megfelelő tűzálló lemezek ideálisak több országban működő létesítményekhez, mint például kórházakhoz és adatközpontokhoz. A beépítőknek ellenőrizniük kell a független tanúsító szervezetek, mint például az Underwriters Laboratories (UL) vagy az Intertek címkéit, hogy eleget tegyenek a helyi előírásoknak.
A magnézium-oxidot vagy kalcium-szilikátot tartalmazó tűzálló lemezek képesek akár 1000 fok feletti extrém hőt is elviselni anélkül, hogy elveszítenék teherbíró képességüket. A hagyományos gipszkarton általában már körülbelül húsz perc után összeomlik tűz hatására, míg ezek a speciális tűzálló lemezek jóval ellenállóbbak, és szabványos ASTM E119 vizsgálatok során nagyjából egy órától másfél óráig is megtartják integritásukat. Mi teszi őket ilyen erőssé? A titok a lemez magjában lévő beépített vízmolekulákban rejlik. Amikor intenzív hőhatás éri a lemezt, ez a nedvesség gőzzé alakul, és védőréteget hoz létre, amely jelentősen lassítja a hő átterjedését a épület szerkezeti elemeire. Ez a tulajdonság tette ezeket a lemezeket egyre népszerűbbé olyan építészek körében, akik megbízható tűzvédelmi megoldásokat keresnek.
A NFPA 2023-as adatai szerint a legfelső kategóriás tűzálló lemezek 40%-kal csökkentik a füstmennyiséget az oltóanyaggal nem védett acélszerkezetekhez képest. Ez a csökkenés két mechanizmuson keresztül valósul meg:
A 2023-as magasépítésű épületek tűzbiztonsági elemzése kimutatta, hogy az EN 13501 A1 osztályú szabványnak megfelelő lemezek a füst átlátszatlanságát 20% alá csökkentették, jelentősen javítva a láthatóságot a menekülés során.
Egy 2023-ban Dubaiban, egy 34 emeletes irodaházban történt tűzeset során a liftaknákban és technikai magokban beépített 90 perces tűzállóságú tűzálló lemezek:
Ez a gyakorlati eredmény támogatja a szerkezeti tűzvédelmi kutatásokat, amelyek szerint a megfelelő tűzálló lemez szerelése akár 300%-kal is megnövelheti a biztonságos evakuálási időt.
A tűzállóság az építőanyagokban alapvető fontosságú, mivel segít megakadályozni a tűz terjedését, fenntartani a szerkezeti integritást, és több időt biztosít a biztonságos evakuálásra vészhelyzetek esetén.
A fő teljesítménykövetelmények a szerkezeti integritás, hőszigetelés és füstkibocsátás. Ezek a kritériumok határozzák meg, hogy egy tűzálló anyag mennyire képes ellenállni tűzhatás mellett.
Az ASTM E84 szabvány szerint az A osztályú minősítésű anyagoknak ≤25-ös lángterjedési indexsel és ≤450-es füstfejlődéssel kell rendelkezniük. Az EN 13501 szerinti A1 minősítés tűzálló, nem éghető anyagokat jelöl, amelyek nulla hozzájárulást mutatnak a tűzterheléshez.
Gyakori anyagok például a magnézium-oxid (MGO), a gipsz, a szálerősítésű cement és a kalcium-szilikát, melyek mindegyike különleges tűzállósági tulajdonságokkal és felhasználási területekkel rendelkezik.
A tanúsítás biztosítja, hogy a tűzálló lemezek megfeleljenek a globális biztonsági előírásoknak, megbízható tűzvédelmet nyújtva és eleget téve az építési szabályoknak, ami kritikus infrastruktúrák, mint például kórházak és adatközpontok esetében elengedhetetlen.
EN
