Mi teszi ki a minőségi tűzlemez kiemelkedését?

Tűzálló lemezek definíciója és összetétele

A tűzálló lemezeket nehezen éghető anyagokból készítik, mint például magnézium-oxid (MgO), gipsz, ásványgyapot és kalcium-szilikát. Ezek az anyagok olyan akadályt hoznak létre, amely ellenállhat extrém magas hőmérsékletnek, akár 1000 °C felettinek is. Mi teszi őket ennyire hatékonyá? Amikor a hőmérséklet emelkedik, a gipsz vízgőzt bocsát ki a belsejéből, ami segít lehűteni a környező területeket. Ugyanakkor az MgO magas hőmérséklet hatására kemény kerámiaréteggé alakul. A modern változatok gyakran könnyű anyagokat is tartalmaznak, például vermikulitet vagy perlitet. Ezek javítják a hőszigetelést anélkül, hogy a lemezek túlságosan törékenyek lennének. A ScienceDirect 2024-ben közzétett legújabb kutatása szerint ezek a fejlesztések jelentős javulást eredményeztek az épületek tűz elleni védelmében.

Hogyan akadályozza meg a tűzálló lemez a lángok terjedését és hogyan őrzi meg integritását

A tűzálló lemezek úgy működnek, hogy lelassítják a hő terjedését bennük, és elvágják az oxigénellátást a keletkező lángoktól. Egyes modern rendszerek speciális, duzzadó hatású bevonatokat, úgynevezett intumeszcens anyagokat használnak, amelyek felduzzadnak meleg hatására, ezzel segítve a szerkezeti elemek közötti apró rések lezárásában. A tavalyi kutatások kimutatták, hogy ezek a duzzadó bevonatok körülbelül háromnegyedével csökkenthetik a lángok felületeken való terjedési sebességét a kezeletlen, hagyományos anyagokhoz képest. Az időtartam, ameddig ezek a lemezek ellenállnak a tűz hatásának, jelentősen változhat a vastagságuktól és az alkotóanyagaiktól függően. Általánosságban elmondható, hogy a legtöbb tűzállósági besorolású lemez 1 óránál hosszabb, akár 2 teljes óráig is megóvja a teherhordó szerkezeteket, így elegendő időt biztosítva az emberek biztonságos evakuálására, miközben a mentőszolgálat érkezik.

Tűzállósági besorolások ismertetése: 30 percestől 2 órás besorolásig

A tűzállósági besorolásokat szabványosított kemencében végzett tesztek alapján határozzák meg, amelyek valós tűzveszélyhelyzetet szimulálnak. Az alábbi táblázat a fő teljesítményjellemzőket ismerteti:

A két órára minősített lemezeknek minimális degradációt is fel kell mutatniuk, megőrizve ±3% tömegveszteség hosszú idejű hőterhelés után, teljes méretarányú kemencetesztben igazoltan.

Főbb vizsgálati kritériumok: Szerkezeti stabilitás, hőszigetelés és füstcsökkentés

Három alapvető mérőszám határozza meg a tűzálló lemezek hatékonyságát:

1. Szerkezeti stabilitás : Folyamatos terhelés melletti deformációhatáron alapuló értékelés (ASTM E119)
2. Hőszigetelő képesség : A hőmérséklet-emelkedés mérése az érintetlen oldalon; a gyulladási küszöb alatt kell maradnia
3. Sörtettségi sűrűség : A magas teljesítményű lemezek korlátozzák a füsttermelést 15%-nál kisebb fényelfedésre (EN 13823)

Az A1 osztályú (nem éghető) besorolást elérő anyagok 89%-kal csökkentik a lángolás kockázatát az alacsonyabb besorolású alternatívákhoz képest, így elengedhetetlenek a magas biztonsági követelményű környezetekben.

Globális tűzvédelmi besorolási szabványok és tanúsítási követelmények

Főbb tűzvédelmi besorolási szabványok összehasonlítása: EN 13501, ASTM E119, BS 476

A tűzvédelmi lemezek teljesítményét három fő nemzetközi szabvány szerint értékelik:

Az ASTM E119 szabvány azt írja elő, hogy a tűzgátló lemezeknek akár két órán át ki kell bírniuk 1700°F (927°C) feletti hőmérsékleteket anélkül, hogy elveszítenék szerkezeti integritásukat – ez ipari és kereskedelmi építészet esetén alapvető követelmény.

Euroclass rendszer magyarázata: A1-től F-ig terjedő tűzvédelmi besorolások

Európa EN 13501-1 szabványa szerint a tűzgátló lemezek besorolása A1 (nem éghető) és F (könnyen gyulladó) között történik. A legmagasabb minősítést elérő termékek az A2-s1,d0 -t kapják, ami a következőket jelenti:

• Korlátozott éghetőség (A2)
• Alacsony füstkibocsátás (s1)
• Nincsenek lobogó cseppek vagy részecskék (d0)
• ±20% tömegcsökkenés égés közben

Ez a besorolás összhangban áll az EU Építési Termékek Rendeletével (CPR) 305/2011, amely iránymutatást nyújt anyagok kiválasztásához közfeladatot ellátó létesítményekben, ahol az élelmegóvás kiemelten fontos.

A tanúsítványok és vizsgálati adatok szerepe a tűzálló lemezek minőségének igazolásában

Független tanúsítás az UL 263 vagy az NFPA 286 szabvány szerint hitelt érdemlően igazolja a tűzálló lemezek teljesítményét. A tanúsított gyártóknak szigorú követelményeknek kell megfelelniük, beleértve:

1. Évenkénti gyári ellenőrzéseket, amelyek biztosítják az állandó minőséget
2. Nyomon követhető vizsgálati jegyzőkönyveket akkreditált laboratóriumoktól
3. Megfelelést a helyi előírásoknak, például az IBC 703. szakaszának

Az ISO 3008:2023 frissítései mostantól azt is megkövetelik, hogy a tűzálló szerkezetek szigetelőképessége fennmaradjon vízpermet egyidejű alkalmazása alatt is, ami valósághűbb tűzvédelmi helyzetekre, például oltófejek aktiválódására utal.

Gyakori anyagok tűzálló lemezekben: MGO, gipsz, cement és kalciumszilikát

Tűzálló lemezes anyagok teljesítményének összehasonlítása

Négy fő anyag dominál a tűzgátló lemezek gyártásában, mindegyik különböző előnyökkel rendelkezik:

Független értékelések szerint a magnézium-oxid lapok jobban teljesítenek extrém hőmérsékleten, több mint 1000 °C-ot kibírnak mérgező kibocsátás nélkül.

Hogyan befolyásolja az összetétel, a vastagság és a kezelés a tűzvédelmet

Az anyag kémiai összetétele közvetlenül hat a hőviselkedésre. Az MGO cementes mátrixa vízmolekulákat köt meg, lehetővé téve a hosszan tartó endoterma hűlést. Ezzel szemben a gipsz már 120 °C-on elkezd kivonni a vizet, ami gyors szilárdságvesztéshez vezet. A fő fejlesztések a következők:

• Vastagság : 18 mm-es MGO 90 perces védelmet nyújt, szemben a 12 mm-es panelek 40 percével
• Adalékanyagok : Az üvegszál erősítés a kalcium-szilikátban 60%-kal javítja a repedezésállóságot
• Felszínkezelések : A szilikon tömítőanyagok 35%-kal csökkentik a cementlapok füstkibocsátását

Gipsz vs. MGO: Hosszú távú tűzvédelem és tartósság értékelése

Bár a gipsz olcsóbb (0,50–1,25 USD/sq ft az MGO 2,10–3,75 USD/sq ft-jával szemben), a hosszú távú teljesítmény az MGO javára dől el. Szimulált 10 év környezeti terhelés után:

• Az MGO megőrzi eredeti tűzállóságának 94%-át nedvességkitétel ellenére
• A gipsz szerkezeti integritásának 40%-át elveszti öt fagyasztási-olvadási ciklus után
• Égés közben az MGO 82%-kal kevesebb füstelsötétítést okoz, mint a gipsz

Ezen előnyök miatt a kereskedelmi jellegű magasépületek 73%-a jelenleg MGO-t ír elő kritikus menekülési útvonalakon, míg csupán 12% használ szabványos gipszkarton rendszereket.

Szerkezeti védelem és tűzhatárolási képességek

Tűzterjedés-megakadályozás és tűzhatárolás az épülettervezésben

A tűzálló lemezek kiválóan alkalmasak olyan aknák kialakítására, amelyek megakadályozzák a tüzek gyors terjedését. A tesztek azt mutatják, hogy ezek a lemezek mintegy 72 százalékkal csökkenthetik a lángterjedést azokhoz a szokványos falazatokhoz képest, amelyek nem rendelkeznek tűzállósági minősítéssel (az NFPA 2023-as adatai szerint). A legtöbb modern rendszer többrétegű felépítésű, általában magnézium-oxid magot kombinálnak mindkét oldalon valamilyen cement alapú burkolati anyaggal. Ezek a kombinációk általában több mint 90 perces tűzállósági tanúsítvánnyal rendelkeznek. Az építők ezeket elsősorban kritikus területeken, például lépcsőházakban, liftaknákban és elektromos berendezésekkel ellátott helyiségekben szerelik be, mivel itt a tüzek oldalirányú terjedése a legveszélyesebb. Az Európai Unió tűzvédelmi kutatásainak eredményei szerint ezek a beépítések mintegy 58 százalékkal csökkenthetik az oldalirányú tűzterjedés kockázatát ezen sebezhető pontokon.

Szerkezeti integritás fenntartása hosszan tartó tűzhatás során

A nagy teljesítményű tűzoltószt két órán át képes a 1000 °C-on tartó terhelés-tartalmakat megőrizni, elsősorban a kalcium-szilikát hidratációs jellemzői miatt. Az acéltól eltérően, amely 550 °C-on fele annyi erősségét veszíti el, ezek a lemezek egy védő szénréteget fejlesztenek ki, amely:

• A szerkezeti alkatrészek hőcsapástól védve
• A blokkok oxigénáramlást biztosítanak az alapfűthető anyagok számára
• A szoba hőmérséklete 380 ° F alá emelkedik.

A tanúsított szerelvények a 2 órás expozíció alatt a hajlást 25%-nál alacsonyabb érték alatt tartják, ami jelentősen csökkenti az összeomlás kockázatát.

Élettartam, nedvességálló és megfelel a valós alkalmazásokhoz

A tűzvédelmi tábla teljesítményének magas páratartalmú és szélsőséges környezetben

A kiváló minőségű tűzoltósztok még a kemény környezeti körülmények között is jól megmaradnak. Még a közel 98%-os páratartalom mellett is ellenállnak a görbületnek és a penész növekedésének, és a mínusz 40 Celsius foktól a 150 Celsius fokig terjedő hőmérsékleteket is meg tudják oldani, anélkül, hogy megromlanak volna. Az MGO-típus és a kalcium-szilikát-változatok különösen azért kiemelkednek, mert alig szívnak vízbe. Néhány vizsgálat szerint a vízben egy teljes napot töltöttek után a felszívódási arány 0,5% alatt van, a tavalyi Áradásokkal szembeni ellenálló képességről szóló jelentésben közzétett eredmények szerint. Ezek a tulajdonságok miatt ezek az anyagok remekül működnek olyan helyeken, mint a tengerparti építmények, a vegyi anyagokat kezelő gyárak és a hűtő raktárak, ahol a folyamatos nedvességnek való kitettség a hőmérsékletváltozásokkal együtt általában sokkal hamarabb meghibásodtatja a szok

Az építési szabályok és a tűzvédelmi előírások teljesítése világszerte

A globális megfelelés megköveteli mind a tűzbiztonsági, mind a környezetvédelmi előírások betartását. Példák:

• EN 13501-tanúsított táblák, amelyek ≥60 percig tartják meg a sértetlenségüket 950°C-on
• Az ASTM E119 szabványnak megfelelő termékek, amelyek a füstsűrűség < 450 OD/m-t korlátozzák
• AS 1530.4 előírása, amely <15% hőkibocsátást igényel 10 perces expozíció alatt

A 12 000 projekt 2023-as elemzése a tűzvédelmi szabályzat 78%-át nem tanúsított tűzvédelmi testületekkel köti össze, ami hangsúlyozza a harmadik fél általi ellenőrzés szükségességét. A Nemzetközi Építési Kódex jelenleg kettős tanúsítást tűz- és nedvességálló rendel az árvízveszélyes területeken történő építéshez.

Az építőipari ellátási láncok minőségbiztosítása és tanúsítása

A legnagyobb gyártók a átláthatóság biztosítása érdekében blokklánc-alapú nyomon követést használnak, a G20 országok 64%-a digitális anyagútleveleket igényel a főbb fejlesztésekhez. A tűzvizsgálaton túlmenően a minőségbiztosításnak most már a következők értékelése is része:

1. UV-stabilitás 25 évnél hosszabb
2. A ragasztóanyagokkal és tömítőanyagokkal való kompatibilitás
3. A felépítési teljesítmény időjárási szimulációk után

A Global Construction Compliance Initiative szerint a tanúsított tűzvédelmi táblák egy évtized alatt 40%-kal kevesebb működési hibát tapasztalnak, ami megerősíti a szigorú tanúsítás értékét az egész ellátási láncban.

GYIK

Milyen anyagból készülnek a tűzálló deszkák?

A tűzálló deszkák általában magnézium-oxidból (MgO), gipszből, ásványi gyapjúból és kalcium-silikátból készülnek.

Hogyan akadályozzák a tűzálló deszkák a lángok terjedését?

Ezek a deszkák megakadályozzák a lángok terjedését, mivel lassítják a hő mozgását és leállítják a lángok kialakulásának oxigénellátását. Némelyek olyan beáramló bevonatokat használnak, amelyek felfújva megduzzadnak, hogy lezárják a réseket.

Mi az a tűzvédő értékelés?

A tűzálló értékeket, mint például a 30 perces és 2 órás osztályozásokat szabványosított teszteléssel határozzák meg, amely a tábla teljesítményét szimulált tűzfeltételek mellett mérje.

Mi az Euroclass rendszer?

Az Euroclass rendszer a tűzvédelmi teljesítményt az A1 (nem éghető) és F (könnyen gyulladó) osztályok között osztályozza, a legmagasabb minősítést elérő termékek korlátozott égési képességgel, alacsony füstfejlődéssel és lángoló cseppek nélkül rendelkeznek.

Hogyan befolyásolja az időjárás a tűzálló lemezek teljesítményét?

A magas minőségű tűzálló lemezek teljesítménye extrém környezetben is megmarad. Az MgO és a kalcium-szilikát típusú lemezek alacsony vízfelvétellel rendelkeznek, így közel 98%-os páratartalomnál és extrém hőmérsékleteken is megtartják funkciójukat.