לוחות אש, הידועים גם כلوحות עמידים באש, מהווים סוג מיוחד של חומר בנייה שנועד בעיקר להאט את קצב התפשטות הלהט, לצמצם העברת חום דרך המבנים ולשמור על יציבותם של מבנים למשך זמן ארוך יותר במהלך שריפה. הלוחות בונים מחומרים שאינם נוטים להבער בקלות, כגון גבס, מغنيזיום חמצני (MgO) או אפילו צמנט רגיל. הם מותקנים בכל רחבי הבניין כطبقות מגן בתוך הקירות, לאורך התקרות ותחתיתם של הריצפים. כשנוצרת שריפה אמיתית, הכימיה של לוחות אלו מתחילה לפעול נגד הלהט. החומרים משחררים אדי מים ויוצרים שכבות פחמן מגנות המסוגלות לעכב את התפשטות השריפה למשך בין שעה לשעתיים, בהתאם במידה רבה לעובי ולצפיפות של הלוח. הזמן הנוסף הזה הוא ההבדל שבין חיים למוות מבחינת האפשרות לצאת בבטחה, וכן מונע מחלקים חשובים של הבניין להתפרק תחת חשיפה לחום קיצוני.
למבנים contemporריים נדרשים חומרים שיכולים להכיל שריפות לפני שהן מתפשטות לכל המבנה. לוחות עמידים באש יוצרים מחסומים קריטיים בין חללים, ובאופן בסיסי חוסמים את אספקת החמצן תוך שמירה על חום שלא יכול לנוע בחופשיות רבה. חשבו על אזורי עיר צפופים שבהם להבות יכולות לקפוץ מבניין אחד לאחר תוך דקות אם לא ייעצרו. מחקרים מראים שלוחות מיוחדים אלו מקטינים את הסיכון להתפשטות האש לחלקים שונים של מבנה בכ-שני שלישים בהשוואה לאפשרויות גבס רגילות. וגם יש עוד יתרון – כשנוצר שריפה, חומרים אלו עוזרים לשמור על המבנה עומד לאורך זמן רב יותר. זה אומר פחות כסף לביצוע תיקונים בהמשך וקבלת הפעילות מחדש באופן מהיר בהרבה ממה שהיה אפשרי אחרת.
על ידי שילוב חומרים עמידים באש, מתאמים אדריכלים את העבודות לתקנות בטיחות תוך התמודדות עם דרישות בנייה פרקטיות, בהתאם לציפיות חברתיות ורגולטוריות משתנות.
לוחות עמידים באש פועלים נגד שרפות בעיקר בשל שלושה דברים המתרחשים בו-זמנית: שיחרור מים, היווצרות שכבה מגינה של פחם ואיברים מסוימים מתרחבים. כאשר הטמפרטורות עולות על כ-300 מעלות צלזיוס, המinerלים המכילים מים בחומרים כמו גבס מתחילים לשחרר אדים. תהליך זה מצריך ספיגת אנרגיית חום ומאט את קצב העליה בטמפרטורה. במקביל, מינרלים מיוחדים הופכים למשהו הנקרא 'פחם' שממשמש כבידוד. שכבת הפחם הזו מונעת מהloxigen לעבור דרכה, וכן עוזרת להחזיר חלק מהחום. קיימים גם מוצרים שבהם התווספו חומרים ידועים בשם חומרי ניפוח, שיכולים לגדול עד פי שלושים בגודלם, ויוצרים חומה עבה בין השרפה לבין החומר שמוגן. כל האפקטים השונים הללו, הפועלים יחדיו, מקטינים את מעבר החום דרך החומר ב-40 עד 60 אחוז, בהשוואה לחומרי בנייה רגילים שאנו רואים בדרך כלל כיום.
היעילות של לוחות כיבוי נגזרת מהפעולה המשולבת של תגובות אנדותרמיות וחסימת פיזיקלית. תרכובות מימיות סופגות חום באמצעות התפנתנות, בעוד תוספים מצפים יוצרים שטיפון מגן או שכבות דמויות קרמיקה בטמפרטורות הפעלה מסוימות, ובכך משפרים את עמידות האש.
לוחות אש שעשויים עם מחזורי בעירה לא דליקים וסיבי הג reinforced מיוחדים יכולים לעמוד במבנה שלהם גם כשנחשפים לחום לתקופות ארוכות. סיליקט הסידן בשימוש הוא חומר טהור למדי שלא משנה את צורתו הרבה בגלל אופן ההסדר מחדש של הגבישים שלו. בינתיים, לוחות מבוססי צמנט נשארים שלמים טוב יותר במהלך שריפות מאחר שיש להם מבנה מינרלי מאוד צפוף שמונע מקטעים להתנתק. חומרים אלו מוליכים חום בקצב נמוך מ-0.5 וואט למטר קלווין, מה שאומר שהמשטחים מאחוריהם נשארים קרים מספיק כדי להימנע מדליקות. זה מה שמייצר את ההבדל ביישומי הגנת האש שבהם שמרור על שלמות המבנית חשוב ביותר.
| חומר | מנגנון עיקרי של עמידות באש | התנגדות לטמפרטורה מרבית | שמירה על המבנה בטמפרטורה של 900°C |
|---|---|---|---|
| אוקסיד מגנזיום (MgO) | יצירת קרמיקה צפופה תחת חום | 1200 מעלות צלזיוס | 85% |
| גיפס | תגובה דיאhydration אנדותרמית | 300°C | 40% |
| לוחות סימן | מסה תרמית גבוהה וחדירות נמוכה | 1000°C | 75% |
| סיליקט קalcium | מעבר פאזת קריסטל | 1100°C | 90% |
לוחות מבוססי צמנט מתפקדים היטב בסביבות לחות בזכות יציבות מינרלוגית, בעוד ש-MGO מציע עמידות טובה יותר בפני זעזוע תרמי. גבס נשאר פתרון בעל עלות-יעילה להשגת דירוגי אש למשך 30–90 דקות ביישומים פנימיים יבשים.
תעשיית הבניין מסתמכת כיום בעיקר על חמש חומרים מרכזיים: לוחות חומרה מגנזיום (MGO), מוצרים גבס, צמנט מסורתי, פנלים של סיליקט סידן וקומפוזיטי סיבי צמנט. לוחות חומרה מגנזיום מערבבים חומרה מגנזיום עם סיבים מחזקים שונים. הם עמידים מאוד בפני לחות ועופרת, מה שהופך אותם לאפשרויות מצוינות למקומות שבהם יש בעיה של רטיבות. לוחות הגבס פועלים אחרת מכיוון שהם מכילים מולקולות מים שבעצם הופכות לאדים כאשר הם נחשפים לחום. תכונה זו עוזרת להגן על בתים במהלך שריפות, אם כי הם משמשים בעיקר בבנייה מגורים רגילה. לוחות הצמנט עמידים יותר בפני פגיעות בהשוואה לרוב החלופות, ולכן הם מופיעים לעיתים קרובות באזורים שבהם יש הרבה התנגשויות. סיליקט הסידן יכול לעמוד בטמפרטורות של מעל 1,000 מעלות צלזיוס, משהו שעונה לתקנים האחרונים של NFPA 2023 הנדרשים לרבות יישומים תעשייתיים. סיבי צמנט משלבים סיבים דמויי עץ עם צמנט פורטלנד כדי ליצור לוחות שמתמודדים גם עם להבות וגם עם נזקי מזג אוויר בו זמנית. contratים מוצאים את זה שימושי במיוחד באיזורים שבהם שרפות יער שכיחות.
לוחות חומרת חומצת מגנזיום (MGO) מופיעים בכל מקום כמו בארות מעלים וחדרי אמבטיה, כי הם פשוט לא רגישים לנזק ממים או בעיות של ירידה. עבור קירות פנימיים בדירות ומרחבי משרד, לוחות גבס נשארים לבחירות פופולריות שכן הם מציגים שילוב טוב בין אילוצי תקציב לבין דרישות בטיחות מאש, ומציעים בדרך כלל הגנה על מאש במשך 1 עד 2 שעות. כשמדובר בבניית חניונים ובפאות החיצוניות של מבנים, לוחות צמנט מהווים את ליבת מערכות רבות עם דירוג עמידה באש, ונחשבים עמידים הן בפני להבות והן בפני פגיעה פיזיקלית. בחדרי מכונות ואזורים עם תנורים, מעדיפים לרוב מוצרים מסיליקט סיד, שממשיכים להתקיים גם כאשר הטמפרטורות מגיעות לערכים מסוכנים. ועכשיו נדבר על חומרי סיבי צמנט באזורים הפגועים מדליקות יער. חומרים אלו הראו פוטנציאל אמיתי, והפחיתו את הסיכון לדלקת בכ-72 אחוז בהשוואה לחיפויים רגילים, לפי מבחני UL אחרונים משנת 2023.
בבחירת חומרי בניין, חשוב מאוד איך הם מתמודדים עם סביבות שונות ומה סוג המתח שהם צריכים לעמוד בו. באזורים חופיים או מקומות עם הרבה רטיבות נדרשים MGO או סימנט פיברגלאס מכיוון שחומרים רגילים נוטים להתפרק עם הזמן. trabajos כבדים שבהם משקל הוא עניין? לוחות סימנט או סיליקט סידן יכולים לסבול לחץ של כ-3,000 PSI מבלי להתעקל. לוחות גבס מתאימים היטב כשנוגע למראה מכיוון שהם מקבלים צבע טוב ומחזיקים גימורים, ובנוסף הם עומדים בדרישות הבטיחות נגד אש של שעה אחת שרוב המקומות דורשים. הקודים משתנים מאזור לאזור ולכן הגיוני לבדוק את התקנות המקומיות. מבנים מסחריים לרוב זקוקים ללוחות לפי תקן ASTM E84 Class A לדברים כמו תעלות אויר בתוך הקירות, אך מרפסות דירות עשויות להסתדר עם חומרים מסוג Class C בהתאם למה שהבודק אומר. אישורים כמו UL 723 אינם רק מילוי טפסים. הם מראים שמה שמצליח בבדיקות מעבדה באמת עומד במבחן השימוש הרגיל בפרויקטים בינוי אמיתיים.
דרגות עמידות באש מציינות בעיקר את משך הזמן שבו חומרים מסוימים, כגון לוחות עמידים לאש, יכולים לעמוד בפני להבות מבלי לאבד את שלמותם המבנית. דרגות אלו מוצגות בדרך כלל במרווחי זמן, למשל 90 דקות לדרגת F90. המספרים נגזרים ממבחנים מעבדתיים בהתאם לתקנים כמו ASTM E119 ו-UL 263. במהלך מבחנים אלו חוקרים מגוון פרמטרים, כגון האם קירות ממשיכים לתמוך במשקל לאחר חשיפה, כמה חום עובר דרכם, והאם הלהבות חדרו מעבר לרף המותר. כשמשתמשים בחומרים בעלי דירוג נכון בבנייה, יש לכך השפעה משמעותית בזמן שריפה. החומרים עוזרים להאט את התפשטות השריפה, מפחיתים את כמות החום העובר דרך המבנים, ובעיקר מספקים לאנשים יותר זמן כדי לצאת בשלום. מסיבה זו, תקני בניין דורשים דרגות עמידות באש מסוימות לחלקים שונים של מבנים בתחומים תעשייתיים שונים.
המבחן ASTM E84 מעריך את התפשטות הלהט על פני השטח ומיין חומרים לשלוש קטגוריות:
UL 723 עוקב אחר אותו מערכת מיון. בעוד שדרושים חומרים מסוג Class A באזורי סיכון גבוה, שילוב דירוגי התפשטות להט עם עמידות אש לפי שעות מבטיח ביטחון מקיף.
מעבדות עצמאיות כגון Intertek ו-Underwriters Laboratories (UL) מאששות עמידה באמצעות בדיקות קפדניות. מוצרים מאומתים חייבים לעמוד במדדי דיוק קשיחים בנוגע להתפשטות להט, פליטת עשן וביצועים מבניים. ביקורות מתמשכות במפעלים ובדיקות ל партиות מבטיחות עמידה עקבית בתקנות כמו International Building Code (IBC) ו-NFPA 80.
התקיים בדרישות המינימום של התקן איננו מספיק כשמדובר בבטיחות מאש, מכיוון שאש ממשית נוטה להיות גרועה בהרבה ממה שקורה בתנאי מעבדה. לפי מחקר שפורסם על ידי UL בשנת 2023, לוח גבס עם דירוג אש של שעה אחת כשל כמעט ב-18 אחוז מהר יותר במהלך שרפות שהשתלטו על מספר חדרים, בהשוואה לבדיקות זהות שבוצעו בתנאים מבוקרים. מסיבה זו כל כך הרבה אנשי מקצוע בתחום הבנייה בוחרים היום בחומרים עם דירוג אש הגבוה ב-20 עד 30 אחוז מעל מה שדורשים הקודים. הם יודעים שיש כל כך הרבה משתנים לא צפויים, כמו תנועת האוויר במרחב או סוג החומרים הדליקים שעלולים להימצא בסביבה.
לוחות עמידים באש פועלים כמחסומים מיוחדים שמאטים את מהירות התפשטות הלהט ומצמצמים את העברת החום דרך חומרים כאשר משהו נדלק. הלוחות פועלים בדרכים מעניינות, ומייצרים שכבות מגן באמצעות תהליכים כגון יצירת שריון פחמני ר foam או הרחבת מינרלים בתוך הלוחות. הבידוד הזה יכול להוריד את טמפרטורת הפנים בכ-300 מעלות פרנהייט יחסית לאזורים ללא הגנה כלל. כאשר מותקנים כראוי, הלוחות הללו שומרים על האש כלואה באזורים מסוימים של בניין. הכילאון הזה מגביל את כמות החמצן הזמינה להזנת האש ומונע התרחשות של התלקחות פתאומית (Flashover). התלקחות היא מצב שבו כל החומרים הדליקים נדלקים בבת אחת, ולחשבון נתונים אחרונים של ארגון NFPA, תופעה מסוכנת זו גורמת לכ-שלושה רבעים ממקרי המוות בשירותי אש בבניינים.
כל דקה נוספת של עיכוב אש מגדילה את הצלחת ההתפנותות הבטוחה בכ-40%. לוחות בעלי דירוג אש תורמים לכך על ידי שימור שלמות מסלולי היציאה והגבלה בהפרשת עשן. בשדרוג של בית חולים בשנת 2023, אפשרו לוחות גבס מבוססי גבס התפנותות מלאה ב-11 דקות מהירה יותר מבניינים המשתמשים בגבס ללא דירוג באש במהלך תרגילי שריפה מדומים.
שריפה במחסן בטקסס בשנת 2022 הדגישה את ההשפעה מצילת החיים של לוחות מגנזיום אוקסיד (MGO) המותקנים בקירות נושאי עומס:
| מטרי | ביצועי MGO | גבס סטנדרטי |
|---|---|---|
| חדירת להט | 82 דקות | 23 דקות |
| 붕ה קומה | הונעו | ארע לאחר 34 דקות |
| השלמת ההתפנותות | 100% לפני התפשטות הלהט | 62% לפני התפשטות הלהט |
ב-94% מהמקרים התאששה השרפה לנקודת המוצא שלה, מה שמאפשר לכל 157 התושבים לה_EVחר בשלום וצמצם את נזקי הנכסים ב-2.3 מיליון דולר בהשוואה לממוצעים בתעשייה עבור מתקנים דומים.
שלט אש, הידוע גם כלוח עמיד באש, הוא חומר בנייה שעוצב כדי להאט את התפשטות הלהט ולצמצם העברת חום במהלך שרפות.
שלטי אש מיוצרים מחומרים כמו גבס, אוקسيد מגנזיום (MgO), צמנט וסיליקט סידן.
שלטי אש מונעים שרפות על ידי שחרור אדי מים, יצירת שכבה מגינה של פחמן ורחבית מינרלים שיוצרים חומה עמידה בחום.
כן, משתמשים בלוחות עמידים לשריפה הן בבנייני מגורים והן בבניינים מסחריים, כדי לשפר את הבטיחות על ידי הגנה על מערכות חשובות ועל נתיבי בריחה.
לוחות עמידים לשריפה מספקים זמן קריטי לפינוי, מקטינים נזק, ומבטיחים התאמה לתקנים לבטיחות כמו ASTM E84.
EN
