Placa ignifugă, uneori numită placă rezistentă la foc, este un tip special de material de construcție proiectat în primul rând pentru a încetini viteza de răspândire a flăcărilor, a reduce transferul de căldură prin structuri și a menține clădirile în picioare mai mult timp în caz de incendiu. Aceste plăci sunt realizate din materiale care nu se aprind ușor, cum ar fi ghipsul, oxidul de magneziu (MgO) sau chiar cimentul obișnuit. Ele sunt instalate în întreaga clădire ca straturi de protecție în interiorul pereților, pe tavanuri și sub podele. Atunci când izbucnesc incendii reale, compoziția chimică a acestor plăci începe să acționeze împotriva flăcărilor. Materialele eliberează vapori de apă și formează straturi protectoare de cocs care pot opri răspândirea incendiilor pentru o perioadă cuprinsă între una și două ore, deși aceasta depinde în mare măsură de grosimea și densitatea plăcii. Timpul suplimentar este esențial pentru evacuarea în siguranță a persoanelor și pentru a preveni prăbușirea unor componente importante ale clădirilor atunci când sunt expuse la temperaturi ridicate.
Clădirile de astăzi au nevoie de materiale care pot limita incendiile înainte ca acestea să se extindă în întreaga structură. Plăcile ignifuge formează acele bariere esențiale între spații, tăind practic aportul de oxigen și limitând transferul de căldură. Gândiți-vă la zonele urbane dens construite, unde flăcările pot trece de la o clădire la alta în câteva minute dacă nu sunt oprite. Studiile arată că aceste plăci speciale reduc riscul de răspândire a focului în diferite părți ale unei clădiri cu aproximativ două treimi, comparativ cu variantele obișnuite de rigips. Și există un alt avantaj: atunci când izbucnește un incendiu, aceste materiale ajută clădirea să rămână în picioare mai mult timp. Asta înseamnă cheltuieli mai mici pentru reparații ulterioare și reluarea activităților mult mai rapid decât ar fi posibil în mod normal.
Prin integrarea materialelor ignifuge, arhitecții respectă reglementările de siguranță și răspund cerințelor practice de construcție, aliniindu-se așteptărilor sociale și regulatorii în continuă evoluție.
Plăcile ignifuge rezistă la incendii în principal datorită a trei fenomene care au loc simultan: se eliberează apă, se formează un strat protector de cenușă și anumite aditivi se expandează. Atunci când temperatura depășește aproximativ 300 de grade Celsius, mineralele care conțin apă din materiale precum ghipsul încep să elibereze abur. Acest proces absoarbe energie termică și încetinește viteza de creștere a temperaturii. În același timp, anumite minerale se transformă într-un material numit „cărbune” (char), care acționează ca un izolator termic. Stratul de cărbune împiedică trecerea oxigenului și contribuie, de asemenea, la reflectarea unei părți din căldură. Există, de asemenea, produse la care s-au adăugat substanțe cunoscute sub numele de intumescente, care pot ajunge să crească până la treizeci de ori față de dimensiunea inițială, formând un perete gros între foc și elementul ce trebuie protejat. Toate aceste efecte combinate reduc transferul de căldură prin material cu între patruzeci și șaizeci la sută, comparativ cu materialele obișnuite de construcții utilizate în prezent.
Eficiența plăcilor ignifuge constă în acțiunea coordonată a reacțiilor endoterme și a izolării fizice. Compușii hidratați absorb căldura prin deshidratare, în timp ce aditivii intumescenti generează spume protectoare sau straturi de tip ceramic la temperaturi specifice de activare, sporind rezistența la foc.
Plăcile ignifuge fabricate cu lianți neinflamabili și fibre speciale de armare pot rezista structural chiar și atunci când sunt expuse la căldură timp îndelungat. Silicatul de calciu utilizat este o substanță destul de pură, care nu își modifică mult forma datorită modului în care cristalele sale se reorganizează. Între timp, plăcile pe bază de ciment tind să rămână intacte mai bine în timpul incendiilor, deoarece au o structură minerală foarte densă care previne desprinderea bucăților. Aceste materiale conduc căldura la rate mai mici de 0,5 wați pe metru kelvin, ceea ce înseamnă că suprafețele din spatele lor rămân suficient de reci pentru a evita aprinderea. Acest lucru face toată diferența în aplicațiile de protecție la foc, acolo unde menținerea integrității structurale este cel mai important.
| Material | Mecanismul principal de rezistență la foc | Rezistență maximă la temperatură | Păstrarea structurii la 900°C |
|---|---|---|---|
| Oxid de Magnesiu (MgO) | Formarea unei structuri ceramice dense sub influența căldurii | 1200°C | 85% |
| Gips | Reacție endotermă de deshidratare | 300°C | 40% |
| Placă de ciment | Masă termică mare și porozitate scăzută | 1000°C | 75% |
| Silicat de calciu | Tranziția de fază cristalină | 1100°C | 90% |
Plăcile pe bază de ciment au o bună performanță în medii umede datorită stabilității mineralogice, în timp ce MGO oferă o rezistență superioară la șocuri termice. Gipsul rămâne o soluție rentabilă pentru obținerea unei rezistențe la foc de 30–90 de minute în aplicații interioare uscate.
Industria construcțiilor se bazează în prezent pe cinci materiale cheie: plăci din oxid de magneziu (MGO), produse din gips, ciment tradițional, panouri din silicat de calciu și compozite din ciment fibrat. Plăcile din oxid de magneziu amestecă oxidul de magneziu cu diverse fibre de armare. Acestea rezistă foarte bine la umiditate și mucegai, ceea ce le face ideale pentru locurile unde există probleme de umiditate. Plăcile din gips funcționează diferit, deoarece conțin molecule de apă care se transformă în abur atunci când sunt expuse la căldură. Această proprietate ajută la protejarea locuințelor în timpul incendiilor, deși sunt utilizate în principal în clădiri rezidențiale obișnuite. Plăcile din ciment rezistă mai bine la impacte decât majoritatea alternativelor, motiv pentru care apar frecvent în zonele supuse la loviri frecvente. Silicatul de calciu poate suporta temperaturi de peste 1.000 de grade Celsius, caracteristică care respectă cele mai recente standarde NFPA 2023 necesare pentru numeroase aplicații industriale. Cimentul fibrat combină fibre similare lemnului cu ciment Portland pentru a crea plăci care rezistă simultan atât flăcărilor, cât și deteriorării cauzate de vreme. Constructorii consideră acest material deosebit de util în regiunile unde incendiile forestiere sunt frecvente.
Plăcile din oxid de magneziu (MGO) se regăsesc peste tot în zone precum puțurile de lift și băile, deoarece nu sunt afectate de daunele cauzate de apă sau de problemele de mucegai. În cazul pereților interiori ai apartamentelor și spațiilor de birouri, plăcile din gips rămân opțiuni populare, oferind un echilibru adecvat între limitările bugetare și cerințele de siguranță la foc, având în general o rezistență la foc de 1-2 ore. În ceea ce privește structurile de parcare și pereții exteriori ai clădirilor, plăcile din ciment stau la baza multor sisteme rezistente la foc, rezistând eficient atât flăcărilor, cât și impacturilor fizice. Camerele tehnice și zonele cu instalații de încălzire preferă în general produsele din silicat de calciu, care își păstrează integritatea chiar și atunci când temperaturile cresc periculos de mult. Iar acum să vorbim despre materialele din fibră de ciment din regiunile predispuse la incendii forestiere. Aceste materiale au demonstrat un potențial real, reducând riscul de aprindere cu aproximativ 72 la sută față de variantele obișnuite de placaj, conform testelor recente efectuate de UL în 2023.
Atunci când alegeți materiale de construcție, este important modul în care acestea rezistă în diferite medii și ce fel de solicitări trebuie să suporte. Regiunile costale sau zonele cu umiditate ridicată necesită plăci MGO sau din ciment fibrat, deoarece materialele obișnuite tind să se deterioreze în timp. Pentru lucrări intensive unde contează greutatea, plăcile din ciment sau silicat de calciu pot rezista la presiuni de aproximativ 3.000 PSI fără să se deformeze. Plăcile din gips carton sunt potrivite atunci când contează aspectul, deoarece acceptă bine vopseaua și mențin finisajele, iar în plus respectă standardele de siguranță la foc de 1 oră pe care majoritatea locațiilor le cer. Normele variază de la o zonă la alta, așa că verificarea reglementărilor locale este recomandată. Clădirile comerciale au nevoie în general de panouri conform ASTM E84 Clasa A pentru elemente precum canalele de aer din pereți, dar podurile locuințelor individuale pot utiliza materiale Clasa C, în funcție de decizia inspectorului. Certificările precum UL 723 nu sunt doar hârtii administrative. Ele demonstrează că ceea ce funcționează în testele de laborator rezistă și în condiții reale de uzură din proiectele de construcții.
Clasificările privind rezistența la foc indică, în esență, cât timp pot rezista anumite materiale, cum ar fi plăcile ignifuge, în fața flăcărilor fără a-și pierde integritatea structurală. Aceste clasificări sunt de obicei exprimate în intervale de timp, de exemplu 90 de minute pentru o clasificare F90. Numerele provin din teste de laborator efectuate în conformitate cu standarde precum ASTM E119 și UL 263. În timpul acestor teste, cercetătorii analizează aspecte precum dacă pereții își mențin capacitatea de susținere a greutății după expunere, cât de multă căldură traversează materialul și dacă flăcările reușesc sau nu să pătrundă dincolo de limitele acceptabile. Atunci când clădirile folosesc materiale corespunzător clasificate, acestea au un impact semnificativ în timpul incendiilor. Ele contribuie la încetinirea propagării focului, reduc cantitatea de căldură care trece prin structuri și, cel mai important, oferă oamenilor mai mult timp pentru a evacua în siguranță. Din acest motiv, normele de construcții prevăd clasificări obligatorii de rezistență la foc pentru diferite părți ale structurilor, în funcție de domeniul de activitate.
Testul ASTM E84 evaluează răspândirea flăcării pe suprafață și clasifică materialele în trei categorii:
UL 723 urmează același sistem de clasificare. Deși materialele din clasa A sunt obligatorii în zonele cu risc ridicat, combinarea clasificărilor privind răspândirea flăcării cu rezistența la foc exprimată în ore asigură o siguranță completă.
Laboratoare independente, cum ar fi Intertek și Underwriters Laboratories (UL), verifică conformitatea prin teste riguroase. Produsele certificate trebuie să îndeplinească criterii stricte privind răspândirea flăcării, dezvoltarea fumului și performanța structurală. Auditurile periodice ale fabricilor și testele pe loturi asigură o respectare constantă a normelor precum International Building Code (IBC) și NFPA 80.
A satisface doar cerințele minime ale codului nu este suficient atunci când vine vorba de siguranța la incendiu, deoarece incendiile reale tind să fie mult mai grave decât cele care au loc în condiții de laborator. Conform unui studiu publicat de UL în 2023, placa din gips-carton clasificată pentru o oră a eșuat de fapt cu aproape 18 procente mai repede în cazul incendiilor care se răspândesc prin mai multe camere, comparativ cu aceleași teste efectuate în condiții controlate. Din acest motiv, mulți profesioniști din construcții aleg în prezent materiale cu rezistență la foc cu 20–30 la sută mai mare decât cerințele codurilor. Ei știu că există numeroase variabile imprevizibile, cum ar fi modul în care aerul circulă printr-un spațiu sau ce fel de materiale combustibile se pot afla în zonă.
Plăcile ignifuge acționează ca bariere speciale care încetinesc răspândirea flăcărilor și reduc transferul de căldură prin materiale atunci când ceva ia foc. Aceste plăci funcționează în moduri interesante, formând straturi protectoare prin procese precum crearea unui scut de carbon spumos sau expansiunea minerală din interiorul lor. Această izolație poate reduce temperatura suprafeței cu aproximativ 300 de grade Fahrenheit față de zonele învecinate neprotejate. Atunci când sunt instalate corect, aceste plăci mențin incendiile localizate în anumite secțiuni ale unei clădiri. Această conținere limitează cantitatea de oxigen disponibil pentru a alimenta incendiul și previne apariția flashover-ului. Flashover-ul este fenomenul prin care toate materialele inflamabile se aprind brusc și simultan, iar conform datelor recente ale NFPA, acest fenomen periculos provoacă aproximativ trei sferturi din decesele în incendiile de clădire.
Fiecare minut suplimentar de conținere a incendiului crește cu aproximativ 40% șansele de evacuare sigură. Plăcile ignifuge sprijină acest lucru prin menținerea integrității căilor de evacuare și limitarea producerii de fum. Într-un proiect de modernizare a unui spital din 2023, plăcile ignifuge pe bază de gips au permis o evacuare completă cu 11 minute mai rapidă decât în structurile care foloseau rigips neclasificat la incendiu, în timpul exercițiilor de evacuare simulate.
Un incendiu izbucnit în 2022 la un depozit din Texas a scos în evidență impactul salvator al plăcilor din oxid de magneziu (MGO) instalate în pereții portanți:
| Metric | Performanța MGO | Rigips standard |
|---|---|---|
| Pătrunderea flăcărilor | 82 de minute | 23 de minute |
| Cedarea structurală | A prevenit | A avut loc la 34 de minute |
| Finalizarea evacuării | 100% înainte de aprindere | 62% înainte de aprindere |
În 94% dintre cazuri, incendiul a fost localizat la punctul de origine, permițând celor 157 de ocupanți să evacueze în siguranță și reducând pagubele materiale cu 2,3 milioane USD comparativ cu media din industrie pentru instalații similare.
O placă ignifugă, cunoscută și ca placă rezistentă la foc, este un material de construcție proiectat pentru a încetini răspândirea flăcărilor și a reduce transferul de căldură în timpul incendiilor.
Plăcile ignifuge sunt fabricate din materiale precum ghipsul, oxidul de magneziu (MgO), cimentul și silicatul de calciu.
Plăcile ignifuge previn incendiile prin eliberarea de vapori de apă, formarea unui strat protector de cenușă și expandarea mineralelor pentru a crea un scut rezistent la căldură.
Da, plăcile ignifuge sunt utilizate atât în clădiri rezidențiale, cât și în cele comerciale pentru a spori siguranța prin protejarea sistemelor vitale și a căilor de evacuare.
Plăcile ignifuge oferă timp critic pentru evacuare, reduc daunele și asigură conformitatea cu standardele de siguranță precum ASTM E84.
EN
