Điều Gì Khiến Tấm Fire Board Chất Lượng Nổi Bật?

Định nghĩa và thành phần của các tấm chống cháy

Các tấm chống cháy được sản xuất từ những vật liệu khó bắt lửa, bao gồm magie oxit (MgO), thạch cao, len khoáng và canxi silicat. Những vật liệu này tạo thành các lớp ngăn chặn có khả năng chịu đựng nhiệt độ cực cao, đôi khi trên 1.000 độ C. Điều gì khiến chúng hoạt động hiệu quả đến vậy? Khi nhiệt độ tăng cao, thạch cao thực tế sẽ giải phóng hơi nước mà nó giữ bên trong, giúp làm mát các khu vực lân cận. Đồng thời, MgO chuyển thành một lớp gốm chắc chắn khi tiếp xúc với nhiệt độ cao. Nhiều phiên bản mới hơn còn bổ sung thêm các vật liệu nhẹ như vermiculite hoặc perlite. Điều này cải thiện khả năng cách nhiệt mà không làm cho các tấm trở nên quá yếu. Theo nghiên cứu gần đây được công bố trên ScienceDirect vào năm 2024, những cải tiến này đã tạo ra sự khác biệt đáng kể trong việc các tòa nhà xử lý đám cháy.

Tấm Chống Cháy Ngăn Ngừa Lan Tỏa Ngọn Lửa Và Duy Trì Độ Nguyên Vẹn Như Thế Nào

Các tấm chống cháy hoạt động bằng cách làm chậm tốc độ truyền nhiệt qua chúng và cắt đứt nguồn cung cấp oxy cho bất kỳ ngọn lửa nào đang phát triển. Một số hệ thống hiện đại thực sự sử dụng các lớp phủ đặc biệt gọi là vật liệu nở phồng, khi nóng lên sẽ phồng lên, giúp bịt kín những khe hở nhỏ khó chịu giữa các bộ phận công trình. Nghiên cứu từ năm ngoái cho thấy các lớp phủ phồng này có thể giảm tốc độ lan truyền của ngọn lửa trên bề mặt khoảng ba phần tư so với các vật liệu thông thường không được xử lý. Thời gian mà các tấm này duy trì hiệu quả dưới áp lực thay đổi khá nhiều tùy thuộc vào độ dày của chúng và các thành phần cụ thể trong cấu tạo. Nhìn chung, hầu hết các tấm chống cháy có thể giữ cho các bộ phận kết cấu vững chắc trong khoảng thời gian từ vừa trên một giờ cho đến tận hai giờ, tạo điều kiện đủ thời gian để mọi người sơ tán an toàn trong khi lực lượng cứu hộ đến hiện trường.

Hiểu về Các Xếp Hạng Chống Cháy: Phân Loại Từ 30 Phút đến 2 Giờ

Các xếp hạng chịu lửa được xác định thông qua kiểm tra bằng lò tiêu chuẩn mô phỏng các điều kiện cháy thực tế. Bảng dưới đây nêu rõ các mốc hiệu suất chính:

Các tấm được đánh giá trong hai giờ phải chứng minh mức độ suy giảm tối thiểu, duy trì khối lượng mất đi ±3% sau thời gian tiếp xúc kéo dài, như đã được xác minh trong các thử nghiệm lò đốt quy mô đầy đủ.

Các Tiêu Chí Kiểm Tra Chính: Ổn Định Cấu Trúc, Cách Nhiệt và Kiểm Soát Khói

Ba chỉ số cốt lõi xác định hiệu quả của tấm chống cháy:

1. Độ ổn định của cấu trúc : Được đánh giá thông qua giới hạn độ lệch dưới tải trọng kéo dài (ASTM E119)
2. Khả năng cách nhiệt : Được đo bằng mức tăng nhiệt độ ở mặt không tiếp xúc; phải duy trì dưới ngưỡng bắt lửa
3. Độ dày khói : Các tấm hiệu suất cao giới hạn sản lượng khói dưới 15% mức che khuất ánh sáng (EN 13823)

Các vật liệu đạt xếp loại A1 (không cháy) làm giảm 89% nguy cơ bùng phát đám cháy so với các lựa chọn xếp hạng thấp hơn, do đó rất cần thiết trong các môi trường yêu cầu an toàn cao.

Các tiêu chuẩn xếp hạng chống cháy toàn cầu và yêu cầu chứng nhận

So sánh các tiêu chuẩn xếp hạng chống cháy chính: EN 13501, ASTM E119, BS 476

Hiệu suất của tấm chống cháy được đánh giá theo ba tiêu chuẩn quốc tế chính:

Tiêu chuẩn ASTM E119 yêu cầu các tấm chống cháy phải chịu được nhiệt độ trên 1.700°F (927°C) trong thời gian lên đến hai giờ đồng thời duy trì độ bền cấu trúc—một tiêu chuẩn then chốt đối với xây dựng công nghiệp và thương mại.

Hệ thống Euroclass giải thích: Các xếp hạng hiệu suất cháy từ A1 đến F

Theo hệ thống EN 13501-1 của châu Âu, các tấm chống cháy được phân loại từ A1 (không cháy) đến F (dễ cháy cao). Các sản phẩm hàng đầu đạt được A2-s1,d0 , biểu thị:

• Khả năng cháy hạn chế (A2)
• Phát sinh khói thấp (s1)
• Không có các giọt hoặc hạt cháy rơi ra (d0)
• ±20% mất khối lượng trong quá trình cháy

Phân loại này phù hợp với Quy định Sản phẩm Xây dựng EU (CPR) 305/2011, định hướng việc lựa chọn vật liệu cho cơ sở hạ tầng công cộng nơi an toàn tính mạng là yếu tố hàng đầu.

Vai trò của chứng nhận và dữ liệu thử nghiệm trong việc xác minh chất lượng tấm chống cháy

Chứng nhận độc lập thông qua UL 263 hoặc NFPA 286 cung cấp xác nhận đáng tin cậy về hiệu suất của tấm chống cháy. Các nhà sản xuất được chứng nhận phải đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt, bao gồm:

1. Kiểm toán nhà máy hàng năm để đảm bảo chất lượng ổn định
2. Báo cáo thử nghiệm có thể truy xuất nguồn gốc từ các phòng thí nghiệm được công nhận
3. Tuân thủ các quy chuẩn địa phương như IBC Mục 703

Các cập nhật ISO 3008:2023 hiện yêu cầu các cấu kiện chịu lửa phải duy trì tính năng cách nhiệt ngay cả khi bị phun nước đồng thời, phản ánh các tình huống cháy thực tế hơn liên quan đến hoạt động của hệ thống phun nước chữa cháy.

Các vật liệu phổ biến trong tấm chống cháy: MGO, thạch cao, xi măng và silicat canxi

So sánh hiệu suất của các vật liệu tấm chống cháy

Bốn loại vật liệu chính chi phối sản xuất tấm chống cháy, mỗi loại mang lại những ưu điểm riêng biệt:

Các đánh giá độc lập cho thấy tấm oxit magiê vượt trội hơn các loại khác trong điều kiện nhiệt độ cực cao, chịu được trên 1.000°C mà không phát sinh khí độc.

Cách thức thành phần, độ dày và xử lý ảnh hưởng đến khả năng chống cháy

Thành phần hóa học của vật liệu ảnh hưởng trực tiếp đến tính năng nhiệt. Ma trận xi măng của MGO liên kết các phân tử nước, cho phép làm mát thu nhiệt kéo dài. Trong khi đó, thạch cao bắt đầu mất nước ở mức chỉ 120°C, dẫn đến suy giảm nhanh chóng về độ bền. Các cải tiến chính bao gồm:

• Độ dày : Tấm MGO 18mm đạt khả năng chống cháy 90 phút, so với 40 phút của tấm 12mm
• Phụ gia : Gia cố sợi thủy tinh trong silicat canxi cải thiện khả năng chống nứt tới 60%
• Xử lý bề mặt : Keo silicone giảm lượng khói phát ra từ tấm xi măng đến 35%

So sánh Thạch cao và MGO: Đánh giá an toàn chống cháy và độ bền lâu dài

Mặc dù thạch cao có giá thành rẻ hơn ($0,50–$1,25/sf so với $2,10–$3,75/sf của MGO), hiệu suất dài hạn lại nghiêng về MGO. Sau khi mô phỏng chu kỳ môi trường trong 10 năm:

• MGO giữ được 94% khả năng chống cháy ban đầu dù tiếp xúc với độ ẩm
• Thạch cao mất 40% độ bền cấu trúc sau năm chu kỳ đóng băng-rã đông
• MGO tạo ra ít hơn 82% lượng khói che khuất so với thạch cao trong quá trình cháy

Do những ưu điểm này, 73% các tòa nhà cao tầng thương mại hiện nay yêu cầu sử dụng MGO trong các lối thoát hiểm quan trọng, so với chỉ 12% sử dụng hệ thống thạch cao tiêu chuẩn.

Bảo vệ Kết cấu và Khả năng Chống cháy

Phân vùng Chống cháy và Chứa cháy trong Thiết kế Công trình

Các tấm chống cháy hoạt động rất hiệu quả trong việc tạo ra các ngăn ngăn lửa lan nhanh. Các thử nghiệm cho thấy những tấm này có thể giảm sự lan truyền ngọn lửa khoảng 72 phần trăm so với các vách ngăn thông thường không có xếp hạng chống cháy (theo dữ liệu NFPA từ năm 2023). Hầu hết các hệ thống hiện đại đều có nhiều lớp, thường là lõi magie oxit kết hợp với một loại vật liệu xi măng phủ ở cả hai mặt. Những tổ hợp này thường đạt chứng nhận xếp hạng chịu lửa trên 90 phút. Các nhà thầu thường lắp đặt chúng ở những khu vực quan trọng như cầu thang, giếng thang máy và phòng điện vì đây là nơi lửa dễ lan ngang nhất và nguy hiểm nhất. Nghiên cứu từ các nghiên cứu an toàn phòng cháy của Liên minh Châu Âu chỉ ra rằng việc lắp đặt này có thể giảm nguy cơ lan lửa theo phương ngang khoảng 58 phần trăm tại những vị trí dễ bị tổn thương đó.

Duy Trì Độ Bền Cấu Trúc Trong Suốt Thời Gian Chịu Tác Động Của Lửa Kéo Dài

Các tấm chống cháy hiệu suất cao duy trì chức năng chịu tải ở 1.000°C (1.832°F) trong hơn hai giờ, chủ yếu nhờ vào đặc tính thủy hóa của silicat canxi. Khác với thép, vốn mất một nửa độ bền ở 550°C (1.022°F), các tấm này hình thành lớp than bảo vệ có khả năng:

• Bảo vệ các bộ phận kết cấu khỏi sốc nhiệt
• Ngăn chặn dòng oxy tiếp cận vật liệu dễ cháy bên dưới
• Hạn chế mức tăng nhiệt độ khoang dưới 380°F

Các cụm được chứng nhận duy trì độ võng dưới ngưỡng 25% trong suốt quá trình chịu tác động kéo dài 2 giờ, giảm đáng kể nguy cơ sập đổ.

Độ bền, Khả năng Chống Ẩm và Tuân thủ trong Ứng dụng Thực tế

Hiệu suất của Tấm Chống cháy trong Môi trường Độ ẩm Cao và Điều kiện Nặng

Các tấm chống cháy được đánh giá chất lượng cao duy trì độ bền tốt ngay cả khi tiếp xúc với điều kiện môi trường khắc nghiệt. Chúng chống cong vênh và sự phát triển của nấm mốc ngay cả ở mức độ ẩm gần 98%, đồng thời chịu được dải nhiệt độ cực đoan từ âm 40 độ C cho đến 150 độ C mà không bị phá hủy. Loại MGO cùng các phiên bản silicat canxi nổi bật đặc biệt vì khả năng hấp thụ nước gần như không đáng kể. Một số thử nghiệm cho thấy tỷ lệ hấp thụ dưới 0,5% sau khi ngâm trong nước suốt 24 giờ theo kết quả công bố trong Báo cáo Khả năng Chống Lũ lụt năm ngoái. Nhờ những đặc tính này, các vật liệu này rất phù hợp sử dụng tại các công trình ven biển, nhà máy xử lý hóa chất và kho lạnh, nơi mà việc tiếp xúc liên tục với độ ẩm kết hợp thay đổi nhiệt độ thường khiến các vật liệu thông thường nhanh hỏng hơn nhiều.

Đáp Ứng Các Quy Chuẩn Xây Dựng Và Quy Định An Toàn Cháy Nổ Trên Toàn Cầu

Các yêu cầu về tuân thủ toàn cầu đòi hỏi phải tuân thủ cả tiêu chuẩn an toàn cháy nổ và tiêu chuẩn môi trường. Các ví dụ bao gồm:

• Các tấm đạt chứng nhận EN 13501 duy trì độ bền vững trong ≥60 phút ở nhiệt độ 950°C
• Sản phẩm phù hợp với ASTM E119 giới hạn mật độ khói dưới <450 OD/m
• AS 1530.4 yêu cầu tỷ lệ giải phóng nhiệt <15% trong vòng 10 phút tiếp xúc

Một phân tích năm 2023 trên 12.000 dự án cho thấy 78% vi phạm quy định liên quan đến cháy nổ là do sử dụng các tấm chống cháy chưa được chứng nhận, nhấn mạnh nhu cầu kiểm định độc lập. Bộ Quy chuẩn Xây dựng Quốc tế hiện nay bắt buộc chứng nhận kép—về khả năng chống cháy và chống ẩm—for công trình xây dựng tại các khu vực dễ bị ngập lụt.

Đảm bảo Chất lượng và Chứng nhận trong Chuỗi Cung ứng Xây dựng

Các nhà sản xuất hàng đầu sử dụng hệ thống truy xuất nguồn gốc dựa trên blockchain để đảm bảo tính minh bạch, với 64% quốc gia G20 yêu cầu hồ sơ vật liệu điện tử cho các dự án lớn. Ngoài kiểm tra chống cháy, việc đảm bảo chất lượng hiện nay còn bao gồm đánh giá về:

1. Độ ổn định dưới tia UV trong 25 năm
2. Khả năng tương thích với keo dán và chất làm kín
3. Hiệu suất cấu trúc sau các mô phỏng tác động thời tiết

Theo Sáng kiến Tuân thủ Xây dựng Toàn cầu, các tấm chống cháy được chứng nhận có tỷ lệ lỗi hiệu suất thấp hơn 40% trong vòng một thập kỷ, khẳng định giá trị của việc chứng nhận nghiêm ngặt trong toàn bộ chuỗi cung ứng.

Câu hỏi thường gặp

Tấm chống cháy được làm từ những vật liệu gì?

Tấm chống cháy thường được làm từ magie oxit (MgO), thạch cao, len khoáng, silicat canxi và một số vật liệu khác.

Tấm chống cháy ngăn lan lửa như thế nào?

Các tấm này ngăn sự lan truyền ngọn lửa bằng cách làm chậm quá trình truyền nhiệt và cắt nguồn cung cấp oxy cho ngọn lửa đang phát triển. Một số loại sử dụng lớp phủ nở phồng khi đun nóng để bịt kín các khe hở.

Mức Độ Chống Cháy Là Gì?

Các xếp hạng chịu lửa, chẳng hạn như phân loại từ 30 phút đến 2 giờ, được xác định thông qua các bài kiểm tra tiêu chuẩn đo lường hiệu suất của tấm khi ở điều kiện cháy giả lập.

Hệ thống Euroclass là gì?

Hệ thống Euroclass phân loại hiệu suất cháy từ A1 (không cháy) đến F (dễ cháy cao), với các sản phẩm hàng đầu đạt được mức độ cháy hạn chế, phát sinh khói thấp và không có các giọt cháy bén lửa.

Khí hậu ảnh hưởng như thế nào đến hiệu suất của các tấm chống cháy?

Các tấm chống cháy chất lượng cao duy trì hiệu suất trong môi trường khắc nghiệt. Các loại MgO và silicat canxi có độ hấp thụ nước thấp, giữ nguyên chức năng ở độ ẩm gần như 98% và nhiệt độ cực đoan.