ویژگی‌های ضد حریق ساختمان‌های فلزی صنعتی

چگونه ویژگی‌های ذاتی فولاد مقاومت در برابر آتش‌سوزی در ساختمان‌های فلزی صنعتی را تحت تأثیر قرار می‌دهد

رفتار حرارتی و یکپارچگی باربری در شرایط آتش‌سوزی

این واقعیت که فولاد به هیچ وجه نمی‌سوزد، زمانی که به ایمنی در برابر آتش در ساختمان‌های صنعتی فلزی مربوط می‌شود، یک دارایی واقعی محسوب می‌شود. در مقایسه با موادی مانند چوب یا بتن، فولاد گرما را بسیار کندتر منتقل می‌کند که این امر به معنای حفظ سلامت بخش‌های سازه‌ای برای مدت طولانی‌تری در طول یک حادثه آتش‌سوزی است. مهم‌تر از همه، فولاد تا دمای حدود ۵۰۰ تا ۵۵۰ درجه سانتی‌گراد همچنان یکپارچه باقی می‌ماند قبل از اینکه وضعیت واقعاً وخیم شود. این نوع پایداری به افراد زمان بیشتری برای خروج ایمن می‌دهد و خسارات اضافی پس از آتش اولیه را به حداقل می‌رساند. علاوه بر این، از آنجا که فولاد هنگام گرم شدن بسیار کم منبسط می‌شود، تنش کمتری روی اتصالات و پوشش‌های خارجی وارد می‌آید. این امر به حفظ جداسازی بخش‌های مختلف از یکدیگر کمک می‌کند و انتقال شعله از یک ناحیه به ناحیه دیگر در سراسر ساختمان را دشوارتر می‌سازد.

آستانه‌های دمای بحرانی و پیشگیری از فروپاشی سازه‌ای

فولاد زمانی که دما به حدود ۶۰۰ درجه سانتی‌گراد افزایش یابد، شروع به از دست دادن استحکام کششی خود می‌کند، اما نگران فروپاشی فوری نباشید زیرا نقطه ذوب فولاد بسیار بالاتر از ۱۳۷۰ درجه سانتی‌گراد است. علاوه بر این، ساختار پایدار فلز باعث می‌شود که این ماده مانند برخی دیگر مواد به راحتی از هم نپاشد یا به تکه‌هایی منفجر نشود. این دوره بافر داخلی در واقع به نفع ما عمل می‌کند، زیرا اجازه می‌دهد تا اقدامات محافظتی غیرفعال در برابر آتش قبل از وخیم‌شدن شرایط فعال شوند. حفظ تمامیت سازه‌ها تا رسیدن به این حدود دمای خطرناک، به ساختمان‌ها کمک می‌کند تا الزامات تعیین‌شده توسط استانداردهای ASTM E119 را برآورده کنند. و رسیدن به این استانداردها تنها یک مسئله کاغذی نیست؛ بلکه مستقیماً به شرایط ایمن‌تر برای افراد داخل ساختمان در هنگام آتش‌سوزی تبدیل می‌شود، همان‌گونه که بارها در سناریوهای آزمایشی واقعی اثبات شده است.

سیستم‌های محافظت غیرفعال در برابر آتش برای ساختمان‌های صنعتی فلزی

پوشش‌های متورم‌شونده و مواد مقاوم به آتش اِسپری‌شده (SFRM)

هنگام قرار گرفتن در معرض حرارت، پوشش‌های متورم‌شونده می‌توانند تا پنجاه برابر ضخامت اولیه خود منبسط شوند و لایه کربن محافظی ایجاد کنند که به شدت به کُند شدن سرعت افزایش دمای فولاد کمک می‌کند و سازه‌ها را سالم نگه می‌دارد. گزینه دیگر مواد مقاوم به آتش اِسپری‌شده است که به طور رایج به عنوان SFRM شناخته می‌شوند. این مواد در دو نوع اصلی تولید می‌شوند: نوع اول بر پایه سیمان و نوع دوم حاوی الیاف معدنی. این مواد باید در ضخامت حدود ۱۵ تا ۳۰ میلی‌متر اِسپری شوند تا پوشش مناسبی از عایق حرارتی روی سطوح فولادی ایجاد کنند. چیزی که این راه‌حل‌ها را بسیار ارزشمند می‌کند، داشتن رتبه مقاومت در برابر آتش تا چهار ساعت مداوم است. علاوه بر این، این مواد حتی در شکل‌ها و زوایای پیچیده‌ای که روش‌های سنتی در آن‌ها عملکرد نامناسبی دارند نیز به خوبی کار می‌کنند. همچنین از آنجا که برای عملکرد خود به هیچ منبع تغذیه الکتریکی نیاز ندارند، این سیستم‌های غیرفعال به ویژه برای نصب در مناطقی که خطرات الکتریکی یا مواد اشتعال‌زا زیاد است، بسیار ایمن محسوب می‌شوند.

عایق بندی مقاوم در برابر آتش، روکش غیرقابل اشتعال و موانع فضای خالی

عایق کردن با پشم معدنی که دمای ذوب آن بالای ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد است، حفاظت عالی در برابر آتش را برای دیوارها و سازه‌های سقف فراهم می‌کند. ترکیب آن با مواد مقاوم در برابر آتش مانند پانل‌های کامپوزیت آلومینیومی با هسته معدنی، مجموعه‌های ساختمانی را ایجاد می‌کند که قادر به تحمل آتش از ۶۰ تا ۱۲۰ دقیقه هستند. این موانع فضای خالی در نواحی پنهان بین دیوارها، کف‌ها و جاهایی که تاسیسات از سازه عبور می‌کنند قرار می‌گیرند تا از گسترش دود و شعله جلوگیری کنند. قرارگیری مناسب آنها در اطراف اتصالات سازه‌ای کلیدی به ایجاد قسمت‌های مقاوم در برابر آتش کمک می‌کند که شعله‌ها را در محل شروع آتش نگه می‌دارد؛ الزامی که استانداردهای ساختمانی مانند ASTM E119 برای ایمنی تعیین کرده‌اند. قرارگیری صحیح تفاوت بزرگی در عملکرد ساختمان در هنگام حوادث آتش‌سوزی ایجاد می‌کند.

مجموعه‌های یکپارچه مقاوم در برابر آتش در ساختمان‌های فلزی صنعتی

مجموعه‌های سقف، دیوار و بازشو که استانداردهای ASTM E119 و UL 263 را رعایت می‌کنند

مجموعه‌های یکپارچه مقاوم در برابر آتش، سقف‌ها، دیوارها و بازشوها را در سیستم‌هایی هماهنگ ترکیب می‌کنند که برای جلوگیری از گسترش آتش در ساختمان‌های صنعتی فلزی طراحی شده‌اند. این مجموعه‌ها مطابق استانداردهای ASTM E119 و UL 263 — که استانداردهای شناخته‌شده بین‌المللی برای آزمون مقاومت در برابر آتش هستند — بر اساس سه معیار عملکردی در معرض آتش کنترل‌شده ارزیابی می‌شوند:

• ثبات ساختاری (مقاومت در برابر فروپاشی)
• استقامت (محصورسازی شعله و گاز داغ)
• عایق بندی (محدودیت انتقال حرارت به سطوح غیردرمعرض)

رتبه‌بندی آتش می‌تواند از نیم ساعت تا سه ساعت کامل متغیر باشد و این واقعاً به این بستگی دارد که مجموعه چگونه طراحی شده باشد و آیا تمام قطعات به درستی به هم متصل شده‌اند یا خیر. امروزه بیشتر دیوارها دارای عایق پشم معدنی در داخل خود هستند، علاوه بر آن درزگیرهای منبسط‌شونده خاصی در اطراف هر سوراخ یا بازشو قرار داده می‌شود. درها و پنجره‌های دارای رتبه ایمنی در برابر آتش معمولاً دارای واشرهایی شبیه به لاستیک هستند که هنگام گرم شدن منبسط می‌شوند. نصب پیوسته تمام قطعات نیز بسیار مهم است، زیرا اگر در هر نقطه‌ای شکاف وجود داشته باشد، کل سیستم در جلوگیری از گسترش شعله‌ها شکست می‌خورد. به همین دلیل بسیاری از تولیدکنندگان محصولات خود را برای آزمون توسط شخص ثالث ارسال می‌کنند. این آزمون‌ها آتش‌سوزی واقعی را شبیه‌سازی می‌کنند تا مشخص شود مواد در شرایط تحت فشار مقاومت می‌کنند یا خیر. نتایج این آزمون‌ها اهمیت دارند، زیرا تعیین می‌کنند افراد چقدر زمان دارند قبل از اینکه سازه‌ها شروع به فروپاشی کنند، به‌طور ایمن فرار کنند.

هماهنگی، گواهی‌نامه و اعتبارسنجی عملکرد در دنیای واقعی

ساختمان‌های فلزی که در محیط‌های صنعتی استفاده می‌شوند، باید الزامات خاصی در زمینه ایمنی حریق از جمله استانداردهای ASTM E119 و UL 263 را رعایت کنند. این استانداردها در اصل میزان مقاومت دیوارها، سقف‌ها و سایر مؤلفه‌های ساختمانی در برابر آتش‌سوزی را هنگام بررسی توسط آزمایشگاه‌های مستقل ارزیابی می‌کنند. فرآیند گواهی‌نامه به مسائلی مانند مدت زمانی که سازه‌ها می‌توانند در طول آتش‌سوزی وزن را تحمل کنند و همچنین میزان موثر بودن آن‌ها در مهار شعله‌ها تحت شرایط مشتعل‌کننده کنترل‌شده، توجه می‌کند. ساختمان‌هایی که از این روش‌های گواهی‌شده حفاظت در برابر حریق پیروی می‌کنند، مطابق گزارش‌های صنعتی، حدود 70 تا 75 درصد کمتر با مشکلات مربوط به آتش‌سوزی مواجه می‌شوند. این موضوع کاملاً منطقی است، زیرا عایق‌بندی مناسب حریق، از احتمال شکوایی‌های حقوقی و توقف‌های تولید جلوگیری می‌کند و در عین حال کارگران را ایمن نگه می‌دارد و تجهیزات ارزشمند را در شرکت‌هایی که به عملیات مداوم وابسته‌اند، محافظت می‌کند.

سوالات متداول

فولاد چرا برای ساختمان‌های صنعتی مقاوم در برابر آتش ترجیح داده می‌شود؟

فولاد مشتعل نمی‌شود و حرارت را کندتر از موادی مانند چوب یا بتن هدایت می‌کند، به همین دلیل در آتش ساختار خود را طولانی‌تر حفظ می‌کند، زمان بیشتری برای تخلیه فراهم می‌آورد و خسارات را به حداقل می‌رساند.

پوشش‌های متورم‌شونده چیستند؟

این پوشش‌ها در مواجهه با حرارت متورم می‌شوند و لایه‌ای محافظ تشکیل می‌دهند که افزایش دمای فولاد را کند می‌کند و به حفظ یکپارچگی سازه در آتش کمک می‌کند.

مجموعه‌های ترکیبی مقاوم در برابر آتش چگونه کار می‌کنند؟

این مجموعه‌ها اجزای سازه‌ای مانند سقف‌ها، دیوارها و بازشوها را ترکیب می‌کنند تا از گسترش آتش جلوگیری کنند و از نظر پایداری، یکپارچگی و عایق‌بندی بر اساس استانداردهایی مانند ASTM E119 آزمایش می‌شوند.