Tính Năng Chống Cháy Của Các Tòa Nhà Kim Loại Công Nghiệp

Cách Các Tính Chất Nội Tại Của Thép Ảnh Hưởng Đến Khả Năng Chịu Lửa Trong Các Tòa Nhà Công Nghiệp Bằng Kim Loại

Hành Vi Nhiệt Và Độ Nguyên Vẹn Chịu Tải Dưới Điều Kiện Cháy

Việc thép hoàn toàn không bắt cháy khiến nó trở thành một tài sản thực sự trong vấn đề an toàn phòng cháy cho các tòa nhà công nghiệp làm bằng kim loại. So với các vật liệu như gỗ hoặc bê tông, thép dẫn nhiệt chậm hơn nhiều, nghĩa là các bộ phận kết cấu duy trì được độ nguyên vẹn trong thời gian dài hơn khi xảy ra hỏa hoạn. Quan trọng nhất, thép vẫn giữ được độ liên kết ngay cả khi nhiệt độ lên tới khoảng 500-550 độ Celsius trước khi tình hình trở nên nghiêm trọng. Mức ổn định này giúp con người có thêm thời gian để thoát ra ngoài một cách an toàn và giảm thiểu thiệt hại bổ sung sau vụ cháy ban đầu. Hơn nữa, do thép giãn nở rất ít khi bị đốt nóng, nên lực tác động lên các mối nối và lớp phủ bên ngoài cũng ít hơn. Điều đó giúp duy trì sự phân tách giữa các khu vực khác nhau, làm khó cho ngọn lửa lan từ khu vực này sang khu vực khác trong toàn bộ tòa nhà.

Ngưỡng Nhiệt Độ Tới Hạn và Phòng Ngừa Sập Kết Cấu

Thép bắt đầu mất độ bền kéo khi nhiệt độ tăng vượt mức khoảng 600 độ C, nhưng bạn không cần lo lắng về hiện tượng sập ngay lập tức vì điểm nóng chảy của thép cao hơn nhiều, trên 1370 độ C. Hơn nữa, cấu trúc ổn định của kim loại này có nghĩa là nó sẽ không tự nhiên đổ sụp hay vỡ vụn như một số vật liệu khác. Khoảng thời gian đệm tích hợp này thực tế có lợi cho chúng ta, vì nó cho phép các biện pháp bảo vệ cháy thụ động phát huy tác dụng trước khi tình hình trở nên nghiêm trọng. Việc duy trì kết cấu công trình nguyên vẹn cho đến khi đạt tới các giới hạn nhiệt độ nguy hiểm này giúp các tòa nhà đáp ứng các yêu cầu theo tiêu chuẩn ASTM E119. Và việc tuân thủ các tiêu chuẩn này không chỉ là thủ tục hành chính — nó trực tiếp góp phần tạo điều kiện an toàn hơn cho những người bên trong công trình khi xảy ra cháy, như đã được chứng minh nhiều lần thông qua các kịch bản thử nghiệm thực tế.

Hệ Thống Bảo Vệ Cháy Thụ Động Cho Các Công Trình Công Nghiệp Bằng Kim Loại

Lớp phủ trương nở và Vật liệu chống cháy phun (SFRM)

Khi tiếp xúc với nhiệt, lớp phủ trương nở có thể phồng lên tới năm mươi lần độ dày ban đầu của chúng, tạo thành lớp than bảo vệ này thực sự giúp làm chậm tốc độ tăng nhiệt độ của thép đồng thời giữ cho kết cấu công trình còn nguyên vẹn. Phương án khác là vật liệu chống cháy được phun áp dụng, thường được gọi là SFRM. Những vật liệu này có hai loại chính: loại làm từ xi măng và loại chứa sợi khoáng. Chúng cần được phun với độ dày khoảng 15 đến 30 milimét để tạo thành lớp bảo vệ nhiệt tốt trên các bề mặt thép. Điều làm nên giá trị của các giải pháp này là cả hai đều cung cấp xếp hạng chịu lửa kéo dài tới bốn giờ liên tục. Hơn nữa, chúng hoạt động hiệu quả ngay cả trên những hình dạng và góc cạnh phức tạp mà các phương pháp truyền thống có thể thất bại. Và do không yêu cầu nguồn điện để vận hành, các hệ thống thụ động này đặc biệt an toàn khi lắp đặt ở những khu vực có nguy cơ về điện hoặc có nhiều vật liệu dễ cháy xung quanh.

Cách nhiệt chống cháy, ốp tường không cháy và các thanh ngăn khoang

Cách nhiệt bằng len khoáng, loại vật liệu nóng chảy ở nhiệt độ trên 1.000 độ C, mang lại khả năng bảo vệ chống cháy tuyệt vời cho kết cấu tường và mái. Khi kết hợp với các vật liệu chống cháy như các tấm composite nhôm có lõi khoáng, sẽ tạo thành các cấu kiện công trình có khả năng chịu lửa từ 60 đến 120 phút. Những thanh ngăn khoang này được lắp vào các khu vực ẩn giữa tường, sàn và nơi các hệ thống kỹ thuật xuyên qua kết cấu, nhằm ngăn khói và ngọn lửa lan rộng. Việc bố trí đúng vị trí xung quanh các điểm nối kết cấu chính giúp tạo thành các khoang chống cháy, giam giữ ngọn lửa tại nơi khởi phát — một yêu cầu bắt buộc theo các quy chuẩn xây dựng như ASTM E119 để đảm bảo tiêu chuẩn an toàn. Vị trí lắp đặt đúng đóng vai trò quyết định đến khả năng chịu đựng của công trình trong trường hợp xảy ra hỏa hoạn.

Các cấu kiện tích hợp chống cháy trong nhà xưởng kim loại công nghiệp

Các cấu kiện mái, tường và cửa mở đáp ứng tiêu chuẩn ASTM E119 và UL 263

Các bộ phận tích hợp chống cháy kết hợp mái, tường và các ô cửa thành các hệ thống đồng bộ được thiết kế để ngăn chặn sự lan truyền của lửa trong các công trình công nghiệp bằng kim loại. Được chứng nhận theo tiêu chuẩn ASTM E119 và UL 263 — các tiêu chuẩn quốc tế được công nhận về thử nghiệm chịu lửa — những bộ phận này được đánh giá dựa trên ba tiêu chí hiệu suất dưới điều kiện phơi nhiễm lửa kiểm soát:

• Độ ổn định của cấu trúc (khả năng chống sập đổ)
• Tính toàn vẹn (chứa lửa và khí nóng)
• Cách nhiệt (hạn chế truyền nhiệt tới các bề mặt không bị tác động trực tiếp)

Các xếp hạng chống cháy có thể kéo dài từ nửa giờ đến ba giờ đồng hồ, và điều này thực sự phụ thuộc vào cách bố trí được thiết kế như thế nào cũng như việc mọi thành phần có được kết nối đúng cách hay không. Phần lớn các bức tường ngày nay đi kèm với lớp cách nhiệt bằng bông khoáng được nhồi bên trong, cùng với các gioăng giãn nở đặc biệt xung quanh bất kỳ lỗ hổng hay khe mở nào. Cửa ra vào và cửa sổ đạt tiêu chuẩn an toàn cháy nổ thường được trang bị các đệm kín dạng cao su có khả năng giãn nở khi bị đốt nóng. Việc lắp đặt tất cả các bộ phận một cách liên tục cũng rất quan trọng, bởi vì nếu tồn tại bất kỳ khe hở nào, toàn bộ hệ thống sẽ thất bại trong việc ngăn chặn ngọn lửa. Đó là lý do tại sao nhiều nhà sản xuất gửi sản phẩm của họ đi kiểm tra bởi bên thứ ba. Các bài kiểm tra này mô phỏng tình huống cháy thực tế để đánh giá xem vật liệu có đủ khả năng chịu đựng dưới áp lực hay không. Kết quả rất quan trọng vì chúng quyết định thời gian thực tế mà con người có để thoát thân an toàn trước khi các cấu trúc bắt đầu sụp đổ.

Tuân thủ, Chứng nhận và Kiểm chứng Hiệu suất Thực tế

Các tòa nhà bằng kim loại được sử dụng trong môi trường công nghiệp cần đáp ứng các yêu cầu an toàn cháy nổ nhất định như tiêu chuẩn ASTM E119 và UL 263. Những tiêu chuẩn này về cơ bản kiểm tra mức độ chịu đựng của tường, mái và các bộ phận khác của công trình trước đám cháy khi được kiểm định bởi các phòng thí nghiệm độc lập. Quy trình chứng nhận xem xét các yếu tố như thời gian mà kết cấu có thể chịu tải trọng trong điều kiện cháy và khả năng ngăn chặn ngọn lửa lan rộng dưới điều kiện đốt cháy được kiểm soát. Các tòa nhà tuân thủ các phương pháp bảo vệ chống cháy đã được chứng nhận thường gặp ít hơn khoảng 70-75% sự cố liên quan đến cháy nổ theo các báo cáo trong ngành. Điều này hoàn toàn hợp lý vì việc chống cháy hiệu quả giúp giảm thiểu nguy cơ kiện tụng, gián đoạn sản xuất, đồng thời đảm bảo an toàn cho người lao động và bảo vệ thiết bị giá trị đối với các doanh nghiệp phụ thuộc vào hoạt động liên tục.

Các câu hỏi thường gặp

Tại sao thép được ưu tiên sử dụng cho các tòa nhà công nghiệp chịu lửa?

Thép không cháy và dẫn nhiệt chậm hơn các vật liệu như gỗ hoặc bê tông, giúp duy trì độ bền cấu trúc lâu hơn trong đám cháy, tạo thêm thời gian sơ tán và giảm thiểu thiệt hại.

Lớp phủ nở phồng là gì?

Các lớp phủ này sẽ nở ra khi tiếp xúc với nhiệt, tạo thành một lớp bảo vệ làm chậm quá trình tăng nhiệt độ của thép, góp phần duy trì độ bền cấu trúc trong trường hợp hỏa hoạn.

Các cụm kết cấu chống cháy tích hợp hoạt động như thế nào?

Chúng kết hợp các bộ phận cấu trúc như mái, tường và cửa mở để ngăn lửa lan rộng, và được kiểm tra về độ ổn định, độ kín khít và cách nhiệt theo các tiêu chuẩn như ASTM E119.