مقاوم سازی سازه­ های فولادی در برابر حریق و پوشش های ضد حریق سازه فولادی به عنوان یکی از ارکان ایمنی ساختمان­ها در برابر آتش از چند منظر قابل بررسی است، به عبارتی، در صورت وقوع آتش سوزی در یک ساختمان، امکان خروج ساکنین در درجه اول حایز اهمیت است  و پس از می­بایستی امکان امدادرسانی توسط نیروهای آتش نشانی و اکیپ امداد و نجات فراهم شود و در نهایت، پایداری ساختمان به عنوان سرمایه ملی می­بایستی حفظ شود.

مقاوم سازی سازه­ها در برابر آتش یکی از مقوله­های مهم در صنعت ساختمان می­باشد. این امر در کنار تامین سیستم­های اعلام و اطفا حریق می­تواند تضمین­کننده ایمنی ساختمان باشد. در صورتیکه سیستم­های اطفا به هر دلیل، توانایی خود را در خاموش نمودن آتش از دست داده باشد، سازه مقاوم سازی شده پایداری خود را برای تامین زمان امداد رسانی حفظ خواهد نمود، بدین صورت که نیروهای امداد رسانی زمان کافی برای خروج افرادی که در محاصره آتش قرار دارند را فراهن سازند تا پیش از فروریزی ساختمان، امکان خاموش نمودن حریق فراهم گردد.

شناسایی انواع حریق

حریق در اقع یک واکنش اکسیداسون گرمازا است که گرمای حاصل از این آزادسازی به صورت حریق مشهود است. حریق از نظر نوع مواد سوختی به به دو دسته مجزا تقسیم می­شود:

• حریق سلولزی (Cellulosic Fire)

این حریق ناشی از سوخت مواد سلولزی نظیر چوب، کاغد، الوار و… می­باشد. ویژگی اصلی این حریق، رسیدن دما در مدت کمتر از 10 دقیقه به حدود 600 درجه سانتی­گراد است.

• حریق هیدروکربنی (Hydrocarbon Fire)

حریق هیدروکربنی یکی از خطرناک­ترین گونه­ی حریق است. این حریق ناشی از سوخت­های هیدروکربنی و ترکیبات شیمیایی می­باشمد که عموما در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی رخ می­دهد. شاخصه اصلی این نوع حریق، افزایش سریع دما است  به صورتی که دما در مدت کمتر از 10 دقیقه به بیش از 1000 درجه سانتی­گراد می­رسد.

تفاوت اصلی بین این دو حریق، زمان رسیدن به ماکزیمم دماست. حریق هیدروکربنی در حدود 8 دقیقه به دمای 900 درحه سانتی­گراد می رسد. در حالی که در حریق سلولزی، در حدود 60 دقیقه طول می­کشد تا به دمای مشابه برسد.

لزوم ضدحریق نمودن سازه­ های فولادی

الف) سازه فلزی:

وقتی سازه فولادی در معرض حریق قرار می­گیرد، بسته به سطح و حجم فولاد، ظرف مدت 15-5 دقیقه دمای فولاد به 470-500 درجه سانتی­گراد می­رسد. در این دما تقریبا فولاد نیمی از مقاومت خمشی خود را از دست می­دهد. بسته به نوع کاربری و میزان بار بر روی سازه، به طور کلی می­توان گفت که ستون­های باربر در 550 درجه سانتی­گراد  و تیرهای باربر در 620 درجه در دمای بحرانی خود قرار می­گیرند و در صورت رسیدن هریک به این محدوده دمایی، قابلیت تحمل بار خود را به طور کامل از دست می­دهند و سازه فرو خواهد ریخت.

ب) سازه بتنی:

در این سازه­ها مقاومت مکانیکی بتن در مقابل حرارت پسس از دمای 200 درجه سانتی­گراد به شدت کاهش می­یابد و و با افزایش دما تا حدود 500 درجه این مقاومت تا حدود 50% کاهشمی­یابد. همچنین بر اثر تخریب آب متبلور موجود در بتن، بتن متلاشی خواهد.

سیستم­های مقاوم در برابر حریق در سازه فولادی

محافظت در مقابل حریق شامل سیستم­های طراحی­شده پیچیده­ای است که هدف نهایی آن جلوگیری از احتمال تماس مستقیم آتش با قسمت­های سازه­ای بنا، سازه و… می­باشد.

دو تعریف مجزا جهت مقابله با آتش بیان شده است:

• سیستم­های فعال (Active Fire Protection or AFP)

این سیستم­ها به هنگام حریق در اثر دود، حرارت یا نور ناشی از آتش فعال شده و اخطار می­دهند. اما این سیستم­ها به تنهایی قابلیت مقابله با حریق را ندارند.

• سیستم­های غیرفعال (Passive Fire Protection or PFP)

از این سیستم­ها جهت محافظت از سازه­های فلزی و بتنی استفاده می­شود. با اعمال این سیستم، رسیدن دمای سازه به دمای خم شدن و ریزش فولاد با متلاشی شدن شدن ساختار بتن را تا مدت خاصی به تاخیر می­اندازد.

انواع پوشش­های ضدحریق سازه فولادی

• پوشش­هاای پاششی معدنی (Spray Fire Resistive Materials or SFRM)

این پوشش­ها غالبا از مواد معدنی نسوز و سنگدانه­های سبک استفاده می­شوند. این پوشش­ها به دلیل مقاومت حرارتی بالا و ضریب رسانش گرمایی بسیار پایین، میزان انتقال حرارت را کاهش می­دهند. این مواد قادرند بسته به نوع کاربری سازه و نیاز پروژه در ضخامت­های مختلف اجرا شوند و تا حدود 4 ساعت از سازه در مقابل آتش محافظت کنند.

• رنگ­های منبسط­شونده (Intumescent Coating)

این رنگ­ها جهت محافظت از بخش­های نمایان سازه فلزی در برابر آتش به کار می­رود. در هنگام آتش سوزی، با افزایش دما، در سطح این رنگ­ها واکنش شیمیایی رخ می­دهد و رنگ منبسط شده به شکل لایه­ای عایق در می­آید که بسته به صخامت طراحی می­شوند.

• پنل­های مقاوم در برابر آتش( Fire Protection Boards)

از این سیستم می­توان جهت محاظت از سازه، داکت­ها، سقف­ها، کف­ها و دیوارها در برابر حریق استفاده نمود. این پانل­ها بسته به کاربرد و نیاز پروژه در ضخامت­های مختلف ارایه می­شوند.

 پوشش ضدحریق I.A.G

پوشش­های ضدحریق معدنی شرکت I.A.G برپایه سبکدانه­های ورمیکولیت و پرلیت است و براساس دانسیته و پایه بایندر استفاده شده در آن به دو محصول متفاوت، پایه گچی و پایه سیمانی تقسیم می­شود.

مزایای پوشش­های پاششی معدنی:

این پوشش­ها برپایه مواد معدنی نسوز و سنگدانه­های سبک مانند ورمیکولیت و پرلیت  می­باشند که در برابر حریق­های هیدروکربنی قابلیت مقاومت تا دمای 1200 درجه سانتی­گراد به مدت 240 دقیقه را دارد.

همچنین این پوشش­ها در مقابل شوک اولیه ناشی از انفجار یا شوک حرارتی ناشی از حریق هیدروکربنی نیز مقاومت می­نماید.

از دیگر مزایای این پوشش­ها:

• دانسیته (چگالی) کم و کاهش بار مرده سازه
• مقاومت جوی و رطوبتی بالا
• مقاومت بالا در عدم گسترش آتش به سطح فولاد
• عدم اشتعال پذیری
• مقاومت بالا در مقابل رشد ترک و خردشدگی
• عدم تولید گاز سمی و دود
• کاهش هزینه
• پایداری خواص در اثر گذشت زمان
• ضخامت کمتر
• مقاومت خوردگی بالا
• عدم استفاده از آزبست در ترکیبات آن
• سهولت اجرا

انواع پوشش­های پاششی معدنی( SFRM):

الف) پایه گچی:

پوشش­های ضدحریق برپایه گچی به دلیل چگالی کمتر، سبک­تر بوده و برای طبقات بالاتر ساختمان مناسب می­باشند. همچنین این پوشش­ها مخصوص قسمت­های داخلی ساختمان بوده و استفاده از آن­ها برای سازه­های خارجی پیشنهاد نمی­شود.

ب) پایه سیمانی:

این نوع پوشش­ها چگالی (دانسیته) بالاتری دارند ولی باز هم در مقایسه با ملات­های پاشش شن وماسه سبک­تر هستند و ضخامت اجرای پایین­تری دارند. همچنین برای سازه­های فلزی و بتنی داخلی و خارجی مناسب می باشد. همچنین به دلیل چگالی بالاتر ان  نسبت به پوشش­های پایه گچی، برای طبقات پایین­تر و زیرزمین مناسب می­باشد.

موارد کاربرد پوشش­های ضدحریق

• سازه­های فلزی
• ستون­ها
• تیرها
• پایه­ها

در صنعت ساختمان، پتروشیمی، نیروگاه­ها، کارخانه­ها، تونل­ها، راهروهای زیرزمینی، پوشش مخازن لوله­ها و کانال کولر و…

استانداردهای پوشش‌های مقاومدر برابر حریق

طراحی مقاوم سازی سازه­ها در برابر آتش بایستی مطابق طراحی ضخامت بدست آمده در تست آتش در آزمایشگاه معتبر حریق بر اساس یکی از استانداردهای بین­المللی زیر صورت یرد:

• ASTM E119
• UL 263
• BS476 PART20-21
• EN

و یا دارای جدول طراحی و گواهی­نامه فنی از سوی مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی باشد.

همچنین مبحث سوم مقررات ملی ساختمان به مبحث حفاظت از ساختمان­ها در مقابل حریق می­پردازد.

علاوه بر استانداردهای آتش٫ محصول ارایه شده می‌بایستی دارای استانداردهای پایه زیر باشد:

• دانسیتهASTM E-605
• مقاومت فشاریASTM E-761
• هوازدگیASTM E-859
• خوردگیASTM E-937
• چسبندگی در برابر ضربهASTM E-760
• تغییر شکل ASTM E-759
• سختیASTM C-569
• رشد قارچASTM G-21
• رفتار آتشگیری سطح ASTM E-84

ضخامت اجرا

حمل و نگهداری

تمامی موارد مورد مصرف جهت مقاوم­سازی در برابر حریق می­بایستی در حالت کیسههای اولیه باز نشده باشند و تا زمان آماده­سازی خشک نگه داشته شوند. این محصولات در کارخانه به صورت خشک و از پیش­اختلاط یافته بسته بندی شده و در محل پروژه با آب اختلاط یافته و اجرا می­شوند.

امتیاز ۰ از ۵ – ۰ رای

در حال ثبت رای