عندما يشتعل الحريق في المبنى، غالباً ما يسبب عواقب كارثية في غضون دقائق. الانتشار السريع للشعلات والحرارة والدخان السام هو السبب الرئيسي للضحايا والأضرار المادية.حماية من الحريق السلبية، باعتبارها "خط الدفاع الأول" لسلامة المبنى، تحد تلقائيًا من انتشار النار، وتبقي طرق الهروب مفتوحة،ويحمي سلامة البناء من خلال تصميم الموادالمكونات والأنظمة دون تدخل بشري أو كهربائي.

على عكس أنظمة الحماية من الحرائق النشطة (مثل الرش الآلي وأجهزة كشف الدخان وأجهزة إطفاء الحرائق) ، يعتمد الحماية من الحرائق السلبية على الخصائص المتأصلة للمبنى نفسه ،مع المواد المقاومة للحريق كونها العنصر الأكثر أهميةيجب أن تبقى هذه المواد غير قابلة للاشتعال، غير قابلة للتفكك، وغير موصلة تحت درجات حرارة متطرفة، مما يوفر للمشردين نافذة هروب من 30 دقيقة إلى عدة ساعات،تشتري وقت ثمين لإنقاذ الحريق.

لضمان الأداء الفعلي للمواد المقاومة للحريق ، يجب التحقق منها من خلال أنظمة الاختبار والتصنيف الموحدة المعترف بها دولياً.المعايير الأوروبية سلسلة EN 13501، EN 1363-1 ، و ISO 834-1 ، جنبا إلى جنب مع المعايير الأمريكية ASTM E119 و UL 263 ، والمعيار البريطاني BS 476 ، والمعيار الياباني JIS A 1304 ،تشكل مجتمعة الإطار العالمي لتقييم المواد المقاومة للحريقتعتمد هذه المعايير إلى حد كبير على أفران مقاومة للحريق المتخصصة لمحاكاة ملفات تعريف درجة حرارة الحريق الحقيقية ، وبالتالي قياس رد فعل المادة على النار ومقاومة الحريق.

ستقدم هذه المقالة بشكل منهجي دور المواد الحارقة في الحماية من الحريق السلبية، وأنواعها الرئيسية، ومعايير الاختبار والتصنيف الرئيسية،مقارنة بين المعايير العالمية الرئيسية، الحالات العملية، والاتجاهات المستقبلية، وتوفير مرجع شامل للمهندسين المعماريين والمهندسين، ومصنعي المواد، والمهنيين في مجال السلامة من الحرائق.

المبادئ الأساسية لحماية الحريق السلبية والدور المزدوج للمواد الحارقة

الهدف الرئيسي من الحماية من الحريق السلبي هو تحقيق "ثلاثة عناصر تحكم"من خلال الحجرة النارية، والحماية الهيكلية، والسيطرة على الدخان:

1.تحكم في انتشار اللهب والحرارة

2الحفاظ على سلامة و القدرة على تحمل حمولة مكونات المباني

3.منع الدخان السام من دخول طرق الهروب والمناطق المجاورة

(الشكل 1: مخطط رسميا لنظام الحجب من الحريق السلبي، مما يوضح كيف أن المكونات مثل جدران الحماية، أبواب الحماية، أغطية اختراق الجدران،و المكابح المقاومة للحريق تعمل معا للحد من انتشار النار والدخان)

المواد الحارقة تلعب "مفتاحين" الأدوار هنا:

1رد الفعل على الحريق: تقييم ما إذا كانت المادة قابلة للإشتعال بسهولة في المراحل الأولى من الحريق، ما إذا كانت تساهم في انتشار الحريق،وما إذا كان ينتج كميات كبيرة من الدخان أو قطرات المنصهروتشمل معايير التصنيف النموذجية EN 13501-1 (أعلى درجة غير قابلة للاشتعال A1 → F قابلة للاشتعال الشديد) ، ASTM E84 (مؤشر انتشار اللهب ومؤشر تطور الدخان) ، BS 476 الجزء 7 ، إلخ.المواد ذات رد الفعل المنخفض للحريق (مثل الدرجة A1) يمكن أن تبطئ بشكل ملحوظ التطور المبكر للحريق.

2المقاومة للحريق: فحص المدة التي يمكن للمادة أو المكون فيها الحفاظ على قدرتها على تحمل الحمل (R) ، والنزاهة (E ، منع اختراق اللهب) ، والعزل (I ،الحد من ارتفاع درجة الحرارة على الجانب غير المعرض) في ظل ظروف نارية قياسيةالتصنيفات الشائعة تشمل EN 13501-2 (EI / REI + دقائق، على سبيل المثال، EI 60 يشير إلى السلامة والعزل المحافظة لمدة 60 دقيقة) ، ASTM E119/UL 263 (الساعات) و BS 476 الجزء 20-24

فقط المواد التي تمتلك رد الفعل الممتاز للنار ومقاومة عالية للنار يمكن أن تصبح جزءا موثوقا حقا من أنظمة الحماية من الحريق السلبية.

معايير الاختبار ومعدات الاختبار وأنظمة تصنيف المواد الحارقة

يعتمد التحقق من أداء المواد المقاومة للحريق على اختبارات محاكاة الحريق الموحدة. وتشمل طرق الاختبار الرئيسية:

ISO 834-1 / EN 1363-1: منحنى حريق السليلوز القياسي (درجة حرارة الغرفة → 945 درجة مئوية و 60 دقيقة → ما يقرب من 1100 درجة مئوية و 180 دقيقة) ، يستخدم لاختبار مقاومة الحريق للجدران والأبواب والحزم والأعمدة والأختام وما إلى ذلك.

ASTM E119 / UL 263: المعايير الأمريكية ، مع منحنيات مشابهة لـ ISO 834 ، ولكن معايير تطبيق الحمل وفشل مختلفة قليلاً.

UL 1709: منحنى حريق الهيدروكربون (ارتفاع سريع للغاية في درجة الحرارة ، يصل إلى 1100 درجة مئوية في غضون 5 دقائق فقط) ، يستخدم عادة في سيناريوهات عالية المخاطر مثل محطات البتروكيماويات والأنفاق.

سلسلة BS 476: المعايير البريطانية التقليدية ، والتي تم استبدالها الآن إلى حد كبير بمعايير EN ، ولكنها لا تزال تستخدم على نطاق واسع في دول الكومنولث وأجزاء من آسيا.

(الشكل 2: الفرن الرأسي لمقاومة الحريق)

(الشكل 3: الفرن الأفقي لمقاومة الحريق)

سلسلة EN 13501 هي المعيار الأساسي لتصنيف مقاومة الحريق لمنتجات البناء الأوروبية:

EN 13501-1: تصنيف الاستجابة للحريق، يتناول مساهمة المواد في انتشار الحريق الأولي. يعتمد التصنيف على مجموعة من أساليب الاختبار، بما في ذلك:

EN ISO 1182 (اختبار عدم الاحتراق، المستوى A1/A2)

(الشكل 4: فرن اختبار عدم الاحتراق حسب المعيار ISO 1182)

EN ISO 1716 (اختبار القيمة الحرارية الإجمالية، المستوى A1/A2)

(الشكل 5: مقياس حرارة القنبلة ISO 1716)

معيار EN 13823 (اختبار البيولوجيا الصغيرة (SBI) ، المستوى A2-D)

(الشكل 6: ISO 13823 SBI)

معيار EN ISO 11925-2 (اختبار الإشعال عند الإدخال الصغير، تحت مستوى E)

(الشكل 7: إصدار ISO 11925 اختبار مصدر نيران واحد)

EN ISO 9239-1 (اختبار الحرارة الإشعاعية للأرضية ، للأرضيات فقط)

(الشكل 8: اختبار لوحة الإشعاع الأرضية ISO 9239)

إيزو 5660-1 (اختبار مكافئ الحرارة، لبيانات إطلاق الحرارة وإنتاج الدخان للمنتجات ذات المستوى B-D، هو أحد طرق الاختبار المساعدة لفئات B-D في معيار EN 13501-1.)

(الشكل 9: مقياس الحرارة القرنية ISO 5660)

فيما يلي أنواع المواد الحارقة الشائعة وأدائها بموجب المعايير الرئيسية:

(الشكل 10: جدول أنواع ومعايير الاختبار وأنظمة التصنيف للمواد الحارقة)

(الشكل 11: مخطط مخطط لمبدأ عمل الطلاء المقاوم للنيران المتدفق - عند تعرضه للنار ، يتوسع الطلاء بسرعة لتشكيل طبقة مكثفة مكربونية ،عزل الحرارة بشكل فعال وحماية هيكل الصلب)

في الاختبار الفعلي، هذه المواد تحتاج عادة إلى تلبية كل من مقاومة الحريق ومطالب مكافحة الحرائق، والحصول على الوصول إلى السوق من خلال الشهادات من طرف ثالث (مثل علامة CE،شهادة UL، Intertek ، Applus + ، الخ).