هنگامی که یک ساختمان آتش می گیرد، اغلب در عرض چند دقیقه عواقب فاجعه بار ایجاد می کند. گسترش سریع شعله ها، گرما و دود های سمی، علت اصلی تلفات و آسیب های مالی است.حفاظت از آتش غیر فعال، به عنوان "خط اول دفاع" برای ایمنی ساختمان، به طور خودکار گسترش آتش را محدود می کند، راه های فرار را بدون مانع نگه می دارد،و از تمامیت ساختاری ساختمان از طریق طراحی مواد محافظت می کند، قطعات و سیستم ها، بدون دخالت انسان یا الکتریکی.

برخلاف سیستم های محافظت از آتش فعال (مانند اسپریکرهای اتوماتیک، آشکارسازان دود و دستگاه های آتش نشانی) ، حفاظت از آتش غیرفعال بر ویژگی های ذاتی ساختمان خود تکیه می کند.با مواد مقاوم در برابر آتش به عنوان مهمترین عنصراین مواد باید غیر قابل احتراق، غیر قابل تجزیه و غیر رسانا در دمای شدید باقی بمانند، و مسافران را با پنجره فرار 30 دقیقه تا چند ساعت فراهم کنند.خرید زمان ارزشمند برای نجات آتش.

برای اطمینان از عملکرد واقعی مواد مقاوم در برابر آتش، آنها باید از طریق سیستم های تست و طبقه بندی استاندارد شناخته شده بین المللی تأیید شوند.استاندارد های اروپایی EN 13501، EN 1363-1 و ISO 834-1، همراه با استانداردهای آمریکایی ASTM E119 و UL 263، استاندارد انگلیسی BS 476 و استاندارد ژاپنی JIS A 1304،به طور کلی چارچوب جهانی برای ارزیابی مواد آتش شکن را تشکیل می دهنداین استانداردها تا حد زیادی به کوره های خاص مقاوم در برابر آتش برای شبیه سازی پروفایل های دمای آتش واقعی تکیه می کنند و در نتیجه واکنش مواد به آتش و مقاومت در برابر آتش را اندازه گیری می کنند.

این مقاله به طور سیستماتیک نقش مواد آتش شکن را در حفاظت از آتش غیرفعال، انواع اصلی آنها، تست های کلیدی و استانداردهای طبقه بندی معرفی می کند.یک مقایسه از استانداردهای بزرگ جهانی، موارد عملی و روند آینده، ارائه مرجع جامع برای معماران، مهندسان، تولید کنندگان مواد و متخصصان ایمنی آتش.

اصول اساسی حفاظت از آتش و نقش دوگانه مواد آتش شکن

هدف اصلی حفاظت از آتش غیرفعال این است که "سه کنترل"از طریق محوطه سازی آتش، حفاظت از ساختار و کنترل دود:

1کنترل گسترش شعله و گرما

2حفظ یکپارچگی و ظرفیت حمل اجزای ساختمان

3جلوگیری از ورود دود های سمی به مسیرهای فرار و مناطق مجاور

(شکل 1: نمودار طرحی از یک سیستم بخش آتش غیرفعال، نشان می دهد که چگونه اجزای مانند دیوارهای آتش، درب های آتش، مهر های نفوذ دیوار،و خنک کننده های ضد آتش با هم کار می کنند تا گسترش آتش و دود را محدود کنند)

مواد شعله کش بازی می کنند "دو تا کلید" نقش هاي اينجا:

1واکنش به آتش: ارزیابی اینکه آیا مواد در مراحل اولیه آتش به راحتی شعله می خورند، آیا به گسترش آتش کمک می کنند،و اینکه آیا مقدار زیادی دود یا قطرات ذوب شده تولید می کنداستانداردهای طبقه بندی معمول شامل EN 13501-1 (A1 بالاترین درجه غیر قابل احتراق → F بسیار قابل احتراق) ، ASTM E84 ( شاخص گسترش شعله و شاخص توسعه دود) ، BS 476 بخش 7 و غیره است.مواد با واکنش کم به آتش (مانند درجه A1) می توانند پیشرفت اولیه آتش را به طور قابل توجهی کند کنند.

2مقاومت در برابر آتش: بررسی مدت زمانی که یک ماده یا جزء می تواند ظرفیت تحمل بار (R) ، یکپارچگی (E، جلوگیری از نفوذ شعله) و عایق (I،محدود کردن افزایش دما در طرف غیرعرض شده) در شرایط آتش استانداردطبقه بندی های رایج شامل EN 13501-2 (EI / REI + دقیقه، به عنوان مثال، EI 60 نشان می دهد یکپارچگی و عایق بندی برای 60 دقیقه حفظ شده است) ، ASTM E119 / UL 263 (ساعت) و BS 476 قسمت 20-24 است.

تنها موادی که دارای واکنش عالی به آتش و مقاومت آتش بالا هستند می توانند واقعاً یک جزء قابل اعتماد از سیستم های محافظت آتشین منفعل باشند.

استانداردهای آزمایش، تجهیزات آزمایش و سیستم های طبقه بندی مواد آتش شکن

تأیید عملکرد مواد آتش شکن بر آزمایش های شبیه سازی آتش استاندارد است. روش های اصلی آزمایش عبارتند از:

ایزو 834-1 / EN 1363-1: منحنی آتش سلولز استاندارد (در دمای اتاق → 945 ° C و 60 دقیقه → تقریبا 1100 ° C و 180 دقیقه) ، برای آزمایش مقاومت آتش دیوارها، درب ها، براق ها، ستون ها، مهر و موم ها و غیره استفاده می شود.

ASTM E119 / UL 263: استانداردهای آمریکایی، با منحنی های مشابه با ISO 834، اما کمی متفاوت است.

UL 1709: منحنی آتش هیدروکربن (افزایش دمای بسیار سریع، رسیدن به 1100 ° C در عرض 5 دقیقه) ، معمولا در سناریوهای پرخطر مانند کارخانه های پتروشیمی و تونل ها استفاده می شود.

سری BS 476: استانداردهای سنتی بریتانیا، که اکنون تا حد زیادی توسط استانداردهای EN جایگزین شده اند، اما هنوز هم به طور گسترده ای در کشورهای مشترک المنافع و بخش هایی از آسیا استفاده می شود.

(شکل 2: کوره عمودی برای مقاومت در برابر آتش)

(شکل 3: کوره افقی برای مقاومت در برابر آتش)

سری EN 13501 استاندارد اصلی برای طبقه بندی مقاومت در برابر آتش محصولات ساختمانی اروپایی است:

EN 13501-1: طبقه بندی واکنش به آتش، با توجه به سهم مواد در گسترش اولیه آتش. این طبقه بندی بر اساس ترکیبی از روش های آزمایش است، از جمله:

EN ISO 1182 (بررسی عدم قابل احتراق، سطح A1/A2)

(شکل ۴: کوره آزمایش غیر قابل احتراق با استاندارد ISO 1182)

استاندارد EN ISO 1716 (بررسی کل ارزش حرارتی، سطح A1/A2)

(شکل ۵: کالری متر بمب ایزو ۱۷۱۶)

EN 13823 (بررسی زیست شناسی مصرف کوچک (SBI) ، سطح A2-D)

(شکل ۶: ISO 13823 SBI)

EN ISO 11925-2 (بررسی روشن شدن در مقدار کوچک، زیر سطح E)

(شکل ۷: آزمایش با یک منبع شعله ای استاندارد ISO 11925)

EN ISO 9239-1 (بررسی گرما تابشی کف، فقط برای کف)

(شکل ۸: آزمایش صفحه تابش کفپوش با استاندارد ایزو ۹۲۳۹)

ISO 5660-1 (بررسی کالری متر مخروط، برای داده های انتشار گرما و تولید دود محصولات سطح B-D، یکی از روش های آزمایشی کمکی برای دسته های B-D در استاندارد EN 13501-1 است.)

(شکل 9: کالری متر مخروط ISO 5660)

موارد زیر انواع متداول مواد آتش شکن و عملکرد آنها در استاندارد های اصلی هستند:

(شکل 10: جدول انواع، استانداردهای آزمایش و سیستم های طبقه بندی برای مواد آتش گیر)

(شکل ۱۱: نمودار طرحی از اصل کار پوشش ضد شعله ای در اثر شعله ور شدن - هنگامی که در معرض آتش قرار می گیرد، پوشش به سرعت گسترش می یابد تا یک لایه گازی ضخیم ایجاد کند.جداسازی موثر از گرما و حفاظت از ساختار فولادی)

در آزمایش های واقعی، این مواد معمولاً باید هم نیازهای مقاومت در برابر آتش و هم آتش سوزی را برآورده کنند و از طریق صدور گواهینامه های شخص ثالث (مانند علامت CE،گواهینامه UL، Intertek ، Applus + و غیره).