เมื่อเกิดเพลิงไหม้ในอาคาร มักจะทำให้เกิดภัยพิบัติตามมาภายในไม่กี่นาที การแพร่กระจายอย่างรวดเร็วของเปลวไฟ ความร้อน และควันพิษเป็นสาเหตุหลักของการบาดเจ็บล้มตายและทรัพย์สินเสียหาย การป้องกันอัคคีภัยเชิงรับในฐานะ "แนวป้องกันแรก" เพื่อความปลอดภัยของอาคาร จะจำกัดการแพร่กระจายของไฟโดยอัตโนมัติ ทำให้เส้นทางหลบหนีไม่มีสิ่งกีดขวาง และปกป้องความสมบูรณ์ของโครงสร้างของอาคารผ่านการออกแบบวัสดุ ส่วนประกอบ และระบบ โดยไม่มีการแทรกแซงของมนุษย์หรือไฟฟ้า
แตกต่างจากระบบป้องกันอัคคีภัยแบบแอคทีฟ (เช่น สปริงเกอร์อัตโนมัติ อุปกรณ์ตรวจจับควัน และถังดับเพลิง) การป้องกันอัคคีภัยแบบพาสซีฟอาศัยคุณลักษณะโดยธรรมชาติของตัวอาคาร โดยวัสดุทนไฟเป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่สุด วัสดุเหล่านี้จะต้องคงสภาพที่ไม่ติดไฟ ไม่สลายตัว และไม่นำไฟฟ้าภายใต้อุณหภูมิที่สูงมาก โดยจัดให้มีหน้าต่างหลบหนีเป็นเวลา 30 นาทีถึงหลายชั่วโมง ซึ่งเป็นการซื้อเวลาอันมีค่าสำหรับการกู้ภัยดับเพลิง
เพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพที่แท้จริงของวัสดุทนไฟ วัสดุเหล่านั้นจะต้องได้รับการตรวจสอบผ่านระบบการทดสอบและการจำแนกประเภทที่ได้มาตรฐานซึ่งเป็นที่ยอมรับในระดับสากล มาตรฐานยุโรปซีรีส์ EN 13501, EN 1363-1 และ ISO 834-1 พร้อมด้วยมาตรฐานอเมริกัน ASTM E119 และ UL 263, มาตรฐานอังกฤษ BS 476 และมาตรฐานญี่ปุ่น JIS A 1304 รวมกันเป็นกรอบการทำงานระดับโลกสำหรับการประเมินวัสดุทนไฟ มาตรฐานเหล่านี้ส่วนใหญ่อาศัยเตาทนไฟแบบพิเศษเพื่อจำลองโปรไฟล์อุณหภูมิไฟจริง จึงเป็นการวัดปริมาณปฏิกิริยาของวัสดุต่อการทนไฟและการทนไฟ
บทความนี้จะแนะนำบทบาทของวัสดุทนไฟในการป้องกันอัคคีภัยแบบพาสซีฟอย่างเป็นระบบ ประเภทหลัก มาตรฐานการทดสอบและการจำแนกประเภทที่สำคัญ การเปรียบเทียบมาตรฐานระดับโลกที่สำคัญ กรณีปฏิบัติ และแนวโน้มในอนาคต โดยให้ข้อมูลอ้างอิงที่ครอบคลุมสำหรับสถาปนิก วิศวกร ผู้ผลิตวัสดุ และผู้เชี่ยวชาญด้านความปลอดภัยจากอัคคีภัย
วัตถุประสงค์หลักของการป้องกันอัคคีภัยแบบพาสซีฟคือการบรรลุ "สามการควบคุม" ผ่านการกั้นไฟ การป้องกันโครงสร้าง และการควบคุมควัน:
1.ควบคุมการแพร่กระจายของเปลวไฟและความร้อน
2.รักษาความสมบูรณ์และความสามารถในการรับน้ำหนักของส่วนประกอบอาคาร
3.ป้องกันควันพิษเข้าสู่เส้นทางหลบหนีและพื้นที่ใกล้เคียง
![]()
(รูปที่ 1: แผนผังของระบบแบ่งแยกไฟแบบพาสซีฟ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าส่วนประกอบต่างๆ เช่น ไฟร์วอลล์ ประตูกันไฟ ซีลเจาะผนัง และแดมเปอร์กันไฟ ทำงานร่วมกันเพื่อจำกัดการแพร่กระจายของไฟและควันได้อย่างไร)
วัสดุทนไฟเล่น”สองกุญแจ" บทบาทที่นี่:
1.ปฏิกิริยาต่อไฟ: การประเมินว่าวัสดุติดไฟได้ง่ายในช่วงแรกของไฟ หรือไม่ มีส่วนทำให้ไฟลุกลาม และก่อให้เกิดควันหรือหยดหลอมเหลวจำนวนมากหรือไม่ มาตรฐานการจำแนกประเภทโดยทั่วไป ได้แก่ EN 13501-1 (เกรดไม่ติดไฟสูงสุด A1 → F ติดไฟสูง), ASTM E84 (ดัชนีการแพร่กระจายของเปลวไฟและดัชนีการพัฒนาควัน), BS 476 ส่วนที่ 7 ฯลฯ วัสดุที่มีปฏิกิริยาต่อไฟต่ำ (เช่น เกรด A1) อาจทำให้การเกิดเพลิงไหม้ในระยะแรกช้าลงได้อย่างมาก
2.ความต้านทานไฟ: ตรวจสอบว่าวัสดุหรือส่วนประกอบสามารถรักษาความสามารถในการรับน้ำหนัก (R) ความสมบูรณ์ (E ป้องกันการทะลุของเปลวไฟ) และฉนวน (I จำกัดการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิด้านที่ไม่ได้รับแสง) ได้นานแค่ไหนภายใต้สภาวะไฟมาตรฐาน การจำแนกประเภททั่วไป ได้แก่ EN 13501-2 (EI/REI + นาที เช่น EI 60 บ่งบอกถึงความสมบูรณ์และฉนวนที่คงอยู่เป็นเวลา 60 นาที), ASTM E119/UL 263 (ชั่วโมง) และ BS 476 Part 20-24
เฉพาะวัสดุที่มีทั้งปฏิกิริยาการเกิดไฟที่ดีเยี่ยมและความต้านทานไฟสูงเท่านั้นที่สามารถกลายเป็นส่วนประกอบที่เชื่อถือได้ของระบบป้องกันอัคคีภัยแบบพาสซีฟได้อย่างแท้จริง
การตรวจสอบประสิทธิภาพของวัสดุทนไฟขึ้นอยู่กับการทดสอบการจำลองไฟที่ได้มาตรฐาน วิธีการทดสอบทั่วไป ได้แก่ :
ISO 834-1 / EN 1363-1: เส้นโค้งไฟเซลลูโลสมาตรฐาน (อุณหภูมิห้อง → 945°C & 60 นาที → ประมาณ 1100°C & 180 นาที) ใช้เพื่อทดสอบการทนไฟของผนัง ประตู คาน เสา ซีล ฯลฯ
ASTM E119 / UL 263: มาตรฐานอเมริกัน มีเส้นโค้งคล้ายกับ ISO 834 แต่การใช้งานโหลดและเกณฑ์ความล้มเหลวแตกต่างกันเล็กน้อย
UL 1709: กราฟไฟไฮโดรคาร์บอน (อุณหภูมิเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วมาก ถึง 1100°C ในเวลาเพียง 5 นาที) ที่ใช้กันทั่วไปในสถานการณ์ที่มีความเสี่ยงสูง เช่น โรงงานปิโตรเคมีและอุโมงค์
ซีรีส์ BS 476: มาตรฐานอังกฤษแบบดั้งเดิม ปัจจุบันถูกแทนที่ด้วยมาตรฐาน EN เป็นส่วนใหญ่ แต่ยังคงใช้กันอย่างแพร่หลายในประเทศเครือจักรภพและบางส่วนของเอเชีย
![]()
(รูปที่ 2: เตาแนวตั้งเพื่อการทนไฟ)
![]()
(รูปที่ 3: เตาแนวนอนสำหรับทนไฟ)
ซีรีส์ EN 13501 เป็นมาตรฐานหลักสำหรับการจำแนกประเภทการทนไฟของผลิตภัณฑ์ก่อสร้างของยุโรป:
EN 13501-1: การจำแนกประเภทการตอบสนองต่ออัคคีภัย กล่าวถึงการมีส่วนร่วมของวัสดุต่อการแพร่กระจายของไฟเบื้องต้น การจำแนกประเภทขึ้นอยู่กับวิธีทดสอบร่วมกัน ได้แก่:
EN ISO 1182 (การทดสอบการไม่ติดไฟ ระดับ A1/A2)
![]()
(รูปที่ 4: เตาทดสอบการไม่ติดไฟ ISO 1182)
EN ISO 1716 (การทดสอบค่าความร้อนรวม ระดับ A1/A2)
![]()
(รูปที่ 5: เครื่องวัดปริมาณความร้อนระเบิด ISO 1716)
EN 13823 (การทดสอบชีววิทยาการบริโภคขนาดเล็ก (SBI) ระดับ A2-D)
![]()
(ภาพที่ 6: ISO 13823 SBI)
EN ISO 11925-2 (การทดสอบการจุดระเบิดไอดีขนาดเล็ก ต่ำกว่าระดับ E)
![]()
(ภาพที่ 7: การทดสอบแหล่งกำเนิดเปลวไฟเดี่ยว ISO 11925)
EN ISO 9239-1 (การทดสอบความร้อนจากการแผ่รังสีของพื้น สำหรับการปูพื้นเท่านั้น)
![]()
(ภาพที่ 8: การทดสอบแผงกระจายแสงพื้น ISO 9239)
ISO 5660-1 (การทดสอบ Cone Calorimeter สำหรับข้อมูลการปล่อยความร้อนและการผลิตควันของผลิตภัณฑ์ระดับ BD เป็นหนึ่งในวิธีทดสอบเสริมสำหรับหมวดหมู่ BD ใน EN 13501-1)
![]()
(ภาพที่ 9: เครื่องวัดความร้อนแบบกรวย ISO 5660)
ต่อไปนี้เป็นประเภทวัสดุทนไฟทั่วไปและประสิทธิภาพภายใต้มาตรฐานหลัก:
![]()
(ภาพที่ 10 ตารางประเภท มาตรฐานการทดสอบ และระบบการจำแนกประเภทวัสดุทนไฟ)