Một khi vụ cháy tòa nhà bùng phát thường gây ra hậu quả thảm khốc chỉ trong vòng vài phút. Sự lan truyền nhanh chóng của ngọn lửa, sức nóng và khói độc là nguyên nhân chính gây thương vong và thiệt hại tài sản. Phòng cháy chữa cháy thụ động, được coi là "tuyến phòng thủ đầu tiên" để đảm bảo an toàn cho tòa nhà, tự động hạn chế cháy lan, giữ cho các lối thoát hiểm không bị cản trở và bảo vệ tính toàn vẹn về cấu trúc của tòa nhà thông qua việc thiết kế vật liệu, thành phần và hệ thống mà không cần sự can thiệp của con người hoặc điện.
Không giống như các hệ thống phòng cháy chữa cháy chủ động (như vòi phun nước tự động, đầu báo khói và bình chữa cháy), phòng cháy chữa cháy thụ động phụ thuộc vào đặc điểm vốn có của tòa nhà, trong đó vật liệu chống cháy là yếu tố quan trọng nhất. Những vật liệu này phải không cháy, không phân hủy và không dẫn điện ở nhiệt độ khắc nghiệt, cung cấp cho người ở trong một cửa sổ thoát hiểm từ 30 phút đến vài giờ, giúp có được thời gian quý giá cho việc cứu hỏa.
Để đảm bảo hiệu suất thực tế của vật liệu chống cháy, chúng phải được xác minh thông qua hệ thống phân loại và thử nghiệm tiêu chuẩn hóa được quốc tế công nhận. Các tiêu chuẩn Châu Âu EN 13501, EN 1363-1 và ISO 834-1, cùng với các tiêu chuẩn Mỹ ASTM E119 và UL 263, tiêu chuẩn BS 476 của Anh và tiêu chuẩn JIS A 1304 của Nhật Bản, cùng nhau tạo thành khuôn khổ toàn cầu để đánh giá vật liệu chịu lửa. Các tiêu chuẩn này phần lớn dựa vào các lò nung chống cháy chuyên dụng để mô phỏng các đặc tính nhiệt độ cháy thực tế, từ đó định lượng phản ứng của vật liệu đối với lửa và khả năng chống cháy.
Bài viết này sẽ giới thiệu một cách có hệ thống vai trò của vật liệu chịu lửa trong phòng cháy chữa cháy thụ động, các loại chính, tiêu chuẩn kiểm tra và phân loại chính, so sánh các tiêu chuẩn chính toàn cầu, trường hợp thực tế và xu hướng trong tương lai, cung cấp tài liệu tham khảo toàn diện cho kiến trúc sư, kỹ sư, nhà sản xuất vật liệu và chuyên gia an toàn phòng cháy chữa cháy.
Mục tiêu cốt lõi của phòng cháy chữa cháy thụ động là đạt được "ba điều khiển"thông qua việc ngăn lửa, bảo vệ kết cấu và kiểm soát khói:
1. Kiểm soát sự lan truyền của ngọn lửa và nhiệt
2.Duy trì tính nguyên vẹn và khả năng chịu tải của các bộ phận công trình
3. Ngăn chặn khói độc xâm nhập vào lối thoát hiểm và khu vực lân cận
![trường hợp công ty mới nhất về [#aname#]](http://style.firetestequipment.com/images/load_icon.gif){kind=icon}
(Hình 1: Sơ đồ hệ thống ngăn cháy thụ động, minh họa cách các thành phần như tường lửa, cửa chống cháy, tấm đệm xuyên tường và bộ giảm chấn chống cháy phối hợp với nhau để hạn chế sự lan truyền của lửa và khói.)
Chơi vật liệu chịu lửa"hai chìa khóa" vai trò ở đây:
1.Phản ứng với lửa: Đánh giá xem vật liệu có dễ bắt lửa trong giai đoạn đầu của đám cháy hay không, liệu nó có góp phần làm ngọn lửa lan rộng hay không và liệu nó có tạo ra một lượng lớn khói hoặc các giọt nóng chảy hay không. Các tiêu chuẩn phân loại điển hình bao gồm EN 13501-1 (Cấp không cháy cao nhất A1 → F rất dễ cháy), ASTM E84 (Chỉ số lan truyền ngọn lửa và Chỉ số phát triển khói), BS 476 Phần 7, v.v. Các vật liệu có phản ứng thấp với lửa (chẳng hạn như cấp A1) có thể làm chậm đáng kể sự phát triển ban đầu của đám cháy.
2. Khả năng chống cháy: Kiểm tra xem một vật liệu hoặc thành phần có thể duy trì khả năng chịu tải (R), tính toàn vẹn (E, ngăn chặn sự xâm nhập của ngọn lửa) và khả năng cách nhiệt (I, hạn chế sự gia tăng nhiệt độ ở phía không tiếp xúc) trong điều kiện cháy tiêu chuẩn trong bao lâu. Các phân loại phổ biến bao gồm EN 13501-2 (EI/REI + phút, ví dụ: EI 60 biểu thị tính toàn vẹn và cách nhiệt được duy trì trong 60 phút), ASTM E119/UL 263 (giờ) và BS 476 Phần 20-24.
Chỉ những vật liệu vừa có khả năng phản ứng cháy tuyệt vời vừa có khả năng chống cháy cao mới thực sự trở thành thành phần đáng tin cậy của hệ thống phòng cháy chữa cháy thụ động.
Việc xác minh hiệu suất của vật liệu chịu lửa dựa trên các thử nghiệm mô phỏng lửa được tiêu chuẩn hóa. Các phương pháp thử nghiệm chính thống bao gồm:
ISO 834-1/EN 1363-1: Đường cong cháy cellulose tiêu chuẩn (nhiệt độ phòng → 945°C & 60 phút → khoảng 1100°C & 180 phút), dùng để kiểm tra khả năng chống cháy của tường, cửa, dầm, cột, đệm kín, v.v.
ASTM E119 / UL 263: Tiêu chuẩn Mỹ, với các đường cong tương tự ISO 834, nhưng ứng dụng tải trọng và tiêu chí hư hỏng hơi khác một chút.
UL 1709: Đường cong cháy hydrocarbon (nhiệt độ tăng cực nhanh, đạt 1100°C chỉ trong 5 phút), thường được sử dụng trong các tình huống có rủi ro cao như nhà máy hóa dầu và đường hầm.
Dòng BS 476: Các tiêu chuẩn truyền thống của Anh, hiện nay phần lớn đã được thay thế bởi các tiêu chuẩn EN, nhưng vẫn được sử dụng rộng rãi ở các quốc gia Khối thịnh vượng chung và một số khu vực ở Châu Á.
(Hình 2: Lò đứng chống cháy)
(Hình 3: Lò ngang chống cháy)
Bộ EN 13501 là tiêu chuẩn cốt lõi để phân loại khả năng chống cháy của sản phẩm xây dựng Châu Âu:
EN 13501-1: Phân loại khả năng chống cháy, giải quyết sự góp phần của vật liệu vào sự lan rộng ban đầu của đám cháy. Việc phân loại dựa trên sự kết hợp của các phương pháp thử nghiệm, bao gồm:
EN ISO 1182 (Thử nghiệm không cháy, cấp độ A1/A2)
(Hình 4: Lò thử nghiệm không cháy ISO 1182)
EN ISO 1716 (Thử nghiệm nhiệt trị tổng, mức A1/A2)
(Hình 5: Nhiệt kế bom ISO 1716)
EN 13823 (Bài kiểm tra Sinh học Lượng nhỏ (SBI), cấp độ A2-D)
(Hình 6: ISO 13823 SBI)
EN ISO 11925-2 (Thử nghiệm đánh lửa lượng nhỏ, dưới mức E)
(Hình 7: Thử nghiệm nguồn ngọn lửa đơn ISO 11925)
EN ISO 9239-1 (Thử nghiệm nhiệt bức xạ sàn, chỉ dành cho sàn)
(Hình 8: Thử nghiệm tấm bức xạ sàn ISO 9239)
ISO 5660-1 (Thử nghiệm nhiệt lượng kế hình nón, dành cho dữ liệu sinh nhiệt và tạo khói của các sản phẩm cấp BD, là một trong những phương pháp thử nghiệm phụ trợ cho các loại BD trong EN 13501-1.)
(Hình 9: Nhiệt lượng kế hình nón ISO 5660)
Sau đây là các loại vật liệu chịu lửa phổ biến và hiệu suất của chúng theo các tiêu chuẩn chính:
(Hình 10: Bảng chủng loại, tiêu chuẩn thử nghiệm và hệ thống phân loại vật liệu chịu lửa)
(Hình 11: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của lớp phủ chống cháy - khi tiếp xúc với lửa, lớp phủ nở ra nhanh chóng tạo thành lớp cacbon hóa dày, cách nhiệt hiệu quả và bảo vệ kết cấu thép.)
Trong thử nghiệm thực tế, những vật liệu này thường cần phải đáp ứng cả yêu cầu về khả năng chống cháy và chữa cháy, đồng thời được tiếp cận thị trường thông qua chứng nhận của bên thứ ba (như dấu CE, chứng nhận UL, Intertek, Applus+, v.v.).
