چگونه سازه‌های ال اس اف (LSF) را در برابر آتش مقاوم‌تر کنیم؟

مقاوم‌سازی سازه‌های فریم فولادی سبک (LSF) در برابر آتش، جنبه‌ای حیاتی از طراحی آن‌هاست؛ به‌ویژه با توجه به اینکه فولاد، با وجود غیرقابل احتراق بودن، در دماهای بالا (معمولاً بالای 500-600 درجه سانتی‌گراد) مقاومت قابل‌توجهی را از دست می‌دهد. هدف، فراهم کردن محافظت غیرفعال در برابر آتش است که فریم فولادی را عایق‌بندی کند، انتقال حرارت را به تأخیر بیندازد و یکپارچگی سازه‌ای را برای مدت زمان مشخصی حفظ کند تا به ساکنان اجازه تخلیه ایمن داده شود و آتش‌نشانان بتوانند آتش را مهار کنند.

در ادامه به روش‌هایی که سازه‌های  ال اس اف LSF را در برابر آتش مقاوم‌تر می‌کنند، می‌پردازیم:

صفحات سیمانی ( فایبر سمنت برد) و گچی مقاوم در برابر آتش (FR)

این روش رایج‌ترین و مؤثرترین شیوه برای دستیابی به مقاومت در برابر آتش در دیوارها، کف‌ها و سقف‌های LSF است.

نحوه عملکرد: صفحات سیمانی (فایبر سمنت برد) و گچی، به‌ویژه گچبرگ‌های FR

کاربرد: از چندین لایه گچبرگ و یا سمنت برد مقاوم در برابر آتش استفاده می‌شود. به‌عنوان مثال، یک لایه گچبرگ (FR) در طرف داخلی یک دیوار می‌تواند مقاومت 1 ساعته در برابر آتش را فراهم کند، در حالی که دو لایه می‌تواند به مقاومت 2 ساعت یا بیشتر دست یابد. رتبه‌بندی خاص به ضخامت، تعداد لایه‌ها و طراحی کلی مجموعه بستگی دارد.

مزایا: به‌طور گسترده در دسترس، نسبتاً ارزان، نصب آسان و ایجاد سطحی صاف .

عایق پشم سنگ یا پشم معدنی

این عایق در فضای خالی دیوارها، کف‌ها و سقف‌های LSF استفاده می‌شود.

نحوه عملکرد: پشم معدنی یک ماده غیرقابل احتراق و فیبری است که عایق حرارتی عالی را فراهم می‌کند. این ماده به‌عنوان یک مانع آتش عمل می‌کند و انتقال حرارت از طریق فضای خالی به اعضای فولادی در سمت محافظت‌شده از آتش را کُند می‌کند.

کاربرد: در داخل حفره‌های ستون‌های دیوار یا بین تیرچه‌های کف نصب می‌شود. همچنین به عملکرد صوتی کمک می‌کند.

مزایا: مقاومت حرارتی را افزایش می‌دهد، غیرقابل احتراق است، در دماهای بالا ذوب نمی‌شود و عملکرد صوتی را بهبود می‌بخشد.

پوشش‌های منبسط ‌شونده (رنگ‌های پفکی)

این‌ها رنگ‌های تخصصی هستند که مستقیماً روی اعضای فولادی اعمال می‌شوند.

نحوه عملکرد: هنگامی که در معرض حرارت قرار می‌گیرند، پوشش‌های منبسط‌شونده به‌طور قابل‌توجهی منبسط (پف می‌کنند) و یک لایه ذغالی ضخیم و عایق ایجاد می‌کنند. این لایه ذغالی به‌عنوان یک مانع عمل کرده و از رسیدن سریع حرارت به فولاد جلوگیری می‌کند و رسیدن فولاد به دمای بحرانی که در آن مقاومت خود را از دست می‌دهد، به تأخیر می‌اندازد.

کاربرد: روی ستون‌ها، تیرچه‌ها یا خرپاهای فولادی منفرد اعمال می‌شود. ضخامت پوشش به رتبه‌بندی مقاومت در برابر آتش مورد نیاز بستگی دارد.

مزایا: می‌تواند مستقیماً روی فولاد در معرض دید برای اهداف زیبایی‌شناختی (در صورت تمایل) یا به‌عنوان یک روش اصلی محافظت در برابر آتش در جاهایی که از پوشش‌های دیگر استفاده نمی‌شود، اعمال شود. رتبه‌بندی‌های بالای مقاومت در برابر آتش (در برخی موارد تا 4 ساعت) را ارائه می‌دهد.

ملاحظات: ممکن است برای مجموعه‌های کامل دیوار/کف گران‌تر از گچبرگ باشد و برای اطمینان از ضخامت مناسب، به اجرای دقیق نیاز دارد.

اسپری‌های سیمانی/اسپری‌های ضد آتش

این‌ها مواد سبک‌وزن مبتنی بر سیمان هستند که روی اعضای فولادی پاشیده می‌شوند.

نحوه عملکرد: این اسپری‌ها یک لایه عایق ضخیم در اطراف فولاد ایجاد می‌کنند، شبیه به پوشش‌های منبسط‌شونده، اما منبسط نمی‌شوند. آن‌ها برای چسبیدن به فولاد و ایجاد یک مانع مقاوم در برابر آتش طراحی شده‌اند.

کاربرد: معمولاً در ساختمان‌های LSF تجاری یا صنعتی روی عناصر سازه‌ای فولادی بزرگ‌تر یا در مناطقی که به درجه بالایی از محافظت نیاز است، استفاده می‌شوند.

مزایا: برای دستیابی به رتبه‌بندی‌های بالای مقاومت در برابر آتش مؤثر هستند، می‌توانند اشکال نامنظم را پوشش دهند.

ملاحظات: ممکن است جلوه آشفته‌ای داشته باشند و به تجهیزات تخصصی و مجریان آموزش‌دیده نیاز دارند.

پوشش‌ها/عایق‌های بیرونی مقاوم در برابر آتش

برای دیوارهای خارجی، پوشش‌های مقاوم در برابر آتش و نمای خارجی نقش مهمی ایفا می‌کنند.

نحوه عملکرد: موادی مانند تخته سیمان الیافی، انواع خاصی از عایق‌های صلب با خواص مقاوم در برابر آتش، یا گچبرگ‌های خارجی تخصصی می‌توانند به‌عنوان بخشی از مجموعه دیوار خارجی برای ایجاد یک مانع آتش استفاده شوند.

کاربرد: در سمت خارجی ستون‌های LSF، زیر نمای نهایی خارجی نصب می‌شوند.

مزایا: به رتبه‌بندی کلی مقاومت در برابر آتش مجموعه دیوار کمک می‌کند، LSF را در برابر گسترش آتش خارجی (به‌عنوان مثال، از آتش‌سوزی‌های جنگلی یا ساختمان‌های مجاور) محافظت می‌کند.

مسدودکننده‌های آتش و تفکیک فضایی

علاوه بر عایق‌بندی فولاد، جلوگیری از گسترش آتش از طریق نفوذها و حفره‌ها حیاتی است.

نحوه عملکرد: مواد مسدودکننده آتش (مانند درزبندهای مقاوم در برابر آتش، یقه و بالش‌های ضد حریق) برای آب‌بندی بازشوهای اطراف لوله‌ها، کاندوئیت‌های الکتریکی و داکت‌هایی که از دیوارهای و کف‌های مقاوم در برابر آتش عبور می‌کنند، استفاده می‌شوند. این کار از عبور شعله، دود و گازهای داغ جلوگیری می‌کند.

تفکیک فضایی (Compartmentation): تقسیم ساختمان به فضاهای آتش کوچک‌تر با دیوارها و کف‌های مقاوم در برابر آتش، گسترش آتش را محدود می‌کند و آن را برای مدت زمان مشخصی در منطقه منشأ خود محصور نگه می‌دارد.

رعایت مقررات و استانداردهای ساختمانی

آزمایش و گواهینامه: مجموعه‌های LSF باید تحت آزمایش‌های دقیق آتش‌سوزی مطابق با استانداردها و مقررات ملی و بین‌المللی (مانند ASTM E119، EN 1365، یا استانداردهای ملی ایران) قرار گیرند. این آزمایش‌ها رتبه‌بندی مقاومت در برابر آتش (مثلاً 60 دقیقه، 120 دقیقه) را برای مجموعه‌های خاص دیوار، کف یا سقف تعیین می‌کنند.

رعایت مقررات در ایران: در ایران، مقررات ملی ساختمان، به‌ویژه مبحث سوم (حفاظت ساختمان‌ها در برابر حریق)، دستورالعمل‌ها و الزامات خاصی را برای ایمنی در برابر آتش در ساختمان‌ها، از جمله معیارهای عملکردی و مشخصات مواد، ارائه می‌دهد. طراحان و سازندگان سازه‌های LSF باید از رعایت دقیق این مقررات اطمینان حاصل کنند. این اغلب شامل استفاده از جزئیات مونتاژ تأییدشده‌ای است که دارای رتبه‌بندی‌های آتش‌سوزی مستند هستند.

با ترکیب این استراتژی‌های حفاظت غیرفعال در برابر آتش، سازه‌های LSF می‌توانند به سطوح بالایی از مقاومت در برابر آتش دست یابند و ایمنی ساکنان را تضمین کرده، از اموال محافظت کنند و الزامات سخت‌گیرانه مقررات ساختمانی در ایران و سراسر جهان را برآورده سازند.