Table of Contents
مقدمة
إن السلامة من الحرائق هي أولوية لا يمكن التفاوض عليها في البناء الحديث، والمواد المستخدمة لحماية العناصر الهيكلية هي أساسية في أي بناء من استراتيجيات الحماية من الحرائق، ومن بين أكثر الأدوات فعالية وقابلية للتداول الطلاءات والمعاطف، وهي مواد متخصصة تتجاوز الاصطناعية البسيطة، وتوفر حاجزاً حاسماً يمكن أن يبطئ انتشار النيران، ويحد من نقل الحروف، ويحافظ على القدرة على إنتاج المواد الصلبة.
ما هي الطلاءات والمواد المقاومه للاطفاء؟
وتصاغ الطلاءات والمعاطف المقاومة للطفول لمقاومة الإشعال، والحد من انتشار اللهب، وتزرع طبقات تحتية من درجات الحرارة العالية، وخلافا للطلاء العادي الذي يمكن أن يشعل حريقا، تُصمم هذه الطلاءات لترد عند التعرض للحرارة القصوى، ويمكن أن تُحدَث، تبعا للتركيب، طبقة من الصلب السميكة، وزرعها في شكل ماء مائي لتبريد سطحي
التكليف الأولي
وتزداد المعاطف البدائية إلى أكثر أنواع الطلاءات مقاومة للطفول من حيث الفولاذ الهيكلي، حيث ترتفع إلى عدة مرات سميكها الأصلي، وتخلق طبقة من الفحم ذات الكثافة المنخفضة التي تُعد الصلب من الحرارة، وتبطئ هذه المادة من معدل الحرارة الحرجة التي تصل فيها الفولاذ إلى درجة حرارة حرارة حرجة (أي 540 درجة مئوية أو 1000 درجة فائقة من الفولاذ الهيكلي)، وتحافظ على قوتها وتؤخرها.
التكتلات الغامضة والفيرميكوليت
وتطبق المعاطف المتصاعدة عادة في سميكات أكبر من المنتجات البدائية، وهي تحتوي على الأسمنت أو اللفظ أو أي مجاميع معدنية أخرى توفر حاجزاً كثيفاً وغير قابل للاحتراق، وكثيراً ما تُستخدم هذه المعاطف في مسامير وأعمدة فولاذية في المنشآت الصناعية والأنفاق وفي هياكل وقوف السيارات حيث يكون ظهورها ثانوياً في الأداء، وهي عموماً أقل تكلفة من الملاءات المتأصلة.
التكتل الحراري
وتعتمد المعاطف الحرارية على رد فعل كيميائي يستوعب عادة الحرارة من خلال إطلاق بخار الماء لتبريد السطح، وكثيرا ما تستخدم في تطبيقات متخصصة مثل حماية الضيوف الكهربائية أو خزانات التخزين، وفي حين أن هذه المواد أقل شيوعاً في الحماية الهيكلية القياسية من الفولاذ، فإنها يمكن أن تكون فعالة بالاقتران مع تدابير أخرى لحماية الحرائق.
الفوائد الرئيسية لاستخدام التكتل المقاومة للطفر
مزايا دمج الطلاءات والمعاطف المقاومة للحرائق في تصميم المبنى تتجاوز بكثير الامتثال البسيط للرمز كل فائدة تسهم في بناء أكثر أماناً وأكثر مرونة ويمكن أن تؤثر بشكل إيجابي على خط الأساس على دورة حياة المبنى
تعزيز السلامة على الحياة والوقت الذي يستغرقه الإجلاء
وتتمثل أهم الفوائد في الوقت الإضافي الذي توفره هذه المعاطف في إجلاء المكيفات، وفي رد المحاربين، وفي تأخير انتشار النيران، والحد من تراكم الحرارة، تساعد المعاطف المقاومة للحريق على الحفاظ على ظروف مأمونة في طرق الهروب، وتحتاج العديد من رموز البناء إلى تقدير محدد لمقاومة الحرائق يقوم على نوع الشغل وارتفاع مستوى البناء، وذلك بتعزيز هذه التقديرات، مما يساعد على تحقيق أهداف أكثر تكلفة في مجال السلامة.
صون النزاهة الهيكلية
فالفولاذ غير المحمي يمكن أن ينهار ويفشل في غضون دقائق في حريق، مما يؤدي إلى انهيار جزئي أو كامل للمبنى، كما أن المعاطف المقاومة للطفول تعمل كحواجز حرارية، وتبقي الصلب تحت درجة حرارته الحرجة لفترة محددة تبلغ 30 أو 60 أو 90 أو 120 دقيقة، مما يحفظ الإطار الهيكلي ويعطي أفراد الطوارئ مزيدا من الضرر ويحول دون العمل.
أوجه الامتثال والتأمين التنظيمية
في الولايات المتحدة، مدونة المباني الدولية ومعايير مثل
الوفورات في التكاليف الطويلة الأجل
وفي حين أن المعاطف المقاومة للحرائق تمثل استثماراً رئيسياً، فإنها يمكن أن تحقق وفورات كبيرة بمرور الوقت، أولاً، تساعد على تجنب التكلفة الهائلة لعمليات الإصلاح الهيكلي الرئيسية أو الاستبدال بعد الحريق، وثانياً، قد تسمح للمصممين باستخدام أفرع الفولاذ الخفيف لأن الحماية الحرارية تلغي الحاجة إلى الكتلة الإضافية للحفاظ على مقاومة الحريق، ثالثاً، مقارنة ببدائل مثل الخرسانة أو اللوحات الواقية من الحرائق، فإن فترات التصفيف غالباً ما تتطلب زيادة في الاستفادة.
دال - الارتداد في المناطق الفرعية والبيئة
وتتوفر المعاطف المقاومة للأطفاء لكل مادة هيكلية مشتركة تقريباً، وتعمل المعاطف البدائية القائمة على المياه جيداً على الصلب المبتدأ في البيئات الداخلية، وتوفر النسخ القائمة على العزل قدرة أعلى على مواجهة ظروف الظواهر الخارجية أو الشديدة الخطورة، وفي حالة الخشب، فإن الطوابق الأرضية الواضحة يمكن أن تحافظ على الحبوب الطبيعية مع توفير الحماية من الحرائق، وتُستخدم المعاطف المصممة على الأنفاق الخرسانية.
كيف يعمل التكتل المقاومة للاطفاء
فهم آلية حماية الحريق يساعد في اختيار المعاطف الصحيحة وضمان التطبيق السليم، وتعتمد المعاطف السميكة على رد فعل كيميائي محفز عند حوالي 200 درجة مئوية، وتُطلق الغازات الخفيفة التي تُعدّ المعاطف، بينما يشكل مصدر الكربون علامة سميكة، وتُعدّ طبقة الوجبات الخفيفة أكثر من السائلة الأصلية،
تطبيقات في مختلف أنواع المباني
إن المعاطف المقاومة للأطفاء ليست حلاً يناسب الجميع، ويعتمد الاختيار على البطاقة الفرعية، وتقدير حرائق الحريق المطلوب، والتعرض البيئي، والمطالب الاصطناعية، ويتبع ذلك تطبيقات مشتركة في مختلف القطاعات.
المباني التجارية والعالية
وفي أبراج المكاتب والفنادق ومراكز التسوق، كثيرا ما يكون الفولاذ المعرَّض سمة معمارية، ويفضل المعاطف البدائية لأنها يمكن أن تكون مطروحة في أي لون، وتوفر نهاية سلسة تفي بتصميمات التصميم، وتطبق هذه المعاطف على المسامير والأعمدة وثدي السقف، كما تتطلب المباني المرتفعة التغليف في اتجاهات رأسية ورأسية دون التفاخر.
المرافق الصناعية
وكثيرا ما تستخدم المصانع والمصافي ومحطات الطاقة المعاطف السماوية على الصلب الهيكلي بسبب ارتفاع مقاومة الحرائق وانخفاض تكلفتها، وقد تنطوي هذه البيئات على مواد كيميائية متآكلة أو رطوبة عالية، بحيث تقاوم المعاطف الهجوم الكيميائي، وتجمع بعض المشاريع بين ممر ثابت مع طلاء دائم مصمم للنظافة الصناعية (التنظيف بالأشعة).
التشييد السكني
وفي المباني السكنية المتعددة الوحدات، تُطبق المعاطف المقاومة للحرائق على صمامات الخشب، وجدران الخرف، وجمعيات الترسب الأرضية لتلبية متطلبات الشفرة لفصل الحرائق، وتسمح النهايات البدائية الواضحة باستبقاء النظرة الطبيعية في الوقت الذي تحقق فيه الأداء المُقيَّم، وفي بيوت الأسر الواحدة، يمكن أن توفر المعاطف على المصابيح المعرضة في السرداب أو الطوابق هامشافئة الإضافية.
الهياكل الأساسية والجسور
وتعتمد الجسور، ولا سيما الجسور التي تُثبت برقياتها وتُعلقها، على كابلات وأبراج الفولاذ، وتحمي المعاطف المقاومة للحرائق من حرائق المركبات، التي يمكن أن تنتج حرارة محلية شديدة، وفي الأنفاق، تُطبق المعاطف السماوية على البطانات الخرسانية لمنع التمزق والحفاظ على السلامة الهيكلية في حالة حريق المركبات.
أساليب التطبيق وأفضل الممارسات
ولا تكون فعالية التصفيف المقاوم للحرائق إلا جيدة بقدر جودة تطبيقه، ويتبع المستعملون المهنيون إجراءات صارمة لضمان التغطية الموحدة والترحال.
الإعداد السطحي
فمعظم المعاطف تتطلب طبقة فرعية نظيفة وجافة، ويجب أن يكون الصلب خاليا من مقياس المطاحن، والصلب، والشحوم، والملوثات، وأن يكون التنظيف النظيف إلى نهاية قريبة من البيض (SA.5 وفقاً للمعيار 8501-1) معياراً، ثم يطبق مبدئي متوافق، كثيراً ما يشمله نظام التغليف، ويجب معالجة السطح، وتطهيره، وتحرره من مركبات التغليف.
تقنيات التطبيق
ويمكن تطبيق المعاطف البدائية بواسطة الفرش أو اللف أو الرش، وعادة ما تستخدم المشاريع الكبيرة معدات الرش غير الهوائي من أجل الكفاءة، وعادة ما تُرش الطلاءات المتصاعدة باستخدام بندقية تغذي الخليط الجاف والماء في آن واحد، وقد يلزم الحصول على تصاريح متعددة لتحقيق السميك المطلوب.
المرض والتغطية
تحديد درجة مقاومة الحريق في التصميم (مثل 60 دقيقة) يحدد سميك الفلم الجاف المطلوب، ويحسب هذا على أساس عامل الفولاذ (النسبة السطحية إلى الكتلة) وبيانات الأداء الخاصة بمعاطف اختبارات الحريق، ويتحقق من الركود باستخدام قياسات للأفلام الرطبة أثناء التطبيق وقياسات سميك الأفلام الجافة بعد العلاج، ويجب تصحيح أي فراغ أو مناطق رقيقة.
معايير الاختبار والتصديق
ولضمان الأداء الموثوق به، يجب اختبار المعاطف المقاومة للحرائق وفقا للمعايير المعترف بها دوليا.
ASTM E119/UL 263
وفي أمريكا الشمالية، ASTM E119] (وما يعادله من طراز UL 263) هو المعيار الرئيسي لاختبار مقاومة الحرائق في مجمعات البناء.() وتختبر أعمدة الصلب والأحزمة في فرن مع منحنى حريق متحكم فيه، وعندها يصل الفولاذ إلى درجة الحرارة الحرجة (أو يفشل المنتج السميك في أي شكل آخر) يحدد جدول الصنع.
BS 476 and EN 1363
وفي أوروبا، تنظم معايير مثل BS 476 (UK) و EN 1363 (الاتحاد الأوروبي) اختبارات الحريق، وفي حين أن هناك اختلافات متماثلة من حيث المبدأ في منحنى الحريق ومعايير القبول تعني أن المنتجات التي يتم اختبارها بموجب معيار ما لا يجوز قبولها تلقائياً في إطار معيار آخر، ومن المهم أن يكفل المواصفات التصديق على التصفيات بالنسبة للولاية القضائية التي يوجد فيها المبنى.
معايير أخرى ذات صلة
وتتناول المعايير الإضافية سيناريوهات محددة، فعلى سبيل المثال، يصنف EN 13501-1 رد الفعل على النار (انتشار النكهة، وإنتاج الدخان)، في حين أن الاختبارات التي تجرى على الغلاف الجوي تحت ظروف ارتفاع حرارة سريعة هي ظروف نموذجية لحرائق الهيدروكربون في النباتات الكيميائية، ويعد اختيار المعاطف التي تستوفي المعايير ذات الصلة أمرا أساسيا للامتثال للمدونة والحماية الموثوقة.
اعتبارات الصيانة والتفتيش
وتحتاج المجهزات المقاومه للاطفاء، مع أنها دائمة، إلى تفتيش دوري لضمان بقائها فعالة طوال عمر المبنى، والضرر الميكانيكي، والتآكل خلف التصفيق، والتعرض للمياه يمكن أن يعرّض للخطر الأداء، وعادة ما يقدم المصانع مبادئ توجيهية للنفقة، بما في ذلك إجراءات اللمس وربط فترات، وينبغي أن تبحث عمليات التفتيش البصرية عن الشقوق، والبق، والبقع، أو أي منطقة تعمل على إزالة المعاطفة.
الجوانب البيئية والمتعلقة باستدامة
ومع انتقال صناعة البناء نحو التصميم المستدام، أصبحت المعاطف المقاومة للحرائق جزءاً من تلك المحادثة، كما أن العديد من المعاطف الحديثة ذات تركيب منخفض التحلل (مركبات عضوية غير متطورة) أو صفر في كلوروفورم الميثيل، مما يقلل من آثار نوعية الهواء داخل المباني، كما أن المعاطف القائمة على المياه هي أفضل بدائل مبنية على المذيبات، بالإضافة إلى أن عمليات هدم المطفى تساعد على الحفاظ على الهياكل أثناء الحريق.
الاتجاهات المستقبلية في التكتلات المقاومة للطفر
ولا تزال البحوث والتطوير تضغط على حدود تكنولوجيا مقاومة الحرائق، ومن الاتجاهات الناشئة استخدام المواد النانوية - الإضافية لتحسين قوة الرسوم الجمركية والحد من السمة المطلوبة في التغليف مع الحفاظ على الأداء، ومن الاتجاهات الأخرى تطوير المعاطف الذكية التي تتغير اللون عند التعرض للحرارة، وتوفير الإنذار المبكر بالتعرض للحرائق قبل وقوع أضرار واضحة، كما أن المواد البدائية المستندة إلى مصادر متجددة هي أيضا في أدوات التنمية، مما يبشر بتبسيط البيئة.
خاتمة
إن الطلاءات والمعاطف المقاومة للأطفاء أكثر بكثير من الطلاء البسيط، فهي تصمم نظماً سلبية لحماية الحرائق تنقذ الأرواح وتحمي الممتلكات وتدعم الامتثال لمدونات البناء الصارمة، ومن هيكل السحاب الفولاذي إلى الخيوط الخشبية في البيت، توفر هذه المعاطف العزلة الحرارية الأساسية والحماية الهيكلية التي لا يمكن أن يتحملها أي مبنى من المباني دونها.