Introduzione: Perché le valutazioni del fuoco lotteria per il rivestimento esterno

Il grado di fuoco dei materiali di rivestimento è diventato una preoccupazione critica per architetti, costruttori e proprietari di proprietà, soprattutto dopo gli incendi di alto profilo in tutto il mondo che ha evidenziato come le fiamme possano diffondersi rapidamente attraverso la facciata di un edificio.

I dati di fuoco per i materiali di rivestimento sono determinati attraverso test standardizzati che misurano la resistenza all'accensione, la diffusione della fiamma e il rilascio del calore. Questi valori informano i codici di costruzione, che richiedono livelli specifici di prestazioni basati su fattori come altezza di costruzione, tipo di occupazione e prossimità alle linee di proprietà.

Che cosa è il rating di fuoco per il rivestimento?

Un grado di fuoco è una misura standardizzata della capacità di un materiale di resistere all'esposizione al fuoco e resistere a contribuire alla diffusione della fiamma. Per il rivestimento esterno, due concetti distinti entrano in gioco: reazione al fuoco] e resistenza al fuoco[]]. La reazione al fuoco descrive come si comporta quando si espongono a una piccola sorgente di fuoco rapidamente produce il fuoco, la fiamma.

La maggior parte dei materiali di rivestimento sono valutati per le proprietà reazionaria-fuoco utilizzando test come ASTM E84 (Steiner Tunnel Test), che produce un indice di diffusione della fiamma (FSI) e indice sviluppato dal fumo (SDI). I materiali sono classificati come Classe A (FSI 0-25), Classe B (FSI 26-75), o Classe C (FSI 76-200), con Class A che offre la massima resistenza.

Standard di prova e sistemi di classificazione

Le organizzazioni multinazionali stabiliscono i protocolli di prova e i quadri di classificazione utilizzati in Nord America e a livello internazionale.] National Fire Protection Association (NFPA)]] pubblica NFPA 285, NFPA 5000, e numerosi altri standard che influiscono direttamente sulla selezione dei rivestimenti.

Spalmatura di fiamma e sviluppo del fumo

Il test Steiner Tunnel (ASTM E84) è il punto di riferimento più utilizzato per le finiture interne e alcuni componenti di rivestimento esterni. I campioni di materiale sono collocati in una camera di tunnel con esposizione a fiamma controllata, e la distanza che la fiamma viaggia nel tempo è registrata. L'indice di diffusione della fiamma risultante (FSI) varia da 0 a 200+, con valori più bassi che indicano la propagazione della fiamma più lenta.

Test di assemblaggio a schermo intero: NFPA 285

Mentre i test di livello dei componenti sono utili, non catturano il comportamento di un assemblaggio completo della parete. NFPA 285 si rivolge a questo simulando uno scenario di fuoco realistico in una struttura di prova a due piani con una finestra che si apre sul piano inferiore. Il fuoco accende all'interno della stanza e espone il montaggio della parete esterna sopra la finestra.

Valutazioni di resistenza al fuoco

I test di resistenza al fuoco (ASTM E119/UL 263) sono espressi in ore, in genere 1 ora, 2 ore o 3 ore, e indicano quanto tempo un assemblaggio a parete può contenere fuoco e limitare il trasferimento di calore. Per rivestimento esterno, la resistenza al fuoco è più rilevante quando il rivestimento è attaccato a una parete a fuoco-resistenza-raffreddamento (ad esempio, una parete di taglio o una separazione tra unità).

Key Building Code Requisiti

Il Codice Internazionale per l'Edifici (IBC) è il codice modello predominante negli Stati Uniti, e le sue disposizioni per le prestazioni esterne di rivestimento antincendio sono complete.

  • L'altezza di costruzione[: Gli edifici di oltre 40 piedi (o 75 piedi in alcuni casi) devono usare materiali conformi a NFPA 285 per pareti con componenti combustibili.Il rivestimento non combustibile (ad esempio, pannelli metallici, vetro, mattoni) è generalmente accettabile senza ulteriori test, ma qualsiasi isolamento combustibile o barriera resistente agli agenti atmosferici può portare 2 portata sotto NFP85.
  • Tipo di occupazione[[[]: Ospedali, scuole, edifici residenziali ad alta crescita e occupazioni di assemblaggio hanno limiti più rigorosi sulla fiamma diffusa e richiedono rating di resistenza al fuoco per pareti esterne basate sulle distanze di separazione.
  • Fire distanza di separazione[[: Le pareti a meno di 5 piedi da una linea di lotto devono essere costruite con materiali non combustibile o hanno un rating di resistenza al fuoco (di solito 1 ora) e non devono permettere la diffusione della fiamma al di là del volto esposto.
  • Classe di rivestimento[[]: Per le pareti che non sono necessarie per essere valutate con il fuoco, l'IBC permette la classe A, B o C materiali a seconda dell'altezza e della prossimità. La classe A è sempre consentita; la classe B può essere utilizzata su edifici fino a 40 piedi; la classe C è limitata a edifici inferiori o determinate condizioni.

Gli emendamenti locali adottano spesso requisiti più rigorosi, soprattutto in aree con una storia di incendi (ad esempio, il capitolo 7A del California Building Code) o in quartieri urbani ad alto rischio.

Materiali di rivestimento comuni del fuoco-resistant

La scelta di un materiale di rivestimento resistente al fuoco comporta il bilanciamento dei costi, dell'estetica, delle prestazioni di isolamento e della conformità del codice.

Pannelli per cemento in fibra

Il cemento in fibra è composto da cemento, fibre di cellulosa e sabbia. Intrinsecamente non combustibile e tipicamente raggiunge una classificazione di diffusione della fiamma di Classe A. I pannelli sono resistenti al calore e non si sciolgono o gocciolano. Sono comunemente utilizzati su case monofamiliari, edifici multifamiliari e strutture commerciali. La densità del materiale fornisce anche una buona resistenza all'impatto.

Impiallacciatura di mattoni e pietra

Un assemblaggio di impiallacciatura in mattoni e pietra naturale o prodotta è in grado di contribuire ad una valutazione di resistenza al fuoco di 1 ora quando correttamente ancorato. Lo spessore e la densità di mattoni forniscono una sostanziale barriera al trasferimento di calore. Impiallacciatura in pietra, sia reale che artificiale, si comporta in modo simile. Questi materiali sono pesanti e richiedono un supporto strutturale robusto, ma rimangono una scelta eccellente per gli architetti che cercano la sicurezza antincendio e durevole.

Sistemi di pannelli metallici

I pannelli metallici (alluminio, acciaio, zinco) sono non combustibile, ma le loro prestazioni di fuoco dipendono dalla finitura e dal rivestimento. I pannelli metallici Plain con finitura al forno (ad esempio, PVDF) sono di Classe A. Tuttavia, i pannelli metallici compositi (ad esempio, il materiale composito di alluminio o ACM) sono costituiti da due sottili pelli metalliche incollate a un nucleo.

Stucco

Lo stucco tradizionale di cemento Portland applicato su lati metallici non è combustibile e fornisce una superficie di classe A. È ampiamente usato in climi più caldi e può essere finito in varie texture e colori. Il stucco applicato correttamente su un substrato di acciaio o cemento può aiutare a raggiungere i rating di resistenza al fuoco. Tuttavia, stucco sintetico (Exterior Insulation and Finish Systems, o EIFS) richiede dettagli accurati e spesso include busti

Pannelli compositi a raggi infrarossi

Oltre all'AMM standard, diversi pannelli compositi proprietari utilizzano nuclei minerali o strati intumescenti per ottenere i valori di fuoco. Esempi includono Trespan, VitraCore e simili pannelli in laminato ad alta pressione (HPL) che passano NFPA 285 quando installati in assemblaggi specifici. Questi pannelli offrono un aspetto architettonico elegante con un'eccellente durata e prestazioni di fuoco costanti.

Vetro e vetro arrotondato

Per le facciate che richiedono trasparenza, sono disponibili sistemi di vetro temperato da fuoco. Vetro in ceramica, vetro cablato e vetro intumescente possono fornire fino a 2 ore di resistenza al fuoco, mantenendo la trasmissione della luce. Tali sistemi sono tipicamente utilizzati nelle barriere antincendio, pareti di separazione e corridoi di uscita che richiedono anche l'esposizione esterna. Sono più costosi ma necessari per specifiche condizioni di progettazione.

Fattori che influenzano le prestazioni di fuoco dei sistemi di aggancio

Il grado di fuoco del materiale di rivestimento individuale è solo parte dell'equazione. L'esecuzione di un assemblaggio di parete completo dipende da diversi fattori di interazione.

Materiale Composizione

I materiali organici (ad esempio, legno, alcune plastiche, isolamento in schiuma) sono combustibile e contribuiscono alla diffusione della fiamma. I materiali inorganici (cemento, metallo, vetro, pietra) non sono combustibili ma possono ancora trasmettere calore attraverso la conduzione. La presenza di componenti combustibili, come ad esempio un pannello isolante continuo (CI) in polistirolo o poliuretano, può creare percorsi nascosti per la propagazione delle fiamme, per cui è obbligatorio un test NFP 285.

Metodi di installazione

Le staffe tra pannelli, giunti aperti o penetrazioni impropriamente sigillate possono fungere da camini, disegnando fiamme nella cavità. Le barriere antincendio e cavità sono richieste ad ogni livello del pavimento e intorno aperture per evitare la diffusione verticale della fiamma. L'IBC manda che la cavità dietro il rivestimento è compartimentata con materiali che hanno una valutazione minima del fuoco.

Barriera e ritardatori di vapore

Molti moderni gruppi di parete includono una barriera idroresistiva (WRB) o barriera dell'aria dietro il rivestimento. Alcuni WRB sono vapor-permeable e realizzati in materiali come feltro impregnato-asfalto, fogli a base di polimeri o rivestimenti ad applicazione fluida. Se il WRB è combustibile, può contribuire a diffusione della fiamma all'interno della cavità.

Spessore e configurazione

Il rivestimento spesso resiste generalmente all'accensione più a lungo, ma aumenta anche la massa termica. Tuttavia, il sistema di fissaggio e qualsiasi spazio d'aria dietro il rivestimento hanno una maggiore influenza sulle prestazioni di fuoco rispetto allo spessore da solo.

Tipo di isolamento

L'isolamento esterno continuo è una strategia comune per migliorare le prestazioni termiche, ma gli isolanti in plastica espansa devono essere separati dall'interno da una barriera termica e dal rivestimento da una copertura conforme al codice. Alcuni isolanti in lana minerale ad alta densità svolgono bene nelle prove di fuoco e sono spesso specificati in combinazione con rivestimenti combustibili per soddisfare i requisiti NFPA 285.

Il ruolo di installazione e manutenzione nella sicurezza antincendio

Anche il sistema di rivestimento migliore può fallire se installato in modo improprio o trascurato nel tempo. Il controllo di qualità durante la costruzione è essenziale: tutti i prodotti antincendio devono essere elencati per la specifica dimensione del gap e combinazione di materiale. Le giunzioni tra i pannelli di rivestimento devono essere dettagliate per evitare la diffusione di fiamme e gas caldi. L'IBC richiede che i sistemi di giunzione resistenti al fuoco siano testati in conformità con ASTM E119 o UL 2079.

I controlli regolari dovrebbero controllare per la regolazione del fuoco, i pannelli di rivestimento danneggiati, e le lacune intorno a penetrazioni come tubi, sfiati o condotti elettrici. Per gli edifici più vecchi con rivestimento combustibile (ad esempio, l'applicazione di alta pressione in laminato senza classificazione di fuoco), le barriere di manutenzione sono spesso trascurate.

Lezioni da Notable Fires

Il fuoco Grenfell Tower di Londra, che ha ucciso 72 persone, è stato un momento di spargimento per la sicurezza antincendio in tutto il mondo. I pannelli compositi in alluminio dell'edificio hanno un nucleo di polietilene che ha acceso rapidamente e diffuso fuoco fino alla facciata in pochi minuti. Questa tragedia ha portato a bandi su ACM con nuclei infiammabili in molti paesi, protocolli di prova più rigorosi (tra cui il BS 8414 del Regno Unito, simile a NFPeva, magazzino a più diffuso A285)

Più vicino a casa, il fuoco 2019 presso l'edificio di 24 piani ad Atlanta utilizzando pannelli compositi combustibili ha evidenziato lacune nell'applicazione del codice. Questi incidenti hanno spinto molte città degli Stati Uniti ad adottare il requisito NFPA 285 dell'IBC come minimo anche per gli edifici sotto il grilletto di altezza, e per richiedere report di ingegneria antincendio specifici per il progetto per sistemi di rivestimento inusuali.

Come verificare la conformità e selezionare i materiali approvati

La maggior parte dei produttori affidabili forniscono rapporti di test di terze parti o elenchi da UL, Intertek (ETL), o FM Approvals. Questi elenchi chiaramente indicano lo standard rilevante (ad esempio, NFPA 285, ASTM E84) e includono i componenti di assemblaggio esatto che sono stati testati.

Lavorare con un ingegnere di protezione antincendio o consulente di codice all'inizio del processo di progettazione per determinare le valutazioni di fuoco richieste in base all'altezza della costruzione, all'occupazione e alla distanza di separazione del fuoco. Molte giurisdizioni richiedono un set di permesso che include un programma di montaggio a fuoco o un rapporto di conformità per la parete esterna. Infine, considerare l'utilizzo delle risorse di conformità NFPA 285[]]]]]] offerto dall'American Wood Council (per le risorse di rivestimento in legno-frame) o equivalenti

Conclusioni

Comprendere i requisiti di classificazione antincendio per il rivestimento esterno non è solo circa i seguenti codici di costruzione - si tratta di progettare strutture che proteggono gli occupanti e i primi rispondenti in caso di incendio. Dalla scelta dei materiali e degli standard di prova per la corretta installazione e manutenzione in corso, ogni passo contribuisce alle prestazioni generali di fuoco della busta di costruzione.