پوشش ضد حریق سازه فولادی

پوشش ضد حریق سازه فولادی

پوشش ضد حریق اسکلت فلزی

لزوم محافظت اسکلت ساختمان و سازه با پوشش ضد حریق سازه فولادی در برابر حریق بعنوان مهمترین قسمت محافظت غیر عامل، باید مدنظر طراحان و محاسبان سازه قرار گیرد. اجرای پوشش ضد حریق سازه های فلزی از مهمترین و کاربردی‌ ترین روش های محافظت سازه در رشته مهندسی حریق به شمار می آید. در این روش بیشتر ستون‌ها و تیرهای اصلی سازه جهت محافظت قاب های سازه ‌ای در مقابل حریق توسط پوشش ضد حریق سازه فولادی پوشش داده می شوند. دیوارها، سقف و کف سایر موارد مقاوم سازی غیرعامل در مقابل حریق می ‌باشند که در موارد و کاربری‌های خاص، عایق سازی می‌شوند. فولادهای سازه‌ای (ST-37)، نقطه حرارت خمش یا به اصطلاح خمیدگی تقریبا 500 درجه سانتی‌گراد دارند و نیمی از مقاومت خود را در دمای 500 درجه از دست می‌دهند(بدون پوشش ضد حریق )، بنابراین سازه فولادی بدون پوشش ضدحریق در برابر حریق بسیار آسیب‌پذیر بوده و نیازمند مقاوم‌ سازی در مقابل حریق با استفاده از پوشش ضد حریق سازه فولادی می‌باشند. مطابق دستورالعمل ISO  و BS 476  فلز آهن بدون پوشش ضد حریق سازه فولادی در مدت زمان کمتر از10دقیقه پس از آتش سوزی به دمای 500 درجه می‌رسد که این دما، نقطه خمش فلز آهن بوده و طبق مطالب فوق 50 درصد مقاومت خود را از دست می‌دهد.  در اکثر پروژه ‌ها همچون نیروگاه به علت بالا بودن خطر حریق و آتش‌سوزی نیاز است تا سازه به خصوص سازه های فلزی توسط پوشش ضد حریق نسبت به حریق احتمالی مقاوم سازی شود.

پوشش ضد حریق سازه های فولادی

تاثیر شکل پروفیل های فولادی در تعیین ضخامت پوشش ضد حریق اسکلت فلزی

سطحی از فولاد که در معرض حریق قرار دارد بخش بر سطح مقطع کل، تشکیل ضریبی به نام ضریب مقطع (Section Factor) می‌دهد. هر اندازه این ضریب بیشتر باشد، ضخامت پوشش ضد حریق سازه فولادی افزایش می‌یابد. در نتیجه هر چقدر سطح قسمت در معرض آتش بیشتر باشد و یا ضخامت فلز‌کمتر باشد، ضخامت پوشش ضدحریق اسکلت فلزی افزایش می‌‌یاید و بیشتر درنظرگرفته می شود.

جهت محاسبه ضخامت پوشش ضد حریق سازه های فلزی روی ساختمان نیاز به نقشه سازه است تا حداقل اطلاعات زیر بدست آید.

  1. ضخامت و نوع سقف عرشه فولادی یا Metal Deck متال دک
  2. مقطع و سایز تیرهای حمال عرشه فولادی
  3. اندازه و مقطع نوع ستونها
  4. زمان مقاومت مورد نیاز در برابر حریق ( تا چند ساعت سازه نیاز است تا در برابر آتش محافظت شود)

تمامی موارد فوق کمک می کند که میزان ضخامت پوشش ضد حریق سازه های فلزی مقدار مناسب را دارا باشد که از نظر اقتصادی به صرفه و نظر زمانی بسیار کار آمد است.

 

معیار پذیرش ضخامت پوشش ضد حریق سازه اسکلت فلزی

مطابق آئین نامه های موجود و ضوابط ارائه شده در سازه‌‌های ضد حریق، زمانی ضخامت پوشش‌های ضد حریق سازه‌های فلزی مقاوم در برابر حریق مورد پذیرش قرار خواهد گرفت که ضخامت متوسط کار انجام شده از ضخامت پوشش طراحی کمتر نباشد.

موادی که قابلیت پوشاندن پوشش ضد حریق سازه های فلزی را دارا می باشند

بسته به شرایط کار می‌توان لایه رویی پوشش‌های ضد حریق سازه های فلزی را با مواد دیگری به منظور محافظت یا زیبایی پوشاند. از جمله:

  • کیورینگ برای جلوگیری از ایجاد ترک
  • رنگدانه‌ها برای زیبایی
  • جهت ممانعت از نفوذ مواد شیمیایی که ممکن است تاثیرات مخرب روی اندود یا بستر ضد حریق داشته باشند.
  • برای جلوگیری از نفوذ آب مخصوصاً وقتی در بستر پوشش ضد حریق اسکلت فلزی امکان زنگ زدگی وجود دارد.

 

مصالح محافظت کننده در مقابل آتش

مصالح و محصولات مختلفی برای محافظت از قاب های فولادی استفاده می شود . محفظه بتنی، مصالح بنایی و پلاستر (اندود) برای یک قرن به عنوان پوشش ضد حریق اسکلت فلزی در برابر آتش  استفاده می شدند . امروزه به صورت معمول از بورد گچی، پوشش های ضدحریق پاششی (Spray) و مصالح محافظت کننده (SFRM) ، پوشش‌های منبسط شونده، مصالح معدنی فیبر دار به عنوان پوشش ضد حریق سازه اسکلت فولادی استفاده می‌شود.

 

پوشش ضد حریق معدنیSpray-applied fire resistive material ( SFRM )

بیشتر SFRM ها چه از فیبر معدنی و چه از مصالح سیمانی تشکیل شده باشند برای ایزوله کردن و پوشش ضد حریق اسکلت فلزی در مقابل حرارت استفاده می شوند.

اختلاط فیبر معدنی شامل فیبر ، binder ( چسب ) و آب می شود . مصالح ضد حریق فیبر معدنی با اختلاط خشک اسپری می شود . به صورتی که آب به مواد در زمان اسپری شدن بر روی فولاد اضافه می شود. پوشش فیبر معدنی، وزن سبکی دارد. غیر قابل احتراق است و رسانای ضعیف گرماست و در کل پوشش ضد حریق اسکلت فلزی مناسبی به شمار می آید.

SFRM سیمانی به صورت ترکیبی از Binder و Vermiculite ، perliteیا پلی استر تشکیل شده است. SFRM سیمانی به سه دسته با دانسیته کم، متوسط و زیاد تقسیم بندی می شود اما مصالح دارای دانسیته کم، بیشتر معمول است و معمولا یک چسب گچی دارد. مصالح با دانسیته متوسط و زیاد معمولا از چسب سیمانی پورتلند استفاده می کنند.

SFRM فیبر معدنی معمولا ارزان تر از SFRM سیمانی است، اما به راحتی به فولاد قابل چسبیدن ودر ادامه کندن نیست. SFRM فیبر معدنی و SFRM سیمانی با چگالی‌کم برای مناطق مرطوب مناسب نیستند و همینطور در مناطق محافظت نشده در مقابل هوا، جایی که امکان کنده شدن مصالح ضد حریق هست، مناسب نیست مثل گاراژ.

 

تأمین مقاومت پوشش ضد حریق سازه های فلزی

برای تأمین مقاومت لازم در برابر آتش در ساختمان، دو مورد زیر در طراحی و اجرای ساختمان مورد توجه و رعایت قرار گیرد:

باید از مصالح نازککاری مناسب با خطر کم یا قابل قبول از نظر گسترش آتش‌سوزی برای پوشش ضد حریق سازه اسکلت فلزی استفاده شود. تامین مقاومت پوشش ضد حریق سازه های فلزی به ارتفاع ساختمان، کاربری آن و نوع فضاها بستگی دارد. به عنوان مثال، مصالح نازککاری راه‌ های خروج و پله‌ های سازه اسکلت فلزی باید حتماً از نوع ایمن باشد، اما سخت‌گیری برای مصالح نازککاری اتاق‌ها کمتر است. مصالح خطرناک (مانند فوم‌های پلاستیکی) هیچ‌گاه نباید بدون پوشش محافظ به عنوان پوشش در سازه های فلزی استفاده شوند.

مقاومت اجزای سازه‌ و جدا کننده‌ ها در برابر آتش باید براساس مقررات و متناسب با ارتفاع و کاربری ساختمان ( فضاها) تأمین شود. معمولاً برای اجزای سازه ‌ای ساختمان به مقاومت 1 یا 2 ساعت در برابر آتش نیاز است (البته می‌تواند بسته به مورد کمتر یا بیشتر نیز باشد).

بنابر توضیحات فوق برای حفظ سازه فولادی در برابر آتش باید از پوشش‌های ضد حریق سازه های فلزی استفاده شود. برای این منظور تا سال‌ها از دوربندی فولاد به وسیله مصالح سنگین مانند آجر و بتن برای ایجاد پوشش ضد حریق اسکلت فلزی استفاده می‌شد ولی در دهه‌های اخیر، مصالح پوششی سبک با مقاومت مناسب در برابر آتش، برا ی پوشش ضد حریق اسکلت فلزی ‌رواج یافته است. استفاده از پوشش‌های سبک می‌تواند به سبک شدن سازه، افزایش سرعت اجرا و نهایتاً کاهش هزینه‌های ساخت کمک نماید.

 

نکات اجرای پوشش ضد حریق سازه فولادی

  1. حفظ اتصال و چسبندگی پوشش ضد حریق سازه فولادی به سطح زیرکار با افزایش دما
  2. تأمین ضخامت لازم پوشش ضدحریق سازه های فلزی برای جلوگیری از رسیدن دمای سازه به دمای بحرانی که در آن با شکست مواجه می‌شود
  3. عدم استفاده از جزئیاتی که موجب تضعیف شدن پوشش ضد حریق اسکلت فلزی در برابر آتش شود. به عنوان مثال اکثر پوشش‌ ضد حریق اسکلت فلزی از نظر مکانیکی نمی‌توانند نماهای سنگین را مستقیماً تحمل کنند و برای نصب نما روی آنها باید از جزئیات اجرایی مناسب بهره‌گیری نمود، یا به عنوان مثال اجرای نما به طور مستقیم روی رنگ‌ ضدحریق سازه های فلزی عملاً آنها را بی‌اثر می‌سازد. پوشش‌ ضد حریق سازه های فلزی در برابر آتش انواع مختلفی دارند. ضخامت پوشش ضد حریق سازه های فلزی به عوامل مختلفی از قبیل نوع پوشش، میزان مقاومت لازم در برابر آتش و نوع زیرکار بستگی دارد. به طور کلی پوشش‌ نازک، که عموماً دیرسوز کننده نامیده می‌شوند، بر روی مصالح قابل سوختن نظیر چوب و برای کاهش خواص اشتعال‌پذیری یا پیشروی سطحی شعله به کار می‌روند. پوشش‌ ضد حریق اسکلت فلزی می‌توانند حتی به شکل رنگ و در یک لایه نازک چند میکرونی استفاده شوند. پوشش‌ ضخیم‌ تر عمدتاً به عنوان پوشش های ضد حریق  برای اعضای فولادی و سایر سازه‌ها استفاده می‌شوند. این کار به طور متداول با ضخامت‌هایی بین 10 تا 50 میلی‌متر به دست می‌آید. پوشش ضد حریق سازه‌ های فلزی می‌تواند به دو صورت تماسی و یا غشایی صورت گیرد. در روش تماسی پوشش ضد حریق سازه های فلزی به صورت مستقیم بر روی سطح موردنظر پاشیده می‌شود. به عنوان مثال برای ستون فولادی، ماده ی مقاوم حریق مستقیم روی ستون اجرا شده و از شکل پروفیل تبعیت می‌کند (توجه به ایجاد چسبندگی مؤثر ضروری است). در شکل زیر چند نمونه از این نوع محافظت نشان داده شده است. در روش غشایی تیرها و ستون‌ها به وسیله ماده مقاوم حریق دوربندی شده و کف‌ها به وسیله یک سطح در زیر آن که نقش مانع حریق را ایفاء می‌نماید، محافظت می‌گردد.

 

حفاظت غشایی-در-برابر-آتش

به طور کلی، از نظر مکانیسم عملکرد سه نوع اصلی پوشش ضد حریق سازه فولادی در برابر آتش را در بر می‌گیردکه می‌توان آنها را اینگونه نام برد: مواد عایق، جاذب انرژی و پف کننده. بسیاری از مواد رایج در حقیقت به نوعی با مکانیسم ترکیبی از انواع اول و دوم عمل می‌نمایند و حاوی مقادیری از هر دو گروه مواد عایق و جاذب انرژی می‌ باشند. بیشترین مصرف مواد عایق که دارای خواص حرارتی عالی می‌ باشند مربوط به مواد معدنی و سنگدانه‌ منبسط شده مانند پرلیت و ورمیکولیت است. این مواد می‌توانند دارای چسباننده‌های سیمانی یا گچی باشند. همچنین وجود مقادیر مختلف از سایر مواد و افزودنی‌ها ضرورت دارد، در غیر این صورت عملکرد و اجرای پوشش ضد حریق سازه های فلزی نمی‌تواند به نحوه مناسب صورت گیرد.

 

  • پوشش ضد حریق برپایه مواد معدنی پاششی

    مواد پاششی معدنی ضد حریق

    مواد پاششی معدنی ضد حریق پوشش ضد حریق برپایه مواد معدنی پاششی پوشش ضد حریق با مواد معدنی پاششی (Spray Mortars) بر پایه مواد معدنی نسوز بوده و حاوی مواد منبسط شده نظیر ورمیکولیت (Vermiculite)، دولومیت، پرلیت و نیز مصالحی نظیر گچ و سیمان، مواد کفزا و غیره می‌باشند. پوشش مواد پاششی معدنی ضد حریق به […]

  • رنگ منبسط شونده ضد حریق رنگ ضد حریق

    رنگ منبسط شونده ضد حریق

    رنگ منبسط شونده ضد حریق جنس رنگ منبسط شونده ضد حریق (Paint Intumescent) عمدتاً از نوع آلی بوده و دارای ضخامت چند میکرون اند. پوشش رنگ منبسط شونده ضد حریق علیرغم ضخامت بسیارکم اولیه در صورت وقوع حریق با انبساط و ایجاد یک لایه متخلخل با ضخامت بسیار بیشتر از ضخامت اولیه سطح زیرین خود را در […]

 

پوشش ضد حریق سازه فولادی
4.9 (98%) 10 votes