مصالح ساختمانی مقاوم در برابر آتش
آتش‌سوزی‌های مسکونی هرساله تعداد زیادی از افراد را به کام مرگ می‌کشاند. بیشتر آتش‌سوزی‌های مهلک هنگامی رخ می‌دهد که مردم در خانه‌های خود خوابیده باشند، زیرا دود می‌تواند فرد را به خواب عمیقی بکشاند. تابه‌حال فکر کرده‌اید که دیوارها چگونه از شما محافظت می‌کنند؟ درحالی‌که هیچ‌گونه مصالح ساختمانی عملی، واقعاً نسوز نیست، اما خانه‌ها و ساختمان‌های خوش‌ساخت می‌توانند با استفاده از مصالح ساختمانی مقاوم در برابر آتش، از چنین فجایعی جلوگیری کنند. به‌سادگی مدت بیشتری طول می‌کشد تا آتش‌بر روی مواد مقاوم در برابر آتش تأثیر بگذارد.
نکته اصلی ساخت یک ساختمان این است که در آن آتش‌سوزی به آهستگی اعمال می‌شود و به سرنشینان اجازه می‌دهد تا زمان زیادی برای فرار داشته باشند. به همین دلیل است که خود مواد ازنظر مدت‌زمان لازم برای آتش‌سوزی و تأثیرگذاری بر توانایی‌های ساختاری، درجه‌بندی می‌شوند. امروزه بین معماران و مهندسان نسبت به برنامه‌ریزی، طراحی و ساخت ساختمان‌ها آگاهی سریعی در حال رشد است که در صورت وقوع آتش‌سوزی، ایمنی ساکنان را به‌عنوان کانون توجه قرار می‌دهد. هنگامی‌که آتش‌سوزی شروع می‌شود، تمایل به اشتعال تمام مواد قابل‌احتراق در اطراف وجود دارد و اگر به‌موقع بررسی نشود، ممکن است به سایر قسمت‌های ساختمان گسترش یابد و درنهایت منجر به فروپاشی ساختمان شود.
بهترین مصالح ساختمانی برای جلوگیری از آتش‌سوزی گسترده
- شیشه مقاوم در برابر آتش برای پنجره
- بتن
- گچ‌بری
- گچ
- آجر
- سنگ
- فولاد
- فرفورژه و چدن
- آلومینیوم
- سیمان آزبست
۱. شیشه مقاوم در برابر آتش برای پنجره
پنجره، ازنظر دید و نور مهم است، اما می‌تواند خطر آتش‌سوزی داشته باشد. حتی قبل از تماس مستقیم پنجره با شعله‌های آتش، گرمای شدید آتش در نزدیکی آن می‌تواند باعث شکستن شیشه شود. پنجره شکسته اجازه می‌دهد شعله‌های آتش به‌راحتی وارد ساختمان شود. علاوه بر این، گرمای ناشی از آتش‌سوزی در خارج ممکن است به‌اندازه کافی باشد که بدون اشتعال مستقیم وسایل قابل اشتعال را در داخل خانه مشتعل کند.
برای محافظت از خانه خود، نصب پنجره‌های مقاوم در برابر آتش را در نظر بگیرید. به‌عنوان‌مثال؛ پنجره‌های شیشه‌ای دوجداره که علاوه بر تأمین انرژی، مدت‌زمان شکستن پنجره‌ها در آتش‌سوزی را نیز دو برابر می‌کند. لایه بیرونی ابتدا قبل از لایه داخلی شکسته خواهد شد. بلوک‌های شیشه‌ای اگرچه قابلیت دید ندارند، درعین‌حال که نور را تأمین می‌کنند، بسیار مقاوم در برابر آتش هستند. شاید بهترین آن شیشه‌های سیمی باشد که شیشه‌های معتدل با تقویت سیم فلزی است.
درب‌هایی که نیاز به مقاومت در برابر آتش دارند اما همچنین دارای دید هستند اغلب از پنجره‌های شیشه‌ای سیمی استفاده می‌کنند. همچنین عاقلانه است که به اهمیت قاب‌بندی پنجره توجه کنید. قاب‌بندی فولادی بهترین محافظت در برابر آتش و پس‌ازآن چوب و آلومینیوم را ارائه می‌دهد. وینیل کمترین تأثیر را دارد.
۲. نقش بتن در کاهش انتشار آتش
بتن به کند شدن گسترش آتش کمک می‌کند. بتن، یکی از متداول‌ترین مصالح ساختمانی، همچنین ماده‌ای بسیار مقاوم در برابر آتش و غیرقابل‌احتراق است و هدایت حرارتی کمی دارد، به این معنی که مدت زیادی طول می‌کشد تا آتش‌بر توانایی ساختاری و تحمل بار آن تأثیر بگذارد و از گسترش آتش جلوگیری کند. درواقع به‌طور قابل‌توجهی از فولاد، مقاوم در برابر آتش است و اغلب برای تقویت و محافظت، از فولاد در برابر آتش استفاده می‌شود.
بااین‌حال، توجه به این نکته مهم است که همه بتن‌ها برابر نیستند. این ماده از سیمان و سنگ‌دانه تشکیل‌شده و انواع خاصی از مواد دانه‌ای مورداستفاده می‌تواند متفاوت باشد. همچنین مقدار استفاده‌شده متفاوت است. سنگ‌دانه می‌تواند ۶۰ تا ۸۰ درصد از حجم بتن را تشکیل دهد. خصوصیات دقیق مقاومت در برابر آتش بسته به نوع و مقدار دانه‌های استفاده‌شده تغییر می‌کند. سنگ‌دانه‌های طبیعی معمولاً عملکرد خوبی ندارند.
رطوبت موجود در سنگ‌دانه‌ها در صورت گرم شدن می‌توانند گسترش یابد و باعث پخته شدن بتن پس از در معرض قرار گرفتن طولانی می‌شود. بتن اغلب جزو بهترین مواد بام مقاوم در برابر آتش، نیز ذکرشده است. نباید از سقف به‌عنوان ماده اساسی در حفاظت از آتش غافل شوید، زیرا در برابر جرقه‌های ناشی از آتش‌سوزی و رعدوبرق در مناطق پرباران بسیار آسیب‌پذیر است.
۳. منظور از گچ بری مدرن چیست؟
گچ‌بری مدرن، گچی بوده که قرن‌ها به دو منظور هنری و ساختاری مورداستفاده قرارگرفته است. گچ‌بری مدرن از سیمان پرتلند، شن، ماسه و آهک ساخته‌شده و به‌عنوان ماده‌ای عالی و مقاوم در برابر آتش برای ساختمان‌ها به کار می‌رود. این می‌تواند هر ماده ساختاری مانند؛ آجر یا چوب را پوشش دهد. معمولاً از دو یا سه لایه روی مش تقویت‌کننده فلزی تشکیل‌شده است.
لایه گچ یک اینچی (۲.۵۴ سانتی‌متری) به‌راحتی می‌تواند درجه آتش را بعد از ۱ ساعت به یک دیوار بدهد. لبه‌های پشت‌بام یک خطر آتش‌سوزی محسوب می‌شود، اما می‌توان آن‌ها را با محاصره مواد مقاوم در برابر آتش محافظت کرد. گچ اغلب به‌عنوان یکی از بهترین مواد برای لبه‌های خطرناک توصیه می‌شود.
۴. تأثیر صفحات گچ در مقابله با آتش‌سوزی
صفحات گچ به‌طورمعمول تحت تقویت قرار می‌گیرند تا حتی در برابر آتش مقاوم‌تر باشند. برای دستیابی به یک درجه مقاومت خوب در برابر آتش، بسیاری از مواد سازه‌ای به پوشش غلیظ گچ احتیاج دارند و تخته گچ معمولاً مورداستفاده قرار می‌گیرد که در برابر آتش مقاوم است. تخته گچ که به آن گچ‌بری نیز می‌گویند، از یک‌لایه گچ تشکیل‌شده که بین دو ورق کاغذ قرارگرفته است. تخته گچ نوع X مخصوصاً با مواد افزودنی تصفیه می‌شود تا کیفیت مقاومت در برابر آتش بیشتر شود.
کاغذ موجود در قسمت بیرونی صفحه گچ نوع X به آهستگی می‌سوزد و به گسترش آتش کمک نمی‌کند. بعلاوه، تخته گچ دارای یک هسته غیرقابل‌احتراق بوده که حاوی آب ترکیبی شیمیایی (در سولفات کلسیم) است. در اثر آتش‌سوزی، اولین اتفاقی که می‌افتد این است که این آب به‌صورت بخار خارج شده که این امر به‌طور مؤثر مانع انتقال گرما از طریق تخته گچ می‌شود. حتی پس از اتمام آب، هسته گچ برای مدتی به مقاومت در برابر نفوذ آتش ادامه می‌دهد. سازندگان، اغلب از چندلایه تخته گچ برای افزایش درجه مقاومت در برابر آتش استفاده می‌کنند.
۵. آجر به‌عنوان مصالح ساختمانی مقاوم در برابر آتش
آجرها متداول‌ترین و موردپسندترین مصالح ساختمانی در سراسر جهان هستند. از آجرها برای ساخت دیوار، سقف و قوس، دیوار حائل، دیوار حفره، سقف مرطوب و غیره استفاده‌شده، همچنین از آجرها برای زیبایی ظاهری به سازه استفاده می‌شود. آجرهای درجه‌یک عملاً نسوز هستند، زیرا در مدت‌زمان قابل‌توجهی در برابر تابش آتش مقاومت می‌کنند.
آجرها چون رسانای ضعیفی از گرما هستند، می‌توانند در دمای بالا تا ۱۳۰۰۰ درجه سانتی‌گراد مقاومت کنند بدون اینکه اثرات جدی ایجاد کنند. آجرهای حریق برای استفاده در ساخت‌وسازهای مقاوم در برابر آتش بهتر بوده و نقطه ذوب آجرهای آتش‌نشانی در حدود ۲۸۰۰۰ درجه سانتی‌گراد است. درجه مقاومت در برابر آتش آجرها به عواملی مانند؛ اندازه آجر، ترکیب خشت آجر، روش ساخت و غیره بستگی دارد. اگرچه آجر برای ساخت در ساختمان محدودیت‌های ساختاری خاص خود را دارد اما اثبات‌شده که سنگ‌تراشی آجر مناسب‌ترین راه برای حفاظت ساختار در برابر خطرات آتش‌سوزی است.
یک دیوار آجری همراه با ملات نگه‌داشته می‌شود که از کارایی کمتری برخوردار است. بااین‌وجود معمولاً از آجر به‌عنوان بهترین مصالح ساختمانی برای محافظت در برابر آتش نام‌برده می‌شود. بسته به نوع ساخت و ضخامت دیوار، یک دیوار آجری می‌تواند درجه مقاومت در برابر آتش ۱ تا ۴ ساعت را به دست آورد.
۶. مزایا و معایب استفاده از سنگ
از سنگ‌ها در مناطق تپه‌ای که سنگ‌ها به‌راحتی در دسترس هستند، استفاده می‌شود. بسته به ویژگی‌های آن‌ها، انواع مختلفی از سنگ‌ها در مکان‌های مختلف مورداستفاده قرار می‌گیرند. از گرانیت‌های صیقلی به‌عنوان روکش‌های روی میز، دیوارها و ستون‌ها استفاده شده و سنگ‌ها همچنین در باغ حیاط خانه برای ساخت باغچه، در راهرو ورودی خانه و ساخت دیوارهای مرکب استفاده می‌شوند.
برای ساخت دیوارها از گرانیت، ماسه‌سنگ و سنگ‌آهک استفاده شده و از سنگ‌های تخته‌سنگ در سقف‌ها و کف ها استفاده می‌شود. سنگ دارای ظرفیت بالاتری برای مقاومت در برابر آتش تا ۱۵۰۰۰c-13000c است. فراتر از آن شروع به ذوب شکستن می‌کند. استفاده از سنگ در یک سازه مقاوم در برابر آتش باید به حداقل محدود شود، زیرا این ماده مقاوم در برابر آتش نمی‌تواند در برابر خنک‌سازی ناگهانی مقاومت کند و به قطعات خرد شود.
گرانیت، در معرض گرمای بیش‌ازحد، شن، ماسه یا ترک قرار می‌گیرد و با یک‌رشته انفجار و تجزیه به قطعات کوچکی تبدیل می‌شود. استفاده از سنگ‌آهک مطلوب نیست، زیرا در اثر آتش‌سوزی خرد و خراب می‌شود (سریع به آهک تبدیل می‌شود). ماسه‌سنگ، مقاومت بهتری در برابر آتش نسبت به سنگ‌آهک دارد، زیرا می‌تواند در معرض آتش‌سوزی متوسط و بدون ترک جدی مقاومت کند. این امر به دمایی که این نوع سنگ‌ها از خود نشان می‌دهند بستگی دارد.
۷. سقف سیمان آزبست به عنوان مصالح ساختمانی مقاوم در برابر آتش
این ماده که از ترکیب ماده معدنی الیافی باسیمان پرتلند تشکیل می‌شود، از مقاومت بسیار خوبی در برابر آتش برخوردار بوده و نقطه ذوب آن حدود ۸۷۱۰c است. محصولات سیمان آزبست به‌طور گسترده‌ای برای ساخت پارتیشن‌های مقاوم در برابر آتش و سقف‌ها استفاده می‌شود. اعضای سازه‌ای که باسیمان آزبست مخلوط شده‌اند، چون هادی ضعیفی از گرما و مواد غیرقابل‌احتراق هستند، در هنگام آتش‌سوزی مقاومت زیادی در برابر ترک‌خوردگی، تورم یا ازهم‌پاشیدگی دارند.
مصالح ساختمانی دارای مقاومت کم در برابر آتش
بعضی مصالح ساختمانی دارای مقاومت کمی نسبت به آتش هستند. این مصالح را می‌توان با استفاده از موادی تا حدودی در برابر آتش مقاوم کرد؛ که در ادامه شمارا با این مصالح و راه‌های بهبود آن‌ها آشنا می‌کنیم:
۱. چه‌کارهایی می‌توان برای مقاومت فولاد به آتش انجام داد؟
از فولاد برای ساخت ساختمان‌های بلند و مسکونی استفاده می‌شود. از فولاد در تیرآهن، ستون، سقف، دیوارها و غیره استفاده‌شده، همچنین در ساختمان به‌عنوان تجهیزات گرمایش و سرمایش و مجاری داخلی استفاده می‌شود. از فولاد در لوازم و اتصالات داخلی مانند؛ ریل، پله و قفسه نیز قابل‌استفاده است. اگرچه فولاد از مواد نسوز قابل‌احتراق بوده اما ازنظر مقاومت در برابر آتش بسیار کم است. با افزایش دما، نرم می‌شود و ازاین‌رو مقاومت در برابر اثرات کشش و فشار کاهش می‌یابد. در حدود ۶۰۰۰ درجه سانتی‌گراد، مقاومت تسلیم آن در دمای طبیعی فقط به یک‌سوم مقدار آن کاهش می‌یابد.
فولاد در دمای ۱۴۰۰۰c ذوب می‌شود. هنگامی‌که سازه‌های ساخته‌شده از فولاد با آب مورداستفاده برای خاموش کردن آتش تماس می‌گیرد، آن‌ها تمایل به انقباض، پیچ خوردن یا تحریف دارند و بنابراین ثبات کل سازه به خطر می‌افتد. در عمل مشاهده‌شده است که تیرهای فولادی محافظت نشده افتاده و ستون‌های فولادی سگک شده که هر دو منجر به ریزش ساختمان می‌شوند؛ بنابراین، در ویژگی‌های مقاوم در برابر آتش یک سازه، محافظت از تمام اعضای فولادی سازه با برخی از پوشش مواد عایق آتش، ضروری است. این اصل مهم می‌تواند با پوشاندن کامل اعضای فولادی با موادی مانند آجر، بلوک سفالی سوخته، بتن و غیره حاصل شود.
۲. عکس‌العمل فرفورژه و چدن در برابر آتش
آهن فرفورژه به‌عنوان یک هدف تزئینی درب پله‌های بیرونی، نرده‌ها و دروازه‌ها استفاده می‌شود. چدن برای ساخت لوازم بهداشتی به‌عنوان‌مثال؛ منهول، لوله‌های آب ولوله‌های فاضلاب استفاده‌شده، همچنین برای ساخت ستون‌های فلزی و پایه ستون‌ها استفاده می‌شود. آهن فرفورژه در هنگام آتش‌سوزی تقریباً مانند فولاد رفتار می‌کند با این تفاوت که در مقایسه با فولاد از کشش و مقاومت کمتری در فشار و کشش برخوردار است.
چدن به‌ندرت برای ساخت‌وساز ازنظر مقاومت در برابر آتش استفاده می‌شود، زیرا در هنگام خنک‌سازی ناگهانی، منقبض‌شده و به قطعاتی تبدیل می‌شود. آن‌ها در حدود ۱۱۰۰۰c تا ۱۵۰۰۰c ذوب می‌شوند. برای استفاده از چدن در ساخت‌وساز مقاوم در برابر آتش، همچنین باید با پوشش مناسب از آجر، بتن و غیره محافظت شود.
۳. آلومینیوم و ویژگی‌ها و کاربرد آن
آلومینیوم برای قاب پنجره‌ها، سقف سازی، دیوار، پرده، پله‌ها و همچنین برای دستگیره‌های درب ریخته‌گری، مورداستفاده قرار می‌گیرد. در بعضی از کشورهای پیشرفته، به دلیل وزن سبک و خاصیت ضد خوردگی، از آلومینیوم برای تقویت در سازه‌های چندطبقه استفاده می‌شود. نقطه ذوب آلومینیوم حدود ۶۶۰۰ درجه سانتی‌گراد است. بااین‌حال، این می‌تواند عملکرد بسیار ضعیفی را به‌عنوان یک ماده مقاوم در برابر آتش‌نشان می دهد و استفاده از آن (به‌عنوان آلیاژ) باید محدود به ساختارهایی شود که دارای خطر آتش‌سوزی کم یا آویزهای ساخت بیشتری هستند. هادی خوبی برای گرما است و مقاومت کششی کافی دارد.
برای طراحی داخلی، طراحی نقشه و طراحی نما ساختمان می توانید سفارش خود را به صورت آنلاین در سایت ما ثبت کنید!!
