سازه های مقاوم در برابر آتش

امروزه ساخت سازه‌هایی بطور کامل مقاوم در برابرشرایط محیطی از لحاظ اقتصادی شاید هیچ توجیهی نداشته باشد اما می‌توان با رعایت ضوابط و قوانین موجود به سازه های مقاوم در برابر آتش سوزی دست یافت که از لحاظ اقتصادی نیز توجیه پذیر باشند.

عوامل مختلفی در رسیدن به مقاومت در برابر آتش سوزی تاثیر دارند مانند مصالح مناسب، اقدامات مناسب در هنگام ساخت، تجهیزات هشداردهنده حریق، همچنین تجهیزات اطفا حریق مانند کپسول آتش نشانی.

ویژگی‌های مصالح مورد استفاده در سازه‌های مقاوم در برابر آتش

اولین و بارزترین ویژگی برای استفاده از مصالح مقاوم در این سازه ها مقاومت گرمایی بالاست به گونه ای که در دمای زیاد بلافاصله دچار گسیختگی نگردد.

ویژگی دیگر عدم بوجود آوردن تنش های اضافی در سازه است. عدم اشتعال پذیری  مصالح مورد استفاده در سازه های مقاوم در براربر آتش سوزی بلافاصله بعد از در معرض شعله قرار گرفتن می تواند کمک شایانی به جلوگیری از گسترش سریع آتش سوزی و همچنین تحمل شعله ها تا رسیدن نیروهای امدادی کند.

مصالح مقاوم نباید بلافاصله مقاومت خود را از دست دهد. این ویژگی سبب می گردد تا سازه در برابر آتش پایدار مانده و مقاومت خود را حفظ کند.

مصالح ساختمانی بسیاری در ساخت یک سازه مورد استفاده قرار می گیرد، بطور مثال: سنگ، بتن، فولاد و…شناخت این مصالح و ویژگی ها و رفتار آن ها در برابر عوامل طبیعی و غیر طبیعی مختلف بطور ویژه آتش می تواند به درک ما در نحوه استفاده آن ها در ساختمان و انتظار ما از آن ها در برابر سازه های مقاوم در برابر آتش کمک کند.

در زیر چند نمونه از مصالح مختلف که بطور معمول در ساختمان استفاده میشود را مورد بررسی قرار می دهیم. با ما همراه باشید.

سنگ

هدایت گرمایی یکی از ویژگی هایی است که باید در بررسی مصالح مدنظر قرار گیرد. هدایت گرمایی یارسانش در واقع قدرت انتقال گرما در اجسام جامد است. مصالح سنگی دارای هدایت گرمایی بسیار پایینی است.

سنگ گرانیت و آهک  در برابر آتش و آتش سوزی به سرعت ترک خورده، خرد شده و مقاومت بسیار کمی در برابر آتش و حرارت دارد.بسیاری از سنگ ها پس از گرم شدن و طی یک دوره سرد شدن مقاومت خود را از دست داده و از هم گسیخته می شوند.

آجر

آجر را شاید بتوان به عنوان یکی از مصالح اصلی در ساخت بسیاری از ساختمان ها نام برد. آجر طی یک فرآیند در کارخانه و دمای بسیار بالا تولید می شود به همین دلیل می تواند تا دمای ۱۲۰۰ درجه در برابر آتش و گرما در ساختمان های مقاوم در برابر آتش از خود مقاومت نشان دهد.

الیته  نقش ملات مناسب که بتواند چسبندگی قوی بین آجرها ایجادکند را نباید فراموش کرد. استفاده از ملات جهت اتصال مناسب در کنار آجر می تواند مقاومت خوبی در برابر آتش ایجادکند.

چوب

استفاده از الوار های چوبی با مقاطع بزرگ در ساختمان ها اصلا توصیه نمی شود. استفاده از چوب در ساختمان ها معمولا سبب افزایش شعله های آتش و آتش سوزی می گردد.

در مناطقی که ناگزیر به استفاده از چوب در ساخت و ساز هستند، جهت افزایش مقاوت در برابر آتش سطح چوب را بوسیله مواد شیمیایی مانند: آمونیوم سولفات وفسفات، بریک اسید وبراکس پوشش می دهند. همچنین از رنگ های خاص جهت پوشش سطح چوب نیز جهت مقابله در برابر آتش استفاده می شود.

بتن

بتن امروزه بعنوان یکی از پرکاربردترین مصالح در ساختمان ها در سراسر جهان مورد استفاده است. مقاوت و رفتار بتن در برابر عوامل مختلفی تا حدود زیادی به مصالح مورد استفاده در ساخت و عمل آوری آن بستگی دارد.

در بتن مسلح و بتن پیش تنیده محل قرارگیری آرماتورها و همچنین میزان پوشش بتن تاثیر بسزایی در افزایش مقاومت در برابر آتش دارد. بتن تا دمای حدود ۲۵۰ درجه سانتی گرارد عملکرد بسیار خوبی داشته و کاهش مقاومت بسیار ناچیزی را تجربه می‌کند.

ساختمان های بتنی در دمای حدود ۱۰۰۰ درجه سانتی گرارد تقریبا تا یک ساعت می‌توانند مقاومت خود را در برابر آتش حفظ کنند. سیمان به عنوان یکی از مصالح ساخت بتن نقش اصلی را در افزایش مقاومت بتن در برابر آتش ایفا می‌کند.

فولاد

فولاد در دسته مصالح دارای هدایت گرمایی بالاست. قطعات فولادی در دمای حدود ۶۰۰ درجه سانتی گرارد مقاومت کششی خود را از دست داده و دچار تسلیم و گسیختگی شده و در دمای ۱۴۰۰ درجه بطور کامل ذوب می شوند.

ستون های فولادی اگر بطور مداوم و در مدت زمانی طولانی تحت آتش سوزی قرار بگیرند ضعیف شده و مقاوت خود را از دست می دهند. میلگردهای فولادی مورد استفاده در سازه و قطعات بتن آرمه به مرور زمان و در معرض آتش سوزی ضعیف شده و باعث خرابی و تخریب بتن می شوند.

برای از بین بردن این نقطه ضعف در ستون های فولادی، یکی از روش های مقاوم سازی آن ها در برابر آتش استفاده از آجر و پوشش بتنی  است. در سازه‌های بتن آرمه پوشش بتنی محافظ خوبی برای میلگردهاست. همچنین برای تیرها و قطعات فولادی می توان از پوشش های رنگ مقاوم در برابر آتش استفاده کرد.

شیشه

شیشه دارای هدایت گرمایی بسیار کمی است. شیشه در اثر گرما منبسط شده و با کاهش دما و سردشدن شروع به ترک خوردن می کند. استفاده از سیم های نازک فولادی یکی از روش های افزایش مقاومت شیشه در برابر آتش و پس از سرد شدن است. این روش کمک می کند که پس از ترک خوردن وشکستن شیشه، قطعات شکسته شده در جای خود باقی مانده و به اطراف پرتاب نشود.

آلومینیوم

آلومینیوم رسانش گرمایی(هدایت گرمایی)بالایی دارد.امروزه از آلومینیوم در  نماسازی، پوشش های سقف سبک و … استفاده می شود.شاید بتوان سبکی وزن و در دسترس بودن،شکل پذیری بالا و … این مصالح را جز مصالح پرکاربرد صنعت ساختمان قرار داده است.

به دلیل مقاومت بالای گرمایی که دارد می تواند بعنوان یکی از مصالح مناسب جهت ساخت ساختمان های مقاوم در برابر آتش مورد استفاده قرار گیرد.

آزبست سیمان از سازه های مقاوم در برابر آتش 

این ماده دارای نقطه اشتعال و مقاومت بالایی در برابر آتش است. اما امروزه بدلیل اثبات مخاطره آمیز وسرطان زا بودن این مصالح کمتر در صنعت ساختمان مورد استفاده قرار می‌گیرد.

اقدامات احتیاطی در ساخت و ساز

ابعاد و اندازه قسمت‌های مختلف ساختمان اعم از اتاق‌ها، راهروها و…باید به گونه‌ای طراحی و محاسبه گردد که در هنگام آتش سوزی مانع از گسترش آتش به قسمت‌های مختلف ساختمان شده و همچنین عملکرد مطلوبی به ساکنان در قسمت‌های مختلف ساختمان می‌دهد.

پیش بینی وجود فضایی بعنوان راهرو یا فضای خروج اضطراری در هنگام آتش سوزی برای داشتن سازه های مقاوم در برابر آتش از مواردی است که در آیین نامه‌های مختلف به آن اشاره شده است. در کنار فضا مناسب و دارای ابعاد استاندارد، این خروجی باید دارای تهویه و روشنایی کافی باشد.

محفظه آتش

در واقع زمانی که آتش شعله ور می شود جهت جلوگیری از درگیرکردن قسمت‌های مختلف و بزرگتر ساختمان به وسیله اجزای ساختمان مانند دیوارها، سقف و کف از گسترش آتش جلوگیری شود.

بطور مثال در صورت گسترش آتش ممکن است پنجره‌ها شکسته شده و از نما خارج شود. گسترش آتش در قسمت نما باعث آتش سوزی در سایر قسمت‌ها می‌شود. اگر قسمت نما و درب و پنجره‌ها از مواد غیرقابل اشتعال ساخته شده باشد مانع از گسترش آتش به نواحی دیگر می‌شود.

سیستم اخطار آتش و تجهیزات آتش نشانی

این سیستم‌ها شامل سیستم‌های اخطار آتش و همچنین سیستم آب پاش است که اطفای حریق را به صورت اتوماتیک یا بوسیله مداخله انسان انجام می‌دهد. این سیستم به جهت اقدامات فعالانه در هنگام بروز آتش و همچنین به عملیات مهارآتش سوزی در ساختمان کمک می‌کند.

این سیستم در مدت کوتاهی اجازه خروج امن ساکنان را می دهد. بسته به نوع و کاربرد ساختمان این سیتم ها می تواند ساده یا پیچیده باشند. بطور مثال در مناطق مسکونی این سیستم از تعداد کمی تشکیل شده ولی سیستم های اعلام حریق در ساختمان های بزرگ پیچیده تر هستند؛ آنها شامل اجزای منحصربفرد مانند ردیاب‌های دود یا گرما، صفحات کنترل، مراکز فرماندهی آتش، مراکزارتباطات، بوق های هشدار دهنده، بلندگوها هستند.

پوشش ضد حریق

پوشش‌های ضدحریق بعنوان یکی از سیستم‌های مهم غیرفعال در آتش سوزی در ساختمان های مقاوم در برابر آتش مورد استفاده قرار می گیرد. استفاده از پوشش ضد حریق باعث افزایش زمان پایداری اجزای ساختمان در برابر آتش وجلوگیری از تخریب ساختمان بلافاصله پس از قرار گرفتن در معرض آتش سوزی می شود. در ادامه به پوشش های ضدحریق بطور مفصل می پردازیم.

پوشش ضد حریق یک استاندارد مهم در سازه‌های امروزی

پوشش های ضدحریق بعنوان یک سیستم غیرعامل در برابر آتش سوزی در سازه های مختلف اعم از ساختمانی و صنعتی است. امروزه اهمیت این موضوع بقدری است که آیین نامه ها و استاندارد های مختلفی در کشورهای مختلف ازجمله استاندارد BS 476 به موضوع آتش سوزی و مقاومت ساختمان ها در برابر آتش اشاره کرده اند .

نحوه عملکرد پوشش ضد حریق

استفاده از پوشش ضدحریق در ساختمان های مقاوم در برابر آتش باعث افزایش مقاومت اجزا ساختمان شده و مدت زمان بیشتری زمان می برد تا به گسیختگی و مقاومت نهایی خود برسد. این موضوع باعث می شود که ساکنان و نیروهای امدادی فرصت کافی برای مقابله و عکس العمل داشته باشند.

ایجاد پوشش ضد حریق در یک ساختمان به عوامل مختلفی از جمله کاربری ساختمان، نوع حریق و..بستگی دارد. استفاده از این پوشش فقط مربوط به ساختمان های جدید نیست بلکه در سازه های اجرا شده و قدیمی نیز باتوجه به اهمیت و نوع کاربری آن می توان در جهت افزایش کارآیی ساختمان مورد استفاده قرار می گیرد.

روش‌های اجرای پوشش ضد حریق

روش های اجرایی پوشش های ضد حریق به صورت شاتکریت و یا به صورت پیش ساخته(پنل) است. پوشش ضدحریق به صورت شاتکریت ترکیبی از مواد معدنی، چسب و آب است.

ازجمله ویژگی ها و مزیت های این نوع پوشش وزن سبک، کند سوز بودن و رسانایی ضعیف گرماست و به عنوان یک پوشش مناسب در سازه های مختلف از جمله اسکلت فلزی است.

بطور کلی این پوشش ها در دسته بندی مواد عایق(مقاوم در برابر آتش)، مواد جاذب انرژی و موادی که در اثر گرما متورم شده دسته بندی می گردند. بیشتر مواد مورد استفاده در اجرا در دسته اول و دوم قرار می گیرند.

مزایای پوشش ضد حریق

مزایای بسیار زیادی را می توان برای پوشش های ضدحریق در نظر گرفت. شاید مهم ترین مزیت و هدف اصلی این روش افزایش مدت زمان پایداری سازه و نجات جان و اموال کاربران است به گونه ای که این پوشش گاهی زمان آتش سوزی را تا ۵ ساعت به تاخیر می اندازد.

سرعت بالای اجرای این نوع پوشش در  اجزای داخلی و خارجی ساختمان از جمله مزیت های مورد علاقه پیمانکاران بوده همچنین نیاز به فضای اجرای کم این امکان را نسبت به پوشش های قدیمی به کاربران وساکنان می دهد که از حداکثر فضای موجود در ساختمان جهت خروج در مواقع اضطراری استفاده کنند.

بسته به نوع پوشش و پیچیدگی روش های اجرایی انتخابی، تجهیزات مورد استفاده و همچنین نیروی کار متخصصی که استفاده می شود می تواند متفاوت باشد.

سخن آخر

امروزه شرکت‌ها و مهندس های عمران بسیاری در سراسر دنیا بر روی نوع و روش‌های اجرای ساختمان های مقاوم در برابر آتش فعالیت می کنند تا بتوانند مقاومت سازه ها را در برابر حریق افزایش دهند.

م در این مقاله سعی کردیم شما را با روش‌های مقاوم سازی سازه در برابر آتش سوزی و همچنین مصالح مقاوم در برابر حریق آشنا کنیم. امیدواریم این مقاله برایتان مفید واقع شده باشد.