مقاومت ورق های کامپوزیت آلومینیوم نما در برابر آتش

در دنیای رو به رشد امروز کاربرد مواد و مصالح پلیمری و فناوری‌های نوین، در صنعت های گوناگون به ویژه در صنعت ساختمان و حمل و نقل، نگرانی هایی از بابت خطر آتش‌سوزی ناشی از آنها را افزایش داده است. از جمله فناوری‌های جدید، ورق کامپوزیت آلومینیوم است که به صورت فراوان در پروژه‌های ساخت و ساز کشور جهت نمای خارجی ساختمان مورد استفاده قرار میگیرد.
از این رو در هنگام وقوع آتش‌سوزی داخل ساختمان و گسترش آتش سوزی به بیرون ساختمان، نقش نمای ساختمان در گسترش آتش سوزی مطرح می شود. از همین روی، پیش بینی عملکرد نماهای کامپوزیت آلومینیوم در برابر آتش سوزی و آنالیز نقش آن ها در گسترش آتش اهمیت بالایی برای طراحان و مهندسان ساختمان خواهد داشت.

كلید واژه : واکنش در برابر آتش، ورق کامپوزیت آلومینیوم، نما، طبقه بندی خطر آتش، گواهی نامه فنی.

مقدمه
قدمت کاربرد آلومینیوم در ساختمان به سال 1898 بر می‌گردد زمانی که گنبد کلیسای سان جیوآچینو در رم با ورق آلومینیوم روکش شد. تولید صنعتی آن برای کاربردهای ساختمانی در سال 1950 آغاز شد امروزه در صنعت ساختمان، از آلومینیوم برای استفاده در دیوارهای پرده‌ای، قاب پنجره، دیگر ساختارهای شیشه‌کاری شده، درها، کرکره، روکش خارجی نما و … استفاده می‌شود. یکی از موارد کاربرد آن به شکل ورق کامپوزیت آلومینیوم ACS4 در نمای خارجی ساختمان است. ورق کامپوزیت آلومینیوم از سه بخش اصلی تشکیل شده است که شامل دو ورق آلومینیوم در دو طرف و یک لایه از جنس پلی‌اتیلن، پلی‌پروپیلن و … می‌باشد. میانی است که در میان دو ورق آلومینیوم قرار می‌گیرد و معمول برای افزایش مقاومت در برابر سایش و این لایه در انعطاف پذیری ورق کامپوزیت آلومینیوم نقش دارد. معمول خوردگی، روی ورق‌ها را با فرآیند الکتروشیمیایی پوشش می‌دهند. با پوشش دهی، طیف گسترده‌ای از رنگ‌ها و سطوح براق را می‌توان به دست آورد.

ایمنی در برابر آتش مصالح سفت کاری و نازک‌کاری یکی از الزامات مهم طراحی و اجرا در ساختمان است. از جمله موارد حائز اهمیت، مصالح نما می‌باشد. بنابراین، چنانچه نما رفتار مناسبی در برابر آتش نداشته باشند، یک آتش‌سوزی احتمالی می‌تواند به سرعت گسترش یافته، به سایر فضاها و طبقات سرایت کند. یکی از نماهایی که امروزه کاربرد زیادی دارد ورق‌های کامپوزیت آلومینیوم با مغزه پلاستیکی است. آنچه درباره ACS از دیدگاه ایمنی در برابر آتش اهمیت دارد، لایه میانی آن است که در صورت عملکرد ضعیف در برابر آتش، سبب مشارکت این نوع مصالح را در گسترش آتش‌سوزی می‌شود. به علاوه، تجربه نشان داده قرارگیری ACS با مغزه پلاستیک مثل PE در معرض آتش، همراه با ذوب، شره کردن و فروپاشی است از این رو، ارزیابی عملکرد نماهای کامپوزیت آلومینیوم در برابر آتش به منظور دستیابی به سطح مورد انتظار ایمنی در برابر آتش ضروری بوده، آ گاهی از رفتار این نوع مواد در برابر آتش برای مصرف کنندگان این نوع مصالح، تولید کنندگان، واردکنندگان و به ویژه طراحان و مهندسین ساختمان مفید است.

احتمال خطر آتش‌سوزی و پیامدهای ناشی از آن وقتی بیشتر و شدیدتر است که نما از جنس قابل سوختن باشد و نصب آن نیز به درستی انجام نشده باشد. از انواع مصالح نمای قابل سوختن می‌توان سامانه عایق حرارتی بیرونی )EIFS،) لمینتهای ساخته شده تحت فشار زیاد )SIPS،) پانل عایق سازه‌ای، موانع مقاوم در برابر شرایط جوی )WRB،) پانلهای الوار و کامپوزیت آلومینیوم با مغزه پلاستیک مثل پلی اتیلن را نام برد. دو عامل اصلی سبب آتش‌سوزی در نمای ساختمان است:

■ آتش‌سوزی خار ج از ساختمان ناشی از مجاورت با منابع سوختنی

■ آتش‌سوزی داخلی ساختمان، که منشأ آن در یک طبقه بوده، با شکستن شیشه به نما گسترش یافته است.

مشکل ایمنی در برابر آتش نما را می‌توان به چهار بخش تقسیم‌بندی نمود:

■ ویژگی سناریوی قرارگیری در معرض آتش و توزیع شار حرارتی هم داخل نما و هم از سطح نما با شعله‌وری که از داخل شروع شده است. این موضوع پیش نیاز قسمت‌های زیر است.
■ مقاومت در برابر آتش مجموعه نما و اتصال دال کف- نما، شامل شکست سازهای برای مجموعه‌های نمای غیر قابل سوختن و قابل سوختن.
■ گسترش آتش در سطح خارجی نما در صورتی که قابل سوختن باشد به دلیل شعله‌های ناشی از آتش‌سوزی در فضای محصور.
■ گسترش آتش ناشی از آتش‌سوزی در فضای محصور و پیشروی به داخل عایق نما در صورتی که قابل سوختن باشد.

صدور گواهی نامه فنی نمای کامپوزیت آلومینیوم

مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی به عنوان تنها نهاد صادرکننده گواهینامه فنی طی روند آزمایشگاهی ذکر شده در بالا و مطابق با استاندارد طبقه بندی واکنش وا کنش در برابر آتش برای ورق‌های کامپوزیت آلومینیوم نما که الزامات آزمون‌های استاندارد به شرح فوق را برآورده کنند، گواهینامه فنی صادر می‌کند. ابتدا آزمون قابلیت افروزش انجام شده، در صورت احراز طبقه E یا بالاتر، آزمون SBI انجام و شاخص گسترش آتش و دود ارزیابی می‌شود. سپس با استفاده از داده‌های آزمون، طبقه‌بندی خطر آتش از نظر واکنش در برابر آتش طبق استاندارد طبقه‌بندی انجام می‌شود.

توصیه‌های کاربردی

برای انتخاب مصالح نما به ویژه نمای کامپوزیت آلومینیوم توجه به آیین نامه‌های معتبر محافظت در برابر آتش ) مانند نشریه 682 مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی(ضروری است و رفتار اشتعالی مواد با الزامات آیین‌نامه مطابقت داده شود. بر این اساس نظر به وجود امکان صدور گواهی نامه فنی برای این نوع مصالح، به کاربران توصیه می‌شود برای دستیابی به سطح ایمنی در برابر آتش مطلوب از نظر مقرراتی، با ارزیابی رفتار این نوع مصالح طی دوره اعتبار گواهی نامه فنی، از عملکرد مناسب این نوع مواد و مصالح در برابر آتش اطمینان حاصل نمایند.

نتیجه‌گیری

عملکرد ورق‌های کامپوزیت آلومینیوم با مغزه پلاستیکی مورد استفاده در نمای خارجی ساختمان، که به طور گسترده در پروژه‌های ساخت و ساز کشور به کار می‌روند، با استفاده از آزمون‌های وا کنش در برابر آتش شامل آزمون گرماسنج مخروطی و آزمون عامل مشتعل منفرد SBI ارزیابی شد. به علاوه پیش بینی طبقه خطر آتش از نظر وا کنش در برابر آتش، بر اساس نتایج آزمونگی آتش استاندارد صورت گرفت و روند طبقه‌بندی وا کنش در برابر آتش مطابق با استاندارد ملی 8299 و استاندارد اروپایی 1 -13501 EN ارائه شد. و استاندارد ملی طبقه‌بندی از نظر وا کنش در برابر آتش ارائه شد. طبق نتایج حاصل از آزمون گرماسنجی، با وجود نقش محافظتی روکش آلومینیوم، در صورت قرارگیری مغزه در معرض شعله و عملکرد ضعیف آن، شره کردن همراه با رهایش گرما و دود با شدت زیاد ر خ می‌دهددر صورتی که با بهبود خواص آتش مغزه ورق کامپوزیت آلومینیوم، می‌توان به عملکرد مطلوبی دست یافتپیش‌بینی طبقه خطر آتش برای یک نوع ACS با عملکرد مناسب وا کنش در برابر آتش نشان داد که با بهبود خواص مغزه امکان قرارگیری در طبقه وا کنش در برابر آتش Bs1d0 وجود دارد. در عین حال، مطابقت با مقررات محافظت در برابر آتش ساختمان، از جمله آیین‌نامه محافظت در برابر آتش، نشریه 682 مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی برای تعیین حدود مجاز کاربری بر اساس داده‌های حاصل از آزمون‌های استاندارد، ضروری است. ضمن این که کنترل کیفی این نوع محصول طی روند گواهینامه فنی این امکان را به وجود می‌آورد که کاربران و تولیدکنندگان با آ گاهی از رفتار این گونه مصالح در برابر آتش، از سطح ایمنی در برابر آتش مورد انتظار اطمینان حاصل نمایند.