چرا از پانل‌های ساندویچی با هسته سنگ‌پشم برای ایمنی در برابر آتش استفاده کنیم؟

علم پشت هسته غیرقابل اشتعال سنگ‌پشم

ترکیب پشم معدنی و نقش آن در مقاومت در برابر آتش

خواص مقاوم در برابر آتش‌سوزی صفحات ساندویچی پشم سنگ از هسته پشم معدنی آنها ناشی می‌شود که عمدتاً از سنگ بازالت، دولومیت و مواد سرباره بازیافتی تشکیل شده است. وقتی تولیدکنندگان این مواد را در دمای حدود ۱۵۰۰ تا ۱۶۰۰ درجه سانتی‌گراد ذوب می‌کنند، آنها را به الیاف ضخیم و تنگ بافته تبدیل می‌کنند که به راحتی آتش نمی‌گیرند. پشم معدنی حاوی هیچ ترکیب آلی یا هیدروکربنی که بتواند شعله‌ور شود نیست، بنابراین عملاً غیرممکن است که آتش از طریق این ماده گسترش یابد. این بدان معناست که سازه‌هایی که از صفحات پشم سنگ استفاده می‌کنند، حتی در معرض مستقیم حرارت شدید و شعله‌ها نیز سالم و پایدار باقی می‌مانند؛ به همین دلیل است که بسیاری از مقررات ساختمانی امروزه استفاده از این صفحات را در مناطق حساس الزامی کرده‌اند.

پایداری حرارتی پشم سنگ در دماهای بالای ۱۰۰۰°C

پشم سنگ به طور قابل توجهی در برابر حرارت شدید مقاوم است و می‌تواند بدون ذوب شدن یا تجزیه شدن به طور قابل توجهی دماهای بالاتر از ۱۰۹۳ درجه سانتی‌گراد (معادل ۲۰۰۰ درجه فارنهایت) را تحمل کند، مطابق آزمون‌های استاندارد مقاومت در برابر آتش که همه افراد صنعت انجام می‌دهند. هنگام قرار گرفتن در این شرایط، نمونه‌های بیشتر پشم سنگ حدود ۸۵ تا ۹۰ درصد از وزن اولیه خود را حفظ می‌کنند. این چه معناست؟ ایجاد یک لایه محافظ محکم بین شعله و هر سازه‌ای که در پشت آن قرار دارد، که باعث کند شدن انتقال حرارت از دیوارها و سقف‌ها می‌شود. این ویژگی در شرایط فلاشفرو (اشتعال ناگهانی تمام مواد داخل یک ساختمان در حال سوختن) که تمام چیزها به طور ناگهانی به دمای بسیار بالایی می‌رسند، اهمیت بسیار زیادی پیدا می‌کند.

هسته غیرآلی چگونه از گسترش شعله و تشکیل دود جلوگیری می‌کند

ترکیب معدنی پشم سنگ باعث می‌شود که به راحتی آتش نگیرد و در واقع از گسترش شعله‌ها جلوگیری کند. نحوه قرارگیری الیاف در کنار هم، سدهایی ایجاد می‌کند که دسترسی اکسیژن را محدود کرده و به طور قابل توجهی تولید دود را کاهش می‌دهد. آزمایش‌ها نشان می‌دهند که دود تولیدشده از پشم سنگ حدود ۷۰٪ کمتر از موادی مانند عایق پلی‌اورتان است که به راحتی می‌سوزند. مزیت بزرگ دیگر این است که پشم سنگ در معرض حرارت، گازهای سمی آزاد نمی‌کند، در حالی که بسیاری از عایق‌های فوم آلی این کار را انجام می‌دهند. این ویژگی توضیح می‌دهد که چرا پشم سنگ بالاترین رتبه ایمنی حریق اروپایی (Euroclass A1) را کسب کرده است. هنگام وقوع آتش‌سوزی، پشم سنگ از گسترش سریع شعله‌ها جلوگیری کرده و سطح دودهای خطرناک را در سراسر ساختمان کاهش می‌دهد. برای مکان‌هایی که تجمع زیادی از افراد در آن صورت می‌گیرد، مانند مدارس یا مجتمع‌های اداری، این ویژگی نقش تعیین‌کننده‌ای در کنترل آتش‌سوزی قبل از تبدیل شدن به فاجعه دارد.

مقاومت اثبات‌شده در برابر آتش: آزمایش‌ها، رده‌بندی‌ها و استانداردهای انطباق

درک رده‌های آتش‌نشانی اروکلاس A2 s1 d0 و A1 برای پنل‌های ساندویچی با هسته پشم سنگ

بر اساس استاندارد اروپایی EN 13501-1، پنل‌های ساندویچی با هسته پشم سنگ در زمینه ایمنی در برابر آتش سوزی بالاترین امتیازها را کسب می‌کنند. این پنل‌ها در دسته‌بندی A1 (کاملاً غیرقابل اشتعال) و A2 s1 d0 (با قابلیت اشتعال محدود) قرار می‌گیرند. این به چه معناست؟ این پنل‌ها هنگام قرار گرفتن در معرض آتش، قطرات شعله‌ور تولید نمی‌کنند و مقدار بسیار کمی دود ایجاد می‌کنند؛ از این رو نسبت به گزینه‌های دیگر با هسته‌های قابل اشتعال مانند پلی‌اورتان ایمن‌تر هستند. آزمایش‌های انجام‌شده توسط طرف‌های ثالث نشان داده‌اند که پنل‌های با رده A1 می‌توانند بیش از دو ساعت به‌طور مداوم در برابر دماهای بالای ۱۰۰۰ درجه سانتی‌گراد مقاومت کنند و هیچ نشانه‌ای از خرابی نشان ندهند. این عملکرد با الزامات سخت‌گیرانه مقررات ساختمانی برای مکان‌هایی که ایمنی در برابر آتش حیاتی است — از جمله بیمارستان‌ها، مراکز داده و سایر تأسیسات پرخطر — سازگار است.

مطالعه موردی: آزمایش‌های کامل آتش‌سوزی که دوام پنل‌ها را نشان می‌دهند

در شبیه‌سازی سال 2022 از یک ساختمان چند طبقه که در آن آتش‌سوزی هیدروکربنی ظرف 10 دقیقه به دمای 1,100 درجه سانتی‌گراد رسید، تخته‌های ساندویچی پشم سنگ عملکرد برتری را پس از دو ساعت نشان دادند:

• دمای هسته در 550 درجه سانتی‌گراد ثابت ماند (در مقایسه با 890 درجه سانتی‌گراد برای تخته‌های EPS)
• کدری دود در 12٪ باقی ماند که بسیار پایین‌تر از حد ایمنی 20٪ است
• علیرغم بار بادی 8.5 کیلونیوتن بر متر مربع، هیچ گونه فروپاشی ساختاری رخ نداد

این نتایج با الزامات NFPA 285 و IBC برای دیوارهای خارجی ساختمان‌های بلندمرتبه سازگار هستند و جایگاه پشم سنگ را به عنوان گزینه ارجح حفاظت منفعل در برابر آتش تقویت می‌کند.

پشم سنگ در مقابل مواد جایگزین قابل اشتعال: مقایسه‌ای حیاتی از نظر ایمنی

مقایسه عملکرد در برابر آتش: پشم سنگ در مقابل هسته‌های پلی‌اورتان (PU) و EPS

در مورد آتش‌سوزی، پشم سنگ عملکرد بهتری نسبت به بیشتر مواد عایق دیگر دارد که به راحتی مشتعل می‌شوند. به عنوان مثال، پلی‌اورتان در حدود ۲۰۰ درجه سانتی‌گراد شروع به تجزیه می‌شود، در حالی که پلی‌استایرن منبسط‌شده حتی از دمای ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد نیز ایمن نیست. پشم سنگ از سوی دیگر، طبق آزمایش‌های اخیر ASTM در سال ۲۰۲۳، تا دمایی بسیار بالاتر از ۱۰۰۰ درجه سانتی‌گراد پایدار می‌ماند. و نکته مهم دیگر این است که پلی‌اورتان معمولی هنگام سوختن، گاز سیانید هیدروژن آزاد می‌کند که می‌تواند به افراد اطراف آسیب جدی وارد کند. پشم سنگ چنین کاری انجام نمی‌دهد، زیرا از مواد معدنی ساخته شده است — در اصل مصالحی مانند شن و ماسه که ذوب شده و با هم ترکیب شده‌اند — بنابراین هیچ ماده آلی برای سوختن و تبدیل شدن به گازهای خطرناک وجود ندارد.

چرا مواد غیرقابل اشتعال درجه A در مقررات ساختمانی مدرن ضروری هستند

کدهای ساختمانی بین‌المللی اکنون مواد کلاس اروپایی A1/A2 را برای هر سازه‌ای که ارتفاع آن از ۱۸ متر بیشتر باشد، الزامی کرده‌اند و به‌طور موثری از استفاده از هسته‌های EPS و PU تصفیه‌نشده در نمای ساختمان جلوگیری می‌کنند. آخرین ویرایش کد بین‌المللی حریق از سال ۲۰۲۳ اعداد و ارقام قابل توجهی را نشان می‌دهد: در ساختمان‌هایی که از عایق غیرقابل اشتعال استفاده شده است، آتش با سرعتی حدود ۶۷٪ کمتری نسبت به ساختمان‌هایی که از عایق‌های قابل اشتعال استفاده کرده‌اند، گسترش می‌یابد. پشم سنگ به دلیل این برجسته می‌شود که نیازی به افزودنی‌های شیمیایی ندارد که در مواد PU و EPS با گذشت زمان تجزیه می‌شوند. این ویژگی پشم سنگ را به‌ویژه برای تأسیساتی مانند بیمارستان‌ها، مدارس و مجتمع‌های صنعتی که حفظ استانداردهای محافظت منفعل در برابر آتش‌سوزی بر اساس مقررات NFPA 5000 حیاتی است، ارزشمند می‌کند. مدیران تأسیسات این جنبه قابلیت اطمینان بلندمدت را هنگام بررسی الزامات ایمنی خود قدردانی می‌کنند.

کاربردهای مهم پنل‌های ساندویچی پشم سنگ در ساختمان‌های پرخطر

حفاظت از جان و دارایی‌ها در بیمارستان‌ها، مدارس و مراکز داده

پنل‌های ساندویچی با هسته سنگ‌پشم نقش حیاتی در مکان‌هایی دارند که مردم باید به‌طور ایمن خارج شوند و تجهیزات ارزشمند باید محافظت شوند. بیمارستان‌ها به این پنل‌ها تکیه می‌کنند، زیرا این محصول دارای رتبه غیرقابل احتراق A1 است که از گسترش آتش جلوگیری می‌کند و در مواقع بحرانی هوای قابل تنفس را حفظ می‌کند. مدارس این پنل‌ها را به عنوان دیوارها و سیستم‌های سقف مقاوم در برابر آتش نصب می‌کنند که خروج از ساختمان را در مواقع اضطراری بسیار ایمن‌تر می‌سازد. برای مراکز داده، سنگ‌پشم تا دماهای بالای ۱۰۰۰ درجه سانتی‌گراد مقاومت می‌کند، بنابراین می‌تواند آتش‌های الکتریکی را قبل از گسترش در اتاق‌های سرور و ایجاد مشکلات بزرگ‌تر، مهار کند. تمام این کاربردها با الزامات بین‌المللی استانداردهای ساختمانی برای مواد عایق همخوانی دارند که در مناطقی که افراد واقعاً در آن کار و زندگی می‌کنند، هیچ دودی تولید نمی‌کنند.

موارد استفاده صنعتی: کاربردهای پنل‌های شیشه منیزیم و سنگ‌پشم سنگین

بسیاری از مکان‌های صنعتی به پانل‌های ساندویچی پشم سنگ روی می‌آورند زمانی که به موادی نیاز دارند که هم محافظت در برابر آتش را فراهم کنند و هم به خوبی از نظر ساختاری عمل کنند. پانل‌هایی که با شیشه منیزیم پوشیده شده‌اند، به دلیل مقاومت در برابر خوردگی و توانایی تحمل ۱۲۰ دقیقه در معرض شعله، برجسته می‌شوند و به همین دلیل مراکز فرآوری شیمیایی اغلب آنها را برای مقابله با آتش‌سوزی‌های خطرناک هیدروکربنی انتخاب می‌کنند. برای محیط‌های واقعاً سخت مثل نیروگاه‌ها، انواع سنگین با چگالی حدود ۱۵۰ کیلوگرم در متر مکعب وجود دارند که در واقع به عنوان دیوارهای ضد حریق عمل می‌کنند و حتی پس از ساعات طولانی قرار گرفتن در معرض گرمای شدید، سالم باقی می‌مانند. با بررسی ارزیابی‌های اخیر ایمنی در صنایع مختلف، شرکت‌ها گزارش داده‌اند که زمان تکمیل مدارک OSHA خود را حدود ۴۰ درصد کاهش می‌دهند، زمانی که از این مواد غیرقابل احتراق در طرح‌های ساختمانی خود استفاده می‌کنند، نه از جایگزین‌های قابل احتراق معمولی.

تقویت یکپارچگی ساختاری و سیستم‌های محافظت غیرفعال در برابر آتش

نقش پانل‌های ساندویچی پشم سنگ در تأخیر انداختن فروپاشی ساختاری در طول پدیده فلاشفرو

پنل‌های مالیت سنگی به جلوگیری از فروپاشی ساختمان‌ها در هنگام وقوع آتش‌سوزی کمک می‌کنند، زیرا سد مقاوم در برابر آتش را بین مواد در حال احتراق و قسمت‌های سازه‌ای مهم ایجاد می‌کنند. آزمایش‌ها نشان داده‌اند که این پنل‌ها حتی در دمایی حدود ۱۰۰۰ درجه سانتی‌گراد نیز تقریباً به مدت دو ساعت به عنوان عایق عمل می‌کنند. این امر باعث کاهش انتقال گرما به تیرهای فولادی داخل ساختمان‌ها می‌شود و در مقایسه با حالت بدون محافظ، میزان در معرض گرما قرار گرفتن را تقریباً به میزان سه‌چهارم کاهش می‌دهد. عامل این عملکرد، مالیت معدنی موجود درون پنل‌ها است. این الیاف از مواد معدنی تشکیل شده‌اند که تا دمای حدود ۱۱۷۷ درجه سانتی‌گراد ذوب نمی‌شوند که این مطابق با استاندارد ISO 6944 از سال ۲۰۲۳ است. این ویژگی به سازه‌های فولادی زمان بیشتری می‌دهد تا قبل از ضعیف شدن و احتمالاً از کار افتادن در شرایط حرارتی شدید، دچار آسیب نشوند.

ادغام پنل‌های عایق و مقاوم در برابر آتش در طراحی ایمنی غیرفعال ساختمان

پنل‌های پشم سنگ امروزه به‌طور گسترده در سیستم‌های مدرن حفاظت منفعل از حریق در دیوارها، سقف‌ها و حتی اطراف کانال‌های هوا استفاده می‌شوند تا آتش را بدون نیاز به راه‌اندازی سیستم‌های فعال کنترل کنند. خبر خوب این است که این مواد واقعاً استاندارد سخت‌گیرانهٔ مقاومت در برابر آتش اوروکلاس A1 را به دست می‌آورند، که عملاً بدین معناست که خودشان مشتعل نمی‌شوند. علاوه بر این، این مواد دو نقش را با هم ایفا می‌کنند: هم به عنوان عایق در برابر گرما عمل می‌کنند و هم در تقویت سازه‌های ساختمانی کمک می‌کنند. بررسی نحوه عملکرد سیستم‌های حفاظت منفعل در برابر آتش، اهمیت آن را در حفظ مسیرهای تخلیه ایمن در شرایط اضطراری نشان می‌دهد. احتمالاً به همین دلیل است که با توجه به آخرین تغییرات در مقررات کد ساختمانی بین‌المللی، شاهد ظهور بیشتر این الزامات در ساختمان‌های بلندمرتبه و کارخانه‌ها هستیم.

پرسش‌های متداول (FAQs)

پشم سنگ از چه چیزی ساخته شده است؟

پشم سنگ عمدتاً از سنگ بازالت، دولومیت و مواد سرباره بازیافتی تشکیل شده است که به الیافی تبدیل می‌شوند که در برابر آتش مقاوم هستند.

پشم سنگ از نظر مقاومت در برابر آتش چه تفاوتی با هسته‌های پلی‌اورتان و EPS دارد؟

پشم سنگ غیرقابل اشتعال است و در دمای بالا ساختار خود را حفظ می‌کند، برخلاف هسته‌های پلی‌اورتان و پلی‌استایرن (EPS) که می‌سوزند و گازهای سمی تولید می‌کنند.

چرا پشم سنگ در ساختمان‌های پرخطر ترجیح داده می‌شود؟

صفحات پشم سنگ حفاظت در برابر آتش، پایداری و ایمنی برتری را در محیط‌هایی مانند بیمارستان‌ها، مدارس و مراکز داده فراهم می‌کنند.

آیا صفحات پشم سنگ با استانداردهای ساختمانی سازگار هستند؟

بله، صفحات پشم سنگ با استانداردهای بالای ایمنی در برابر آتش مانند یوروکلاس A1/A2 سازگار هستند و مطابق با مقررات ساختمانی جهانی می‌باشند.

صفحات پشم سنگ چگونه یکپارچگی ساختاری را بهبود می‌بخشند؟

با ایجاد یک سد مقاوم در برابر آتش، صفحات پشم سنگ به تأخیر انداختن فروپاشی ساختاری در طی رویدادهای شعله‌وری دمای بالا کمک می‌کنند.