למה להשתמש בפנלים סנדוויץ' של אבן סלע לבטיחות מפני אש?

המדע מאחורי הליבה הלא דלקה מאבן סלע

הרכב הכותנה המינרלית והתפקיד שלה בהתנגדות לאש

תכונות העמידות באש של פאנלים מצמר סלעים נובעות מליבת הצמר הסלעי שלהם, המורכבת בעיקר מסלע בזלת, דולומיט וחומרי סיגים ממוחזרים. כאשר יצרנים מתיכים חומרים אלה בטמפרטורה של כ-1500 עד 1600 מעלות צלזיוס, הם טווים אותם לסיבים עבים וארוגים היטב, שלא יתלקחו בקלות. צמר סלעים עצמו אינו מכיל רכיבים אורגניים או פחמימנים שיכולים להזין להבות, מה שהופך את התפשטות השריפות דרך החומר לבלתי אפשרית. משמעות הדבר בפועל היא שמבנים המשתמשים בפאנלים של צמר סלעים יכולים להישאר שלמים ויציבים גם כאשר הם נחשפים ישירות לחום ולהבות עזות, ולכן כיום כל כך הרבה חוקי בנייה מציינים את השימוש בהם באזורים קריטיים.

יציבות תרמית של צמר סלע בטמפרטורות העולות על 1000°C

צמר סלע עמיד בצורה יוצאת דופן בפני חום קיצוני, ומסוגל לעמוד בטמפרטורות של יותר מ-1,093 מעלות צלזיוס (2,000 פרנהייט) מבלי להנתך או להתפרק בצורה משמעותית, בהתאם לבדיקות התנגדות לאש הסטנדרטיות שجميع בתעשייה מבצעים. כאשר נחשפים לתנאים מסוג זה, שומרים רוב דוגמיות צמר הסלע כ-85 עד 90 אחוז ממשקלן המקורי. מה זה אומר? זה יוצר שכבת הגנה יציבה בין הלהט לבין כל מבנה שנמצא מאחוריו, ומאט את קצב התפשטות החום דרך קירות ותקרות. תכונה זו נעשית קריטית במיוחד במצבים של הבזק (Flashover), בהם כל החפצים בתוך בניין בוער מגיעים לפתע לטמפרטורות גבוהות במיוחד בו זמנית.

איך הליבה האורגנית מונעת התפשטות להבות ויצירת עשן

הרכב האנרגי של צמר הסלע אומר שהוא לא נשרף בקלות והוא למעשה פועל נגד התפשטות הלהבות. הדרך שבה הסיבים ארוזים יחד יוצרת מחסומים המגבילים את כמות החמצן שעוברת, מה שמפחית את ייצור העשן באופן משמעותי. בדיקות מראות כ- 70% פחות עשן מאשר מה שמגיע ממסדרי בידוד כמו פוליורטן, ששרוף בקלות. יתר גדול נוסף הוא שמרק סלע לא יפיץ אדים מזיקים כאשר הוא חשוף לחום, דבר שרבים מאסודות קצף אורגניים עושים. המאפיין הזה מסייע להסביר מדוע צמר הסלע זכה לדרגת הבטיחות על האש A1 הגבוהה ביותר. כאשר מתפרצות שריפות, צמר הסלע מונע מהלהבות להתפשט במהירות ומפחית את רמות העשן המסוכנות בכל הבניין. במקומות שבהם אנשים רבים מתאספים, כמו בתי ספר או מתחמי משרדים, זה עושה את כל ההבדל בהכפנת שריפות לפני שהן הופכות לאסונות.

עמידות באש מוכחת: בדיקות, דירוגים ותקנים של תאימות

הבנת דירוגי אש אירו-קלאס A2 s1 d0 ו-A1 לפנלי סנדוויץ' מצמר סלע

לפי התקן האירופי EN 13501-1, פנלים סנדוויצ'יים מבדק אבן מקבלים דירוג גבוה ביותר כשמדובר בבטיחות אש. הם מסווגים כ-A1 (בלתי ניתנים להבערה כלל) וכ-A2 s1 d0 (עם בעירה מוגבלת). מה זה אומר מבחינה מעשית? הפנלים הללו לא מייצרים טיפות בערות ומייצרים מעט מאוד עשן כאשר הם נחשפים לאש, מה שהופך אותם לבטוחים בהרבה מאלטרנטיבות עם ליבות ניתנות להבערה כמו פוליאורית'ן. מבחנים שערך צד שלישי הראו שפנלים בדירוג A1 יכולים לעמוד בטמפרטורות של יותר מ-1,000 מעלות צלזיוס במשך שעתיים רצופות ללא כל סימני כשל. ביצועים אלו עומדים בדרישות הקפדניות של תקני בניין הנדרשים במתקנים שבהם בטיחות אש היא קריטית, כולל בתי חולים, מרכזי נתונים ומתקנים שונים אחרים שנחשבים לסיכון גבוה.

מקרה לדוגמה: בדיקות אש בקנה מידה מלא שמראות את עמידות הלוחות

בסימולציה של בניין רב-קומות משנת 2022, הכוללת שרפות הידרוקרבון שהגיעו ל-1,100° צלזיוס תוך 10 דקות, הדגימו פנלים סנדוויצ'יים מבדל ברזל עמידות יתירה לאחר שעתיים:

• טמפרטורת הליבה נשארת יציבה ב-550 °C (בהשוואה ל-890 °C לפנלים מ-EPS)
• אטימות העשן נותרת על 12%, רחוק מתחת לסף הבטיחות של 20%
• למרות עומס רוח של 8.5 kN/m², לא ארע קריסת מבנה

תוצאות אלו עומדות בדרישות של NFPA 285 ו-IBC לדפנות חיצוניות בבנייני גובה, ומחזקות את מעמדו של בדל הברזל כאפשרות המועדפת להגנת אש פסיבית.

בדל ברזל לעומת חומרים דליקים חלופיים: השוואה קריטית לבטיחות

השוואת ביצועי אש: בדל ברזל לעומת ליבות מפוליאוריתן (PU) ו-EPS

כשזה מגיע לשריפות, צמר סלע רק מכה את המכנסיים של רוב החומרים הבודדים האחרים קחו פוליורטן לדוגמה, הוא מתחיל להתפרק בסביבות 200 מעלות צלזיוס, בעוד פוליסטירון מורחב אינו בטוח אפילו מעבר ל-100 מעלות. צמר סלע, לעומת זאת, נשאר מונח הרבה מעבר ל-1,000 מעלות לפי כמה בדיקות האחרונות מ-ASTM בשנת 2023. והנה הבדל גדול נוסף: פוליורטן רגיל מפריש גז מימן ציאניד כשהוא נשרף, משהו שיכול באמת לפגוע באנשים בסביבה. צמר סלע לא עושה את זה כי הוא עשוי מינרלים, בעיקרון חול וחומר מותך יחד, כך שאין שום דבר אורגני שישרוף לתוך אדים מסוכנים.

למה חומרים לא דלקים בדרגה A הם חיוניים בתקנות בניין מודרניות

תקנות הבנייה הבינלאומיות דורשות כיום חומרים מסוג אירו-класс A1/A2 לכל מבנה שגובהו עולה על 18 מטרים, ובכך אוסרות באופן יעיל שימוש ב-EPS ובמוצרי PU לא מעובדים בהתקנות חזיתיות. מהדורה אחרונה של תקן האש הבינלאומי משנת 2023 מציגה מספרים די משמעותיים: במבנים שבהם נעשה שימוש בחום לא דליק, התפשטות השריפה איטית בכ-67% בהשוואה למבנים שבהם נעשה שימוש בחומר דליק. צמר סלע בולטת בכך שהיא אינה זקוקה ליישומים הכימיים שנוטים להתפרק עם הזמן בחומרי PU ו-EPS. עובדה זו הופכת את צמר הסלע לערך מיוחד במושב במבנים כמו בתי חולים, בתי ספר ומתחמי תעשייה, שבהם שימור תקני הגנת האש הפסיבית קריטי בהתאם לתקנות NFPA 5000. מנהלי מתקנים מעריכים את היבט האמינות ארוכת הטווח הזה כששקלים את דרישות הבטיחות שלהם.

יישומים קריטיים של פנלים סנדוויצ'יים מצמר סלע בבניינים בסיכון גבוה

הגנה על חיים ונכסים בבתי חולים, בתי ספר ומراكז נתונים

פלטות סנדוויץ' מבדיל רוק וול ממלאות תפקיד חשוב במקום שבו יש צורך לאפשר יציאה בטוחה של אנשים ושימור ציוד יקר. בתי חולים מסתמכים עליהן בשל דירוג A1 שלהן - חומר שאינו בער, אשר מונע התפשטות של אש ומשמר את האוויר לנשימה גם כשדברים הולכים שגיאה. בתי ספר מתקינים את הפלטות הללו כקירות ומערכות תקרה עמידים באש, מה שמאפשר יציאה מהמבנה בצורה בטוחה בהתרחשות מצב חירום. עבור מרכזי נתונים, בדיל הרוק וול עמיד בפני טמפרטורות הגבוהות מ-1000 מעלות צלזיוס, ולכן מסוגל לעצור שרפות חשמליות לפני שהן מתפשטות דרך חדרי השרתים וגורמות לבעיות גדולות יותר. כל היישומים הללו עומדים בדרישות הסטנדרטים הבינלאומיים לבנייה בנוגע לחומרי בידוד שלא פולטים עשן כלל באזורים בהם אנשים באמת עובדים וחיים.

יישומים תעשייתיים: יישומי מגנזיום זכוכית ופלטות רוק וול עמידות

רבים מאתרי התעשייה פונים ללוחות סנדוויץ' מסרמי סלע כשיש צורך בפתרון שמטפל גם בדרישות של הגנת אש וגם בתכונות המבניות. הלוחות עם פנים מגנזיום זכוכית מגלים עמידות בפני שחיקה ומשתמרים עד 120 דקות בתוך להט, מה שמוביל מתקני עיבוד כימי לבחור בהם כשמדובר בשפעות הידראקרבון הקשות. לסביבות קשות במיוחד כמו תחנות ייצור חשמל, קיימות גרסאות עמידות עם צפיפות של כ-150 ק"ג למטר מעוקב, שפועלות למעשה כחומות אש ומשמרות את שלמותן גם לאחר שעות של חשיפה לחום קיצוני. בהתחשב בהערכות בטיחות אחרונות מרחבי תעשיות שונות, חברות מדווחות על סיום מהיר בכ-40 אחוז של ניירת ה-OSHA שלהן כאשר חומרים לא דליקים אלו כלולים בתוכניות הבנייה, בהשוואה לחלופות דליקות רגילות.

שיפור יציבות מבנית ומערכות הגנת אש פסיביות

התפקיד של לוחות סנדוויץ' מסרמי סלע באיחור קריסת המבנה במהלך התפרצות להט

פנלים מכותנה סלע עוזרים למנוע קריסת מבנים במהלך אירועים של התלקחות ירידה מכיוון שהם יוצרים מחסום עמיד באש בין חומרים דליקים לבין חלקים מבניים חשובים. מבחנים הראו שהפנלים יכולים להמשיך לפעול כבידוד במשך כשתי שעות גם כאשר הם נתונים לטמפרטורות שמשיגות 1000 מעלות צלזיוס. משמעות הדבר היא העברה מופחתת של חום ל빔י פלדה בתוך המבנים, וצמצום חשיפת החום בכ-75% בהשוואה למצב שבו אין שום הגנה. מה שמאפשר זאת הוא הכותנה המינרלית שבתוך הפנלים. הסיבים הללו מיוצרים מחומרים אי-אורגניים שלא מתחילים להנתך לפני שמגיעים לטמפרטורות של כ-1177 מעלות צלזיוס, בהתאם לתקן ISO 6944 משנת 2023. זה נותן למבני פלדה זמן נוסף לפני שהם מתחילים להחליש ולהיכשל בתנאי חום קיצוניים.

שילוב פנלים מבודדים ועמידים באש בעיצוב בטיחותי פסיבי של בניינים

פאנלים מכותנה סלע משמשים כיום בצורה נרחבת במערכות מודרניות להגנת אש פסיבית לאורך קירות, גגות ואפילו סביב תעלות אוורור, כדי לבודד שריפות מבלי שהזדקק למערכות פעילות. החדשות הטובות הן שחומרים אלו עומדים בדרישות הקפדניות של הסטנדרט האירופי A1 לדירוג אש, מה שאומר שהם לא יבערו בעצמם. בנוסף, הם ממלאים תפקיד כפול: הן כבידוד חום והן כחומר שתרום לחיזוק המבנה של בניינים. בחינה של אופן פעולתה של הגנת האש הפסיבית מגלה מדוע היא כל כך חשובה לשמירה על נתיבי בריחה בטוחים בעת חירום. ייתכן שזהו הסיבה שבהתאם לשינויים האחרונים בתקנות קוד הבנייה הבינלאומי אנו רואים דרישות כאלו מופיעות ביתר תדירות בבניינים גבוהים ובמפעלים.

שאלות נפוצות (FAQs)

מהי חומרת הייצור של כותנה סלע?

כותנה סלע מורכבת בעיקר מסלע הבזלת, דולומיט וחומרי זבל מושamins, המשוחזרים לסיבים עמידים באש.

באיזה אופן שונה כותנה סלע מליבות פוליאוריתן ו-EPS במונחים של עמידות באש?

צמר הסלע אינו בער ומשמר את שלמותו גם בטמפרטורות גבוהות, בניגוד ליבשות פוליאוריטן ו-EPS, שבערות ומייצרות גazy רעילים.

למה נוחה צמר הסלע בבניינים בעלי סיכון גבוה?

לוחות צמר סלע מספקים הגנה על-גבייה מפני אש, יציבות ובטיחות בסביבות כמו בתי חולים, בתי ספר ומراكז נתונים.

האם לוחות צמר הסלע עומדים בדרישות תקני הבניין?

כן, לוחות צמר הסלע עומדים בדרישות ביטחון אש גבוהות כמו יורוקלאס A1/A2, ותואמים את תקנות הבניין הבינלאומיות.

איך לוחות צמר הסלע משפרים את היציבות המבנית?

על ידי יצירת מחסום עמיד באש, לוחות צמר הסלע עוזרים לעכב את קריסת המבנה במהלך אירועים של התלקחות בטמפרטורות גבוהות.