شیشه ضد حرارت ، ضد آتش

شیشه ضد حرارت ، ضد اتش(fire glass)

یکی از مهمترین مصالح ساختمانی که بایستی ایمنی آن در برابر حریق مورد توجه قرار گیرد، شیشه است. برای پی بردن به علت اهمیت شیشه و نقش آن در توزیع حریق بایستی به رفتار آتش و مهندسی ایمنی آتش سوزی توجه نمود.

رفتار آتش در یک فضای بسته و به طور مشخص تر مثلا یک اتاق به ورودی های منتهی به آن اتاق وابسته است. یک آتش حتی با حجم کم، برای گسترش به میزان اکسیژن بالایی نیاز دارد.

پنجره و در تنها مبادی ورودی اکسیژن از بیرون به فضای داخل هستند( تا زمانیکه سقف و دیوارها فرو نریخته اند). اگر در ساختار پنجره از شیشه معمولی استفاده شود به محض افزایش درجه حرارت تا ۱۰۰ یا ۱۲۰ درجه سانتیگراد شیشه می شکند. در این حالت، آتش سوزی بدون تاخیر گسترش می یابد. شیشه معمولی که سکوریت شود نیز از لحاظ عملکرد تفاوت چندانی با شیشه معمولی ندارد در اثر شکست به قطعات ریز و غیر برنده خرد می شود.

زمانی که درجه حرارت آتش به ۵۰۰ تا ۶۰۰ درجه سانتیگراد برسد کل فضای داخلی در زمان بسیار کوتاه می سوزد( به مانند انفجار) و این امر موجب سقوط باقیمانده قطعات شکسته شیشه از پنجره می گردد و اکسیژن به آتش می رسد. در این زمان سرعت رشد حریق به مساحت پنجره و حجم آتش بستگی دارد. اگر مساحت پنجره نسبت به میزان آتش کم باشد، هوا رسانی به آن محدود می شود، زمانیکه هوارسانی آتش کافی مباش، سرعت رشد آن پایین است. البته به این معنای خطر کمتر و یا کنترل آسانتر آتش نیست. بر عکس حرارت فضای داخلی درگیر حریق، باعث تجزیه شیمیایی اجسام موجود در آن فضا می شود. در اثر تجزیه، گازهای احتراق پذیر آزاد شده و فضای موجود را پر می کنند. اما به علت کمبود اکسیژن این گازها نمی سوزند، با افزایش حجم گازهای داغ، فشار گاز در داخل اتاق بالا رفته و از طریق پنجره های شکسته به بیرون فوران می کند. به محض فوران این گازها به محیط پر از اکسیژن، سوختن آن ها آغاز شده و در نتیجه شعله از طریق پنجره به بیرون لهیب ( زبانه) می کشد و آتش سرایت می کند.

در شرایطی که مشکل کمبود اکسیژن وجود ندارد، گازهای قابل اشتعال همراه با تمام اجسامی که در داخل اتاق موجودند، می سوزند. در این وضعیت شعله ها زبانه نمی کشند اما دود منتشر می شود.

فراموش نکنیم که خسارت و تلفات جانی در آتش سوزی ها تنها از طریق سوختگی نیست. بلکه درجه حرارت بالا و خفگی نیز در افزایش آمار تلفات نقش بسزایی دارند.

توضیحات فوق بیانگر نقش مهم شیشه در گسترش آتش است. ایمن سازی شیشه ها، نه تنها به جلوگیری از پیشرفت آتش کمک می کند ، بلکه فرصت فرار ساکنین و حتی جمع آوری وسائل گرانبها را نیز مهیا می نماید.

کارایی شیشه های ضد حریق در درجه اول به حفظ یکپارچگی شیشه ها در هنگام آتش سوزی مرتبط است. ملاک ارزیابی این کارایی بر اساس سه معیار زیر می باشد:

  • حفظ یکپارچگی( E )
  • حفظ یکپارچگی و محدود کردن انتشار گازهای داغ ( EW )
  • حفظ یکپارچگی و عایق حرارتی( EI )

این معیارها با حروف اختصاری که در مقابل آنها قید شده بیان می گردند. مدت زمانی که شیشه ها یکپارچگی و عملکرد خود را حفظ می کنند به صورت عدد در کنار این حروف بیان می شود مثلا EW 60 یعنی شیشه ضد حریق که به مدت ۶۰  دقیقه یکپارچگی خود را حفظ نموده و در طی این زمان سرعت انتقال گازهای داغ را کاهش می دهد و عملا به ساکنین ۶۰ دقیقه زمان فرار می دهد.

حفظ یکپارچگی ( E ) 

این معیار بیانگر قابلیت شیشه در جلوگیری از عبور شغله و دود است.

 حفظ یکپارچگی و کنترل سرعت انتشار گازهای داغ( EW ) 

در این وضعیت زمان بیشتری توام با ایمنی بالاتر برای فرار ساکنین ایجاد می شود. در عین حفظ یکپارچگی شیشه گازهای داغ با سرعت کمتری از سطح شیشه عبور نموده و دمای فضای مجاور با سرعت کمتری افزایش می یابد.

حفظ یکپارچگی و عایق حرارتی  ( EI ) 

بهترین عملکرد در شیشه های ضد حریق که می تواند فضای مجاور را برای مدت زمان معینی ایمن و سرد نگاه دارد. در این وضعیت شیشه ها تا مدت زمان کافی نه تناه یکپارچگی خود را حفظ می کنند، بلکه از انتشار گازه های داغ و حرارت جلوگیری می کنند.

شیشه های سیمی و شیشه ای بورسیلیکانی که سکوریت شده باشند در گروه اول یا E قرار دارند. شیشه های سیمی یا شیشه های مات هستند که صرفا جنبه انتقال نور دارند اما شیشه های بور و سیلیکات مانند شیشه های معمولی کاملا شفاف هستند.

شیشه هایی که با طلق های خاص آماس کرده ( intumescent ) لمینیت شوند در دسته دوم و سوم قرار دارند. این شیشه ها در حالت عادی شفافند و با دیگر شیشه های لمینیت تفاوت چندانی ندارند اما در اثر مجاورت با آتش ، این طلق ها منبسط شده و به یک محافظ مات و سخت تبدیل می شوند. این ویژگی منجر به کاهش انتقال حرارات از طریق شیشه گردیده و امکان تخلیه با آرامش را موجب می شود.

 زمانی که یک لایه طلق intumescent با دولایه شیشه لمینیت شود، این شیشه در گروه دوم قرار می گیرد اما وقتیکه دو یا چند لایه طلق بین سه یا چند لایه شیشه قرار گیرند، شیشه لمینیت شده در گروه سوم قرار می گیرد. این شیشه ها بسته به تعداد لایه ها می توانند بین ۳۰، ۶۰، ۹۰ و ۱۲۰ دقیقه زمان فرار را ایجاد کنند.

بنابراین ساکنین می توانند در نهایت آرامش و خونسردی حتی وسائل گرانبها را جمع آوری نموده و سپس محل را تخلیه کنند. این شیشه ها می توانند در ساختار پنجره، در ، سقف و پارتیشن استفاده شوند.

این نوع شیشه  های لمینیت بسته به نوع شیشه ای که در ساختار آن ها بکار رود، ویژگی های زیر را نیز دارند:

  • مقاوم در برابر حرارت
  • عایق صدا
  • مقاوم در برابر ضربه، حمله و دزدی
  • Solar Control

 مقاوم در برابر پرتاب قطعه های شکسته شیشه