هل تفي لوحات الجدران الحجرية الاصطناعية بمعايير مقاومة الحريق؟

فهم تصنيفات مقاومة الحريق: تصنيف ASTM E84 Class A وما يعنيه حقًا بالنسبة للوحات الجدران الحجرية الاصطناعية

كيف يقيس معيار ASTM E84 مدى انتشار اللهب وتطور الدخان

يقيّم اختبار الجمعية الأمريكية لاختبار المواد (ASTM) E84، المعروف عادةً باسم اختبار Steiner Tunnel، سلوك الاشتعال السطحي باستخدام فرن بطول 24 قدمًا. وتتعرض المواد لألسنة نارية مضبوطة لمدة 10 دقائق بينما يقوم الفنيون بقياس:

• مؤشر انتشار اللهب (FSI) : سرعة انتشار الحريق عبر الأسطح (0–25 = تصنيف A).
• مؤشر تطور الدخان (SDI) : كثافة الدخان المنبعث (0–450 = مقبولة للتصنيف A).

العينة التي تحصل على تقييم FSI ≤25 وSDI ≤450 تندرج تحت التصنيف A، مما يشير إلى انتشار هورizontي ضئيل للهب. ويُعد هذا التقييم المبني على المختبر مركّزًا فقط على أداء المادة المعزولة في ظل ظروف قياسية، وليس على متغيرات التركيب في العالم الحقيقي.

لماذا لا يضمن التصنيف A توافق كامل التجميع

يُقيِّم التصنيف من الفئة A بشكل أساسي مدى قابلية اشتعال شيء ما على السطح. ولكن ما لا يأخذه في الاعتبار هو أمور مثل كيفية تفاعل المواد مع الهياكل القابلة للاشتعال الموجودة خلفها (مثل الهياكل الخشبية)، أو انتشار الحرائق عموديًا عبر الفجوات والوصلات، أو كيفية تحلل المواد بعد تعرضها للحرارة لفترات طويلة. تشترط معظم لوائح البناء الحديثة، ولا سيما المواصفات الواردة في الفصل 7 من كود البناء الدولي (IBC)، إجراء اختبارات حقيقية على التجميعات الكاملة لمقاومة الحريق باستخدام طرق مثل ASTM E119. وتتحقق هذه الاختبارات مما إذا كانت الجدران قادرة على الصمود أمام الانهيار ومنع انتقال الحرارة لمدة تتراوح بين ساعة إلى ساعتين متواصلتين. فليس بالضرورة أن أداء لوحة جدار حجري صناعي تحمل تصنيف الفئة A سيكون جيدًا بمجرد تركيبها باستخدام مواد لاصقة نموذجية جاهزة، أو عوازل قياسية، أو مشابك شائعة. ووفقًا لأبحاث أجرتها شركة UL في عام 2023، فشلت واحدة من كل خمسة أنظمة طلاء خارجي ذات تصنيف فئة A تقريبًا بسبب عدم الانتباه إلى التفاصيل أثناء التركيب. ولهذا السبب فإن الاعتماد فقط على تصنيفات المواد لا يكفي لتحقيق معايير البناء.

مواءمة المعايير العالمية للحريق: متطلبات EN 13501-1، وIBC، وISO للألواح الحائطية من الحجر الصناعي

شرح تصنيف EN 13501-1 B-s1، d0 مقارنةً بالفئة الأمريكية A

ينظر المعيار الأوروبي EN 13501-1 إلى أداء المواد عند تعرضها للحريق من خلال ثلاثة عوامل رئيسية: مدى اشتعالها (تصنيف من A1 إلى F)، وكمية الدخان التي تنتجها (مقياس من s1 إلى s3)، وما إذا كانت تسقط قطعًا مشتعلة أم لا (تصنيف من d0 إلى d2). تندرج العديد من لوحات الجدران الحجرية الصناعية عالية الجودة في الفئة B-s1,d0، ما يعني أنها بالأساس لا تشتعل بسهولة، ولا تطلق الكثير من الدخان، وبلا شك لن تسقط أي قطرات ساخنة على الأشخاص الموجودين أدناه. وهذا يختلف كثيرًا عن اختبار ASTM E84 Class A الأمريكي الذي يتحقق فقط من معدل انتشار اللهب أقل من 25 وتطور الدخان دون 450. ما يميز معيار EN 13501-1 هو أنه يأخذ بعين الاعتبار تلك القطرات الخطرة، وهي نقطة بالغة الأهمية للمباني متعددة الطوابق. ويصر معظم المهنيين في المجال على إجراء اختبارات من جهة خارجية مستقلة للحصول على هذه التصنيفات. ويطلب حوالي أربعة من كل خمسة خبراء تحديد المواصفات شهادة B-s1,d0 تحديدًا عند العمل في مشاريع المباني الشاهقة لأنها تتماشى تمامًا مع النهج المتبع في الاتحاد الأوروبي للسيطرة على الحرائق قبل أن تنتشر بشكل لا يمكن السيطرة عليه.

الامتثال للفصل 14 و26 من كود البناء الدولي (IBC): عندما تتطلب الاستخدام الخارجي اختبارات إضافية

يُلزم كود البناء الدولي (IBC) بإجراء اختبارات صارمة لأنظمة الجدران الخارجية. وفقًا للفصل 14، يجب أن تخضع ألواح الألواح الحجرية الاصطناعية المثبتة على ارتفاع أكثر من 12 مترًا (~40 قدمًا) لاختبار تجميعة NFPA 285 — حتى لو كانت مصنفة فرديًا كفئة A. ويقيد الفصل 26 بشكل أكبر المواد القابلة للاشتعال في الجدران الخارجية القريبة من حدود الملكية (القسم IBC 1406). وتشمل المتطلبات الرئيسية:

تُطبّق سلطات البناء مثل مدينة نيويورك هذه الأحكام الآن، خاصة بعد التحديثات التي أجريت في عام 2022 والتي تشدد على احتواء حرائق الواجهات. وتتطلب الألواح القريبة من الحدود والتي تتجاوز نسبة قابليتها للاشتعال 10٪ وجود حواجز مقاومة للحريق وفقًا للفصل 7 من كود البناء الدولي (IBC).

تكوين المادة وتأثيره المباشر على أداء مقاومة الحريق للألواح الحجرية الاصطناعية

يحدد التركيب الكيميائي للوح الحوائط الحجرية الاصطناعية بشكل جوهري خصائص السلامة من الحرائق. على عكس الحجر الطبيعي، تُستمد خصائص هذه المنتجات المصنعة من المواد الرابطة والركام— حيث تمثل الصيغ الأسمنتية وخلطات البوليمر مساراتين مختلفتين لهما آثار حاسمة على السلامة من الحرائق.

الصيغ الأسمنتية مقابل خلطات البوليمر: حدود القابلية للاشتعال

تعتمد الألواح الأسمنتية على مواد رابطة معدنية مثل الأسمنت البورتلاندي، مما يمنحها بشكل طبيعي تصنيفًا غير قابل للاشتعال وفقًا للمعايير ASTM E136. تمتلك معظم هذه المواد معدلات انتشار لهب أقل بكثير من 25 وتُنتج دخانًا ضئيلًا جدًا لا يتجاوز 50 في أقصى تقدير، ما يجعلها مطابقة لمتطلبات الفئة A دون بذل جهد كبير. من ناحية أخرى، تخلط الألواح المصنوعة من البوليمرات راتنجات صناعية مثل البولي يوريثان أو الأكريليك للحصول على قدر إضافي من المرونة مع الحفاظ على انخفاض الوزن الكلي. حتى عندما يضيف المصنعون بعض مثبطات اللهب، فإن وجود هذه البوليمرات العضوية لا يزال يثير مخاوف حول سلوكها في حالات الحرائق. تشير الدراسات إلى أنه بمجرد تجاوز محتوى الراتنج 15% من الوزن، نبدأ في ملاحظة زيادة بنسبة تقارب 40% في معدلات إطلاق الحرارة القصوى مقارنةً بالمنتجات الأسمنتية التقليدية، وفقًا لبيانات NFPA الصادرة عام 2023. ونتيجةً لهذه التباينات، يحتاج أي شخص يفكر في استخدام بدائل قائمة على البوليمر إلى إجراء اختبارات دقيقة وفقًا لإرشادات ASTM E84، لأن مقاومتها للحريق تعتمد على الإضافات الخاصة بدلًا من أن تكون متأصلة في المادة نفسها.

دمج ألواح الجدران الحجرية الاصطناعية في تجميعات مقاومة للحريق ومطابقة للمعايير

اختيار ألواح الجدران الحجرية الاصطناعية المناسبة للتركيبات المقاومة للحريق يتعدى بكثير مجرد اختيار منتج مصنف على أنه من الفئة A. فهذه التركيبات تُعد في الواقع أنظمة، حيث يجب أن تعمل جميع مكوناتها بدءًا من العوارض (studs) وصولاً إلى العزل، وحواجز الحريق بين الأقسام، والكسوة الفعلية، بشكل متكامل لتحقيق هدف التصنيف المقاوم للحريق، سواء لمدة ساعة واحدة أو ساعتين وفقًا لمعايير UL. فخذ على سبيل المثال عزل الصوف المعدني خلف الألواح، فهو يضيف قيمة كبيرة في الحماية من الحريق. ولا تنسَ الحواجز النارية الخاصة عند المفاصل ومن حول الثغرات، فهي تمنع انتشار اللهب عبر الفراغات. والموضوع هو أنه حتى لو كانت الألواح نفسها تفي بمتطلبات ASTM E84 من الفئة A، فقد لا تزال هناك حالات تتطلب هياكل دعم إضافية مقاومة للحريق، خاصةً في الجدران الخارجية أو المآخذ العمودية المشمولة بأحكام الفصل 7 من كود البناء الدولي (IBC). فلا تعتمد أبدًا على تصنيف المادة فقط، بل راجع دائمًا أرقام الشهادات المعتمدة للتركيب الكامل مثل تصميم UL XYZ. وأثناء التركيب؟ الدقة مهمة جدًا. قم بإغلاق الفراغات بشكل صحيح باستخدام منتجات سدّاد مقاوم للحريق معتمدة، واحتفظ بالأبعاد المحددة للفراغات كما هو موضح بدقة، وإلا فقدت المنظومة بأكملها قدرتها على الحماية من الحريق عندما ترتفع درجات الحرارة.