Tấm ốp tường đá nhân tạo có đạt tiêu chuẩn chống cháy không?

Hiểu Về Xếp Hạng Cháy: ASTM E84 Class A Và Ý Nghĩa Thực Sự Đối Với Tấm Ốp Tường Đá Nhân Tạo

ASTM E84 Đo Lường Tốc Độ Lan Cháy Và Mức Độ Phát Sinh Khói Như Thế Nào

Phương pháp thử nghiệm của Hiệp hội Vật liệu và Phương pháp Thử nghiệm Hoa Kỳ (ASTM) E84—thường được gọi là bài kiểm tra Steiner Tunnel—đánh giá hành vi cháy bề mặt bằng cách sử dụng lò dài 24 feet. Các vật liệu được tiếp xúc với ngọn lửa kiểm soát trong 10 phút trong khi kỹ thuật viên đo lường:

• Chỉ số Lan truyền Ngọn lửa (FSI) : Tốc độ lan truyền lửa trên bề mặt (0–25 = Class A).
• Chỉ số khói phát sinh (SDI) : Mật độ khói phát ra (0–450 = chấp nhận được cho Class A).

Một mẫu đánh giá có FSI ≤25 và SDI ≤450 đạt được xếp hạng Class A, cho thấy mức độ lan truyền lửa theo phương ngang tối thiểu. Đánh giá dựa trên phòng thí nghiệm này chỉ tập trung vào hiệu suất của vật liệu riêng lẻ trong điều kiện tiêu chuẩn hóa—chứ không bao gồm các yếu tố biến đổi thực tế khi lắp đặt.

Tại sao Class A không đảm bảo sự phù hợp đầy đủ cho toàn bộ hệ thống lắp ráp

Xếp hạng Class A về cơ bản xem xét mức độ dễ cháy của một vật liệu ở bề mặt. Tuy nhiên, điều mà nó không xem xét là cách các vật liệu tương tác với các cấu trúc dễ cháy phía sau chúng (ví dụ như khung gỗ), nguy cơ lửa lan theo chiều dọc qua các khe hở và mối nối, hay cách vật liệu bị phân hủy sau khi tiếp xúc với nhiệt trong thời gian dài. Phần lớn quy định xây dựng hiện nay, đặc biệt là các yêu cầu từ Chương 7 IBC, yêu cầu kiểm tra thực tế toàn bộ hệ thống lắp ráp về khả năng chịu lửa bằng các phương pháp như ASTM E119. Các thử nghiệm này kiểm tra xem tường có thể chống sập và ngăn truyền nhiệt trong khoảng thời gian từ một đến hai giờ liên tục hay không. Việc một tấm ốp tường đá nhân tạo đạt nhãn Class A không đồng nghĩa với việc nó sẽ hoạt động tốt khi được lắp đặt cùng keo dán thông thường, lớp cách nhiệt tiêu chuẩn hay các loại vít phổ biến. Theo nghiên cứu của UL thực hiện năm 2023, khoảng một trên năm hệ thống ốp ngoại thất đạt xếp hạng Class A đã thất bại do người thi công không chú ý đến các chi tiết trong quá trình lắp đặt. Vì vậy, chỉ dựa vào xếp hạng vật liệu thôi là chưa đủ để đáp ứng các quy chuẩn xây dựng.

Sự phù hợp với các tiêu chuẩn cháy toàn cầu: EN 13501-1, IBC và Yêu cầu của ISO đối với các tấm vách đá nhân tạo

Giải thích phân loại EN 13501-1 B-s1, d0 so với Class A của Hoa Kỳ

Tiêu chuẩn EN 13501-1 của châu Âu đánh giá vật liệu phản ứng như thế nào khi tiếp xúc với lửa thông qua ba yếu tố chính: khả năng cháy (xếp hạng từ A1 đến F), lượng khói sinh ra (thang điểm s1 đến s3) và việc có rơi các mảnh cháy rớt xuống hay không (xếp hạng d0 đến d2). Nhiều loại tấm ốp tường đá nhân tạo chất lượng cao thuộc nhóm B-s1,d0, điều này về cơ bản có nghĩa là chúng khó bắt lửa, không sinh nhiều khói và chắc chắn sẽ không nhỏ giọt chất nóng chảy xuống những người ở phía dưới. Điều này khá khác biệt so với bài kiểm tra ASTM E84 Class A của Mỹ chỉ đơn thuần kiểm tra tốc độ lan truyền ngọn lửa dưới mức 25 và mức phát triển khói dưới 450. Điểm nổi bật của EN 13501-1 là tiêu chuẩn này thực sự xem xét các mảnh vụn cháy rớt—yếu tố cực kỳ quan trọng đối với các tòa nhà nhiều tầng. Hầu hết các chuyên gia trong lĩnh vực này yêu cầu phải có kiểm định độc lập bên thứ ba cho các xếp hạng này. Khoảng bốn trên năm chuyên gia kỹ thuật đặc tả cụ thể yêu cầu chứng nhận B-s1,d0 khi làm việc trên các dự án nhà cao tầng vì tiêu chuẩn này phù hợp với cách tiếp cận của Liên minh Châu Âu trong việc ngăn chặn đám cháy lan rộng mất kiểm soát.

Tuân thủ Chương 14 & 26 của IBC: Khi Sử Dụng Ngoài Trời Yêu Cầu Thử Nghiệm Thêm

Quy chuẩn Xây dựng Quốc tế (IBC) yêu cầu thử nghiệm nghiêm ngặt đối với các hệ thống tường ngoài. Theo Chương 14, các tấm ốp tường đá nhân tạo được lắp đặt ở độ cao trên 12 mét (~40 feet) phải trải qua thử nghiệm cụm NFPA 285—ngay cả khi từng tấm riêng lẻ đã được xếp hạng Class A. Chương 26 tiếp tục hạn chế vật liệu dễ cháy trong tường ngoài gần đường ranh giới bất động sản (Điều 1406 của IBC). Các yêu cầu chính bao gồm:

Các cơ quan quản lý xây dựng như thành phố New York hiện đang thực thi các quy định này, đặc biệt sau các cập nhật năm 2022 nhấn mạnh việc kiểm soát cháy ở mặt tiền. Các tấm ốp gần ranh giới có tỷ lệ vật liệu dễ cháy vượt quá 10% phải được trang bị hàng rào chịu lửa theo Chương 7 của IBC.

Thành phần Vật liệu và Tác động Trực Tiếp đến Hiệu suất Chống Cháy của Các Tấm Ốp Tường Đá Nhân tạo

Thành phần hóa học của các tấm vách tường đá nhân tạo về cơ bản quyết định đặc tính an toàn cháy của chúng. Khác với đá tự nhiên, các sản phẩm được chế tạo này có được các tính chất từ chất kết dính và cốt liệu—với các công thức xi măng và hỗn hợp polymer đại diện cho hai hướng tiếp cận khác biệt, mỗi loại đều có những hệ quả quan trọng đối với an toàn cháy.

Công thức Xi măng so với Hỗn hợp Polymer: Ngưỡng Cháy

Các tấm xi măng dựa vào chất kết dính khoáng như xi măng Portland, điều này tự nhiên mang lại cho chúng xếp hạng không cháy theo tiêu chuẩn ASTM E136. Hầu hết các vật liệu này có chỉ số lan truyền ngọn lửa dưới 25 và tạo ra lượng khói phát triển tối đa khoảng 50, khiến chúng dễ dàng đáp ứng yêu cầu lớp A. Ở khía cạnh khác, các tấm hỗn hợp polymer trộn thêm các loại nhựa tổng hợp như polyurethane hoặc acrylic để tăng độ linh hoạt đồng thời giảm trọng lượng tổng thể. Ngay cả khi các nhà sản xuất bổ sung một số chất chống cháy, sự hiện diện của các polymer hữu cơ này vẫn làm dấy lên lo ngại về hành vi của chúng trong tình huống cháy. Các nghiên cứu chỉ ra rằng khi hàm lượng nhựa vượt quá 15% theo trọng lượng, tốc độ giải phóng nhiệt cực đại bắt đầu tăng khoảng 40% so với các sản phẩm xi măng truyền thống, theo dữ liệu NFPA từ năm 2023. Do sự biến động này, bất kỳ ai cân nhắc sử dụng các lựa chọn thay thế dựa trên polymer đều cần thực hiện kiểm tra kỹ lưỡng theo hướng dẫn ASTM E84, vì khả năng chịu lửa của chúng phụ thuộc vào các chất phụ gia cụ thể chứ không phải là đặc tính vốn có của vật liệu.

Tích hợp Các tấm Tường Đá Nhân tạo vào Các Bộ phận Chịu Lực Có Đánh Giá Chống Cháy và Tuân Thủ Mã Code

Việc lựa chọn đúng các tấm ốp tường đá nhân tạo trong các kết cấu chịu lửa không chỉ đơn thuần là chọn sản phẩm được ghi nhãn Class A. Những kết cấu này thực chất là hệ thống, trong đó mọi thành phần từ thanh giằng, lớp cách nhiệt, các vật cản cháy giữa các khu vực, đến lớp ốp ngoài cùng đều phải phối hợp với nhau để đạt được yêu cầu về khả năng chịu lửa, dù là một giờ hay hai giờ theo tiêu chuẩn UL. Ví dụ, lớp cách nhiệt bằng len khoáng đặt phía sau các tấm ốp sẽ gia tăng đáng kể giá trị bảo vệ chống cháy. Và cũng đừng quên các tấm chắn lửa đặc biệt tại các mối nối và xung quanh các điểm xuyên thủng—chúng ngăn ngọn lửa lan rộng qua các khe hở. Thực tế là, ngay cả khi bản thân các tấm ốp đã đáp ứng yêu cầu ASTM E84 Class A, vẫn có thể tồn tại những trường hợp cần thêm các kết cấu đỡ chịu lửa, đặc biệt đối với tường ngoài hay các ống đứng nằm trong quy định Chương 7 của IBC. Đừng bao giờ chỉ dựa vào xếp hạng vật liệu—hãy luôn kiểm tra số chứng nhận đã được thử nghiệm của toàn bộ kết cấu, ví dụ như UL Design XYZ. Và trong quá trình thi công? Độ chính xác rất quan trọng. Hãy bịt kín các khe hở đúng cách bằng các sản phẩm keo trám chống cháy đã được chứng nhận và tuân thủ chính xác các kích thước khoảng trống như đã quy định; nếu không, toàn bộ hệ thống sẽ mất đi khả năng bảo vệ chống cháy khi nhiệt độ tăng cao.