ΜΕΘΟΔΟΙ ΚΑΙ ΥΛΙΚΑ ΠΥΡΟΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ
Το πρόβλημα της συμπεριφοράς χαλύβδινων στοιχείων σε ψηλές θερμοκρασίες είναι θέμα με πολύ μεγάλη συχνότητα εμφανίσεως, κατά την τελευταία δεκαπενταετία. Αντίστοιχα υπάρχει σήμερα μια κινητικότητα στην διαμόρφωση προδιαγραφών που θα καθορίζουν τη διαδικασία ελέγχου της επάρκειας των μεταλλικών στοιχείων σε συνθήκες φωτιάς.
Η αντοχή του χάλυβα απομειούται όσο η θερμοκρασία αυξάνεται, μηδενίζεται δε περί τους 1200ο C. Εάν επομένως η αύξηση της θερμοκρασίας, στην διάρκεια του χρόνου, δεν ανασταλεί είναι δεδομένο ότι ένα χαλύβδινο φέρον στοιχείο, είτε απροστάτευτο , είτε προστατευμένο (μονωμένο), θα καταρεύσει υπό τα φορτία στα οποία υπόκειται την ώρα της φωτιάς, εντός κάποιου μικρότερου ή μεγαλύτερου χρονικού διαστήματος. Οι προδιαγραφές στις οποίες αναφερθήκαμε ανωτέρω αποβλέπουν ακριβώς στον προσδιορισμό του χρονικού αυτού διαστήματος, που ονομάζεται συνήθως δείκτης πυραντίστασης.
Οι ελάχιστοι απαιτούμενοι χρόνοι αντοχής του χάλυβα συνθήκες φωτιάς(ελάχιστος απαιτούμενος κατά περίπτωση δείκτης πυραντίστασης) καθορίζονται σε ιδιαίτερους κανονισμούς.
Ως πυροθερμικό φορτίο ορίζεται η εκλυόμενη ποσότητα θερμότητας από την καύση του υλικού που βρίσκεται στο εσωτερικό του χώρου αναφοράς. Αναγόμενο το φορτίο αυτό σε τετραγωνικό μέτρο κατόψεως δίνει την λεγόμενη πυκνότητα του πυροθερμικού φορτίου. Η πυκνότητα αυτή εκφράζεται πολλές φορές σε χιλιόγραμμα ισοδύναμης ποσότητας, από πλευράς εκλυόμενης θερμότητας, ξύλου ανά μ2 κατόψεως. Έτσι η πυκνότητα πυροθερμικού φορτίου 2000 ΜJ/m2 ισοδυναμεί περίπου με 115 kg/m2 ξύλου.
Προδιαγραφή για τον προσδιορισμό του δείκτη πυραντίστασης δεν υπάρχει στην Ελλάδα. Επομένως όταν χρειάζεται να γίνει παρόμοια μελέτη πρέπει να αναφερθούμε σε ξένες προδιαγραφές εκ των οποίων οι σημαντικότερες είναι αυτές που περιέχονται στο DIN 4102 / GERMANY, BS 476 U. K., ASTME 119/USA.
Σύμφωνα με το πρότυπο DIN 4102 η κρίσιμη θερμοκρασία, πάνω από την οποία ο χάλυβας παύει να διατηρεί ευστάθεια και ακεραιότητα στη φωτιά είναι 500ο C, ενώ σύμφωνα με το ΒS 476 η αντίστοιχη θερμοκρασία φθάνει τους 550ο C, θερμοκρασίες οι οποίες επιτυγχάνονται σε χρόνο λιγότερο των 5 λεπτών, με βάση την καμπύλη φωτιάς κατά ISO.
Προστατευτικά υλικά μεταλλικών κατασκευών
Τα υλικά πυροπροστασίας μεταλλικών κατασκευών διακρίνονται σε δύο μεγάλες κατηγορίες :
- Στις ειδικές πυράντοχες πλάκες επενδύσεως των μεταλλικών στοιχείων &
- Στις ειδικές πυράντοχες βαφές.
Και στις δύο περιπτώσεις τα υλικά αυτά είναι πιστοποιημένα σύμφωνα με διεθνώς αναγνωρισμένα πρότυπα (DIN 4102, BS 476, ASTME 119) και χαρακτηρίζονται άκαυστα.
Αναφερόμενοι στην κατηγορία υλικών (α), πρόκειται για ειδικές πλάκες, οι οποίες κατατάσσονται στις κατηγορίες ακαυστότητας: A1 σύμφωνα με το DIN 4102 & 1 σύμφωνα με το BS 476/part 7.
Με βάση το συντελεστή διατομής του μεταλλικού στοιχείου Hp/A και το χρόνο πυραντίστασης που επιθυμούμε να επιτύχουμε κατά περίπτωση, υπάρχουν ειδικοί πίνακες από τους οποίους επιλέγουμε το ελάχιστο πάχος της πλάκας, με την οποία πρέπει να επενδύσουμε το συγκεκριμένο μεταλλικό στοιχείο.
Το μικρό πάχος σε συνδιασμό με το χαμηλό βάρος της επένδυσης με αυτές τις ειδικές πλάκες μαζί με τη δυνατότητα προκατασκευής, εξασφαλίζουν μέγιστη αποδοτικότητα σε σχέση με το κόστος.
Οι πλάκες αυτού του είδους συνήθως παράγονται σε πάχη από 6 mm εως και 60 mm , ενώ πρέπει να διατηρούν τις ιδιότητες τους σε υψηλές θερμοκρασίες και να μην εκλύουν σε συνθήκες φωτιάς καπνό ή τοξικά αέρια.
Σχετικά με την κατηγορία υλικών (β), πρόκειται για ειδικές πυράντοχες βαφές, οι οποίες εφαρμόζονται στην μεταλλική διατομή συνήθως σε τέσσερις στρώσεις.
Το συνολικό πάχος του υλικού που εφαρμόζεται φθάνει μέχρι τα 1.500 μ και ο παρεχόμενος δείκτης πυραντίστασης είναι της τάξεως των 30 min και σε μερικές ειδικές περιπτώσεις, που έχουν να κάνουν με το συντελεστή Hp/A, της τάξεως των 60 min.
Η βαφή εφαρμόζεται, συνήθως με ψεκασμό με ειδικό ψεκαστικό εξοπλισμό και διατηρεί εμφανή τη βασική γεωμετρία της μεταλλικής διατομής, όταν αυτό απαιτείται.