مقاومة الحريق

مقاومة الحريق هي جعل شيء ما ( هياكل ، مواد، إلخ) مقاومًا للحريق، أو غير قابل للاحتراق؛ أو مادة تُستخدم في جعل أي شيء مقاومًا للحريق. ^{[ 1 ]} وهي إجراء وقائي سلبي ضد الحريق . يمكن استخدام كلمة "مقاوم للحريق" أو "مقاومة الحريق" كاسم أو فعل أو صفة؛ ويمكن كتابتها مع واصلة ("مقاوم للحريق").

يُتيح تطبيق نظام مقاوم للحريق معتمد على بعض المباني تصنيفًا لمقاومة الحريق . يُستخدم مصطلح "مقاومة الحريق" أحيانًا بالتزامن مع المعايير، كما هو موضح في مواصفات البناء الشائعة في أمريكا الشمالية. يُصنف العنصر على أنه مقاوم للحريق، أي أنه يقاوم الحريق في ظروف محددة، وقد يحترق أو يتعطل بفعل حريق يتجاوز شدته أو مدته ما صُمم لتحمله.

• الإنشاءات التجارية
• بناء المساكن
• الإنشاءات الصناعية
• البحرية ( السفن )
• الإنشاءات البحرية
• الديناميكا الهوائية
• جدران وأسقف أو بطانات خرسانية للأنفاق
• عمليات التعدين تحت الأرض وفوقها

• الفولاذ الإنشائي للحفاظ على درجة الحرارة أقل من درجة الحرارة الحرجة حوالي 540  درجة مئوية
• الدوائر الكهربائية للحفاظ على درجة حرارة الدوائر الكهربائية الحيوية أقل من 140 درجة مئوية لضمان استمرار تشغيلها
• حاويات غاز البترول المسال لمنع حدوث انفجار بخار سائل متمدد ( BLEVE ).
• تُستخدم أغطية الأوعية وجسور الأنابيب في مصفاة نفط أو مصنع كيماويات للحفاظ على درجة حرارة الفولاذ الإنشائي أقل من درجة الحرارة الحرجة التي تبلغ حوالي 540 درجة مئوية.
• البطانات الخرسانية لأنفاق المرور
• عزل الحريق: في المباني ذات الهياكل الخشبية، تُخلق فجوات بين العوارض أو الدعامات في فواصل الأرضيات أو الجدران. تسمح هذه الفراغات بانتقال الحريق بسهولة من منطقة إلى أخرى. تُركّب حواجز الحريق داخليًا لتقسيم هذه المناطق إلى فواصل أصغر. تشمل المواد الشائعة الاستخدام الأخشاب الصلبة، والخشب الرقائقي، وألواح الخشب المضغوط (OSB)، وألواح الخشب الحبيبي ، وألواح الجبس ، وألواح الألياف الأسمنتية، أو عوازل الألياف الزجاجية. ^{[ 2 ]}
• يُعدّ الجدار الناري (في البناء) أسلوبًا شائعًا يُستخدم لتقسيم المبنى إلى وحدات صغيرة للحدّ من انتشار الحريق أو تأخيره من قسم إلى آخر. وعادةً ما يمتدّ الجدار الناري على طول المبنى بالكامل، من الأساسات إلى السقف. ^{[ 3 ]}
• حواجز الحريق وفواصل الحريق: وهي تشبه جدران الحريق في طريقة عملها؛ إلا أن ارتفاعها يقتصر على طابق واحد، من بلاطة طابق إلى الجانب السفلي من الطابق التالي. ^{[ 4 ]}
• الطلاءات ، على سبيل المثال، لعزل الخشب ضد الحريق. ^{[ 5 ] [ 6 ]}

كان الأسبستوس أحد المواد التي استُخدمت تاريخيًا في مقاومة الحرائق، ^{[ 7 ]} إما بمفرده أو مع مواد رابطة مثل الأسمنت ، إما على شكل رش أو على شكل صفائح مضغوطة، أو كمضافات لمجموعة متنوعة من المواد والمنتجات، بما في ذلك أقمشة الملابس الواقية ومواد البناء. ولأن هذه المادة ثبت لاحقًا أنها تسبب السرطان، فقد نشأت صناعة واسعة النطاق لإزالتها واستبدالها.

استُخدمت المواد الماصة للحرارة على نطاق واسع، ولا تزال تُستخدم حتى اليوم، مثل الجبس والخرسانة وغيرها من المنتجات الأسمنتية. وتُستخدم نسخ أكثر تطوراً منها في الديناميكا الهوائية ، والصواريخ الباليستية العابرة للقارات ، ومركبات العودة إلى الغلاف الجوي، مثل مكوك الفضاء .

في حالة نشوب حريق في مبنى، يفقد الفولاذ الإنشائي قوته مع ارتفاع درجة الحرارة. وللحفاظ على سلامة الهيكل الفولاذي، تُتخذ عدة إجراءات لمقاومة الحريق:

• القيود المفروضة على كمية الفولاذ المكشوف بموجب قوانين البناء . ^{[ 8 ]}
• تغليف الفولاذ الإنشائي بالطوب أو الخرسانة لتأخير التعرض لدرجات الحرارة العالية. ^{[ 8 ]}

تاريخيًا، تستخدم طرق تغليف البناء هذه كميات كبيرة من المواد الثقيلة، مما يزيد بشكل كبير من الحمل على الهيكل الفولاذي. وقد طُوّرت مواد وأساليب أحدث لحل هذه المشكلة. فيما يلي قائمة بالطرق القديمة والحديثة لعزل عوارض الصلب ( العوارض على شكل حرف I ) ضد الحريق: ^{[ 8 ]}

• تغليف كامل بعمود مربع خرساني. ^{[ 9 ]}
• يتم تغليف العارضة الفولاذية بطبقة رقيقة من شبكة معدنية ثم تغطيتها بالجبس. هذه الطريقة فعالة لأن الجبس يحتوي على بلورات مائية مقاومة للحرارة. ^{[ 9 ]}
• وضع طبقات متعددة من ألواح الجبس حول العارضة الفولاذية. ^{[ 9 ]}
• تطبيق مواد مقاومة للحريق بالرش حول العارضة الفولاذية. وتُعرف أيضاً باسم المواد المقاومة للحريق بالرش (SFRM) باستخدام مسدس رش يعمل بضغط الهواء، ويمكن صنعها من الجبس أو الألياف المعدنية الممزوجة بمادة رابطة غير عضوية أو تركيبة أسمنتية باستخدام أسمنت أوكسي كلوريد المغنيسيوم. ^{[ 9 ]}
• ^{[ 9 ]} تغليف العارضة الفولاذية بصفائح معدنية وملؤها بعازل سائب.
• أعمدة مجوفة مملوءة بالماء السائل أو مانع التجمد . عندما يتعرض جزء من العمود للنار، تتبدد الحرارة بالكامل بفعل خاصية الحمل الحراري للسائل. ^{[ 9 ]}
• ^{[ 9 ]} تغليف العارضة الفولاذية بلوح خرساني صلب.
• طبقة من السقف الجصي المعلق لعزل العارضة الفولاذية ^{[ 9 ]}

من بين المواد التقليدية، أصبحت مواد الدهان المقاومة للحريق المصممة خصيصًا للرش متوفرة بكثرة في جميع أنحاء العالم. وتشمل الطرق غير العضوية ما يلي:

• الجص الجبسي
• الجص الأسمنتي
• اللصقات الليفية

تحتوي مواد الجبس على إضافات كيميائية لتكوين فقاعات تحل محل المواد الصلبة، مما يقلل من كثافتها. وقد تُضاف حبيبات البوليسترين خفيفة الوزن إلى الجبس في المصنع لتقليل كثافته، مما ينتج عنه عزل أكثر فعالية بتكلفة أقل. وقد استوفى الجبس الناتج معيار تصنيف الاحتراق A2 وفقًا للمعيار DIN4102. أما مواد الجبس الليفية، التي تحتوي إما على الصوف المعدني أو الألياف الخزفية ، فتميل إلى امتصاص المزيد من الهواء، وبالتالي إزاحة الألياف الثقيلة.

تم استخدام ألواح وصفائح خاصة مصنوعة من الجبس ، وسيليكات الكالسيوم ، والفيرميكوليت ، والبيرلايت ، وألواح مركبة مرتبطة ميكانيكياً مصنوعة من صفائح معدنية مثقبة وخرسانة مقواة بالسليلوز لتكسية العناصر لزيادة مقاومتها للحريق.

تتمثل إحدى الطرق البديلة للحفاظ على درجة حرارة الفولاذ المستخدم في البناء دون الحد الحرج للقوة في استخدام التبريد بالحمل الحراري السائل في العناصر الإنشائية المجوفة. ^{[ 10 ]} وقد سُجّلت براءة اختراع لهذه الطريقة في القرن التاسع عشر، على الرغم من أن أول مثال بارز لها ظهر بعد 89 عامًا. ^{[ 11 ]}

قد تعبر أنفاق المرور مركبات تحمل مواد قابلة للاشتعال، مثل البنزين وغاز البترول المسال والهيدروكربونات الأخرى ، والتي من المعروف أنها تسبب ارتفاعًا سريعًا جدًا في درجة الحرارة ودرجات حرارة قصوى عالية في حالة نشوب حريق (انظر منحنيات الهيدروكربونات في تصنيف مقاومة الحريق ). وحيثما يُسمح بنقل الهيدروكربونات في إنشاء وتشغيل الأنفاق، قد تحدث حرائق عرضية، مما يستدعي استخدام مواد مقاومة للحريق في أنفاق المرور ذات بطانات خرسانية.

تُبنى الخزائن المقاومة للحريق لحماية الوثائق الورقية المهمة عادةً باستخدام الخرسانة أو كتل البناء كمواد بناء أساسية. في حال نشوب حريق، يُدفع الماء المرتبط كيميائيًا داخل الخرسانة أو كتل البناء إلى حجرة الخزينة على شكل بخار، مما يُبلل الوثائق الورقية ويمنعها من الاشتعال. كما يُساعد هذا البخار في الحفاظ على درجة الحرارة داخل حجرة الخزينة دون عتبة 176.7 درجة مئوية (350 درجة فهرنهايت) ، وهي الدرجة الحرجة التي تُتلف عندها المعلومات الموجودة على الوثائق الورقية. يُمكن معالجة الورق لاحقًا بعملية التجفيف بالتجميد إذا تم إخماد الحريق قبل أن تتجاوز درجات الحرارة الداخلية 176.7 درجة مئوية (350 درجة فهرنهايت) . وهناك طريقة بناء بديلة أقل تكلفة وأسرع، وهي استخدام مواد عازلة جافة.    

تُعدّ طريقة بناء هذه الخزائن كافية للوثائق الورقية، لكن البخار المتولد من الهياكل الخرسانية والحجرية يُتلف المحتويات الأكثر حساسية للحرارة والرطوبة. على سبيل المثال، تتلف المعلومات الموجودة على الميكروفيلم عند درجة حرارة 65.5 درجة مئوية (149.9 درجة فهرنهايت) (المعروفة أيضًا بالفئة 150) ، وتفقد الوسائط المغناطيسية (مثل أشرطة البيانات) البيانات عند درجة حرارة أعلى من 51.7 درجة مئوية (125.1 درجة فهرنهايت) (المعروفة أيضًا بالفئة 125). تُسمى الخزائن المقاومة للحريق، والمبنية وفقًا لمتطلبات الفئة 125 الأكثر صرامة، بالخزائن المصنفة لحفظ البيانات.    

يجب أن تستوفي جميع مكونات الخزائن المقاومة للحريق تصنيف الحماية من الحريق للخزنة نفسها، بما في ذلك الأبواب وفتحات التكييف وفتحات الكابلات. ^{[ 13 ]}

• ساسلو، إيلي؛ شاف، إيرين (19 يناير 2025). "بنوا منزل أحلامهم المقاوم للحريق. حتى لو صمد، هل سيصمدون؟" . صحيفة نيويورك تايمز . تاريخ الاسترجاع: 27 فبراير 2025 .

• الرابطة الوطنية لمقاولي مقاومة الحريق https://www.nfca-online.org/
• الحماية الهيكلية من الحرائق - المعهد الأمريكي للإنشاءات الفولاذية https://www.aisc.org/globalassets/modern-steel/archives/2002/12/2002v12_fire.pdf
• معايير الرابطة الوطنية للحماية من الحرائق (NFPA) مؤرشفة بتاريخ 28 يوليو 2011 على موقع Wayback Machine