อัตราการทนไฟ ของวัสดุแต่ละประเภท

วัสดุตกแต่งล้วนเป็นองค์ประกอบที่สำคัญต่องานสถาปัตยกรรม เปรียบเสมือนอวัยวะที่มีความสัมพันธ์สอดคล้องกัน โดยจะขาดสิ่งหนึ่งสิ่งใดไปไม่ได้ มิเช่นนั้นสถาปัตยกรรมก็จะขาดความสมบูรณ์ วัสดุแต่ละชนิดนอกจากจะให้ความสวยงามแล้ว จุดประสงค์หลักๆในการใช้งานล้วนหนีไม่พ้นความคงทนแข็งแรง และให้ความปลอดภัย ไม่ว่าจะเกิดแผ่นดินไหว หรือ ไฟไหม้ วัสดุที่ดีจะช่วยเซฟชีวิตผู้ใช้งานได้ อย่างน้อยๆต้องมีความทนทานในระดับหนึ่งเพื่อหน่วงเวลาให้ผู้ที่อยู่ในอาคารหนีออกมาได้ทัน

วันนี้ wazzadu.com จะขอพาทุกท่านไปดูกันว่า วัสดุแต่ละชนิด สามารถทนไฟได้นานเท่าใด ซึ่งจะมีรายละเอียดอะไรที่น่าสนใจนั้น ตามมาชมกันเลยครับ

เหล็กรูปพรรณรีดร้อน (Steel Structure) < คลิ๊กดูข้อมูลวัสดุศาสตร์เพิ่มเติม

คือ เหล็กที่มีการรีด ตอนที่เหล็กยังมีอุณหภูมิสูงประมาณ 1,200 องศา เพื่อให้ได้รูปทรงตามที่ต้องการ เช่น เหล็ก H-Bean, I-Beam, Channel ซึ่งในการรีดเหล็กในขณะที่มีอุณหภูมิสูงนี้ เป็นกรรมวิธีที่ให้ความร้อนแก่เหล็กและทำให้เหล็กเย็นตัวลงเป็นลำดับ เพื่อลดความเครียดในเนื้อเหล็กและทำให้ผลึกเหล็กมีความละเอียดมากขึ้น ซึ่งทำให้เหล็กมีกำลังและความเหนียวสูงขึ้น มักนิยมนำไปใช้กันมากในงานโครงสร้างสถาปัตยกรรม และงานสาธารณูปโภคต่างๆ ก็คือ เหล็ก H-Bean, I-Beam, Channel ,Cut beam ฯลฯ

เหล็กรูปพรรณรีดร้อน มีอัตราการทนไฟเฉลี่ย : 2-3 ชั่วโมง

*ในกรณีที่มีการหุ้มเหล็กรูปพรรณด้วยคอนกรีต หรือ หุ้มด้วยสาร หรือ วัสดุกันลามไฟชนิดอื่นๆ จะทำให้อัตราเฉลี่ยนทนไฟได้นานมากขึ้น

กระจกลามิเนต (Laminated Glass) < คลิ๊กดูข้อมูลวัสดุศาสตร์เพิ่มเติม

กระจกลามิเนต จัดเป็นกระจกนิรภัยชนิดหนึ่ง ที่เวลาแตกแล้วเศษกระจกจะยังคงยึดติดกันโดยไม่ร่วงหล่น เพราะมีชั้นฟิล์มที่ยึดเกาะระหว่างแผ่นกระจกเหมือนกับใยแมงมุม โดยเป็นการนำเอากระจกนิรภัยเทมเปอร์ (Tempered Safe Glass) หรือกระจกธรรมดา (Annealed Glass / Floated Glass) จำนวน 2 แผ่น หรือ มากกว่า แล้วนำมาประกบติดกันโดยมีชั้นฟิล์มคั่นกลางระหว่างกระจก เราจึงเรียกกระจกที่ผ่านกระบวนการผลิตในลักษณะนี้ว่า กระจกลามิเนต (Laminated Glass) นั่นเอง

กระจกลามิเนต มีอัตราการทนไฟเฉลี่ย : ไม่น้อยกว่า 2 ชั่วโมง

ไม้จริง  (Natural Wood) < คลิ๊กดูข้อมูลวัสดุศาสตร์เพิ่มเติม

ไม้จริง ถือ เป็นวัสดุหลัก และวัสดุดั้งเดิมที่ใช้ในการตกแต่งงานสถาปัตยกรรมมาช้านานทั้งภายใน และภายนอกอาคาร เนื่องจากอัตลักษณ์ความเป็นตัวตนของไม้จริง ไม่ว่าจะเป็นความโดดเด่นของลายวงปี ผิวสัมผัสลายเสี้ยนไม้ และโทนสีที่ไม่ซ้ำกัน ยากที่จะมีวัสดุอื่นๆมาทดแทนได้อย่างสมบูรณ์ โดยไม้จริงที่นิยมนำมาใช้ตั้งแต่ดั้งเดิมมีหลากหลายประเภท เช่น ไม้สัก ไม้มะค่า ไม้เต็ง ฯลฯ

ไม้จริง มีอัตราการทนไฟเฉลี่ย : 0.30 -1.30 ชั่วโมง

อลูมิเนียม คอมโพสิต (Aluminum Composite) < คลิ๊กดูข้อมูลวัสดุศาสตร์เพิ่มเติม

หรือที่เรียกว่า อลูมิเนียม แคลดดิ้ง (Cladding) จัดอยู่ในกลุ่มโครงสร้างผนังเบา เป็นวัสดุที่ถูกพัฒนาขึ้น โดยการนำคุณสมบัติของวัสดุต่างชนิดมาประกอบเข้าด้วยกัน เพื่อให้ได้วัสดุชนิดใหม่ที่มีคุณภาพสูง โดยมีลักษณะโครงสร้างแบบแซนวิช ซึ่งประกอบด้วยแผ่นประกบด้านบน และด้านล่าง ซึ่งมีความบางแต่มีความแข็งแรงสูง ส่วนแกนกลางเป็นวัสดุอ่อน

จึงทำให้อลูมิเนียม คอมโพสิต มีน้ำหนักเบาแต่มีความแข็งแกร่ง และทนรับกับทุกสภาวะอากาศที่มีความเป็นกรดด่าง หรือ ความชื่นที่แตกต่างกัน โดยสามารถใช้ในงานสถาปัตยกรรมได้ดีทั้งภายนอก และภายในอาคาร อีกทั้งยังสามารถเนรมิตรรูปทรงได้อย่างหลากหลายซึ่งจะช่วยตอบโจทย์ และเพิ่มขีดความสามารถในด้านการออกแบบที่มากขึ้น

อลูมิเนียม คอมโพสิต มีอัตราการทนไฟเฉลี่ย : 1 - 2 ชั่วโมง

แผ่นซีเมนต์บอร์ด (Cement Board) < คลิ๊กดูข้อมูลวัสดุศาสตร์เพิ่มเติม

แผ่นซีเมนต์บอร์ด ผลิตโดยการนำไม้ปลูกมาสกัดย่อยเป็นชิ้นเล็กละเอียด แล้วผสมเข้ากับซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ให้เป็นเนื้อเดียวกัน จากนั้นจึงนำมาขึ้นรูปด้วยกรรมวิธีพิเศษ โดยให้ส่วนผสมละเอียดอยู่บนผิวหน้า ส่วนผสมหยาบจะอยู่กลางแผ่น และประสานกันให้เกิดความแข็งแรง ซึ่งการขึ้นรูปแบบต่อเนื่องในขั้นตอนเดียวทำให้ซีเมนต์บอร์ดกลายเป็นวัสดุเนื้อเดียวกันทั้งแผ่นปราศจากความเสี่ยงจากการแยกชั้น โดยนำไปอัดด้วยแรงกดสูงจนได้ความหนาที่ต้องการ ซึ่งทำให้ซีเมนต์ที่ห่อหุ้ม และแทรกตัวอยู่ในเนื้อไม้ประสานเป็นเนื้อเดียวกัน จึงมีความคงทน และไม่ผุกร่อน

แผ่นซีเมนต์บอร์ด มีอัตราการทนไฟเฉลี่ย : 1 - 2 ชั่วโมง

อิฐมวลเบา​  (Lightweight Concrete)

อิฐมวลเบา ผลิตขึ้นจากปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์คุณภาพสูง ,ทรายบดละเอียด ,ปูนขาว ,ยิปซั่ม ,ผงอะลูมิเนียม และน้ำสะอาด วัตถุดิบทั้งหมดจะถูกผสมเข้าด้วยกันอยู่ในรูปแบบของเหลว เกิดปฏิกิริยาทางเคมีของส่วนผสม ทำให้เกิดฟองอากาศเล็กๆมากมายกระจายตัวกันอย่างสม่ำเสมอในเนื้อคอนกรีตมวลเบาแต่ไม่เชื่อมต่อกัน ฟองอากาศเหล่านี้ทำให้มีน้ำหนักเบา และเป็นฉนวนกันความร้อนที่ดีเยี่ยม หลังจากนั้นคอนกรีตที่ยังไม่แข็งตัวเต็มที่จะถูกตัดแบ่งตามขนาดของบล็อกที่ต้องการ แล้วเก็บบ่มไว้ระยะเวลาหนึ่ง จึงนำเข้าอบด้วยไอน้ำที่มีอุณหภูมิ และแรงดันสูงเป็นเวลานาน บล็อกจึงเกิดเป็นผลึกที่มีความแข็งแรงสูงและทนต่อความร้อนได้ดี

อิฐมวลเบา มีอัตราการทนไฟเฉลี่ย : 2 - 4 ชั่วโมง

ไม้แปรรูป CLT  (Cross-Laminated Timber​) < คลิ๊กดูข้อมูลวัสดุศาสตร์เพิ่มเติม

เทคโนโลยีไม้แปรรูป CLT ที่มีชื่อเรียกว่า Cross-Laminated Timber ได้จากการนำไม้หลายๆ ชิ้น มาเชื่อมอัดเข้าด้วยกาวต่อกันเป็นชั้นเลเยอร์ ในลักษณะครอสแนวขวางสลับกันไปมาในแต่ละชั้นเลเยอร์ นั่นจึงทำให้มวลของไม้ CLT มีความหนาแน่น และมีความแข็งแรงในการรับน้ำหนักเกินกว่าไม้ทั่วๆไป 

ไม้แปรรูป CLT มีคุณสมบัติที่น่าทึ่งชนิดที่ใครหลายคนอาจคาดไม่ถึง ก็คือการทนไฟได้ดี เพราะเมื่ออาคารติดไฟ ไม้แปรรูป CLT ที่ใช้สร้างอาคารจะสามารถต้านทานไฟได้ไม่แพ้วัสดุชนิดอื่นๆ เพราะเมื่อผิวหน้าของไม้ถูกไฟเผาไหม้ที่อุณหภูมิสูงกว่า 400 องศาเซลเซียสในอัตราเผาไหม้คงที่ (CLT Wood Burning Rate) จะทำให้ผิวชั้นนอกกลายเป็นชั้นของถ่านสีดำ ซึ่งจะทำหน้าที่เสมือนเป็นแนวกันไฟที่คอยเป็นชั้นป้องกันการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิภายในแกนกลางของเนื้อไม้ ซึ่งจะช่วยชะลอเวลาการวิบัติของโครงสร้างอาคาร

ไม้แปรรูป CLT​ มีอัตราการทนไฟเฉลี่ย : 1.45 - 2 ชั่วโมง

เฟรมอลูมิเนียม  (Aluminium Profile​) < คลิ๊กดูข้อมูลวัสดุศาสตร์เพิ่มเติม

เฟรมอลูมิเนียม ผลิตมาจากการนำแร่บอกไซด์มาถลุงจนได้อลูมิน่าบริสุทธิ์ และนำอลูมิน่าเข้าหลอมจนได้เป็นแท่งอลูมิเนียมบริสุทธิ์ แล้วนำไปแปรรูปด้วยแม่พิมพ์ที่มีขนาด และรูปทรงหน้าตัดที่แตกต่างกัน เพื่อให้ได้เส้นอลูลิเนียมโปรไฟล์สำหรับใช้ในงานระบบประตู-หน้าต่าง ที่เหมาะสมกับประเภทการใช้งานแต่ละแบบ 

นอกจากนี้เฟรมอลูมิเนียม ยังมีคุณสมบัติไม่ก่อให้เกิดสนิม ทนฝน (อลูมิเนียมเกรดสูงๆจะป้องกันน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ) ทนแดด หรือ ความร้อนได้ดี มีมวลโครงสร้างที่แข็งแรง ทนทาน จึงคงรูปไม่เกิดการบิดงอ สามารถใช้ทดแทนไม้ เหล็ก และ พลาสติคได้ นอกจากนี้ยังสามารถประยุกต์ใช้งานในการตกแต่งได้อย่างหลากหลาย มีความสวยงามทันสมัย อีกทั้งยังใช้ร่วมกับฟิตติ้ง หรือ อุปกรณ์ประกอบอื่นๆได้ง่าย 

เฟรมอลูมิเนียม มีอัตราการทนไฟเฉลี่ย : 0.30 - 2 ชั่วโมง

ทั้งนี้ทั้งนั้นวัสดุแต่ละชนิดล้วนมีจุดดี และจุดด้อยที่แตกต่างกันไป นอกจากอัตราการทนไฟเฉลี่ยแบบปกติแล้ว ยังมีองค์ประกอบ หรือ ปัจจัยอื่นๆเข้ามาเกี่ยวข้องในการลามไฟด้วย อาทิเช่น ความบกพร่องในการออกแบบ ,คุณภาพผลิตภัณฑ์แต่ละยี่ห้อ หรือ สภาพการใช้งานที่ทรุดโทรม

นอกจากนี้วัสดุบางชนิดยังสามารถทำให้ทนไฟได้นานขึ้น แต่ต้องพึ่งพาการใช้สารเคลือบกันไฟ หรือ ใช้วัสดุอื่นๆมาปิดทับอีกชั้นเพื่อให้มีขีดความสามารถในการทนความร้อนที่สูงขึ้นกว่าอัตราการทนไฟแบบปกติ