อัตราการทนไฟ ของวัสดุแต่ละประเภท (Fire Ratings for Construction Materials)

อัคคีไฟคือหนึ่งในสิ่งที่ต้องให้ความสำคัญอย่างมากในการออกแบบอาคาร เนื่องจากเกี่ยวเนื่องกับความปลอดภัยของชีวิตคน นอกเหนือจากการวางแผนการออกแบบที่ดีแล้ว ยังมีเรื่องของการเลือกใช้วัสดุที่สามารถทนไฟได้เพื่อลดความความเสี่ยงจากความเสียหายเมื่อเกิดอัคคีไฟขึ้นจริง ๆ วันนี้ Waazadu Encyclopydedia ขอนำเสนออัตราการทนไฟของวัสดุแต่ละประเภท ว่าตัววัสดุนั้น ๆ เอง สามารถทนไฟได้นานเท่าไหร่ และข้อกฎหมายทนไฟสำหรับอาคารในประเทศไทยนั้นมีอะไรบ้าง ไปชมกันเลยครับ

กฎหมายทนไฟในประเทศไทย

ข้อกฎหมายเกี่ยวกับการทนไฟของอาคารในประเทศไทยจะอยู่ภายใต้ พระราชบัญญัติควบคุมอาคาร พ.ศ. 2522 และ ข้อบังคับการควบคุมอาคาร ซึ่งมีข้อกำหนดเกี่ยวกับการออกแบบและการก่อสร้างอาคารให้มีความปลอดภัยจากอัคคีภัย

ซึ่งการทนไฟของอาคารตามกฎหมายในประเทศไทยจะขึ้นอยู่กับประเภทของอาคารและการใช้งาน โดยทั่วไปอาคารจะต้องออกแบบให้ทนไฟได้ในระยะเวลาที่เหมาะสมเพื่อความปลอดภัยในการอพยพและป้องกันความเสียหายจากไฟไหม้ ซึ่งตาม ข้อบังคับการควบคุมอาคาร การทนไฟของอาคารมีการแบ่งตามประเภท ดังนี้

อาคารทั่วไป (Low-rise buildings)

สำหรับอาคารที่มีความสูงไม่เกิน 23 เมตร เช่น อาคาร 1-2 ชั้น อาคารที่ใช้ในที่พักอาศัยทั่วไป ต้องมีความทนทานต่อไฟอย่างน้อย 1 ชั่วโมง (ตามมาตรฐานของวัสดุก่อสร้างและโครงสร้าง)

อาคารสูง (High-rise buildings)

สำหรับอาคารสูงที่มีความสูงมากกว่า 23 เมตร เช่น อาคารสำนักงาน อาคารพาณิชย์ อาคารที่ใช้ในเชิงพาณิชย์และมีความหนาแน่นสูง ต้องมีการออกแบบให้ทนไฟได้นานอย่างน้อย 2 ชั่วโมง ขึ้นไป การทนไฟของโครงสร้างหลัก เช่น เสา คาน และผนัง ต้องใช้วัสดุที่สามารถทนไฟได้ตามเวลาที่กำหนด เช่น คอนกรีตเสริมเหล็กที่มีการเคลือบหรือป้องกันการทำลายจากอุณหภูมิสูง

อาคารที่มีความเสี่ยงสูง (High-risk buildings)

อาคารที่ใช้สำหรับกิจกรรมที่มีความเสี่ยงจากการเกิดไฟไหม้สูง เช่น โรงงานอุตสาหกรรม โรงแรมขนาดใหญ่ หรือห้างสรรพสินค้า อาคารเหล่านี้จะต้องทนไฟได้อย่างน้อย 2-4 ชั่วโมง ขึ้นอยู่กับความเสี่ยงและประเภทของการใช้งาน

อัตราการทนไฟของวัสดุ

 (*เฉพาะตัววัสดุเท่านั้น)

คอนกรีต (Concrete)

วัสดุหลัก ๆ ที่คนนิยมใช้ในการก่อสร้างเนื่องจากมีอายุการใช้งานที่นาน และแน่นอนว่าสามารถทนไฟได้ในระดับหนึ่ง แต่เมื่อได้รับความร้อนที่สูงเกิน 300-500 องศาเซลเซียส คอนกรีตจะเริ่มเสื่อมสภาพหรือสูญเสียความสามารถในการรับน้ำหนัก

โดยปกติคอนกรีตทั่วไป 

▪️มีอัตราการทนไฟเฉลี่ย : 30 นาที - 2 ชั่วโมง

เหล็กรูปพรรณรีดร้อน (Steel Structure)

คือ เหล็กที่ถูกผลิตโดยการรีดผ่านเครื่องรีดที่มีอุณหภูมิสูง ซึ่งกระบวนการนี้ทำให้เหล็กมีคุณสมบัติที่ดีในด้านความแข็งแรงและการใช้งานที่หลากหลาย โดยเหล็กรูปพรรณรีดร้อนมักใช้ในโครงสร้างของอาคาร สะพาน และงานก่อสร้างอื่นๆ ที่ต้องการความแข็งแรงสูง เช่น เหล็ก H-Bean, I-Beam, Channel เป็นต้น

▪️มีอัตราการทนไฟเฉลี่ย : 2 - 3 ชั่วโมง

(ในกรณีที่มีการหุ้มเหล็กรูปพรรณด้วยคอนกรีตหรือหุ้มด้วยสารช่วยทนไฟ หรือ วัสดุกันลามไฟชนิดอื่น ๆ จะทำให้อัตราเฉลี่ยนทนไฟได้นานมากขึ้น)

ไม้จริง (Wood)

ไม้ เป็นวัสดุธรรมชาติที่มีประวัติใช้ในการก่อสร้างมาอย่างช้านาน ไม้จริงที่นิยมนำมาใช้ คือ ไม้เนื้อแข็ง เป็นไม้ที่มีความแข็งแรง ทนทานต่อปลวกและแมลง นิยมใช้ในการสร้างบ้านหรือโครงสร้างหลัก เช่น เสา คาน และพื้นไม้ ตัวอย่างไม้ เช่น ไม้สัก ไม้เต็ง ไม้แดง ไม้ประดู่ เป็นต้น แต่ไม้นั้นมีอัตราการทนไฟที่ต่ำกว่าวัสดุอื่น ๆ

▪️มีอัตราการทนไฟเฉลี่ย : 30 นาที - 1.30 ชั่วโมง

กระจกลามิเนต (Laminated Glass) 

คือ กระจกที่ทำจากการประกอบกระจกนิรภัยเทมเปอร์ (Tempered Safe Glass) หรือกระจกธรรมดา (Annealed Glass / Floated Glass) สองแผ่นหรือมากกว่า ด้วยชั้นพลาสติกที่มีความเหนียวและยืดหยุ่น (ปกติจะใช้ PVB หรือ EVA) อยู่ระหว่างแผ่นกระจกแต่ละแผ่น กระบวนการนี้ช่วยให้กระจกมีคุณสมบัติพิเศษ เช่น ความปลอดภัยที่สูงขึ้น ความทนทานต่อแรงกระแทก และการลดเสียงรบกวน เวลากระจกแตก

▪️ มีอัตราการทนไฟเฉลี่ย : ไม่ต่ำกว่า 2 ชั่วโมง

อลูมิเนียมคอมโพสิต (Aluminum Composite Panel - ACP)

คือ วัสดุแผ่นประกอบที่ทำจากแผ่นอลูมิเนียมบางสองแผ่นประกบเข้ากับแกนกลางที่ทำจากพลาสติกหรือวัสดุอื่น ๆ โดยมีคุณสมบัติที่โดดเด่นทั้งในเรื่องน้ำหนักเบา ความแข็งแรงและความสวยงาม

▪️ไม้จริง มีอัตราการทนไฟเฉลี่ย :30 นาที - 1.30 ชั่วโมง

แผ่นซีเมนต์บอร์ด (Cement Board) 

คือ วัสดุแผ่นเรียบที่ผลิตจากปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ ผสมกับเส้นใยเสริมแรง (Fibers) หรือวัสดุเติมแต่งอื่น ๆ ทำให้มีความแข็งแรง ทนทาน และสามารถใช้ได้ทั้งงานภายในและภายนอก

▪️ มีอัตราการทนไฟเฉลี่ย : 1 - 2 ชั่วโมง

อิฐมวลเบา (Autoclaved Aerated Concrete - AAC)

คือ วัสดุที่ใช้ในการก่อสร้างที่มี น้ำหนักเบา แข็งแรง และเป็นฉนวนกันความร้อน ผลิตจาก ปูนซีเมนต์ ทราย ปูนขาว ยิปซัม ผงอลูมิเนียม และน้ำ ผ่านกระบวนการอบไอน้ำที่ความดันสูง (Autoclave) ทำให้เกิดฟองอากาศเล็ก ๆ ภายในเนื้ออิฐ ทำให้อิฐมีน้ำหนักเบากว่าอิฐทั่วไป

▪️มีอัตราการทนไฟเฉลี่ย : 2 - 4 ชั่วโมง

ไม้แปรรูป CLT​ (Cross-Laminated Timber)

คือไม้แปรรูปชนิดหนึ่งที่ผลิตโดยการนำ แผ่นไม้หลายชั้นมาวางสลับมุมกันเป็นชั้น ๆ แล้วใช้กาวความแข็งแรงสูงอัดประกอบเข้าด้วยกันภายใต้แรงดันและความร้อน ทำให้เกิดเป็น แผ่นไม้ขนาดใหญ่ที่แข็งแรงทนทานกว่ากลุ่มไม้แปรรูปทั่วไป

▪️ ระยะเวลาทนไฟของไม้ CLT :

หนา 100 มม.  ทนไฟได้ 30-60 นาที

หนา 150 มม.  ทนไฟได้ 60-90 นาที

หนา 200 มม.  ทนไฟได้ 90-120 นาที

เฟรมอลูมิเนียม (Aluminum Frame)

คือโครงสร้างที่ทำจาก อลูมิเนียมอัลลอยด์ ใช้สำหรับเป็นกรอบหรือโครงสร้างในงานก่อสร้างและตกแต่ง เช่น หน้าต่าง ประตู ผนังกระจก เฟอร์นิเจอร์ และโครงสร้างอื่น ๆ อลูมิเนียมเป็นวัสดุที่ไม่ติดไฟ แต่สามารถหลอมละลายได้เมื่อเจอความร้อนสูง อุณหภูมิหลอมละลายของอลูมิเนียมอยู่ที่ประมาณ 660°C ทนไฟได้ดีกว่าไม้และพลาสติก แต่หากไฟไหม้รุนแรง อลูมิเนียมอาจเสียรูปได้

มีอัตราการทนไฟเฉลี่ย : 30 นาที - 2 ชั่วโมง

อิฐซิลิก้า (Silica Brick) 

คือ อิฐที่ทำจากซิลิกา (SiO₂) ซึ่งเป็นวัสดุธรรมชาติที่พบได้ในรูปของ ควอตซ์ หรือ ทรายซิลิกา โดยจะมีการผสมกับส่วนประกอบอื่น ๆ เช่น ดินเหนียว หรือ แร่ซิลิกา และผ่านกระบวนการเผาในเตาเผาที่อุณหภูมิสูง เพื่อให้ได้ความแข็งแรงและทนทานต่อการใช้งานในอุณหภูมิสูง อิฐซิลิก้ามีคุณสมบัติทนไฟได้ดี โดยสามารถทนความร้อนสูงถึง 1,500°C หรือมากกว่า ขึ้นอยู่กับชนิดของอิฐซิลิก้าและการใช้งาน ทำให้เหมาะสำหรับใช้ในงานที่ต้องการการทนทานต่อไฟหรือความร้อนสูง เช่น การทำเตาหลอมในอุตสาหกรรมเหล็ก และอุตสาหกรรมอื่น ๆ ที่มีความร้อนสูง

▪️มีอัตราการทนไฟเฉลี่ย : 3 - 6 ชั่วโมง

เมทัลชีท (Metal Sheet) 

คือ แผ่นโลหะบางที่ผลิตจากเหล็ก สแตนเลส อลูมิเนียม หรือโลหะผสมอื่น ๆ โดยทั่วไปจะมีลักษณะเป็นแผ่นแบน ๆ ที่สามารถขึ้นรูปและตัดได้ตามต้องการ เหมาะสำหรับใช้ในงานก่อสร้างและงานอุตสาหกรรม เช่น หลังคา ผนัง พื้นผิวการตกแต่ง และโครงสร้างต่าง ๆ เมทัลชีทสามารถทนไฟได้ในระดับหนึ่ง แต่ไม่สามารถทนความร้อนสูงได้ในระยะยาว เนื่องจากโลหะบางชนิดอาจหลอมละลายได้เมื่อได้รับความร้อนที่สูงเกินไป

▪️มีอัตราการทนไฟเฉลี่ย : 30 นาที - 1 ชั่วโมง

โพลีคาร์บอเนต (Polycarbonate) 

คือ พลาสติกสังเคราะห์ชนิดหนึ่ง ที่มีคุณสมบัติเด่นในเรื่องของความโปร่งใส ความแข็งแรง และความทนทานต่อแรงกระแทก จึงเหมาะสำหรับใช้งานในหลากหลายประเภท ทั้งในอุตสาหกรรมและในชีวิตประจำวัน

▪️โพลีคาร์บอเนตทั่วไปทนไฟได้แค่ไม่เกิน 2 นาที

▪️ ส่วนโพลีคาร์บอเนตเกรดกันไฟ (Flame Retardant PC)  มีอัตราการทนไฟเฉลี่ย : 10 - 30 นาที

ไฟเบอร์ซีเมนต์ (Fiber Cement)

คือ วัสดุก่อสร้างชนิดหนึ่ง ที่ทำจากการผสม ซีเมนต์ กับ เส้นใยไฟเบอร์ เช่น เส้นใยเซลลูโลส (ไม้) หรือเส้นใยสังเคราะห์ ซึ่งเส้นใยเหล่านี้จะช่วยเพิ่มความแข็งแรงและยืดหยุ่นให้กับวัสดุ ทำให้ไฟเบอร์ซีเมนต์มีคุณสมบัติทนทานต่อการกัดกร่อนและความชื้นสูง ไฟเบอร์ซีเมนต์มีคุณสมบัติทนไฟได้ดี เพราะเป็นวัสดุที่มีส่วนประกอบของซีเมนต์ซึ่งทนไฟได้สูง สามารถทนไฟได้ถึง 1,000°C หรือมากกว่า ขึ้นอยู่กับชนิดของไฟเบอร์ซีเมนต์ เหมาะสำหรับใช้ในงานที่ต้องการวัสดุทนไฟ เช่น หลังคาและผนังในพื้นที่ที่ต้องการการป้องกันจากไฟ

▪️มีอัตราการทนไฟเฉลี่ย : 1 - 2 ชั่วโมง

เซรามิก (Ceramic Materials)

คือ วัสดุที่ผลิตจากการเผาผสมสารอินทรีย์ เช่น ดินเหนียว หินปูน และแร่ต่าง ๆ โดยใช้กระบวนการเผาที่อุณหภูมิสูงเพื่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมีและทางกายภาพ จนทำให้วัสดุมีคุณสมบัติที่แข็งแรง ทนทาน และทนต่อสภาพอากาศต่าง ๆ ได้ดี

เซรามิกสามารถทนไฟได้ดี เนื่องจากวัสดุเซรามิกมักจะประกอบด้วยส่วนผสมของดินเหนียวหรือแร่ที่ทนความร้อนสูง ทนความร้อนสูงได้ตั้งแต่ 800°C ถึง 1,200°C ขึ้นอยู่กับประเภทของเซรามิก

▪️มีอัตราการทนไฟเฉลี่ย : 1 - 2 ชั่วโมง

แผ่นหิน (Stone Panels)

คือ แผ่นหินที่ถูกตัดหรือขัดให้มีขนาดและรูปร่างที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานในงานก่อสร้างและการตกแต่ง โดยหินที่ใช้ในการผลิตแผ่นหินมักจะเป็น หินธรรมชาติ เช่น หินแกรนิต หินอ่อน หินทราย หรือ หินคอบเบิล ซึ่งมีคุณสมบัติที่แข็งแรง ทนทาน และเหมาะสำหรับการใช้งานทั้งภายในและภายนอกอาคาร แผ่นหินทนไฟได้ดี เนื่องจากหินธรรมชาติมีคุณสมบัติที่ทนต่อความร้อนได้ดี โดยเฉพาะหินแกรนิตและหินอ่อนที่สามารถทนความร้อนได้ในระดับสูง โดยไม่เปลี่ยนรูปหรือละลาย

▪️มีอัตราการทนไฟเฉลี่ย : 2 - 3 ชั่วโมง

เหล็กเสริมคอนกรีต (Reinforced Steel)

คือ เหล็กที่ใช้ในการเสริมความแข็งแรงให้กับคอนกรีต โดยการนำเหล็กที่มีความแข็งแรงสูงมาผสมผสานกับคอนกรีตเพื่อให้โครงสร้างสามารถทนต่อแรงดึง, แรงอัด, และแรงเฉือนที่เกิดขึ้นในระหว่างการใช้งานได้ดียิ่งขึ้น เนื่องจากคอนกรีตมีความทนทานต่อแรงอัดได้ดี แต่ไม่ทนทานต่อแรงดึงหรือแรงเฉือน เหล็กเสริมช่วยให้คอนกรีตสามารถรับน้ำหนักได้มากขึ้นและเพิ่มความทนทานในการใช้งานระยะยาวเหล็กเสริมจะเริ่มสูญเสียความแข็งแรงที่อุณหภูมิประมาณ 500°C ถึง 600°C

▪️มีอัตราการทนไฟเฉลี่ย : 0.30 - 2 ชั่วโมง

ทั้งนี้วัสดุแต่ละชนิดล้วนมีจุดดีและจุดด้อยที่แตกต่างกันไป นอกจากอัตราการทนไฟเฉลี่ยแบบปกติแล้ว ยังมีองค์ประกอบหรือปัจจัยอื่น ๆ เข้ามาเกี่ยวข้องในการลามไฟด้วย อาทิเช่น ความบกพร่องในการออกแบบ, คุณภาพผลิตภัณฑ์แต่ละยี่ห้อ หรือ สภาพการใช้งานที่ทรุดโทรม

นอกจากนี้วัสดุบางชนิดยังสามารถทำให้ทนไฟได้นานขึ้น แต่ต้องพึ่งพาการใช้สารเคลือบกันไฟหรือใช้วัสดุอื่น ๆ มาปิดทับอีกชั้นเพื่อให้มีขีดความสามารถในการทนความร้อนที่สูงขึ้นกว่าอัตราการทนไฟแบบปกตินั่นเองครับ