Fire Protection for Steel Structures

ကြ်န္ေတာ္တို႔ ျမန္မာႏိုင္ငံမွာ ယခုအခါ Steel Structure ေတြ အသံုးျပဳမႈ တျဖည္းျဖည္း က်ယ္ျပန္႔ မ်ားျပားလာတာကို ေတြ႕ရပါတယ္။ Steel Structure ေတြ တည္ေဆာက္ရာမွာ အေရးပါျပီး ထည့္သြင္းစဥ္းစားသင့္တဲ့ Fire Protection/ Fire Proofing နဲ႔ ပတ္သက္ျပီး ဂ်ဴနီယာ အင္ဂ်င္နီယာ ညီငယ္ ညီမငယ္ေတြ ဗဟုသုတရေစဖို႔ တင္ျပ ေရးသားလိုက္ပါတယ္။

Figure 1

Steel Structure တစ္ခု အတြက္ မီးေဘးကာကြယ္ေရးစနစ္ (Fire Protection) ဆိုတာကေတာ့ မီးေဘးအႏၱရာယ္ေၾကာင့္ Steel Structure တစ္ခု Structural Failure မျဖစ္ေစဖို႔ ၾကိဳတင္လုပ္ေဆာင္ေပးရမယ့္ ကာကြယ္ေရးစနစ္မ်ားပဲ ျဖစ္ပါတယ္။ Steel ဆိုတာက သာမန္ အခန္းအပူခ်ိန္မွာ အလြန္မာေက်ာေပမယ့္ ျမင့္မားတဲ့ အပူခ်ိန္ကို ခံရတဲ့အခါ အလြန္ကို ေပ်ာ့ေျပာင္းသြားပါတယ္။ အဲဒါေၾကာင့္ပဲ သံေခ်ာင္းတစ္ေခ်ာင္းကို အပူေပးျပီး လြယ္ကူစြာနဲ႔ ေကြးလို႔ဆန္႔လုိ႔ ရတာပါ။ ထို႔နည္းတူစြာပဲ Steel Structure Building တစ္ခုမွာလဲ မီးေလာင္တဲ့အခါ Steel နဲ႔လုပ္ထားတဲ့ Beam, Column စတဲ့ Structural Elements ေတြဟာ ျပင္းထန္တဲ့ အပူခ်ိန္ကို ခံစားရပါတယ္။ အဲဒီလို ျပင္းထန္တဲ့ အပူရွိန္ခံစားရတဲ့အခါ Material Properties ေတြေျပာင္းသြားျပီး ေပ်ာ့ေျပာင္းသြားတဲ့အတြက္ သူခံေဆာင္ေနရတဲ့ Load ေတြကို ခံေဆာင္ႏိုင္ျခင္းမရွိေတာ့ပဲ အေဆာက္အအံု ပ်က္စီးျပိဳက်မႈ ျဖစ္ေပၚေစႏိုင္ပါတယ္။ ဥပမာ Steel နဲ႔ လုပ္ထားတဲ့ အထပ္ျမင့္ အေဆာက္အဦေတြရဲ႕ ေအာက္ဘက္အထပ္ေတြမွာ မီးေလာင္မႈျဖစ္ပြားျပီး Steel Column တိုင္ေတြမွာ ျပင္းထန္တဲ့ အပူခ်ိန္ျဖစ္လာခဲ့ရင္ အဲဒီ Steel Column ေတြဟာ ေပ်ာ့ေျပာင္းသြားျပီး သူထမ္းေဆာင္ေနရတဲ့ အေပၚပိုင္း အထပ္ေတြရဲ႕ အေလး၀န္ကို မထမ္းေဆာင္ႏိုင္ေတာ့တဲ့အခါ အေဆာက္အဦ ျပိဳက်ပ်က္စီးမႈ ျဖစ္လာႏိုင္ပါတယ္။

ေအာက္ကပံုက အပူနဲ႔ ထိေတြ႔တဲ့အခါ ျဖစ္ေပၚလာတဲ့ Column တစ္ေခ်ာင္းရဲ႕ Behavior ပံု ျဖစ္ပါတယ္။

Figure 2 Column Under Fire

မီးေလာင္မႈေၾကာင့္ Structural Failure ျဖစ္ေပၚခဲ့ျပီး ျပိဳက်ခဲ့ရတဲ့ အေဆာက္အအံုတစ္ခုကေတာ့ WTC 7 အေဆာက္အအံုပါ။

Figure 3 WTC 7 Before and After

47 ထပ္ျမင့္တဲ့ အဲဒီ အေဆာက္အအံုဟာ 2001 ခုႏွစ္ World Trade Centre တိုက္ခိုက္ခံခဲ့ရတဲ့ အခ်ိန္မွာ ျဖစ္လာခဲ့တဲ့ ေနာက္ဆက္တြဲ မီးေလာင္မႈတစ္ခုထဲေၾကာင့္ ျပိဳက် ပ်က္စီးခဲ့ရပါတယ္။

Figure 4a WTC 7 Structural Failure Due to Fire


Figure 4b Structural Failure Due to Fire

WTC7 ရဲ႕ ျပိဳက်ရမႈ အေၾကာင္းအရင္း အျပည့္အစံု Report ကို ဒီလင့္မွာ ေဒါင္းလုဒ္ယူျပီး ေလ့လာႏိုင္ပါတယ္။ http://www.nist.gov/customcf/get_pdf.cfm?pub_id=861610

Steel Structure ေတြရဲ႕ Fire Protection နဲ႔ ပတ္သက္ျပီး ႏိုင္ငံတကာ Building Code ေတြမွာ Fire Code ေတြထည့္သြင္းေရးဆြဲထားသလို လိုက္နာေဆာင္ရြက္ၾကရပါတယ္။ Steel Structure ေတြအတြက္ Fire Protection Method ေတြလဲ မ်ားစြာရွိသလို အဆင္ေျပရာကို ေရြးခ်ယ္ အသံုးျပဳရပါတယ္။ ေအာက္ကပံုကေတာ့ Steel Structural Elements (Beams & Columns) ေတြရဲ႕ တည္ေဆာက္ပံုအေျခအေနအရ မီးဒါဏ္ ခံႏိုင္ရည္ကို ေဖၚျပထားတဲ့ ဇယား ျဖစ္ပါတယ္။

Figure 5 Fire Resistance of Structural Elements

ဒီပံုအရဆိုရင္ Steel Column နဲ႔ Steel Beam ေတြကို မည္သည့္နည္းလမ္းႏွင့္မွ် Protection မလုပ္ထားပါက ခံႏိုင္ရည္ ၁၅ မိနစ္သာ ရွိတာကို ေတြ႔ရမွာပါ။
ေအာက္ကပံုက စင္ကာပူ Fire Code က ထုတ္ႏႈတ္ထားတဲ့ Minimum Period of Fire Resistance ဇယား ျဖစ္ပါတယ္။

Figure 6 Minimum Period of Fire Resistance

Code သတ္မွတ္ခ်က္အတိုင္း Minimum Period of Fire Resistance ရေစဖို႔ Steel Structural Elements ေတြကို Fire Proofing လုပ္ေပးဖို႔ လုိအပ္ပါတယ္။
Fire Proofing Methods ေတြအေနနဲ႔ Column ေတြကို Concrete Encasement (ကြန္ကရစ္ေလာင္းေပးျခင္း)၊ Column နဲ႔ Beam ေတြကို Fire Board ေတြကပ္ေပးျခင္း၊ Fire Proofing Material မ်ားသုတ္လိမ္းေပးျခင္း စတဲ့ နည္းလမ္းေတြ အသံုးျပဳျပီး လိုအပ္တဲ့ Fire Resistance ရေအာင္ ျပဳလုပ္ေပးႏိုင္ပါတယ္။
ဒီပံုက Fire Board ေတြကပ္ထားတဲ့ပံုပါ။

Figure 7 Fire Boards

Ceiling ေတြထဲမွာ ေပ်ာက္သြားမယ့္ Beam စတဲ့ Structural Members ေတြကို Vermiculite သုတ္လိမ္းေပးလို႔ရပါတယ္။ ေအာက္ကပံုက Vermiculite သုတ္လိမ္းေနတဲ့ပံုေတြပါ။

Figure 8 Spraying Vermiculite Fire Proofing


Figure 9 Steel Members Cover with Vermiculite

Exposed Structural Elements ေတြအတြက္ေတာ့ Fire Proofing Paint ျဖစ္တဲ့ intumescent Paint ကိုအသံုးျပဳႏုိင္ပါတယ္။ Intusement Paint ဆိုတာက အပူနဲ႔ ထိေတြ႔တဲ့အခါ ပြလာျပီး Base Material ဆီကို အပူမကူးေျပာင္းေအာင္ ကာကြယ္ေပးတဲ့ သုတ္ေဆးတစ္မ်ဳိးျဖစ္ပါတယ္။ Vermiculite ထက္ ကုန္က်စရိတ္ ပိုမ်ားပါတယ္။

Figure 10 Fire Proofing Paint


Figure 11 Intumescent Paint Exposed to Heat

အခ်ဳပ္အားျဖင့္ဆိုေသာ္ ကြ်န္ေတာ္တို႔ ျမန္မာႏိုင္ငံမွာ Steel Structure ေတြ အသံုးမ်ားလာေပမယ့္လည္း Structural Fire Protection အတြက္ အေလးထားမႈ အားနည္းေနေသးတာေတြ႔ရပါတယ္။ ကြ်န္ေတာ္တို႔လို အင္ဂ်င္နီယာ ေလာကသားေတြအေနနဲ႔ လူတို႔ရဲ႕ အသက္ အိုးအိမ္ စည္းစိမ္ေတြအတြက္ အေရးပါတဲ့ Steel Structure ေတြရဲ႕ Structural Fire Protections ေတြကို အေလးထားေဆာင္ရြက္ ႏိုင္ေစဖို႔ ဆႏၵျပဳလိုက္ပါတယ္။
 Credit

Aung Hsu Myat
20 Feb 2015

ဒါက စင္ကာပူက Fire Code ပါ https://www.scdf.gov.sg/content/scdf_internet/en/building-professionals/publications_and_circulars/fire-code-2013.html
Structural Fire Precaution Measures ေတြနဲ႔ Fire Fighting System ေတြရဲ႕ requirements ေတြကို ေလ့လာႏိုင္ပါတယ္။
Auto Sprinkler system ေတြတပ္ဆင္ဖို႔အတြက္ဆိုရင္ Pipe line ေတြ, Pump ေတြနဲ႔ Water Storage Tank ေတြလိုအပ္ပါတယ္။ စင္ကာပူမွာ Commercial Building ေတြမွာပဲ တပ္ဆင္တာ ေတြ႔ရပါတယ္။