ความร้อนที่เกิดจากการเผาไหม้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงมากมายต่อคุณสมบัติของวัสดุก่อสร้าง Amit Varma วิศวกรโครงสร้างแห่ง Purdue University ใน West Lafayette, Ind กล่าว เมื่อได้รับความร้อน วัสดุจะสูญเสียความแข็งและความแข็งแรง ซึ่งหมายความว่าวัสดุจะล้มเหลวเมื่อรับน้ำหนักต่ำกว่าที่ทำได้ ปกติหมี Varma พูดคอนกรีตสามารถสลายตัวได้ด้วยความร้อนสูง เนื่องจากน้ำที่ขังอยู่ในโครงสร้างที่มีรูพรุนจะเดือด แรงดจากไอน้ำจะทำให้คอนกรีตแตกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่วิศวกรเรียกว่าการหลุดร่อน และความร้อนสามารถทำให้โครงเหล็กของโครงสร้างอ่อนแอลงได้โดยการทำให้ส่วนประกอบโลหะขยายตัว อ่อนตัว และหย่อนลง การเสียรูปของส่วนใดส่วนหนึ่งของโครงร่างสามารถเพิ่ม
แรงกดให้กับส่วนข้างเคียง ไปจนถึงจุดที่โครงสร้างทั้งหมดอาจล้มเหลวได้
“อาคารได้รับการออกแบบให้มีความน่าเชื่อถือและปลอดภัย” Varma กล่าว “เรามีความมั่นใจอย่างมากเกี่ยวกับความน่าเชื่อถือของโครงสร้างและส่วนประกอบจากการทดลอง” แต่เขาตั้งข้อสังเกตว่าการทดลองเหล่านั้นส่วนใหญ่ดำเนินการที่อุณหภูมิห้อง ดังนั้นพวกเขาจึงไม่สามารถทดสอบได้อย่างน่าเชื่อถือว่าอาคารมีพฤติกรรมอย่างไรเมื่อเกิดไฟไหม้ “สิ่งที่เปลี่ยนแปลงไปตั้งแต่ 9/11 ปี 2001” เขากล่าว “ตอนนี้ผู้คนกำลังมองหาคำตอบเพิ่มเติมจากวิศวกรโครงสร้าง: อาคาร [ที่ถูกไฟไหม้] จะสามารถบิดเบี้ยวและรับน้ำหนักบรรทุกได้หรือไม่”
ความรู้ดังกล่าวจะช่วยให้สถาปนิกออกแบบอาคารที่สามารถต้านทานไฟที่รุนแรงได้ดีขึ้น และอาจให้นักผจญเพลิงเตือนได้ดีขึ้นเมื่ออาคารกำลังจะถล่ม “เราอยู่หลังบอลแปดลูกที่เพิ่งเดินเข้าประตูมา” เฮย์ นักผจญเพลิงกล่าว “บ่อยครั้ง เรากำลังมาถึงฉากที่ตึกกำลังจะถล่ม ดังนั้นมันจึงเป็นเกมย้อนเวลา นั่นเป็นอันตราย—เราไม่รู้ว่าเรามีเวลาอีกนานแค่ไหน” อันตรายดังกล่าวเกิดขึ้นอย่างน่าสลดใจเมื่อวันที่ 19 มิถุนายน เมื่อนักผจญเพลิง 9 คน
เสียชีวิตหลังจากหลังคาของโรงงานเฟอร์นิเจอร์ที่กำลังลุกไหม้ในเมืองชาร์ลสตัน รัฐเซาท์แคโรไลนา ถล่มพวกเขา
การทดสอบ
ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 ความกังวลเกี่ยวกับความปลอดภัยจากอัคคีภัยเพิ่มขึ้นตามความสูงของอาคารที่เริ่มเกะกะเส้นขอบฟ้าของเมือง ตึกระฟ้าที่มีรูปทรงคล้ายปล่องไฟสามารถลุกเป็นไฟได้อย่างรวดเร็วและกักขังผู้คนไว้ในโครงสร้างที่อาจตกลงมารอบตัวพวกเขา American Society for Testing and Materials (ASTM) ซึ่งก่อตั้งขึ้นในปี พ.ศ. 2441 ได้พัฒนาการทดสอบมาตรฐานฉบับแรกสำหรับความสมบูรณ์ของโครงสร้างของวัสดุก่อสร้างหากพวกเขาอยู่ในไฟที่รุนแรง
มาตรฐานเหล่านี้ “ยังคงใช้บังคับมาจนถึงทุกวันนี้” Shyam Sunder ผู้อำนวยการห้องปฏิบัติการวิจัยอาคารและอัคคีภัยแห่งสถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติ (NIST) ในเมืองเกเธอร์สเบิร์ก รัฐแมริแลนด์กล่าว
NIST ไม่ได้กำหนดมาตรฐาน แต่ห้องปฏิบัติการของรัฐบาลทำการทดสอบวัสดุและให้คำแนะนำแก่ ASTM และรัฐบาลท้องถิ่นสำหรับรหัสอาคาร ในการทดสอบความสมบูรณ์โดยทั่วไป ส่วนของเสาคอนกรีต คานเหล็ก หรือผนังสัมผัสกับเปลวไฟที่มีการควบคุมความเข้มซึ่งสูงขึ้นจนถึงอุณหภูมิวิกฤต หากส่วนนั้นคงความแข็งแกร่งไว้ได้อย่างน้อย 60 นาที จะได้รับการจัดอันดับ 1 ชั่วโมง ส่วนประกอบรับน้ำหนักส่วนใหญ่ของอาคารมีพิกัด 2 ถึง 3 ชั่วโมง องค์ประกอบโครงสร้างหลักของตึกเวิลด์เทรดเซ็นเตอร์มีการจัดอันดับ 2 ชั่วโมง และอาคาร 7 มีส่วนประกอบ 4 ชั่วโมง
โดยทั่วไปแล้ว วิศวกรป้องกันอัคคีภัยจะตรวจสอบให้แน่ใจว่าการออกแบบและวัสดุที่เสนอสำหรับอาคารนั้นเป็นไปตามมาตรฐานการทนไฟของรหัสอาคารในท้องถิ่น รหัสเหล่านี้มักจะอิงตามข้อมูลจากการทดสอบไฟย้อนหลังไปถึงช่วงต้นทศวรรษ 1900 อย่างไรก็ตาม เมื่อมีการทดสอบวัสดุใหม่ ข้อมูลจะถูกเพิ่มลงในฐานข้อมูลที่วิศวกรสามารถเข้าถึงได้
หากการออกแบบที่เสนอนั้นผิดปกติหรือมีวัสดุแปลกใหม่ บริษัทจะต้องส่งตัวอย่างส่วนประกอบที่เกี่ยวข้องสำหรับการทดสอบใหม่ ตัวอย่างเช่น การทดสอบส่วนหนึ่งของผนังอาจมีค่าใช้จ่ายตั้งแต่ 15,000 ถึง 20,000 เหรียญสหรัฐฯ การทดสอบดังกล่าวมักดำเนินการเพียงครั้งเดียว
Nestor Iwankiw ที่ปรึกษาด้านวิศวกรรมดับเพลิงในชิคาโกชี้ให้เห็นว่าการทดสอบดังกล่าวจำนวนมากไม่ได้ตรวจสอบความล้มเหลวของวัสดุอย่างสมบูรณ์ นั่นเป็นเพราะโดยปกติแล้วการทดสอบคานหรือเสาจะหยุดลงเมื่อถึงระดับความปลอดภัย 2 หรือ 3 ชั่วโมงที่กำหนดภายใต้รหัสที่กำหนด
ส่วนใหญ่แล้ว การทดสอบอัคคีภัยมาตรฐานแสดงถึงมาตรฐานความปลอดภัยที่ดี Iwankiw กล่าว แต่ “ในสถานการณ์ที่ไม่ปกติ เช่น 9/11 การเดิมพันทั้งหมดจะถูกปิด” ความเสียหายอย่างใหญ่หลวงที่เครื่องบินก่อให้เกิดขึ้นกับโครงอาคารและสารเคลือบกันไฟนั้น “ไม่เคยคาดคิดหรือออกแบบมาเลย” วิศวกรมักจะไม่ได้วางแผนสำหรับไฟหลายชั้นเมื่อออกแบบอาคาร เขากล่าว
ข้อจำกัดที่ใหญ่ที่สุดของวิธีการทดสอบในปัจจุบันคือต้องไม่เลียนแบบสภาวะที่เกิดไฟไหม้จริง แม้แต่เตาเผาที่ใหญ่ที่สุดที่ NIST ก็สามารถทดสอบตัวอย่างที่มีความยาวไม่เกิน 5 เมตร ซึ่งเป็นเศษเสี้ยวของความยาวของส่วนประกอบโครงสร้างต่างๆ และการทดสอบองค์ประกอบเดี่ยวจะให้คำแนะนำเพียงเล็กน้อยในการทำความเข้าใจว่าส่วนประกอบต่างๆ รวมกันทำงานอย่างไร นับประสากับการทำงานของอาคารทั้งหลังเมื่อเกิดไฟไหม้
แนะนำ : ข่าวดารา | กัญชา | เกมส์มือถือ | เกมส์ฟีฟาย | สัตว์เลี้ยง
