Hình 1: Mô hình thử nghiệm cho khe nối tuyến tính

Sự chuyển vị trong công trình có thể xảy ra do nhiều nguyên nhân như động đất, giãn nở nhiệt, xung áp lực nước, tải trọng gió, rung lắc, hoạt tải của sàn, độ võng của hệ thống kỹ thuật… Các chuyển vị này có thể làm giảm hiệu quả của hệ thống chống cháy cho lỗ xuyên (penetration) và khe nối (linear joint) bằng cách tạo ra các khe hở hoặc vết nứt trong cấu kiện. Ví dụ: một công trình có mức độ rung lắc cao có thể dễ dàng hình thành các vết nứt trong kết cấu, từ đó ảnh hưởng đến tính liên tục và khả năng làm việc của hệ thống ngăn cháy lan. 

Sự phát triển của các tiêu chuẩn

Về lý thuyết, các khe nối được thiết kế để cho phép chuyển vị do các yếu tố đã nêu. Tiêu chuẩn EN 1366‑4 bắt đầu ghi nhận ảnh hưởng này và bổ sung các phương pháp thử đánh giá khả năng chuyển vị của khe nối tuyến tính.
Đối với hệ thống lỗ xuyên (penetration), tiêu chuẩn EN 1366‑3 trước đây mặc định hệ thống ngăn cháy lan là “cứng – không chuyển vị”. Tuy nhiên, giả định này đã không còn phù hợp. Năm 2016, ASTM E3037 ra đời, đưa ra phương pháp thử chuẩn nhằm đo khả năng chuyển vị tương đối của hệ thống ngăn cháy lan cho lỗ xuyên.
Tuy vậy, tiêu chuẩn EN hiện vẫn giả định rằng hệ thống lỗ xuyên không có chuyển vị, nên chưa có tiêu chuẩn chính thức đánh giá chuyển vị cho nhóm này. Ngược lại, Hilti nhận thấy ảnh hưởng rõ rệt của chuyển vị đối với cả hệ đi xuyên và mối nối, vì vậy tiến hành các thử nghiệm nội bộ theo tham chiếu ASTM E3037 cho các hệ không có tiêu chuẩn, đồng thời thử nghiệm theo EN 1366‑4 cho các hệ khe nối.
Hệ thống ngăn cháy lan xuyên sàn (penetration systems) và mối nối (joint systems) đều được kiểm tra bằng cách thực hiện số lần chu kỳ chuyển động nhất định với biên độ xác định, để đánh giá khả năng dịch chuyển theo cả hướng và chuyển vị. Các hệ thống được thử theo tổ hợp chuyển động vuông góc và song song đối với các cấu kiện xuyên sàn, và chuyển động ngang cũng như chuyển động cắt đối với các khe nối, nhằm mô phỏng các dạng chuyển vị có thể xảy ra trong suốt vòng đời của một công trình.
Mỗi chu kỳ và biên độ dịch chuyển được theo dõi cho đến khi đạt đến giới hạn khả năng chuyển động tối đa. Sau đó, hệ thống sẽ được tiến hành thử nghiệm chịu lửa để đảm bảo rằng hệ thống chống cháy có thể hoạt động đúng như thiết kế trong trường hợp xảy ra hỏa hoạn, ngay cả sau khi đã phải chịu tác động của chuyển động.

Hình 2: Ví dụ đơn giản hóa của mô hình thử nghiệm cho lỗ xuyên và khe nối

Xác định khả năng chuyển vị

Đối với lỗ xuyên tường (penetrations), các nhóm chuyển vị tiêu chuẩn được phân loại thành phương Y** (vuông góc với hệ đi xuyên) là (lên đến) 5%, 25%, 50% và 100 của khe hở giữa lỗ mở & hệ đi xuyên và đối với phương Z** (song song với hệ đi xuyên) (lên đến).25"/6.35 mm, .5"/12.7 mm, 1"/25.4 mm, 3.21"/81.534 mm.
Đối với khe nối (joint), biên độ chuyển vị thử nghiệm theo cả phương ngắt và phương chịu cắt phải đạt 100% khả năng chuyển vị do nhà sản xuất (Hilti) công bố .
Lưu ý: hệ thống ngăn cháy lan không thể chứng nhận riêng cho chuyển vị, mà phải đạt cả thử nghiệm chuyển vị và thử nghiệm chịu lửa.

Nghiên cứu và thử nghiệm

Hilti đã thực hiện thành công thử nghiệm đối với nhiều hệ thống ngăn cháy lan, bao gồm cả vật liệu chèn bịt (như FS‑ONE Max) và các thiết bị dạng module/định hình sẵn như CP 653, CFS‑BL. Qua nghiên cứu chuyên sâu, Hilti nhận thấy các giải pháp định hình (pre‑formed) như CFS‑DID, CFS‑CID, CFS‑BL, CP 653… cho khả năng chuyển vị cao hơn đáng kể so với các giải pháp chèn bịt truyền thống. Một số thiết bị đạt tới 100% chuyển vị tại phương Y, và hiệu suất cao nhất trong phương Z (như CP 680, CP 653).


Hình 3: Kết quả thử nghiệm chuyển vị: thiết bị pre‑formed


Hình 4: Kết quả thử nghiệm chuyển vị vật liệu chèn bịt

Thuộc tính bổ sung

Các sản phẩm ngăn cháy lan của Hilti không chỉ đáp ứng khả năng chuyển vị mà còn có thêm các đặc tính như cách âm, kín khí & kín khí, kín nước, tính bền vững môi trường (VOC, MHC, PCF, EPD). Hilti cũng hỗ trợ khách hàng đạt các chứng chỉ công trình xanh, nhờ hệ sản phẩm kèm hồ sơ môi trường đầy đủ.

Kết luận

Không nên sử dụng duy nhất dữ liệu về khả năng chuyển vị như là tiêu chí đơn lẻ để lựa chọn giải pháp chống cháy. Cần xem xét thêm các yếu tố khác như phân tích động đất, điều kiện khí hậu tại công trường, yêu cầu thời gian chịu lửa, loại vật xuyên và cấu kiện xuyên qua… để từ đó lựa chọn giải pháp ngăn cháy lan tối ưu thông qua công cụ HILTI Firestop Selector.
Bên cạnh đó, ảnh hưởng của chuyển vị tại các vị trí lỗ xuyên có thể được giảm thiểu đáng kể nếu bảo đảm được độ ổn định của chính các vật xuyên, điều này có thể đạt được hiệu quả thông qua việc sử dụng đúng chuẩn hệ thống giá đỡ kỹ thuật Hilti (Hilti modular supports). Cách tiếp cận tổng thể này giúp nâng cao mức độ an toàn và tuổi thọ của công trình, đặc biệt trong bối cảnh các chuyển vị kết cấu thay đổi theo thời gian.
Cũng cần lưu ý rằng hiện chưa có tiêu chuẩn chính thức nào quy định về chuyển vị đối với hệ thống ngăn cháy lan cho lỗ xuyên. Do đó, nhà sản xuất phải cung cấp tài liệu chứng minh hợp lệ (ví dụ: Engineering Judgement) nhằm xác nhận tính phù hợp của giải pháp với các điều kiện chuyển vị của công trình.

* Khả năng di chuyển là tối đa lượng chuyển động mà con dấu khớp có thể chịu được theo quy định của nhà sản xuất, được biểu thị bằng tỷ lệ phần trăm ** của chiều rộng danh nghĩa.
** Tỷ lệ phần trăm là sự dịch chuyển theo một hướng, tức là đối với chuyển động ngang hoặc kéo dài (+ x%) hoặc nén (-x%).    

X = chuyển động thẳng đứng, lên và xuống,
Y = chuyển động ngang, trái và phải, vuông góc với phần xuyên thấu
Z = chuyển động dọc trục, vào và ra, song song với chất xuyên thấu
 
Để biết thêm thông tin, vui lòng liên hệ với các chuyên gia Hilti Việt Nam hoặc truy cập Trang chủ của Hilti.

• Chuyển động trong xây dựng tòa nhà, hãy xem video YouTube: https://www.youtube.com/watch?v=zzU-G64ga3E
• Trang chủ của Hilti Việt Nam: https://www.hilti.vn/

Tài liệu tham khảo:

1.    Tiêu chuẩn ASTM E3037-20
2.    Sách trắng: https://www.hilti.com/content/hilti/W1/US/en/business/business/engineering/fire-protection/systems-to-withstand-movement.html
3.    Tiêu chuẩn EN 1355-4: 2021