עמידות אש של אלמנטי בניין על פי סדרת תקן ישראלי ת"י 931

ניתוח מעמיק של סדרת התקנים הישראליים ת"י 931, המהווה את אבן הבוחן המרכזית לקביעת עמידות אש בישראל, ומשלב נתונים ממקורות נוספים כגון דוחות בדיקה, מפרטי יצרנים ותקנים בינלאומיים מאומצים

12/18/20181 min read

לנוחיותכם - צירפנו כאן קישור לתחתית הדף עבור הכלי לבדיקת עמידות אש למוצר מסויים

חשיבותה של הגנת אש פסיבית

הגנת אש פסיבית מהווה את קו ההגנה היסודי והחשוב ביותר של כל מבנה מפני השפעותיה ההרסניות של שריפה. בניגוד למערכות אקטיביות (כגון מתזים או גלאים) הדורשות הפעלה, מערכות הגנה פסיבית טבועות במבנה עצמו ומתפקדות ללא צורך בהתערבות חיצונית. תפקידן רב-ממדי וחיוני:

1. שמירה על יציבות מבנית: אלמנטים נושאי עומס, כגון עמודים, קורות וקירות נושאים, חייבים לשמור על כושר הנשיאה שלהם למשך זמן מוגדר כדי למנוע קריסה מבנית, אשר עלולה להיות קטסטרופלית הן לדיירי הבניין והן לכוחות ההצלה הפועלים בו.

2. מידור: יצירת "אזורי אש" מוגדרים באמצעות קירות ותקרות עמידי אש, המונעים את התפשטות האש, העשן והגזים הרעילים מחלל אחד למשנהו. מיחזור יעיל מאפשר בלימה של השריפה, מגביל את הנזק לרכוש ומאפשר שליטה באירוע.

3. הבטחת דרכי מילוט בטוחות: הגנה על פרוזדורים, חדרי מדרגות ויציאות חירום באמצעות אלמנטים עמידי אש מבטיחה שהשוהים במבנה יוכלו להתפנות בבטחה, וכן מאפשרת נתיב גישה בטוח לכוחות הכיבוי וההצלה.

עמידות האש של אלמנטים אלו, הנמדדת ביחידות של זמן (דקות או שעות), היא פרמטר קריטי בתכנון בטיחות האש של המבנה כולו.

סדרת התקנים הישראליים ת"י 931 היא המסגרת הרגולטורית והטכנית המרכזית בישראל לבדיקה וסיווג עמידות אש של אלמנטי בניין. תקנים אלו, ברובם, מאמצים כלשונם את סדרת התקנים הבינלאומית ISO 834, תוך ביצוע התאמות נדרשות להקשר הישראלי. סדרת התקנים מפרטת את שיטות הבדיקה האחידות, תנאי המעבדה המבוקרים, ציוד המדידה והקריטריונים להערכת ביצועי האלמנטים תחת חשיפה לעקומת אש תקנית. בכך, היא מספקת בסיס אובייקטיבי ואחיד להשוואה וסיווג של מוצרים ומערכות בנייה שונות, ומאפשרת למתכננים, קבלנים ורשויות הרגולציה (כגון שירותי הכבאות וההצלה וועדות התכנון והבנייה) להבטיח כי המבנים עומדים בדרישות הבטיחות המחייבות לקבלת אישורי אכלוס (טופס 4) ורישיונות עסק.

תקנים מרכזיים בעמידות מבנים בבטיחות אש

כדי לתכנן הגנת אש פסיבית באופן מקצועי ונכון, חיוני להבין את ההבחנה המהותית בין שלושה סוגי תקנים מרכזיים, אשר כל אחד מהם בוחן היבט שונה של התנהגות חומרים ומערכות באש. בלבול בין תקנים אלו הוא כשל תכנוני נפוץ בעל השלכות בטיחותיות חמורות.

ת"י 931 – עמידות אש (Fire Resistance): תקן זה הוא לב ליבו של דוח זה. הוא אינו בוחן חומר בודד, אלא מכלול בנייה שלם (למשל, קיר בלוקים עם טיח, מחיצת גבס על שלד פלדה, קורת פלדה עם מיגון) וכיצד הוא מתפקד כמחסום בפני אש לאורך זמן. הבדיקה מתבצעת בתנור ייעודי ומודדת את ביצועי המכלול לפי שלושה קריטריונים: יציבות מבנית (R), שלמות (E) וכושר בידוד תרמי (I). התוצאה היא דירוג בזמן (למשל, 120 דקות) שבו המכלול עמד בקריטריונים הנדרשים.

ת"י 755 – תגובות בשרפה של חומרי בניין (Reaction to Fire): בניגוד לת"י 931, תקן זה בוחן את החומר הבודד עצמו ולא מערכת שלמה. הוא מסווג את החומר על פי מידת דליקותו, קצב התפשטות הלהבה על פניו, תרומתו להתפתחות האש, כמות העשן שהוא פולט והאם הוא מייצר טיפות בוערות. (חומר יכול לקבל סיווג גבוה בת"י 755 (למשל, "לא דליק"), אך להיות בעל עמידות אש נמוכה מאוד לפי ת"י 931.8)

ת"י 921 – שימוש בחומרי בניין לפי תגובותיהם בשרפה: תקן זה משמש כ"מדריך למשתמש" עבור ת"י 755. הוא קובע, בהתבסס על ייעוד המבנה (מגורים, משרדים, בית חולים), מיקום האלמנט (דרך מוצא, חדר שינה) וגורמים נוספים, מהו הסיווג המינימלי הנדרש לפי ת"י 755 לחומרי גמר (כגון חיפויי קיר, תקרות אקוסטיות, ריצוף).

ההבחנה בין ת"י 931 לת"י 755 היא קריטית. לדוגמה, פלדה היא חומר שאינו דליק כלל ומקבלת את הסיווג הגבוה ביותר לפי ת"י 755. עם זאת, קורת פלדה חשופה תאבד את חוזקה ותקרוס תוך דקות ספורות בשריפה, ולכן עמידות האש שלה לפי ת"י 931 היא כמעט אפסית ללא מיגון מתאים. מנגד, קיר עץ, שהוא חומר דליק, יכול להיות מתוכנן כך שיעמוד בדרישות עמידות אש של 60 דקות ויותר. לכן, כל הנתונים בטבלאות הבאות מתייחסים אך ורק לעמידות אש של מכלולים כפי שנבדקו או חושבו לפי עקרונות ת"י 931.

בדיקת עמידות אש התקנית (ת"י 931 חלק 1.1)

הבסיס לכל דירוגי עמידות האש הוא בדיקת מעבדה מוסמכת ומאושרת, כפי שמפורט בתקן ישראלי ת"י 931 חלק 1.1, המאמץ את תקן ISO 834 (Fire-resistance tests — Elements of building construction). הבדיקה מדמה תנאי שריפה מפותחת על ידי חשיפת צד אחד של דוגמת הבדיקה (Test Specimen) לחימום מבוקר בתנור ייעודי.

הטמפרטורה בתנור עולה בהתאם לעקומת זמן-טמפרטורה תקנית, המוגדרת על ידי הנוסחה:
T=345 log10(8t+1)+20
כאשר T היא הטמפרטורה במעלות צלזיוס ו-t הוא הזמן בדקות. עקומה זו מגיעה לכ-576°C לאחר 5 דקות, 842°C לאחר 30 דקות, 945°C לאחר 60 דקות, ו-1049°C לאחר 120 דקות.

התנור מופעל כך שנוצר הפרש לחצים בין פנים התנור לסביבה. באלמנטים אנכיים (קירות), נוצר לחץ חיובי בחלק העליון של הדוגמה (הדוחף גזים חמים החוצה דרך סדקים) ולחץ שלילי בחלק התחתון. באלמנטים אופקיים (תקרות), מופעל לחץ חיובי אחיד מתחת לדוגמה. תנאים אלו מדמים את התנהגות הגזים החמים בשריפה אמיתית והם קריטיים לבחינת שלמות האלמנט.

נקודה מהותית היא שהבדיקה אינה מבוצעת על חומר גלם, אלא על מכלול בנייה שלם, המותקן במסגרת בדיקה באופן המדמה את תנאי ההתקנה והריסון שלו במבנה אמיתי. המשמעות היא שתוצאת הבדיקה, לדוגמה "120 דקות עמידות אש", אינה שייכת ל"לוח גבס" אלא ל"מחיצה הבנויה משתי שכבות לוח גבס מסוג X בעובי Y מכל צד של שלד פלדה מסוג Z, עם בידוד מסוג W וברגים במרווחים של Q". כל שינוי באחד ממרכיבי המערכת או בשיטת ההתקנה עלול לשנות באופן דרמטי את עמידות האש של המכלול. ת"י 931 חלק 1.3 מדגיש את המורכבות הזו ואת הזהירות הנדרשת בהשלכת תוצאות הבדיקה על תצורות שונות.