Trong cấu tạo cửa chống cháy, vách chống cháy và các hệ ngăn cháy, tấm Magie Oxit, thường được gọi là MGO hoặc Magnesium Oxide Board, là một trong những loại vật liệu được sử dụng để tăng khả năng chịu nhiệt và hạn chế sự truyền nhiệt qua kết cấu. Đặc biệt với cửa gỗ chống cháy, MGO có thể được sử dụng trong cấu tạo lõi kết hợp với nhiều lớp vật liệu khác để tạo nên một hệ cửa có khả năng chống cháy.
Một câu hỏi rất thường gặp là: MGO càng dày thì cửa càng đạt EI cao phải không? Câu trả lời là đúng về mặt xu hướng nhưng chưa đủ để kết luận về cấp EI. Khi tăng chiều dày lớp MGO, khả năng tạo lớp bảo vệ và kiểm soát truyền nhiệt thường được cải thiện. Tuy nhiên, EI30, EI60 hay EI90 không thể xác định chỉ bằng việc nhìn vào độ dày của riêng tấm MGO.
Theo hệ thống phân loại EN 13501-2, ký hiệu E thể hiện khả năng duy trì tính toàn vẹn, ngăn lửa và khí nóng truyền qua; I thể hiện khả năng hạn chế truyền nhiệt sang phía không tiếp xúc với lửa. Một hệ đạt EI60 nghĩa là cả hai tiêu chí này được duy trì trong thời gian tương ứng theo phương pháp thử.
1. MGO là gì và tại sao được sử dụng trong cửa chống cháy?
MGO là vật liệu dạng tấm có thành phần chính liên quan đến Magnesium Oxide, được sử dụng trong nhiều cấu tạo vách, trần, cửa và hệ thống bảo vệ chống cháy. Khi được thiết kế đúng hệ thống, MGO có thể góp phần tạo lớp bảo vệ nhiệt, hạn chế sự truyền nhiệt và hỗ trợ duy trì tính ổn định của cấu tạo khi tiếp xúc với nhiệt độ cao.
Trong cấu tạo cửa chống cháy, tấm MGO thường không hoạt động một mình. Nó có thể được kết hợp với khung, lớp lõi cách nhiệt, lớp hoàn thiện bề mặt, gỗ hoặc vật liệu nền, keo, gioăng và các thành phần khác. Vì vậy, hiệu quả chống cháy của bộ cửa phụ thuộc vào toàn bộ cấu tạo, chứ không chỉ phụ thuộc vào một tấm MGO.
Điều này cũng giải thích tại sao hai bộ cửa cùng sử dụng MGO nhưng có thể cho kết quả chống cháy khác nhau. Nếu chiều dày MGO giống nhau nhưng cấu tạo lõi, khe hở, khung cửa, lớp phủ hoặc phương pháp liên kết khác nhau thì khả năng duy trì E và I trong thử nghiệm cũng có thể khác nhau.
2. Độ dày MGO ảnh hưởng thế nào đến khả năng chống cháy?
Về nguyên lý, khi tăng chiều dày lớp MGO, lượng vật liệu tạo thành lớp bảo vệ nhiệt cũng tăng. Điều này có thể làm tăng quãng đường mà nhiệt phải truyền qua trước khi đến mặt không tiếp xúc với lửa. Trong điều kiện cấu tạo phù hợp, đây là yếu tố có lợi cho khả năng đạt tiêu chí I – thermal insulation.
Có thể hình dung đơn giản: một lớp MGO mỏng sẽ có khả năng cản nhiệt khác với một lớp MGO dày hơn. Khi lớp vật liệu cách nhiệt được tăng lên, nhiệt truyền qua kết cấu có thể được kiểm soát tốt hơn, giúp nhiệt độ phía không tiếp xúc với lửa tăng chậm hơn.
Tuy nhiên, tăng độ dày không đồng nghĩa với việc EI tăng theo một tỷ lệ cố định. Ví dụ, không thể kết luận rằng MGO 10 mm chắc chắn đạt EI30, MGO 15 mm chắc chắn EI60 và MGO 20 mm chắc chắn EI90. Những con số như vậy chỉ có ý nghĩa khi chúng nằm trong một cấu tạo đã được thử nghiệm hoặc đánh giá phù hợp.
3. Vì sao không thể quy đổi trực tiếp MGO 10 mm, 12 mm hay 15 mm thành EI?
Đây là điểm quan trọng nhất khi thiết kế cửa chống cháy. EI là cấp tính năng của một bộ phận xây dựng hoàn chỉnh, không phải cấp chống cháy riêng của tấm MGO. EN 13501-2 áp dụng việc phân loại cho nhiều loại cấu kiện như vách, cửa chống cháy, trần, hệ ngăn cháy và các cấu tạo khác dựa trên dữ liệu thử nghiệm tương ứng.
Ví dụ, cùng là MGO 12 mm nhưng một bộ cửa có thể sử dụng một lớp MGO ở mỗi mặt, trong khi bộ khác có thể sử dụng nhiều lớp MGO kết hợp với lõi cách nhiệt khác. Hai cấu tạo này có thể có khả năng chịu lửa khác nhau mặc dù cùng có “MGO 12 mm”.
Ngoài ra, cách bố trí MGO cũng rất quan trọng. MGO đặt ở mặt nào, số lớp bao nhiêu, có khe nối hay không, liên kết với lõi bằng vật liệu gì và được bảo vệ bởi lớp hoàn thiện nào đều có thể ảnh hưởng đến kết quả. Vì vậy, khi công bố một bộ cửa EI60, điều cần quan tâm là cấu tạo đã được thử nghiệm, chứ không phải chỉ hỏi “MGO dày bao nhiêu”.
4. MGO ảnh hưởng trực tiếp đến tiêu chí I trong EI như thế nào?
Trong hai tiêu chí của EI, chữ I – Insulation liên quan trực tiếp đến khả năng hạn chế nhiệt truyền từ mặt tiếp xúc với lửa sang mặt còn lại. Theo tiêu chí phân loại, mức tăng nhiệt trung bình trên mặt không tiếp xúc bị giới hạn ở mức 140°C so với nhiệt độ ban đầu và mức tăng nhiệt tối đa tại một điểm là 180°C.
Độ dày và cấu tạo của MGO có thể góp phần kiểm soát quá trình truyền nhiệt này. Khi vật liệu cách nhiệt được bố trí hợp lý, nhiệt từ phía cháy sẽ mất nhiều thời gian hơn để truyền qua toàn bộ kết cấu. Điều này đặc biệt quan trọng đối với cửa và vách ngăn cháy, nơi yêu cầu bảo vệ người ở phía không tiếp xúc với lửa.
Tuy nhiên, tiêu chí I không chỉ phụ thuộc vào MGO. Nếu khung cửa truyền nhiệt mạnh, có cầu nhiệt lớn, khe hở quanh cánh cửa không được xử lý hoặc các chi tiết kim loại dẫn nhiệt trực tiếp từ phía cháy sang phía không cháy thì hiệu quả cách nhiệt tổng thể có thể bị ảnh hưởng. Do đó, tăng MGO nhưng bỏ qua các yếu tố khác chưa chắc tạo ra một bộ cửa EI cao hơn.
5. Còn tiêu chí E thì độ dày MGO có quyết định không?
Không. Tiêu chí E – Integrity – tập trung vào khả năng ngăn ngọn lửa và khí nóng truyền qua phía không tiếp xúc với lửa. Việc đánh giá E liên quan đến các hiện tượng như xuất hiện khe nứt hoặc lỗ mở vượt giới hạn, bông thử bị bắt cháy và ngọn lửa duy trì ở mặt không tiếp xúc.
MGO có thể góp phần bảo vệ cấu tạo và hạn chế sự phá hủy khi chịu nhiệt, nhưng khả năng duy trì E còn phụ thuộc rất nhiều vào kết cấu tổng thể. Khi cửa bị biến dạng, các lớp vật liệu tách ra hoặc xuất hiện khe hở lớn, ngọn lửa và khí nóng có thể đi qua dù bên trong vẫn còn lớp MGO.
Đây là lý do một bộ cửa muốn đạt EI60 hoặc EI90 phải được thiết kế đồng bộ. Cánh cửa tốt nhưng khung không phù hợp, khe cửa lớn hoặc gioăng không đạt yêu cầu thì khả năng duy trì E của cả hệ thống vẫn có thể bị giới hạn.
6. MGO 8 mm, 10 mm, 12 mm, 15 mm khác nhau thế nào?
Trên thực tế sản xuất, các chiều dày MGO khác nhau có thể được lựa chọn tùy theo cấu tạo của từng hệ cửa hoặc vách. MGO 8 mm có ưu điểm là giảm khối lượng và chiều dày tổng thể, trong khi MGO dày hơn có thể tạo thêm lớp bảo vệ nhiệt.
Tuy nhiên, không nên xây dựng một bảng kiểu “MGO 8 mm = EI30; MGO 10 mm = EI45; MGO 15 mm = EI60” nếu không có hồ sơ thử nghiệm chứng minh. Đây là cách diễn giải rất dễ gây hiểu nhầm cho khách hàng và có thể không đúng với một hệ cửa cụ thể.
Cách tư vấn chính xác hơn là: chiều dày MGO là một trong những biến số của cấu tạo chống cháy. Khi thay đổi từ MGO 8 mm lên 10 mm hoặc 12 mm, nhà sản xuất cần xem xét lại tổng chiều dày, khối lượng, lõi cửa, khung, liên kết và kết quả thử nghiệm/đánh giá của hệ. Không nên tự suy diễn cấp EI chỉ từ chiều dày tấm.
7. Muốn đạt EI60 hoặc EI90 thì cần quan tâm những gì ngoài MGO?
Để đạt cấp EI cao, cấu tạo thường cần được tối ưu đồng thời nhiều yếu tố. Với cửa gỗ chống cháy, có thể bao gồm cánh cửa, lõi cách nhiệt, MGO, khung, gioăng chống cháy, bản lề, khóa, tay co và các phụ kiện liên quan. Tất cả phải phối hợp để bộ cửa duy trì được tính toàn vẹn và cách nhiệt trong thời gian yêu cầu.
Đặc biệt, các vị trí có khe hở là điểm cần quan tâm. Khi nhiệt độ tăng cao, cánh cửa có thể biến dạng và tạo ra khoảng hở. Gioăng chống cháy và cấu tạo mép cửa có nhiệm vụ hỗ trợ kiểm soát những thay đổi này. Nếu thiết kế mép cửa không tốt thì việc tăng chiều dày MGO bên trong chưa chắc giải quyết được vấn đề.
Ngoài ra, kích thước cửa, số cánh, hướng mở, loại khung và phương pháp lắp đặt cũng cần nằm trong phạm vi được chứng minh của hệ thống. Vì vậy, khi hướng đến EI60 hoặc EI90, câu hỏi nên là “cấu tạo hệ cửa nào đã được thử nghiệm đạt EI60/EI90?” thay vì chỉ hỏi “MGO cần dày bao nhiêu?”
8. EI30, EI60, EI90 và EI120 có ý nghĩa gì?
Các con số phía sau EI thể hiện thời gian tính năng E và I cùng được duy trì theo cấp phân loại tương ứng. Trong hệ thống EN 13501-2, các khoảng thời gian phân loại được biểu thị bằng phút, với các cấp phổ biến như 30, 45, 60, 90, 120 phút và các cấp cao hơn tùy loại cấu kiện.
Ví dụ, EI60 có thể hiểu là cấu kiện duy trì đồng thời tính toàn vẹn và khả năng cách nhiệt theo tiêu chí thử nghiệm trong 60 phút. Tương tự, EI90 yêu cầu duy trì hai tính năng này trong 90 phút theo phương pháp thử áp dụng.
Điều quan trọng là EI60 không có nghĩa là “60 phút sau cửa mới cháy”. Đây là cách hiểu không chính xác. EI là một hệ thống phân loại tính năng chịu lửa, được xác định thông qua thử nghiệm với điều kiện và tiêu chí cụ thể. Vì vậy, không nên lấy con số EI để diễn giải thành thời gian tuyệt đối mà cửa có thể “chịu được mọi đám cháy”.
9. Tăng MGO có phải cách tốt nhất để nâng EI không?
Không phải lúc nào cũng vậy. Nếu mục tiêu là nâng một bộ cửa từ EI30 lên EI60, chỉ tăng độ dày MGO có thể không phải phương án tối ưu. Có thể cần thay đổi đồng thời lõi cách nhiệt, số lớp vật liệu bảo vệ, cấu tạo khung hoặc hệ gioăng.
Một ví dụ dễ hiểu là nếu nhiệt truyền chủ yếu qua khung cửa hoặc các điểm liên kết thì việc tăng MGO ở phần giữa cánh cửa sẽ không xử lý được “điểm yếu” chính. Trong trường hợp này, nhà sản xuất phải xác định đường truyền nhiệt và cơ chế phá hỏng trong hệ thống rồi mới điều chỉnh cấu tạo.
Vì vậy, với sản phẩm thương mại, tối ưu hệ thống thường quan trọng hơn việc đơn giản hóa bằng cách tăng độ dày một loại vật liệu. Một cấu tạo hợp lý có thể đạt hiệu quả tốt hơn một cấu tạo rất dày nhưng thiếu sự đồng bộ.
Xem thêm: Có nên làm cửa gỗ chống cháy cho tất cả các phòng trong nhà phố không?
