ראשי » למאמרים נוספים » ליקויים הנגרמים למבנים עקב נזקי שריפה

ליקויים הנגרמים למבנים עקב נזקי שריפה

מאת: גיל בן – הדוד, מהנדס אזרחי ומנהל פרוייקטים

בעקבות גל ההצתות שפקד לאחרונה את מדינתנו, נחשף עד כמה רגיש נושא התפשטות הדליקות והסכנות הנלוות הכרוכות באירוע פתאומי מעין זה.

תאונות ומפגעים מסוגים שונים, בעיקר אם הינם תוצאה של פעילות כוחות הטבע, מכוונים או לא, לעיתים טומנים בחובם הרס בלתי ניתן לריסון.

נזקי השריפה, כפי שתועדו בשבועות האחרונים בשידורי החדשות, אינם חושפים את המציאות העגומה המתגלה במחוזותינו. אותו פן ניסתר מראה את עצמו ובמלוא עוצמתו, לאחר אירועים טרגיים מעין אלה.

בכדי להבין את משמעות המושג שריפה עלינו להבין את המתרחש במהלך הבעירה. בעירה היא תהליך כימי בו חומר (יסוד או תרכובת) מגיבים עם חומר מחמצן, ובמהלכו משתחררת אנרגיה. החומר עמו מגיב המחמצן מכונה דלק. כל אחד מהאטומים בדלק יוצר תרכובת נפרדת עם החומר המחמצן. הבעירה הידועה ביותר היא זו שבה החומר המחמצן הוא חמצן (O2). כל התרכובות האורגניות מסוגלות לבעור בנוכחות חמצן. כאמור, כל אחד מאטומי התרכובת האורגנית יוצר תרכובת עם חמצן: אטומי הפחמן יוצרים פחמן דו-חמצני (CO2) או חד-חמצני (CO), ואילו אטומי המימן יוצרים מים (H2O). כשתהליך הבעירה מתרחש במהירות, משתחררת אנרגיה בצורת חום ואור; השילוב של השניים מוכר לנו כאש, ותהליך בעירה זה מכונה שריפה. הפחמן הדו-חמצני והמים (בצורת אדים) מופיעים כגזים, אשר נפלטים בעת שריפה. הפחמן שלא הספיק להתרכב עם החמצן נותר בצורת פחם. תהליך הבעירה אינו חייב לצרוך חמצן מן האוויר: החמצן יכול להיצרך ממקורות שונים, ואפילו מתוך המולקולה האורגנית עצמה העוברת תהליך בעירה.בבדיקה של טמפרטורות השריפה גם על פני הקרקע וגם בעומקים שונים מלמדת את הנתונים הבאים: על פני הקרקע שריפות יכולות להתפתח בעוצמות שונות מ-100 מעלות צלזיוס עד 800 מעלות צלזיוס !

בעת סקירת הליקויים הנגרמים למבנים עקב נזקי שריפה, ניתן למנות:

·         נזקי אש ועשן כתוצאה משריפה אשר אינם מטופלים באופן הולם, מובילים להתפתחות נזקים נוספים ביניהם ריחות טורדניים, התפתחות קורוזיה ופגיעה באיכות הסביבה, (נזקים אקולוגיים).

 ·         סימני פיח, נזקי המים שנותרו בעקבות פעילות כוחות הכיבוי ובהדרגה התפתחות עובש, כל אלה דורשים שימת לב ושיקום מידי למניעת תהליך בו יחולו שינויים מדורגים, אך קריטיים לחיי המבנה ולתושביו.

 ·         נזקי אש הנראים לעיין, כגון: ליקויי בניה אסתטיים – ריצוף שניזוק, דלתות שרופות, חלונות מעוותים וכד', או ליקויי בניה במערכות המשמשות את המבנה ומאפשרות תפקוד תקין של הדיירים – צנרת חשמל ואינסטלציה שהתכלו, גז, מיזוג … הינם נזקים שכיחים שהגדרתם נכללת בענף נזקי הרכוש.

 ·         נזקים קונסטרוקטיביים, בתחילת היווצרותם מופיעים ברובם כנזקים שאינם נראים לעיין, עוצמתם תלויה במשך ובטמפרטורת השריפה. במקרים מסוימים בהם הטמפרטורה עולה על 300 מעלות צלסיוס מתחילה השחתה ודפורמציה של האלמנטים הבסיסיים במבנה, בד"כ אלה עשויים בטון ומוטות פלדה. במקרים בהם החום במבנה עולה על 1000 מעלות צלסיוס, סיטואציה בה נגרמת החלשות בנדבכי המבנה ומתורגמת לסיכון בטיחותי חמור, חובה לבצע בדיקה מקיפה על ידי מהנדס קונסטרוקציה המומחה לשיקום מבנים מסוכנים. יש לזכור כי גופי פלדה למבנים יאבדו מכוחם בהדרגה בעודם חשופים לאש. פלדה שעליה עומס כבד תאבד ממרווח הביטחון שלה מהר הרבה יותר, כך ששלד הפלדה מאבד את חוזקו ועלול לסכן את יציבות המבנה, ולכן יש לבצע ציפוי בחומר מעכב אש לקונסטרוקציות הפלדה במבנה, חומר שיעכב את התחממות הפלדה ויאפשר זמן בריחה והיחלצות לפני קריסת המבנה בעת שריפה. כמובן כי על החומרים להיות מאושרים לפי ת”י במהדורתו האחרונה. 

 ·         ליקויי בניה בטיחותיים – אלו הם ליקויים המהווים סכנה לדיירי המבנה, וכוללים בין השאר לקויים במערכות כיבוי האש והכריזה, פגמים במדרגות ובמעקות, וכן ליקוי בניה בממ"ד.

 ·         שיאו של תהליך השריפה במבנה והמסוכן מכל הוא ההתכה, בעקבותיה החומר משנה מצב צבירה עפ"י אופיו, כלומר מתרכך, מתנזל, מתעוות, נסדק, הופך לפריך ובסופו של התהליך מתקיימת קריסה של הקונסטרוקציה המבנית. מושג חשוב ויחודי בתהליך הנ"ל הינו, דנטורציה (צְמִיתָה, מילולית: שלילת המצב הטבעי), היא תהליך שבו משתנה המבנה המרחבי, הטבעי של מולקולה ביולוגית גדולה. המושג מתייחס בדרך כלל לחלבונים או לחומצות גרעין. דנטורציה נגרמת עקב שינויים בסביבה של המולקולה, כגון עלייה בטמפרטורה, שינוי ברמת ה-PH (חומציות או בסיסיות יתר), שינוי בריכוזי יונים, נוכחות של חומרים שונים וכדומה. בחלבונים, שינוי המבנה המרחבי שלהם פוגע בתפקודם ומוציא אותם מכלל פעולה. דנטורציה המתקיימת במלואה היא בלתי הפיכה בדרך כלל.

 אני מוצא לנכון להביא את הדוגמא הקלאסית והמוכרת, שעל פי דעתי ממחישה את נושא אופן הינזקות מבנים בשריפה באורח חד וברור. בחרתי בסדרה של פיגועי ההתאבדות שהתרחשו בארצות הברית בבוקר יום שלישי, 11 בספטמבר 2001 בערים ניו-יורק ווושינגטון. כאשר, תשעה עשר טרוריסטים שהשתייכו לארגון הטרור האסלאמיסטי אל-קאעידה חטפו ארבעה מטוסי נוסעים. בכוונה תחילה הטיסו החוטפים שניים מהמטוסים, טיסה 175 של יונייטד איירליינס וטיסה 11 של אמריקן איירליינס, לעבר מגדלי התאומים שבמרכז הסחר העולמי שבעיר ניו יורק. שני המגדלים קרסו בתוך שעתיים. כמו כן ריסקו החוטפים את טיסה 77 של אמריקן איירליינס אל תוך בניין הפנטגון בארלינגטון שבווירג'יניה.

עפ"י תוצאות תחקיר הפיגוע, הסיקו מומחים, כי מגדלי התאומים קרסו בגלל החום שהמיס את קורות הפלדה. מעריכים כי הדלק והפיצוצים בעקבות ההתנגשות יצרו חום גבוה בתוך הבניינים.

מגדלי התאומים לא התמוטטו כתוצאה ישירה של פגיעת המטוסים. קריסת המגדלים, כ-45 דקות לאחר הפגיעה, אירעה בשל החום הגבוה ששרר בבניינים – כתוצאה מהתפוצצות מכלי הדלק במטוסים ושריפת הדלק, שהמיס את הפלדה המרכיבה את הבניינים. מגדלי התאומים, כמו מרבית המגדלים בניו יורק ובמדינות במערב, בנויים מפלדה, הנחשבת לחומר חזק וזול המאפשר בנייה מהירה. בשיטה זו יוצקים קורות פלדה ועליהן תקרות מבטון. חולשתה של הפלדה – שהיא נמסה בחום הגבוה מ-7000C . נראה, לפי צורת התמוטטות המגדלים, כי הגורם להתמוטטות היה היתוך קורות הפלדה בקומות שמתחת למקום הפגיעה עקב נזילת הדלק למטה ושרפתו. התמוטטות הקומות הללו גרמה לקריסת המבנה כולו.

רוב הבניינים הגבוהים בישראל עשויים בטון העמיד בפני אש (חוץ מכמה בניינים). הסיבה לכך היא שהפלדה מיובאת והבטון מיוצר בישראל ולכן זול יותר. בשנים האחרונות מייצרים בישראל בטון חזק יותר, שמאפשר בנייה לגובה של 250 מ', במקרה של התרסקות מסוג זה שהיה בניו יורק  סביר להניח שמבנה בטון לא היה מתמוטט,  המטוס לא היה מצליח לחדור את חזית המבנה והיה נותר תלוי.

החלל בתוך מגדלי מגדלי עזריאלי בתל-אביב  נבנו עם קונסטרוקצית בטון ולא פלדה. אפשר לקבל בפלדה ובבטון אותו טיב. אבל הבטון לא מצריך הגנה מפני אש.

יאמר לטובת שיטות הבנייה בישראל, כי היא בטוחה יותר והטכניקה שבה בונים, בעיקר עם הכנסת ממ"דים (מרחב מוגן דירתי), העוברים לאורך כל המגדל, שאינה מאפשרת קריסת הבניין באופן שבה קרסו המגדלים.