การป้องกันไฟให้กับอาคารโครงสร้างเหล็ก

กฎกระทรวงมหาดไทย กำหนดการออกแบบโครงสร้างอาคาร และลักษณะและคุณสมบัติของวัสดุที่ใช้ในงานโครงสร้างอาคาร พ.ศ. 2566

ประกาศในราชกิจจานุเบกษา วันที่ 6 กันยายน 2566 มีผลบังคับใช้ 4 มีนาคม 2567

วิศวกรหลายท่านน่าจะพอทราบแล้ว ว่า กฎกระทรวงฉบับที่ 6 ที่ประกาศใช้ในราชกิจจานุเบกษา มาตั้งแต่ปี 2527 ว่าด้วยเรื่อง น้ำหนักบรรทุกที่วิศวกรต้องใช้ในการออกแบบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งน้ำหนักบรรทุกจร (Live Load) ตลอดจนการพิจารณาน้ำหนักบรรทุกรวม (Load combination) ตามหลักวิธีการพิจารณา ไม่ว่าจะเป็น working stress design หรือ ultimate strength design และรวมไปจนถึง กฎกระทรวงฉบับที่ 48 และ 60 ที่ว่าด้วยเรื่องการป้องกันอัคคีภัยให้กับโครงสร้างอาคาร #ได้ถูกยกเลิกลงอย่างเป็นทางการไปเรียบร้อยแล้ว โดยวิศวกรต้องปฏิบัติตามกฎกระทรวงฉบับใหม่ “กฎกระทรวงกำหนดการออกแบบโครงสร้างอาคาร และลักษณะและคุณสมบัติของวัสดุที่ใช้ในงานโครงสร้างอาคาร พ.ศ. 2566” ซึ่งประกาศในราชกิจจานุเบกษา วันที่ 6 กันยายน 2566 มีผลบังคับใช้ใน 180 วันหลังจากวันประกาศ คือวันที่ 4 มีนาคม 2567 หรือ 2 วันก่อน

สาระสำคัญในกฎกระทรวงฉบับนี้ เป็นการปรับเงื่อนไขให้ทันสมัยมากยิ่งขึ้น ทั้งขนาดของแรงที่เปลี่ยนไป (หลายท่านอาจจะสังเกตเห็น roof live load ที่ปรับจาก 30 กก./ตรม. เป็น 50 กก./ตรม. ซึ่งใกล้เคียงกับสากลตาม IBC หรือ ASCE ที่ 12 ปอนด์ต่อตารางฟุต ซึ่งประมาณ 59 กก./ตรม. เป็นต้น) ชุด load combination ตามหลัก #ASD และ #LRFD ที่เปลี่ยนไป (แม้ว่าในกฎกระทรวงจะระบุ #ASD = Allowable #Stress Design ซึ่งปัจจุบัน อ้างอิง unified method ได้กลายร่างเป็น Allowable #Strength Design โดยจะมีคำอธิบายขยายความในประกาศกระทรวงที่กำลังจะออกตามหลังมาในช่วง ไตรมาศ 2 ของปี 2567 นี้) ต่อเนื่องไปจนถึงการพิจารณา ตัวคูณความต้านทาน (resistance factor) ในการออกแบบโครงสร้างเหล็กด้วย

นอกจากนี้ ยังได้มีการปรับแก้ครั้งใหญ่ ที่อาจเรียกได้ว่าเป็น major change ด้านเงื่อนไขใน #การป้องกันโครงสร้างเหล็กจากอัคคีภัย ซึ่งแต่เดิม กำหนดไว้เกินกว่าความต้องการที่แท้จริงมาก ส่งผลให้งานก่อสร้างอาคารโครงสร้างเหล็ก ซึ่งปกติก็มีราคาสูงกว่างานก่อสร้างอาคารคอนกรีตเสริมเหล็กอยู่แล้ว ยิ่งแพงขึ้นกว่าเดิมไปอีก

เดิมที อ้างอิง กฎกระทรวงฉบับที่ 60 ได้มีการระบุว่า องค์อาคารโครงสร้างจะต้องมีการป้องกันไฟ โดยกำหนดแบบเฉพาะเจาะจงรูปแบบการป้องกันไฟ ด้วย #ความหนาของระยะหุ้มด้วยคอนกรีต (concrete covering) เช่น เสาเหล็กขนาด 300 x 300 mm หุ้มคอนกรีตหนา 25 mm คานเหล็กขนาดใดๆ ให้หุ้มคอนกรีตหนา 50 mm ถ้าหากทำตามนี้ ก็ไม่ต้องพิจารณาคำนวณอะไรต่อ แต่แน่นอนว่าคนอยากใช้โครงสร้างเหล็ก ก็ย่อมอยากจะโชว์ความเป็นเหล็ก หลายครั้งจึงกำหนดรูปแบบการป้องกันไฟที่ไม่ได้ใช้การหุ้มด้วยคอนกรีต แต่ใช้ระบบ #สีกันไฟ ที่เรียกเป็นภาษาอังกฤษว่า intumescent paint ซึ่งจะเกิดการขยายตัว (พองตัว) เมื่อได้รับความร้อน โดยปริมาณ หรือความหนาของสีที่ใช้นั้นได้กำหนดไว้ในกฎกระทรวงว่า

“ในกรณีโครงสร้างหลักที่เป็นเสาหรือคานที่ก่อสร้างด้วยเหล็กโครงสร้างรูปพรรณที่ไม่ได้ใช้

คอนกรีตหุ้ม ต้องป้องกันโดยวิธีอื่นเพื่อให้มีอัตราการทนไฟได้ไม่น้อยกว่าสามชั่วโมง โดยจะต้องมีเอกสารรับรองอัตราการทนไฟจากสถาบันที่เชื่อถือได้ประกอบการขออนุญาต”

ประเด็นดังกล่าวข้างต้นนี้ ย่อมส่งผลให้มูลค่างานก่อสร้างด้วยระบบโครงสร้างเหล็กเพิ่มสูงขึ้น โดยผู้ออกแบบ จะต้อง “ขอเอกสารรับรองอัตราการทนไฟ” ซึ่งไม่อาจขอได้จากผู้ผลิตสีกันไฟ หรือผู้รับเหมาทาสีกันไฟ แต่จะต้องมีเอกสาร “จากสถาบันที่เชื่อถือได้” ซึ่งตามบทนิยามใน พระราชบัญญัติควบคุมอาคาร พ.ศ. 2522 ได้ระบุความหมายไว้ว่า “ส่วนราชการหรือบริษัทจำกัดที่มีวัตถุประสงค์ในการให้ คำปรึกษาแนะนำด้านวิศวกรรม ซึ่งมี #วิศวกรประเภทวุฒิวิศวกรสาขาวิศวกรรมโยธา ตามกฎหมายว่า ด้วยวิชาชีพวิศวกรรรมเป็นผู้ให้คำปรึกษาแนะนำและลงลายมือชื่อรับรองผลการตรวจสอบงาน วิศวกรรมควบคุม”

และแน่นอนว่าในหลายๆ ครั้ง กฎหมายได้เปิดช่องให้การยื่นขออนุญาตก่อสร้าง สามารถยื่นตามมาตรา 39 ทวิ โดยให้วิศวกรระดับที่สอดคล้องกับประเภทและขนาดอาคารที่ยื่นขออนุญาตก่อสร้าง สามารถลงนามเพื่อดำเนินการก่อสร้างโดยไม่ต้องขออนุญาตจากเจ้าพนักงาน (แม้ว่าจะต้องปฏิบัติตามกฎหมาย ว่าด้วยการควบคุมงานก่อสร้างอาคาร และเจ้าพนักงานมีสิทธิในการระงับ หรือสั่งให้แก้ไขในภายหลังก็ตาม) เพื่อความสะดวกรวดเร็ว ดังที่หลายๆ ท่านพอจะทราบกันทั่วไป

การป้องกันไฟให้กับโครงสร้างเหล็กที่มากจนเกินความจำเป็นนี้ เป็นต้นทุนที่เจ้าของอาคารต้องแบกรับ โดยจากข้อมูลที่ได้รับจากอนุกรรมการสาขาโครงสร้างเหล็ก วิศวกรรมสถานแห่งประเทศไทยฯ พบว่า การทาเคลือบป้องกันองค์อาคารโครงสร้างเหล็กขนาด 400×400 ด้วย intumescent paint เพื่อให้กันไฟได้เท่านี้ชั่วโมง จะมีต้นทุนเท่าไหร่เทียบกับราคาเหล็กที่ราว 38 บาทต่อกิโลกรัม

– ทนไฟ 1 ชั่วโมง ทาสีกันไฟหนา 860 ไมครอน ต้นทุนค่าสีกันไฟพร้อมค่าดำเนินการ ราว 32% ของราคาเหล็ก ที่ 38 บาทต่อกิโลกรัม

– ทนไฟ 2 ชั่วโมง ต้นทุนสีกันไฟ (2,630 ไมครอน) ราว 97% ของราคาเหล็ก

– ทนไฟ 3 ชั่วโมง ต้นทุนสีกันไฟ (5,390 ไมครอน) ราว 198% ของราคาเหล็ก

ลองคิดกันครับ ถ้าทำโครงสร้างเหล็กตามกฎหมายในอดีต แล้วต้องทานสีกันไฟให้ทนไฟ 3 ชั่วโมง จะต้อง “คูณ 3 กับราคาเหล็ก” เพื่อเป็นส่วนของงานโครงสร้างที่ไม่รวมการ fabrication & erection รวมไปจนถึงการทาสี “กันสนิม” ด้วย

แต่ #นับจากนี้เป็นต้นไป ราคาค่าก่อสร้างระบบโครงสร้างเหล็กจะลดลงมากอย่างมีนัยสำคัญ โดยอ้างอิง กฎกระทรวงกำหนดการออกแบบโครงสร้างอาคาร และลักษณะและคุณสมบัติของวัสดุที่ใช้ในงานโครงสร้างอาคาร พ.ศ. 2566 อัตราการทนไฟที่ต้องการของอาคารหลายชั้น (multi-story buildings) จะขึ้นกับระดับความสูงของอาคาร ด้วยเหตุผลสำคัญคือ อาคารยิ่งสูง การอพหนีไฟยิ่งใช้เวลานาน หรืออาจกล่าวได้ว่า อาคารสูง 4 ชั้น จะต้องให้ทนไฟถึง 3 ชั่วโมงตามกฎกระทรวงเดิม ย่อมไม่สมเหตุผล

ทางอนุกรรมการสาขาโครงสร้างเหล็ก วิศวกรรมสถานแห่งประเทศไทยฯ ด้วยการสนับสนุนจาก สมาคมเหล็กโครงสร้างไทย จึงได้ทำแบบจำลองการอพยพหนีไฟอาคารขึ้น โดยเป็นการจำลองอาคาร 2 ประเภท คือ อาคารสำนักงานสูง 16 ชั้น มีผู้ใช้อาคารเต็มทุกชั้น ราว 800 คน และอาคารพักอาศัย (คอนโด) สูง 24 ชั้น มีผู้พักอาศัย ตามขนาดห้อง เช่น ห้อง studio มีผู้พักอาศัย 2 คน ห้อง 2 ห้องนอน มีผู้พักอาศัย 4 คน พิจารณาความเร็วในการเดินที่ราว 10.5 เมตรต่อนาที (เทียบกับเกณฑ์ NFPA ที่ 14.6 เมตรต่อนาที) พบว่า สามารถอพยพหนีไฟ ลงมายังจุดรวมพบ ในเวลาไม่ถึง 20 นาที หรืออาจกล่าวได้ว่า อัตราส่วนความปลอดภัยที่ 3 ชั่วโมง หรือ 180 นาที คือ 180/20 = 9 เท่า

อนุกรรมการสาขาโครงสร้างเหล็ก จึงได้นำเสนอถึงเกณฑ์ข้อกำหนดอ้างอิง Building Standard Law ของประเทศญี่ปุ่น (กระทรวง MLIT = Ministry of Land, Infrastructure and Tourism) โดยกำหนดอัตราการทนไฟให้กับโครงสร้าง ตามความสูงของอาคารโดย

– ชั้น 1 – 4 จากชั้นบนสุด ทนไฟ 1 ชั่วโมง

– ชั้น 5 – 14 จากชั้นบนสุด ทนไฟ 2 ชั่วโมง

– ชั้น 15 จากชั้นบนสุดลงมาถึงชั้นใต้ดิน ทนไฟ 3 ชั่วโมง

นั่นหมายความว่า อาคาร low rise condominium หรือ apartment สูง 4 ชั้น เราต้องทำกันไฟให้กับโครงสร้างเหล็กเพียง 1 ชั่วโมง (ทำสีกันไฟหนา 860 ไมครอน) หรือหากเป็นอาคารสูง 7 ชั้น 22.5 เมตร (ไม่เข้าข่ายอาคารสูง ตาม พรบ. ควบคุมอาคาร) ก็ทำสีกันไฟ ชั้น 1-3 ที่ 2 ชั่วโมง และชั้น 4-7 ที่ 1 ชั่วโมง หรือหากชั้น 1-3 เป็นโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก ก็ทำโครงสร้างเหล็ก ชั้น 4-7 ที่ 1 ชั่วโมง เพื่อควบคุมต้นทุน แต่เร่งระยะเวลาการก่อสร้างให้เร็วขึ้นก็เป็นได้

การป้องกันไฟให้กับอาคารโครงสร้างเหล็ก   การป้องกันไฟให้กับอาคารโครงสร้างเหล็ก  การป้องกันไฟให้กับอาคารโครงสร้างเหล็ก

#WeLoveSteelConstruction