Cegah Kebakaran dengan Bahan Tahan Api
via pexels.com
Material tidak tahan api atau mudah terbakar pada bangunan menjadi salah satu penyebab utama terjadinya kebakaran. Kebakaran bisa segera diredam apabila konstruksi bangunan menggunakan material tahan api atau zat aditif perlambat pembakaran. Ini akan memperlambat pembakaran sehingga pemadaman masih dapat dilakukan.
Klasifikasi Material Tahan Api
Beberapa jenis material memiliki daya tahan yang baik terhadap api dalam batas suhu tertentu. Ada juga jenis material yang apabila terbakar hanya akan memperlambat penyebaran api.
Material yang Dapat Terbakar
Combustible atau “Tersulut/Terbakar” artinya material yang akan tersulut dan terbakar. Contohnya adalah kayu, kertas, plastik, kain, dll. Sering dijumpai di bangunan sebagai furnitur, bagian-bagian konstruksi, dan furnishing.
Pengaplikasian zat aditif Fire Retardant tidak mampu menjadikan sebuah benda yang dapat terbakar menjadi tidak terbakar.
Material yang Tidak Dapat Terbakar
Non-combustible atau “Tidak Terbakar” artinya material yang tidak tersulut atau tidak terbakar, serta tidak mengeluarkan gas pembakaran ketika terekspos api atau panas.
Contoh material tidak terbakar adalah baja, marmer, keramik, dan material insulasi seperti serat kaca, dan serat batu/stone wool.
Sebagian komponen papan gipsum seperti lapisan kertas tebal termasuk material yang bisa terbakar.
Material Menahan Api
Fire resistant/fire resistance-rated atau “Rating Ketahanan Api” adalah rating ketahanan api pada lantai, tembok, dan langit-langit suatu bangunan.
Tembok yang memiliki rating ketahanan api tertentu diharapkan dapat menampung pembakaran dalam ruang tersebut namun mencegahnya untuk menyebar (Dalam hitungan menit atau jam).
Contohnya tembok dengan rating 2 jam ketahanan api, dan pintu dengan rating 20 menit ketahanan api. Jadi material menahan api adalah material yang memiliki rating menahan api.
Material Memperlambat Pembakaran
Fire retardant atau “Memperlambat Pembakaran” adalah zat kimia, pelapis, atau aditif yang diaplikasikan ke material yang dapat terbakar untuk memiliki ketahanan tambahan terhadap dekomposisi termal atau gosong terhadap api.
Contohnya zat memperlambat pembakaran pada triplek atau kayu. Fire retardant tidak dapat membuat material menjadi tidak tersulut.
Umumnya lapisan zat aditif ini memiliki atribut yang dapat melemahkan proses pembakaran berlanjut api. Namun karena lapisan ini dapat berkurang apabila api terlalu besar dalam jangka waktu lama, material utama dibalik lapisan tersebut pada akhirnya akan terbakar. 1
Artinya metode ini menyajikan 1 lapis pertahanan tambahan; ketika lapisan zat aditif yang memperlambat penyebaran api tidak mampu menahan lagi, material utama akan terbakar seperti biasa, sehingga memperpanjang waktu evakuasi yang dibutuhkan orang untuk keluar dari bangunan. 2
Material yang Dapat Bertahan Terhadap Suhu Panas
Jenis material yang digunakan khususnya pada konstruksi bangunan selain harus bersifat tahan api dan memperlambat proses pembakaran namun juga harus memiliki daya tahan yang baik terhadap suhu panas.
Hal ini sangat penting, terutama untuk jenis material yang fungsinya adalah untuk menahan beban berat bangunan.
Material yang memiliki daya tahan terhadap panas pada suhu tertentu dapat menahan berat bangunan atau struktur bangunan lebih lama pada saat peristiwa kebakaran terjadi.
Menurut buku referensi Smithells Metals, material tembaga dan aluminium akan mengalami penurunan kekuatan sekitar 25% saat suhu ruangan mencapai 2040°C.
Sedangkan baja yang tak terlindungi dan berkarat akan kehilangan 50% kekuatannya ketika suhu panas dalam ruangan mencapai angka 5380 C, dibandingkan dengan baja yang hanya kehilangan 30% kekuatan.3
Material yang Terbakar Secara Perlahan namun Tidak Menyebar
Flame spread rating atau rating Penyebaran Pembakaran adalah klasifikasi penyebaran api pada permukaan material (Kelas A, B, dan C). Ada zat aditif yang dapat memperlambat penyebaran pembakaran pada permukaan material.
Kain menjadi salah satu jenis material yang banyak digunakan di berbagai macam gedung dengan beragam fungsinya. Kain digunakan sebagai gorden untuk rumah sakit dan sekolah, tirai pada gedung teater, dan juga sebagai taplak meja.
Sayangnya kebanyakan kain adalah jenis material yang mudah terbakar. Ini akan berbahaya apabila peristiwa kebakaran terjadi karena selain mudah terbakar juga akan membuat material disekitarnya ikut tersulut.
Namun beberapa jenis kain sintesis berbahan modacrylic dan serat kaca memiliki daya tahan api yang baik. Walau demikian, tipe sintesis lain seperti polyester walaupun memiliki daya sulut api yang lambat, ketika terbakar bahan tersebut akan meleleh dan berbahaya bagi orang, sehingga polylester tidak bisa dikategorikan sebagai material tahan api.
Beberapa jenis kain bahan alami seperti wol dan sutera tidak meleleh dan memiliki daya sulut api yang rendah. Meskipun tipe bahan alami lain seperti linen dan kapas, walaupun juga tidak meleleh, namun memiliki daya sulut api yang besar.
Demikian kain modacrylic, serat kaca, wol, dan sutera adalah sekian dari tipe-tipe kain yang memiliki ketahanan api yang baik dibandingkan dengan polyester, linen, dan kapas.
Hal yang perlu diingat, kain yang dilapisi dengan cairan kimia yang memperlambat proses pembakaran hanya dapat bertahan selama satu tahun. Alasannya karena setiap kali kain tersebut dibersihkan, kandungan kimia pelapis pada kain akan berkurang.
Sebaiknya kain dengan lapisan kimia atau zat aditif tersebut dibersihkan dengan pembersih non cair.4
Material Anti Api
Fireproof atau “Anti Api” adalah pernyataan yang sudah tidak digunakan lagi. Digunakan dalam mengartikan sesuatu yang tidak dapat terbakar/rusak akibat api. Selama ini banguan yang dilabel “Anti Api” tetap saja terbakar.
Pengartian diberikan kepada material konstruksi bangunan yang tidak tersulut api, padahal peristiwa kebakaran sering diawali dengan pembakaran pada furnitur dan atau isi suatu ruang.5
Penggunaan Material Terhadap Kebakaran
Selain berkualitas, jenis material yang dipilih juga harus memiliki rating ketahanan terhadap api yang baik. Hal ini akan mengurangi resiko penyebab kebakaran. Jenis material yang dipilih akan menentukan kecepatan api dalam membakar bangunan.
Penyebaran Kebakaran dalam Ruangan dengan Penggunaan Material dengan Ketahanan Api Rendah
Penyebab kebakaran terjadi karena adanya kombinasi panas, oksigen dan material (kayu, zat kimia, furniture) sebagai bahan bakar api.
Penyebab kebakaran selalu diawali dengan api berukuran kecil. Ketika api kecil tidak segera dipadamkan dan mendapatkan bahan bakar berupa material yang mudah terbakar maka api akan menyebar luas, mengeluarkan asap yang memenuhi langit-langit ruangan, dan menghasilkan suhu panas yang sangat tinggi.
Apabila bangunan terbuat dari material rating ketahanan api yang rendah maka proses pembakaran akan dengan cepat merambat ke material yang ada di sekitar sekaligus membuat api semakin membesar. Material yang terbakar selain disebabkan karena terkena api secara langsung juga bisa diakibatkan oleh suhu panas yang dihasilkan dari proses pembakaran.
Ketika api muncul pertama kali, suhu ruangan naik sekitar 1500°C hingga 2000°C, kemudian dengan cepat akan terus naik dari 4000°C hingga 5000°C. Pada suhu ini beberapa material akan mengalami dekomposisi termal dan mengeluarkan gas yang mempercepat proses pembakaran. Peristiwa ini disebut sebagai Flashover.
Ketika sebuah ruangan tertutup yang terbakar telah kehabisan oksigen, nyala api mulai mengecil seakan-akan memadam. Namun ketika pintu, jendela, atau sumber oksigen lainnya tiba-tiba masuk ruangan tersebut, api akan membesar secara spontan. Peristiwa ini disebut Backdraft.6
Penyebaran Kebakaran di Luar Ruangan dengan Penggunaan Material Rating Ketahanan Api Rendah
Biasanya pembakaran fasad terjadi ketika interior yang terbakar telah melalui fase flashover dan api merambat keluar melalui jendela yang pecah untuk mendapatkan oksigen.
Selanjutnya lamanya waktu pembakaran pada bagian luar bangunan ditentukan oleh penggunaan jenis material pada fasad bangunan.
Apabila material rating ketahanan api rendah digunakan pada fasad maka api akan menjalar lebih cepat pada kulit bangunan.
Dalam hal ini fasad bangunan memberikan bahan bakar bagi api untuk membesar dan merambat dengan cepat.
Jika penyebaran api melalui fasad ke seluruh bangunan terlalu besar dan cepat maka akan sulit bagi penghuni yang terjebak di dalam bangunan untuk melalui rute jalur keselamatan dan juga akan mempersulit proses evakuasi.
Hal ini akan membawa bahaya lebih besar tidak hanya pada bangunan atau penghuni yang hanya memiliki sedikit waktu untuk menyelamatkan diri, namun juga akan berbahaya bagi bangunan yang berdekatan atau berhimpitan dengan zona yang mengalami kebakaran karena memiliki potensi untuk juga ikut tersulut api.7
Penyebaran Kebakaran dalam Ruangan dengan Penggunaan Material Rating Ketahanan Api Baik
Peristiwa kebakaran pada bangunan yang menggunakan material rating ketahanan api baik sama dengan material bangunan yang tidak menggunakan material rating tahan api rendah.
Api akan membakar material yang berada disekitarnya sebagai bahan bakar untuk menghasilkan asap yang nantinya akan memenuhi ruangan dan membuat ukuran api semakin besar.
Berbeda pada penggunaan material tidak tahan api, proses penjalaran api pada material tahan api jauh lebih lama. Misalnya pada zat aditif kimia (retardant) yang digunakan sebagai lapisan permukaan pada furnitur dan interior bangunan.
Contoh lainnya adalah kain serat alami yang dapat digunakan untuk gorden. Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya beberapa serat alami seperti wol dan sutera selain sulit terbakar, apabila terbakar tidak menjalarkan api ke material sekitarnya.
Api yang membakar serat alami akan mati ketika serat alami telah habis terbakar serta tidak meleleh.8 Wol ketika terbakar akan meninggakan sisa seperti serat arang dan api akan padam dengan sendirinya.9
Penyebaran Kebakaran di Luar Ruangan dengan Penggunaan Material Rating Ketahanan Api Baik
Meskipun fasad bangunan telah menggunakan material rating tahan api baik, rambatan api yang tersebar dari dalam bangunan pada akhirnya akan tetap terbakar dari lantai ke lantai hingga bagian atas bangunan.
Namun penggunaan material tahan api pada fasad akan membuat proses pembakaran keseluruhan gedung menjadi lebih lama karena kobaran api hanya berhenti pada lubang jendela yang pecah.
Karena fasad memperlambat penyebaran api dan produksi asap luar bangunan menjadi lambat, penguni bangunan memiliki sedikit waktu tambahan untuk menyelamatkan diri. Ini akan mempermudah proses evakuasi dan pemadaman api oleh pemadam kebakaran.10
Cara Mengantisipasi Kebakaran dengan Pemilihan Material
Istilah flashover digunakan untuk menjelaskan peristiwa dimana suhu ruangan yang terbakar mencapai sekitar 400-5000°C untuk mengakibatkan beberapa material-material sekitar mengalami dekomposisi termal dan mengeluarkan gas yang mempercepat proses pembakaran.
Walaupun sumber api relatif tidak besar dan belum menjangkau seluruh ruangan, suhu panas ekstrim dapat menyulut material-material tersebut hampir secara bersamaan untuk menciptakan api yang lebih besar.
Suhu panas yang semakin meningkat, material bangunan yang mudah terbakar, serta ketersediaan oksigen menjadi sumber energi bagi api untuk semakin membesar.
Untuk mendapatkan lebih banyak oksigen, kobaran api akan terus merambat ke ruangan sekitarnya dengan melalui pintu yang terbuka atau menembus jendela ke luar ruangan untuk mendapatkan oksigen.
Biasanya api tetap dapat membakar material-material tanpa oksigen (apabila semua oksigen dalam ruangan tertutup menipis), namun api tidak dapat menjalar dan ukuran api seakan-akan mengecil, ini dinamakan peristiwa “pembakaran tidak sempurna” / incomplete combustion.
Tanda-tanda dari backdraft sangat sulit terdeteksi, umumnya pemadam kebakaran mengidentifikasikan sebuah backdraft apabila asap tipis/udara seperti terhisap masuk ke celah pintu/jendela ruangan.
Bahkan pemadam kebakaran yang berpengalaman masih dapat dikagetkan dengan ledakan backdraft ketika membuka sebuah pintu ruangan yang terbakar dengan jumlah oksigen yang tiba-tiba melonjak naik. [^11]
Dalam rentetan kronologis, tiada backdraft yang tidak diawali dengan flashover. Sehingga pemilihan material yang tahan terhadap suhu panas juga menjadi sangat krusial untuk memperlambat eskalasi persitiwa dari flashover menuju backdraft.
Cara untuk mencegah api merambat ke area yang lebih besar lagi adalah memastikan jika dinding, langit-langit bangunan, lantai dan pintu dapat menahan suhu panas agar memperlambat proses dekomposisi termal.12
Hal yang Perlu Diperhatikan Sebelum Membangun dengan Material Rating Ketahanan Api yang Baik
Penggunaan material rating tahan api yang baik pada bangunan akan sangat berguna ketika peristiwa kebakaran terjadi. Material rating tahan api yang baik tidak hanya memperlambat proses penyebaran api.
Namun akan memberikan tambahan waktu bagi penghuni untuk menyelamatkan diri sekaligus mencegah kebakaran semakin membesar.
Beton menjadi material berating tahan api yang baik yang paling banyak digunakan pada bangunan. Beton memiliki daya tahan tinggi terhadap suhu panas ekstrim, memiliki konduktivitas termal yang rendah. Sehingga api membutuhkan waktu lebih lama untuk mempengaruhi struktural bangunan sekaligus memperlambat penyebaran api pada bangunan.
Beton terbuat dari campuran semen dan agregat. Namun tidak semua beton memilki komposisi yang sama. Penggunaan agrerat akan membentuk 60 hingga 80 persen volume beton. Ketahanan beton terhadap api ditentukan oleh jenis dan jumlah agregat yang digunakan.
Agregat alami cenderung memiliki kinerja yang kurang baik. Hal ini karena ketika dipanaskan, agregat alami akan kehilangan kandungan cairannya dan memperlemah kualitas pengikatan campuran semen pada beton.
Jenis kaca yang digunakan untuk jendela dan partisi akan menentukan kecepatan rambat api dalam proses pembakaran ruangan yang ada di sekitarnya. Suhu tinggi yang berasal dari api dapat mengakibatkan kaca pecah.
Pecahan kaca ini menghasilkan lubang dengan limpahan oksigen yang akan menjadi jalur rambat api untuk masuk ke ruangan tersebut dan membakar semua material yang ada sebelum berpindah ke ruangan lainnya.
Untuk mencegahnya, sebaiknya menggunakan kaca tahan api untuk jendela, contohnya seperti kaca ganda. Kaca ganda akan membuat api membutuhkan lebih banyak waktu memecahkan kaca untuk memasuki ruangan tersebut. Dalam hal ini, kaca pada lapisan dalam akan pecah terlebih dahulu sebelum lapisan luar.
Kaca tempered bisa menjadi salah satu kaca tahan panas yang sangat baik untuk jendela bangunan karena empat kali lebih kuat dari kaca biasa.
Plesteran Stucco juga merupakan material tahan api dengan rating yang baik sebagai pelindung pada dinding eksterior dari segala cuaca sekaligus meratakan permukaan dinding.
Terbuat dari semen portland, pasir, kapur, dan berfungsi sebagai bahan finishing tahan api, serta dapat bertahan lama untuk bangunan. Dapat menutupi semua material struktural, seperti batu bata atau kayu.
Banyak praktik konstruksi yang menggunakan gypsum untuk mencapai peringkat tahan api yang baik. Papan gypsum tipe X biasanya memiliki lapisan tambahan yang memperlambat proses pembakaran.
Lapisan gypsum akan terbakar satu per satu dan lapisan intinya akan mengeluarkan uap air dari campuran zat cair yang terkandung didalamnya untuk meredam suhu panas dan penyebaran api.13
Bagaimana Jika Terlanjur Menggunakan Material dengan Rating ketahanan Api yang Rendah?
Apabila bangunan terlanjur menggunakan material rating tahan api yang rendah maka hal yang bisa dilakukan adalah dengan mengganti beberapa jenis material yang masih bisa diganti dengan material rating tahan api yang lebih baik.
Untuk yang tidak bisa diganti, caranya adalah dengan memberikan lapisan tambahan pada material tidak tahan api tersebut dengan pelapis additif yang memperlambat proses pembakaran.
Seperti penggunaan material kayu untuk pintu atau meja pada bangunan menjadi salah satu komponen yang paling mudah terkena api. Untuk meningkatkan ketahanan kayu terhadap api bisa dilakukan dengan mengaplikasikan lapisan zat penghambat api (Fire Retardant).
Larutan penghambat api seperti campuran amonium fosfat, asam borat, ferric klorida, dan seng klorida, memiliki kestabilan kimia yang tinggi, masa simpan sampai satu tahun, dan bisa diaplikasikan dengan cara disemprotkan ke permukaan kayu, kain, baja, beton, dll.14
Hal lainnya yang bisa dilakukan adalah memberikan plesteran stucco yang tahan api keseluruh permukaan dinding eksterior dan interior, atau dengan menggantikan material partisi dengan papan gypsum.
Selain itu menggunakan kaca tahan panas (Tempered Glass) atau jendela kaca ganda untuk mencegah api yang berpotensi memecahkan jendela dan merembet keluar.
Demikian penggantian material atau pelapis aditif untuk material fasad juga diperlukan untuk memperlambat proses penyebaran api diluar bangunan.
Penggunaan material rating tahan api yang baik dan pengaplikasian zat aditif yang memperlambat proses pembakaran menjadi menjadi salah satu langkah antisipasi jika peristiwa kebakaran terjadi.
Material rating tahan api yang baik akan memberikan waktu tambahan bagi penghuni bangunan untuk menyelamatkan diri.
Definisi
Combustible atau “Tersulut/Terbakar”: material yang akan tersulut dan terbakar. Contohnya adalah kayu, kertas, plastik, kain, dll. Sering dijumpai di bangunan sebagai furnitur, bagian-bagian konstruksi, dan furnishing.
Pengaplikasian zat aditif Fire Retardant tidak mampu menjadikan sebuah benda yang dapat terbakar menjadi tidak terbakar.
Non-combustible atau “Tidak Terbakar”: material yang tidak tersulut atau tidak terbakar, serta tidak mengeluarkan gas pembakaran ketika terekspos api atau panas.
Contoh material tidak terbakar adalah baja, marmer, keramik, dan material insulasi seperti serat kaca, dan serat batu/stone wool. Sebagian komponen papan gipsum seperti lapisan kertas tebal termasuk material yang bisa terbakar.
Fire resistant/fire resistance-rated atau “Rating Ketahanan Api”: rating ketahanan api pada lantai, tembok, dan langit-langit suatu bangunan.
Tembok yang memiliki rating ketahanan api tertentu diharapkan dapat menampung pembakaran dalam ruang tersebut namun mencegahnya untuk menyebar (Dalam hitungan menit atau jam).
Contohnya tembok dengan rating 2 jam ketahanan api, dan pintu dengan rating 20 menit ketahanan api.
Fire retardant atau “Memperlambat Pembakaran”: zat kimia, pelapis, atau aditif yang diaplikasikan ke material yang dapat terbakar untuk memiliki ketahanan tambahan terhadap dekomposisi atau gosong terhadap api.
Contohnya zat memperlambat pembakaran pada triplek atau kayu. Fire retardant tidak dapat membuat material menjadi tidak tersulut.
Flame spread rating atau “Rating Penyebaran Pembakaran”: klasifikasi penyebaran api pada permukaan material (Kelas A, B, dan C). Ada zat aditif yang dapat memperlambat penyebaran pembakaran pada permukaan material.
Fireproof atau “Anti Api”: pernyataan yang tidak digunakan lagi. Digunakan dalam mengartikan sesuatu yang tidak dapat terbakar/rusak akibat api. Selama ini banguan yang dilabel “Anti Api” tetap saja terbakar.
Pengartian diberikan kepada material konstruksi bangunan yang tidak tersulut api, padahal peristiwa kebakaran sering diawali dengan pembakaran pada furnitur dan atau isi suatu ruang.15
Referensi:
https://www.ishn.com/articles/105981-flame-resistant-vs-flame-retardant
https://dps.mn.gov/divisions/sfm/fire-code/Pages/fire-code-information-sheets.aspx
https://sewwhatinc.com/resources/flame-retardancy/fabric-flammability/
https://dps.mn.gov/divisions/sfm/fire-code/Pages/fire-code-information-sheets.aspx
https://www.youtube.com/watch?v=v6CFt74ktBw
https://www.sciencelearn.org.nz/videos/367-slowing-down-fire
https://www.youtube.com/watch?v=QKEbFTIHQUg
[^11]: Hall, Richard & Adams, Barbara (1998). Essentials of firefighting (4th ed.). International Fire Service Training Association. ISBN 0-87939-149-9.
https://www.hunker.com/13401329/how-to-make-wood-fire-resistant
https://dps.mn.gov/divisions/sfm/fire-code/Pages/fire-code-information-sheets.aspx
