EP0612540B1 - Dispositif souple ayant des propriétés coupe-feu - Google Patents

Dispositif souple ayant des propriétés coupe-feu Download PDF

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EP0612540B1
EP0612540B1 EP94420070A EP94420070A EP0612540B1 EP 0612540 B1 EP0612540 B1 EP 0612540B1 EP 94420070 A EP94420070 A EP 94420070A EP 94420070 A EP94420070 A EP 94420070A EP 0612540 B1 EP0612540 B1 EP 0612540B1
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C3/00—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
    • A62C3/16—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places in electrical installations, e.g. cableways

Definitions

  • the present invention relates to a flexible device having fire-resistant properties.
  • the device according to the invention aims to ensure the protection of elements, devices or apparatus against the propagation of heat in the event of a fire.
  • this device must ensure normal use of electric cables, in a cable tray, near an accidental fire. It is, indeed, necessary to be able to have a good functioning of the electric cables and cables connected to fundamental systems of safety during and after a fire.
  • These composite devices can incorporate water molecules which, by vaporizing under the action of heat, absorb energy and delay the propagation of the rise in temperature from the face of the device turned towards the side of the fire towards the cold side of it.
  • the firebreak properties are not stable over time, due in particular to the natural dehydration of the device linked to the environment, in particular the hot atmosphere of certain premises of the nuclear reactor type, boilers, refineries ....
  • this curve includes, in a temperature zone, slightly below 100 ° C on the side of the cold face, a horizontal temperature stabilization level resulting from the vaporization of the water contained inside the complex.
  • firewall quality of a device may deteriorate over time, and become insufficient after a few months, even if the tests, originally carried out on a product leaving the manufacturing process, gave satisfactory results.
  • Document EP-A-0 479 680 relates to a thermal protection device comprising fixed by a silicone adhesive on a wall, for example metallic, a ceramic refractory felt, and a mass of a mineral material containing zeolitic water. This water is simply trapped in the interstices of a crystal lattice. It can therefore evaporate as time goes by, all the more since it is not possible to provide a certain seal around the mineral matter containing zeolitic water, for example using silicone glue.
  • the object of the invention is to provide a flexible device having excellent fire-resistant properties, the characteristics of which remain stable over time.
  • the device which it concerns of the type comprising a complex of fibrous and / or textile elements assembled by gluing, is characterized in that the assembly of the various elements is carried out using a refractory glue active, withstand up to about 1,300 ° C, and comprising active components and additives containing chemically bound water, and stable at temperatures below 80 ° C.
  • the water At room temperature, or at temperatures below about 80 ° C., the water remains bound by the components or additives of the adhesive, and does not evaporate, without requiring a hermetic envelope. Under the action of an abnormal rise in temperature resulting from a fire, the water is released, creating vaporization / condensation cycles which slow down the rise in temperature from the hot side to the cold side of the device.
  • the adhesive contains several components ensuring the retention of water at different temperature levels, up to temperatures above 200 ° C.
  • this device comprises additives which, under the rise in temperature, undergo an inumescious vitrification reaction.
  • thermally vitrified elements promote the insulating power of the device by creating a refractory screen delaying the propagation of heat.
  • the active refractory adhesive contains hydrates of metal oxides, such as hydrated alumina AI 2 0 3 , 3 H 2 0.
  • this device comprises several layers of adhesive spaced from one another. Several barriers are thus obtained which generate successive cycles of physical, liquid / vapor transformation.
  • the fibrous or textile elements can be rigid or flexible, be in the form of tablecloths, fabrics, knits, cut or uncut yarns, organized or unorganized yarns, wool, flakes or carpet.
  • the fabric used is advantageously a coated glass fabric.
  • the glass fabric of the type known under the name SILCO, is polarized and has an outer face coated with silicone, and an unbleached inner face, in contact with the fibrous elements.
  • the texture of the inner face allows the bonding of the bonding adhesive with the fibrous elements, while the outer face provides mechanical qualities, decontamination, sealing and resistance to water under pressure.
  • This product is also free of halogen and sulfur, which makes it compatible with stainless steels, used in particular for the piping of nuclear power plants.
  • the fibrous elements can, for example, be mineral elements, such as those known under the name MS 2000 with a density of the order of 130 Kg / m 3 with a thickness of the order of 75 to 80 mm.
  • the glue can be an active refractory silica glue such as that known under the name Ref. Factive at the rate of 4 Kg / m 2 of fibrous element used.
  • this device with a higher efficiency than that of traditional fire stop devices, makes it possible, for comparable performance, to reduce the thicknesses to be used, which ensures faster cooling after the fire, and thus better protection of the elements to be preserved, the gain thus achieved being greater than 50%.
  • the active adhesive makes it possible to use, in the complex, fibrous products whose fire resistance qualities may be less good than asbestos or ceramic wool, materials traditionally used, new products fibrous fibers used which are not toxic in nature, as is the case for those listed above.
  • Such a device can be used to produce fire partitions, fire floors, covering of cabinets and boxes, covering of structural structures, covering of cable trays, covering of piping, covering ventilation or extraction ducts, and covering hollow bodies.
  • This device given its flexibility characteristics, allows adaptation to concrete, metal parts, plaster, paints and any mineral product.
  • FIG. 3 represents two cable trays 2, each serving for guiding a number of cables 3. These two superimposed cable trays are surrounded by a fire protection device capable of withstanding for one hour and thirty minutes to a fire, without damaging the cables.
  • This device comprises internal and external faces coated with a fabric 4 of the SILCO type, between which are arranged two layers 5 of fibrous elements of the MS 2000 type, with a density close to 130 Kglm 3 , and with a total thickness of 75 to 80 mm.
  • the different layers of fibrous elements and fabrics are assembled by an active refractory adhesive 6 of reference F, at a rate of 4 Kg / m 2 of fibrous element used.
  • FIG. 2 shows the curve C of temperature rise at the level of the internal cold face of the device, while the outside of this device is exposed to a high temperature resulting, for example, from a fire.
  • the two curves of Figure 1 were recalled on the same diagram.
  • the temperature rise, at the level of the cold face is much slower, which results from the presence of water inside the complex, this water being retained by the active adhesive, and in particular by components, such as hydrates of metal oxides that this glue contains.
  • the invention brings a great improvement to the existing technique, by providing a firebreak device of simple design, making it possible to use fibers which do not have an unsanitary character, and whose performance is increased compared to that of traditional fire protection devices.

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Description

  • La présente invention a pour objet un dispositif souple ayant des propriétés coupe-feu.
  • Le dispositif, selon l'invention, vise à assurer la protection d'éléments, de dispositifs ou d'appareils contre la propagation de la chaleur en cas d'incendie.
  • En particulier, ce dispositif doit assurer une utilisation normale des câbles électriques, dans un chemin de câbles, à proximité d'un feu accidentel. Il est, en effet, nécessaire de pouvoir disposer d'un bon fonctionnement des câbles électriques et de câbles reliés à des sytèmes fondamentaux de sécurité pendant et après un incendie.
  • Il est connu de réaliser des dispositifs souples, pour pouvoir épouser le mieux possible les zones à protéger, comportant plusieurs composants, notamment de la laine de céramique, des tissus, avec assemblage des différents éléments par de la colle ou un mastic intermédiaire.
  • Ces dispositifs composites peuvent incorporer des molécules d'eau qui, en se vaporisant sous l'action de la chaleur, absorbent de l'énergie et retardent la propagation de l'élévation de température depuis la face du dispositif tournée du côté du feu vers la face froide de celui-ci.
  • Toutefois, dans les dispositifs connus, les propriétés coupe-feu ne sont pas stables dans le temps, en raison notamment de la déshydratation naturelle du dispositif liée à l'environnement, notamment l'ambiance chaude de certains locaux de type réacteurs nucléaires, chaudières, raffineries....
  • Dans le cas d'un dispositif complexe traditionnel, l'élévation des températures en face froide, en fonction de la durée du feu, suit une courbe telle que celle représentée à la figure 1.
  • Il est intéressant de noter que cette courbe comporte, dans une zone de température, légèrement inférieure à 100°C du côté de la face froide, un palier horizontal de stabilisation de température résultant de la vaporisation de l'eau contenue à l'intérieur du complexe.
  • Toutefois, la forme de cette courbe peut varier dans le temps, compte tenu de l'évaporation de l'eau contenue dans le dispositif composite. C'est ainsi que, pour un produit posé depuis six mois, il est possible d'avoir la courbe représentée en pointillés à la figure 1.
  • Comme on le voit, la partie inférieure de la courbe demeure la même, mais la diminution de la quantité d'eau dans le composite se traduit par la disparition de la phase palier qui retardait, lorsque le produit était neuf, la vitesse de propagation de la chaleur.
  • En conséquence, la qualité coupe-feu d'un dispositif peut se dégrader dans le temps, et devenir insuffisante au bout de quelques mois, même si les essais, effectués à l'origine sur un produit sortant de fabrication, donnaient des résultats satisfaisants.
  • Le document EP-A-0 479 680 concerne un dispositif de protection thermique comprenant fixées par une colle silicone sur une paroi, par exemple métallique, un feutre réfractaire en céramique, et une masse d'une matière minérale contenant de l'eau zéolithique. Cette eau est simplement emprisonnée dans les interstices d'un réseau cristallin. Elle peut donc s'évaporer au fur et à mesure que le temps passe, d'autant plus qu'il n'est pas possible d'assurer de façon certaine l'étanchéité autour de la matière minérale contenant l'eau zéolithique, par exemple à l'aide de la colle silicone.
  • Le but de l'invention est de fournir un dispositif souple possédant d'excellentes propriétés coupe-feu, et dont les caractéristiques demeurent stables dans le temps.
  • A cet effet, le dispositif qu'elle concerne, du type comprenant un complexe d'éléments fibreux et/ou textiles assemblés par collage, est caractérisé en ce que l'assemblage des différents éléments est réalisé à l'aide d'une colle réfractaire active, ayant une tenue jusqu'à environ 1 300°C, et comportant des composants et additifs actifs contenant de l'eau liée chimiquement, et stables aux températures inférieures à 80°C.
  • A la température ambiante, ou à des températures inférieures à environ 80°C, l'eau demeure liée par les composants ou additifs de la colle, et ne s'évapore pas, sans nécessiter une enveloppe hermétique. Sous l'action d'une élévation de température anormale résultant d'un feu, l'eau est libérée, créant des cycles de vaporisation/condensation qui ralentissent l'élévation de température de la face chaude vers la face froide du dispositif.
  • Avantageusement, la colle contient plusieurs composant assurant la rétention d'eau à différents niveaux de températures, jusqu'à des températures supérieures à 200°C.
  • Il est ainsi possible de bénéficier de la vaporisation d'eau à différentes températures, ce qui favorise un retardement de la transmission de chaleur de la face chaude vers la face froide du dispositif.
  • En outre, avantageusement, ce dispositif comprend des additifs qui, sous l'élévation de température, subissent une réaction de vitrification inthumescente.
  • Ces éléments à vitrification inthumescente favorisent le pouvoir isolant du dispositif en créant un écran réfractaire retardant la propagation de la chaleur.
  • Selon une forme d'exécution de ce dispositif, la colle réfractaire active contient des hydrates d'oxydes métalliques, tels que de l'alumine hydratée AI203, 3H20.
  • De préférence, ce dispositif comprend plusieurs couches de colle écartées les unes des autres. Il est ainsi obtenu plusieurs barrières qui génèrent des cycles successifs de transformation physique, liquide/vapeur.
  • Les éléments fibreux ou textiles peuvent être rigides ou souples, se présenter sous forme de nappes, de tissus, de tricots, de fils coupés ou non, de fils organisés ou non, de laine, de flocons ou de moquette.
  • Le tissu utilisé, notamment pour les faces intérieure et extérieure du dispositif, est avantageusement un tissu de verre enduit.
  • Avantageusement, le tissu de verre, du type connu sous la dénomination SILCO, est polarisé et possède une face extérieure enduite de silicone, et une face intérieur écrue, au contact des éléments fibreux.
  • La contexture de la face intérieure permet l'accrochage de la colle de liaison avec les éléments fibreux, tandis que la face extérieure apporte des qualités mécaniques, de décontamination, d'étanchéité et de tenue à l'eau sous pression. Ce produit est de plus exempt d'halogène et de soufre, ce qui le rend compatible avec les aciers inoxydables, utilisés notamment pour les tuyauteries de centrales nucléaires.
  • Il serait possible également d'envelopper le dispositif à l'intérieur d'un caisson métallique.
  • Les éléments fibreux peuvent, par exemple, être des éléments minéraux, tels que ceux connus sous la dénomination MS 2000 d'une densité de l'ordre de 130 Kg/m3 d'une épaisseur de l'ordre de 75 à 80 mm. La colle peut être une colle silico-réfractaire active telle que celle connue sous la dénomination Réf. Factive à raison de 4 Kg/m2 d'élément fibreux utilisé.
  • Il est intéressant de noter que ce dispositif, d'une efficacité supérieure à celle des dispositifs coupe-feu traditionnels, permet, pour des performances comparables, de diminuer les épaisseurs à mettre en oeuvre, ce qui assure un refroidissement plus rapide après le feu, et ainsi une meilleure protection des éléments à préserver, le gain ainsi réalisé étant supérieur à 50 %.
  • En outre, pour des performances égales, la colle active permet d'utiliser, dans le complexe, des produits fibreux dont les qualités de résistance au feu peuvent être moins bonnes que l'amiante ou la laine céramique, matériaux utilisés traditionnellement, les nouveaux produits fibreux utilisés ne présentant pas de caractère toxique, comme tel est le cas pour ceux énumérés ci- dessus.
  • Un tel dispositif peut être utilisé pour réaliser des cloisons coupe-feu, des planchers coupe-feu, l'habillage d'armoires et de coffrets, l'habillage de structure de charpentes, l'habillage de chemins de câbles, l'habillage de tuyauteries, l'habillage de gaines de ventilation ou d'extraction, et l'habillage de corps creux.
  • Ce dispositif, compte tenu de ses caractéristiques de souplesse, permet une adaptation sur le béton, les parties métalliques, le plâtre, les peintures et tout produit minéral.
  • De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de ce dispositif :
    • Figure 2 est un diagramme représentant l'évolution de la température de la face froide du dispositif, dont l'autre face est soumise à une température élevée résultant, par exemple, d'un feu ;
    • Figure 3 est une vue en perspective, partiellement arrachée, du dispositif selon l'invention appliqué à la protection d'un chemin de câbles.
  • La figure 3 représente deux chemins de câbles 2, servant chacun au guidage d'un certain nombre de câbles 3. Ces deux chemins de câbles, superposés, sont entourés par un dispositif de protection coupe-feu, susceptible de résister pendant une heure trente minutes à un incendie, sans atteinte des câbles.
  • Ce dispositif comprend des faces intérieure et extérieure revêtues par un tissu 4 de type SILCO, entre lesquelles sont disposées deux couches 5 d'éléments fibreux de type MS 2000, d'une densité voisine de 130 Kglm3, et d'une épaisseur totale de 75 à 80 mm.
  • Les différentes couches d'éléments fibreux et de tissus sont assemblées par une colle réfractaire active 6 de référence F, à raison de 4 Kg/m2 d'élément fibreux utilisé.
  • La figure 2 montre la courbe C d'élévation de la température au niveau de la face froide intérieure du dispositif, alors que l'extérieur de ce dispositif est exposé à une température élevée résultant, par exemple, d'un incendie. Par comparaison, les deux courbes de la figure 1 ont été rappelées sur le même diagramme. Comme cela est visible, l'élévation de température, au niveau de la face froide, est beaucoup plus lente, ce qui résulte de la présence d'eau à l'intérieur du complexe, cette eau étant retenue par la colle active, et notamment par des composants, tels que des hydrates d'oxydes métalliques que contient cette colle.
  • Ce ralentissement de la transmission de chaleur résulte également de la présence de plusieurs barrières de colle entre lesquelles se produisent des cycles successifs de transformation physique liquide/vapeur de l'eau chimiquement liée à l'origine.
  • Comme il ressort de ce qui précède, l'invention apporte une grande amélioration à la technique existante, en fournissant un dispositif coupe-feu de conception simple, permettant de mettre en oeuvre des fibres ne présentant pas de caractère d'insalubrité, et dont les performances sont augmentées par rapport à celles des dispositifs coupe-feu traditionnels.
  • Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de ce dispositif, décrite ci-dessus à titre d'exemple et la nature des matériaux utilisés pour la mise en oeuvre du dispositif de figure 3 pourrait être différente, sans que l'on sorte pour autant du cadre des revendications.

Claims (10)

1. Dispositif souple ayant des propriétés coupe-feu, du type comprenant un complexe d'éléments fibreux et/ou textiles assemblés par collage, caractérisé en ce que l'assemblage des différents éléments (4, 5) est réalisé à l'aide d'une colle réfractaire active (6), ayant une tenue jusqu'à environ 1 300°C, et comportant des composants et additifs actifs contenant de l'eau liée chimiquement, et stables aux températures inférieures à 80°C.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la colle (6) contient plusieurs composants assurant la rétention d'eau à différents niveaux de températures, jusqu'à des températures supérieures à 200°C.
3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend des additifs qui, sous l'élévation de température, subissent une réaction de vitrification inthumescente.
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend des éléments fibreux minéraux (5), tels que ceux connus sous la dénomination MS 2000.
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend du tissu de verre enduit (4), tel que celui connu sous la dénomination SILCO.
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le tissu de verre (4), du type connu sous la dénomination SILCO, est polarisé et possède une face extérieure enduite de silicone, et une face intérieure écrue, au contact des éléments fibreux.
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la colle (6) est une colle silico-réfractaire active, telle que celle connue sous la dénomination Réf. Factive.
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la colle réfractaire active (6) contient des hydrates d'oxydes métalliques, tels.que de l'alumine hydratée A1203, 3H20.
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs couches de colle (6) écartées les unes des autres.
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend des couches alternées de tissu (4) de type SILCO et d'éléments fibreux (5) de type MS 2000, les deux faces extérieures étant en tissu.
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EP0612540A1 EP0612540A1 (fr) 1994-08-31
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