ES2553454T3

ES2553454T3 - Puerta cortafuego y pieza intercalada cortafuego para la misma

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Publication number: ES2553454T3
Application number: ES04765795.2T
Authority: ES
Inventors: Horst Keller; Ralph Beyer; Jean-Luc Bernard; Gerald Amannt
Original assignee: Saint Gobain Isover SA France
Current assignee: Saint Gobain Isover SA France
Priority date: 2003-10-06
Filing date: 2004-10-04
Publication date: 2015-12-09
Anticipated expiration: 2024-10-04
Also published as: DK1680372T3; CA2541440C; EP1680372B8; US20080196638A1; EP1680372A1; BRPI0414848A; BRPI0414848B1; SI1680372T1; CA2541440A1; JP5106854B2; US7740931B2; WO2005035459A1; EP1680372B2; AR050899A1; EP1680372B1; JP2007509256A; PL1680372T3

Abstract

Puerta cortafuego (1) que presenta una clase de resistencia al fuego normativa o similar, con una estructura de marco en el lado periférico y cubiertas de chapa de acero en ambos lados (9, 10), entre las cuales está colocada una pieza intercalada cortafuego (13) con una estabilidad frente a la temperatura para el cumplimiento de los requerimientos de las clases de resistencia al fuego normativas o similares, que está formada por al menos un elemento aislante en forma de una plancha, reforzada mediante un aglutinante, de fibras minerales solubles en un medio fisiológico, caracterizada porque la composición de las fibras minerales del elemento aislante presenta una proporción de masa alcalina/alcalinotérrea < 1, y porque la estructura de fibras del elemento aislante se determina mediante un diámetro de fibra geométrico promedio <= 4 μm, una proporción del aglutinante con respecto a la masa del contenido de fibras del elemento aislante en el intervalo del 1 % al 3 % en peso y una densidad aparente en el intervalo de 60 kg/m3 a 130 kg/m3, ascendiendo la densidad aparente en una clase de resistencia al fuego T30 o similar a de 60 kg/m3 a 80 kg/m3, preferentemente a 70 kg/m3, en una clase de resistencia al fuego T60 o similar a de 80 kg/m3 a 110 kg/m3, preferentemente a 100 kg/m3, y en una clase de resistencia al fuego T90 o similar a de 110 kg/m3 a 130 kg/m3, preferentemente a 120 kg/m3.

Description

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DESCRIPCION

Puerta cortafuego y pieza intercalada cortafuego para la misma

La invencion se refiere a una puerta cortafuego con las caractensticas del preambulo de la reivindicacion 1 as^ como a una pieza intercalada cortafuego para la misma segun el preambulo de la reivindicacion 13.

Los requerimientos de proteccion contra incendios de elementos cortafuego estan clasificados de acuerdo con la norma DIN 4102, parte 5 en clases de resistencia al fuego. Estas clases de resistencia al fuego se aplican tambien para puertas cortafuego. La resistencia al fuego de una puerta cortafuego se determina segun esto mediante la duracion, en la que en caso de un aumento de la temperatura determinado en un lado de la puerta cortafuego, el otro lado “fno” de la puerta cortafuego permanece con una temperatura lfmite definida. La duracion en minutos hasta conseguir la temperatura lfmite en el lado fno se designa como tiempo de vida util. Este determina la clasificacion en las distintas clases de resistencia al fuego. Asf significa una clasificacion de una puerta cortafuego en la clase de resistencia al fuego T30 un tiempo de vida util de al menos 30 minutos o T60 y T90 un tiempo de vida util de 60 minutos y 90 minutos. Durante estos tiempos de vida util debe asegurarse que la accion de separacion de un espacio de la puerta cortafuego este garantizada, es decir que no permita durante estos tiempos que salga ninguna llama de la puerta en el lado opuesto al fuego, que resulta de la combustion de la carga calonfica introducida con una pieza intercalada cortafuego, es decir el aglutinante organico.

Como consecuencia de los requerimientos de proteccion contra incendios que se exigen a puertas cortafuego se usa como material aislante de lana mineral para la pieza intercalada de puertas cortafuego predominantemente lana de roca debido a su alta estabilidad a la temperatura, cuyo punto de fusion segun la norma DIN 4102, parte 17 debe encontrarse a 1.000 °C. La lana de roca de este tipo se fabrica habitualmente en el denominado procedimiento de soplado con toberas o con centrifugacion externa, por ejemplo el denominado procedimiento de centrifugacion en cascada. Las fibras producidas a este respecto presentan por regla general dependiendo del uso un diametro geometrico promedio mayor de 4 |im a 12 |im, de modo que estas fibras son relativamente gruesas en comparacion con fibras de lana de vidrio convencionales. Por el contrario, las fibras de lana de vidrio tienen por regla general dependiendo del uso un diametro geometrico promedio en el intervalo de 3 |im a 6 |im. En la lana de roca se produce sin embargo, debido a la fabricacion en el procedimiento de soplado con toberas o con centrifugacion externa, forzosamente una proporcion considerable de material no desfibrado en forma de partes constituyentes de fibra mas gruesas, que se encuentra en forma de las denominadas “perlas” con un tamano de partfcula de al menos 50 |im en el material aislante y concretamente de manera habitual con respecto a una proporcion del 10 % al 30 % de la proporcion de fibras del elemento aislante. Esta proporcion de perlas comparativamente alta si bien toma parte en el peso del elemento aislante, sin embargo no contribuye a la accion aislante deseada del elemento aislante.

Como aglutinante se usa para fibras de lana de roca por regla general una resina de fenol-formaldetudo, que se introduce como material organico, como la denominada carga calonfica en la puerta cortafuego. El contenido de aglutinante, que es necesario para la estabilizacion de estructura del material no tejido blando compuesto de lana de roca para la formacion de una plancha solida de lana de roca unida, se encuentra habitualmente en piezas intercaladas cortafuego aproximadamente inferior al 1 % en peso (seco, con respecto a la masa de fibras). Debido a la estructura de fibras comparativamente gruesa, con respecto a la lana de vidrio convencional, de lana de roca convencional son necesarias altas densidades aparentes para la formacion de piezas intercaladas cortafuego para conseguir la accion aislante deseada. La densidad aparente de piezas intercaladas de lana de roca de este tipo asciende segun esto dependiendo de la clase de resistencia al fuego por ejemplo a de 120 kg/m3 a 230 kg/m3.

Las altas densidades aparentes de este tipo, que son necesarias para la obtencion del efecto aislante deseado, conducen con espesor dado de piezas intercaladas cortafuego para puertas cortafuego directamente a altos pesos de puerta. Ademas, una alta densidad tiene como consecuencia tambien inevitablemente que se introduzca en la puerta cortafuego (considerado de manera absoluta) una cantidad de aglutinante relativamente grande y con ello una carga calonfica.

Dado que la accion aislante termica de la pieza intercalada de lana de roca con espesor predeterminado solo no es suficiente con frecuencia para conseguir una clase de resistencia al fuego exigida, deben preverse con frecuencia agentes de proteccion contra incendios adicionales que en el caso de incendio como consecuencia del aumento de la temperatura unido a esto desprendan agua unida ffsica y/o qmmicamente y por consiguiente ralentice el aumento de la temperatura. Los agentes de proteccion contra incendios de este tipo pueden introducirse en capas individuales, tal como se conoce esto por el documento EP 0 741 003, o pueden estar integrados sin embargo en el propio material de lana de roca, tal como se conoce esto por ejemplo por el documento EP 1 097 807.

Las altas densidades aparentes de los materiales de lana de roca convencionales usados para piezas intercaladas cortafuego conducen no solo a pesos correspondientemente altos de las piezas intercaladas y con ello de la puerta cortafuego, sino que conducen ademas a que las piezas intercaladas debido a su tamano bidimensional esten expuestas durante su manipulacion, por ejemplo en el transcurso de la introduccion en la puerta cortafuego, con su peso propio a altas solicitaciones a flexion y que tienden a deslaminarse al levantarla o incluso a formar grietas. Por tanto es necesaria una manipulacion muy cuidadosa de estas piezas intercaladas cortafuego, lo que repercute desfavorablemente en relacion a una fabricacion racional. Esta inestabilidad mecanica de la pieza intercalada tiene

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como consecuencia que el proceso de la introduccion de la pieza intercalada en la caja de la puerta en muchos fabricantes de puertas cortafuego es el unico proceso que aun no pudo automatizarse.

Los productos con alta densidad aparente se fabrican mediante una correspondiente compactacion del material no tejido que forma los respectivos productos. A este respecto se comprime el material no tejido antes y despues del paso por el horno de curado por medio de las fuerzas de compresion que actuan sobre este para el ajuste de una forma predeterminada, asumiendo el aglutinante curado la conformacion tras la suspension de las fuerzas de compresion. A este respecto actuan en el material de la lana de roca fuerzas de retroceso muy considerables que deben compensarse mediante la accion del aglutinante. Estas fuerzas son mas altas, cuanto mas fuerte se haya comprimido el material, es decir cuanto mas alta sea la densidad aparente.

En el transcurso del envejecimiento del material de lana de roca tras el montaje de la puerta cortafuego pueden reducirse, sin embargo, las fuerzas de union del aglutinante con el tiempo. Debido a ello se liberan las fuerzas de retroceso por asf decirlo “congeladas” y puede abombarse la pieza intercalada de lana de roca. Las fuerzas que se producen a este respecto pueden ser tan grandes que pueden deformar considerablemente las cubiertas de chapa de acero de la puerta cortafuego, de modo que la puerta debe sustituirse.

Para poder controlar algo mejor las fuerzas de retroceso, se ha procedido en la practica de modo que antes del horno de curado, un cilindro de presion haga presion localmente sobre el material de lana de roca no curado y a este respecto se rompan las fibras, es decir se abatanen. Debido a ello se reducen en efecto las fuerzas de retroceso, lo que sin embargo tiene como consecuencia que el material compuesto de fibras no pueda danarse de manera insignificante. Tambien debido a ello se ve afectada la resistencia de la pieza intercalada, lo que puede repercutir desfavorablemente en su manipulacion.

La rotura de las fibras por medio del cilindro de prensado puede conducir ademas a una generacion de polvo considerable, de modo que el polvo y las partfculas de fibras como tambien perlas durante la introduccion de la pieza intercalada cortafuego en la caja de la puerta pueden ensuciar a esta. Este ensuciamiento puede conducir en procesos de soldadura posteriores para el cierre de la caja de la puerta con la cubierta de la puerta a defectos en las uniones por soldadura, de modo que son necesarios controles de calidad costosos y eventualmente mecanizados posteriores.

Por el documento US 5.962.354 se conoce ya un material aislante de fibras cuya composicion esta configurada de modo que las fibras pueden prepararse mediante centrifugacion interna, consiguiendose diametros de fibra de 4,5 |im para lana de roca. Finalmente se conoce en relacion con una composicion de lana de roca (documento US 6.284.684 B1) preparar fibras minerales que sean solubles en un medio fisiologico.

El objetivo de la invencion es crear una puerta cortafuego de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion 1, que solucione los inconvenientes de puertas cortafuego de este tipo a base de lana roca convencional y que este configurada de manera comparativamente ligera en cuanto al peso, debiendose reducir el peso de la pieza intercalada cortafuego en particular en al menos un 25 %, sin que se vean afectados por esto los requerimientos en la seguridad contra incendios y la seguridad de funcionamiento.

En particular, a pesar de la reduccion de peso pretendida, debe ajustarse la estabilidad mecanica de las piezas intercaladas cortafuego de tal manera para facilitar por un lado la manipulacion y evitar por otro lado el establecimiento de fuerzas de retroceso como consecuencia de la reduccion condicionada por el envejecimiento de las fuerzas de union del aglutinante y con ello la tendencia al abombamiento de la puerta cortafuego.

Este objetivo se soluciona de acuerdo con la invencion mediante las caractensticas de la parte caracterizadora de la reivindicacion 1, estando caracterizados los perfeccionamientos convenientes de la invencion por las caractensticas de las reivindicaciones dependientes.

La puerta cortafuego de acuerdo con la invencion se caracteriza por una pieza intercalada cortafuego compuesta de al menos un elemento aislante, en el que mediante la interaccion adaptada de varios factores se define una estructura de fibras especialmente adecuada para el requerimiento de una puerta cortafuego y se garantiza al mismo tiempo una alta estabilidad frente a la temperatura. El elemento aislante de acuerdo con la invencion presenta una estructura de fibras muy fina que resulta de que las fibras del elemento aislante estan dimensionadas en un diametro de fibra geometrico promedio <4 |im. Al mismo tiempo, la densidad aparente se encuentra en el intervalo de 60 kg/m3 a 130 kg/m3 y la proporcion del aglutinante con respecto a la masa de la proporcion de fibras del elemento aislante asciende a del 1 % al 3 % en peso, ascendiendo la densidad aparente en una clase de resistencia al fuego T30 o similar a de 60 kg/m3 a 80 kg/m3, preferentemente a 70 kg/m3, en una clase de resistencia al fuego T60 o similar a de 80 kg/m3 a 110 kg/m3, preferentemente a 100 kg/m3, y en una clase de resistencia al fuego T90 o similar a de 110 kg/m3 a 130 kg/m3, preferentemente a 120 kg/m3, lo que conduce a correspondientes reducciones del peso, de acuerdo con el objetivo, de las piezas intercaladas cortafuego en ya mas del 30 %. Estos son intervalos de densidad aparente que son inalcanzables para piezas intercaladas cortafuego de lana de roca habituales. Con el foco de atencion en la estabilidad frente a la temperatura es posible a este respecto que el elemento aislante presente un punto de fusion segun la norma DIN 4102, parte 17 de >1.000 °C. Mediante la fibra finamente dimensionada con un diametro de fibra geometrico promedio <4 |im se obtiene como resultado una estructura de

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fibras, en la que con igual densidad aparente que en fibras de lana de roca convenciones estan presentes esencialmente mas fibras en la estructura y con ello tambien mas puntos de entrecruzamiento para el material compuesto de fibras. Con igual insercion de aglutinante que en lana de roca convencional, debido al mayor numero de puntos de entrecruzamientos y a la concentracion del aglutinante en estos puntos, se reduce esencialmente la proporcion del aglutinante que no contribuye a una union, de manera que resulta un material compuesto de fibras que conduce a un dimensionamiento comparativamente mas ngido de una plancha de fibras minerales curada. A partir de la baja densidad aparente de 60 kg/m3 a 130 kg/m3 resulta por consiguiente para la pieza intercalada cortafuego de acuerdo con la invencion con igual espesor que de manera convencional directamente una masa de fibras mas baja. Con ello puede ajustarse, con carga calonfica organica absoluta constante, es decir insercion de aglutinante, de manera correspondiente a esto una proporcion de aglutinante relativamente mayor, lo que tiene como consecuencia que la plancha comparativamente se vuelva esencialmente mas ngida. Por otro lado puede conseguirse en la plancha aislante de acuerdo con la invencion una rigidez y estabilidad predeterminadas tambien con una insercion de aglutinante absoluta comparativamente mas baja, de manera que a su vez se reduzca de manera correspondiente la carga calonfica introducida mediante el aglutinante en la mayona de los casos organico. Al mismo tiempo, como consecuencia de la estructura de fibras finamente dimensionada se eleva la proporcion de aire esencial para la accion aislante dentro del elemento aislante, lo que conduce a un correspondiente aumento del efecto aislante.

Como consecuencia del ajuste de la proporcion de masa alcalina/alcalinoterrea a un valor < 1 resulta una estabilidad frente a la temperatura relativamente alta para el cumplimiento de los requerimientos de las clases de resistencia al fuego normativas o similares de las fibras minerales del elemento aislante de acuerdo con la invencion.

Mediante las medidas de acuerdo con la invencion que interaccionan de manera sinergica resulta por consiguiente una puerta cortafuego que se caracteriza, como consecuencia de la densidad aparente reducida de la pieza intercalada cortafuego, por un peso mas bajo con propiedades aislantes excelentes con al menos rigidez comparable y alta estabilidad frente a la temperatura. En principio, la invencion logra una simbiosis entre lana de vidrio y lana de roca y combina por consiguiente de manera habilidosa sus propiedades ventajosas, estando dimensionado el elemento aislante para obtener una estructura de fibras a modo de lana de vidrio, sin embargo presenta las ventajas de la alta estabilidad frente a la temperatura de la lana de roca convencional. Como consecuencia de la mayor finura de fibras puede conseguirse por consiguiente una accion aislante determinada con igual geometna con densidad aparente considerablemente mas baja que con lana de roca convencional, lo que conduce por consiguiente a correspondientes ahorros de material en comparacion con piezas intercaladas cortafuego convencionales.

Ademas, en la fabricacion del elemento aislante para la puerta cortafuego puede trabajarse con compresion considerablemente mas baja, de modo que deben “congelarse” tambien fuerzas de retroceso mas bajas. Si se produce de manera condicionada por el envejecimiento una reduccion paulatina de las fuerzas de union del aglutinante, entonces se liberan en el material compuesto de fibras de acuerdo con la invencion a lo sumo fuerzas bajas, de modo que puede impedirse un abombamiento de la puerta cortafuego y debido a ello puede prolongarse esencialmente la vida util de la puerta cortafuego en comparacion con puertas cortafuego convencionales.

Como consecuencia de la estabilidad mejorada en union con la densidad aparente mas baja y el peso mas bajo se facilita tambien la manipulacion del elemento aislante para el fin del montaje de la puerta cortafuego, dado que ya no ha de temerse una deslaminacion, un desgarro o incluso una fractura al levantar la pieza intercalada cortafuego. Especialmente, con la etapa de procedimiento de la introduccion de una pieza intercalada cortafuego de este tipo en la caja de la puerta se vuelve accesible tambien la automatizacion.

Con densidad aparente promediada significa un contenido de aglutinante relativo igual tambien el promedio de la insercion absoluta de aglutinante, de modo que de acuerdo con la invencion se inserta tambien mucha menos carga calonfica en la puerta cortafuego y con ello se produce un aporte esencial para la obtencion de altas clases de resistencia al fuego. Por tanto pueden fabricarse piezas intercaladas cortafuego de acuerdo con la invencion con una proporcion de aglutinante relativamente mayor, dado que como consecuencia de la estructura de fibras fina en union con la densidad aparente mas baja esta a disposicion relativamente mas aglutinante para el material compuesto de fibras con mantenimiento por debajo simultaneo del contenido absoluto de aglutinante de la pieza intercalada de lana de roca convencional y con ello la pieza intercalada cortafuego con proporcion de aglutinante absolutamente mas baja puede ajustarse de manera correspondientemente ngida. Con otras palabras: con la pieza intercalada cortafuego de acuerdo con la invencion es posible ventajosamente crear un producto que presente con propiedades mecanicas optimizadas una insercion de aglutinante absoluta mas baja en comparacion con productos convencionales. Segun esto es adecuado como aglutinante un aglutinante organico y el intervalo preferente de la proporcion del aglutinante con respecto a la masa de fibras del elemento aislante se encuentra en el intervalo del 1 % al 2 % en peso.

El diametro geometrico promedio responsable de la finura de fibras se determina a partir de la distribucion de frecuencia del diametro de las fibras. La distribucion de frecuencia puede determinarse por medio de una muestra de lana en el microscopio. Se mide y se registra el diametro de un gran numero de fibras, resultando una distribucion sesgada a la izquierda (veanse las figuras 4 y 5).

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De manera especialmente adecuada se fabrican las fibras minerales del elemento aislante mediante una centrifugacion en el procedimiento de tambor perforado de centnfuga con una temperatura en el tambor perforado de centnfuga de al menos 1.100 °C. Debido a ello pueden fabricarse de manera sencilla fibras con diametro geometrico promedio correspondientemente bajo, estando la lana mineral obtenida con ello practicamente libre de perlas, es decir la proporcion de perlas en el material de lana mineral asciende a < 1 %, los que conlleva otra ventaja esencial en comparacion con la lana de roca convencional. La rotura de fibras y la generacion de polvo que acompana a esto se han evitado con ello de la mejor manera posible, de modo que pueden introducirse las piezas intercaladas cortafuego de acuerdo con la invencion sin problemas y libre de alteraciones en la caja de la puerta. El procedimiento de la centrifugacion interna en el procedimiento de tambor perforado de centnfuga se conoce ya para fibras minerales, con respecto a lo cual se remite expresamente al documento EP 0 551 476, al documento EP 0 583 792, al documento WO 94/04468 y al documento uS 6.284.684 para otras particularidades.

De manera especialmente ventajosa, las fuerzas de retroceso medidas como tension por compresion con el 10 % de deformacion por recalcado segun la norma DIN EN 826 del elemento aislante incorporado en la puerta cortafuego ascienden en una clase de resistencia al fuego T30 o similar a < 4 kPa, en una clase de resistencia al fuego T60 o similar a < 6 kPa y en una clase de resistencia al fuego T90 o similar a < 8 kPa. Estas fuerzas de retroceso bajas contribuyen, tal como se ha mencionado ya anteriormente, a la prolongacion de la vida util y a la evitacion de defectos mediante abombamiento de las puertas cortafuego.

En el contexto de acuerdo con la invencion pueden usarse por lo demas tambien las medidas de adicion conocidas, tales como la integracion de agentes protectores contra incendios del tipo de materiales que separan agua con calor, tales como hidroxidos metalicos, usandose en particular hidroxido de aluminio. Segun esto es conveniente que estos agentes protectores contra incendios integrados en el elemento aislante esten dispuestos en al menos una capa discreta entre las fibras minerales del elemento aislante. Esta capa discreta segun esto esta configurada de manera plana convenientemente y esta dispuesta de manera paralela a la superficie principal del elemento aislante que se encuentra por regla general como plancha. Como alternativa es posible sin embargo tambien que la distribucion del agente protector contra incendios separador de agua se realice dentro de las capas discretas en forma de tiras y/o en forma de puntos. Sin embargo es tambien posible que la sustancia deshidratante se distribuya de manera homogenea en el elemento aislante.

Ventajosamente, las piezas intercaladas cortafuego estan formadas de fibras minerales solubles en un medio fisiologico, satisfaciendo estas los requerimientos de la Directiva Europea 97/69/CE y/o los requerimientos del reglamento de sustancias peligrosas aleman parrafo IV n.° 22, de manera que se garantice una ausencia de objeciones sanitarias de las piezas intercaladas cortafuego en la fabricacion, procesamiento, uso y eliminacion. En tanto que se haga referencia a las normas o reglamentos de prueba, se aplica respectivamente la version valida para la fecha de presentacion.

A continuacion se ha indicado en una tabla 1 la composicion preferente de las fibras minerales de una pieza intercalada cortafuego de acuerdo con la invencion por intervalos en % en peso.

Tabla 1

SiO2: 39 - 55 % preferentemente 39 - 52 %

Al2O3: 16-27 % preferentemente 16-26 %

CaO: 6 - 20 % preferentemente 8 -18 %

MgO: 1 - 5 % preferentemente 1 - 4,9 %

Na2O: 0 -15 % preferentemente 2 -12 %

K2O: 0 -15 % preferentemente 2 -12 %

R2O(Na2O+K2O): 10 -14,7 % preferentemente 10 -13,5 %

P2O5: 0 - 3 % en particular 0 - 2 %

Fe2O3 (hierro total): 1,5 -15 % en particular 3,2 - 8 %

B2O3: 0 - 2 % preferentemente 0 -1 %

TiO2: 0 - 2 % preferentemente 0,4 -1 %

otros: 0 - 2,0 %

Un intervalo mas estrecho preferente de SiO2 asciende a del 39-44 %, en particular a del 40-43 %. Un intervalo mas estrecho preferente para CaO asciende a del 9,5 % al 20 %, en particular a del 10 % al 18 %.

La composicion de acuerdo con la invencion se caracteriza en particular por la combinacion de que un contenido de Al2O3 alto asciende a entre el 16 % y el 27 %, preferentemente a mas del 17 % y/o preferentemente a menos del 25 % con una suma de elementos formadores de red SiO2 y AhO3 de entre el 57 % y el 75 %, preferentemente mayor del 60 % y/o preferentemente menor del 72 %, con una proporcion de la suma de Na2O y K2O, que es relativamente alta, sin embargo se encuentra en un intervalo del 10-14,7 %, preferentemente del 10-13,5 %, con una proporcion de

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oxido de magnesio en una proporcion de al menos el 1 %.

Estas composiciones se caracterizan por un comportamiento considerablemente mejorado a temperaturas muy altas.

En relacion a AI2O3, un intervalo mas estrecho preferente asciende a del 17 % al 25,5 %, en particular a del 20 % al 25 % y en efecto preferentemente a del 21 % al 24,5 %, en particular aproximadamente a del 22-23 o el 24 % en peso.

Las buenas propiedades resistentes al fuego se obtienen en particular con ajuste del contenido de oxido de magnesio hasta al menos el 1,5 %, en particular el 2 % y en efecto preferentemente del 2 % al 5 % y a este respecto de manera especialmente preferente >2,5 % o 3 %. Una proporcion de oxido de magnesio alta repercute positivamente contra una reduccion de la viscosidad y repercute debido a ello favorablemente contra una aglomeracion del material.

En particular se prefiere que cuando la proporcion de AhO3 ascienda a >22 %, la proporcion de oxido de magnesio ascienda preferentemente a al menos el 1 %, en particular preferentemente a del 1 % al 4 %, ascendiendo otro intervalo preferente de oxido de magnesio a del 1 % al 2 % y concretamente en particular a del 1,2 % al 1,6 %. La proporcion de oxido de aluminio esta limitada preferentemente al 25 % para obtener una temperatura de lfquido suficientemente baja. Si la proporcion de oxido de aluminio se encuentra en un intervalo de aproximadamente el 17 % al 22 %, la proporcion de oxido de magnesio asciende preferentemente a al menos el 2 %, en particular aproximadamente a del 2 % al 5 %.

Una pieza intercalada cortafuego con las caractensticas definidas anteriormente representa un componente manipulable por sf solo que se suministra por regla general por parte del fabricante de fibras minerales a los fabricantes de puertas cortafuego. Esta se caracteriza justamente por las ventajas descritas anteriormente con el foco de atencion en la estabilidad elevada, accion aislante y comportamiento de proteccion contra incendios como peso reducido.

A continuacion se describen formas de realizacion preferentes de la invencion por medio del dibujo. En este muestra

la figura 1

la figura 2

la figura 3

la figura 4 la figura 5

una puerta cortafuego de acuerdo con la invencion representada en corte con pieza intercalada cortafuego de acuerdo con al invencion asf como

una forma de realizacion modificada de una pieza intercalada cortafuego con adicionalmente agente de proteccion contra incendios integrado,

un diagrama de un ensayo comparativo en el contexto de una prueba de conductividad termica a 400 °C,

un histograma de fibras tfpico de una lana de roca convencional y un histograma de fibras tfpico de la lana mineral de acuerdo con la invencion.

La puerta cortafuego designada en la figura 1 generalmente con 1 se ajusta en una abertura para puerta del muro de una habituacion 2 protegida contra incendios con un suelo 3 con tope inferior 4 y un techo 5 con tope superior 6. La estructura de la puerta cortafuego 1 puede distinguirse arriba con 7 y abajo con 8 parcialmente. Ademas estan presentes dos cubiertas de chapa de acero 9 y 10. En el interior del espacio 11 rodeado por la cubierta de chapa de acero 9 y 10 esta dispuesta una pieza intercalada cortafuego 13 de acuerdo con la invencion. Con 12 esta indicado esquematicamente un cierre automatico que no forma el objeto de la invencion.

La pieza intercalada cortafuego 13, que esta colocada entre las cubiertas de chapa de acero 9 y 10 de la puerta cortafuego 1, esta compuesta en el caso de ejemplo de una plancha de fibras de lana mineral, cuya composicion esta indicada en la columna derecha de la tabla 3, de modo que se encuentra una proporcion de masa alcalina/alcalinoterrea < 1 y una estructura de fibras fina con un diametro geometrico promedio de las fibras de 3,2 |im. De esto resulta una estructura de fibras dimensionada de manera muy fina de la estructura de lana mineral de acuerdo con la invencion con una reticulacion estrecha como consecuencia del numero elevado de puntos de entrecruzamiento del material compuesto de fibras.

La figura 2 muestra otra forma de realizacion de una pieza intercalada cortafuego 13, en la que esta incorporada o integrada una capa 14 de sustancia deshidratante con accion de calor y concretamente en alineacion plana de manera paralela a las dos superficies principales 15 y 16 del elemento aislante configurado como plancha. Como sustancia deshidratante se usa segun esto en particular hidroxido de aluminio. La capa 14 puede estar prevista segun esto de manera continua, sin embargo opcionalmente tambien en forma de tiras y/o en forma de puntos. En lugar de una capa discreta 14 pueden estar previstas en caso necesario tambien varias capas discretas o la sustancia deshidratante puede estar prevista tambien de manera homogeneamente distribuida.

En un ensayo se comparo respectivamente una pieza intercalada cortafuego incorporada en una puerta cortafuego de lana de roca convencional y una pieza intercalada cortafuego de acuerdo con la invencion de una denominada

prueba de gran incendio segun la norma DIN 4102, parte 5, con el que se sometio a prueba el cumplimiento de la clase de resistencia al fuego T90. Con dimensiones identicas de las dos puertas cortafuego con la dimension modular de 1000 mm x 2125 mm y un espesor de 65 mm, que corresponde a un espesor de la pieza intercalada cortafuego de 63 mm asciende la densidad aparente de la pieza intercalada cortafuego convencional a 210 kg/m3 5 con un contenido de aglutinante del 0,9 % en peso con un diametro geometrico promedio de 4,4 |im y la de la pieza intercalada cortafuego de acuerdo con la invencion a 120 kg/m3 con un contenido de aglutinante del 1,5 % en peso con un diametro geometrico promedio de 3,2 |im.

Tras una duracion de ensayo de 90 minutos no se sobrepaso el aumento de temperatura maximo permitido de 180 K en el lado de la puerta cortafuego opuesto al incendio en ningun punto de medicion predeterminado segun la norma 10 DIN 4102, parte 5. Tampoco se detecto en ningun sitio una salida de las llamas que se basaban en una combustion de la carga calonfica organica.

La siguiente tabla 2 resume los valores de medicion de este ensayo, reproduciendose de la totalidad de los puntos de medicion aquellos que estan dispuestos espacialmente en la zona crftica superior de la puerta en los sitios de mayor carga de temperatura.

15 Tabla 2

punto de medicion: pieza intercalada cortafuego de acuerdo con la invencion pieza intercalada cortafuego convencional diferencia

6: 144 K 179 K 35 K

12: 142 K 170 K 28 K

13: 133 K 170 K 37 K

14: 133 K 146 K 13 K

15: 133 K 159 K 26 K

La tabla 2 muestra por consiguiente que de hecho las dos construcciones cumplen los requerimientos para un cumplimiento en la clase de resistencia al fuego T90, consiguiendose sin embargo esto en el caso de la puerta cortafuego dotada de una pieza intercalada cortafuego de acuerdo con la invencion con un componente mas ligero 20 incluso por encima del 40 % en comparacion con una pieza intercalada cortafuego de lana de roca convencional.

Tal como resulta ademas de las diferencias de temperatura indicadas en la tabla 2, la puerta cortafuego con la pieza intercalada cortafuego de acuerdo con la invencion presenta una resistencia al fuego claramente mejor, de modo que en particular esta presente aun otro potencial para la reduccion del peso y ahorro del material en comparacion con la pieza intercalada cortafuego convencional.

25 Los correspondientes ensayos comparativos se realizaron tambien para la comprobacion de la clase de resistencia al fuego t30 y T60, de modo que por tanto la medicion se realiza tras 30 minutos o 60 minutos. La pertinente norma DIN 4102 parte 5 predetermina segun esto un plan de ocupacion con respecto a la posicion de los puntos de medicion individuales MW. A este respecto, para un ensayo con exito deben existir dos criterios. El primer criterio consiste en que los puntos de medicion MW 1-5 deben ser en promedio < 140 K. El otro criterio consiste en que 30 todos los valores individuales, o sea en puntos de medicion MW 1-17, deben ser estos respectivamente <180 K. Esto se aplica tanto para la prueba de T30, de T60, como tambien la prueba de T90 descrita anteriormente. A su vez se comparo un elemento aislante de IM de acuerdo con la invencion (IM significa lana mineral de acuerdo con la invencion) con un elemento aislante de lana de roca convencional, en este caso tipo Sillan40. Los resultados estan representados segun esto en la tabla 3, indicandose para los puntos de medicion MW 1-5 respectivamente el valor 35 promedio en Kelvin y aun los valores individuales de los puntos de medicion MW 16 y 17 estan expuestos igualmente en Kelvin. Los puntos de medicion MW 6 a 15 no estan contenidos en las tablas, sin embargo cumplfan tambien los criterios con respecto a esto.

El elemento aislante de IM en estos ensayos tiene una densidad aparente ampliamente mas baja que la lana de roca convencional. Asf, la densidad aparente del elemento aislante de IM para t30 ascendfa a solo 83 kg/m3, mientras 40 que la densidad aparente de la lana de roca convencional Sillan40 ascendfa a 147 kg/m3. Para T60, la densidad aparente del elemento aislante de IM ascendfa a 120 kg/m3, por el contrario de Sillan40 a 294 kg/m3. Es decir, la pieza intercalada cortafuego con el elemento aislante de acuerdo con la invencion cumple las condiciones de prueba con densidades aparentes ampliamente mas bajas que el elemento aislante de lana de roca convencional (tipo Sillan40).

45 Tabla 3

Valores de medicion de T30 tras 30 min: Valores de medicion de T60 tras 60 min

Puntos de medicion: IM Sillan40 Puntos de medicion IM Sillan40

MW 1-5: 63,8 94 MW 1-5 133 105

5

10

15

20

25

30

35

(continuacion)

Puntos de medicion: IM Sillan40 Puntos de medicion IM Sillan40

16: 94,1 165 16 165 158

17: 84 160 17 174 168

densidad aparente de IM 83 kg/m3 densidad aparente de IM 120 kg/m3 densidad aparente de Sillan40 147 kg/m3 densidad aparente de Sillan40 294 kg/m3

En un segundo ensayo se sometio una pieza intercalada cortafuego de acuerdo con la invencion a ensayos de incendio, concretamente los denominados ensayos de incendio pequeno segun la norma DIN 18089-1, que como pruebas de correlacion se basan en los resultados de pruebas de incendio grande, y el resultado del ensayo de incendio pequeno se comparo con el resultado de una prueba de incendio pequeno para una pieza intercalada cortafuego autorizada de lana de roca convencional, sometiendose a estudio el cumplimiento de la clase de resistencia al fuego T30.

Con iguales dimensiones externas identicas de 500 mm x 500 mm y un espesor de 52 mm, la densidad aparente de la pieza intercalada cortafuego de lana de roca convencional asciende a 140 kg/m3 con un diametro geometrico promedio de 4,4 |im y la de la pieza intercalada cortafuego de acuerdo con la invencion a 80 k/m3 con un diametro geometrico promedio de 3,2 |im. El contenido de aglutinante no desempena en esta prueba ningun papel, dado que en este caso mediante la disposicion de ensayo se mide unicamente el paso de calor por el producto como parametro decisivo para el comportamiento frente a incendios.

Como valor lfmite para el cumplimiento de los criterios de la clase de resistencia al fuego T30, la autorizacion para la pieza intercalada cortafuego de lana de roca convencional con las dimensiones y densidades mencionadas determina que al final del tiempo de ensayo de 30 minutos no debe superar ningun valor individual de los ensayos realizados de manera multiple un aumento de temperatura de 100 K en el lado opuesto al fuego. Este valor lfmite se deriva del aumento de temperatura maximo en el lado fno de la prueba de incendio pequeno realizada como prueba de correlacion de manera paralela a una prueba de incendio grande existente con exito. Con iguales dimensiones externas ascendfa segun esto el aumento de temperatura maximo de la pieza intercalada cortafuego de acuerdo con la invencion tras 30 minutos ventajosamente unicamente a 62 K.

El ensayo de comparacion para una clasificacion en la clase de resistencia al fuego T30 muestra que la pieza intercalada cortafuego de acuerdo con la invencion cumple excesivamente los requerimientos de valor lfmite de la pieza intercalada cortafuego convencional autorizada, aunque con la pieza intercalada cortafuego de acuerdo con la invencion se encontraba un elemento mas ligero en aproximadamente un 40 % en comparacion con la pieza intercalada cortafuego convencional de lana de roca convencional.

La gran diferencia de la pieza intercalada cortafuego de acuerdo con la invencion de 38 K del valor individual maximo del aumento de temperatura en el lado opuesto al fuego abre por consiguiente posibilidades para otra reduccion de peso y/o aumento de la proporcion relativa de aglutinante organico en el elemento de proteccion contra incendios de acuerdo con la invencion.

La respectiva composicion en % en peso de la pieza intercalada cortafuego convencional, por tanto formada de lana de roca convencional como tambien de la pieza intercalada cortafuego de acuerdo con la invencion resulta de la tabla 3, presentando ambas piezas intercaladas cortafuego un punto de fusion de al menos 1000 °C segun la norma DIN 4102 parte 17.

Tabla 4

Composicion

Material: pieza intercalada cortafuego convencional pieza intercalada cortafuego de acuerdo con la invencion

SiO2: 57,2 41,2

Al2O3: 1,7 23,7

Fe2O3: 4,1 5,6

TiO2: 0,3 0,7

CaO: 22,8 14,4

MgO: 8,5 1,5

Na2O: 4,6 5,4

K2O: 0,8 5,2

(continuacion)

Composicion

P2O5: 0,75

MnO: 0,6

SrO: 0,5

BaO: 0,34

Total: 100 99,89

En la figura 3 esta representada la serie de medicion de un ensayo de conductividad termica a 400 °C por medio de la densidad aparente en forma de un diagrama. Los resultados de medicion se determinaron segun la norma DIN 5 52612-1 con un denominado aparato de dos placas.

A partir de este diagrama es evidente de manera sencilla que el potencial de ahorro en relacion con puertas cortafuego usando la lana mineral de acuerdo con la invencion en comparacion con la lana de roca convencional es posible y en efecto a modo de ejemplo para dos densidades aparentes de 65 kg/m3 y 90 kg/m3. La misma conductividad termica de 116 mW/mK, que se consigue con lana de roca convencional con una densidad aparente 10 de 65 kg/m3, se obtiene con la lana mineral de acuerdo con la invencion ya con una densidad aparente de aproximadamente 45 kg/m3, es decir con un ahorro de peso de aproximadamente un 31 %. De manera analoga se obtiene con una densidad aparente de 90 kg/m3 de la lana de roca convencional mediante la lana mineral de acuerdo con la invencion un ahorro de peso de aproximadamente un 33 %.

Finalmente, la figura 4 muestra para la lana de roca convencional mencionada en la descripcion un histograma de 15 fibras rtpico de una pieza intercalada cortafuego, indicando la figura 5 uno de las fibras de una pieza intercalada cortafuego de acuerdo con la invencion.

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

REIVINDICACIONES

1. Puerta cortafuego (1) que presenta una clase de resistencia al fuego normativa o similar, con una estructura de marco en el lado periferico y cubiertas de chapa de acero en ambos lados (9, 10), entre las cuales esta colocada una pieza intercalada cortafuego (13) con una estabilidad frente a la temperatura para el cumplimiento de los requerimientos de las clases de resistencia al fuego normativas o similares, que esta formada por al menos un elemento aislante en forma de una plancha, reforzada mediante un aglutinante, de fibras minerales solubles en un medio fisiologico, caracterizada porque la composicion de las fibras minerales del elemento aislante presenta una proporcion de masa alcalina/alcalinoterrea < 1, y porque la estructura de fibras del elemento aislante se determina mediante un diametro de fibra geometrico promedio < 4 |im, una proporcion del aglutinante con respecto a la masa del contenido de fibras del elemento aislante en el intervalo del 1 % al 3 % en peso y una densidad aparente en el intervalo de 60 kg/m3 a 130 kg/m3, ascendiendo la densidad aparente en una clase de resistencia al fuego T30 o similar a de 60 kg/m3 a 80 kg/m3, preferentemente a 70 kg/m3, en una clase de resistencia al fuego T60 o similar a de 80 kg/m3 a 110 kg/m3, preferentemente a 100 kg/m3, y en una clase de resistencia al fuego T90 o similar a de 110 kg/m3 a 130 kg/m3, preferentemente a 120 kg/m3.
2. Puertas cortafuego segun la reivindicacion 1, caracterizadas porque el aglutinante es un aglutinante organico, tal como resina de fenol-formaldetudo.
3. Puerta cortafuego segun las reivindicaciones 1 o 2, caracterizada porque la proporcion del aglutinante con respecto a la masa de fibras del elemento aislante se encuentra en el intervalo del 1 % al 2 % en peso.
4. Puerta cortafuego segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el elemento aislante presenta un punto de fusion segun la norma DIN 4102, parte 17 de > 1.000 °C.
5. Puerta cortafuego segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las fibras minerales del elemento aislante se preparan mediante una centrifugacion interna en el procedimiento de tambor perforado de centnfuga con una temperatura en el tambor perforado de centnfuga de al menos 1.100 °C.
6. Puerta cortafuego segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque en este caso las fuerzas de retroceso medidas como tension por compresion con el 10 % de deformacion por recalcado segun la norma DIN EN 826 del elemento aislante incorporado en la puerta cortafuego son en una clase de resistencia al fuego T30 o similar < 4 kPa, en una clase de resistencia al fuego T60 o similar < 6 kPa y en una clase de resistencia al fuego T90 o similar < 8 kPa.
7. Puerta cortafuego segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque en el elemento aislante esta integrada una sustancia deshidratante con accion de calor, preferentemente hidroxido de aluminio.
8. Puerta cortafuego segun la reivindicacion 7, caracterizada porque la sustancia deshidratante esta dispuesta en al menos una capa discreta integrada entre las fibras minerales del elemento aislante, estando configurada la capa discreta preferentemente de manera plana y estando dispuesta de manera paralela a las dos superficies principales del elemento aislante.
9. Puerta cortafuego segun la reivindicacion 7, caracterizada porque la sustancia deshidratante se encuentra distribuida de manera homogenea en el elemento aislante.
10. Puerta cortafuego segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las fibras minerales del elemento aislante con respecto a su solubilidad en un medio fisiologico satisfacen los requerimientos de la Directiva Europea 97/69/CE y/o los requerimientos del reglamento de sustancias peligrosas aleman parrafo IV n.° 22.
11. Puerta cortafuego segun la reivindicacion 10, caracterizada por los siguientes intervalos de la composicion qmmica de las fibras minerales del elemento aislante en % en peso:

SiO2

39 - 55 % preferentemente 39 - 52 %

Al2O3

16-27 % preferentemente 16-26 %

CaO

6 - 20 % preferentemente 8 -18 %

MgO

1 - 5 % preferentemente 1 - 4,9 %

Na2O

0 -15 % preferentemente 2 -12 %

K2O

0 -15 % preferentemente 2 -12 %

R2O(Na2O+K2O)

10 -14,7 % preferentemente 10 -13,5 %

P2O5

0 - 3 % en particular 0 - 2 %

Fe2O3 (hierro total)

1,5 -15 % en particular 3,2 - 8 %

B2O3

0 - 2 % preferentemente 0 -1 %

TiO2

0 - 2 % preferentemente 0,4 -1 %

otros

0 - 2,0 %
12. Puerta cortafuego segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el elemento aislante presenta una proporcion de perlas < 1 %.
13. Pieza intercalada cortafuego para una puerta cortafuego segun el preambulo de la reivindicacion 1, caracterizada por un elemento aislante con las caractensticas representativas al menos de una de las

5 reivindicaciones 1 a 12.