ES2757273B2

ES2757273B2 - Device and test method for fire resistance of samples of delimiting construction elements

Info

Publication number: ES2757273B2
Application number: ES201800243A
Authority: ES
Inventors: Menendez Orlando Abreu; Ipina Alain Alonso; Portilla Daniel Alvear; Urrutia Mariano Lazaro; Urrutia Pedro Lazaro
Original assignee: Universidad de Cantabria
Current assignee: Universidad de Cantabria
Priority date: 2018-10-25
Filing date: 2018-10-25
Publication date: 2021-03-24
Anticipated expiration: 2038-10-25
Also published as: ES2757273A1

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Dispositivo y método de ensayo de resistencia al fuego de muestras de elementos constructivos delimitadoresDevice and test method for fire resistance of samples of delimiting construction elements

Campo de la invenciónField of the invention

El sector de la técnica es el de la seguridad contra incendios, más concretamente, los ensayos de elementos constructivos a altas temperaturas (>800°C). Los productos con función delimitadora en las construcciones se someten a ensayos de resistencia al fuego a altas temperaturas (> 800°C) con el objetivo de comprobar su comportamiento.The technical sector is that of fire safety, more specifically, testing of construction elements at high temperatures (> 800 ° C). Products with a delimiting function in buildings are subjected to fire resistance tests at high temperatures (> 800 ° C) in order to verify their behavior.

Antecedentes de la invenciónBackground of the invention

Los productos e instalaciones que forman parte de una edificación, en relación a sus propiedades de resistencia al fuego, deben cumplir con las especificaciones que están recogidas en el Documento Básico de Seguridad en caso de Incendio (DB-SI) [1] incluido en el código técnico de la edificación (CTE) [2] que es de aplicación nacional desde el año 2006.The products and facilities that are part of a building, in relation to their fire resistance properties, must comply with the specifications that are included in the Basic Fire Safety Document (DB-SI) [1] included in the technical building code (CTE) [2] that has been applied nationally since 2006.

El CTE surge como consecuencia de la aplicación del Real Decreto 3 14/2006 [1] como trasposición de la directiva europea 305/2006 [2], por el cual quedan establecidas condiciones para la comercialización de productos de construcción en el ámbito de la unión europea, quedando derogada la anterior Directiva 89/106/CEE que regulaba las características técnicas que debían cumplir los productos e instalaciones en una edificación.The CTE arises as a consequence of the application of Royal Decree 3 14/2006 [1] as a transposition of the European directive 305/2006 [2], which establishes conditions for the commercialization of construction products within the scope of the Union European Union, being repealed the previous Directive 89/106 / CEE that regulated the technical characteristics that the products and installations in a building had to fulfill.

Para poder certificar un elemento constructivo, requisito indispensable para su venta, dentro del DB-SI se recoge la norma UNE-EN 1363 [3] que indica los ensayos y requisitos que deben cumplir, según la sectorización y función o uso (oficina, escuela, garaje, domicilio, etc.) que desempeña el elemento dentro del recinto que es sectorizado.In order to certify a construction element, an essential requirement for its sale, within the DB-SI standard UNE-EN 1363 [3] is included, which indicates the tests and requirements that must be met, according to the sectorization and function or use (office, school , garage, home, etc.) performed by the element within the enclosure that is sectorized.

Dada la tipología y método de certificación de los elementos constructivos que deben someterse a las normas anteriormente citadas para la obtención de su certificado, habitualmente son ensayados en la última fase de desarrollo del producto, no siendo hasta este momento cuando se obtiene la validez o no del mismo. Este proceso de diseño mediante prueba - error resulta especialmente costoso en tiempo y dinero debido a que los resultados no son obtenidos hasta el final del desarrollo del producto, pudiéndose dar el caso de que el tiempo y dinero invertido en el desarrollo del producto no obtenga los resultados esperados, debiendo incluso realizar numerosos ensayos de certificación. Es, por tanto, que resulta de especial relevancia disponer de métodos basados en criterios científico-técnicos en relación con los factores que afectan a su comportamiento frente al fuego, de tal forma que se pueda llegar a disponer de elementos objetivos que, en la fase de desarrollo de un nuevo producto o de mejora de uno existente, permitan introducir mejoras o modificaciones antes de llegar a una fase final de ensayo de certificación.Given the type and method of certification of the construction elements that must be subject to the aforementioned standards to obtain their certificate, they are usually tested in the last phase of product development, not being until this moment when the validity is obtained or not. of the same. This process of design by trial - error is especially costly in time and money because the results are not obtained until the end of the product development, and it may be the case that the time and money invested in the development of the product does not obtain the results. expected results, even having to carry out numerous certification tests. It is, therefore, that it is of special relevance to have methods based on scientific-technical criteria in relation to the factors that affect their behavior in the face of fire, in such a way that it is possible to have objective elements that, in the phase development of a new product or improvement of an existing one, allow improvements or modifications to be made before reaching a final certification test phase.

Disponer de estos criterios seria de gran utilidad debido a lo costoso de la realización, por el método de prueba y error, un prototipo completo, ensayarlo y realizar modificaciones para volver a ensayarlo con los consiguientes nuevos costes implicados. La disponibilidad de unos criterios y pautas, particularmente en fases intermedias del desarrollo del producto, que predigan los resultados o muestren una tendencia de los mismos frente al ensayo final de certificación, sin necesidad de realizar numerosos ensayos de prueba y error con el producto en su fase final de desarrollo, supone un ahorro en tiempo en el diseño y de dinero por los costes implicados a la realización de los susodichos ensayos. Having these criteria would be very useful due to the cost of realization, by the trial and error method, a complete prototype, testing it and making modifications to retest it with the consequent new costs involved. The availability of criteria and guidelines, particularly in intermediate phases of the product development, that predict the results or show a trend of the same against the final certification test, without the need to carry out numerous trial and error tests with the product in its final phase of development, represents a saving in design time and money due to the costs involved in carrying out the aforementioned tests.

La ingeniería de la seguridad contra incendios ofrece soluciones a este problema, mostrando resultados de diferentes diseños. Habitualmente las metodologías mas comunes cuando se desea analizar el comportamiento de los materiales, productos y sistemas completos son los ensayos a altas temperaturas del elemento a escala, ensayos a tamaño real en hornos, aunque sin ser ensayos de certificación o bien ensayos de parte de los elementos del conjunto a tamaño real.Fire safety engineering offers solutions to this problem, showing results from different designs. Usually the most common methodologies when it is desired to analyze the behavior of materials, products and complete systems are tests at high temperatures of the scale element, real-size tests in furnaces, although without being certification tests or tests by part of the elements of the set in real size.

Con estas técnicas se consigue obtener un conocimiento aproximado del producto, estructura, elemento constructivo, etc. ante una situación de fuego real donde en muchas ocasiones es imposible realizar ensayos a escala real por inviabilidad técnica o económica. Todas estas técnicas ingenieriles no son excluyentes del correspondiente ensayo de certificación, simplemente suponen un mecanismo para descartar diseños erróneos sin necesidad de la realización de ensayos de certificación.With these techniques it is possible to obtain an approximate knowledge of the product, structure, construction element, etc. in a real fire situation where in many occasions it is impossible to carry out full-scale tests due to technical or economic infeasibility. All these engineering techniques are not exclusive of the corresponding certification test, they simply represent a mechanism to rule out erroneous designs without the need for certification tests.

La realización de ensayos a escala real como los que en ocasiones se realizan y que se citan en [4], supone la situación ideal de ensayo para elementos constructivos (tanto estructurales como delimitadores) puesto que todos ellos son ensayados en las condiciones de servicio, sin limitaciones de tamaño y con las cargas de servicio. Lógicamente el coste de realizar una campaña de ensayos a escala real es muy superior al coste de cualquier campaña de ensayos de elementos individuales o ensayos a escala, por ello, los ensayos a escala real en condiciones de uso final carecen de viabilidad técnica o económica, en otras palabras, es inviable llevar a cabo la construcción de un edificio para posteriormente provocar un incendio y comprobar cómo se comportan los elementos constructivos que lo componen. El trabajo desarrollado en el Building Research Establishment's Cardington Laboratory [4] supone una de las pocas excepciones. En este trabajo se construyó un edificio de 33 metros de altura y 21 m x 45 m de planta, con varios pisos en estructura metálica. Posteriormente se realizaron diferentes ensayos con fuego real para ver los efectos del mismo sobre columnas y vigas.Carrying out full-scale tests such as those sometimes carried out and cited in [4], supposes the ideal test situation for constructive elements (both structural and delimiting) since all of them are tested under service conditions, without size limitations and service loads. Logically, the cost of carrying out a full-scale testing campaign is much higher than the cost of any single element testing campaign or full-scale testing, therefore, full-scale testing under end-use conditions lack technical or economic feasibility, In other words, it is unfeasible to carry out the construction of a building to later cause a fire and check how the constructive elements that compose it behave. The work carried out at the Building Research Establishment's Cardington Laboratory [4] is one of the few exceptions. In this work, a building 33 meters high and 21 mx 45 m high was built, with several floors in a metallic structure. Subsequently, different tests were carried out with real fire to see the effects of it on columns and beams.

Por ello, el empleo de hornos de dimensiones reducidas (como los citados en [5]-[13]) es una de las metodologías mas empleadas para el análisis de elementos constructivos no estructurales como paneles separadores, ventanas, puertas, falsos techos, etc. A continuación, se exponen algunos de los trabajos más representativos realizados.For this reason, the use of small ovens (such as those mentioned in [5] - [13]) is one of the most widely used methodologies for the analysis of non-structural construction elements such as partition panels, windows, doors, false ceilings, etc. . Here are some of the most representative works carried out.

El empleo de hornos para ensayos de elementos individuales es una técnica muy común, particularmente en el estudio y análisis de vigas y columnas de una edificación. Las vigas o columnas ensayadas a altas temperaturas en ocasiones son sometidas a cargas durante el calentamiento. Así por ejemplo los trabajos de [5] y [6] estudian los efectos de los tipos de uniones y los efectos del calentamiento en las vigas en "I” no arriostradas mientras se encuentran a altas temperaturas. Estos trabajos se exponen como ejemplos del empleo de pequeños hornos para la experimentación, puesto que la tipología del horno hace que estén diseñados para el estudio estructural de los elementos, es decir, el análisis y estudio de las fuerzas internas.The use of furnaces for testing individual elements is a very common technique, particularly in the study and analysis of beams and columns of a building. Beams or columns tested at high temperatures are sometimes subjected to loads during heating. For example, the works of [5] and [6] study the effects of the types of joints and the effects of heating in non-braced "I" beams while they are at high temperatures. These works are presented as examples of the use of small furnaces for experimentation, since the typology of the furnace means that they are designed for the structural study of the elements, that is, the analysis and study of internal forces.

Los hornos de dimensiones más reducidas que las del ensayo de certificación son habituales también para la certificación de elementos no estructurales, tales como separadores, ventanas, puertas, falsos techos... que deben ser certificados antes de su puesta en venta.Furnaces of smaller dimensions than those of the certification test are also common for the certification of non-structural elements, such as partitions, windows, doors, false ceilings ... which must be certified before they are put on sale.

Sin embargo, los hornos empleados en los trabajos [5] y [6] presentan unas dimensiones de un tamaño considerable, lo que implica un mayor gasto energético para elevar las temperaturas de las muestras. Además, dichos hornos empleados en sendos trabajos cuentan con una estructura diseñada para aplicar carga a la muestra ensayada. Estos mecanismos hacen que las estructuras de ambos hornos sean más complejas y más costosos de ensayar. However, the ovens used in works [5] and [6] have a considerable size, which implies a greater energy expenditure to raise the temperatures of the samples. In addition, said furnaces used in both jobs have a structure designed to apply a load to the tested sample. These mechanisms make the structures of both furnaces more complex and more expensive to test.

En los trabajos [7] y [8] se estudia el comportamiento a altas temperaturas de diferentes configuraciones tanto de los perfiles que sustentan los paneles de yeso laminado, como de la tipología de paneles de yeso laminado respectivamente. Estos sistemas de paneles son empleados en la sectorización de edificios y fueron analizados en diversas configuraciones en sendos hornos de pequeña escala para ver su respuesta a altas temperaturas.In works [7] and [8] the behavior at high temperatures of different configurations of both the profiles that support the laminated gypsum panels and the type of laminated gypsum panels, respectively, is studied. These panel systems are used in the sectorization of buildings and were analyzed in various configurations in two small-scale furnaces to see their response to high temperatures.

En el trabajo [9] se emplea un horno con unas dimensiones similares al del ensayo de certificación para analizar el comportamiento de puertas cortafuego a altas temperaturas, en unos ensayos previos al correspondiente ensayo de certificación.In the work [9] a furnace with dimensions similar to that of the certification test is used to analyze the behavior of fire doors at high temperatures, in tests prior to the corresponding certification test.

En el estudio [10] se realiza un completo análisis sobre los factores que afectan a la integridad de una puerta cortafuegos cuando se somete a altas temperaturas. Este trabajo se desarrolla ejecutando ensayos en horno y con muestras, de igual manera que los ensayos de certificación.In the study [10] a complete analysis is carried out on the factors that affect the integrity of a fire door when it is subjected to high temperatures. This work is carried out by executing tests in the oven and with samples, in the same way as the certification tests.

En [11] se analiza el comportamiento de puertas de madera empleadas en la sectorización de espacios en el interior del edificio. En este trabajo se emplea un horno como los utilizados en las pruebas de certificación.In [11] the behavior of wooden doors used in the sectorization of spaces inside the building is analyzed. This work uses an oven like those used in the certification tests.

En el trabajo [12] se emplea un horno en miniatura para estudiar el comportamiento a altas temperaturas de paneles de fibra reforzados, aunque en este caso el uso de estos paneles es exclusivamente en el campo de la náutica. A pesar de que el campo de aplicación de estos paneles no pertenece al ámbito de la construcción, el método de ensayo, mediante un horno de dimensiones aproximadas de 1,07 x 1,07 m2, es similar al empleado en [13].In the work [12] a miniature oven is used to study the behavior of reinforced fiber panels at high temperatures, although in this case the use of these panels is exclusively in the nautical field. Although the field of application of these panels does not belong to the field of construction, the test method, using a furnace of approximate dimensions of 1.07 x 1.07 m2, is similar to that used in [13].

En el trabajo [13] se ensaya y analiza el comportamiento a altas temperaturas de varias configuraciones de sistemas de sectorización mediante paneles de yeso laminado empleando un horno en miniatura con unas dimensiones aproximadas de 1,25 x 1,05 m2.In the work [13] the behavior at high temperatures of various configurations of sectorization systems using laminated gypsum panels is tested and analyzed using a miniature oven with approximate dimensions of 1.25 x 1.05 m2.

Respecto al horno horizontal empleado en el trabajo [13], las muestras ensayadas son de un tamaño tal que implica que los ensayos sean más costosos. Además, este horno funciona gracias a la quema de hidrocarburos y posee extracción de humos, lo que implica un mayor coste de desarrollo y construcción.Regarding the horizontal furnace used in the work [13], the tested samples are of such a size that the tests are more expensive. In addition, this furnace works thanks to the burning of hydrocarbons and has smoke extraction, which implies a higher development and construction cost.

En el trabajo [12], la tipología del horno hace que los ensayos impliquen un mayor gasto económico. La preparación de las muestras implica un gasto mayor de material debido a sus dimensiones (aproximadas de 0.90 x 0.71 m2) y un mayor gasto de combustible del horno debido a que para conseguir temperaturas elevadas (similares a las del ensayo de certificación) se requiere mayor tiempo de funcionamiento para ese tamaño de muestras. Además, el horno empleado en [12] permite aplicar una carga estructural sobre el panel, propiedad que hace que sea más complejo el ensaño y el horno. Los elementos que se deben ensayar para la obtención de su certificado no son sometidos a cargas estructurales según norma, por lo que ésta característica no es necesaria.In the work [12], the type of oven makes the tests imply a greater economic expense. The preparation of the samples implies a greater expenditure of material due to its dimensions (approximately 0.90 x 0.71 m2) and a greater expenditure of fuel for the furnace due to the fact that higher temperatures (similar to those of the certification test) are required uptime for that sample size. Furthermore, the furnace used in [12] allows a structural load to be applied to the panel, a property that makes the furnace and the furnace more complex. The elements that must be tested to obtain their certificate are not subjected to structural loads according to the standard, so this characteristic is not necessary.

En los trabajos [7] y [8] se emplean los hornos y muestras de dimensiones inferiores a las de los ensayos de certificación. La desventaja del tamaño de las muestras empleadas en estos trabajos es el empleo de muestras de dimensiones que implican un elevado coste de elaboración y preparación. Además, los ensayos con unas muestras de estas dimensiones requieren un elevado tiempo de ensayo para alcanzar temperaturas similares a las requeridas en los ensayos de certificación (1000°C), por lo que requiere un elevado gasto en combustible para la ejecución de los ensayos. El horno planteado en el trabajo [9] es de unas dimensiones similares a las de los empleados en los ensayos de certificación. Además, la duración del ensayo es muy similar a las de las pruebas de certificación. Estas dos circunstancias implican un mayor coste económico en la preparación de las muestras y un mayor gasto de combustible durante el ensayo, el cual es muy elevado para conseguir altas temperaturas. La metodología de ensayo de este trabajo implica realizar un ensayo similar al de certificación para modificación en las muestras ensayadas.In works [7] and [8] the furnaces and samples of dimensions smaller than those of the certification tests are used. The disadvantage of the size of the samples used in these works is the use of samples of dimensions that imply a high cost of processing and preparation. In addition, tests with samples of these dimensions require a long test time to reach temperatures similar to those required in the certification tests (1000 ° C), thus requiring a high cost of fuel for the execution of the tests. The oven proposed at work [9] is of similar dimensions to those used in the certification tests. In addition, the duration of the Essay is very similar to those for certification tests. These two circumstances imply a greater economic cost in the preparation of the samples and a greater consumption of fuel during the test, which is very high to achieve high temperatures. The testing methodology of this work involves performing a test similar to the certification test for modification on the tested samples.

El estudio realizado en [10] emplea un horno de gran tamaño, similar al de las pruebas de certificación. Los ensayos realizados se ejecutan con muestras de gran tamaño. Pese a que se ensayaron varias muestras a la vez, con el consecuente ahorro de tiempo, el tamaño de las muestras y el tiempo necesario para ejecutar el ensayo supone una desventaja económica, puesto que requiere mucho gasto de combustible para cumplir con ese tiempo de ensayo.The study carried out in [10] uses a large furnace, similar to that of the certification tests. The tests carried out are carried out with large samples. Despite the fact that several samples were tested at the same time, with the consequent saving of time, the size of the samples and the time necessary to execute the test is an economic disadvantage, since it requires a lot of fuel consumption to comply with that test time .

El horno empleado en [11] es de un tamaño similar al de los ensayos de certificación. Las muestras empleadas en este trabajo son de grandes dimensiones, las mismas dimensiones que el producto final, lo que implica un mayor gasto económico a la hora de ensayar puesto que la preparación de estas muestras es más cara al gastar más material y la duración de los ensayos implica un gasto elevado de combustible.The furnace used in [11] is of a size similar to that of the certification tests. The samples used in this work are large, the same dimensions as the final product, which implies a greater economic expense when testing since the preparation of these samples is more expensive by spending more material and the duration of the tests. Testing involves high fuel consumption.

Los trabajos anteriores [11] a [13] tienen en común un tamaño de muestras en los cuales en su preparación para los ensayos se emplean grandes cantidades de material, llegando alguno de ellos a tener unas dimensiones iguales a las del producto final. Todo esto conlleva ensayar en hornos cuyo tamaño sean grandes. Estas dimensiones del horno conllevan un gasto de combustible elevado para conseguir temperaturas similares a las del ensayo de certificación. Para acciones de pre-desarrollo de producto en donde se requiere conocer a priori el impacto de diferentes modificaciones en el producto resultan, por tanto de más difícil aplicación.The previous works [11] to [13] have in common a sample size in which large quantities of material are used in their preparation for the tests, some of them having dimensions equal to those of the final product. All this entails testing in ovens that are large in size. These dimensions of the furnace entail a high fuel consumption to achieve temperatures similar to those of the certification test. For product pre-development actions where it is required to know a priori the impact of different modifications on the product, they are therefore more difficult to apply.

ReferenciasReferences

[1] Real Decreto 314/2006, de 17 de marzo, por el que se aprueba el Código Técnico de la Edificación.[1] Royal Decree 314/2006, of March 17, approving the Technical Building Code.

[2] Reglamento (UE) n° 305/2011 del Parlamento Europeo y del Consejo por el que se establecen condiciones armonizadas para la comercialización de productos de construcción.[2] Regulation (EU) No. 305/2011 of the European Parliament and of the Council establishing harmonized conditions for the marketing of construction products.

[3] UNE-EN 1363-1 Ensayos de resistencia al fuego. Parte 1: Requisitos generales. (2000).[3] UNE-EN 1363-1 Fire resistance tests. Part 1: General requirements. (2000).

[4] A New Approach to Multi-Store Steel Framed Buildings Fire and Steel Construction. Building Research Establishment’s Cardington Laboratory (1996).[4] A New Approach to Multi-Store Steel Framed Buildings Fire and Steel Construction. Building Research Establishment’s Cardington Laboratory (1996).

[5] Ding J; Wang YC. Experimental study of structural fire behavior of steel beam to concrete filled tubular column assemblies with different types of joints. Engineeríng Structures, (2007), 29(12), p. 3485-3502.[5] Ding J; Wang YC. Experimental study of structural fire behavior of steel beam to concrete filled tubular column assemblies with different types of joints. Engineeríng Structures, (2007), 29 (12), p. 3485-3502.

[6] Mesquita LMR; Piloto PAG; Vaz MAP; Real PV. Experimental and numerical research on the critical temperature of laterally unrestrained Steel I beams. Journal of Constructional Steel Research, (2005), 61(10), p. 1435-1446.[6] Mesquita LMR; PAG pilot; Vaz MAP; Real PV. Experimental and numerical research on the critical temperature of laterally unrestrained Steel I beams. Journal of Constructional Steel Research, (2005), 61 (10), p. 1435-1446.

[7] Feng M; Wang YC; Davies JM. Thermal performance of cold-formed thin-walled steel panel systems in fire. Fire safetyjournal, (2003), 38(4), p. 365-394. [7] Feng M; Wang YC; Davies JM. Thermal performance of cold-formed thin-walled steel panel systems in fire. Fire safetyjournal, (2003), 38 (4), p. 365-394.

[8] Kolarkar P; Mahendran M. Experimental studies of non-load bearing steel wall systems under fire conditions. Fire safetyjournal, (2012) 53, p. 85-104.[8] Kolarkar P; Mahendran M. Experimental studies of non-load bearing steel wall systems under fire conditions. Fire safetyjournal, (2012) 53, p. 85-104.

[9] Capote JA; Alvear D; Abreu O; Lazaro M: Boffill Y; Manzanares A; Maamar, M. Assessment of physical phenomena associated to fire doors during standard tests. Fire technology, (2013), 49(2), p. 357-378.[9] Capote JA; Alvear D; Abreu O; Lazaro M: Boffill Y; Manzanares A; Maamar, M. Assessment of physical phenomena associated to fire doors during standard tests. Fire technology, (2013), 49 (2), p. 357-378.

[10] National fire door fire test project induced failure mode test. National Fire Protection Association Report (NFPA) (1995).[10] National fire door fire test project induced failure mode test. National Fire Protection Association Report (NFPA) (1995).

[11] Hugi E; Weber R. Fire behaviour of tropical and European wood and fire resistance of fire doors made of this wood. Fire technology (2012), 48(3), p.679-698.[11] Hugi E; Weber R. Fire behavior of tropical and European wood and fire resistance of fire doors made of this wood. Fire technology (2012), 48 (3), p.679-698.

[12] Asaro RJ; Lattimer B; Ramroth W. Structural response of FRP composites during fire. Composite Structures, (2009), 87(4), p.382-393.[12] Asaro RJ; Lattimer B; Ramroth W. Structural response of FRP composites during fire. Composite Structures, (2009), 87 (4), p.382-393.

[13] Ghazi Wakili K; Hugi E; Wullschleger L; Frank TH. Gypsum board in firemodeling and experimental validation. Journal of fire Sciences, (2007), 25(3), p.267- 282.[13] Ghazi Wakili K; Hugi E; Wullschleger L; Frank TH. Gypsum board in firemodeling and experimental validation. Journal of fire Sciences, (2007), 25 (3), p.267-282.

Resumen de la invenciónSummary of the invention

La presente invención trata de resolver los inconvenientes mencionados anteriormente mediante un dispositivo de ensayo de resistencia al fuego de muestras de elementos constructivos delimitadores, configurado para reproducir fielmente el ensayo de certificación para temperaturas superiores a 800°C, con muestras de un tamaño comprendido entre aproximadamente 100 mm de largo, 100 mm de ancho y 40 mm de espesor y aproximadamente 500 mm de largo, 500 mm de ancho y 100 mm de espesor, y configurado para la colocación de termopares en ambas caras de la muestra, que comprende:The present invention tries to solve the aforementioned drawbacks by means of a device for testing the fire resistance of samples of delimiting construction elements, configured to faithfully reproduce the certification test for temperatures above 800 ° C, with samples of a size between approximately 100 mm long, 100 mm wide and 40 mm thick and approximately 500 mm long, 500 mm wide and 100 mm thick, and configured for the placement of thermocouples on both faces of the sample, comprising:

- una estructura horizontal que presenta un tamaño comprendido entre aproximadamente 170 mm de largo, 130 mm de ancho y 140 mm de espesor y aproximadamente 840 mm de largo, 620 mm de ancho y 40 mm de espesor, y que comprende a su vez: una lamina inferior indeformable de un material lo suficientemente resistente a esfuerzos mecánicos y una capa superior de material aislante de un material moldeable y flexible, donde los elementos que comprende la estructura horizontal presentan una abertura en su centro, tal que durante la realización del ensayo, todas las aberturas son coincidentes, y por las cuales asciende el calor generado por una fuente de calor;- a horizontal structure having a size comprised between approximately 170 mm long, 130 mm wide and 140 mm thick and approximately 840 mm long, 620 mm wide and 40 mm thick, and comprising in turn: a non-deformable lower sheet of a material sufficiently resistant to mechanical stress and an upper layer of insulating material of a flexible and moldable material, where the elements that comprise the horizontal structure have an opening in their center, such that during the performance of the test, all the openings are coincident, and through which the heat generated by a heat source rises;

- una fuente de calor combustible fósil situada bajo la estructura horizontal, y centrada en sus aberturas, estando dicha fuente de calor separada mecánicamente del resto de elementos que forman parte del dispositivo y configurada para generar temperaturas similares a las del ensayo de certificación, tal que las dimensiones del foco de calor que llega a la lamina inferior indeformable, están relacionadas con las dimensiones de la abertura de forma que se mantenga una relación donde el área del foco de calor sea de aproximadamente dos tercios (66,6%) del área de la abertura;- a fossil fuel heat source located under the horizontal structure, and centered on its openings, said heat source being mechanically separated from the rest of the elements that form part of the device and configured to generate temperatures similar to those of the certification test, such that The dimensions of the heat source that reaches the non-deformable lower sheet are related to the dimensions of the opening so that a relationship is maintained where the area of the heat source is approximately two-thirds (66.6%) of the area of The opening;

- al menos dos elementos de apoyo unidos a la estructura horizontal, configurados para elevar en altura el conjunto estructura horizontal cuerpo soporte y regular la temperatura de la fuente de calor que llega a la muestra;- at least two support elements attached to the horizontal structure, configured to raise the whole horizontal structure support body in height and regulate the temperature of the heat source that reaches the sample;

- un cuerpo soporte unido a la capa superior de material aislante, con las caras superior e inferior huecas, donde en su cara superior se ubica la muestra a ensayar simplemente apoyada sobre un rebaje interno practicado en las paredes del cuerpo soporte en la zona superior, tal que las dimensiones mínimas y máximas del cuerpo soporte están comprendidas entre aproximadamente 100x100x190mm (largo, ancho y alto) y aproximadamente 500x500x190 mm (largo, ancho y espesor), tal que la cara inferior (en oposición a la cara superior donde se ubica la muestra a ensayar), al ser hueca, permite el paso del calor generado por la fuente de calor, tal que el resto de caras del cuerpo soporte están unidas entre sí, y tal que las paredes interiores del cuerpo soporte están protegidas de temperaturas superiores a 800°C gracias a un material aislante moldeable y flexible adherido a las caras del cuerpo soporte;- a support body attached to the upper layer of insulating material, with hollow upper and lower faces, where the sample to be tested is simply located on its upper face supported on an internal recess made in the walls of the support body in the upper area, such that the minimum and maximum dimensions of the support body are between approximately 100x100x190mm (length, width and height) and approximately 500x500x190 mm (length, width and thickness) , such that the lower face (as opposed to the upper face where the sample to be tested is located), being hollow, allows the passage of heat generated by the heat source, such that the rest of the faces of the support body are joined between yes, and such that the inner walls of the support body are protected from temperatures higher than 800 ° C thanks to a flexible and moldable insulating material adhered to the faces of the support body;

estando los elementos del dispositivo configurados para resistir temperaturas superiores a los 800°C sin deformarse, no perder sus propiedades mecánicas a la temperatura a la que se realiza el ensayo y resistir el peso de los elementos que soporten.the elements of the device being configured to withstand temperatures above 800 ° C without deforming, not losing their mechanical properties at the temperature at which the test is carried out, and resisting the weight of the elements they support.

En una posible realización, la estructura horizontal presenta unas dimensiones aproximadas de 500 mm de largo, 370 mm de ancho y 40 mm de espesor.In a possible embodiment, the horizontal structure has dimensions of approximately 500 mm long, 370 mm wide and 40 mm thick.

En una posible realización, la lámina inferior indeformable es de metal y presenta un espesor máximo de 2 milímetros. En otra posible realización, la lámina inferior indeformable es de cerámica y presenta un espesor máximo de 20 milímetros. En una posible realización, la capa superior de material aislante tiene un espesor máximo de 40 milímetros.In a possible embodiment, the non-deformable bottom sheet is made of metal and has a maximum thickness of 2 millimeters. In another possible embodiment, the non-deformable bottom sheet is made of ceramic and has a maximum thickness of 20 millimeters. In a possible embodiment, the upper layer of insulating material has a maximum thickness of 40 millimeters.

En una posible realización, entre la lámina inferior indeformable y la capa superior de material aislante se sitia una placa horizontal con una abertura coincidente con las aberturas de la lamina inferior indeformable y la capa superior de material aislante, que dota a la estructura horizontal de robustez y aísla el conjunto. En una posible realización, el material de la placa horizontal es yeso laminado y su espesor oscila entre los 10 y 20 milímetros.In a possible embodiment, between the lower non-deformable sheet and the upper layer of insulating material there is a horizontal plate with an opening coinciding with the openings of the lower non-deformable sheet and the upper layer of insulating material, which provides the horizontal structure with robustness. and isolates the whole. In a possible embodiment, the material of the horizontal plate is laminated plaster and its thickness ranges between 10 and 20 millimeters.

En una posible realización, las aberturas presentan unas dimensiones aproximadas de 300 mm x 300 mm.In a possible embodiment, the openings have dimensions of approximately 300mm x 300mm.

En una posible realización, la distancia entre la fuente de calor y la lámina inferior indeformable es de 10 cm, y los elementos de apoyo son de acero y se encuentran unidos a la lamina inferior indeformable mediante unión mecánica de rosca, tal que cada elemento de apoyo es una varilla roscada que se encuentra unida a la lamina inferior indeformable mediante una tuerca inferior y superior.In a possible embodiment, the distance between the heat source and the non-deformable lower sheet is 10 cm, and the support elements are made of steel and are attached to the non-deformable lower sheet by means of a mechanical screw connection, such that each element of support is a threaded rod that is attached to the lower non-deformable sheet by means of a lower and upper nut.

En una posible realización, el cuerpo soporte es un cubo de yeso laminado.In a possible embodiment, the support body is a cube of laminated plaster.

En otro aspecto de la invención, se proporciona un método de ensayo de resistencia al fuego de muestras de elementos constructivos delimitadores, utilizando el dispositivo definido anteriormente. El método comprende las etapas de:In another aspect of the invention, a method of testing the fire resistance of samples of boundary construction elements is provided, using the device defined above. The method comprises the stages of:

- sobre la muestra y previamente a ser colocada en el dispositivo de ensayo de la invención, instalar unos termopares sobre las caras superior (no expuesta a la fuente de calor) e inferior (expuesta a la fuente de calor) de la muestra;- on the sample and prior to being placed in the test device of the invention, install thermocouples on the upper (not exposed to the heat source) and lower (exposed to the heat source) faces of the sample;

- situar la muestra en posición horizontal, simplemente apoyada y sin ninguna fijación, sobre el rebaje interno del cuerpo soporte;- placing the sample in a horizontal position, simply supported and without any fixation, on the internal recess of the support body;

- encender la fuente de calor;- turn on the heat source;

- situar al menos un termopar en las proximidades de la cara expuesta de la muestra, en el interior del espacio del cuerpo soporte, estando dicho termopar configurado para medir la temperatura del aire en el interior del horno y en las proximidades de la muestra a ensayar, tal que dicho termopar no debe estar en contacto con la muestra;- placing at least one thermocouple in the vicinity of the exposed face of the sample, inside the space of the support body, said thermocouple being configured to measure the air temperature inside the oven and in the vicinity of the sample to be tested, such that said thermocouple must not be in contact with the sample;

- calentar la cara expuesta de la muestra durante el tiempo adecuado para la realización del ensayo y adquirir los datos de las temperaturas de ambas caras de la muestra (expuesta y no expuesta) y de la temperatura del aire en el interior del horno (en las proximidades de la cara expuesta) mediante un adquisidor de datos;- heating the exposed face of the sample for the appropriate time to carry out the test and acquire the data of the temperatures of both faces of the sample (exposed and unexposed) and of the temperature of the air inside the oven (in the proximities of the exposed face) by means of a data logger;

- comparar las curvas de calentamiento de la cara no expuesta con las curvas de calentamiento de una sección que ya cuenta con certificación.- Compare the heating curves of the unexposed face with the heating curves of a section that is already certified.

En una posible realización, el termopar situado en las proximidades de la cara expuesta de la muestra se encuentra en un plano situado aproximadamente en el rango 1-2 centímetros de la misma y a al menos 10 centímetros de cualquiera de las paredes del cuerpo soporte.In a possible embodiment, the thermocouple located in the vicinity of the exposed face of the sample is in a plane located approximately in the range 1-2 centimeters from the sample and at least 10 centimeters from any of the walls of the support body.

Breve descripción de las figurasBrief description of the figures

Con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, y para complementar esta descripción, se acompaña como parte integrante de la misma, un juego de dibujos, cuyo carácter es ilustrativo y no limitativo. En estos dibujos:In order to help a better understanding of the characteristics of the invention, according to a preferred example of its practical realization, and to complement this description, a set of drawings is attached as an integral part thereof, the character of which is illustrative and not limiting. In these drawings:

La figura 1 muestra un esquema del banco de ensayo.Figure 1 shows a diagram of the test bench.

La figura 2 muestra una vista frontal por un plano de corte longitudinal en el eje de simetría del banco de ensayo. Se representa el banco de ensayo con la muestra en su posición de ensayo. La figura 3 muestra un esquema de la estructura horizontal.Figure 2 shows a front view through a longitudinal section plane in the axis of symmetry of the test bench. The test bench is depicted with the sample in its test position. Figure 3 shows a diagram of the horizontal structure.

La figura 4 muestra un ejemplo del proceso de ensayo.Figure 4 shows an example of the testing process.

La figura 5 muestra una grafica comparativa de temperaturas de la cara no expuesta para tres secciones de tres diferentes núcleos de puerta.Figure 5 shows a comparative graph of unexposed face temperatures for three sections of three different gate cores.

Descripción detallada de la invenciónDetailed description of the invention

En este texto, el término "comprende” y sus variantes no deben entenderse en un sentido excluyente, es decir, estos términos no pretenden excluir otras características técnicas, aditivos, componentes o pasos.In this text, the term "comprises" and its variants should not be understood in an exclusive sense, that is, these terms are not intended to exclude other technical characteristics, additives, components or steps.

Además, los términos "aproximadamente”, "sustancialmente”, "alrededor de”, "unos”, etc. deben entenderse como indicando valores próximos a los que dichos términos acompañen, ya que por errores de cálculo o de medida, resulte imposible conseguir esos valores con total exactitud.Furthermore, the terms "about", "substantially", "about", "about", and so on. should be understood as indicating values close to those that these terms accompany, since due to calculation or measurement errors, it is impossible to achieve those values with total accuracy.

Además, se entiende por elementos constructivos delimitadores aquellos elementos empleados para delimitar un sector de incendio conforme al DB-SI y que deben cumplir las características exigidas por la norma UNE-EN 1363, como por ejemplo puertas cortafuegos, paredes, ventanas, cortinas...In addition, delimiting construction elements are understood to be those elements used to delimit a fire sector in accordance with the DB-SI and that must meet the characteristics required by the UNE-EN 1363 standard, such as fire doors, walls, windows, curtains ... .

Además se entiende por muestra a la parte o porción extraída de un conjunto que permite considerarla representativa de él. En este texto, las muestras que se mencionan constan de una sección del elemento constructivo delimitador constituido por una sección tipo sandwich de lámina exterior, material aislante y lamina exterior.In addition, a sample is understood to be the part or portion extracted from a set that allows it to be considered representative of it. In this text, the samples mentioned consist of a section of the delimiting constructive element constituted by a sandwich-type section of outer sheet, insulating material and outer sheet.

Las características del dispositivo y método de la invención, así como las ventajas derivadas del mismo, podrán comprenderse mejor con la siguiente descripción, hecha con referencia a los dibujos antes enumerados.The characteristics of the device and method of the invention, as well as the advantages derived from it, can be better understood with the following description, made with reference to the drawings listed above.

Las siguientes realizaciones preferidas se proporcionan a modo de ilustración, y no se pretende que sean limitativos de la presente invención. Además, la presente invención cubre todas las posibles combinaciones de realizaciones particulares y preferidas aquí indicadas. Para los expertos en la materia, otros objetos, ventajas y características de la invención se desprenderán en parte de la descripción y en parte de la práctica de la invención.The following preferred embodiments are provided by way of illustration, and are not intended to be limiting of the present invention. Furthermore, the present invention covers all possible combinations of particular and preferred embodiments indicated herein. For those skilled in the art, other objects, advantages and characteristics of the invention will emerge partly from the description and partly from the practice of the invention.

A continuación, se describe un banco y un método de ensayo de resistencia al fuego de muestras de elementos constructivos delimitadores, para temperaturas superiores a 800°C, que permite reducir costes con respecto a los dispositivos y métodos existentes en el estado de la técnica, debido a que el dispositivo permite alcanzar antes la temperatura Optima de ensayo gracias a la posibilidad de reproducir fielmente el ensayo con muestras de menor tamaño. La estructura del banco de ensayo permite el calentamiento de las muestras con temperaturas superiores a los 800°C, similares a las empleadas en los ensayos de certificación. El dispositivo permite además la colocación de termopares en ambas caras de la muestra para una correcta monitorización de la sección ensayada.Next, a bench and a test method of fire resistance of samples of delimiting construction elements is described, for temperatures above 800 ° C, which allows reducing costs with respect to the devices and methods existing in the state of the art, Because the device allows the optimum test temperature to be reached earlier thanks to the possibility of faithfully reproducing the test with smaller samples. The structure of the test bench allows the heating of the samples with temperatures above 800 ° C, similar to those used in the certification tests. The device also allows the placement of thermocouples on both faces of the sample for correct monitoring of the tested section.

Los elementos que constituyen el banco de ensayo se muestran en las figuras 1 y 2, y son: una estructura horizontal 11, 21, una fuente de calor 12, 22, elementos de apoyo 13, 23 y un cuerpo soporte 14, 24 de la muestra 26. Las dimensiones de cada elemento están pensadas para ubicar la muestra 26 a ensayar y que el flujo de aire fresco que llega a la fuente de calor 12, 22 sea óptimo, evitando que se ahogue el fuego o se pierda demasiado calor.The elements that make up the test bench are shown in Figures 1 and 2, and are: a horizontal structure 11, 21, a heat source 12, 22, support elements 13, 23 and a support body 14, 24 of the sample 26. The dimensions of each element are designed to locate the sample 26 to be tested and that the flow of fresh air reaching the heat source 12, 22 is optimal, preventing the fire from suffocating or losing too much heat.

La estructura horizontal 11, 21 presenta unas dimensiones tales que permiten una realización representativa del ensayo, siendo las dimensiones mínimas y máximas de la estructura 170x130x40mm (largo, ancho y espesor) y 840x620x40 mm (largo, ancho y espesor) respectivamente.The horizontal structure 11, 21 has dimensions such that allow a representative test performance, the minimum and maximum dimensions of the structure being 170x130x40mm (length, width and thickness) and 840x620x40 mm (length, width and thickness) respectively.

En una posible realización, la estructura horizontal 11, 21 presenta unas dimensiones aproximadas de 500 mm de largo, 370 mm de ancho y 40 mm de espesor. Estas dimensiones permiten colocar una muestra 26 de tamaño 300x300x80mm. Preferentemente, el espesor de la muestra 26 ensayada varia de 40 a 100 mm aunque no sus dimensiones de ancho y largo. In a possible embodiment, the horizontal structure 11, 21 has dimensions of approximately 500 mm long, 370 mm wide and 40 mm thick. These dimensions allow a sample 26 of size 300x300x80mm to be placed. Preferably, the thickness of the sample 26 tested varies from 40 to 100 mm but not its width and length dimensions.

Como se puede ver en la figura 3, la estructura horizontal 31 comprende a su vez al menos dos elementos, ambos soportando temperaturas superiores a 800°C: una lámina inferior indeformable 311 y una capa superior de material aislante 312.As can be seen in Figure 3, the horizontal structure 31 in turn comprises at least two elements, both supporting temperatures above 800 ° C: a non-deformable lower sheet 311 and an upper layer of insulating material 312.

La lamina inferior indeformable 311 es de un material lo suficientemente resistente a esfuerzos mecánicos (peso del propio banco de ensayo y de la muestra 26 ensayada) y además que no pierda estas propiedades mecánicas a las temperaturas a las que se ejecuta el ensayo. En una posible realización el material es metal. En otra posible realización el material es cerámica. El espesor máximo de la lámina inferior indeformable 311 es de 2 milímetros en caso de que sea metálica, y de 20 milímetros en caso de que sea cerámico.The non-deformable bottom sheet 311 is made of a material that is sufficiently resistant to mechanical stress (weight of the test bench itself and of the sample 26 tested) and also that it does not lose these mechanical properties at the temperatures at which the test is performed. In a possible embodiment the material is metal. In another possible embodiment the material is ceramic. The maximum thickness of the non-deformable bottom sheet 311 is 2 millimeters in the case of metallic, and 20 millimeters in the case of ceramic.

La capa superior de material aislante 312 es de un material moldeable y flexible, como por ejemplo las lanas de roca, mineral o de vidrio, y su espesor máximo es de 40 milímetros. The upper layer of insulating material 312 is made of a flexible and moldable material, such as rock, mineral or glass wool, and its maximum thickness is 40 millimeters.

En una posible realización, la capa superior de material aislante 312 se encuentra apoyada sobre la lamina inferior indeformable 311. En otra posible realización, y como se observa en la figura 3, entre la lamina inferior indeformable 311 y la capa superior de material aislante 312 se sitúa una placa horizontal 313 que dota a la estructura horizontal 31 de robustez y aísla el conjunto, con un material fácilmente mecanizable y capaz de soportar el peso de la muestra 26 ensayada, así como el resto de la estructura, además de ser resistente a temperaturas superiores a los 800°C. Preferentemente, el material de la placa horizontal 313 es yeso laminado. El espesor de esta placa de yeso laminado es el de las placas de yeso laminado que se comercializan sin realizar ninguna modificación. Estos espesores oscilan entre los 10 y 20 milímetros de espesor.In a possible embodiment, the upper layer of insulating material 312 is supported on the lower non-deformable sheet 311. In another possible embodiment, and as seen in figure 3, between the lower non-deformable sheet 311 and the upper layer of insulating material 312 A horizontal plate 313 is placed that provides the horizontal structure 31 with robustness and isolates the assembly, with a material that is easily machinable and capable of supporting the weight of the tested sample 26, as well as the rest of the structure, in addition to being resistant to temperatures above 800 ° C. Preferably, the material of the horizontal plate 313 is gypsum plaster. The thickness of this plasterboard is that of plasterboard that is marketed without any modification. These thicknesses range between 10 and 20 millimeters thick.

Los elementos que comprende la estructura horizontal 11, 21, 31 presentan una abertura 314 en su centro, tal que durante la realización del ensayo, todas las aberturas 314 son coincidentes, y por las cuales asciende el calor generado por la fuente de calor 12, 22. En una posible realización, las aberturas 314 presentan unas dimensiones aproximadas de 300 mm x 300 mm.The elements comprising the horizontal structure 11, 21, 31 have an opening 314 in their center, such that during the performance of the test, all the openings 314 are coincident, and through which the heat generated by the heat source 12 rises, 22. In one possible embodiment, the openings 314 have dimensions of approximately 300mm x 300mm.

Bajo la estructura horizontal 11, 21, 31, y centrada en sus aberturas 314, se sitúa la fuente de calor 12, 22, la cual no está unida mecánicamente con el resto de elementos que forman parte del banco de ensayo. La fuente de calor 12, 22 es capaz de generar temperaturas lo suficientemente elevadas, similares a las del ensayo de certificación. Además, las dimensiones del foco de calor que llega a la lámina inferior indeformable 311, deben estar relacionadas con las dimensiones de la abertura 314 tal que se mantenga una relación donde el área del foco de calor sea de aproximadamente dos tercios (o el 66,6%) del área de la abertura 314. Los investigadores han observado que si la relación es más grande, no entra suficiente aire del exterior y se ahoga el fuego, haciendo que disminuya la temperatura. Por el contrario, si la relación es más pequeña, la fuente de calor no genera temperaturas tan elevadas. Es decir, hay una única relación que se debe mantener entre el área de la abertura 314 y el área del foco de calor:Under the horizontal structure 11, 21, 31, and centered on its openings 314, the heat source 12, 22 is located, which is not mechanically connected with the rest of the elements that are part of the test bench. The heat source 12, 22 is capable of generating sufficiently high temperatures, similar to those of the certification test. Furthermore, the dimensions of the heat source that reaches the non-deformable lower sheet 311 must be related to the dimensions of the opening 314 such that a relationship is maintained where the area of the heat source is approximately two thirds (or 66, 6%) of the area of the 314 opening. Researchers have observed that if the ratio is larger, not enough air enters from outside and the fire is smothered, causing the temperature to decrease. On the contrary, if the ratio is smaller, the heat source does not generate such high temperatures. That is, there is only one relationship that must be maintained between the area of the opening 314 and the area of the heat source:

- Área de la abertura 314: se considera esta área como referencia y supone el 100%.- Opening area 314: this area is considered as a reference and it is 100%.

Esta área se puede considerar coincidente con la superficie expuesta del área de la muestra 26 puesto que la muestra 26 se apoya en un rebaje interno 15 del cuerpo soporte 14, 24 como se indica más adelante.This area can be considered coincident with the exposed surface of the sample area 26 since the sample 26 rests on an internal recess 15 of the support body 14, 24 as indicated below.

- El área del foco de calor que llega a la lámina inferior indeformable 311 supone aproximadamente el 66,6% del área de la abertura 314. Esa es la relación que se debe mantener. El área del foco de calor debe ser aproximadamente 2/3 o 66,6% del área de la abertura 314.- The area of the heat source that reaches the non-deformable lower sheet 311 represents approximately 66.6% of the area of the opening 314. This is the ratio that must be maintained. The area of the heat source should be approximately 2/3 or 66.6% of the area of the opening 314.

La fuente de calor 12, 22 debe ser de combustible fósil, como por ejemplo una balsa de combustible o un quemador de gas, y en ningún caso lámparas de calor o resistencias. Además, la potencia de la fuente de calor 12, 22 debe ser tal que permita reproducir las temperaturas de la curva de generación de calor empleadas en los ensayos de certificación ISO 834.The heat source 12, 22 must be fossil fuel, such as a fuel tank or a gas burner, and in no case heat lamps or resistors. Furthermore, the power of the heat source 12, 22 must be such that it allows to reproduce the temperatures of the heat generation curve used in the ISO 834 certification tests.

El banco comprende además al menos dos elementos de apoyo 13, 23 fabricados en un material lo suficientemente resistente como para soportar temperaturas superiores a 800°C y el peso del conjunto más la muestra 26 a ensayar. En una posible realización, el material es acero. Estos elementos de apoyo 13, 23 se encuentran unidos a la estructura horizontal 11, 21, 31. Los elementos de apoyo 13, 23 permiten la elevación en altura del conjunto estructura horizontal 11, 21, 31 cuerpo soporte 14, 24 y ubicarla sobre la fuente de calor 12, 22. The bench also comprises at least two support elements 13, 23 made of a material resistant enough to withstand temperatures above 800 ° C and the weight of the set plus the sample 26 to be tested. In one possible embodiment, the material is steel. These support elements 13, 23 are attached to the horizontal structure 11, 21, 31. The support elements 13, 23 allow the horizontal structure assembly 11, 21, 31 to be raised in height, supporting body 14, 24 and to be placed on the heat source 12, 22.

Es decir, con esta altura se regula la temperatura de la fuente de calor 12, 22 que llega a la muestra 26, puesto que, si la distancia es pequeña, la entrada de comburente es escasa y se producen temperaturas bajas. Si la distancia es elevada, la entrada de comburente es correcta pero la distancia a la fuente de calor 12, 22 hace que las pérdidas de calor sean elevadas, disminuyendo la temperatura del gas próximo a la cara expuesta de la muestra 26. En una posible realización, la distancia entre la fuente de calor 12, 22 y la lámina inferior indeformable 311 es de 10 cm.That is, with this height the temperature of the heat source 12, 22 that reaches the sample 26 is regulated, since, if the distance is small, the entry of oxidizer is scarce and low temperatures are produced. If the distance is high, the oxidizer input is correct but the distance to the heat source 12, 22 causes the heat losses to be high, lowering the temperature of the gas near the exposed face of the sample 26. In a possible In embodiment, the distance between the heat source 12, 22 and the non-deformable bottom sheet 311 is 10 cm.

En una posible realización, los elementos de apoyo 13, 23 se encuentran unidos a la lámina inferior indeformable 311 mediante unión mecánica de rosca. Es decir, cada elemento de apoyo 13, 23 es una varilla roscada que se encuentra unida a la lámina inferior indeformable 311 mediante una tuerca inferior y superior. Ambas tuercas regulables permiten regular y nivelar horizontalmente la altura de la estructura horizontal 11, 21, 31.In a possible embodiment, the support elements 13, 23 are attached to the non-deformable bottom sheet 311 by means of a mechanical screw connection. That is, each support element 13, 23 is a threaded rod that is attached to the non-deformable lower sheet 311 by means of a lower and upper nut. Both adjustable nuts allow horizontal adjustment and leveling of the height of the horizontal structure 11, 21, 31.

Por encima de la estructura horizontal 11,21, 31, y unida a la capa superior de material aislante 312, por ejemplo mediante unión machihembrada, se sitúa el cuerpo soporte 14, 24 sobre el cual se coloca la muestra 26 a ensayar. El cuerpo soporte 14, 24 está fabricado en un material fácil de mecanizar y capaz de soportar el peso de la muestra 26 y las altas temperaturas (superiores a 800°C) sin deformarse. En una posible realización, el cuerpo soporte 14, 24 es de yeso laminado.Above the horizontal structure 11, 21, 31, and attached to the upper layer of insulating material 312, for example by tongue and groove joint, the support body 14, 24 is placed on which the sample 26 to be tested is placed. The support body 14, 24 is made of a material that is easy to machine and capable of supporting the weight of the sample 26 and the high temperatures (above 800 ° C) without deforming. In a possible embodiment, the support body 14, 24 is made of laminated plaster.

El cuerpo soporte 14, 24 es una estructura con forma preferentemente de cubo, con las caras superior e inferior huecas, sobre la cual en su cara superior se ubica la muestra 26 a ensayar. La muestra 26 se coloca simplemente apoyada sobre un rebaje interno 15 practicado en las paredes del cuerpo soporte 14, 24 en la zona superior. Las dimensiones mínimas y máximas de este cuerpo están comprendidas entre 100x100x190mm (largo, ancho y alto) y 500x500x190 mm (largo, ancho y espesor).The support body 14, 24 is a structure preferably cube-shaped, with hollow upper and lower faces, on which the sample 26 to be tested is located on its upper face. The sample 26 is simply placed supported on an internal recess 15 made in the walls of the support body 14, 24 in the upper zone. The minimum and maximum dimensions of this body are between 100x100x190mm (length, width and height) and 500x500x190 mm (length, width and thickness).

La cara inferior (en oposición a la cara superior donde se ubica la muestra 26 a ensayar), al ser hueca, permite el paso del calor generado por la fuente de calor 12, 22. El resto de caras del cuerpo soporte 14, 24 están unidas entre sí, por ejemplo mediante uniones machihembradas. The lower face (as opposed to the upper face where the sample 26 to be tested is located), being hollow, allows the passage of the heat generated by the heat source 12, 22. The rest of the faces of the support body 14, 24 are joined together, for example by tongue and groove joints.

Las paredes interiores del cuerpo soporte 14, 24 están protegidas a las altas temperaturas (superiores a 800°C) gracias a un material aislante que soporta temperaturas superiores a los 800°C. El material aislante debe ser moldeable y flexible, como por ejemplo las lanas de roca, mineral o de vidrio. El material aislante se encuentra adherido a las caras del cuerpo soporte 14, 24 y protege la totalidad de las caras interiores del mismo.The inner walls of the support body 14, 24 are protected against high temperatures (above 800 ° C) thanks to an insulating material that withstands temperatures above 800 ° C. The insulating material must be moldable and flexible, such as rock, mineral or glass wool. The insulating material is adhered to the faces of the support body 14, 24 and protects all of the inner faces thereof.

Las dimensiones de la muestra 26 son aquellas que permiten encajar la muestra 26 sobre el cuerpo soporte 14, 24, cumpliendo dos características: un tamaño lo suficientemente pequeño para poder ensayar la muestra 26 de forma rápida y económica en su preparación, pero con un tamaño lo suficientemente grande para poder obtener resultados representativos comparables con los ensayos de certificación. Por ello, las muestras 26 deben tener unas dimensiones mínimas de 100 mm de largo, 100 mm de ancho y 40 mm de espesor y unas dimensiones máximas de 500 mm de largo, 500 mm de ancho y 100 mm de espesor. Unas dimensiones más pequeñas pueden hacer que los fenómenos de transmisión de calor no sean debidamente representados, y unas dimensiones superiores comprometen las ventajas de rapidez de ensayo y economía de ensayo.The dimensions of the sample 26 are those that allow the sample 26 to fit on the support body 14, 24, fulfilling two characteristics: a size small enough to be able to test sample 26 quickly and economically in its preparation, but with a size large enough to be able to obtain representative results comparable with certification tests. Therefore, the samples 26 must have minimum dimensions of 100 mm in length, 100 mm in width and 40 mm in thickness and maximum dimensions of 500 mm in length, 500 mm in width and 100 mm in thickness. Smaller dimensions may make the heat transfer phenomena not properly represented, and larger dimensions compromise the advantages of test speed and test economy.

Los termopares se sueldan en ambas caras de la muestra 26 (expuesta y no expuesta) en caso de que la muestra 26 tenga superficie metálica. En caso de que no sean superficies metálicas los termopares pueden ir fijados mediante adhesivo. No es necesario perforar la muestra 26 en ninguno de los casos, puesto que los termopares de fijan antes de colocar la muestra 26 en el banco de ensayo.Thermocouples are soldered on both faces of sample 26 (exposed and unexposed) in case sample 26 has a metallic surface. In case they are not metallic surfaces, the thermocouples can be fixed by adhesive. It is not necessary to drill sample 26 in none of the cases, since the thermocouples are fixed before placing the sample 26 on the test bench.

El método de la invención para el ensayo de resistencia al fuego de muestras de elementos constructivos delimitadores, se describe a continuaciónThe method of the invention for the fire resistance test of samples of delimiting construction elements, is described below

En primer lugar, sobre la muestra 26 y previamente a ser colocada en el dispositivo de ensayo de la invención, se instalan los termopares sobre las caras superior (no expuesta a la fuente de calor 12, 22) e inferior (expuesta a la fuente de calor 12, 22) de la muestra 26. Como se ha comentado anteriormente, los termopares se sueldan a ambas caras de la muestra 26 cuando el material de ésta sea metálico, o bien se colocan mediante un adhesivo cuando no sea de este material.First, on the sample 26 and before being placed in the test device of the invention, the thermocouples are installed on the upper (not exposed to the heat source 12, 22) and lower (exposed to the heat source) faces. heat 12, 22) of the sample 26. As mentioned above, the thermocouples are welded to both faces of the sample 26 when its material is metallic, or they are placed by means of an adhesive when it is not made of this material.

A continuación, se sitúa la muestra 26 en posición horizontal, simplemente apoyada y sin ninguna fijación, sobre el rebaje interno 15 del cuerpo soporte 14, 24. A continuación se enciende la fuente de calor 12, 22.The sample 26 is then placed in a horizontal position, simply supported and without any fixation, on the internal recess 15 of the support body 14, 24. The heat source 12, 22 is then turned on.

El siguiente paso es situar al menos un termopar en las proximidades de la cara expuesta de la muestra 26, en el interior del espacio del cuerpo soporte 14, 24, configurado para medir la temperatura del aire en el interior del horno y en las proximidades de la muestra 26 a ensayar. Este termopar no debe estar en contacto con la muestra 26, sino en un plano situado aproximadamente a 1 o 2 centímetros de la misma y a 10 centímetros como mínimo de cualquiera de las paredes del cuerpo soporte. En una posible realización, este termopar es de tipo K con las características de la norma UNE EN 60584-1.The next step is to place at least one thermocouple in the vicinity of the exposed face of the sample 26, inside the space of the support body 14, 24, configured to measure the temperature of the air inside the oven and in the vicinity of sample 26 to be tested. This thermocouple should not be in contact with sample 26, but in a plane located approximately 1 or 2 centimeters from it and at least 10 centimeters from any of the walls of the support body. In a possible embodiment, this thermocouple is type K with the characteristics of the UNE EN 60584-1 standard.

El ensayo es monitorizado mediante termopares, al igual que los ensayos de certificación, gracias a los cuales se obtienen las temperaturas en diversos puntos. Se monitorizan tres partes diferentes. La primera parte monitorizada corresponde a la medición de las temperaturas de la cara no expuesta de la muestra 26. Esta cara es la que corresponde a la parte superior de la sección ensayada. La segunda parte monitorizada corresponde a las temperaturas de la cara expuesta de la muestra 26, que es la cara de la sección sobre la que incide directamente el calor procedente de la fuente de calor 12, 22. La ultima parte monitorizada son las temperaturas del aire en las proximidades a la cara expuesta de la muestra 26, es decir, las temperaturas del aire que se encuentra entre la fuente de calor 12, 22 y la parte inferior de la sección ensayada, en sus proximidades a la misma.The test is monitored by thermocouples, like the certification tests, thanks to which temperatures are obtained at various points. Three different parts are monitored. The first monitored part corresponds to the measurement of the temperatures of the unexposed face of the sample 26. This face is the one that corresponds to the upper part of the tested section. The second part monitored corresponds to the temperatures of the exposed face of the sample 26, which is the face of the section directly affected by the heat from the heat source 12, 22. The last part monitored are the air temperatures in the vicinity of the exposed face of the sample 26, that is, the temperatures of the air that is between the heat source 12, 22 and the lower part of the tested section, in its proximity thereto.

Por último se ejecuta el ensayo, es decir, se produce la ignición de la fuente de calor 12, 22 y se mantiene encendida, calentando la cara expuesta de la muestra 26 durante el tiempo que se desee, por ejemplo 15, 20 o 30 minutos. Durante la ejecución del ensayo, no se debe modificar la posición de la muestra 26 respecto de su posición inicial. Mientras la fuente de calor 12, 22 está liberando calor, se adquieren los datos de las temperaturas de ambas caras de la muestra 26 (expuesta y no expuesta) y de la temperatura del aire en el interior del horno (en las proximidades de la cara expuesta) mediante un adquisidor de datos, con un intervalo de por ejemplo un segundo. Cuando se empleen varios termopares repartidos en ambas caras, se obtiene la temperatura media en todo momento tanto de la cara expuesta como de la cara no expuesta. A igual calentamiento en la atmósfera del horno, producido debido al empleo repetitivo de la misma fuente de calor 12, 22, la variación de las temperaturas de la cara no expuesta será debido únicamente al tipo de muestra 26 ensayado (tipo de material empleado en la construcción de la misma, espesores de los materiales empleados, configuración de la misma), pudiéndose observar diferencias entre las distintas muestras 26 ensayadas. Finally, the test is run, that is, the heat source 12, 22 is ignited and is kept on, heating the exposed face of the sample 26 for as long as desired, for example 15, 20 or 30 minutes. . During the execution of the test, the position of the sample 26 with respect to its initial position must not be modified. While the heat source 12, 22 is releasing heat, data are acquired for the temperatures of both faces of the sample 26 (exposed and unexposed) and the temperature of the air inside the furnace (in the vicinity of the face exposed) by means of a data logger, with an interval of for example one second. When using several thermocouples distributed on both faces, the average temperature is obtained at all times for both the exposed and the unexposed faces. At the same heating in the furnace atmosphere, produced due to the repetitive use of the same heat source 12, 22, the variation in the temperatures of the unexposed face will be due only to the type of sample 26 tested (type of material used in the construction of the same, thicknesses of the materials used, configuration of the same), being able to observe differences between the different samples 26 tested.

Por último, se compara las curvas de calentamiento de la cara no expuesta con las curvas de calentamiento de la cara no expuesta de una sección que ya cuenta con certificación. El procedimiento es: primero ensayar una muestra, en el dispositivo de la invención, que ya cuenta con la certificación. Se obtienen las curvas de calentamiento. Posteriormente, se ensayan muestras que cuentan con modificaciones en su composición respecto de la muestra certificada, y se comparan las curvas de calentamiento de la cara no expuesta.Finally, the heating curves of the unexposed face are compared with the heating curves of the unexposed face of a section that is already certified. The procedure is: first to test a sample, in the device of the invention, that already has the certification. Heating curves are obtained. Subsequently, samples that have modifications in their composition with respect to the certified sample are tested, and the heating curves of the unexposed face are compared.

Este dispositivo y método de ensayo permite obtener las temperaturas en diferentes puntos de la cara no expuesta, al igual que un ensayo de certificación. La metodología de ensayo permite, por comparación, primeramente, ensayar secciones que ya cuentan con certificación obteniendo las curvas de calentamiento. Posteriormente se ensayarán los nuevos diseños de secciones y se establece la comparación en los procesos de calentamiento de las nuevas secciones con el de las secciones ya certificadas. Un ejemplo de proceso de ensayo se muestra en la figura 4. Un calentamiento similar a la muestra certificada ensayada será indicativo de que el nuevo diseño puede comportarse de la misma forma en el ensayo de certificación (ver figura 5).This device and test method makes it possible to obtain the temperatures at different points of the unexposed face, just like a certification test. The test methodology allows, by comparison, first, to test sections that already have certification, obtaining the heating curves. Subsequently, the new section designs will be tested and a comparison is made in the heating processes of the new sections with that of the already certified sections. An example of a test process is shown in figure 4. A heating similar to the certified sample tested will be indicative that the new design can behave in the same way in the certification test (see figure 5).

Debido a la rapidez en la ejecución de los ensayos y el tamaño de las muestras a ensayar, este dispositivo y método permite obtener resultados intermedios cualitativos, que permiten aceptar un diseño o descartarlo en su fase intermedia, sin necesidad de continuar el proceso hasta el último paso, el ensayo de certificación final. Esta metodología no es sustitutiva del ensayo de certificación, necesario siempre para la obtención del certificado que permita la puesta a la venta del producto final.Due to the speed in the execution of the tests and the size of the samples to be tested, this device and method allows obtaining qualitative intermediate results, which allow accepting a design or discarding it in its intermediate phase, without the need to continue the process until the last step, the final certification test. This methodology is not a substitute for the certification test, always necessary to obtain the certificate that allows the sale of the final product.

La principal ventaja que presentan el dispositivo y método de la invención es la sencillez en la ejecución del ensayo, la rapidez en la obtención de los resultados y el precio económico en la ejecución (consumibles) del mismo. Además, este método presenta un importante ahorro debido al hecho de disponer de resultados intermedios y descartar soluciones antes de ejecutar ensayos en escala real, supone un ahorro en el número de ensayos a escala real, con el coste derivados de los mismos.The main advantage of the device and method of the invention is the simplicity in the execution of the test, the speed in obtaining the results and the economic price in the execution (consumables) of the same. In addition, this method presents significant savings due to the fact of having intermediate results and ruling out solutions before executing full-scale tests, it represents a saving in the number of full-scale tests, with the cost derived from them.

El tamaño de las muestras a ensayar, de dimensiones más pequeñas permite realizar ensayos de forma más rápida (tiempo de ejecución menor) con muestras de menor tamaño que permiten ensayar diferentes elementos y configuraciones de una forma mas rápida y económica. La principal diferencia radica en la rapidez y economía de la invención. The size of the samples to be tested, of smaller dimensions, allows to carry out tests more quickly (shorter execution time) with smaller samples that allow testing different elements and configurations in a faster and more economical way. The main difference lies in the speed and economy of the invention.

Claims

1. Fire resistance test device for samples of delimiting construction elements, configured to faithfully reproduce the certification test for temperatures above 800 ° C, with samples of a size between 100 mm long, 100 mm wide and 40 mm thick and 500 mm long, 500 mm wide and 100 mm thick, and configured for the placement of thermocouples on both faces of the sample, the device being characterized by comprising:

- a horizontal structure (11, 21, 31) having a size between 170 mm long, 130 mm wide and 140 mm thick and 840 mm long, 620 mm wide and 40 mm thick, and comprising in turn: a non-deformable lower sheet (311) and an upper layer of insulating material (312) of a flexible and moldable material, where the elements that comprise the horizontal structure (11, 21, 31) have an opening (314) in its center, such that during the performance of the test, all the openings (314) are coincident, and through which the heat generated by a heat source (12, 22) rises;

- a fossil fuel heat source (12, 22) located under the horizontal structure (11, 21, 31), and centered on its openings (314), said heat source (12, 22) being mechanically separated from the rest of the elements that are part of the device and configured to generate temperatures of up to 1000 ° C, such that the dimensions of the heat source that reaches the non-deformable lower sheet (311) are related to the dimensions of the opening (314) so that they are maintain a relationship where the area of the heat source is two thirds -66.6% - of the area of the opening (314);

- At least two support elements (13, 23) attached to the horizontal structure (11, 21, 31), configured to raise the horizontal structure assembly (11, 21, 31) in height and regulate the support body (14, 24) the temperature of the heat source (12, 22) reaching the sample (26);

- A support body (14, 24) joined to the upper layer of insulating material (312), with the upper and lower faces hollow, where the sample (26) to be tested is located on its upper face, simply supported on an internal recess ( 15) made on the walls of the support body (14, 24) in the upper area, such that the minimum and maximum dimensions of the support body (14, 24) are between 100x100x190mm -length, width and height- and 500x500x190 mm -length , width and thickness-, such that the lower face, as opposed to the upper face where the sample (26) to be tested is located, being hollow, allows the passage of heat generated by the heat source (12, 22), such that the rest of the faces of the support body (14, 24) are joined together, and such that the interior walls of the support body (14, 24) are protected from temperatures above 800 ° C thanks to a flexible and moldable insulating material adhered to the faces of the support body (14, 24):

2. The device of claim 1, wherein the horizontal structure (11, 21, 31) has dimensions of 500 mm long, 370 mm wide and 40 mm thick.

3. The device of any of the preceding claims, wherein the non-deformable lower sheet (311) is made of metal and has a maximum thickness of 2 millimeters.

4. The device of any of claims 1 to 2, wherein the non-deformable lower sheet (311) is made of ceramic and has a maximum thickness of 20 millimeters.

5. The device of any of the preceding claims, wherein the upper layer of insulating material (312) of the horizontal structure (11, 21, 31) has a maximum thickness of 40 millimeters.

The device of any of the preceding claims, wherein between the non-deformable lower sheet (311) and the upper layer of insulating material (312) there is a horizontal plate (313) with an opening (314) coinciding with the openings (314 ) of the non-deformable lower sheet (311) and the upper layer of insulating material (312).

7. The device of the preceding claim, wherein the material of the horizontal plate (313) is plasterboard and its thickness ranges between 10 and 20 millimeters.

The device of any of the preceding claims, wherein the openings (314) have dimensions of 300mm x 300mm.

9. The device of any of the preceding claims, wherein the distance between the heat source (12, 22) and the non-deformable lower sheet (311) is 10 cm, and the support elements (13, 23) are made of steel and are attached to the non-deformable lower sheet (311) by means of a mechanical screw connection, such that each support element (13, 23) is a threaded rod that is attached to the non-deformable lower sheet (311) by means of a lower nut and higher.

The device of any of the preceding claims, wherein the support body (14, 24) is a cube of gypsum plaster.

11. Fire resistance test method of samples of delimiting construction elements, using the device according to any of the preceding claims, characterized in that it comprises the steps of:

- On the sample (26) and before being placed in the test device of the invention, install thermocouples on the upper faces -not exposed to the heat source (12, 22) -and lower- exposed to the source of heat (12, 22) - from sample (26);

- placing the sample (26) in a horizontal position, simply supported and without any fixation, on the internal recess (15) of the support body (14, 24);

- turn on the heat source (12, 22);

- placing at least one thermocouple in the vicinity of the exposed face of the sample (26), inside the space of the support body (14, 24), said thermocouple being configured to measure the temperature of the air inside the oven and in the vicinity of the sample (26) to be tested, such that said thermocouple must not be in contact with the sample (26);

- heat the exposed face of the sample (26) and acquire the data of the temperatures of both faces of the sample (26) -exposed and unexposed- and of the air temperature inside the oven -in the vicinity of the exposed face - using a data logger; - Compare the heating curves of the unexposed face with the heating curves of a section that is already certified.