NO820498L - Brannvernsperre med kjerneopptaksmasse som endrer sin struktur foer en tillatelig hoeyeste temperatur naas - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en brannvernsperre. Med brannvernsperre skal innretninger forstås som begrenser varmegjennom-gangen i brannverndører av stål. Slike brannvernsperrer har hittil, bestått bare av innlegg av mineralfiberplater. Begrep, betegnelse, krav og prøver er fastsatt i DIN 18089, utkast av februar 1981.

Et ytterligere anvendelsesområde for brannvernsperrer

er for ildsikre skap for oppbevaring av temperatur- og fuktig-hetsømfintlige gjenstander, som magnetlydbånd, filmer, kartotekkort og lignende.

Fra US patentskrift 3559594 er et ildsikkert skap

kjent hvis vegger består av et ytre, tykt betongskikt, et innvendig for dette anordnet isolasjonsskikt av urethanskum og en innvendig for dette anordnet innervegg av natrium-acetattrihydrat. Natriumacetattrihydratet som anvendes for den innerste vegg, er et materiale som betegnes som kjerneopptaksmasse og som ved utsettelse for varme, dvs. ved varmeopptak, forandrer sin struktur endotermt. Ved denne struktur-forandring blir temperaturen i skapets innerrom eller generelt på den side av en slik utformet vegg som er vendt bort fra brannstedet, tidsmessig begrenset til en bestemt høyde. Riktignok er urethanskum brennbart, og natriumacetattrihydratet som anvendes som kjerneopptaksmasse, utvikler ved innvirkning av varme brennbare gasser på grunn av kjemisk spaltning.

Fra vest-tysk utlegningsskrift 2413644 er et ildfast skap kjent med en forbedret virkningsgrad hva gjelder sikring av skapets innhold som er oppnådd ved at det som kjerneopptaksmassE anvendes et rent uorganisk, ikke brennbart salt med høyt innhold av krystallvann, som natriummetasilikathydrat med 5, fortrinnsvis 9, H20. Anvendelsen av natriummetasilikathydrat fører imidlertid ikke bare til at utvikling av brennbare gasser ved utsettelse for varme unngås, men gir på grunn av dets forholdsvis høyere vanninnhold også en vesentlig høyere varmekapasitet for kjerneopptaksmassen enn acetatforbindeIsen.

Et annet rent uorganisk, ikke brennbart salt som på lignende måte kan anvendes som kjerneopptaksmasse med høy varmekapasitet, er f.eks. glaubersalt, dvs. natriumsulfatdecahydrat.

Dersom utsettelsen for varme for en slik kjerneopptaksmasse er langvarig, smelter denne ved en viss temperatur under varmeopptak i sitt eget krystallvann, f.eks. natriummetasilikathydrat ved ca. 48°C. Smeiten synker da nedad,

og det oppstår i de øvre områder av brannvernveggene,- -dørene eller lignende låseinnretninger frie rom, dvs. det dannes der frie rom for varmeover- og -gjennomgangen.

Det tas ved oppfinnelsen sikte på å anbringe kjerneopptaksmassen på en slik måte i rommet som er bestemt for denne at risikoen for at kjerneopptaksmassen som smelter under fortsatt utsettelse for varme, skal synke ned unngås så langt som mulig og slik at ingen frie rom som er farlige for varmeover- hhv. -gjennomgangen vil kunne oppstå innen-for tilsvarende områder av brannvernsperren. Dessuten skal spesielt i forbindelse med brannverndører disses tykkelses-dimensjon kunne minskes i sammenligning med en vanlig mineralfiberfyIling.

Denne oppgave løses ifølge hovedkravets særtrekk ved at kjerneopptaksmassen er innleiret i et støtteskjelett med åpne porer og laget av et materiale med god fuktbarhet overfor kjerneopptaksmassen i smeltet, flytende tilstand. Ved hjelp av støtteskjelettet hindres en direkte og uhindret vekkstrømning av den på grunn av varmepåkjenningen flytendegjorte kjerneopptaksmasse i overensstemmelse med tyngde-kraften.

Ved valget av støtteskjelettmaterialet må det påses at støtteskjelettmaterialets overflater har en høyest mulig affinitet overfor den smeltede, flytende kjerneopptaksmasse.

Støtteskjelettet kan bestå f.eks. av fortrinnsvis granulert mineralull. Også en fylling av et oppsugende fyllstoff, eventuelt i blanding med mineralull, som f.eks. kornformig til pulverformig kiselgur, pimpestengranulat eller -mel, malt perlitt, kan anvendes som støtteskjelett, idet en kornformig struktur av dette fyllstoff foretrekkes. Kjerneopptaksmassen fordeles forskjellig i støtteskjelettet fortrinnsvis i overensstemmelse med den temperaturprofil som forventes under varmeinnvirkningen, slik at der hvor de høyeste temperaturer er å forvente vil også den høyeste kon-sentrasjon av kjerneopptaksmasse være tilstede i støtte-skjelettet.

Ifølge en videre utførelsesform av oppfinnelsen kan også skottlignende innsatservære tilstede i et rom som skal inntas av brannvernsperren ifølge oppfinnelsen,

og disse bevirker at denne ikke kan synke nedad som en hel-het spesielt ved sterk innvirkning av støt. Slike inn-virkninger av støt kan i branntilfeller oppstå når bygnings-deler styrter sammen, og av denne grunn blir f.eks. ild-• sikre skap også prøvet i overensstemmelse hermed. Kjerneopptaksmassen som er støttet med et støtte-skjelett, kan anvendes som sådant, men også som formlegeme eller plate. Det er gunstig å dekke konstruksjonen av støtte-sk jelett og kjerneopptaksmasse på alle sider med en dampsperre som kan bestå av en metallfolie, plastfolie eller kombinert metallplastfolie. Ved.anvendelsen av en dampsperre oppnås dessuten at skaps eller dørers vegger som i alminnelighet består av stål, ikke kan beskadiges fordi uønskede kjemiske vekselvirkninger mellom veggen og den anvendte kjerneopptaksmasse er utelukket. Når en metallfolie anvendes som dampsperre, er det gunstig ved hjelp av et kaldtherdnende vannglassklebemiddel å feste metallfolien til konstruksjonen av kjerneopptaksmasse og støtte-skjelett. Det kan da dreie seg om en i og for seg kjent bestrykningsmasse på basis av vannglass. En slik bestrykningsmasse har den ytterligere fordel at den blærer opp ved høy temperatur under skumdannelse og derved øker sperre-virkningen og sluker fordampningsvarmen.

Som materiale for metallfolien kan edelstål, kobber eller aluminium anvendes. Som plast har polyethylen, poly-tetrafluorethylen eller lignende vist seg brukbare.

Når en aluminiumfolie anvendes som dampsperre, er det gunstig som klebemiddel å anvende et organisk klebemiddel, f.eks. et epoxyharpiksklebemiddel. Imidlertid er. normale vannglassklebemidler med høyt faststoffinnhold og høyere konsistens eller,spesielt gunstig,anvendelse av en brann vernbestrykningsmasse som skummes opp, mer fordelaktig. Riktignok blir kjerneopptaksmassen påvirket ved anvendelse

av vannglassklebemidler, men bare i usedvanlig tynne over-flateskikt.

Fremstillingen av brannvernsperren ifølge oppfinnelsen utføres på enkleste måte ved at kornformig til pulverformig kjerneopptaksmasse blandes med granulert mineralfiberull, eventuelt med tilsetning av eller erstatning med kornformige til pulverformige fyllstoffer, og ved at denne blanding inn-føres i rommet som skal fylles med kjerneopptaksmassen.

Det er imidlertid også mulig å belegge en mineralfibermatte som allerede inneholder tilsvarende andeler av fyllstoffer, med kornformig til pulverformig kjerneopptaksmasse og å oppvarme kjerneopptaksmassen inntil den smelter, hvor-

på matten igjen får avkjøle efter at den ønskede impregneringsgrad er blitt nådd.

En annen mulighet består i at en eventuelt med fyllstoffer tilsatt mineralfiberplate impregneres ved drenking med smeltet, flytende kjerneopptaksmasse og derefter avkjøles.

Det har vist seg spesielt fordelaktig å rive opp mineral-

ull i fnokker, å blande fnokkene, eventuelt efter tilsetning av fyllstoff, med smeltet, flytende kjerneopptaksmasse og å presse den dannede blanding til formlegemer som får størkne ved avkjøling. Fnokkene kan også blandes med kornformig til pulverformig kjerneopptaksmasse under tilførsel av varme og presse den dannende grøtlignende blanding til formlegemer som får størkne ved avkjøling. En ytterligere mulighet består i å blande fnokkene med kornformig til pulverformig kjerneopptaksmasse og et klebemiddel og forme den dannede blanding til formlegemer. Som klebemidler egner de klebemidler seg som ovenfor allerede er blitt angitt hva gjelder deres egenskaper.

Når et salt.med høyt. innhold av krystallvann anvendes som kjerneopptaksmasse, er det gunstig å anvende et vidtgående, fortrinnsvis fullstendig, vannfritt klebemiddel, f.eks.

altså et epoxyharpiksklebemiddel.

Det fås med brannvernsperren ifølge oppfinnelsen en spesiell fordel spesielt i forbindelse med brannverndører ved at den brannvernteknisk nødvendige sperreskikttykkelse kan reduseres merkbart i forhold til vanlige mineralfiber-innlegg.

For de angitte mineralull hhv. mineralfiberstrukturer dreier det seg om slike av mineralfibre, fortrinnsvis av silikatisk type.

En forskjellig impregneringsgrad kan også oppnås ved at

en mineralfibermatte eller -plate med forskjellig tykkelse impregneres ovenfra og nedad med den flytendegjorte kjerneopptaksmasse. På det sted som ved montering i et skap eller lignende befinner seg øverst, velges da den lavere matte-tykkelse slik at mer kjerneopptaksmassemateriåle tas opp der.

Det er ved oppfinnelsen vesentlig at støtteskjelett-overflatene oppviser en så sterk affinitet overfor smeltet, flytende kjerneopptaksmasse at de er istand til å holde kjerneopptaksmassen fast som en væske .i en svamp. Det må derfor alltid påses at støtteskjelettmaterialet, spesielt mineralfibrene, holdes frie eller befris for f.eks. olje-lignende materialer som ville forhindre en slik fukting.

Tegningen viser ved

Fig. 1 en grafisk representasjon.for å gjengi tempera-turf or løpet på den side som er vendt bort fra ilden for en brannvernsperre som er bygget opp bare under anvendelse av rene mineralf ibre, Fig. 2 en tilsvarende grafisk representasjon for å gjengi temperaturforløpet på en brannvernsperre ifølge oppfinnelsen som er bygget opp med en kjerneopptaksmasse, Fig. 3 et snitt gjennom et ildsikkert skap med en brannvernsperre ifølge oppfinnelsen, Fig. 4 et delsnitt gjennom en brannvernsperre som er forsynt med en dampsperre og beregnet for montasje i en

Fig. 5 brannverndør som er vist i snitt.

Ifølge Fig. 1 er langs abscissen temperaturen på den side av en brannverndør som er vendt bort fra ilden, og langs ordinaten tiden trukket opp. Brannvernsperren består ifølge denne utførelsesform av rene mineralfibre med en samlet tykkelse av 5 cm. Det fremgår at ved stadig tem peraturøkning nås allerede efter ca. 50 minutter en temperatur av over 100°C og efter en samlet tid av 110 minutter en temperatur av ca. 200°C på den side som er vendt bort fra ilden.

Når en brannvernsperre med den samme samlede tykkelse som ifølge Fig. 1 anvendes, men med en kjerneopptaksmasse og en på én side påført mineralfiberplate blir temperaturen på den side som er vendt bort fra ilden, efter at den spesifikke temperatur for den angjeldende anvendte kjerneopp-: taksmasse av f .eks. 48°C eller f .eks. 85°C er^l^t_nådd,_sjtående_.i_ 50 minutter på denne - temperatur, som vist på Fig. 2, og den øker igjen først efter innvirkning av ilden il/samlet 100 minutter inntil først efter ca. 150 minutter verdien av 200°C er blitt nådd som uten at en kjerneopptaksmasse var blitt anvendt, allerede ville ha vært nådd efter innvirkning av ilden i 110 minutter med jevn temperaturøkning. De tre forskjellige kurver I, II og III som er vist på Fig. 2, er basert på målinger

I innen det øvre område

II innen det midlere område og

III innen det nedre område

av brannverndørene. Det fremgår også at ved slutten av holdeperioden er temperaturøkningen sterkest innen det midlere område fordi den sterkeste innvirkning av ilden finner sted der.

Når et natriummetasilikathydrat anvendes, ligger den holdetemperatur som er kjennetegnet ved det klart vertikale kurveavsnitt, ved 85°C. Når natriumsulfatdecahydrat anvendes, fås f.eks. en holdetemperatur ved 32°C.

Dersom et støtteskjelett hadde manglet, ville kurven

I for det øvre område vise en uforholdsmessig hurtig økning efter slutten av holdetemperaturen til sluttemperaturen og utover denne fordi når kjerneopptaksmassen som er blitt smeltet og flytende synker ned, vil også den varmesperre som foreligger.når kjerneopptaksmassen er smeltet og flytende, forsvinne fullstendig. Dette er blitt .rent skjematisk antydet ved hjelp av den stiplede linje IV.

På Fig. 3 betyr 1 den utvendige kappe for et ildsikkert skap med en varmesperre ifølge oppfinnelsen som består f.eks. av stålblikk. 2, 3, 4 og 5 er mineralfibérplater. 6 og 7 er husvegger mellom hvilke kjerneopptaksmassen befinner seg som er innleiret i et støtteskjelett 9 som ifølge det viste utførelseseksempel består av granulert mineralull.

På Fig.4_,er en mineralfiberplate med en tykkelse av ca.

2 cm og bundet med fenolharpiks antydet ved hhv. 11 og 12.

13 betyr et 1,5 cm tykt lag av med mineralull avstøttet kjerneopptaksmasse (blandingsforhold 1:4) på hvilke en aluminiumfolie 16 hhv. 17 ved hjelp av et vannglassklebe-middelskikt hhv. 14 og 15 er klebet som dampsperre med en tykkelse av 200y.um. Fortrinnsvis anvendes som klebemiddel en handelstilgjengelig brannvernbestrykningsmasse på basis av vannglass som danner blærer under skumdannelse ved høy temperatur,og-på grunn av fordampningen ved ca. 100 oC sluker varme og dermed ytterligere bidrar til varmesperren.

På Fig. 5 er vist et lengdesnitt, forkortet som antydet ved det strek-punkterte linjepar, gjennom en brannverndør med en brannvernsperre ifølge Fig. 4.

Brannverndøren 21 sitter i døråpningen i murverket

for et brannbeskyttet rom 2 2 med et gulv 2 3 med et nedre anslag 24 og et tak 25 med et øvre anslag 26. Brannvern-dørens 21 rammeverk fremgår delvis, oventil ved 27 og neden-til ved 28. Dessuten finnes to stålblikkskall 29, 30.

I det indre av rommet 31 som er omsluttet av disse stålblikkskall, befinner seg en varmesperre med konstruksjonen ifølge

Fig. 4. Det fremgår da tydelig at kjerneopptaksmassen 13

på alle sider er omsluttet av klebemidlet 14/15 og aluminium-folien 16/17. En dørlås som ikke danner en gjenstand ifølge oppfinnelsen, er skjematisk vist ved 32 og delvis gjengitt.

For en såkalt ildbestandig dør som bare oppviser en varmesperre av mineralfibermateriale, er det nødvendig med . en tykkelse av 9 cm for å oppnå den krevede sperreverdi.

Hvis derimot en forbedret varmesperre ifølge oppfinnelsen anvendes, er det tilstrekkelig med dørtykkelser av størrelsesordenen 5cm for å oppnå den samme sperreverdi.

Det fås altså i ethvert tilfelle betydelige tekniske og økonomiske fordeler ved anvendelse av varmesperren ifølge oppfinnelsen.

Claims (17)

1. Brannvernsperre med en kjerneopptaksmasse som endrer sin struktur.endotermt før en tillatelig høyeste temperatur nås, karakterisert ved at kjerneopptaksmassen er innleiret i et støtteskjelett med åpne porer av et overfor kjerneopptaksmassen i smeltet, flytende tilstand fuktbart materiale.

2. Brannvernsperre ifølge krav 1, karakterisert ved at støtteskjelettet består av mineralull.

3. Brannvernsperre ifølge krav 2, karakterisert ved at støtteskjelettet består av granulert mineralull.

4. Brannvernsperre ifølge krav 1, karakterisert ved at støtteskjelettet består av et oppsugende fyllstoff, fortrinnsvis i blanding med mineralull.

5. Brannvernsperre ifølge ett eller flere av de foranstående krav, karakterisert ved at kjerneopptaksmassen er forskjellig fordelt i støtteskjelettet i overensstemmelse med den temperaturprofil som forventes.

6. Brannvernsperre ifølge ett eller flere av de foranstående krav, karakterisert ved at skottlignende innsatser foreligger i et rom som skal okkuperes av kjerneopptaksmassen.

7. Brannvernsperre ifølge ett eller flere av de foranstående krav, karakterisert ved at konstruksjonen av støtte- skjelett og kjerneopptaksmasse på alle sider er dekket med en dampsperre.

8. Brannvernsperre ifølge krav: 7, karakterisert ved at dampsperren består av en metallfolie, plastfolie eller en kombinert ..metall-plastfolie.

9. Brannvernsperre ifølge krav 8, karakterisert ved at når en metallfolie anvendes som en dampsperre, er metallfolien ved hjelp av et vannglassklebemiddel festet til konstruksjonen av kjerneopptaksmasse og støtteskjelett.

10. Fremgangsmåte ved fremstilling av en brannvernsperre ifølge ett eller flere av de foranstående krav, karakterisert ved at kornformig til pulverformig kjerneopptaksmasse blandes med granulert mineralfiberull,. eventuelt med tilsetning av eller erstatning med kornformige til pulverformige fyllstoffer, og at denne blanding innføres i et rom som skal fylles med kjerneopptaksmassen.

11. Fremgangsmåte ved fremstilling av en brannvernsperre ifølge ett eller flere av kravene 1-9, karakterisert ved at en eventuelt med fyllstoffer tilsatt mineralfibermasse belegges med kornformig til pulverformig kjerneopptaksmasse og oppvarmes inntil kjerneopptaksmassen smelter, hvorefter den igjen avkjøles efter at den ønskede impregneringsgrad er blitt nådd.

12. Fremgangsmåte ved fremstilling av en brannvernsperre ifølge ett eller flere av kravene 1-9, karakterisert ved at en eventuelt med fyllstoffer ..tilsatt mineralf ibermasse impregneres med smeltet, flytende kjerneopptaksmasse ved drenking og derefter av-kjøles.

13. Fremgangsmåte ved fremstilling av en brannvernsperre ifølge ett av kravene 1, 2, 3 eller 5-9, karakterisert ved at mineralull .rives opp til fnokker, at fnokkene blandes med smeltet, flytende kjerneopptaksmasse eventuelt efter tilsetning av fyllstoffer, og at den dannede blanding presses til formlegemer som får størkne ved avkjøling.

14. Fremgangsmåte ved fremstilling av en brannvernsperre ifølge ett eller flere av kravene, 1, 2, 3 eller 5-9, karakterisert ved at mineralull rives opp til fnokker, at fnokkene blandes med kornformig til pulverformig kjerneopptaksmasse under tilførsel av varme, og at den dannede grøtlignende blanding presses til formlegemer som får størkne ved avkjøling.

15. Fremgangsmåte ved fremstilling av en brannvernsperre ifølge ett eller flere av kravene 1, 2, 3 eller 5-9, karakterisert ved at mineralull rives opp til fnokker, at fnokkene blandes med kornformig til pulverformig kjerneopptaksmasse og et klebemiddel, og at den dannede blanding formes til formlegemer.

16. Fremgangsmåte ifølge krav 15, karakterisert ved at når et salt med høyt krystallvanninnhold anvendes som kjerneopptaksmasse, anvendes et vidtgående, fortrinnsvis fullstendig, vannfritt klebemiddel.

17. Fremgangsmåte ifølge krav 16, karakterisert ved at et epoxyharpiksklebemiddel anvendes.