BRPI0414848B1 - porta e inserção de proteção contra fogo - Google Patents

Abstract

"porta e inserção de proteção contra fogo". numa porta de proteção contra fogo com uma estrutura envolvente e conchas de placas de aço bilaterais, entre as quais é provida uma inserção de proteção contra fogo, consistindo em pelo menos um elemento isolante na forma de uma placa de fibras minerais, solúvel num meio físico e reforçado com um agente de ligação, a composição das fibras minerais do referido elemento isolante apresenta uma relação de massa alcalina/alcalino-terrosa <1 e a estrutura fibrosa do citado elemento isolante é determinada por um diâmetro geométrico de fibra médio <4 <109>m, uma densidade bruta na faixa de 60 a 130 kg/ m^ 3^ e uma parte do agente de ligação, relativa à massa de fibra, na faixa de 1 a 3% em peso.

Description

“PORTA B INSERÇÃO DE PROTEÇÃO CONTRA FOGO” RELATÓRIO DESCRITIVO A presente invenção refere-se a uma porta de proteção contra fogo, assim como também a uma inserção de proteção contra fogo correlata.

Os requisitos de proteção contra fogo para elementos de proteção contra fogo são classificados em categorias de resistência contra fogo, de acordo com a DIN 4102, Parte 5. A capacidade de resistência contra fogo de uma porta de proteção contra fogo é determinada com base na duração em que, a uma certa temperatura, o aumento num lado da barreira de proteção contra fogo mantém o outro lado “frio” do fogo. Os requisitos de proteção contra fogo de elementos de proteção contra fogo são classificados em categorias de resistência contra fogo, de acordo com o DIN 4102, Parte 5. A capacidade de resistência contra fogo de uma porta de proteção contra fogo é determinada com base na duração, em que, a uma certa temperatura, o aumento de um lado da porta de prote-ção contra fogo, o outro “lado” frio da porta de proteção contra fogo per-manece abaixo de uma temperatura limite definida. Estas categorias de resistência contra fogo também são válidas para portas de proteção contra fogo. A duração em minutos até que a temperatura limite esteja sem-do atingida no lado frio é designada de tempo de resistência. Isto deter-mina a classificação nas diferentes categorias de resistência contra fogo. Uma classificação de uma porta de proteção contra fogo na categoria de resistência contra fogo T30 implica num tempo de resistência mínima respectivo de T60 e T90, um tempo de resistência de 60 minutos e 90 minutos. Durante estes tempos de resistência, deve ser assegurado que o efeito de fechamento do ambiente da porta de proteção contra fogo é garantido, isto é, durante este tempo, nenhuma chama pode sair pela porta no lado oposto ao fogo, resultando da combustão da carga de combustão, isto é, do agente de ligação orgânico.

Como consequência dos requisitos de proteção contra fogo relativos a portas de proteção, como material isolante de lã mineral para inserção nas portas de proteção contra fogo, está sendo usada predomi-nantemente lâ de pedra, devido ã sua elevada resistência â temperatura, cujo ponto de fusão, de acordo com a DIN 4102, Parte 17, deve ser por volta de 1.000 °C. Normalmente este tipo de lã de pedra está sendo produzido em conformidade com o assim chamado processo de sopro de bico ou com centrifugação externa, por exemplo, o assim chamado processo de centrifugação em cascata. As fibras produzidas deste modo apresentam normalmente, de acordo com o seu uso, um diâmetro geométrico médio acima de 4 até 12 pm, de maneira que estas fibras - comparadas com as fibras de lã de vidro tradicionais - são relativamente grossas. As fibras de lã de vidro, por outro lado, de acordo com estas, apresentam um diâmetro geométrico médio na faixa de 3 μηι até 6 μηπ. No caso da lã de pedra, porém, como resultado da produção em conformidade com o processo de sopro de bico ou com centrifugação externa, forçosamente uma grande parte de material não fibrilado na forma de componentes de fibra mais grossos resulta na forma das assim denominadas “contas” com um tamanho de partícula de pelo menos 50 Mm no material isolante e comu-mente com uma parte de 10 até 30% da parte de fibra do elemento isolante. Esta parte de contas comparavelmente altas participa no peso do referido elemento isolante, mas, não contribui de forma nenhuma para o efeito isolante pretendido do elemento isolante.

Como elemento de ligação para fibras de lã de pedra, está sendo utilizada normalmente uma resina de fenolformaldeído, que é integrada na porta de proteção contra fogo como material orgânico, a assim chamada carga de fogo. O conteúdo do agente de ligação que é exigido para a estabilização estrutural dos flocos de lã de pedra para a formação de uma placa sólida de lâ de pedra, aglutinada, nas unidades de proteção contra fogo, fica normalmente abaixo de 1% em peso (seco, referido à massa da fibra). Com base na estrutura de fibra grossa de lã de pedra convencional, em comparação com a lâ de vidro convencional, para for- mar inserções de proteção contra fogo, são necessárias altas densidades brutas, para que possa ser atingido o efeito isolante pretendido. A densidade bruta das inserções de lã de pedra, de acordo com a categoria de resistência contra fogo, é, por exemplo, de 120 kg/m3 até 230 kg/m3.

Essas elevadas densidades brutas, exigidas para atingir o efeito isolante desejado, a uma dada espessura de unidades de proteção contra fogo para portas de proteção contra fogo resultam diretamente em pesos de portas muito elevados. Além disso, uma grande densidade também implica forçosamente que - considerada numa base absoluta - uma quantidade relativamente grande de agente de ligação e, consequentemente, de carga de fogo está sendo introduzida na porta de proteção contra fogo.

Visto que o efeito térmico isolante da referida inserção de lã de pedra, com espessura predeterminada, separadamente, é com frequência, insuficiente para atingir uma categoria de resistência contra fogo exigida, é muitas vezes necessário prover meios adicionais de proteção contra fogo, que, no caso de um incêndio, em consequência do aumento de temperatura correlato, libere fisica e/ou quimicamente água de ligação, tornando, deste modo, mais lento o aumento de temperatura. Esses meios de proteção contra fogo podem ser aplicados em diferentes camadas, conforme é sabido a partir da EP 0 741 003, ou são especificamente integrados no material de lã de pedra, conforme é conhecido a partir de EP 1 097 807.

As elevadas densidades brutas dos materiais de lã de pedra convencionais, usados para as inserções de proteção contra fogo, resultam não apenas em pesos correspondentemente altos das inserções e, portanto, também das portas de proteção contra fogo, mas, implicam adicionalmente em que, como resultado da sua extensão de superfície, durante a manipulação, por fim durante a introdução na porta de proteção contra fogo, as inserções fiquem expostas a elevadas cargas de flexão devido ao seu peso específico, apresentando uma tendência para decom-eosição em lâminas, quando elevadas, ou formam até fissuras. Portanto, é exigida uma manipulação extremamente cuidadosa destas inserções de proteção contra fogo, o que tem resultados desfavoráveis vis-à-vis de uma produção racional. Esta instabilidade mecânica das inserções evidencia, como consequência, que o procedimento de introdução das inserções na caixa da porta, em muitos fabricantes de portas de proteção contra fogo, é o único procedimento que até agora não podia ser automatizado.

Os produtos de elevada densidade bruta estão sendo fabricados por um espessamento correspondente dos flocos que formam os produtos respectivos. Os referidos flocos, antes e durante a sua passagem pelo forno de endurecimento, são comprimidos pelas forças de compressão que agem sobre eles, a fim de ajustar-se a uma forma predeterminada e, depois da eliminação das citadas forças de compressão, os meios de ligação endurecidos aceitam a tarefa de perfilagem. Dentro do material da lã de pedra, estão ativas forças de reajuste muito intensivas, que têm de ser compensadas através do efeito do agente de ligação. Quanto mais fortemente tenha sido comprimido o material, mais intensivas são estas forças, isto é, de acordo com a extensão da densidade bruta.

Durante o processo de envelhecimento do citado material de lã de pedra depois da integração da porta de proteção contra fogo, porém, as forças de ligação do agente de ligação podem ser neutralizadas com a passagem do tempo. Como resultado, as forças de reajuste, “congeladas” que estavam, vão sendo liberadas e a inserção de lã de pedra pode inchar. As forças então incidentes podem tornar-se tão intensas que deformam consideravelmente as conchas da placa de aço da porta de proteção contra fogo, de maneira que a porta precisa de ser substituída. A fim de conseguir dominar ditas forças de reajuste num nível um pouco melhor, no uso normal, foram realizados procedimentos de acordo com os quais, antes dos referidos fornos de endurecimento, um cilindro de pressão expõe à pressão local o referido material de lã de pedra não endurecido, quando as fibras estão sendo quebradas, isto é, estão sendo preenchidas. Como resultado, as forças de reajuste são algo reduzidas, mas, a consequência é que a conexão de fibra pode ser consideravelmente danificada. Também a resistência das inserções será, assim, afetada; o que pode exibir efeitos desfavoráveis durante a sua manipulação. A ruptura de fibras causadas pelo cilindro de compressão está sujeita a resultar, adicionalmente, numa formação considerável de pó, de forma que o pó e as partículas de fibra, assim como também as contas, durante a inserção da proteção contra fogo na caixa da porta, podem gerar impurezas na citada caixa. Estas impurezas podem resultar em ajuste errôneo durante a conexão soldada nos procedimentos de soldadura subsequentes para fechar a caixa da porta com a cobertura de porta, de forma que serão exigidos complexos controles de qualidade e, por fim, trabalho subsequente. É um objetivo da presente invenção proporcionar uma porta de proteção contra fogo de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1, que elimine as desvantagens dessa proteção contra fogo baseadas na lã de pedra tradicional e que seja de menor peso e a inserção da proteção contra fogo deve ser reduzida pelo menos na base de 25% de seu peso, sem afetar os requisitos na área de fogo e segurança operacional.

Especialmente, apesar da redução de peso pretendida, a estabilidade mecânica das referidas inserções de proteção contra fogo deve ser ajustada de modo a facilitar, de um lado, a sua manipulação e, do outro lado, a evitar a formação de forças de reajuste, resultantes de uma redução das forças de ligação dos dispositivos de ligação, como resultado do processo de envelhecimento e, portanto, a tendência de inchamento da porta de proteção contra fogo. A porta de proteção contra fogo da invenção é destacada por uma inserção de proteção contra fogo de pelo menos um elemento isolante, em que, devido à cooperação ajustada de vários fatores, uma estrutura de fibra especialmente adaptada para a determinação de uma porta de proteção contra fogo está sendo definida e, ao mesmo tempo, é assegurada uma elevada resistência a alta temperatura. O elemento isolante de acordo com a invenção apresenta uma estrutura de fibras bastante finas, resultando do fato de que as fibras dos elementos isolan-tes são projetadas para um diâmetro geométrico de fibra médio de 4 pm. Ao mesmo tempo, a densidade bruta está na faixa de 60 a 130 kg/m3 e a parte do agente de ligação, relativa à massa da parte fibrosa dos elementos isolantes, é de 1 a 3 peso%, por meio do que a faixa preferida da densidade bruta numa categoria de resistência contra fogo T30 ou semelhante é de 60 a 80 kg/m3, de preferência, 70 kg/m3, numa categoria de resistência contra fogo T60 ou semelhante, de 80 a 110 kg/m3, de preferência 100 kg/m3, e, com uma categoria de resistência contra fogo T90 ou semelhante, de 110 a 130 kg/m3, de preferência, 120 kg/m3, resultando em reduções consequentes de peso correspondentes das inserções de proteção contra fogo de mais de 30%. Estas são áreas de densidade bruta que não podem ser atingidas para inserções de proteção contra fogo da lã de pedra convencional. Considerando a resistência à temperatura, é possível no processo que o elemento isolante apresente um ponto de fusão de acordo com a DIN 4102, Parte 17, >1.000°C. Com a fibra mineral finamente projetada com um diâmetro geométrico de fibra média de 4 pm, resulta uma estrutura de fibra em que, com densidade bruta semelhante às fibras de lã de pedra convencionais, um número basicamente grande de fibras está presente na estrutura e, portanto, também mais pontos de cruzamento com a conexão de fibra. Com agente de ligação idêntico usado como com a lã de pedra convencional, como resultado do número grande de pontos de cruzamento e concentração de agentes de ligação nestes pontos, existe um aumento considerável da parte do material de ligação que contribui para uma aglutinação, resultando numa conexão de fibras que resulta numa configuração comparavelmente mais rígida de uma placa de fibra mineral endurecida. Da densidade bruta reduzida de 60 para 130 kg/m3 resulta diretamente, então, para a inserção de proteção contra fogo de acordo com a invenção, com densidade semelhante à convencionalmente usada, uma massa de fibra mais reduzida. Deste modo, com idêntica carga de fogo orgânica absoluta, isto é, agente de ligação aplicado, pode ser ajustada correspondentemente uma grande parte do agente de ligação relativo, com a consequência de que a placa se tornará comparavelmente mais rígida. Por outro lado, com a placa isolante da invenção, podem ser também atingidas uma rigidez e estabilidade predeterminadas com uma aplicação absoluta de agente de ligação comparavelmente mais baixa, resultando novamente na carga de fogo aplicada, normalmente introduzida por meio do agente de ligação normalmente orgânico. Ao mesmo tempo, como consequência da estrutura de fibras finas, a parte de ar essencial para o efeito isolante dentro do elemento isolante, resulta num aumento correspondente do efeito isolante.

Como consequência do ajuste da relação de massa alcalina/ alcalino-terrosa para um valor < 1, resulta uma resistência a temperatura relativamente alta de modo a satisfazer os requisitos das categorias normativas de resistência contra fogo ou provisões semelhantes das fibras minerais do elemento isolante, de acordo com a invenção.

Devido a medidas de cooperação sinergética de acordo com a invenção, resulta, deste modo, uma porta de proteção contra fogo que, como consequência da densidade bruta reduzida da inserção de proteção contra fogo, é destacada por uma mais reduzida, com excelentes propriedades isolantes, com uma rigidez pelo menos comparável e resistência a elevada temperatura. Em princípio, a invenção cria uma simbiose entre a lã de vidro e lã de pedra e combina, deste modo, adequadamente as suas propriedades vantajosas, sendo o elemento isolante aplicado numa estrutura fibrosa, semelhante à da lã de vidro, apresentando, porém as vantagens da resistência a elevada temperatura da lã de pedra convencional. Como consequência da maior finura da fibra, é possível alcançar um certo efeito isolante com geometria idêntica com densidade bruta consideravelmente reduzida do que com a lã de pedra tradicional e isto resulta, portanto, em correspondentes economias de material vis-à-vis as inserções convencionais de proteção contra fogo.

Além disso, durante a produção dos elementos isolantes para a porta de proteção contra fogo, é possível trabalhar com velocidade de compressão consideravelmente mais baixa, de forma que também forças de reajuste secundárias tenham de ser “congeladas”. Se, como consequência do envelhecimento, devesse haver uma eliminação progressiva das forças de ligação do agente de ligação, então, na conexão de fibras de acordo com a invenção, estão sendo liberadas forças baixas, de forma que esteja sendo evitado um inchamento da porta de proteção contra fogo e, portanto, a duração da porta de proteção contra fogo pode ser básicamente estendida, em comparação com as portas convencionais de proteção contra fogo.

Como consequência da estabilidade aperfeiçoada na conexão com densidade bruta mais baixa e peso inferior, também a manipulação do elemento isolante fica mais fácil com o propósito de montar as portas de proteção contra fogo, visto que uma decomposição em lâminas, ruptura ou mesmo fragmentação na suspensão da inserção de proteção contra fogo não deve mais ser temida. Especialmente a etapa de processo de inserção dessa proteção contra fogo na caixa da porta torna-se também acessível à automatização.

Com uma densidade bruta dividida, um teor relativo de agente de ligação idêntico também implica numa divisão da aplicação absoluta do agente de ligação, de forma que, de acordo com a invenção, também uma carga de fogo de longe mais baixa está sendo aplicada na porta de proteção contra fogo e, portanto, está sendo provida uma contribuição essencial para atingir categorias mais elevadas de resistência contra fogo. Portanto, podem ser produzidas inserções de proteção contra fogo de acordo com a invenção com uma parte relativa maior de agente de ligação, visto que, como consequência da estrutura de fibra finas com relação à densidade bruta reduzida, relativamente mais agente de ligação está disponível para a conexão das fibras, com declínio simultâneo do teor absoluto do agente de ligação da inserção de lã de pedra convencional e, portanto, a inserção da proteção contra fogo pode ser ajustada de modo correspondentemente rígido com a parte do absoluta mais baixa do agente de ligação. Noutras palavras: com a inserção da proteção contra fogo de acordo com a invenção, é possível criar vantajosamente um produto que - com propriedades mecânicas otimizadas - apresenta uma aplicação absoluta mais baixa de agente de ligação vis-à-vis dos produtos convencionais. Como agente de ligação, é indicado um agente de ligação orgânico e a faixa preferida da parte do agente de ligação, com referência à massa fibrosa dos elementos isolantes, situa-se na faixa de 1 a 2% em peso. O diâmetro geométrico médio, responsável pela finura da fibra, é determinado a partir da distribuição de frequência do diâmetro da fibra. A distribuição de frequência pode ser determinada baseada numa amostra de lã com um microscópio. O diâmetro de um grande número de fibras está sendo medido e aplicado, resultando num padrão de distribuição oblíquo do lado esquerdo (ver Figura 4 e 5).

Numa forma adequada especial, as fibras minerais do elemento isolante são produzidas por centrifugação interna de acordo com o processo da cesta de centrifugação com uma temperatura na cesta de centrifugação de pelo menos 1.100°C. Deste modo, é possível, de um modo simples, produzir fibras com diâmetro geométrico médio correspondentemente baixo e a lã mineral assim obtida é praticamente isenta de contas, significando que a parte de contas no material de lã mineral é <1%, o que apresenta outra vantagem essencial vis-à-vis a lã de pedra com-vencional. A ruptura de fibra e a formação consequente de pó são, deste modo, evitadas da melhor maneira possível, de forma que as inserções de proteção contra fogo de acordo com a invenção podem ser integradas isentas de problemas e interferência nas caixas de porta. O procedimento de centrifugação interno de acordo com o processo do de centrifugação já é conhecido para fibras minerais e é feita referência expressa a EP 0 551 476, EP 0 583 792, WO 94/04468 e Patente US 6.284.684 para mais detalhes.

Numa forma especialmente vantajosa, as forças de reajuste, medidas como tensão de pressão com 10% empenamento de acordo com a DIN EN 826 do elemento isolante, integrado na porta de proteção contra fogo numa categoria de resistência contra fogo T30 ou semelhante representam <4 kPa, com uma categoria de resistência contra fogo T60 ou semelhante <6 kPa e com uma categoria de resistência contra fogo T90 ou semelhante <8 kPa. Estas forças de reajuste reduzidas, conforme já explicado acima, contribuem para estender a duração e evitar defeitos devidos a empenamento das portas de proteção contra fogo.

No contexto da invenção, também é possível utilizar as medidas adicionais conhecidas, tais como integração do agente de proteção contra fogo na forma de materiais de desidratação, tais como hidróxidos metálicos e especialmente hidróxido de alumínio está sendo usado. É conveniente neste caso que estes agentes de proteção contra fogo, integrados no elemento isolante, estejam dispostos em pelo menos uma camada discreta entre as fibras minerais do referido elemento isolante. Esta camada discreta é constituída de modo conveniente na forma plana, sendo disposta em paralelo à superfície principal do elemento isolante, normalmente presente na forma de uma placa. Alternativamente, porém, também é possível que a distribuição do agente de proteção contra fogo desidratante esteja sendo realizada dentro das camadas discretas na forma de cintos e/ou pontos. Também é possível que a substância desidratante seja homogeneamente distribuída no elemento isolante.

De modo vantajoso, as inserções de proteção contra fogo são formadas de fibras minerais, solúveis num meio fisiológico, correspondendo às exigências da Diretriz Européia 97/69/EG e/ou as exigências da Norma Alemã para Produtos Perigosos, Seção IV, N° 22, assegurando, assim, a ausência de perigos para a saúde com as inserções de proteção contra fogo na sua produção, utilização de processamento e eliminação. Para esclarecimento, fica acordado que as referências a padrões e requisitos de exame se referem respectivamente à versão corrente da data de depósito.

Subsequentemente, a Tabela 1 indica a composição preferida das fibras minerais de uma inserção de proteção contra fogo, de acordo com a invenção, sendo a indicação feita por seções em números % em peso.

Tabela 1 Uma faixa preferida menor de Si02 é de 39-44%, partícularmente 40-43%, Uma faixa preferida menor para CaO é de 9,5-20%, partícu lar mente 10-18%. A composição de acordo com a invenção conta com a combinação de um elevado teor de A1203, entre 16 e 27%, de preferência, maior do que 17% e/ou, de preferência, menor do que 25%, para uma soma dos elementos de formação da rede - Si02 e A12G3 - entre 57 e 75%, de preferência, maior do que 60% e/ou, de preferência menor, do que 72%, com uma quantidade de metal alcalino {sódio e potássio) óxidos (R2Oj que é relativamente alta, mas, limitada entre 10-14,7%, de preferência 10 e 13,5%, com magnésia numa quantidade de pelo menos 1%.

Estas composições exibem comportamento notadamente aperfeiçoado a temperatura muito elevada.

De preferência, o A1203 está presente numa quantidade de 17-25%, particularmente 20-25%, em particular 21-24,5% e especialmente ao redor de 22-23 ou 24% em peso.

De modo vantajoso, podem ser obtidas boas refratariedades ajustando o conteúdo de magnésia, especialmente para pelo menos 1,5%, em particular 2% e, de preferência, 2-5% e, particularmente, de preferência >2,5% ou 3%. Um conteúdo de magnésia elevado tem um efeito positivo que se opõe ao abaixamento da viscosidade e, portanto, impede que o material sinterize.

No caso em que A1203 está presente numa quantidade de pelo menos 22% em peso, a quantidade de magnésia é, de preferência, pelo menos 1%, vantajosamente ao redor de 1-4%, de preferência 1-2% e, em particular, 1,2-1,6%. O conteúdo de A1203 está, de preferência, limitado a 25%, a fim de preservar uma temperatura do líquido suficientemente baixa. Quando o conteúdo de A1203 estiver presente numa quantidade mais baixa de, por exemplo, cerca de 17-22%, a quantidade de magnésia é, de preferência, pelo menos de 2%, especialmente cerca de 2-5%.

Uma inserção de proteção contra fogo com as características conforme definidas acima representa um componente que pode ser comercializado de modo independente, que normalmente está sendo fornecido pelo produtor de fibra mineral para os produtores de portas de proteção contra fogo. É de destacar pelas vantagens conforme descritas acima, com vistas a aumentar a estabilidade, o efeito isolante e o comportamento de proteção contra fogo, tal como o peso reduzido.

Subsequentemente, serão descritas modalidades preferidas da invenção, com base nos desenhos. As figuras mostram: a Figura 1 - seção de uma porta de proteção contra fogo de acordo com a invenção, com a inserção de proteção contra fogo segundo a invenção, assim como também a Figura 2 - uma modalidade modificada de inserções de proteção contra fogo com agente de proteção contra fogo integrado adicionalmente, a Figura 3 - um diagrama de um ensaio comparativo no contexto de um ensaio de condutividade térmica a 400°C, a Figura 4 - um histograma de fibra típica de uma lã de pedra convencional e a Figura 5 - um histograma de fibra típica de lã mineral de acordo com a invenção. A porta de proteção contra fogo, geralmente designada com o número 1 na Figura 1, está integrada numa abertura de alvenaria de um cômodo protegido contra fogo 2, com uma parte inferior 3 com desnível mais baixo 4 e uma cobertura 5, com desnível superior 6. A armação da referida porta de proteção contra fogo 1 pode ser parcialmente reconhecida em cima em 7 e em baixo em 8. Além disso, são providas duas com-chas de placas de aço 9 e 10. Dentro do espaço 11, envolvida pelas referidas conchas de placas de aço 9 e 10, está disposta uma inserção de proteção contra fogo 133, de acordo com a invenção. Em 12 apresenta-se uma indicação esquemática de um dispositivo de fechamento de porta, que não é objeto da presente invenção. A porta de proteção contra fogo 13, integrada entre as citadas conchas de placas de aço 9 e 10 de dita porta de proteção contra fogo 1, no caso exemplificado consiste numa placa de fibras de lã mineral, cuja composição é indicada na coluna direita da Tabela 4, de forma que esteja presente uma relação de massa alcalina/alcalino-terrosa <1 e uma estrutura de fibra finas com um diâmetro geométrico de fibra média de 3,2 pm. Disto resulta uma estrutura de fibras muito finas da estrutura de lã mineral de acordo com a invenção, com uma ligação cruzada íntima como consequência do maior número de pontos de cruzamento da conexão de fibras. A Figura 2 mostra outra modalidade de uma inserção de proteção contra fogo 13, em que uma camada 14 é integrada com substância desidratante sob influência térmica, em alinhamento plano, paralelo a ambas as superfícies principais 15 e 16 do referido elemento isolante, configurado como uma placa. Como substância desidratante, está sendo utilizado especialmente hidróxido de alumínio. A camada 14 pode ser contínua, porém seletivamente também na forma de faixas e/ou pontos. Em vez de uma camada discreta 14 no caso de necessidade podem ser supridas também várias camadas discretas ou a substância desidratante pode também ser provida distribuída de forma homogênea.

Num ensaio, inserções de proteção contra fogo de lã de pedra tradicional, integradas numa porta de proteção contra fogo, e uma inserção de proteção contra fogo, de acordo com a invenção, de um teste denominado de grande fogo, de acordo com a DIN 4102, Parte 5, foram comparadas, com as quais foi testada a preservação da categoria de resistência contra fogo T90. Com dimensões idênticas de ambas as portas de proteção contra fogo com a norma de construção de 1.000 mm x 2.125 mm e uma espessura de 65 mm, correspondendo a uma espessura das nes de proteção contra fogo de 63 mm, a densidade bruta da inserção de proteção contra fogo convencional era de 210 kg/m3 com um conteúdo de agente de ligação de 0,9% em peso com um diâmetro geométrico médio de 4,4 pm e da inserção de proteção contra fogo de acordo com a invenção de 120 kg/m3 com um conteúdo de agente de ligação de 1,5% em peso com um diâmetro geométrico médio de 3,2 pm.

Depois de 90 minutos de duração do ensaio, o aumento de temperatura máximo admissível de 180 K não foi ultrapassado no lado da porta de proteção contra fogo não virado para o fogo em nenhuns dos pontos de medição, estipulados de acordo com a Norma DIN 4102, Parte 5. Também em nenhum ponto foi notada uma projeção de fogo, com base na combustão da carga de fogo orgânica. A Tabela 2 seguinte une os valores medidos neste ensaio e a partir da totalidade de pontos de medição, foram reproduzidos aqueles que estão espacialmente integrados na área crítica superior da porta, nos pontos de maior carga de temperatura.

Tabela 2 A Tabela 2 representa, deste modo, que ambas as construções satisfazem os requisitos da classificação na categoria de resistência contra fogo T90, que, porém, no caso da porta de proteção contra fogo provida de uma inserção de proteção contra fogo de acordo com a invenção, ê atingida com um componente 40% mais leve, em comparação com uma inserção de proteção contra fogo de lã de pedra convencional.

Como pode ser visto, além disso, a partir das diferenças de temperatura, indicadas na Tabela 2, a porta de proteção contra fogo com a inserção de proteção contra fogo de acordo com a invenção oferece uma resistência contra fogo claramente aperfeiçoada, de forma que ê proporcionado especialmente outro potencial para redução de peso e economia de material, em comparação com uma inserção de proteção contra fogo convencional.

Foram também conduzidos testes de comparação correspondentes para verificar a categoria da resistência contra fogo T30 e T60, de maneira que a medição foi tomada após respectivamente 30 minutos e 60 minutos, A Norma D IN correspondente 4102, Parte 5 provê por este meio um plano de face para a localização dos pontos de medição individuais MW. Dois requisitos têm de ser alcançados para um teste bem sucedido. O primeiro requisito é que os pontos de medição MW 1-5 têm de ser <140 K tomados como média. O requisito adicional é que todos os valores individuais, portanto, os pontos de medição 1-17, respectivamente, têm de ser <180 K. Isto aplica-se a T30, T60, assim como também o exame de T90 anteriormente mencionado. Foi comparado de novo um elemento material de isolamento IM (IM significa lã mineral inventiva) de acordo com a invenção com um elemento material de isolamento feito de lã de pedra convencional, aqui do tipo Sillan40. Os resultados até aqui estão mostrados na Tabela 3, por meio da qual o valor médio para os pontos de fusão MW 1-5 são indicados respectivamente em Kelvin e os valores individuais dos pontos de medição 16 e 17 são dados também em Kelvin. Os pontos de medição MW 6 a 15 não são mostrados nas tabelas, porém, os requisitos ainda assim foram cumpridos. O elemento material de isolamento IM nestes testes apresenta uma densidade bruta de longe menor do que a lã de pedra convencional. Portanto, a densidade bruta do elemento material de isolamento IM para T30 era apenas 83 kg/m3, enquanto a densidade bruta da lã de pedra convencional Sillan40 era de 147 kg/m3. A densidade bruta do elemento material de isolamento para T60 era de 120 kg/m3, enquanto Sillan40 era de 294 kg/m3. Isso significa que a inserção de proteção contra fogo com o elemento de isolamento de acordo com a invenção cumpre os requisitos de exame a densidades brutas muito menores do que o elemento de isolamento feito de lã de pedra convencional (tipo Sillan40).

Tabela 3 Pontos de medição T30 Pontos de medição T60 após 30 minutos após 30 minutos Pontos de IM Sillan40 pontos de IM Sillan40 medição medição MW 1-5 63,8 94 MW 1-5 133 105 16 94,1 165 16 165 158 17 84 160 17 174 168 Densidade bruta IM 83 kg/m3 Densidade bruta IM 120 kg/m3 Densidade bruta Sillan40 147 kg/m3 Densidade bruta Sillan40 294 kg/m3 Num segundo ensaio, uma inserção de proteção contra fogo de acordo com a invenção foi submetida a ensaios de fogo, os assim denominados ensaios de pequenos fogos, de acordo com a DIN 18089-1, com base em testes de correlação sobre os resultados de ensaios de fogos grandes, e o resultado dos ensaios de fogos pequenos foi comparado com o resultado de um teste de fogo pequeno para uma inserção de proteção contra fogo admissível de lã de pedra convencional e a preservação da categoria de resistência contra fogo T30 foi examinada.

Com dimensões exteriores idênticas de 500 mm x 500 mm e uma espessura de 52 mm, a densidade bruta da inserção de proteção contra fogo de lã de pedra convencional é 140 kg/m3, com um diâmetro geométrico médio de 4,4 pm e da referida inserção de proteção contra fogo de acordo com a invenção representando 80 kg/m3, com um diâmetro geométrico médio de 3,2 pm. O conteúdo do agente de ligação não é importante para este ensaio, visto que, neste caso, por meio da disposição de ensaio, apenas a passagem térmica através do produto está sendo medida como parâmetro decisivo para o comportamento ao fogo.

Como valor limite para a preservação dos critérios da categoria de resistência contra fogo T30, a permissão para a inserção de proteção contra fogo de lã de pedra convencional com as dimensões e densida- des mencionadas, constata que, ao final do tempo de ensaio de 30 minutos, nenhum valor individual dos ensaios repetidamente realizados pode ultrapassar um aumento de temperatura de 100 K no lado não virado para o fogo. Este valor de limite é resultante do aumento de temperatura máximo no lado frio do ensaio de pequeno fogo, realizado como ensaio de correlação, com base no ensaio de fogo grande, aprovado com sucesso. Com dimensões exteriores idênticas, o aumento de temperatura máximo da inserção de proteção contra fogo de acordo com a invenção, depois de 30 minutos, era vantajosamente apenas de 62 K. O teste comparativo para a classificação na categoria de resistência contra fogo T30 mostra que a inserção de proteção contra fogo de acordo com a presente invenção preenche de maneira excedente os requisitos do valor limite aplicáveis à inserção admitida de proteção contra fogo convencional, embora, com a inserção de proteção contra fogo de acordo com a invenção, estivesse presente um elemento aproximadamente 40% mais leve, em comparação com uma inserção de proteção contra fogo convencional de lã de pedra tradicional. O grande diferencial da inserção de proteção contra fogo de acordo com a invenção de 38 K do valor individual máximo de aumento de temperatura no lado não virado para o fogo cria, portanto, possibilidades de redução de peso adicional e/ou aumento da parte relativa do agente de ligação orgânico no elemento de proteção contra fogo de acordo com a invenção. A composição respectiva em % ponderai da inserção de proteção contra fogo convencional, isto é, formada com lã de pedra tradicional, assim como também a inserção da proteção contra fogo da invenção, resulta na Tabela 4, com ambas as inserções de proteção contra fogo apresentando um ponto de fusão de pelo menos 1.000°C, de acordo com a DIN 4102, Parte 17.

Tabela 4 A Figura 3 representa, na forma de um diagrama, as séries de medições de um ensaio de condutividade térmica a 400°C acima da densidade bruta. Os resultados de medições foram determinados de conformidade com a DIN 52612-1 com o assim chamado instrumento de placa dupla, Pode ser visto de um modo simples, a partir deste diagrama, que potencial de economia é possível com relação a portas de proteção contra fogo, quando se utiliza a lâ mineral de acordo com a invenção, em comparação com lã de pedra convencional e isto é mostrado, por exemplo, para duas densidades brutas de 65 e 90 kg/mA A capacidade de condução térmica idêntica de 116 mW/mK, que está sendo atingida com lã de pedra convencional com uma densidade bruta de 65 kg/m3, está sendo obtida com a lã mineral da invenção já com uma densidade bruta de aproximadamente 45 kg/m3, isto é, com uma economia de peso da ordem de aproximadamente 31%. De modo análogo, com uma densidade bruta de 90 kg/m3 de lã de pedra convencional, com a lã mineral de acordo com a invenção, existe uma economia de peso de aproximadamente 33%.

Finalmente, a Figura 4 mostra um histograma de fibra típica de uma inserção de proteção contra fogo para a lã de pedra convencional, mencionada no Relatório Descritivo e a Figura 5 indicou esse histograma das fibras de uma inserção de proteção contra fogo de acordo com a invenção.

Claims (24)

1 - Porta de Proteção Contra Fogo, apresentando uma categoria normativa de resistência contra fogo ou classificação semelhante, com uma estrutura envolvente e conchas de placas de aço bilaterais, entre as quais está integrada uma proteção contra fogo resistente a temperatura para atender a requisitos das categorias normativas de resistência contra fogo ou classificações semelhantes, formada pelo menos a partir de um elemento isolante na forma de uma placa, formada de fibras minerais solúveis num meio fisiológico e reforçadas por um agente de ligação, caracterizada por que a composição das referidas fibras minerais do elemento isolante apresenta uma relação de massa alcalina/alcalino-terrosa <1 e a estrutura de fibra do citado elemento isolante é determinada por um diâmetro geométrico de fibra médio <4 pm, uma parte do agente de ligação, relativa à massa de conteúdo fibroso do elemento isolante na faixa de 1 -a 3% em peso e uma densidade bruta na faixa de 60 a 130 kg/m3, por meio da qual a densidade bruta numa categoria de resistência contra fogo T30 ou semelhante apresenta de 60 a 80 kg/m3, de preferência, 70 kg/m3, numa categoria de resistência contra fogo T60 ou semelhante, apresenta de 80 a 110 kg/m3, de preferência, 100 kg/m3 e, numa categoria de resistência contra fogo de T90 ou semelhante, apresenta de 110 a 130 kg/m3, de preferência 120 kg/m3.

2 - Porta de Proteção Contra Fogo, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizada por que o referido agente de ligação é um agente de ligação orgânico, tal como resina de fenolformaldeído.

3 - Porta de Proteção Contra Fogo, de acordo com a Reivindicação 1 ou 2, caracterizada por que a parte do agente de ligação, relativa à massa de fibra do referido elemento isolante, está dentro da faixa de 1 a 2 peso%.

4 - Porta de Proteção Contra Fogo, de acordo com uma das Reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizada por que o referido elemento isolante apresenta um ponto de fusão de acordo com a DIN 4102, Parte 17, >1.000°C.

5 - Porta de Proteção Contra Fogo, de acordo com uma das Reivindicações 1, 2, 3 ou 4, caracterizada por que as referidas fibras minerais do elemento isolante são produzidas por centrifugação interna em conformidade com o procedimento da cesta de centrifugação, com uma temperatura da cesta de centrifugação de pelo menos 1.100°C.

6 - Porta de Proteção Contra Fogo, de acordo com uma das Reivindicações 1, 2, 3, 4 ou 5, caracterizada por que a força de reajuste, medida como tensão de pressão a 10% de distensão de acordo com a DIN EN 826 do elemento isolante, integrada na porta de proteção contra fogo, a uma categoria de resistência contra fogo T30 ou semelhante monta a <4 kPa, numa categoria de resistência contra fogo de T60 ou semelhante, monta a <6 kPa e, numa categoria de resistência contra fogo de T90 ou semelhante, monta a < 8 kPa.

7 - Porta de Proteção Contra Fogo, de acordo com uma das Reivindicações 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, caracterizada por que o referido elemento isolante apresenta uma substância desidratante sob influência térmica, de preferência, hidróxido de alumínio.

8 - Porta de Proteção Contra Fogo, de acordo com a Reivindicação 7, caracterizada por que a referida substância desidratante é integrada em pelo menos uma camada discreta entre as citadas fibras minerais do elemento isolante e a camada discreta é, de preferência, plana, ficando alinhada paralela a ambas as superfícies principais de dito elemento isolante.

9 - Porta de Proteção Contra Fogo, de acordo com a Reivindicação 8, caracterizada por que a referida substância desidratante é provida de modo homogêneo no elemento isolante.

10 - Porta de Proteção Contra Fogo, de acordo com uma das Reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ou 9, caracterizada por que as referidas fibras minerais do elemento isolante, com vistas à sua solubilidade num meio fisiológico, satisfazem os requisitos da Diretriz Européia 96/69/EG e/ou os requisitos da Norma Alemã para Produtos Perigosos, Seção IV, N° 22.

11 - Porta de Proteção Contra Fogo, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizada pelas seguintes faixas de composição química das fibras minerais do referido elemento isolante em % ponderai: Si02, 39 - 55%, de preferência, 39 - 52%; A1203> 16 - 27%, de preferência, 16 - 26%; CaO, 6 - 20%, de preferência, 8 - 18%; MgO, 1 - 5%, de preferência, 1 - 4,9%; NaaO, 0 - 15%, de preferência, 2 - 12%; K20, 0 - 15%, de preferência, 2 -12%; R20 (Na20 + I^O), 10 - 14,7%, de preferência, 10 - 13,5%; P2Os , 0 - 3%, especialmente 0 - 2%; Fe203 (ferro total), 1,5 - 15%, especialmente 3,2 - 8%; B203, 0 - 2%, de preferência, 0 - 1%; Ti02, 0 - 2%, de preferência 0,4 - 1%; Outros 0 - 2,0%.

12 - Porta de Proteção Contra Fogo, de acordo com uma das Reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ou 11, caracterizada por que o elemento de isolamento apresenta uma parte de contas <1%.

13 - Inserção de Proteção Contra Fogo, para porta de proteção contra fogo conforme a Reivindicação 1, caracterizada por que a composição das referidas fibras minerais do elemento isolante apresenta uma relação de massa alcalina/alcalino-terrosa <1 e a estrutura de fibra do citado elemento isolante é determinada por um diâmetro geométrico de fibra médio <4 μιη, uma parte do agente de ligação, relativa à massa de conteúdo fibroso do elemento isolante na faixa de 1 - a 3% em peso e uma densidade bruta na faixa de 60 a 130 kg/m3, por meio da qual a densidade bruta numa categoria de resistência contra fogo T30 ou semelhante apresenta de 60 a 80 kg/m3, de preferência, 70 kg/m3, numa categoria de resistência contra fogo T60 ou semelhante, apresenta de 80 a 110 kg/m3, de preferência, 100 kg/m3 e, numa categoria de resistência contra fogo de T90 ou semelhante, apresenta de 110 a 130 kg/m3, de preferência 120 kg/m3.

14 - Inserção de Proteção Contra Fogo, para porta de proteção contra fogo conforme o preâmbulo da Reivindicação 1, caracterizada por que o referido agente de ligação é um agente de ligação orgânico, tal como resina de fenolformaldeído.

15 - Inserção de Proteção Contra Fogo, para porta de proteção contra fogo conforme o preâmbulo da Reivindicação 1, caracterizada por que a parte do agente de ligação, relativa à massa de fibra do referido elemento isolante, está dentro da faixa de 1 a 2 peso%.

16 - Inserção de Proteção Contra Fogo, para porta de proteção contra fogo conforme o preâmbulo da Reivindicação 1, caracterizada por que o referido elemento isolante apresenta um ponto de fusão de acordo com a DIN 4102, Parte 17, >1.000°C.

17 - Inserção de Proteção Contra Fogo, para porta de proteção contra fogo conforme o preâmbulo da Reivindicação 1, caracterizada por que as referidas fibras minerais do elemento isolante são produzidas por centrifugação interna em conformidade com o procedimento da cesta de centrifugação, com uma temperatura da cesta de centrifugação de pelo menos 1.100°C.

18 - Inserção de Proteção Contra Fogo, para porta de proteção contra fogo conforme o preâmbulo da Reivindicação 1, caracterizada por que a força de reajuste, medida como tensão de pressão a 10% de distensão de acordo com a DIN EN 826 do elemento isolante, integrada na porta de proteção contra fogo, a uma categoria de resistência contra fogo T30 ou semelhante monta a <4 kPa, numa categoria de resistência contra fogo de T60 ou semelhante, monta a <6 kPa e, numa categoria de resistência contra fogo de T90 ou semelhante, monta a < 8 kPa.

19 - Inserção de Proteção Contra Fogo, para porta de proteção contra fogo conforme o preâmbulo da Reivindicação 1, caracterizada por que o referido elemento isolante apresenta uma substância desidratante sob influência térmica, de preferência, hidróxido de alumínio.

20 - Inserção de Proteção Contra Fogo, para porta de proteção contra fogo conforme o preâmbulo da Reivindicação 1, caracterizada por que a referida substância desidratante é integrada em pelo menos uma camada discreta entre as citadas fibras minerais do elemento isolante e a camada discreta é, de preferência, plana, ficando alinhada paralela a ambas as superfícies principais de dito elemento isolante.

21 - Inserção de Proteção Contra Fogo, para porta de proteção contra fogo conforme o preâmbulo da Reivindicação 1, caracterizada por que a referida substância desidratante é provida de modo homogêneo no elemento isolante.

22 - Inserção de Proteção Contra Fogo, para porta de proteção contra fogo conforme o preâmbulo da Reivindicação 1, caracterizada por que as referidas fibras minerais do elemento isolante, com vistas à sua solubilidade num meio fisiológico, satisfazem os requisitos da Diretriz Européia 96/69/EG e/ou os requisitos da Norma Alemã para Produtos Perigosos, Seção IV, N° 22.

23 - Inserção de Proteção Contra Fogo, para porta de proteção contra fogo conforme o preâmbulo da Reivindicação 1, caracterizada pelas seguintes faixas de composição química das fibras minerais do referido elemento isolante em % ponderai: Si02, 39 - 55%, de preferência, 39 -52%; A1203> 16 - 27%, de preferência, 16 - 26%; CaO, 6 - 20%, de preferência, 8 - 18%; MgO, 1 - 5%, de preferência, 1 - 4,9%; Na20, 0 -15%, de preferência, 2 - 12%; K20, 0 - 15%, de preferência, 2 - 12%; RaO (Na20 + K20), 10 - 14,7%, de preferência, 10 - 13,5%; P2Os , 0 - 3%, especialmente 0 - 2%; Fe2Os (ferro total), 1,5 - 15%, especialmente 3,2 - 8%; Β203, Ο - 2%, de preferência, Ο - 1%; Ti02, Ο - 2%, de preferência 0,4 - 1%; Outros 0 - 2,0%.

24 - Inserção de Proteção Contra Fogo, para porta de proteção contra fogo conforme o preâmbulo da Reivindicação 1, caracterizada por que o elemento de isolamento apresenta uma parte de contas <1%.