PL184499B1 - Ognioodporny element izolacyjny - Google Patents

Abstract

1. Ognioodporny element izolacyjny w postaci laminatu z co najmniej jednej warstwy ceramicznego materialu wlókni- stego i z co najmniej jednej warstwy z ter- moodpomego wlóknistego materialu nie- organicznego, na przyklad waty szklanej lub mineralnego materialu wlóknistego, znamienny tym, ze warstwa z materialu ceramicznego (1 ) jest sklejona z warstwa z termoodpomego materialu nieorganicz- nego (2 ), za pomoca termoodpornej sub- stancji klejacej (3). PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest ognioodporny element izolacyjny służący do zabezpieczania urządzeń technicznych lub budynków przed ogniem. Wynalazek nadaje się zwłaszcza do ochrony przeciwpożarowej urządzeń okrętowych, gdzie stosuje się szczególne wymagania klasyfikacyjne dotyczące rozwiązań izolacyjnych, na przykład w odniesieniu do maszynowni lub dróg ewakuacyjnych.

Ze względu na szczególne zagrożenie pożarowe jakie, ze względu na utrudnioną ewakuację i dostęp jednostek gaśniczych, występuje na obiektach pływających, od okrętowych materiałów i elementów izolacyjnych wymaga się zdolności długotrwałego opierania się wpływowi wysokiej temperatury oraz efektywnego zabezpieczenia przed przegrzaniem struktur znajdujących się za izolacją. W tym kontekście ważne jest, aby pokrycia izolacyjne pozbawione były otworów, co tradycyjnie realizowano poprzez pokrywanie matami izolacyjnymi powierzchni podłóg, sufitów i ścian oraz układanie mat wokół elementów usztywniających, belek itp. Był to jednak sposób nieefektywny i powodujący znaczne zużycie materiału.

W norweskim zgłoszeniu patentowym nr 94 2559 ujawniono sposób kładzenia izolacji przeciwpożarowej spełniający opisane okrętowe wymagania klasyfikacyjne. Sposób ten polega na zastosowaniu specjalnych profili, w których mogą być układane i mocowane elementy izolacyjne. Jednakże stosowane do tego celu elementy izolacyjne muszą charakteryzować się poza określoną ognioodpornością także pewnym stopniem sztywności. Właściwości takie mają znane płyty z wełny mineralnej, jednakże wełna mineralna jako relatywnie ciężka, słabo nadaje się do izolowania dużych przestrzeni, szczególnie struktur dachowych, pomostów oraz przegród z elementami usztywniającymi. Ponadto, aby spełnić normy odporności pożarowej płyty lub maty z wełny mineralnej muszą mieć określoną grubość. Przykładem takich wymagań normatywnych są przepisy przeciwpożarowe SOLAS i wymagania klasyfikacyjne towarzystw dla certyfikowanych rozwiązań izolacyjnych, np. norma A60.

Z niemieckiego opisu patentowego DE 2830973 znany jest element osłonowy do ochrony przeciwpożarowej, składający się z warstw włóknistego materiału izolacyjnego rozdzielonych warstwami folii aluminiowej i utrzymywanych w stanie ściśniętym za pomocą plastikowych linek. Zewnętrzna warstwa materiału izolacyjnego wykonana jest z włókna

184 499 ceramicznego, podczas gdy warstwy wewnętrzne stanowi wata szklana. W przypadku powstania pożaru plastikowe elementy mocujące ulegają stopieniu, a włóknisty materiał izolacyjny rozpręża się, zabezpieczając przed gorącem osłanianą konstrukcję. Opisany warstwowy element izolacyjny, który w całość łączy jedynie plastikowa linka, jest zarówno mało wytrzymały jak i pozbawiony właściwości samonośnych.

Celem wynalazku było uzyskanie ognioodpornego elementu izolacyjnego, który spełniałby opisane wyżej wymagania normatywne dotyczące ochrony przeciwpożarowej, a jednocześnie miał taki stopień sztywności, aby mógł być łatwo instalowany w sposób opisany we wspomnianym norweskim zgłoszeniu patentowym, przy czym dodatkowo charakteryzowałby się możliwie niskim ciężarem.

Ognioodporny element izolacyjny według wynalazku ma postać laminatu z co najmniej jednej warstwy ceramicznego materiału włóknistego i z co najmniej jednej warstwy z termoodpornego włóknistego materiału nieorganicznego, na przykład waty szklanej lub mineralnego materiału włóknistego. Warstwa z materiału ceramicznego jest sklejona z warstwą z termoodpornego materiału nieorganicznego za pomocą termoodpornej substancji klejącej, która tworzy sztywną warstwę pośrednią znajdującą się pomiędzy warstwami laminatu.

W poszczególnych wariantach realizacji wynalazku termoodporną substancją klejącą jest szkło wodne, klej krzemianowy lub klej na bazie cementu, zaś warstwa z termoodpornego materiału nieorganicznego ma postać półsztywnej płyty, natomiast warstwa z materiału ceramicznego skierowana w stronę źródła ciepła ma taką grubość, że w warunkach pożarowych określonych w normie A60 temperatura elementu izolacyjnego w obszarze warstwy substancji klejącej nie przekracza temperatury topnienia materiału następnej warstwy.

Zaletami elementu izolacyjnego według wynalazku są jego niezwykła ognioodporność, wewnętrzna sztywność i niski ciężar. Ponadto element ten mając właściwości izolacyjne zbliżone do maty z materiału czysto ceramicznego, jednocześnie jest od takiej maty znacznie tańszy. Wynikająca ze sztywności wewnętrznej samonośność bardzo ułatwia wykonywanie przeciwpożarowych pokryć izolacyjnych. Element według wynalazku może być stosowany w zasadzie wszędzie, ale jego zastosowanie jest szczególnie korzystne w szybkich łodziach motorowych lub w innych miejscach, gdzie ciężar konstrukcji jest sprawą krytyczną.

Wynalazek w przykładzie wykonania, uwidoczniony jest na rysunku przedstawiającym schematycznie przekrój poprzeczny przez element izolacyjny według wynalazku.

W przykładzie wykonania element składa się z dwóch warstw materiału włóknistego 1 i 2. Warstwa 1 z ceramicznego elementu włóknistego ma grubość około 2,5 cm i strukturę podobną do waty czyli pozbawioną zdolności przenoszenia obciążeń. Warstwa 1 jest połączona z warstwą 2 z termoodpornego włóknistego materiału nieorganicznego, w danym przypadku z waty szklanej, która także ma grubość 2,5 cm. Połączenie warstw 1 i 2 zrealizowane jest warstwą substancji klejącej 3, na przykład szkła wodnego, kleju krzemianowego lub kleju na bazie cementu. Aby uzyskać dobrą i przenikającą warstwę substancji klejącej 3, która niezawodnie spaja całą powierzchnię, klej może być stosowany na jednej lub na obu klejonych powierzchniach. Warstwa substancji klejącej 3 przesyca sąsiadujące ze sobą powierzchnie warstw 1 i 2 aby po stwardnieniu stworzyć sztywną warstwę pośrednią 3, wyodrębnioną ale jednocześnie integralnie połączoną z obiema warstwami 1 i 2, zapewniając całemu elementowi dużą sztywność. Pokazany na rysunku element o grubości około 5 cm spełnia wymagania stawiane przez wymienioną wyżej normę A60. W obszarze wynalazku możliwych jest oczywiście wiele różnych realizacji. Opisany w przykładzie wykonania wariant realizacji zawiera tylko dwie warstwy 1 i 2 izolacyjne z jedną pośrednią warstwą substancji klejącej 3. Jednak w pewnych przypadkach gdy wymagana jest ściśle określona sztywność izolacji, może okazać się konieczne zastosowanie elementu składającego się z więcej niż dwóch warstw z materiałów włóknistych. Pożądaną sztywność struktury uzyskuje się dzięki użyciu kilku różnych warstw włóknistych, np. różniących się ciężarem jednostkowym, oraz kilku warstw substancji klejącej.

Wynalazek polega na zastosowaniu ceramicznego materiału włóknistego, który powinien być umieszczony po stronie gorącej. Ceramiczny materiał włóknisty charakteryzuje się w wysokich temperaturach (1000°C) bardzo dobrą izolacyjnością cieplną. Natomiast jego

184 499 wadą jest to, że jest materiałem bardzo luźnym (o konsystencji porównywalnej z watą), to znaczy pozbawionym jakiejkolwiek wewnętrznej sztywności. Przez to nie może być użyty samodzielne jako element samonośny. Natomiast jeżeli niezwykle luźna mata tego rodzaju jest używana jedynie jako warstwa w laminacie wraz z warstwą, która daje określony stopień sztywności i dodatkową izolację, to całość nabiera właściwości samonośnych. Zgodnie z wynalazkiem tą drugą warstwą jest warstwa z termoodpornego włóknistego materiału nieorganicznego. Zadziwiające okazało się, że ta warstwa substancji klejącej tworzy rodzaj trzeciej, usztywniającej, warstwy w tym laminacie, zapewniając tak ukształtowanemu elementowi dostateczną sztywność. W wyniku tego przeciwpożarowe elementy izolacyjne według wynalazku mogą być w łatwy sposób osadzane w profilach jako zespoły samonośne. Dzięki bardzo dobrym własnościom izolacji cieplnej ceramicznego materiału włóknistego, można wytwarzać elementy izolacyjne cieńsze od stosowanych wcześniej mat z czystej wełny mineralnej. Korzystne jest użycie razem z warstwą z drogiego włókna ceramicznego płyty z taniej waty szklanej. Wata szklana stosowana w typowych matach izolacyjnych, nie posiada jednak wystarczającej odporności cieplnej, gdyż materiał topi się już w temperaturze około 600-700°C. Ważną zaletą waty szklanej jest natomiast to, że jest ona jednak znacznie lżejsza od zarówno włókna ceramicznego jak i wełny mineralnej (np. 60 kg/m wobec 100-110). Połączenie płyty z waty szklanej z warstwą ceramicznego materiału włóknistego wywołuje w materiale izolacyjnym poddanym działaniu ognia pożądany gradient temperatury, spełniając w ten sposób wymagania klasyfikacyjne i wymienioną wyżej normę A60. Oczywiście użyta substancja klejąca musi wytrzymywać temperatury występujące w elemencie izolacyjnym na granicy pomiędzy jego warstwami z materiału włóknistego. Podczas prób ogniowych opisana kombinacja materiałów wykazywała zadziwiająco dobre własności na złączach pomiędzy sąsiednimi elementami, układanymi brzeg przy brzegu bez dodatkowego łączenia substancją klejącą. Oczywiście, zamiast maty z waty szklanej, wraz z warstwą z włókna ceramicznego, może być także stosowana na przykład mata z wełny mineralnej lub mata z innego niepalnego, nieorganicznego materiału o wystarczającej sztywności.

184 499

184 499

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz

Cena 2,00 zł.

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Ognioodporny element izolacyjny w postaci laminatu z co najmniej jednej warstwy ceramicznego materiału włóknistego i z co najmniej jednej warstwy z termoodpornego włóknistego materiału nieorganicznego, na przykład waty szklanej lub mineralnego materiału włóknistego, znamienny tym, że warstwa z materiału ceramicznego (1) jest sklejona z warstwą z termoodpornego materiału nieorganicznego (2), za pomocą termoodpornej substancji klejącej (3).
2. 2. Ognioodporny element izolacyjny według zastrz. 1, znamienny tym, że termoodporną substancją klejącą (3) jest szkło wodne, klej krzemianowy lub klej na bazie cementu.
3. 3. Ognioodporny element izolacyjny według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwa termoodpornego materiału nieorganicznego (2) ma postać półsztywnej płyty.
4. 4. Ognioodporny element izolacyjny według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwa z materiału ceramicznego (1) skierowana w stronę źródła ciepła ma taką grubość, że w warunkach pożarowych określonych w normie A60 temperatura elementu w obszarze warstwy substancji klejącej (3) nie przekracza temperatury topnienia materiału następnej warstwy (2).
5. 5. Element izolacyjny według zastrz. 1, znamienny tym, że substancja klejąca (3) tworzy sztywną warstwę pośrednią znajdującą się pomiędzy warstwami (1, 2) laminatu.