Indicatieve bepaling brandwerendheid tegel PL2/40+A gemonteerd op een spouw met steenwol tegen een staalplaat met verstijvingen. Bepaling van het temperatuurverloop in de constructie bij verhitting volgens de koolwaterstofkromme.
Rapportnummer Y 1502-2-RA d.d. 16 oktober 2013
Indicatieve bepaling brandwerendheid tegel PL2/40+A gemonteerd op een spouw met steenwol tegen een staalplaat met verstijvingen. Bepaling van het temperatuurverloop in de constructie bij verhitting volgens de koolwaterstofkromme.
opdrachtgever
Van Campen Industries
rapportnummer
Y 1502-2-RA
datum
16 oktober 2013
referentie
JM/JM/HT/Y 1502-2-RA
verantwoordelijke ir. J.J. Mertens opsteller
ir. J.J. Mertens +31 24 3570735
[email protected]
peutz bv, postbus 66, 6585 zh mook, +31 24 357 07 07,
[email protected], www.peutz.nl opdrachten volgens 'De nieuwe regeling 2011' (DNR 2011) ingeschreven kvk onder nummer 12028033 lid NL-ingenieurs, iso-9001:2008 gecertificeerd mook – zoetermeer – groningen – düsseldorf – dortmund – berlijn – leuven – parijs – lyon – sevilla Y 1502-2-RA 2
Inhoudsopgave 1
Inleiding
4
2
Beschrijving beproefde constructie
5
2.1 Algemeen
5
2.2 Opbouw proefstuk
5
2.3 Inbouw van het proefstuk in het frame
5
2.4 Conditionering van de proefstukken
6
2.5 Bepaling vochtgehalte en volumieke massa
6
3
Beproeving
7
3.1 Algemeen
7
3.2 Meetcondities
7
3.2.1
Algemeen
7
3.2.2
Te m p e r a t u u r v e r l o o p i n d e o v e n
7
3.2.3
Overdruk in de oven
7
3.2.4
Condities beproevingsruimte
7
3.3 Oppervlaktetemperatuur
8
3 . 4 Wa a r n e m i n g e n
8
Y 1502-2-RA 3
1
Inleiding In opdracht van Van Campen Industries te Lelystad (verder genoemd Van Campen) is een indicatief onderzoek verricht naar het temperatuurverloop achter door Van Campen ontwikkelde akoestisch absorberende tegels. De tegels zijn met een luchtspouw en steenwol isolatie geplaatst voor een staalplaat. De staalplaat is verstevigd middels twee stalen kokerprofielen. Hiermee wordt de opbouw gesimuleerd waarbij het pakket is gemonteerd voor een stalen damwandprofiel en zo de damwand beschermt tegen de hoge temperaturen die tijdens een brand op kunnen treden. Het systeem is gedurende 2 uur verhit volgens de koolwaterstofkromme (HC-curve). Bij het onderzoek zijn meerdere de tegels in combinatie met diverse achterconstructies ingebouwd. De constructie en beproeving zijn zodanig opgezet dat de verschillende monsters elkaar niet onderling beïnvloeden. Voorliggende rapportage bevat de resultaten van een van de onderzochte varianten, getiteld PL2/40+A. Voorliggende rapportage bevat een omschrijving van de opbouw van de constructie. Vervolgens wordt ingegaan op de gevolgde meetmethode en worden de beproevingsresultaten gepresenteerd.
Y 1502-2-RA 4
2
Beschrijving beproefde constructie
2.1 A l g e m e e n
De omschrijving van het proefstuk is voor aanvang van de opbouw van de constructie aangeleverd door de opdrachtgever. De maatvoering is door Peutz gecontroleerd tijdens de opbouw in het beproevingsframe en vastgelegd middels diverse foto's. Voor de maatvoering en de opbouw van de constructie wordt verwezen naar onderstaande tekst en naar de figuren. Alle in dit hoofdstuk genoemde waarden betreffen de door de opdrachtgever verstrekte nominale waarden. De materialen (tegel, steenwol isolatieplaat, staal) ten behoeve van het proefstuk zijn door de opdrachtgever aangeleverd op 8 oktober 2013. Peutz is niet betrokken geweest bij de selectie van de aangeleverde materialen. Het opbouwen van de beproefde constructie is uitgevoerd op 8 en 9 oktober. 2.2 O p b o u w p r o e f s t u k
Het proefstuk bestaat uit een tegel PL2/40 fabrikaat Fireproof & Acoustic Panels (FAP) met als afmetingen een breedte van 100 cm, een hoogte van 60 cm en een dikte van 4 cm. Volgens opgave bestaat de tegel uit: quarz, Liapor, Liaver expanded glass, Plenium vuurbestendig cement, Quick element 52.R, PVA Vinepass en water. De onderlinge verhoudingen zijn niet bekend gemaakt. De FAP tegel is met 4 stalen haakplaatjes (twee langs de bovenrand en twee langs de onderrand) gehangen aan twee stalen stijlen. De stijlen rustten op de onderrand van de sparing in het cellenbeton. In de stijlen was aan de naar de tegel gerichte zijde een dunne strook steenwol aangebracht (dikte ca. 40 mm). De stijlen zijn door middel van twee draadeinden M20 verbonden met twee kokerprofielen 70*70*5 mm die aan de buitenzijde van de staalplaat aan de niet-verhitte zijde waren gemonteerd. De staalplaat heeft als afmetingen een breedte van 100 cm, een hoogte van 60 cm en een dikte van 4 mm. De staalplaat was met 10 bouten M10 tegen het cellenbeton gemonteerd. Tussen de FAP tegel en het cellenbeton was circa 10 mm ruimte aanwezig, deze ruimte is opgevuld met keramische wol. Achter de FAP tegel was een luchtspouw van 230 mm aanwezig, tegen de staalplaat was een plaat steenwol van 70 mm dik geplaatst (volgens opgave fabrikaat Paroc Slab 100, volumieke massa circa 100 kg/m 3).
Y 1502-2-RA 5
2.3 I n b o u w v a n h e t p r o e f s t u k i n h e t f r a m e
De beproefde constructie is opgebouwd in het beproevingsframe, dat bestaat uit een stalen raamwerk met daarbinnen een kader van hittebestendig beton met een inbouwopening van b x h = 4,05 m x 3,00 m. Binnen dit frame is een wand van 150 mm dik cellenbeton opgebouwd, bestaande uit cellenbeton lateien met een dikte van 150 mm en een hoogte van 250 mm en blokken cellenbeton van 150 mm dik en 200 mm hoog. In de wand zijn negen sparingen met een breedte van 90 cm en een hoogte van 50 cm opgenomen ten behoeve van de inbouw van de te onderzoeken constructies. 2.4 C o n d i t i o n e r i n g v a n d e p r o e f s t u k k e n
Vanaf de levering tot het moment van beproeven werden de proefstukken onder normale ruimtecondities bewaard.
2.5 B e p a l i n g v o c h t g e h a l t e e n v o l u m i e k e m a s s a
Van de tegels zijn geen monsters beschikbaar gesteld waarvan het vochtgehalte en de volumieke massa bepaald konden worden. Van de steenwol isolatie zijn wel enkele monsters genomen. Deze waren ten tijde van het opstellen van het rapport nog niet zodanig geconditioneerd dat van deze monsters het vochtgehalte en de volumieke massa bepaald konden worden.
Y 1502-2-RA 6
3
Beproeving
3.1
Algemeen
De beproeving is op 11 oktober 2013 in het Peutz Laboratorium voor Brandveiligheid te Mook uitgevoerd conform EN 1364-1. De constructie is beoordeeld op de criteria 'vlamdichtheid' en 'isolatie'. De constructie is beproefd volgens de koolwaterstofkromme (hydrocarbon curve) als gedefinieerd in EN 1363-2:1999. De tegel bevond aan de verhitte zijde, de staalplaat aan de niet verhitte zijde. 3.2 M e e t c o n d i t i e s
3.2.1 A l g e m e e n
Ten behoeve het bepalen van het temperatuurverloop zijn op specifieke plaatsen thermokoppels aangebracht in de constructie. De figuren 1 en 2 in bijlage 1 tonen de posities van deze meetpunten.
3.2.2 Te m p e r a t u u r v e r l o o p i n d e o v e n
Het verloop van de temperatuur in de oven gedurende de beproeving en de toelaatbare marge voor de geregistreerde temperatuur van de individuele oventhermokoppels ten opzichte van de te realiseren brandkromme zijn weergegeven in bijlage 3, grafieknummers 1 en 2. De relatieve afwijking van de gemiddelde oventemperatuur ten opzichte van de te realiseren brandkromme en de toegelaten afwijking zijn weergegeven in bijlage 3, grafieknummer 3. 3.2.3 O v e r d r u k i n d e o v e n
De overdruk in de oven is gemeten op een afstand van 2,85 m vanaf de onderzijde van de oven. De overdruk tijdens de beproeving is weergegeven in grafiek 4 in bijlage 3.
3.2.4 C o n d i t i e s b e p r o e v i n g s r u i m t e
De temperatuur in de beproevingsruimte bedroeg voor aanvang van de beproeving ca. 14 ºC. Na afloop van de beproeving was deze ca. 17 °C. De ruimtetemperatuur tijdens de beproeving is weergegeven in grafiek 5 in bijlage 3.
Y 1502-2-RA 7
3.3 O p p e r v l a k t e t e m p e r a t u u r
Het verloop van de gemeten oppervlaktetemperaturen aan de niet-vuurbelaste zijde is weergegeven in bijlage 3, grafieknummer 6.
3.4 W a a r n e m i n g e n
Tijdens de beproeving zijn geen bijzondere zaken waargenomen. Na afloop van de beproeving en afkoeling van de constructie is het beproevingsframe weggenomen van de oven. Geconstateerd is dat de onderhavige tegel, type PL2/40+A, nagenoeg vlak en intact was. Zie hiervoor ook de foto in bijlage 2.
Mook,
Dit rapport bevat 8 pagina's Bijlage 1: Tekeningen (1 blad) Bijlage 2: foto's (1 blad) Bij;age 3: grafieken (3 bladen)
Y 1502-2-RA 8
Bijlage 1
Te k e n i n g e n
f3.1 Verticale doorsnede over beproefd element.
staalplaat
thermokoppels
32 31
34
33
steenwol
tegel
keramische wol
f3.2 Horizontale doorsnede over beproefd element.
32
31 33 34
35
steenwolstrook in stijl
Y 1502-2-RA 1. 1
Bijlage 2
Foto's
Aanzicht verhitte zijde, tegel PL2/40+A rechtsonder.
Aanzicht verhitte zijde, tegel PL2/40 +A rechtsonder
Aanzicht tegels met keramische wol
Aanzicht tegels met keramische wol
Aanzicht PL2/40+A na afloop beproeving Aanzicht niet verhitte zijde na 2 uur, tegel PL2/40+A links midden
Y 1502-2-RA 2. 1
Beproeving: Beproevingsdatum (j-m-d): Locatie: Standaard setup: Versie meetprogramma:
Y1502 Van Campen 9 tegels 2 2013-10-11 Peutz Laboratorium voor Brandveiligheid Roermond EN 1363-1:2012 - Datalogger A+B - V.20131010 VeeCan DAQ 1.930A1-004
Plaatthermokoppels in de oven 1200
Temperatuur [°C]
1000
800
600
400
200
0 0:30:00
1:00:00
1:30:00
2:00:00
Verstreken tijd [hh:mm:ss] PTK 1
PTK 2
PTK 3
PTK 4
PTK 6
PTK 7
PTK 8
PTK 9
PTK 10 Grafieknr. 1
Oventemperatuur en brandkromme 1200
Temperatuur [°C]
1000
800
600
400
200
0 0:30:00
1:00:00
1:30:00
2:00:00
Verstreken tijd [hh:mm:ss] Gemiddelde oventemperatuur
Onderlimiet brandkromme
Bovenlimiet brandkromme
Koolwaterstofkromme
Minimum oventemperatuur
Maximum oventemperatuur Grafieknr. 2
Beproeving: Beproevingsdatum (j-m-d): Locatie: Standaard setup: Versie meetprogramma:
Y1502 Van Campen 9 tegels 2 2013-10-11 Peutz Laboratorium voor Brandveiligheid Roermond EN 1363-1:2012 - Datalogger A+B - V.20131010 VeeCan DAQ 1.930A1-004
Relatieve afwijking oventemperatuur 20.0
Cumulatieve afwijking [%]
15.0 10.0 5.0 0.0 -5.0 -10.0 -15.0 -20.0 0:30:00
1:00:00
1:30:00
2:00:00
Verstreken tijd [hh:mm:ss] Bepaling Relatieve Afwijking
Onderlimiet Relatieve Afwijking
Bovenlimiet Relatieve Afwijking Grafieknr. 3
Overdruk in de oven 35.0 30.0
Drukverschil [Pa]
25.0 20.0 15.0 10.0 5.0 0.0 -5.0 -10.0 0:00:00
0:30:00
1:00:00
1:30:00
2:00:00
Verstreken tijd [hh:mm:ss] Druksetpunt
Onderlimiet druk
Bovenlimiet druk
Gemiddelde overdruk in de oven Grafieknr. 4
Beproeving: Beproevingsdatum (j-m-d): Locatie: Standaard setup: Versie meetprogramma:
Y1502 Van Campen 9 tegels 2 2013-10-11 Peutz Laboratorium voor Brandveiligheid Roermond EN 1363-1:2012 - Datalogger A+B - V.20131010 VeeCan DAQ 1.930A1-004
Ruimtetemperaturen 40.0 35.0
Temperatuur [°C]
30.0 25.0 20.0 15.0 10.0 5.0 0.0 0:30:00
1:00:00
1:30:00
2:00:00
Verstreken tijd [hh:mm:ss] OT 1 - omgevingstemperatuur Grafieknr. 5
Thermokoppels niet-verhitte zijde 31-35 900 800
Temperatuur [°C]
700 600 500 400 300 200 100 0 0:30:00
1:00:00
1:30:00
2:00:00
Verstreken tijd [hh:mm:ss] TK 31
TK 32
TK 33
TK 34
TK 35 Grafieknr. 6
