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NBR 8660 Revestimento de piso - Determinação da densidade crítica de fluxo de energia térmica NOV 1984
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Método de ensaio
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Origem: Projeto 00:001.03-026/1983 CB-24 - Comitê Brasileiro de Segurança contra Incêndio GT-1 - Grupo de Trabalho de Portas Corta-Fogo Esta Norma foi baseada na ASTM E 648 Palavras-chave: Pisos. Revestimento
SUMÁRIO
1 Objetivo 2 Aparelhagem 3 Corpos-de-prova 4 Levantamento do perfil de densidade de fluxo 5 Execução Execução do ensaio 6 Resultados ANEXO A - Figuras ANEXO B - Classificação dos materiais quanto à propagação superficial de chama
1 Objetivo 1.1 Esta Norma prescreve o método para determinar a densidade crítica de fluxo de energia térmica de revestimentos de piso expostos à energia radiante. 1.2 O índice obtido por este ensaio é aplicável para medir e descrever a propriedade de um material manter a chama na sua superfície, quando exposto à radiação térmica; não deve ser utilizado para fixar o grau de segurança ao incêndio. Os valores obtidos permitem, entretanto, verificar comparativamente qual o material mais conveniente para a segurança ao incêndio, por ocasião do levantamento dos fatores que fixam este grau de segurança para um projeto particular, face ao incêndio real.
2 Aparelhagem Os equipamentos necessários para a realização deste ensaio estão descritos em 2.1 a 2.15.
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2.1 Câmara A câmara de ensaio (Figuras 1 e 2 do Anexo A) deve ter as seguintes características: a) dimensões de 1400 mm de comprimento, 500 mm de largura e 710 mm de altura (contada a partir da superfície superior do corpo-de-prova posicionado para o ensaio); b) estrutura de perfis metálicos, fechada nas laterais e na face superior com placas de silicato de cálcio e fibra de amianto com espessura de 13 mm e densidade nominal de 580 kg/m 3; c) janela de vidro resistente ao calor com 100 mm de altura e 1100 mm de comprimento para acompanhamento do ensaio; d) porta para inserção do corpo-de-prova, posicionada abaixo da janela referida na alínea anterior; e) chaminé para exaustão da fumaça, colocada na face superior e no extremo oposto àquele onde se situa o painel cerâmico poroso, com 125 mm de largura, 380 mm de comprimento e 300 mm de altura; f) base constituíd constituídaa por plataforma plataforma deslizante deslizante,, de metal resistente ao calor, construída de modo a permitir a fixação de suporte para o corpo-de-prova em posição fixa e nivelada, e com área livre a sua volta para acesso de ar, de 1950 cm 2 a 3550 cm2;
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2 g) escala metálica, graduada de 50 mm em 50 mm, colocada na parte posterior da plataforma ou no fundo da câmara. 2.2 Painel radiante 2.2.1 No interior da câmara de ensaio deve ser colocado
um painel de material cerâmico refratário poroso, medindo 300 mm x 460 mm, fixado a uma armação de ferro fundido e alimentado com mistura de gás propano e ar, possibilitando temperatura de operação acima de 800°C. 800°C. 2.2.2 A mistura do gás e ar é feita em um aspirador tipo
Venturi, cuja pressão de trabalho é próxima da atmosférica, com ar injetado por exaustor centrífugo ou equivalente que forneça 50 L/s de ar à pressão de 700 Pa, passando por um filtro de ar para evitar partículas que obstruam os poros do painel. 2.2.3 São utilizadas válvulas reguladoras de pressão e
de controle de vazão na alimentação de gás e ar, além da válvula de fechamento rápido para o gás. 2.2.4 O painel radiante deve ser instalado no interior da
câmara, formando um ângulo de 30° em relação ao corpo-de-prova (disposto horizontalmente), mantendo uma distância de 140 mm entre a aresta horizontal inferior do painel e o corpo-de-prova, e de 89 mm entre a projeção desta mesma aresta no plano do corpo-de-prova e a extremidade deste último, correspondente à marca “zero mm” (ver Figura 2 do Anexo A) (1). 2.3 Suporte do corpo-de-prova 2.3.1 O suporte do corpo-de-prova (Figura 3 do Anexo A)
deve ser construído com chapa de aço inoxidável resistente ao calor, de 2,0 mm de espessura, e deve ter 1150 mm de comprimento por 320 mm de largura, dispondo ainda de abertura central de 200 mm por 1000 mm. Deve conter também 12 prendedores de pressão destinados a fixar o corpo-de-prova, evitando sua soltura ou empenamento.
2.6 Queimador-piloto 2.6.1 Para ignizar o corpo-de-prova, deve-se utilizar quei-
mador tipo Venturi comercial, axialmente simétrico, com orifício de 0,8 mm de diâmetro e que seja capaz de produzir, com gás propano, propano, uma chama-piloto chama-piloto azul cujo cone interno tenha 13 mm de diâmetro. 2.6.2 O queimador deve ser instalado na câmara, de modo
que a chama-piloto atinja o ponto de interseção do eixo longitudinal do corpo-de-prova com a aresta do mesmo, conforme indicado nas Figuras 1 e 2 do Anexo A. Deve ser possível ainda deslocar o queimador da posição inicial do ensaio descrito acima para uma segunda posição 50 mm acima da superfície da amostra, mantendo a chama paralela à mesma. 2.7 Termopares Dois termopares protegidos com aço inoxidável de espessura 3,0 mm devem ser colocados na câmara de ensaio. Um termopar deve estar localizado no plano longitudinal vertical, central da câmara, 25 mm abaixo do topo e a 100 mm da chaminé. O segundo termopar deve estar dentro do tubo da chaminé a 152 mm do topo e no centro da mesma(2). 2.8 Potenciômetro O potenciômetro para ser utilizado com os dois termopares descritos acima deve operar na faixa de 0°C a 500°C. 2.9 Duto de exaustão 2.9.1 O duto de exaustão da fumaça e gases a ser instalado
acima da chaminé da câmara deve ter a capacidade de vazão de 28 m 3 /min a 85 m3 /min a C.N.T.P. (Condição Normal de Temperatura e Pressão). 2.9.2 O duto deve estar colocado a uma distância mínima
de 76 mm acima do topo da chaminé e ter área efetiva ligeiramente maior que a seção transversal da chaminé da câmara. 2.9.3 Não deve haver diferença mensurável no fluxo do ar
2.3.2 O suporte deve ser fixado à plataforma deslizante
através de dois parafusos em cada extremidade. 2.4 Pirômetro ótico Para medir o nível de radiação térmica do painel radiante radiante à temperatura padronizada, deve-se utilizar um pirômetro ótico colocado a 1370 mm de distância da superfície do painel, permitindo visualizar uma área circular de 254 mm de diâmetro na superfície do painel.
na chaminé da câmara com o exaustor ligado ou desligado, estando o painel aceso e o corpo-de-prova padrão em posição de ensaio. 2.10 Corpo-de-prova padrão 2.10.1 Deve ser utilizado como corpo-de-prova padrão
uma placa de silicato de cálcio com densidade nominal de 740 kg/m 3, com 250 mm de largura, 1070 mm de comprimento e 19 mm de espessura (ver Figura 3 do Anexo A).
2.5 Potenciomêtro
2.10.2 A placa deve ter furos de 27 mm de diâmetro ao
A corrente elétrica gerada pelo pirômetro ótico deve ser lida por um potenciômetro adequado para o mesmo.
longo do eixo longitudinal, localizados a cada 100 mm, sendo o primeiro furo a 100 mm da marca zero mm, definida em 2.2.4, e o último a 900 mm da mesma marca.
(1)
É fundamental a observância do ângulo e das dimensões fixadas acima. Qualquer modificação pode alterar bastante o resultado do ensaio.
(2)
Os termopares devem ser mantidos limpos para assegurar-se a leitura correta da temperatura.
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2.11 Radiômetro
3.2.1 Na preparação dos corpos-de-prova para ensaios
2.11.1 O radiômetro para medir a intensidade da irradiação
nos vários pontos do corpo-de-prova padrão, deve ser do tipo Schmidt-Boelter, refrigerado a água à temperatura entre 15°C e 250°C(3). 2.11.2 O radiômetro deve operar na faixa de
(0 a 15)W/cm 2 e ser calibrado para a faixa de (0,1 a 1,5)W/cm 2. 2.12 Voltímetro Um voltímetro de alta impedância ou potenciométrico que opere na faixa de 0 mV a 10 mV, com resolução de 0,01 mV, deve ser usado para medir a tensão gerada pelo radiômetro. 2.13 Cronômetro A câmara deve dispor de cronômetro convenientemente instalado para medir o tempo de pré-aquecimento do corpo-de-prova e o tempo de aplicação da chama-piloto. 2.14 Balança Utiliza-se balança com resolução de pelo menos 0,1 g.
de revestimentos de piso aplicados sobre lajes de concreto, deve ser utilizada uma placa plana de cimento amianto de 6 mm de espessura, substituindo a laje de concreto. 3.3 Condicionamento Os corpos-de-prova corpos-de-prova devem ser condicionados condicionados em ambientes à temperatura de (23 ± 3)°C 3)°C e umidade relativa de (50 ± 5)%, até o equilíbrio ou no mínimo por 48 h em período imediatamente anterior à realização do ensaio.
4 Levantamento do perfil de densidade de fluxo 4.1 Antes da realização do ensaio, é necessário levantar o perfil da densidade de fluxo de energia térmica, usando o corpo-de-prova padrão. Quando este ensaio é realizado freqüentemente, admite-se levantar o perfil pelo menos uma vez por semana, e, quando o intervalo entre ensaios for maior que uma semana, o perfil deve ser levantado antes da realização de uma série de ensaios. 4.2 Deve ser observado o seguinte procedimento no levantamento do perfil de densidade de fluxo de energia térmica:
2.15 Equipamento de segurança 2.15.1 Deve-se instalar um sistema de segurança na ali-
mentação do gás com as seguintes características: a) possuir válvula automática para interrupção do fornecimento do gás quando faltar o fornecimento de ar; b) dispor de sensor térmico instalado na superfície do painel que corta o fornecimento do combustível quando a chama do painel se apaga. 2.15.2 O sistema de exaustão da fumaça deve ser projeta-
do para proteger o ambiente do laboratório (4).
3 Corpos-de-prova 3.1 Dimensões e número de corpos-de-prova corpos-de-prova De amostra representativa de um lote de material de piso ou revestimento de piso, devem ser preparados pelo menos três corpos-de-prova idênticos, com 250 mm de largura por 1070 mm de comprimento. 3.2 Preparação dos corpos-de-prova corpos-de-prova Os corpos-de-prova devem ser preparados de modo a reproduzir o mais fielmente possível, as condições de aplicação do revestimento de piso nas edificações, no que diz respeito aos materiais constituintes, execução e acabamento.
a) prender o corpo-de-prova padrão no suporte e fixar o conjunto na plataforma deslizante; b) ignizar o painel radiante, mantendo a plataforma deslizante fora da câmara; c) aquecer por 1 h o equipamento, mantendo a chama-piloto apagada neste período; d) ajustar a mistura ar-gás do painel radiante até obter chama azul (leve excesso de ar); e) através do controle da vazão de gás, levar o painel radiante a uma temperatura na qual sua irradiação é equivalente a de um corpo negro a 500°C, 500°C, observando ainda que a temperatura no interior da câmara se mantenha próxima de 180°C; f) empurrar a plataforma deslizante para dentro da câmara logo que as condições da alínea e) sejam atingidas; g) aguardar por 30 min a estabilização da temperatura na câmara fechada; h) colocar o radiômetro referido em 2.11 nos furos dos corpos-de-prova padrão, de modo que o plano do radiômetro fique paralelo ao plano do corpo-
(3)
O radiômetro e o corpo-de-prova padrão são utilizados em conjunto para levantar o perfil da densidade de fluxo de energia térmica (ver Figura 4 do Anexo A).
(4)
O operador deve ser orientado para não se expor e minimizar o contato com os produtos de combustão, por exemplo, assegurar o bom funcionamento do exaustor, usar vestimentas apropriadas, luvas, etc.
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4 de-prova padrão e a uma distância compreendida entre 1,6 mm e 3,2 mm, iniciando pelo furo correspondente à marca de 400 mm e verificando se os valores medidos estão nos intervalos fixados a seguir: - (0,87 a 0,95)W/cm no furo correspondente à marca de 200 mm; 2
- (0,48 a 0,52)W/cm no furo correspondente à marca de 400 mm; 2
- (0,22 a 0,26)W/cm 2 no furo correspondente à marca de 600 mm; i) quando quando os valores valores medidos medidos estiverem estiverem conforme conforme o fixado acima, determinar o perfil de densidade conforme a alínea l) e subseqüentes; j) quando os valores medidos não estiverem conforme o fixado na alínea h), proceder ao ajuste na vazão de gás, de modo a obter os valores fixados; k) repetir a operação acima o número de vezes necessário, aguardando 30 min a cada ajuste do gás para proceder à nova verificação da densidade de fluxo; l) colocar colocar o radiômetro, radiômetro, conforme conforme descrito descrito em h), h), no furo correspondente à marca de 100 mm do corpode-prova padrão, aguardar em torno de 30 s e anotar a milivoltagem resultante, repetindo o procedimento para os furos subseqüentes até o correspondente à marca de 900 mm; m)retornar ao furo correspondente à marca de 400 mm e verificar se a medida obtida continua na faixa prevista na alínea h); em caso afirmativo, considerar a câmara calibrada e o perfil de densidade de fluxo determinado; em caso contrário, ajustar cuidadosamente a alimentação de gás, aguardar 30 min e repetir o procedimento; n) representar graficamente a relação entre as densidades de fluxo de energia térmica e distâncias, em coordenadas retangulares, obtendo a curva denominada perfil de densidade do fluxo da energia térmica (ver Figura 4 do Anexo A); o) abrir a porta, retirar retirar a plataforma deslizante, aguaraguardar 30 min com a porta aberta, anotando em seguida a milivoltagem gerada pelo pirômetro ótico colocado na base da câmara e que corresponde à temperatura em que um corpo negro emitiria emitiri a a mesma irradiação que está sendo emitida pelo painel. 4.2.1 A temperatura determinada conforme a alínea o) pode ser usada cada vez que a câmara for colocada em operação, dispensando o uso do radiômetro, para o acerto da temperatura do painel radiante.
(5)
5 Execução do ensaio Deve ser observado o seguinte procedimento na execução do ensaio: a) ignizar o painel radiante radiante com a plataforma plataforma deslizante fora da câmara; b) aguardar em torno de 1 h o aquecimento da câmara, com o exaustor ligado; c) ajustar a temperatura temperatura do painel radiante referida à de um corpo negro aquecido, verificando se o pirômetro ótico está fornecendo indicação dentro do intervalo de ± 5°C em torno do valor determinado conforme a alínea o) de 4.2 (5); d) colocar o suporte metálico sobre uma bancada e ajustar o corpo-de-prova, fixando-o por meio de parafuso; e) passar o aspirador na superfície do corpo-de-prova para limpá-lo e fixar o suporte com o corpo-deprova na plataforma deslizante; f) acender acender a chama-piloto, chama-piloto, mantendomantendo-aa na posição horizontal e a 50 mm acima da superfície do corpode-prova; g) empurrar a plataforma deslizante para dentro da câmara e fechar a porta; h) iniciar a contagem do tempo e aguardar 2 min de pré-aquecimento do corpo-de-prova antes de aplicar a chama-piloto; i) pôr a chama-p chama-piloto, iloto, em em contato contato com o centro centro da amostra na marca zero mm e em ângulo reto em relação ao comprimento durante 10 min; j) retirar a chama-piloto, retornando-a para a posição original e mantendo-a acesa até o final do ensaio; k) encerrar o ensaio, caso o corpo-de-prova não se ignize durante os 10 min de aplicação da chamapiloto; l) em caso de de ignição ignição do corpo-de-p corpo-de-prova, rova, o ensaio ensaio deve prosseguir até a extinção da chama ou até que a mesma tenha percorrido toda a extensão do corpo-de-prova; m) encerrado o ensaio, abrir a porta da câmara e puxar a plataforma para fora, procedendo à medida da extensão da parte queimada do corpode-prova (distância entre o ponto de aplicação da chama-piloto e o ponto mais distante, atingido pela chama durante o ensaio) com precisão de milímetros; n) repetir este procedimento para cada um dos corpos-de-prova a serem ensaiados.
É conveniente utilizar uma chapa de material inorgânico, para fechar a abertura da porta, protegendo o corpo-de-prova e o
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NBR 8660/1984 6 Resultados 6.1 A determinação da densidade crítica de fluxo de energia térmica para cada um dos corpos-de-prova é feita com a utilização do perfil de densidade de fluxo de energia térmica levantado anteriormente e as respectivas extensões das partes queimadas de cada um dos corposde-prova.
X i = valor individu individual al de densidade densidade cr crítica de fluxo de 2 energia térmica, em W/cm n = número de corpos-de-prova ensaiados S = desv desvio io-p -pad adrrão estimado ν
= coefic coeficien iente te de varia variação
6.1.1 A densidade crítica de fluxo de energia térmica deve
ser expressa em W/cm 2, com dois algarismos significativos. 6.2 Devem ser calculados a média, o desvio-padrão e o coeficiente de variação dos valores de densidade crítica de fluxo de energia térmica obtidos no ensaio dos corposde-prova de uma mesma amostra, através das fórmulas abaixo: X=
Σ
Σ
S=
ν =
Xi n
S X
Xi2 - nX n -1
6.3 O relatório técnico, contendo os resultados dos ensaios, deve trazer as seguintes informações: a) nome ou identificação do material ensaiado; b) descrição do sistema de piso ensaiado, materiais constituintes e modo de aplicação em obra; c) descrição do procedimento usado na preparação dos corpos-de-prova;
2
d) número de corpos-de-prova ensaiados; e) valor médio da densidade crítica de fluxo de energia térmica, desvio-padrão e o coeficiente de variação;
x 100
Onde: valorr médio da densidade crítica de fluxo de X = valo energia térmica, em W/cm2
f) observaçõ es realizadas no material durante os ensaios, tais como ocorrência de rugas, trincas, separação de camadas, fusão, etc.; g) classificação do material conforme Anexo B.
/ANEXO A
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ANEXO A - Figuras
Unid.: mm
Figura 1 - Câmara de ensaio (corte transversal)
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Figura 2 - Câmara de ensaio (corte longitudinal)
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Unid.: mm
Figura 3 - Corpo-de-prova padrão e suporte
Figura 4 - Perfil da densidade de fluxo de energia térmica /ANEXO B Medtherm - Modelo nº 64-2-20 - série nº 124 421 (calibrado NBS) ou similar. Kiethley - Modelo nº 160 ou similar. (8) Radiante - Heating Ltda. ou similar. (6) (7)
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ANEXO B - Classificação dos materiais quanto à propagação superficial de chama B-1 Materiais de revestimento de piso, ensaiados conforme esta Norma, devem ser agrupados agrupados nas seguintes classes, de acordo com o valor médio obtido da densidade crítica de fluxo fluxo de energia energia térmica ( X ) em W/cm2: a) classe I - X até 0,5 W/cm2;
b) classe II - X compreendido entre 0,5 W/cm2 a 0,25 W/cm2; c) classe classe IIII IIII - X inferior a 0,25 W/cm2.
