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O método mais comum de se obter a resistência ao fogo requerida é através do uso de sistemas passivos de proteção contra fogo, nos quais o material mais utilizado são as placas de silicato de cálcio.
A utilização do Eurocódigo 3 parte 1.2 para a evolução da temperatura do aço dos elementos protegidos contra o fogo requer o conhecimento das propriedades térmicas dos materiais aplicados em função da temperatura. Normalmente, estas propriedades não são conhecidas para todos os materiais e nem para toda a gama de temperaturas necessárias na verificação de segurança ao fogo.
O objetivo deste trabalho é desenvolver um conjunto de testes experimentais realizados com o objetivo de caraterizar a eficiência térmica durante a sua exposição a temperaturas elevadas. Os testes são conduzidos num calorímetro de cone usando diferentes espessuras de placas de aço e espessuras de placas de isolamento e fluxos de calor por radiação. Os resultados dos testes experimentais são comparados com os obtidos a partir de resultados numéricos usando o método de diferenças finitas, implementado em Matlab. Uma atenção particular é dedicada à modelação numérica das reações químicas e da evaporação da água devidas ao aumento da temperatura do material de isolamento, placas de silicato de cálcio.
Os resultados mostram a comparação entre as temperaturas medidas na chapa de aço carbono expostas a temperatutras elevadas e as temperaturas obtidas pelo método simplificado do Eurocódigo e pelo modelo numérico, seguem a mesma tendência. A diminuição da temperatura do aço ocorre com o aumento da espessura da placa de aço carbono, do fluxo de calor e com o aumento da espessura das placas de isolamento.
The most common method of achieving the required fire resistance is by the use of passive fire protection systems, in which the most common material calcium silicate board is used. The use of the Eurocode 3 part 1.2 for the steel temperature evolution of fire protected elements require the knowledge of the thermal properties of the applied materials in function of the temperature. Usually these properties are not known for all the materials and not for all the temperature range needed for fire design. The aim of this work is to develop an experimental set of tests made with a fire insulation material in order to characterize the thermal efficiency during the temperature exposure. Tests are made in a cone calorimeter using different steel plate thickness, insulation plate thickness and radiative heat fluxes. The experimental tests results are compared with the one obtained from numerical results using the finite difference method by implementing in Matlab. Special care is made to include the chemical reactions and evaporation of water from the heating of the insulation material, calcium silicate boards. Results showed the comparison between the measured temperatures in carbon steel plate exposed to fire and the corresponding calculated temperatures presented a very good agreement and the decrease in the temperature vary with the increase of the thickness of carbon steel plate and heat flux and the fire insulation boards
The most common method of achieving the required fire resistance is by the use of passive fire protection systems, in which the most common material calcium silicate board is used. The use of the Eurocode 3 part 1.2 for the steel temperature evolution of fire protected elements require the knowledge of the thermal properties of the applied materials in function of the temperature. Usually these properties are not known for all the materials and not for all the temperature range needed for fire design. The aim of this work is to develop an experimental set of tests made with a fire insulation material in order to characterize the thermal efficiency during the temperature exposure. Tests are made in a cone calorimeter using different steel plate thickness, insulation plate thickness and radiative heat fluxes. The experimental tests results are compared with the one obtained from numerical results using the finite difference method by implementing in Matlab. Special care is made to include the chemical reactions and evaporation of water from the heating of the insulation material, calcium silicate boards. Results showed the comparison between the measured temperatures in carbon steel plate exposed to fire and the corresponding calculated temperatures presented a very good agreement and the decrease in the temperature vary with the increase of the thickness of carbon steel plate and heat flux and the fire insulation boards
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Keywords
Resistência ao fogo Proteção ao fogo Propriedades térmicas Testes experimentais