NORMA CHILENA OFICIAL
NCh1914/1.Of84
Prevenci Prevención ón de de incendios incendios en edif edific icios ios - Ensayo de reacc reacción ión al fueg fuego o - Parte Parte 1: Determinación de la no c com ombustibilidad bustibilidad de materiales ateriales de construcc construcción ión
Preámbulo El Instituto Nacional de Normalización, INN, es el organismo que tiene a su cargo el estudio y preparación de las normas técnicas a nivel nacional. Es miembro de la INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION (ISO) y de la COMISION PANAMERICANA DE NORMAS TECNICAS (COPANT), representando a Chile ante esos organismos. La norma NCh1914/1 ha sido preparada por la División de Normas del Instituto Nacional de Normalización, y en su estudio participaron los organismos y las personas naturales siguientes: A islant es A ISLA POL S. A . C. e I. A sociación Chilena de Seguridad, A CHS Cámara Chilena de la Const rucción Colegio de Const ruct ores Civ iles, A . G. Compañía Indust rial El Volcán S. A . Consejo Nacional de Seguridad, CNS Departamento de Investigaciones Científicas y Tecnológicas, Universidad Católica de Chile, DICTUC Dirección General de A eronáut ica Civ il Instituto de Investigaciones y Ensayes de M at er eriales, Un Univ ersidad de Chile, ID IDIEM Inst itit ut ut o Nacional de Normalización, INN
Carlos Büchner O. Daniel Longueira J uan A . Fuenzalida P. Eduardo Waissblut h Francisco Véliz Pedro Echev erría B. M anuel Dinamarca R. Eduardo Lagos L.
Laut aro Troncoso Hugo Brangier M . M iguel Bust am amant e S. Gabriel Rodríguez J . I
NCh1914/1 Minist erio de Vivienda y Urbanismo, MINVU
Sociedad Industrial Pizarreño S.A. Universidad de Valparaíso Santibáñez R., Luis
Sant iago Cast illo R. Francisco Osorio Daniel Súnico H. Jaime Téllez T. Ignacio Santa Cruz F. Eduardo Cruzat Luis Santibáñez R.
Esta norma concuerda en parte con la norma UNE 23 -102-8 1 " Ensayo de reacción al fu ego - Determinación de la no com bust ibilidad de los materiales de construc ción " . Esta norma ha sido aprobada por el H. Consejo del Instituto Nacional de Normalización, en sesión efectuada el 22 de Diciembre de 1983. Esta norma ha sido declarada Norma Chilena Oficial de la República, por Decreto N °57, de fecha 9 de Abril de 1984, del Ministerio de Vivienda y Urbanismo, publicado en el Diario Oficial N°31.881, del 28 de Mayo de 1984. Esta norma es una " reedición sin mod ificacion es" de la Norma Chilena Oficial NCh1914/1.Of84, " Prevención de incendios en edificios - Ensayo de reacción al f uego - Parte 1: Determinación de la no com bustibilidad de materiales de const rucc ión" , vigente por Decreto N°57, de fecha 9 de Abril de 1984, del Ministerio de Vivienda y Urbanismo.
II
NORMA CHILENA OFICIAL
NCh1914/1.Of84
Prevención de incendios en edificios - Ensayo de reacción al fuego - Parte 1: Determinación de la no combustibilidad de materiales de construcción
1 Alcance 1.1 Esta norma establece un método de ensayo relativo a uno de los aspectos de la reacción al fuego de un material. Este método permite valorar la característica de dicho material a emitir, en las condiciones del ensayo, un calor superior a un nivel dado o a emitir llamas. 1.2 El presente método de ensayo y sus resultados sólo pueden ser utilizados para expresar la combustibilidad o la no combustibilidad de un material sometido al fuego en las condiciones controladas de laboratorio. Como tal no debe ser utilizado para describir o evaluar el riesgo de incendio que presentan los materiales en condiciones de usos reales, o como único y suficiente para estimar válidamente un riesgo de incendio derivado exclusivamente de la combustibilidad.
2 Campo de aplicación 2.1 Esta norma se aplica a los materiales o productos de construcción y/o edificación, hayan recibido o no una capa de acabado; no es aplicable a la materia empleada en el acabado.
3 Referencias NCh43 NCh44 NCh933
Selección de muestras al azar. Inspección por atributos - Tablas y procedimient os de muestreo. Prevención de incendios en edificios - Terminología. 1
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4 Aparatos 4.1 Descripción general 4.1.1 El aparato, cuyo esquema general se presenta en figura 1 consiste en lo siguiente: a) tubo refractario rodeado por una resistencia eléctrica calefactora y por un aislamiento (este conjunto constituye el horno); b) difusor de aire bajo el tubo; c) pantalla en la parte superior abierta del tubo; d) porta-probeta (ver figura 3), equipado con dispositivo de introducción apropiado, para bajar o subir la probeta en el eje del tubo; e) tres termocuplas (ver figura 2);
f)
1)
termocupla del horno;
2)
termocupla del centro de la probeta (central);
3)
termocupla en la superficie de la probeta (de superficie);
registrador de temperatura;
g) pie del horno; h) pantallas paravientos; i)
bandeja metálica para recoger cenizas o residuos.
4.1.2 Además, es necesario poder controlar la temperatura de la pared interior del tubo para proceder al calibrado, empleando uno de los dos aparatos siguientes: a) dispositivo de barrido mediante una termocupla con funda; b) micropirómetro óptico.
4.2 Horno, pie y pantalla paravientos 4.2.1 El tubo está constituido por un material refractario, de densidad 2 700 ± 500 kg/m3, de una altura de 150 ± 1 mm; de 75 ± 1 mm de diámetro interior y de 10 ± 1 mm de grosor. El espesor tot al de la pared, incluido el cemento refractario, destinado a mantener la resistencia eléctrica en su sitio, no debe sobrepasar los 15 mm. 4.2.2 El tubo debe estar equipado con uno o varios arrollamientos de resistencias eléctricas, de tal modo que la temperatura del tubo se ajuste a las especificaciones señaladas en 6.2. 4.2.3 El tubo debe estar bien aislado en todo su contorno mediante polvo de óxido de magnesio de densidad 140 kg/m 3 ± 15 %, contenido en un recinto de amianto-cemento o de un material similar. El aislamiento se completa, por encima y por debajo, mediante dos placas aislantes cortadas de un panel aislante de 10 ± 1 mm de espesor. 2
NCh1914/1 4.2.4 El horno debe estar equipado con un pie estable, de modo que el fondo del horno se mantenga firma y a lo menos a 750 mm del nivel del suelo. Este pie será de acero o cualquier otro material apropiado, que constituya una base firme para el horno y el difusor de aire. 4.2.5 Durante el ensayo, las pantallas paravientos deben estar fijas al pie, para limitar el espacio situado bajo el difusor de aire y hasta una altura de 550 mm sobre el nivel del suelo (ver figura 1).
4.3 Difusor de aire 4.3.1 En la base del tubo se coloca un difusor de aire cónico y abierto por sus extremos, conforme aparece en figura 1. La junta anular entre el difusor de aire y el tubo debe ser lisa y estanca al aire en cualquier condición. El difusor debe tener la cara interior lisa y la mitad superior debe ser aislada térmicamente por su cara exterior. Bajo el difusor debe quedar un espacio de aproximadamente 250 mm. Este espacio debe estar protegido de corrientes de aire. 4.3.2 El difusor debe tener 500 mm de largo, y su diámetro interior en la parte superior será de 75 mm, que decrecerá uniformemente hasta un diámetro interior de 10 mm en el parte inferior. 4.3.3 El difusor debe ser de chapa de acero de un espesor aproximada de 1 mm, liso por el interior. Su mit ad superior debe estar aislada por el exterior mediante una capa de material fibroso aislante de 25 mm ± 2 mm de espesor, y de una densidad comprendida entre 40 y 120 kg/m 3.
4.4 Pantalla paravientos 4.4.1 En la parte superior abierta del tubo, se coloca una pantalla unida al tubo por una junta lisa estanca al aire y aislada por su cara exterior. 4.4.2 La pantalla paravientos debe ser del mismo material que el difusor de aire (ver 4.3.3), y debe tener un diámetro interior de 75 mm y una altura de 50 mm; debe estar aislada por su parte exterior mediante una capa de material aislante fibroso de 25 mm ± 2 mm de espesor.
4.5 Porta-probetas y dispositivo de introducción de la probeta1) 4.5.1 El porta-probetas (ver figura 3) está constituido por un dispositivo que permite subir y bajar con precisión y sin choques a lo largo del eje del tubo. Debe estar hecho de forma que se asegure que la probeta, cuando está en posición de ensayo, se coloque en el centro de la zona de temperatura controlada por el horno y centrada con relación a la pared del tubo. 1
)
Con objeto encima del horno que (300 mm x horno.
de facilitar la observación de llamas sostenidas, se recomienda la instalación de un espejo aparato. Debe ser de una determinada dimensión, y colocado a una distancia t al sobre el no afect e a los resultados del ensayo del ensayo. Puede ser adecuado un espejo 300 mm) colocado en un ángulo de 30° con la horizontal y a 1 000 mm por encima del
3
NCh1914/1 4.5.2 El porta-probetas, sensiblemente cilíndrico, debe tener las dimensiones dadas en las figuras 1 y 3, y una masa comprendida entre 15 g y 20 g. Debe poder contener una probeta conforme se señala en 6.2.1. 4.5.3 El porta-probetas y el dispositivo de introducción deben estar concebidos de forma que se puedan instalar las dos termocuplas de la probeta (ver 4.6.2, 4.6.3 y figura 3). 4.5.4 El porta-probetas debe hacerse con alambre de acero resistente al calor, de forma que pueda suspenderse del extremo inferior de un tubo de acero de 6 mm de diámetro exterior y 4 mm de diámetro interior. El fondo del porta-probetas debe estar formado por una rejilla de alambres finos de acero, resistentes al calor. La parte inferior del tubo del que cuelga el porta-probetas, deberá ser fabricado de modo que pueda desprenderse con facilidad, para permitir colocar la probeta (figura 3). 4.5.5 El dispositivo de introducción debe estar formado por una varilla metálica que se deslice librement e en el int erior de una guía vert ical colocada a un lado del horno (figura 1). El tubo de acero inoxidable2) , en el que va suspendido el porta-probetas (4.5.4), va unido a la varilla deslizante por medio de una barra separadora.
4.6 Termocuplas 4.6.1 La termocupla del horno estará situada de forma que su soldadura caliente esté a 10 mm ± 0, 5 mm de la pared del horno y a la mit ad de la altura de la zona de temperatura controlada (7.3), determinada a partir de las temperaturas de la pared. La distancia correcta a la pared, debe mantenerse mediante una guía fijada al paravientos. 4.6.2 La termocupla de superficie debe tener su soldadura caliente en contacto con la probeta en la mitad de la altura de ésta y debe situarse en una posición diametralmente opuesta a la termocupla del horno (figuras 2 y 3). 4.6.3 La termocupla central será, normalmente, fijada al porta-probetas de modo que pueda desplazarse arriba y abajo con el porta-probetas, y con su soldadura caliente en el centro de la probeta. Debe introducirse por la parte superior en un agujero de 2 mm de diámetro (figura 2), con objeto de que la soldadura caliente esté en contacto con el fondo del agujero. En algunos casos, la termocupla no aporta ninguna información complementaria significativa y puede no ser utilizada. 4.6.4 Durante el ensayo, las soldaduras calientes de todas las termocuplas deben estar situadas en el mismo plano horizontal, que debe corresponder a la mitad de la altura de la zona de temperatura controlada. 4.6.5 Las fundas de las termocuplas deben ser de acero inoxidable y el aislamiento de tipo mineral; el diámetro de los alambres debe estar comprendido entre 1 mm y 1,5 mm.
2
)
4
El acero inoxidable debe ser de calidad tal que tenga un buen comportamiento a la temperatura de trabajo de 850 °C máx.
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4.7 Registrador y medida de las temperaturas 4.7.1 Las temperaturas del horno y de las termocuplas de superficie deben registrarse con un registrador continuo, cuya escala de medidas corresponda a los cambios de temperatura que se producen en el curso del ensayo. Para la termocupla central si no se dispone de registrador continuo se puede proceder a realizar lecturas regulares a intervalos de tiempo no superiores a 5 s. 4.7.2 El equipo de medida de temperatura debe tener una precisión de 0,5% como mínimo en el rango de trabajo.
5 Muestreo La muestra de la que se obtiene la probeta debe ser suficientemente amplia para ser representativa del material, sobre todo en el caso de que éste sea heterogéneo. El tamaño y la extracción de la muestra, en el caso de aplicar muestreo estadístico, deberá hacerse de acuerdo con las normas NCh44 y NCh43, respectivamente.
6 Probetas 6.1 Preparación Las probetas deben ser tan representativas como sea posible de las propiedades medias de la muestra y deben ajustarse a las dimensiones indicadas en 6.2.1. Si el espesor del material es inferior a 50 mm, la probeta se construirá con un número suficiente de capas para lograr el espesor requerido en 6.2.1. Estas capas deben estar en posición horizontal, manteniendo firmemente el conjunto mediante un alambre fino de acero, a fin de reducir al mínimo el paso del aire entre las capas. La densidad de las probetas debe ser representativa de la del material. Para los materiales compuestos de un espesor tal que con un número de capas sucesivas no se pueda construir, conforme al punto 6.2, una probeta de las dimensiones especificadas, la probeta debe ser preparada ajustando el espesor de sus diferentes componentes. Las caras superior e inferior de la probeta deben estar constituidas por las capas de acabado del material. Si no es posible seguir este procedimiento en la preparación de la probeta, los ensayos se efectuarán sobre cada constituyente individual, haciéndose constar este hecho en el informe del ensayo.
5
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6.2 Cantidad y dimensiones 6.2.1 Se prepararán cinco probetas cilíndricas, según se indica en 6.1. Las dimensiones nominales y tolerancias de cada probeta serán: +0
-
Diámetro
45 - 2 mm
-
Altura
50
± 3 mm
-
Volumen
80
± 5 cm3
6.3 Acondicionamiento 6.3.1 Las probetas deben ser acondicionadas en estufa ventilada a 60 °C ± 5 °C, durante a lo menos 20 h, y después enfriadas a temperatura ambiente en un desecador hasta el momento del ensayo. 6.3.2 Determinar la masa de cada probeta antes del ensayo con una precisión del 1% de su valor inicial.
7 Calibración 7.1 Siempre que sea necesario, deberá realizarse la calibración sobre los aparatos nuevos o sobre los ya existentes. El objeto de esta calibración es obtener el grado de uniformidad de temperaturas requeridas sobre la pared del horno durante el ensayo y determinar el aporte energético necesario. Esta calibración debe efectuarse con el porta-probetas fuera del horno.
7.2 Estando el horno en equilibrio térmico estable, efectuar las medidas de temperatura de la pared utilizando un micropirómetro óptico o un dispositivo de barrido con termocupla con funda (figura 4). Efectuar dichas medidas a espacios iguales sobre tres ejes verticales. La temperatura de la pared, cuando se mide por el sistema de barrido con termocupla, debe estar comprendida entre 800 °C y 850 °C y tener un valor medio de 825 °C ± 5 °C3) . Sin embargo, si la temperatura de la pared se mide con un pirómetro óptico, estará comprendida entre 815 °C y 865 °C y debe resultar un valor medio de 840 °C ± 5 °C. 7.3 Se puede obt ener una zona de temperatura cont rolada, mediante un enrollamiento más cerrado de resistencias en los dos extremos del tubo o mediante un montaje en los extremos del tubo de resistencias independientes de la resistencia central. Con objeto de minimizar las fluctuaciones de temperatura del horno, es necesario emplear un regulador de tensión. Entre dos calibraciones, se debe mantener el aporte energético en cada ensayo a ± 1% del aporte energético en la calibración.
3
)
6
Este valor medio corresponde aproximadamente a 750° C para la termocupla del horno.
NCh1914/1 Entre ensayos, la temperatura medida por la termocupla del horno, permitirá verificar, antes de proceder al ensayo siguiente, si la temperatura de la pared del horno ha vuelto a la temperatura de equilibrio. NOTA - Es necesario, para la mejor ejecución del ensayo, evitar variaciones excesivas de las condiciones ambientales en las proximidades del aparato.
7.4 No se deben emplear aparatos automáticos de control termoestático para el horno.
8 Procedimiento 8.1 Aparatos 8.1.1 Antes del ensayo, es necesario comprobar que el conjunt o de los aparatos está en buen estado, por ejemplo: limpieza del difusor, funcionamiento del dispositivo de introducción, etc. 8.1.2 El aparato debe estar protegido de corrientes de aire, de luz artificial intensa y de exposición directa al sol. 8.1.3 El horno debe estar precalentado y su temperatura estabilizada a la media establecida en el ensayo de calibración, de forma que no varíe de ± 5 °C durante un mínimo de 10 min antes de la introducción de la probeta.
8.2 Introducción de las probetas Colocar la probeta en el porta-probetas descrito en el punto 4.5, e introducirla en el horno en un tiempo inferior a 5 s.
8.3 Tiempo de calentamiento El calentamiento debe durar 20 min, contados desde la introducción de la probeta en el horno.
8.4 Observaciones durante el ensayo 8.4.1 Registrar las temperaturas de las tres termocuplas durante el período de calefacción. Anotar la aparición eventual y la duración máxima de llamas sostenidas. Se entenderá por llamas sostenidas la presencia de llama en el horno durante 5 s o más. 8.4.2 Después del ensayo todas las probetas deberán enfriarse a temperatura ambiente 4), para luego obtener el peso de cada una de ellas. Los residuos carbonizados, cenizas y otros restos que caigan a lo largo del tubo, durante o después del ensayo, deben ser recuperados y tenidos en cuenta como parte de la masa de la probeta no quemada.
4
)
La temperatura ambiente en el laboratorio no variará más allá de ± 1°C entre el rango de 16°C a 24°C.
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NCh1914/1 8.4.3 Tomar nota de cuantos datos sea posible, relativos al comportamiento de la probeta durante el ensayo.
9 Expresión de resultados 9.1 Tomar nota de los resultados siguientes: 9.1.1 Para cada ensayo: a) temperatura inicial del horno (To); b) temperatura máxima de la termocupla del horno (T H); c) temperatura máxima de la termocupla de superficie (Ts); d) temperatura máxima de la termocupla central (Tc); e) duración de las llamas sostenidas.
9.1.2 Para cada serie de cinco ensayos, el aumento medio de temperatura (9.2) de la: a) termocupla del horno; b) termocupla de superficie; c) termocupla central.
9.2 Calcular la media de aumentos de temperaturas de termocuplas del horno, T H [9.1.2 a)] por la fórmula siguiente: 5
T =
∑ i =1
T Hi
− T 0 5
9.3 Calcular la media de aumentos de temperaturas de termocuplas de superficie, media de aumentos de temperaturas de termocupla central,
T c
T s
y la
, de la forma indicada en
9.2, utilizando Ts y Tc, respectivamente. 9.4 Anotar la duración media de las llamas sostenidas (8.4.1) para cada serie de cinco ensayos, sumando los tiempos de todas las llamas observadas y dividiendo por cinco. 9.5 Anotar la pérdida de masa de la forma siguiente: a) masa inicial y f inal de cada probeta; b) pérdida de masa de cada probeta; c) pérdida de masa media de las cinco probetas para cada serie de cinco ensayos. 8
NCh1914/1
10 Criterios para la evaluación 10.1 No combustible Un material se considerará no combustible si, durante el ensayo, todas sus probetas cumplen con las siguientes condiciones: a) la media del conjunto de las cinco lecturas de la temperatura máxima de la termocupla del horno, no exceda en 50 °C la temperatura inicial; b) la media de las cinco lecturas máximas de la temperatura de la termocupla de superficie, no sobrepase la temperatura inicial del horno en más de 50 °C; c) la duración media calculada de las llamas sostenidas no exceda de 20 s; d) la media de las cinco lecturas de la temperatura máxima de la termocupla central, no exceda a la temperatura inicial del horno en más de 50 °C (ver 4.6.3); e) la pérdida de masa media no exceda del 50% de la masa media original (ver 8.4 .2).
10.2 Combustible Un material se considerará combustible si cualquiera de las probetas deja de cumplir alguna de las condiciones indicadas en 10.1.
11 Informe En el informe del ensayo figurará lo siguiente: a) referencia a la presente norma; b) nombre del fabricante o proveedor del material; c) nombre o identificación del producto; d) descripción del material; e) densidad del material; f)
fecha del ensayo;
g) descripción de las probetas; h) resultado del ensayo, según 9 y calificación del producto según 10; i)
El párrafo 1.2 que aparece en el Alcance, debe incluirse en todos los informes de ensayo.
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NCh1914/1 Dimensiones en milímetros
Figura 1 – Esquema general del aparato para el ensayo de la no combustibilidad
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NCh1914/1 Dimensiones en milímetros
Figura 2 – Posición ralativa del horno, de la probeta y de las termocuplas
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NCh1914/1 Dimensiones en milímetros
Figura 3 – Ejemplo de un portaprobetas
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NCh1914/1
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NORMA CHILENA OFICIAL INSTITUTO
N A CION A L
DE
NCh 1914/1.Of84
NORM A LIZA CION
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INN-CHILE
Prevención de incendios en edificios - Ensayo de reacción al fuego - Parte 1: Determinación de la no combustibilidad de materiales de construcción Fire prevention in buildings - Fire resistance test - Part 1: Non combustibility determination of building m aterials
Primera edición : 19 84 Reimpresión : 1999
Descriptores:
seguridad, p revención de incendio en edif icios, seguridad cont ra incendios, ensayos de fuego, resistencia al fuego, materiales de construcción, combustibilidad
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