Comportamento dei sigillanti per condotte in presenza di incendio

Le normative di sicurezza come il NESC (National Electrical Safety Code) e il NEC (National Electrical Code) in genere richiedono che la sigillatura di condotti protegga i sistemi e i componenti più importanti da acqua, gas e roditori. Sebbene siano disponibili diverse opzioni di sigillanti per soddisfare codici e requisiti, un tipo comunemente utilizzato è il sigillante poliuretanico espandente. Questi tipi di guarnizioni vengono utilizzati nei sistemi di condotti che ospitano reti elettriche e di comunicazioni all’interno di hub di trasporto, edifici per uffici, impianti industriali, centri dati, ospedali e altre infrastrutture essenziali. In questi contesti la sicurezza e l’affidabilità sono essenziali e ogni opportunità per prevenire l’interruzione delle operazioni elettriche o di comunicazione è fondamentale.
L’incendio è un rischio che minaccia qualsiasi struttura, indipendentemente dal fatto che provenga da apparecchiature sotto tensione all’interno dell’edificio o da fonti esterne. Le reti di condotte e i percorsi all’interno degli edifici rappresentano una potenziale via di propagazione degli incendi se non sono adeguatamente sigillati o se sono sigillati con un materiale che non ha la corretta classificazione di resistenza al fuoco. L’uso di materiali da costruzione che limitano la diffusione di fumo e fiamme e riducono il rischio di incendio non è solo una buona pratica, ma spesso anche parte di un codice.
In questo articolo esamineremo come i sigillanti in schiuma espandente vengono valutati in termini di risposta al fuoco sulla base di standard e test di settore. L’intento è quello di fornire una migliore comprensione delle differenze tra i materiali sigillanti in base alla loro certificazione di prestazione antincendio, in modo che i proprietari di reti, gli ingegneri e gli installatori possano scegliere la giusta protezione contro gli incendi.

Quali sono i problemi legati a incendi e fumo?

A livello base, è importante che i materiali utilizzati nelle apparecchiature elettriche, nei componenti e nelle guarnizioni non gettino benzina sul fuoco. I materiali utilizzati in queste applicazioni dovrebbero limitare la propagazione dell’incendio e addirittura autoestinguersi entro pochi minuti dall’esposizione alla fiamma. Se installati correttamente, i sigillanti in schiuma espansiva e i riempitivi per fessure possono limitare il flusso d’aria e la capacità dell’ossigeno di alimentare ulteriormente l’incendio. In alcuni casi, le guarnizioni possono fungere da tagliafuoco per impedire al fuoco di spostarsi da uno spazio all’altro e rappresentano una forma di protezione passiva dal fuoco.

Come viene testata la resistenza al fuoco?

Come la maggior parte dei materiali edili di buona qualità progettati per i settori della costruzione e manutenzione delle infrastrutture, i sigillanti vengono sottoposti a test prima di essere immessi sul mercato. I produttori collaborano con agenzie di collaudo terze per fornire una certificazione standard o una classificazione. Una delle società di certificazione terza più riconosciuta e utilizzata è Underwriters Laboratories, più comunemente nota come UL.
Gli standard UL coprono un’ampia gamma di prodotti e sistemi, compresi i materiali da costruzione. UL ha diversi standard di prova che misurano la resistenza al fuoco. Tutti gli standard prevedono l’applicazione della fiamma seguita dalla valutazione del campione. Ogni standard riflette i diversi requisiti prestazionali. Nelle sezioni seguenti analizzeremo questi standard di prova in relazione ai sigillanti poliuretanici espandenti comunemente utilizzati per bloccare il passaggio di acqua e gas.

Test di infiammabilità dei materiali

UL 94 – Test di infiammabilità dei materiali plastici per parti di dispositivi ed elettrodomestici, un test semplice che misura la capacità di un materiale di autoestinguersi dopo l’esposizione a una fiamma. In questo test, un blocco di schiuma sigillante uretanica espandente da 2 in. x 6 in. x ½ in. (5,1 cm x 15,2 cm x 1,3 cm) viene esposto alla fiamma di un becco di Bunsen per la durata di 1 minuto. Dopo questa esposizione, la fiamma viene rimossa e vengono misurati il tempo di combustione e la distanza di combustione successivi. Per ottenere la valutazione massima, il campione deve autoestinguersi molto rapidamente senza gocciolamento o bagliore residuo. La conformità a questo standard consente l’inclusione del marchio UL per il riconoscimento dei componenti. Lo scopo di questo standard è identificare i componenti del sistema che non contribuiranno ad alimentare l’incendio in caso di esposizione.

Come viene utilizzato UL 94?

UL 94 è stato utilizzato per molti anni come standard di base per ottenere il riconoscimento UL per i prodotti sigillanti. Il riconoscimento riguarda solo il sigillante, indipendentemente dagli altri materiali utilizzati o dalla geometria di assemblaggio. Si tratta di un test che considera i sigillanti come componenti di un sistema che non contribuirà alla propagazione della fiamma. In questi casi, potremmo definire i sigillanti resistenti al fuoco. Il test è semplice e immediato, quindi il riconoscimento può essere ottenuto a costi relativamente bassi. Un grande vantaggio è la possibilità di visualizzare in anteprima il test praticamente in qualsiasi laboratorio, facilitando lo sviluppo del prodotto.

Test delle caratteristiche di combustione dei materiali

UL 723 – Test per le caratteristiche di combustione superficiale dei materiali da costruzione affronta l’esame da una diversa angolazione. In questo caso, la schiuma espandente è considerata un materiale da costruzione, come cartongesso, stucchi, adesivi e rivestimenti murali. Il test in sé è più rigoroso di quello UL 94. Strisce di schiuma di uretano vengono applicate al pannello di cartongesso ignifugo in lunghezze di 8 ft (2,4 m). Questi pannelli vengono caricati in un apposito apparecchio di prova fino a una lunghezza di 24 ft (7,3 m). Per 10 minuti vengono applicati getti di fiamma sul bordo anteriore del campione e l’avanzamento della fiamma lungo le strisce di uretano viene misurato in funzione del tempo di combustione. Contemporaneamente a questa misurazione, un sensore nella camera di prova misura la generazione di fumo. I risultati vengono riportati come distanza alla quale bruciano le strisce campione insieme al numero relativo al fumo generato.
Invece di rispettare uno standard specifico, questi risultati possono essere confrontati con quelli di prodotti simili. La propagazione della fiamma e la generazione di fumo sono pubblicate con il simbolo di classificazione UL. Questo standard serve a misurare la suscettibilità del sigillante all’esposizione rapida al fuoco. Poiché le prestazioni del sigillante si basano sulla sua capacità di bloccare il passaggio dei gas in condizioni ideali, un test del genere può valutare la rapidità con cui questa capacità si degrada in presenza di incendio e in quale misura il sigillante favorirà o ritarderà la propagazione delle fiamme.

Come viene utilizzato UL 723?

La norma UL 723 (ASTM E84) viene utilizzata per confrontare il comportamento relativo alla combustione dei materiali. I sigillanti elencati in questa categoria sono spesso considerati blocchi antincendio perché i materiali stessi bloccano il passaggio dell’ossigeno o di altri gas che potrebbero alimentare un incendio. Sta diventando uno standard sempre più diffuso per la classificazione dei prodotti sigillanti. Ha il vantaggio di essere il test di scelta per una varietà di prodotti edilizi e da costruzione, il che rende lo standard potenzialmente più noto nel settore delle costruzioni.

UL 723 (ASTM E84) utilizza una camera di combustione a tunnel Steiner. Questo apparecchio viene utilizzato per regolamentare i materiali per la costruzione di interni di edifici.

Test di penetrazione del fuoco

UL 1479 – Test per la penetrazione del fuoco nei tagliafuoco è una norma molto più impegnativa e complessa. Qui vengono realizzati campioni di materiali specifici per pareti, condotti e sigillanti, secondo geometrie specifiche. Questi campioni di parete vengono posizionati nella camera di prova ed esposti a un getto di fiamma standard per intervalli misurati in ore. Durante questo processo di combustione, le temperature vengono misurate sul lato non esposto alla fiamma dei campioni. Al termine del ciclo di fiamma, il campione viene sottoposto a un potente spruzzo d’acqua. I risultati vengono riportati in base al tempo di combustione, alla variazione di temperatura sul lato non esposto alla fiamma dei campioni e alla capacità di resistere agli spruzzi d’acqua. I risultati vengono pubblicati con il simbolo di classificazione UL. I materiali che riportano questa classificazione spesso presentano un numero elevato di combinazioni di materiale della parete, condotto e geometria.

Il tunnel antincendio UL 723 (ASTM E84) è grande: 25 ft (7,6 m) di lunghezza e 2 ft (0,6 m) di larghezza con pareti in mattoni refrattari isolati.

I tagliafuoco passamuro sono molto specifici

La norma UL 1479 è molto specifica per i tagliafuoco passamuro. Ogni iterazione del materiale della parete, della condotta e della geometria con uno specifico sigillante deve essere testata, il che comporta un notevole impegno in termini di tempo e denaro. Ognuna di queste combinazioni deve essere testata individualmente. L’intento di questa norma è quello di esaminare la vera protezione. Il test valuta il mantenimento della struttura dopo una combustione prolungata. Molti sigillanti elencati nella norma UL 1479 vengono sottoposti a decine di test individuali, che tengono conto di materiali e geometrie variabili. In ogni caso viene valutata la manutenzione della struttura sottoposta a prova.
I tagliafuoco passamuro sono richiesti solo in situazioni molto specifiche previste dalle norme antincendio. I dispositivi tagliafuoco spesso presentano prestazioni inferiori nel controllo del passaggio di gas e acqua attraverso la guarnizione.

Confronto dei tipi di test antincendio

Tutti i test antincendio precedentemente descritti utilizzano una fiamma ad alta temperatura. Ad esempio, il tunnel antincendio UL 723 (ASTM E84) mostrato di seguito è dotato di un getto di fiamma che emette 5.000 btu al minuto con una temperatura fino a 1600 °F (871 °C) alla testa della fiamma. Mostrare buone prestazioni in una qualsiasi di queste condizioni è un attributo positivo.

Il tunnel antincendio UL 723 (ASTM E84) è dotato di un getto di fiamma che emette 5.000 btu al minuto con una temperatura fino a 1600 °F (871 °C) alla testa della fiamma.

Grafico 1

Altre considerazioni oltre alle prestazioni antincendio

Una conoscenza più approfondita delle differenze tra i vari standard UL per i test di resistenza al fuoco consente ai proprietari di reti, ai tecnici e agli installatori di prendere decisioni più consapevoli sulla scelta del prodotto più adatto a proteggere i sistemi e le risorse fondamentali dagli effetti del fuoco. Il tipo di standard UL può aiutare a determinare la scelta del sigillante poliuretanico espandente da applicare in base ai requisiti del codice. Sebbene le prestazioni antincendio debbano essere considerate quando si sceglie un sigillante, si tratta solo di un fattore che fa parte della matrice decisionale totale. Altri fattori da considerare includono la resistenza e la versatilità del sigillo e quanto bene sigilla da gas, acqua e roditori.

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