the fire resistance of 3m fire barrier duct wrap 615 ... · the fire resistance of 3m ......

17
INFRASTRUCTURE TECHNOLOGIES The fire resistance of 3M Fire Barrier Duct Wrap 615+ protection system Short Form Assessment Report Author: Keith Nicholls Assessment Number: FCO‐3273 Quote Number: CO4868 Date: 28/9/2018 Version: Revision C The Client: 3M Australia Pty Ltd Commercial‐in‐confidence

Upload: others

Post on 22-Oct-2019

13 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: The fire resistance of 3M Fire Barrier Duct Wrap 615 ... · The fire resistance of 3M ... Simultaneous variation of duct size and length of each wrap layer based on design Duct construction

 

 

INFRASTRUCTURE TECHNOLOGIES  

The  fire  resistance  of  3M Fire Barrier Duct Wrap 615+ protection system  

Short Form Assessment Report 

Author: Keith Nicholls 

Assessment Number: FCO‐3273  Quote Number: CO4868 

Date:    28/9/2018 

Version: Revision C 

The Client: 3M Australia Pty Ltd 

 

Commercial‐in‐confidence 

 

 

 

  

   

Page 2: The fire resistance of 3M Fire Barrier Duct Wrap 615 ... · The fire resistance of 3M ... Simultaneous variation of duct size and length of each wrap layer based on design Duct construction

 

Short From FCO‐3273 Rev C  | 2 of 17 

 

Inquiries should be addressed to: 

Fire Testing and Assessments  

NATA Registered Laboratory 

14 Julius Avenue 

North Ryde, NSW 2113 

Telephone +61 2 94905444 

Author 

Infrastructure Technologies 

14 Julius Avenue 

North Ryde, NSW 2113 

Telephone +61 2 94905500 

The Client(s) 

3M Australia Pty Ltd 

Building A, 1 Rivett Road 

North Ryde NSW 

Telephone +61 0 413 787 929 

Report Details: 

Report CSIRO Reference number: FCO 3273/ CO4868 

 

Report Status and Revision History: VERSION  STATUS  DATE  DISTRIBUTION  ISSUE NUMBER 

Initial Issue  Final  1/12/2017  Client/CSIRO  Short Form Report FCO 3273 

Revision A  Final  15/12/2017  Client/CSIRO  Short Form Report FCO 3273 A 

Revision C  Final  28/9/2018  Client/CSIRO  Short Form Report FCO 3273 C 

 

Report Authorization: AUTHOR  REVIEWED BY  AUTHORISED BY 

Keith Nicholls  Jing Xu  Brett Roddy 

 

  

 

28th September 2018  28th September 2018  28th September 2018 

 

Copyright and disclaimer 

© 2018 CSIRO To the extent permitted by law, all rights are reserved and no part of this publication covered by copyright may be reproduced or copied in any form or by any means except with the written permission of CSIRO. 

Important disclaimer 

CSIRO advises  that  the  information contained  in  this publication comprises general  statements based on scientific research. The reader is advised and needs to be aware that such information may be incomplete or unable  to  be  used  in  any  specific  situation.  No  reliance  or  actions  must,  therefore,  be  made  on  that information  without  seeking  prior  expert  professional,  scientific  and  technical  advice.  To  the  extent permitted by law, CSIRO (including its employees and consultants) excludes all liability to any person for any consequences, including but not limited to all losses, damages, costs, expenses and any other compensation, arising directly or indirectly from using this publication (in part or in whole) and any information or material contained in it. 

Page 3: The fire resistance of 3M Fire Barrier Duct Wrap 615 ... · The fire resistance of 3M ... Simultaneous variation of duct size and length of each wrap layer based on design Duct construction
Page 4: The fire resistance of 3M Fire Barrier Duct Wrap 615 ... · The fire resistance of 3M ... Simultaneous variation of duct size and length of each wrap layer based on design Duct construction

 

 

 

Short From FCO‐3273 Rev C  | 4 of 17 

 

Contents 

1 Introduction .................................................................................................................................... 5 

2 Supporting Data .............................................................................................................................. 5 

3 Proposed Variations ........................................................................................................................ 5 

4 Referenced Standards ................................................................................................................... 14 

5 Conclusion ..................................................................................................................................... 14 

6 Direct Field of Application of Results ............................................................................................ 15 

7 Requirements ................................................................................................................................ 15 

8 Term of Validity ............................................................................................................................. 16 

9 Limitations ..................................................................................................................................... 16  

 

Page 5: The fire resistance of 3M Fire Barrier Duct Wrap 615 ... · The fire resistance of 3M ... Simultaneous variation of duct size and length of each wrap layer based on design Duct construction

 

 

 

Short From FCO‐3273 Rev C  | 5 of 17 

 

1 Introduction 

This short from report refers to an assessment of the fire resistance of the 3M Fire Barrier Duct Wrap 615+ protection system in accordance with AS 1530.4‐2014 for internal fire exposure. 

This report is prepared for the purpose of meeting the Evidence of Suitability Requirements of NCC Volume 1 Specification A2.3 for FRL. 

This report reviews and confirms the extent to which the reference tests listed in Section 2 meet the requirements of the test standards listed in Section 4 of the report. The proposed variations to the tested construction presented in Section 3 are subject to an analysis in Appendix B and the conclusions are presented in Section 5 of this report. 

 

2 Supporting Data 

This assessment report refers to various test reports to support the analysis and conclusions of this report. They are listed below;  

Report Reference  Test Standard  Outline of Test Specimen 

FSV 1844  AS1530.4‐2014 Duct protected with 3M Fire Barrier Duct Wrap 615+ for internal fire exposure 

9006‐112691  ASTM E119 Exposure of a Steel Wall Containing Grease Duct Access Doors 

 

The test report FSV 1844 was undertaken by CSIRO North Ryde and sponsored by 3M Australia Pty Ltd.  

The test report 9006‐112691 was undertaken by Omega Point Laboratories, 16015 Shady Falls Road Elmendorf, Texas and sponsored by 3M Company. 

 

3 Proposed Variations 

The proposed construction shall be as tested in FSV 1844 and subject to the following variations; 

Optional inclusion of 150mm wide third layer of wrap at collar for 120‐minute applications. 

Simultaneous variation of duct size and length of each wrap layer based on design 

Duct  construction  shall  vary  up  to  3600mm  x  3600mm  in  size  and  be  in  accordance with AS 4254‐2012 Pressure Class 1000.  

Duct hanger rod size, hanger spacing, support, duct BMT, stiffeners and  jointing shall be  in accordance with AS 4254.2‐2012 as appropriate for Pressure Class 1000 and do not require fire protection.  

The inclusion of the access hatch detail shown in Figure 12 and 13 based on reference to test report 9006‐112691. 

Variation  to  support  construction  to  include  concrete, masonry,  plasterboard,  Speedpanel, AAC panel walls. 

The proposed construction is summarised in Table 1 and Figures 1 to 15.  

 

Page 6: The fire resistance of 3M Fire Barrier Duct Wrap 615 ... · The fire resistance of 3M ... Simultaneous variation of duct size and length of each wrap layer based on design Duct construction

 

 

 

Short From FCO‐3273 Rev C  | 6 of 17 

 

Table 1 – Construction Specification 

Item Number 

Description 

1  Retaining angle 

2 mm steel retaining angle, refer to table 2 for size 

2  Collar Fixing Screws 

Plasterboard wall ‐ 8 gauge  x 100 mm plasterboard/wood screw @ 200 mm centres  

Concrete & Masonry Wall ‐ 8 gauge x 100 mm masonry screw  @ 200 mm centres  

Speedpanel wall –10 gauge x 115 mm  flat top screw , 20TPI  

Autoclaved Aerated Concrete (AAC) panel wall  –14 gauge x 100mm  flat top screw , 17TPI 

3  Plasterboard wall ‐ 8 gauge x 50mm flat‐head plasterboard screw @ 200 mm centres (countersunk into steel angle). Concrete & Masonry ‐ 8 gauge x 50mm flat‐head masonry screw @ 400 mm centres (countersunk into steel angle).  Speedpanel – 10 gauge x 30 mm flat head screw, 16TPI, @ 200 mm centres (countersunk into steel angle). 

Autoclaved Aerated Concrete (AAC)  –14 gauge x 50 mm  flat top screw, 17TPI, @ 200 mm centres (countersunk into steel angle) 

4  Angle to duct Fixing ‐ 5mm ø x 10mm length blind steel rivets @ 200 mm centres. 

5  Plasterboard Collar ‐ four layers of 16mm fire grade plasterboard 150mm wide. All gaps sealed with 3M fire barrier 2000+ sealant. 

6  Seal around duct /wall gap packing ‐ 3M Fire Barrier 2000+ Sealant, 15mm minimum depth or 50% of the joint width. 

7  Seal around Collar ‐ 3M Fire Barrier 2000+ Sealant, 10 mm fillet. 

8  Duct /wall gap packing ‐ Un‐foiled contents of 3M Fire Barrier 615+ Duct Wrap.  

9  Separating element – The wall shall be tested or assessed for as a wall and designed to include an aperture for the duct. 

This assessment has considered the following types of walls 

Plasterboard wall – Min thickness 116mm 

Concrete & Masonry Wall – Min thickness 100mm 

Speedpanel wall – Min thickness 78mm 

Autoclaved Aerated Concrete (AAC) panel wall – Min thickness 75mm 

10  Duct ‐ Steel duct constructed to AS 4254, pressure class 1000 pa or higher. 

11  Duct Wrap ‐ 3M Fire Barrier 615+ Duct Wrap. The first layer continuously applied to the whole duct. The second layer applied to the zone within 2m duct length of the wall.  

12  Duct wrap collar ‐ 3M Fire Barrier 615+ Duct Wrap collar 150mm wide. Required for 120‐minute applications only. 

13  Access panel Opening ‐ Opening cut in ductwork to suit the appropriate size of the access door. 

14  Access Panel ‐ Pre‐fabricated, access door as tested in 9006‐112691 

15  Bolt Kit ‐ Duct mate ultimate 3M 615+ extension bolt kit. 

16  Hatch Cover ‐ 16 mm thick fire grade plasterboard hatch cover. 

17  Hatch Seal ‐ 3M Intumescent Strip 20 mm minimum wide. Bonded to the perimeter of item 16. 

18  Wrap on hatch ‐ 3M Fire Barrier 615+ Duct Wrap over steel cover plate. 

19  Joint Tape ‐ 3M 425 Foil Tape 

20  Insulation pins ‐ Capacitive discharge pins with washers fixed at 300‐mm centres on the duct to fix insulation on the underside only. 

21  Insulation Bands ‐ 12‐mm x 0.5‐mm stainless steel bands. 

 

Page 7: The fire resistance of 3M Fire Barrier Duct Wrap 615 ... · The fire resistance of 3M ... Simultaneous variation of duct size and length of each wrap layer based on design Duct construction

 

 

 

Short From FCO‐3273 Rev C  | 7 of 17 

 

  

Figure 1 – General arrangement of 3M Fire Barrier 615+ Duct Wrap for 60‐minute applications 

 Figure 2 – General arrangement of 3M Fire Barrier 615+ Duct Wrap for 120‐minute applications 

X mm 

X mm 

Page 8: The fire resistance of 3M Fire Barrier Duct Wrap 615 ... · The fire resistance of 3M ... Simultaneous variation of duct size and length of each wrap layer based on design Duct construction

 

 

 

Short From FCO‐3273 Rev C  | 8 of 17 

 

 

Figure 3 – Duct to wall junction for plasterboard 

 

Figure 4 – Duct to wall junction for concrete/masonry wall penetration 

Page 9: The fire resistance of 3M Fire Barrier Duct Wrap 615 ... · The fire resistance of 3M ... Simultaneous variation of duct size and length of each wrap layer based on design Duct construction

 

 

 

Short From FCO‐3273 Rev C  | 9 of 17 

 

                                       

Figure 5 – Duct to wall junction for Speedpanel penetration. 

 

 

Figure 6 – Duct to wall junction for AAC panel penetration. 

The opening  is to be framed with  a  Steel  track  section channel,  all  gaps  between the  interface  of  angle  and plasterboard  collar  to  be filled  with  3M™  2000+ sealant 

Page 10: The fire resistance of 3M Fire Barrier Duct Wrap 615 ... · The fire resistance of 3M ... Simultaneous variation of duct size and length of each wrap layer based on design Duct construction

 

 

 

Short From FCO‐3273 Rev C  | 10 of 17 

 

 

 

Figure 7 – Detail of Gap at the perimeter of duct 

 

 

 

75 mm

21

21

1819 

 

Figure 8 – joints for single layer sections (Telescoping Method) 

 

150 mm

1819

212121

21

  

 Figure 9 – Butt Joint with Wrap Collar Method 

 

 

Page 11: The fire resistance of 3M Fire Barrier Duct Wrap 615 ... · The fire resistance of 3M ... Simultaneous variation of duct size and length of each wrap layer based on design Duct construction

 

 

 

Short From FCO‐3273 Rev C  | 11 of 17 

 

75 mm

19 19 2121

19

21

Figure 10 – Requirements for joints/wrap overlaps and taping (sealing) of joints for single layer sections (Telescoping Method) 

 

150 mm

181819

212121

21

Figure 11 – Requirements for joints/wrap overlaps and taping (sealing) of joints for double layer sections (Butt Joint with Wrap collar Method) 

 

Page 12: The fire resistance of 3M Fire Barrier Duct Wrap 615 ... · The fire resistance of 3M ... Simultaneous variation of duct size and length of each wrap layer based on design Duct construction

 

 

 

Short From FCO‐3273 Rev C  | 12 of 17 

 

1

50mm

13

10

14 11

11

18

15

10

1418

511

11

11

16

17

17

1615

 

Figure 12 – Installation of duct access door system for 1‐layer wrap sections 

 

10

50mm

13

14 11

10

14

18

11

17

1111

6

18

16

17

10 11

51111

16

15

Figure 13 – Installation of duct access door system for 2‐layer wrap sections 

Page 13: The fire resistance of 3M Fire Barrier Duct Wrap 615 ... · The fire resistance of 3M ... Simultaneous variation of duct size and length of each wrap layer based on design Duct construction

 

 

 

Short From FCO‐3273 Rev C  | 13 of 17 

 

Max 100 mm

50 x 2 mm steel flatbar , fastened with masonry or plasterboard anchors

75 mm overlap of 615+ Wrap 15 x 15 mm fillet of 3M™ IC15WB+

Sealant , continuous

Max

10

0 m

Capacative discharge cup-head pins @ 300 mm centres

Floor / Ceiling and Wall with FRL equal to

or greater than Duct FRL

3M™ 615+ Duct wrap – Single or Double layer per Table 2

Figure 14– 2 sided protection detail 

50 x 2 mm steel flatbar , fastened with masonry or plasterboard anchors

75 mm overlap of 615+ Wrap 15 x 15 mm fillet of 3M™

IC15WB+ Sealant , continuous

Max

10

0 m

Capacative discharge cup-head pins @ 300 mm centres

Floor / Ceiling with FRL equal to

or greater than Duct FRL

3M™ 615+ Duct wrap – Single or Double layer per Table 2

Figure 15– 3 sided protection detail 

 

11 

11 

Page 14: The fire resistance of 3M Fire Barrier Duct Wrap 615 ... · The fire resistance of 3M ... Simultaneous variation of duct size and length of each wrap layer based on design Duct construction

 

 

 

Short From FCO‐3273 Rev C  | 14 of 17 

 

4 Referenced Standards  

Standards:   

AS 1530.4‐2014  Methods  for  fire  tests  on  building materials,  components  and  structures  Part  4:  Fire resistance tests of elements of building construction, Section 9 as appropriate for Duct protection for inside exposure. 

   

5 Conclusion 

On the basis of the analysis presented in this report, it is the opinion of this Testing Authority that the tested  prototypes  described  in  Section  2  when  varied  as  described  in  Section  3  will  achieve  the performance  below when  submitted  to  a  test  in  accordance with  the  test methods  referenced  in Section 4. 

Table 2 – Duct configuration for FRL for inside exposure of 60/60/60 

Duct Width (mm) 

Duct Height (mm) 

Minimum Annular Gap (mm) 

Maximum Annular Gap (mm) 

Angle Size (mm)    (item 1) 

Plasterboard Collar  Width (mm) Item 5 

“X” Refer to Figure 1 Duct Side 

Flange Wall side Flange 

600  600  20  35 

50  75  125 

1000 

600  900  20  35  1100 

600  1200  20  35  1100 

900  900  20  35  1200 

600  1800  30  45 

50  100  150 

1200 

900  1200  20  35  1200 

1200  1000  20  35  1200 

600  2400  35  50  1200 

1200  1200  20  35  1300 

900  1800  30  45  1300 

600  3000  40  55  1300 

600  3600  45  60  1300 

900  2400  35  50  1400 

1200  1800  30  45  1400 

900  3000  40  55  1400 

1200  2400  35  50  1400 

900  3600  45  60  1500 

1800  1800  30  45  1500 

1200  3000  40  55  1500 

1200  3600  45  60  1500 

1800  2400  35  50  1500 

1800  3000  40  55  1600 

2400  2400  40  50  1600 

1800  3600  45  60  1600 

2400  3000  40  55  1600 

2400  3600  45  60  1700 

3000  3000  50  55  1700 

3000  3600  50  60  1700 

3600  3600  60  60  1700 

 

 

Page 15: The fire resistance of 3M Fire Barrier Duct Wrap 615 ... · The fire resistance of 3M ... Simultaneous variation of duct size and length of each wrap layer based on design Duct construction

 

 

 

Short From FCO‐3273 Rev C  | 15 of 17 

 

Table 3 – Duct configuration for FRL for inside exposure of 120/120/120  

 

Duct Width (mm) 

Duct Height (mm) 

Minimum Annular Gap (mm) 

Maximum Annular Gap (mm) 

Angle Size (mm) (item 1) 

Plasterboard Collar  Width (mm) Item 5 

“X” Refer 

Figure 2 Duct Side Flange 

Wall side Flange 

600  600  20  35 

50  75  125 

1500 

600  900  20  35  1700 

600  1200  20  35  1800 

900  900  20  35  1900 

600  1800  30  45 

50  100  150 

2000 

900  1200  20  35  2000 

1200  1000  20  35  2000 

600  2400  35  50  2100 

1200  1200  20  35  2100 

900  1800  30  45  2200 

600  3000  40  55  2200 

600  3600  45  60  2200 

900  2400  35  50  2300 

1200  1800  30  45  2300 

900  3000  40  55  2400 

1200  2400  35  50  2500 

900  3600  45  60  2500 

1800  1800  30  45  2500 

1200  3000  40  55  2600 

1200  3600  45  60  2600 

1800  2400  35  50  2700 

1800  3000  40  55  2800 

2400  2400  40  50  2900 

1800  3600  45  60  2900 

2400  3000  40  55  3000 

2400  3600  45  60  3100 

3000  3000  50  55  3100 

3000  3600  50  60  3200 

3600  3600  60  60  3300 

 

 

 

6 Direct Field of Application of Results 

The results of this assessment apply to ducts exposed to fire from inside the duct only. 

 

7 Requirements 

It  is  required  that  the  supporting  construction  be  load  bearing  or  non‐load  bearing  and  tested  or assessed to achieve the required FRL in accordance with AS 1530.4.  

Any variations with respect to size, constructional details are other than those identified in this report, may invalidate the conclusions drawn in this report.  

Page 16: The fire resistance of 3M Fire Barrier Duct Wrap 615 ... · The fire resistance of 3M ... Simultaneous variation of duct size and length of each wrap layer based on design Duct construction

 

 

 

Short From FCO‐3273 Rev C  | 16 of 17 

 

8 Term of Validity 

This assessment report will lapse on 30th September 2023. Should you wish us to re‐examine this report with a view to the possible extension of its term of validity, would you please apply to us three to four months before the date of expiry. This Division reserves the right at any time to amend or withdraw this assessment in the light of new knowledge. 

 

9 Limitations 

The conclusions of the referenced assessment report may be used to directly assess the fire resistance performance under such conditions, but  it  should be  recognised  that a  single  test method will not provide a full assessment of the fire hazard under all fire conditions. 

Because  of  the  nature  of  fire  resistance  testing,  and  the  consequent  difficulty  in  quantifying  the uncertainty of measurement, it is not possible to provide a stated degree of accuracy. The inherent variability  in  test  procedures, materials  and methods of  construction,  and  installation may  lead  to variations in performance between elements of similar construction. 

The referenced assessment report does not provide an endorsement by CSIRO of the actual products supplied to industry. The referenced assessment can therefore only relate only to the actual prototype test specimens, testing conditions and methodology described in the supporting data, and does not imply any performance abilities of construction of subsequent manufacture. 

The  referenced  assessment  is  based  on  information  and  experience  available  at  the  time  of preparation. The published procedures for the conduct of tests and the assessment of test results are the subject of constant review and improvement and it is recommended that this report is reviewed on or, before, the stated expiry date. 

The information contained in the referenced assessment report shall not be used for the assessment of variations other  than  those stated  in  the conclusions above. The  referenced assessment  is valid provided no modifications are made to the systems detailed in this report. All details of construction should  be  consistent with  the  requirements  stated  in  the  relevant  test  reports  and  all  referenced documents. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 17: The fire resistance of 3M Fire Barrier Duct Wrap 615 ... · The fire resistance of 3M ... Simultaneous variation of duct size and length of each wrap layer based on design Duct construction

 

 

 

Short From FCO‐3273 Rev C  | 17 of 17 

 

 

 

 

   

CONTACT US 

t  1300 363 400   +61 3 9545 2176 e  [email protected] w www.csiro.au 

YOUR CSIRO  

Australia is founding its future in science  and  innovation.  Its national science agency, CSIRO, is  a  powerhouse  of  ideas, technologies  and  skills  for building  prosperity,  growth, health  and  sustainability.  It serves governments, industries, business  and  communities across the nation. 

FOR FURTHER INFORMATION 

Infrastructure Technologies  Keith Nicholls Senior Consultant – Fire Testing and Assessments t  +61 2 94905450 e  [email protected] w https://research.csiro.au/infratech/fire‐safety/fire‐testing/   Infrastructure Technologies  Brett Roddy Manager, Fire Testing and Assessments  t  +61 2 94905449 e  [email protected] w https://research.csiro.au/infratech/fire‐safety/fire‐testing/