Die von der Internationalen Organisation für Normung (ISO) veröffentlichte Norm „ISO 5658 – Prüfungen zum Brandverhalten – Flammenausbreitung“ besteht aus den folgenden, unter demselben Titel veröffentlichten Unterabschnitten:
Flammenausbreitungstests dienen dazu, den Verbrennungsprozess (Flammen, Strahlung oder Überhitzung) außerhalb der von der Zündquelle erhitzten Zone zu messen und so zu verstehen, wie sich ein Feuer von seinem ursprünglichen Zentrum aus ausbreitet. Dieses Konzept bezieht sich auf die Flammenausbreitung innerhalb des Abteils oder Raums, in dem das Feuer entsteht (d. h. am Ausgangspunkt/Zündpunkt/-bereich des Feuers).
Flammenausbreitungstests unterscheiden sich erheblich hinsichtlich der Bedingungen, die zur Charakterisierung des Flammenausbreitungsprozesses festgelegt wurden. Zu diesen Bedingungen gehören:
Die Entflammbarkeit von Oberflächen ist ein zentrales Thema vieler Vorschriften. Zu den wichtigsten Raumoberflächen in Gebäuden zählen beispielsweise brennbare Wand- und Deckenverkleidungen sowie Bodenbeläge. Ähnliche Flammenausbreitungseffekte können auch auf den Oberflächen von Transportfahrzeugen (wie Schiffen, Zügen, Flugzeugen und Bussen) auftreten. Um die Rolle von Laborversuchen bei der Bewertung dieser Gefahr zu verstehen, müssen die vorherrschenden Brandeffekte im Kontext betrachtet werden.
An der Decke kann sich ein Brand sehr schnell ausbreiten und trägt erheblich zur Brandgefahr bei. Um die Brandgefahr zu minimieren, sollten an der Decke grundsätzlich die am wenigsten entflammbaren Materialien angebracht werden. Es besteht kein allgemeiner Konsens darüber, und einige Studien kommen zum gegenteiligen Schluss. In fast allen Brandszenarien wird die Flammenausbreitung entlang der Decke durch den Wind unterstützt, d. h. Luftstrom und Flammenausbreitung verlaufen in die gleiche Richtung.
Bei typischen Brandszenarien breitet sich die Flamme in Wänden in der Nähe des Brandherdes nach oben (windgetrieben) aus. In anderen Teilen der Wände breitet sich die Flamme nach unten aus (Gegenstrom), da mitgerissene Luft entgegen der Flammenausbreitung nach oben strömt. Ein großer Teil der Wand kann jedoch direkt entzündet werden, wenn er in die heiße Gasschicht unter der Decke eintaucht. Bei dieser Entzündung findet keine Flammenausbreitung statt, die Entflammbarkeit der Decke beschleunigt sie jedoch direkt.
Die Flammenausbreitung auf Fußböden in Räumen ist im Allgemeinen bis zum Spätstadium eines Brandes sehr begrenzt. Die Flammenausbreitung auf Fußböden in Fluren kann jedoch ein erhebliches Problem darstellen. Diese Flammenausbreitung wird häufig dadurch verursacht, dass ein Raumbrand auf einen angrenzenden Flur übergreift und den Fußboden entzündet. In Fluren herrscht typischerweise eine vorherrschende Luftströmungsrichtung. Die Flammenausbreitung kann sich dann mit oder gegen den Wind fortbewegen. Oft kann sich die Flammenausbreitung in Flurböden gleichzeitig in beide Richtungen fortsetzen.
Grundsätzlich sind zwei verschiedene Prüfmethoden im Labormaßstab erforderlich, um die beiden grundsätzlich unterschiedlichen Flammenausbreitungsprozesse darzustellen: windunterstützte Ausbreitung und Gegenstromausbreitung. Die Flammenausbreitungsraten dieser beiden Prozesse sind nicht vergleichbar. Die windunterstützte Ausbreitung ist tendenziell deutlich schneller, da eine große Menge rein brennbarer Flammenspitzen vorhanden sein kann, während die Erwärmung des Materials in Gegenstromrichtung auf eine sehr kleine Heizzone beschränkt ist. Untersuchungen haben jedoch gezeigt, dass ein Test, der sich ausschließlich auf die Untersuchung der windunterstützten Ausbreitung konzentriert, nicht erforderlich ist.
Sowohl Theorie als auch Erfahrung legen nahe, dass die windunterstützte Flammenausbreitung im Allgemeinen direkt nach der Bestimmung der Wärmefreisetzungsrate und des Entflammbarkeitsverhaltens der Probe vorhergesagt werden kann. Diese werden auf einer Standardskala unter Verwendung der ISO 5660-Standardmethode für die Wärmefreisetzungsrate und der ISO 5660-1- oder ISO 5657-Standardmethode für die Entflammbarkeit durchgeführt.
Diese Norm gilt für die Messung und Charakterisierung der Eigenschaften von Materialien, Produkten oder Baugruppen, die unter kontrollierten Laborbedingungen Strahlungswärme in Gegenwart einer Zündflamme ausgesetzt sind. Sie sollte nicht allein zur Charakterisierung oder Bewertung der Brandgefahr oder des Brandrisikos von Materialien, Produkten oder Baugruppen unter tatsächlichen Brandbedingungen verwendet werden.
Die Prüfmethode besteht im Prinzip darin, konditionierte Proben einem definierten Strahlungswärmestromfeld auszusetzen und die Zündzeit, die seitliche Flammenausbreitung und das endgültige Erlöschen zu messen. Eine Prüfprobe wird vertikal neben einer gasbefeuerten Strahlungsplatte platziert und dort einem definierten Strahlungswärmestromfeld ausgesetzt. Eine Zündflamme wird in die Nähe des heißeren Endes der Probe gehalten, berührt dieses jedoch in der Regel nicht, um die aus der Oberfläche austretenden flüchtigen Gase zu entzünden.
Nach der Zündung werden alle entstehenden Flammenfronten erfasst und die Zeit aufgezeichnet, die die Flammenfront benötigt, um verschiedene Distanzen horizontal entlang der Länge der Probe zurückzulegen. Die Ergebnisse werden als Flammenausbreitungsdistanz im Verhältnis zur Zeit, Flammenfrontgeschwindigkeit im Verhältnis zum Wärmestrom, kritischer Wärmestrom beim Erlöschen und durchschnittliche Wärme für anhaltende Verbrennung ausgedrückt.
Diese Norm liefert Daten, die sich zum Vergleich der Leistung von Materialien, Verbundwerkstoffen oder Baugruppen eignen, die als freiliegende Oberflächen von Wänden oder anderen vertikal ausgerichteten Produkten im Bauwesen verwendet werden. Einige Produkte mit profilierten Oberflächen können auch mit einem modifizierten Verfahren geprüft werden, das die Endanwendungsbedingungen des Produkts abbildet.
Die Flammenausbreitung nach oben beschränkt sich nicht nur auf vertikale Flächen. Es ist bekannt, dass eine komplexe Form der nach oben gerichteten, windgetriebenen Flammenausbreitung auch auf Flächen auftreten kann, die in einem Winkel von mehr als 20 Grad zur Horizontalen liegen und keine externe Belüftung erfordern. Diese Art der Flammenausbreitung kann sowohl auf ebenen, geneigten Flächen als auch auf Stufenflächen wie Treppen auftreten. In diesen Fällen kann sich die Flammenausbreitung sehr schnell vollziehen und zu ernsthaften Problemen auf Fluchtwegen wie Treppen führen. Bei der Bewertung von Materialien mit gestuften oder geneigten Oberflächen kann ein vertikaler Flammenausbreitungstest sinnvoller sein als ein Test mit horizontaler Probe.
Diese Norm gilt für die Messung und Charakterisierung der Eigenschaften von Materialien, Produkten, Verbundwerkstoffen oder Baugruppen als Reaktion auf Strahlungswärme in Gegenwart nicht auftreffender Zündflammen unter kontrollierten Laborbedingungen. Die Wärmequelle kann als ein einzelner brennender Gegenstand, beispielsweise ein Mülleimer oder ein gepolsterter Stuhl, in einem geschlossenen Raum betrachtet werden. Dieses Szenario wird im Allgemeinen in den frühen Entwicklungsstadien eines Brandes als gültig angesehen.
Diese Norm sollte nicht allein verwendet werden, um die Brandgefahr oder das Brandrisiko von Materialien, Produkten, Verbundwerkstoffen oder Baugruppen unter tatsächlichen Brandbedingungen zu beschreiben oder zu bewerten.
Im Prinzip besteht die Prüfmethode darin, konditionierte, vertikal ausgerichtete Proben einem einzigen, genau definierten Strahlungswärmestromfeld auszusetzen und die Zündzeit sowie die vertikale Ausbreitung der Flamme zu messen. Gegebenenfalls werden auch andere Auswirkungen der Brandausbreitung, wie z. B. Flammentropfen oder -spritzer und seitliche Ausbreitung, beobachtet. Eine Prüfprobe wird vertikal neben einer gasbefeuerten Strahlungsplatte platziert, deren Unterseite einem definierten Strahlungswärmestromfeld ausgesetzt ist. Ein nicht auftreffender Zündbrenner wird über dem Strahlungsbereich der Probe platziert, um die von der Oberfläche austretenden flüchtigen Gase zu entzünden.
Nach der Zündung wird die sich entwickelnde Flammenfront erfasst und die Zeit, die die Flammenfront benötigt, um sich vertikal durch die Höhe der Probe auszubreiten und dabei verschiedene Distanzen zurückzulegen, aufgezeichnet. Die Ergebnisse werden als Zündzeitpunkt und Flammenausbreitungsdistanz über die Zeit ausgedrückt. Bei Bedarf können auch Massenverlust, Wärmefreisetzung und Rauchdaten gemessen werden.
Unsere Organisation unterstützt seit Jahren Unternehmen aller Branchen mit einem breiten Spektrum an Prüf-, Mess-, Analyse- und Bewertungsaktivitäten. Sie verfügt über ein starkes Team von Mitarbeitern, die die globalen Entwicklungen in Wissenschaft und Technologie aufmerksam verfolgen und sich ständig weiterentwickeln. In diesem Zusammenhang bieten wir Unternehmen auch Prüfdienstleistungen gemäß der Norm ISO 5658 „Brandverhaltensprüfungen – Flammenausbreitung“ an.
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