ISO 5659 Kunststoffe – Rauchbildung

Die von der Internationalen Organisation für Normung (ISO) veröffentlichte Norm „ISO 5659 Kunststoffe – Rauchbildung“ besteht aus mehreren Unterabschnitten, die unter demselben Titel veröffentlicht wurden. Nämlich:

• Die Norm „ISO 5659-1 Teil 1: Leitfaden zur Prüfung der optischen Dichte“ definiert die optische Dichte und beschreibt die Anforderungen. Teil 2 dieser internationalen Norm beschreibt ein statisches (oder kumulatives) Einkammer-Prüfverfahren. Derzeit beschränkt sich der Anwendungsbereich dieses Leitfadens auf das in Teil 2 beschriebene Prüfverfahren. Sollte der Anwendungsbereich der Norm in zukünftigen Arbeiten um weitere Rauchprüfungen (z. B. dynamische Verfahren) erweitert werden, wird der Anwendungsbereich von Teil 1 entsprechend erweitert.

Für die Zwecke dieser Norm gelten zusätzlich zu den in der Norm „ISO 13943 Brandschutz – Glossar“ angegebenen Begriffen und Definitionen die folgenden Definitionen:

• Die optische Dichte ist ein Maß für den Grad der Rauchundurchlässigkeit in Form des Gewichtsverlusts des Materials unter Testbedingungen.
• Die optische Dichte von Rauch ist ein Maß für seinen Opazitätsgrad (negativer dekadischer Logarithmus der relativen Lichtdurchlässigkeit).
• Die spezifische optische Dichte ist die optische Dichte multipliziert mit einem Faktor, der vom Instrument und der Probengröße abhängt.
• Ein Brandmodell ist ein Mittel zur Erzeugung von Brandgasen zur Bewertung der Zersetzung oder zur Probenentnahme unter definierten Bedingungen, um bekannte Stadien eines Brandes darzustellen. Dieser Begriff ist von der Brandmodellierung zu unterscheiden, einem Begriff, der in der Brandwissenschaft für die mathematische Simulation von Brandeigenschaften verwendet wird.
• Ein Brandszenario ist eine detaillierte Beschreibung der Bedingungen, die in bestimmten Phasen eines echten Brandes oder einer Brandsimulation im Originalmaßstab vorherrschen.

Der Zweck dieser Norm besteht darin, eine Anleitung zur Anwendbarkeit der in Teil 2 dieser Norm beschriebenen Rauchdichtemessungen bereitzustellen.

In den letzten Jahren wurden bei der Analyse von Brandrückständen erhebliche Fortschritte erzielt. Es ist bekannt, dass die Zusammensetzung des Verbrennungsproduktgemisches von der Art der Verbrennungsmaterialien, den herrschenden Temperaturen und Belüftungsbedingungen sowie insbesondere vom Sauerstoffzugang zum Brandkern abhängt. Eine Reihe von Faktoren, die für die Kategorisierung von Brandatmosphären und den Vergleich von Atmosphären zwischen Labor- und Großbrandstudien wichtig sind, sind in der Tabelle „Allgemeine Klassifizierung der tatsächlichen Brandstadien gemäß ISO/TR 9122-1“ der Norm aufgeführt.

Feuer ist ein komplexes und miteinander verbundenes Geflecht physikalischer und chemischer Phänomene. Daher ist es praktisch unmöglich, alle Aspekte eines realen Feuers in einer Laboranlage zu simulieren. Die Validierung des Brandmodells ist die vielleicht größte technische Herausforderung bei allen Brandprüfungen.

Nach der Entzündung kann sich der Brand je nach Umgebungsbedingungen und der physikalischen Anordnung der brennbaren Materialien unterschiedlich entwickeln. Es lässt sich jedoch ein allgemeines Muster für die Brandentwicklung in einem Raum feststellen, in dem die Temperatur-Zeit-Kurve insgesamt drei Phasen aufweist.

Die erste Phase ist die Anfangsphase eines Feuers, bevor es sich zu einer anhaltenden Flamme entwickelt. Die Temperatur im Brennraum steigt dabei nur geringfügig an. Entzündung und Rauchbildung sind die Hauptphasen dieser Phase. Die zweite Phase (Entwicklungsbrand) beginnt mit der Entzündung und endet mit einem exponentiellen Anstieg der Brennraumtemperatur. Neben der Rauchentwicklung sind Flammenausbreitung und Wärmefreisetzung die Hauptgefahren in dieser Phase. Die dritte Phase (Vollbrand) beginnt, wenn die Oberfläche aller brennbaren Inhalte im Raum so weit zersetzt ist, dass es zu einer schlagartigen Entzündung im gesamten Raum kommt, was zu einem schnellen und erheblichen Temperaturanstieg (Flashover) führt.

Am Ende der dritten Stufe sind Brennstoff und Sauerstoff größtenteils verbraucht, und daher ist die Temperatur mit einer Geschwindigkeit gesunken, die je nach Belüftung und den Wärme- und Stoffübertragungseigenschaften des Systems variiert.

In jeder dieser Phasen kann sich eine andere Mischung von Zersetzungsprodukten bilden, die die in der jeweiligen Phase entstehende Rauchdichte beeinflusst. Darüber hinaus ist es notwendig, das jeweilige Brandszenario zu kennen, insbesondere den einfallenden Wärmestrom, die Sauerstoffverfügbarkeit und die Bedingungen der Rauchabzugsanlage.

• Die Norm „ISO 5659-2 Teil 2: Bestimmung der optischen Dichte durch einen Einkammertest“ beschreibt ein Verfahren zur Messung der Rauchentwicklung von der freiliegenden Oberfläche im Wesentlichen flacher Materialien, Verbundwerkstoffe oder Baugruppen, wenn diese in horizontaler Position platziert und in einem geschlossenen Schrank mit oder ohne Anwendung einer Zündflamme einer festgelegten Wärmebestrahlungsstärke ausgesetzt werden.

Dieses Prüfverfahren ist auf alle Kunststoffe anwendbar und kann auch zur Beurteilung anderer Materialien (z. B. Gummi, Textilbeschichtungen, lackierte Oberflächen, Holz und andere Materialien) verwendet werden.

Die mit diesem Test ermittelten optischen Dichtewerte gelten spezifisch für die Probe oder das Montagematerial in der getesteten Form und Dicke und sind nicht als intrinsische, grundlegende Eigenschaften zu betrachten. Der Test ist in erster Linie für die Forschung und Entwicklung von Gebäuden, Zügen, Schiffen und ähnlichen Fahrzeugen sowie in der Brandschutztechnik vorgesehen und nicht als Grundlage für Bewertungen für Bauvorschriften oder andere Zwecke gedacht.

Es gibt keine Grundlage für die Abschätzung der Rauchdichte, die bei der Einwirkung von Hitze und Flammen unter anderen (tatsächlichen) Expositionsbedingungen entstehen würde, und es wurde keine Korrelation mit Messungen aus anderen Testmethoden hergestellt. Dieses Testverfahren schließt die Wirkung reizender Substanzen auf das Auge aus.

Dieses Prüfverfahren befasst sich mit dem Sichtverlust durch Rauchdichte, der im Allgemeinen nicht mit Reizwirkungen einhergeht, wie in Teil 1 dieser Norm beschrieben. Es wird betont, dass der von einem Material ausgehende Rauch mit der Strahlungsintensität, der die Probe ausgesetzt ist, variiert.

Kurz gesagt wurde diese Norm entwickelt, um das Rauchentwicklungspotenzial von Materialien, die unter einem größeren Bereich von Wärmestrombedingungen brennen, besser bewerten zu können als bei alternativen Einkammer-Rauchtests und um die Prüfung von Thermoplasten in horizontaler Position zu ermöglichen.

• Die Norm „ISO 5659-3 Teil 3: Bestimmung der optischen Dichte mit der dynamischen Durchflussmethode“ beschreibt ein Verfahren zur Messung der Rauchentwicklung an den freiliegenden Oberflächen von Proben aus im Wesentlichen flachen Materialien, Verbundwerkstoffen oder Baugruppen mit einer Dicke von nicht mehr als 25 mm, wenn diese in horizontaler Lage platziert und unter Zwangsbelüftungsbedingungen einer Wärmebestrahlung mit festgelegtem Pegel ausgesetzt werden, mit oder ohne Einsatz einer Zündflamme.

Dieses Prüfverfahren ist auf Kunststoffe anwendbar und kann auch zur Bewertung anderer Materialien (z. B. Gummi, Textilbeschichtungen, lackierte Oberflächen, Holz und andere Baumaterialien) verwendet werden. Die mit diesem Test ermittelten optischen Dichtewerte sind spezifisch für die Probe oder das Montagematerial in der getesteten Form und Dicke und sollten nicht als intrinsische, grundlegende Eigenschaften betrachtet werden.

Dieses Prüfverfahren ist für Forschung und Entwicklung vorgesehen und dient nicht primär als Bewertungsgrundlage für Bauvorschriften oder andere Zwecke. Es bietet keine Grundlage für die Vorhersage der Rauchdichte, die Materialien bei Hitze- und Flammeneinwirkung unter anderen Bedingungen, wie z. B. Endverbrauchsbedingungen, entwickeln können. Es wurde keine Korrelation mit Messungen aus anderen Prüfverfahren festgestellt. Es wird betont, dass die Rauchentwicklung eines Materials je nach Belüftungsbedingungen und Bestrahlungsstärke der Probe variiert.

Unsere Organisation, die seit Jahren Unternehmen aller Branchen durch ein breites Spektrum an Prüf-, Mess-, Analyse- und Bewertungsaktivitäten unterstützt, 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 auch Prüfdienstleistungen gemäß der Norm „ISO 5659 Kunststoffe – Rauchbildung“ an.