Testes de reação ao fogo ISO 5660 - Liberação de calor, produção de fumaça e taxa de perda de massa

A norma "ISO 5660 Ensaios de reação ao fogo - Liberação de calor, produção de fumaça e taxa de perda de massa", publicada pela Organização Internacional para Padronização (ISO), consiste em uma série de subseções publicadas sob o mesmo título. A saber:

• A norma "ISO 5660-1 Parte 1: Taxa de liberação de calor (método do calorímetro cônico) e taxa de produção de fumaça (medição dinâmica)" descreve um método para avaliar a taxa de liberação de calor e a taxa de produção dinâmica de fumaça de amostras expostas horizontalmente a níveis de irradiância controlados com um ignitor externo. A taxa de liberação de calor é determinada medindo-se o consumo de oxigênio derivado da concentração de oxigênio e da vazão na corrente de produtos da combustão. O tempo de ignição (chama contínua) também é medido neste teste. A taxa de produção dinâmica de fumaça é calculada a partir da medição da atenuação de um feixe de luz laser pela corrente de produtos da combustão. A ausência de fumaça é registrada durante todo o teste, independentemente de a amostra ser inflamada ou não.

O método de teste baseia-se geralmente na observação de que o calor líquido de combustão é proporcional à quantidade de oxigênio necessária para a combustão. A relação é que aproximadamente 13,1 x 10³ ^kJ de calor são liberados para cada quilograma de oxigênio consumido. As amostras no teste são queimadas em condições de ar ambiente, enquanto expostas a uma faixa de irradiação externa predeterminada de 0 kW m⁻² ^a 75 kW ^m⁻² , e as concentrações de oxigênio e as taxas de fluxo de gases de exaustão são medidas. Este método de teste é usado para avaliar a contribuição que o produto testado pode dar à taxa de liberação de calor durante sua exposição ao fogo. Essas propriedades são determinadas em amostras pequenas e representativas.

O princípio da medição da fumaça baseia-se geralmente na observação de que a intensidade da luz transmitida através do volume de produtos da combustão diminui exponencialmente com a distância. Isso é comumente conhecido como lei de Bouguer. As amostras no teste são queimadas em condições de ar ambiente, enquanto expostas a uma faixa de irradiação externa predeterminada de 0 kW m⁻² ^a 75 kW m⁻² ^, e são feitas medições do escurecimento da fumaça, da vazão dos gases de escape e da taxa de perda de massa da amostra. O escurecimento da fumaça é medido como uma fração da intensidade da luz laser transmitida através da fumaça no duto de exaustão. Essa fração é usada para calcular o coeficiente de amortecimento de acordo com a lei de Bouguer.

Os resultados dos testes são relatados em termos de produção de fumaça e taxa de produção de fumaça, ambos normalizados para a área de superfície da amostra exposta. A taxa de produção de fumaça é calculada como o produto do coeficiente de extinção pela vazão volumétrica de fumaça no duto de exaustão. A produção de fumaça é calculada integrando numericamente a taxa de produção de fumaça ao longo do intervalo de tempo considerado. As variáveis ​​relatadas são normalizadas por área, pois a produção de fumaça é proporcional à área. O método de teste é usado para avaliar a contribuição do produto testado para a taxa de propagação da fumaça e a quantidade de fumaça produzida durante o envolvimento de um incêndio bem ventilado. Essas propriedades são novamente determinadas em amostras pequenas e representativas.

• A norma "ISO 5660-2 Parte 2: Taxa de produção de fumaça (medição dinâmica)" especifica um método em pequena escala para avaliar a taxa de produção dinâmica de fumaça de amostras essencialmente planas submetidas a níveis controlados de aquecimento radiante em condições bem ventiladas, com ou sem um ignitor externo. A taxa de produção de fumaça é calculada a partir da medição da atenuação de um feixe de luz laser pelo fluxo de produtos da combustão. A obscuração da fumaça é registrada durante todo o teste, independentemente de a amostra estar em chamas ou não. O sistema de medição prescrito por esta norma é uma extensão do instrumento descrito na ISO 5660-1. Portanto, esta norma é utilizada em conjunto com a ISO 5660-1.

Este método de teste baseia-se na observação de que a intensidade da luz que atravessa um volume de produtos de combustão é uma função exponencialmente decrescente da distância. Isso é frequentemente chamado de lei de Bouguer. As amostras no teste são expostas a uma faixa de irradiação externa predeterminada enquanto são queimadas em condições de ar ambiente, e a obscurecimento da fumaça, a vazão dos gases de escape e a taxa de perda de massa da amostra são medidas. A obscurecimento da fumaça é medida como a fração da intensidade da luz do laser que atravessa a fumaça no duto de escape. Essa fração é usada para calcular o coeficiente de extinção de acordo com a lei de Bouguer.

Os resultados dos testes são relatados em termos de produção de fumaça e taxa de produção de fumaça, ambos normalizados para a área de superfície da amostra exposta. A taxa de produção de fumaça é calculada como o produto do coeficiente de extinção pela vazão volumétrica de fumaça no duto de exaustão. A produção de fumaça é calculada pela integração numérica da taxa de produção de fumaça ao longo do intervalo de tempo considerado. As variáveis ​​relatadas são normalizadas por área, pois a produção de fumaça é proporcional à área. O método de teste é usado para avaliar a contribuição do produto testado para a taxa de propagação da fumaça e a quantidade de fumaça produzida durante a participação em um incêndio bem ventilado. Essas propriedades são determinadas em amostras pequenas e representativas.

• A norma "ISO 5660-3 Parte 3: Orientações sobre Medição" examina as limitações do calorímetro cônico atualmente utilizado em produtos de construção e sugere maneiras de superá-las em outros tipos de produtos e outras áreas de aplicação. Esta norma compila o conhecimento adquirido com a vasta experiência com o instrumento em um conjunto de diretrizes que ajudarão a padronizar o uso do calorímetro cônico neste contexto mais amplo.

Esta norma fornece orientações específicas sobre aspectos da preparação de amostras e o comportamento de amostras expostas ao calor radiante, como fusão, desintegração e inchaço. Discute a importância da espessura da amostra, do uso do substrato e dos métodos de fixação do substrato. Também fornece orientações sobre abordagens para testar diversos produtos não padronizados. Também fornece recomendações sobre técnicas de calibração de instrumentos, seleção de níveis apropriados de fluxo de calor e protocolos de queima. Além de orientações para operadores, esta norma também inclui recomendações para a apresentação dos resultados dos testes.

• A ISO 5660-4 Parte 4: Medição de baixos níveis de liberação de calor descreve um método para avaliar materiais e produtos que produzem baixos níveis de liberação de calor quando expostos a altos níveis de irradiância típicos de incêndios totalmente desenvolvidos. Ela difere da ISO 5660-1 por especificar elementos como o tamanho específico da amostra, o suporte da amostra, a orientação da amostra, a vazão volumétrica e os níveis de irradiância nos quais o teste é realizado. O método de teste descrito nesta norma destina-se ao uso em produtos e materiais que contêm apenas pequenas quantidades de elementos combustíveis, por exemplo, amostras de teste que fornecem uma liberação total de calor de 0,75 MJ/m² a 15 MJ/m². Um método de teste para amostras que fornecem uma liberação total de calor moderada a alta está incluído na ISO 5660-1. As informações obtidas deste método de teste nesta norma também podem ser usadas para fins de engenharia de segurança contra incêndio. Assim como na norma ISO 5660-1, as taxas de liberação de calor não são medidas diretamente e em termos absolutos, mas são calculadas teoricamente usando uma constante de proporcionalidade derivada experimentalmente que relaciona o calor liberado ao consumo de oxigênio medido.

A medição da taxa de liberação de calor e da liberação total de calor é utilizada para quantificar a capacidade da amostra de teste de inflamar e contribuir com calor para um incêndio. Geralmente, baseia-se na observação de que o calor líquido de combustão de um material está diretamente relacionado à quantidade de oxigênio necessária para queimá-lo. Essa relação é de aproximadamente 13,1 x 103 kJ de calor liberado por 1,0 kg de oxigênio consumido. Opcionalmente, medições adicionais de dióxido de carbono e monóxido de carbono podem ser feitas e utilizadas no cálculo da liberação de calor.

• A norma "ISO 5660-5 Parte 5: Taxa de liberação de calor (método do calorímetro cônico) e taxa de produção de fumaça (medição dinâmica) em atmosferas com redução de oxigênio" descreve o aparelho e o procedimento utilizados para medir o comportamento de resposta ao fogo em atmosferas com redução de oxigênio. Medições contínuas são realizadas para calcular as taxas de liberação de calor, as taxas de produção de fumaça e gases específicos e as taxas de perda de massa. Medições do tempo de ignição também são realizadas para obter o comportamento da ignição. Parâmetros de pirólise de amostras expostas a níveis controlados de irradiância e níveis controlados de fornecimento de oxigênio também podem ser determinados.

Diferentes atmosferas de oxigênio reduzido dentro do ambiente de teste são obtidas controlando-se a concentração volumétrica de oxigênio do gás de entrada alimentado à câmara (ventilação) ou o volume atmosférico total alimentado à câmara (ventilação). Faixas de concentração volumétrica de oxigênio abaixo de 20,95% podem ser examinadas. O instrumento não foi projetado para controlar condições de oxigênio enriquecido acima de 20,95% de concentração de oxigênio atmosférico. O sistema de medição prescrito nesta norma baseia-se no aparelho calorímetro cônico descrito na norma ISO 5660-1. Portanto, este documento destina-se ao uso em conjunto com a norma ISO 5660-1.

Nossa organização, que há anos apoia empresas de todos os setores por meio de uma ampla gama de atividades de teste, medição, análise e avaliação, conta com uma equipe sólida de colaboradores que acompanham de perto os desenvolvimentos globais em ciência e tecnologia e se aprimoram constantemente. Nesse contexto, também prestamos serviços de teste em conformidade com a norma ISO 5660 "Testes de reação ao fogo - Liberação de calor, produção de fumaça e taxa de perda de massa".