ISO 5660 Испытания на реакцию на огонь – тепловыделение, дымообразование и скорость потери массы

Стандарт ISO 5660 «Реакция на огневые испытания. Скорость тепловыделения, дымообразования и потери массы», опубликованный Международной организацией по стандартизации (ИСО), состоит из нескольких подразделов, опубликованных под одним названием. А именно:

• Стандарт «ISO 5660-1 Часть 1: Скорость тепловыделения (метод конического калориметра) и скорость дымообразования (динамическое измерение)» описывает метод оценки скорости тепловыделения и скорости динамического дымообразования образцов, подвергаемых воздействию контролируемой интенсивности облучения с помощью внешнего воспламенителя в горизонтальном положении. Скорость тепловыделения определяется путем измерения потребления кислорода, определяемого концентрацией кислорода и скоростью потока продуктов сгорания. В ходе данного испытания также измеряется время зажигания (непрерывного пламени). Скорость динамического дымообразования рассчитывается путем измерения ослабления лазерного луча потоком продуктов сгорания. Поглощение дыма регистрируется на протяжении всего испытания независимо от того, воспламеняется ли образец.

Метод испытания в основном основан на наблюдении, что суммарная теплота сгорания пропорциональна количеству кислорода, необходимого для сгорания. Зависимость такова, что примерно 13,1 × 10³ ^кДж тепла выделяется на каждый килограмм потребленного кислорода. Образцы в ходе испытания сжигаются в условиях окружающего воздуха при воздействии заданного диапазона внешнего излучения от 0 кВт·м⁻² ^до 75 кВт· ^м⁻² , при этом измеряются концентрации кислорода и скорости потока отходящих газов. Этот метод испытания используется для оценки вклада испытуемого продукта в скорость выделения тепла при воздействии огня. Эти свойства определяются на небольших репрезентативных образцах.

Принцип измерения дымности в основном основан на наблюдении, что интенсивность света, проходящего через объем продуктов сгорания, является экспоненциально убывающей функцией с расстоянием. Это обычно называют законом Бугера. Образцы в ходе испытания сжигаются в условиях окружающего воздуха при воздействии заданного диапазона внешнего облучения от 0 кВт·м⁻² ^до 75 кВт·м⁻² ^, и проводятся измерения степени потемнения дыма, расхода отработавших газов и скорости потери массы образца. Степень потемнения дыма измеряется как доля интенсивности лазерного света, проходящего через дым в выхлопном канале. Эта доля используется для расчета коэффициента затухания в соответствии с законом Бугера.

Результаты испытаний представлены в виде дымообразования и интенсивности дымообразования, нормализованных к площади поверхности образца, подвергавшегося воздействию пламени. Интенсивность дымообразования рассчитывается как произведение коэффициента затухания на объёмный расход дыма в вытяжном канале. Дымообразование рассчитывается путём численного интегрирования интенсивности дымообразования за рассматриваемый временной интервал. Указанные переменные нормализованы по площади, поскольку дымообразование пропорционально площади. Метод испытаний используется для оценки вклада испытуемого продукта в скорость распространения дыма и количество дыма, образующегося при возгорании в хорошо проветриваемом помещении. Эти характеристики также определяются на небольших репрезентативных образцах.

• Стандарт «ISO 5660-2 Часть 2: Скорость дымообразования (динамическое измерение)» определяет маломасштабный метод оценки скорости динамического дымообразования практически плоских образцов, подвергаемых контролируемому уровню лучистого нагрева в условиях хорошей вентиляции, с использованием внешнего воспламенителя или без него. Скорость дымообразования рассчитывается путем измерения ослабления лазерного луча потоком продуктов сгорания. Затухание дыма регистрируется на протяжении всего испытания, независимо от того, горит ли образец или нет. Измерительная система, предписанная настоящим стандартом, является расширением прибора, описанного в ISO 5660-1. Поэтому настоящий стандарт используется совместно с ISO 5660-1.

Этот метод испытаний основан на наблюдении, что интенсивность света, проходящего через объём продуктов сгорания, является экспоненциально убывающей функцией расстояния. Это часто называют законом Бугера. Испытуемые образцы подвергаются воздействию внешнего облучения заданного диапазона во время горения в условиях окружающего воздуха. При этом измеряются дымообразование, расход отработавших газов и скорость потери массы образца. Дымообразование измеряется как доля интенсивности лазерного света, проходящая через дым в вытяжном канале. Эта доля используется для расчета коэффициента ослабления согласно закону Бугера.

Результаты испытаний представлены в виде дымообразования и интенсивности дымообразования, нормализованных к площади поверхности образца, подвергавшегося воздействию дыма. Интенсивность дымообразования рассчитывается как произведение коэффициента затухания на объёмный расход дыма в вытяжном канале. Дымообразование рассчитывается путём численного интегрирования интенсивности дымообразования за рассматриваемый временной интервал. Указанные переменные нормализованы по площади, поскольку дымообразование пропорционально площади. Метод испытаний используется для оценки вклада испытуемого продукта в скорость распространения дыма и количество дыма, выделяемого при возгорании в хорошо проветриваемом помещении. Эти характеристики определяются на небольших репрезентативных образцах.

• Стандарт «ISO 5660-3 Часть 3: Руководство по измерениям» рассматривает ограничения конического калориметра, используемого в настоящее время в строительстве, и предлагает способы преодоления некоторых из них для других типов продукции и других областей применения. Этот стандарт обобщает знания, полученные в результате обширного опыта использования этого прибора, и представляет собой набор рекомендаций, которые помогут стандартизировать использование конического калориметра в этом более широком контексте.

Настоящий стандарт содержит конкретные рекомендации по аспектам подготовки образцов и поведению образцов, подвергающихся воздействию теплового излучения, таким как плавление, разрушение и набухание. В нём обсуждается важность толщины образца, использования подложки и методов её фиксации. Он также даёт рекомендации по подходам к испытаниям различных нестандартных продуктов. Он также содержит рекомендации по методам калибровки приборов, выбору подходящих уровней теплового потока и протоколам обжига. Помимо руководства для операторов, настоящий стандарт также содержит рекомендации по представлению результатов испытаний.

• ISO 5660-4 Часть 4: Измерение низких уровней тепловыделения описывает метод оценки материалов и изделий, которые производят низкие уровни тепловыделения при воздействии высоких уровней облучения, типичных для полностью развившихся пожаров. Он отличается от ISO 5660-1 указанием таких элементов, как конкретный размер образца, держатель образца, ориентация образца, объемный расход и уровни облучения, при которых проводится испытание. Метод испытания, описанный в настоящем стандарте, предназначен для использования на изделиях и материалах, содержащих только небольшое количество горючих элементов, например, образцы для испытаний, дающие общее тепловыделение от 0,75 МДж/м² до 15 МДж/м². Метод испытания для образцов, дающих умеренное или высокое общее тепловыделение, включен в ISO 5660-1. Информация, полученная с помощью этого метода испытания в настоящем стандарте, также может быть использована в целях пожарной безопасности. Как и в ISO 5660-1, скорость выделения тепла не измеряется напрямую и в абсолютных величинах, а рассчитывается теоретически с использованием экспериментально полученного коэффициента пропорциональности, который связывает выделяемое тепло с измеренным потреблением кислорода.

Измерение скорости тепловыделения и общего тепловыделения используется для количественной оценки способности испытуемого образца воспламеняться и способствовать развитию пожара. Этот метод основан на наблюдении, что чистая теплота сгорания материала напрямую зависит от количества кислорода, необходимого для его горения. Эта зависимость составляет приблизительно 13,1 x 103 кДж тепла, выделяемого на 1,0 кг потребленного кислорода. При необходимости можно провести дополнительные измерения содержания углекислого и угарного газов и использовать их для расчета тепловыделения.

• Стандарт «ISO 5660-5 Часть 5: Скорость тепловыделения (метод конического калориметра) и скорость дымообразования (динамическое измерение) в средах с пониженным содержанием кислорода» описывает аппаратуру и процедуру измерения характеристик реакции пожара в средах с пониженным содержанием кислорода. Непрерывные измерения проводятся для расчета скорости тепловыделения, скорости дымообразования и удельного газовыделения, а также скорости потери массы. Также проводятся измерения времени воспламенения для определения характеристик воспламенения. Также могут быть определены параметры пиролиза образцов, подвергавшихся воздействию контролируемых уровней облучения и контролируемого уровня подачи кислорода.

Различные атмосферы с пониженным содержанием кислорода в испытательной среде достигаются путем регулирования объемной концентрации кислорода в газе, подаваемом в камеру (вентиляция), или общего объема атмосферы, подаваемой в камеру (вентиляция). Диапазон объемной концентрации кислорода может быть измерен ниже 20,95%. Прибор не предназначен для контроля условий обогащения кислородом выше 20,95%. Измерительная система, предписанная настоящим стандартом, основана на коническом калориметре, описанном в ISO 5660-1. Поэтому настоящий документ предназначен для использования совместно с ISO 5660-1.

Наша организация, которая на протяжении многих лет оказывает поддержку предприятиям всех отраслей, предлагая широкий спектр услуг по испытаниям, измерениям, анализу и оценке, может похвастаться сильной командой сотрудников, которые внимательно следят за мировыми достижениями в области науки и технологий и постоянно совершенствуются. В связи с этим мы также предоставляем услуги по испытаниям в соответствии со стандартом ISO 5660 «Испытания на реакцию на огонь – тепловыделение, дымообразование и скорость потери массы».