Skúšky reakcie na oheň podľa normy ISO 5660 - Uvoľňovanie tepla, tvorba dymu a miera straty hmoty

Norma „ISO 5660 Skúšky reakcie na oheň – Uvoľňovanie tepla, tvorba dymu a miera straty hmoty“, ktorú vydala Medzinárodná organizácia pre normalizáciu (ISO), pozostáva z viacerých podsekcií publikovaných pod rovnakým názvom. Konkrétne:

• Norma „ISO 5660-1 Časť 1: Rýchlosť uvoľňovania tepla (metóda kužeľového kalorimetra) a rýchlosť tvorby dymu (dynamické meranie)“ opisuje metódu na hodnotenie rýchlosti uvoľňovania tepla a dynamickej rýchlosti tvorby dymu vzoriek vystavených v horizontálnej polohe kontrolovaným úrovniam ožiarenia pomocou externého zapaľovača. Rýchlosť uvoľňovania tepla sa určuje meraním spotreby kyslíka odvodenej z koncentrácie kyslíka a prietoku v prúde produktov spaľovania. V tomto teste sa meria aj čas zapálenia (nepretržitý plameň). Dynamická rýchlosť tvorby dymu sa vypočíta z merania útlmu laserového svetelného lúča prúdom produktov spaľovania. Zatemnenie dymu sa zaznamenáva počas celého testu bez ohľadu na to, či je vzorka zapálená.

Skúšobná metóda je vo všeobecnosti založená na pozorovaní, že čisté spalné teplo je úmerné množstvu kyslíka potrebného na spaľovanie. Vzťah spočíva v tom, že na každý kilogram spotrebovaného kyslíka sa uvoľní približne 13,1 x 10³ ^{kJ tepla. Vzorky v teste sa spaľujú za podmienok okolitého vzduchu a sú vystavené vopred určenému rozsahu vonkajšieho ožiarenia od 0 kW m⁻² do} 75 kW ^m⁻² a merajú sa koncentrácie kyslíka a prietoky výfukových plynov. Táto testovacia metóda sa používa na vyhodnotenie príspevku, ktorý môže testovaný výrobok priniesť k rýchlosti uvoľňovania tepla počas jeho vystavenia ohňu. Tieto vlastnosti sa určujú na malých, reprezentatívnych vzorkách.

Princíp merania dymu je vo všeobecnosti založený na pozorovaní, že intenzita svetla prechádzajúceho objemom produktov spaľovania je exponenciálne klesajúcou funkciou so vzdialenosťou. Toto sa bežne označuje ako Bouguerov zákon. Vzorky v teste sa spaľujú za podmienok okolitého vzduchu a sú vystavené vopred určenému rozsahu vonkajšieho ožiarenia od 0 kW m⁻² ^do 75 kW m⁻² ^a vykonávajú sa merania stmavnutia dymu, prietoku výfukových plynov a straty hmotnosti vzorky. Stmavnutie dymu sa meria ako zlomok intenzity laserového svetla prechádzajúceho dymom vo výfukovom potrubí. Tento zlomok sa používa na výpočet koeficientu tlmenia podľa Bouguerovho zákona.

Výsledky testov sú uvedené z hľadiska produkcie dymu a rýchlosti produkcie dymu, obe normalizované na plochu exponovaného povrchu vzorky. Rýchlosť produkcie dymu sa vypočíta ako súčin koeficientu extinkcie a objemového prietoku dymu vo výfukovom potrubí. Produkcia dymu sa vypočíta numerickou integráciou rýchlosti produkcie dymu počas uvažovaného časového intervalu. Uvádzané premenné sú normalizované podľa plochy, pretože produkcia dymu je úmerná ploche. Testovacia metóda sa používa na vyhodnotenie príspevku testovaného produktu k rýchlosti šírenia dymu a množstvu dymu produkovaného počas dobre vetraného požiaru. Tieto vlastnosti sa opäť určujú na malých, reprezentatívnych vzorkách.

• Norma „ISO 5660-2 Časť 2: Rýchlosť tvorby dymu (dynamické meranie)“ špecifikuje metódu v malom meradle na hodnotenie dynamickej rýchlosti tvorby dymu v podstate plochých vzoriek vystavených kontrolovaným úrovniam sálavého ohrevu za dobre vetraných podmienok, s externým zapaľovačom alebo bez neho. Rýchlosť tvorby dymu sa vypočíta z merania útlmu laserového svetelného lúča prúdom produktov spaľovania. Zatemnenie dymom sa zaznamenáva počas celej skúšky bez ohľadu na to, či vzorka horí alebo nie. Merací systém predpísaný touto normou je rozšírením prístroja opísaného v norme ISO 5660-1. Preto sa táto norma používa v spojení s normou ISO 5660-1.

Táto testovacia metóda je založená na pozorovaní, že intenzita svetla prechádzajúceho objemom produktov spaľovania je exponenciálne klesajúcou funkciou vzdialenosti. Toto sa často označuje ako Bouguerov zákon. Vzorky v teste sú vystavené vopred určenému rozsahu vonkajšieho ožiarenia počas spaľovania v podmienkach okolitého vzduchu a meria sa zatemnenie dymom, prietok výfukových plynov a miera straty hmotnosti vzorky. Zatemnenie dymom sa meria ako podiel intenzity laserového svetla prechádzajúceho dymom vo výfukovom potrubí. Tento podiel sa používa na výpočet koeficientu extinkcie podľa Bouguerovho zákona.

Výsledky testov sú uvedené z hľadiska produkcie dymu a rýchlosti produkcie dymu, pričom obe hodnoty sú normalizované na plochu exponovaného povrchu vzorky. Rýchlosť produkcie dymu sa vypočíta ako súčin koeficientu extinkcie a objemového prietoku dymu vo výfukovom potrubí. Produkcia dymu sa vypočíta numerickou integráciou rýchlosti produkcie dymu počas uvažovaného časového intervalu. Uvádzané premenné sú normalizované podľa plochy, pretože produkcia dymu je úmerná ploche. Testovacia metóda sa používa na vyhodnotenie príspevku testovaného produktu k rýchlosti šírenia dymu a množstvu dymu produkovaného počas účasti na dobre vetranom požiari. Tieto vlastnosti sa určujú na malých, reprezentatívnych vzorkách.

• Norma „ISO 5660-3 Časť 3: Pokyny na meranie“ skúma obmedzenia kužeľového kalorimetra, ktorý sa v súčasnosti používa na stavebné výrobky, a navrhuje spôsoby, ako niektoré z nich prekonať pre iné typy výrobkov a iné oblasti použitia. Táto norma zhromažďuje poznatky z rozsiahlych skúseností s týmto prístrojom do súboru usmernení, ktoré pomôžu štandardizovať používanie kužeľového kalorimetra v tomto širšom kontexte.

Táto norma poskytuje špecifické usmernenia týkajúce sa aspektov prípravy vzoriek a správania vzoriek vystavených sálavému teplu, ako je topenie, rozpad a napučiavanie. Diskutuje o dôležitosti hrúbky vzorky a použitia substrátu a o metódach fixácie substrátu. Poskytuje tiež rady týkajúce sa prístupov k testovaniu rôznych neštandardných produktov. Poskytuje tiež odporúčania týkajúce sa techník kalibrácie prístrojov, výberu vhodných úrovní tepelného toku a protokolov vypaľovania. Okrem usmernení pre operátorov táto norma obsahuje aj odporúčania na prezentáciu výsledkov testov.

• Norma ISO 5660-4 Časť 4: Meranie nízkych úrovní uvoľňovania tepla opisuje metódu na hodnotenie materiálov a výrobkov, ktoré produkujú nízke úrovne uvoľňovania tepla pri vystavení vysokým úrovniam ožiarenia typickým pre plne rozvinuté požiare. Líši sa od normy ISO 5660-1 špecifikovaním prvkov, ako je špecifická veľkosť vzorky, držiak vzorky, orientácia vzorky, objemový prietok a úrovne ožiarenia, pri ktorých sa skúška vykonáva. Skúšobná metóda opísaná v tejto norme je určená na použitie na výrobkoch a materiáloch obsahujúcich iba malé množstvo horľavých prvkov, napríklad skúšobné vzorky s celkovým uvoľnením tepla od 0,75 MJ/m2 do 15 MJ/m2. Skúšobná metóda pre vzorky so stredným až vysokým celkovým uvoľnením tepla je zahrnutá v norme ISO 5660-1. Informácie získané z tejto skúšobnej metódy v tejto norme možno použiť aj na účely požiarnej bezpečnosti. Rovnako ako v norme ISO 5660-1 sa rýchlosti uvoľňovania tepla nemerajú priamo a v absolútnych číslach, ale vypočítavajú sa teoreticky pomocou experimentálne odvodenej konštanty proporcionality, ktorá vzťahuje uvoľnené teplo k nameranej spotrebe kyslíka.

Meranie rýchlosti uvoľňovania tepla a celkového uvoľňovania tepla sa používa na kvantifikáciu schopnosti testovanej vzorky vznietiť sa a prispieť teplom k ohňu. Vo všeobecnosti je založené na pozorovaní, že čisté spalné teplo materiálu priamo súvisí s množstvom kyslíka potrebného na jeho spálenie. Tento vzťah je približne 13,1 x 1,0³ kJ uvoľneného tepla na 103 kg spotrebovaného kyslíka. Voliteľne je možné vykonať ďalšie merania oxidu uhličitého a oxidu uhoľnatého, ktoré sa použijú pri výpočte uvoľňovania tepla.

• Norma „ISO 5660-5 Časť 5: Rýchlosť uvoľňovania tepla (metóda kužeľového kalorimetra) a rýchlosť tvorby dymu (dynamické meranie) v atmosférach so zníženým obsahom kyslíka“ opisuje zariadenie a postup používaný na meranie správania sa pri požiari v atmosférach so zníženým obsahom kyslíka. Na výpočet rýchlosti uvoľňovania tepla, rýchlosti tvorby dymu a špecifických plynov a rýchlosti úbytku hmotnosti sa vykonávajú kontinuálne merania. Na získanie správania sa pri vznietení sa vykonávajú aj merania času vznietenia. Možno určiť aj parametre pyrolýzy vzoriek vystavených kontrolovaným úrovniam ožiarenia a kontrolovaným úrovniam prívodu kyslíka.

Rôzne redukované kyslíkové atmosféry v testovacom prostredí sa dosahujú riadením objemovej koncentrácie kyslíka vo vstupnom plyne privádzanom do komory (ventilácia) alebo celkového objemu atmosféry privádzanej do komory (vetranie). Možno skúmať rozsahy objemovej koncentrácie kyslíka pod 20,95 percenta kyslíka. Prístroj nie je určený na riadenie podmienok obohatenia kyslíkom nad 20,95 percenta atmosférickej koncentrácie kyslíka. Merací systém predpísaný v tejto norme je založený na kužeľovom kalorimetri opísanom v norme ISO 5660-1. Preto je tento dokument určený na použitie v spojení s normou ISO 5660-1.

Naša organizácia, ktorá už roky podporuje podniky vo všetkých sektoroch prostredníctvom širokej škály testovacích, meracích, analytických a hodnotiacich aktivít, sa môže pochváliť silným tímom zamestnancov, ktorí pozorne sledujú globálny vývoj vo vede a technike a neustále sa zlepšujú. V tejto súvislosti poskytujeme aj testovacie služby v súlade s normou ISO 5660 „Reakcia na oheň – Uvoľňovanie tepla, tvorba dymu a miera straty hmoty“.