ISO 5660 Yangına Tepki Testleri - Isı Salınımı, Duman Üretimi ve Kütle Kaybı Oranı

Uluslararası Standartlar Teşkilatı (ISO) tarafından yayınlanan “ISO 5660 Yangına tepki testleri - Isı salınımı, duman üretimi ve kütle kaybı oranı” standardı, aynı başlık altında yayınlanan bir dizi alt bölümlerden oluşmaktadır. Şöyle ki,

• “ISO 5660-1 Bölüm 1: Isı salınım oranı (koni kalorimetre yöntemi) ve duman üretim oranı (dinamik ölçüm)” standardında, harici bir ateşleyici ile kontrollü ışınım seviyelerine yatay konumda maruz bırakılan numunelerin ısı salınım oranını ve dinamik duman üretim oranını değerlendirmek için bir yöntem açıklanmaktadır. Isı salınım oranı, oksijen konsantrasyonundan türetilen oksijen tüketiminin ve yanma ürünü akışındaki akış hızının ölçülmesiyle belirlenir. Bu testte tutuşma süresi (sürekli alevlenme) de ölçülür. Dinamik duman üretim oranı, yanma ürünü akışı tarafından bir lazer ışık huzmesinin zayıflatılmasının ölçülmesinden hesaplanır. Numunenin alev alıp almadığına bakılmaksızın, duman kararması tüm test boyunca kaydedilir.

Test yöntemi, genel olarak, yanmanın net ısısının yanma için gereken oksijen miktarı ile orantılı olduğu gözlemine dayanmaktadır. İlişki, tüketilen her kilogram oksijen başına yaklaşık 13,1 x 10³ kJ ısının açığa çıkmasıdır. Testteki numuneler, 0 kW m^-2 ila 75 kW m^-2 aralığında önceden belirlenmiş bir dış ışınlamaya maruz bırakılırken ortam hava koşulları altında yakılır ve oksijen konsantrasyonları ve egzoz gazı akış hızları ölçülür. Bu test yöntemi, test edilen ürünün yangına maruz kalması sırasında ısı yayılım hızına yapabileceği katkıyı değerlendirmek için kullanılır. Bu özellikler küçük temsili numuneler üzerinde belirlenir.

Duman ölçümünün prensibi, genellikle yanma ürünleri hacmi boyunca iletilen ışık yoğunluğunun mesafeye bağlı olarak üssel olarak azalan bir fonksiyon olduğu gözlemine dayanır. Bu, yaygın olarak Bouguer yasası olarak adlandırılır. Testteki numuneler, 0 kW m^-2 ile 75 kW m^-2 aralığında önceden belirlenmiş bir dış ışınlanmaya maruz bırakılırken ortam hava koşullarında yakılır ve duman kararması, egzoz gazı akış hızı ve numunenin kütle kaybı hızı ölçümleri yapılır. Duman kararması, egzoz kanalındaki dumandan iletilen lazer ışığı yoğunluğunun kesri olarak ölçülür. Bu kesir, Bouguer yasasına göre sönüm katsayısını hesaplamak için kullanılır.

Test sonuçları, her ikisi de maruz kalan numune yüzey alanına göre normalize edilmiş duman üretimi ve duman üretim hızı açısından raporlanır. Duman üretim hızı, sönüm katsayısının ve egzoz kanalındaki dumanın hacimsel akış hızının çarpımı olarak hesaplanır. Duman üretimi, dikkate alınan zaman aralığı boyunca duman üretim hızının sayısal entegrasyonu ile hesaplanır. Raporlanan değişkenler alana göre normalize edilmiştir çünkü duman üretimi alana orantılıdır. Test yöntemi, test edilen ürünün dumanın yayılma hızına ve iyi havalandırılmış bir yangına dahil olması sırasında üretilen duman miktarına yapabileceği katkıyı değerlendirmek için kullanılır. Bu özellikler bir kez daha küçük temsili numuneler üzerinde belirlenir.

• “ISO 5660-2 Bölüm 2: Duman üretim hızı (dinamik ölçüm)” standardında, iyi havalandırılmış koşullar altında, harici bir ateşleyici ile veya ateşleyici olmadan kontrollü radyant ısıtma seviyelerine maruz kalan esasen düz numunelerin dinamik duman üretim oranını değerlendirmek için küçük ölçekli bir yöntem belirtir. Duman üretim oranı, yanma ürünü akışı tarafından bir lazer ışık huzmesinin zayıflamasının ölçülmesinden hesaplanır. Numunenin alevli olup olmamasına bakılmaksızın, duman karartması tüm test boyunca kaydedilir. Bu standart tarafından öngörülen ölçüm sistemi, ISO 5660-1 standardında açıklanan cihazın bir uzantısıdır. Bu nedenle bu standart, ISO 5660-1 standardı ile birlikte kullanılır.

Bu test yöntemi, genellikle yanma ürünleri hacminden geçen ışık yoğunluğunun mesafeye bağlı olarak üssel olarak azalan bir fonksiyon olduğu gözlemine dayanır. Buna genellikle Bouguer yasası denir. Testteki numuneler, ortam hava koşullarında yakılırken, aralığında önceden belirlenmiş bir dış ışınlanmaya maruz bırakılır ve duman kararması, egzoz gazı akış hızı ve numunenin kütle kaybı oranı ölçülür. Duman kararması, egzoz kanalındaki dumandan geçen lazer ışığı yoğunluğunun kesri olarak ölçülür. Bu kesir, Bouguer yasasına göre sönme katsayısını hesaplamak için kullanılır.

Test sonuçları, her ikisi de maruz kalan numune yüzey alanına göre normalize edilmiş duman üretimi ve duman üretim hızı açısından raporlanır. Duman üretim hızı, sönme katsayısının ve egzoz kanalındaki dumanın hacim akış hızının çarpımı olarak hesaplanır. Duman üretimi, dikkate alınan zaman aralığı boyunca duman üretim hızının sayısal entegrasyonu ile hesaplanır. Raporlanan değişkenler, duman üretimi alana orantılı olduğundan alana göre normalize edilir. Test yöntemi, test edilen ürünün dumanın yayılma hızına ve iyi havalandırılmış bir yangına katılımı sırasında üretilen duman miktarına yapabileceği katkıyı değerlendirmek için kullanılır. Bu özellikler küçük temsili örnekler üzerinde belirlenir.

• “ISO 5660-3 Bölüm 3: Ölçüm konusunda rehberlik” standardında, şu anda yapı ürünleri için kullanılan koni kalorimetresinin sınırlamaları incelenmekte ve bunlardan bazılarının diğer uygulama alanları için diğer ürün tipleri için nasıl aşılabileceğine dair yollar önerilmektedir. Bu standart, cihazın kullanımı ile ilgili geniş bir deneyimden gelen bilgileri, bu daha geniş kapsamda koni kalorimetresinin kullanımını standartlaştırmaya yardımcı olacak bir dizi kılavuz halinde derlemektedir.

Bu standart ile, numune hazırlama yönleri ve radyant ısıya maruz kalan numunelerin erimesi, parçalanması ve şişmesi gibi davranışları hakkında özel rehberlik sağlanmakta, numune kalınlığının ve alt tabakanın kullanımının önemi ve alt tabakaya sabitleme yöntemleri tartışılmakta ve çeşitli standart dışı ürünleri test etme yaklaşımları hakkında tavsiyeler verilmektedir. Aynı zamanda cihazın kalibrasyon teknikleri, uygun ısı akısı seviyelerinin seçimi ve ateşleme protokolleri hakkında önerilerde bulunulmaktadır. Bu standart, operatörlere verilen rehberliğin yanı sıra test sonuçlarının sunumuna ilişkin öneriler de içermektedir.

• “ISO 5660-4 Bölüm 4: Düşük ısı salınım seviyelerinin ölçümü” standardında, tam gelişmiş yangınlarda tipik olan yüksek ışınım seviyelerine maruz kaldığında düşük seviyelerde ısı salınımı üreten malzeme ve ürünleri değerlendirmek için bir yöntem açıklanmaktadır. Belirli numune boyutu, numune tutucu, numune yönü, hacimsel akış hızı ve testin gerçekleştirildiği ışınım seviyeleri gibi öğeleri belirleyerek ISO 5660-1 standardından farklılaşmaktadır. Bu standartta açıklanan test yöntemi, sadece az miktarda yanıcı element içeren ürün ve malzemelerde, örneğin 0,75 MJ/m2 ila 15 MJ/m2 toplam ısı salınımı veren test numunelerinde kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Orta ila yüksek toplam ısı salınımı veren numuneler için test yöntemi ISO 5660-1 standardında yer almaktadır. Bu standartta bu test yönteminden elde edilen bilgiler yangın güvenliği mühendisliği amaçları için de kullanılabilir. ISO 5660-1 standardında olduğu gibi, ısı salınım oranları doğrudan ve mutlak olarak ölçülmez, ancak salınan ısıyı ve ölçülen oksijen tüketimini birbirine bağlayan deneysel olarak türetilen orantılılık sabiti kullanılarak teorik olarak hesaplanır.

Isı salınım oranının ve toplam ısı salınımının ölçümü, test numunesinin tutuşma ve yangına ısı katma yeteneğini ölçmek için kullanılır. Genellikle, bir malzemenin net yanma ısısının yanması için gereken oksijen miktarı ile doğrudan ilişkili olduğu gözlemine dayanır. Bu ilişki, tüketilen her 1,0 kg oksijen başına yaklaşık 13,1 x 103 kJ ısının salınması şeklindedir. İsteğe bağlı olarak, karbondioksit ve karbon monoksitin ek ölçümleri yapılabilir ve ısı salınımının hesaplanmasında kullanılabilir.

• “ISO 5660-5 Bölüm 5: Azaltılmış oksijen atmosferlerinde ısı salınım hızı (koni kalorimetre yöntemi) ve duman üretim hızı (dinamik ölçüm)” standardında, azaltılmış oksijen atmosferleri altında yangına tepki davranışını ölçmek için kullanılan aparat ve prosedür açıklanmaktadır. Isı salınım oranlarını, duman ve özgül gaz üretim oranlarını ve kütle kaybı oranlarını hesaplamak için sürekli ölçümler yapılır. Tutuşma süresi ölçümleri de yapılır ve tutuşma davranışı elde edilir. Kontrollü ışınım seviyelerine ve kontrollü oksijen tedarik seviyelerine maruz bırakılan numunelerin piroliz parametreleri de belirlenebilir.

Test ortamındaki farklı azaltılmış oksijen atmosferleri, hazneye beslenen giriş gazının oksijen hacim konsantrasyonunu (vitiasyon) veya hazneye beslenen toplam atmosfer hacmini (havalandırma) kontrol ederek elde edilir. Yüzde 20,95 oksijenin altındaki oksijen hacim konsantrasyon aralıkları incelenebilir. Cihaz, atmosferik yüzde 20,95 oksijen konsantrasyonunun üzerindeki zenginleştirilmiş oksijen koşullarını kontrol etmek için tasarlanmamıştır. Bu standartta öngörülen ölçüm sistemi, ISO 5660-1 standardında açıklanan koni kalorimetre aparatına dayanmaktadır. Bu nedenle, bu belgenin ISO 5660-1 standardı ile birlikte kullanılması amaçlanmıştır.

Yıllardır çok geniş bir yelpazede gerçekleştirdiği test, ölçüm, analiz ve değerlendirme çalışmaları ile her sektörden işletmelere destek olmaya çalışan kuruluşumuz, bilim ve teknoloji alanında dünyada yaşanan gelişmeleri yakından takip eden ve sürekli kendini geliştiren güçlü bir çalışan kadrosuna sahiptir. Bu çerçevede işletmelere “ISO 5660 Yangına tepki testleri - Isı salınımı, duman üretimi ve kütle kaybı oranı” standardına uygun test hizmetleri de verilmektedir.