ISO 5660 การทดสอบปฏิกิริยาต่อไฟ - การปล่อยความร้อน การผลิตควัน และอัตราการสูญเสียมวล

มาตรฐาน "ISO 5660 การทดสอบปฏิกิริยาต่อไฟ - การปล่อยความร้อน การเกิดควัน และอัตราการสูญเสียมวล" ที่เผยแพร่โดยองค์การระหว่างประเทศเพื่อการมาตรฐาน (ISO) ประกอบด้วยหัวข้อย่อยหลายหัวข้อที่เผยแพร่ภายใต้ชื่อเดียวกัน ได้แก่

• มาตรฐาน "ISO 5660-1 ส่วนที่ 1: อัตราการปล่อยความร้อน (วิธีวัดค่าความร้อนแบบกรวย) และอัตราการผลิตควัน (การวัดแบบไดนามิก)" อธิบายวิธีการประเมินอัตราการปล่อยความร้อนและอัตราการผลิตควันแบบไดนามิกของตัวอย่างที่สัมผัสกับอุปกรณ์จุดไฟภายนอกในแนวนอนภายใต้ระดับการแผ่รังสีที่ควบคุมไว้ อัตราการปลดปล่อยความร้อนถูกกำหนดโดยการวัดปริมาณการใช้ออกซิเจนที่ได้จากความเข้มข้นของออกซิเจนและอัตราการไหลในกระแสผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ เวลาในการจุดไฟ (เปลวไฟต่อเนื่อง) ก็ถูกวัดในการทดสอบนี้ด้วย อัตราการผลิตควันแบบไดนามิกคำนวณจากการวัดการลดทอนของลำแสงเลเซอร์โดยกระแสผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ จะมีการบันทึกการดับควันตลอดการทดสอบ โดยไม่คำนึงว่าตัวอย่างนั้นจะถูกจุดไฟหรือไม่

วิธีการทดสอบโดยทั่วไปอิงตามข้อสังเกตที่ว่าความร้อนสุทธิจากการเผาไหม้เป็นสัดส่วนโดยตรงกับปริมาณออกซิเจนที่จำเป็นสำหรับการเผาไหม้ ความสัมพันธ์คือความร้อนประมาณ 13,1 x 10³ ^{กิโลจูล}จะถูกปล่อยออกมาสำหรับทุกๆ กิโลกรัมของออกซิเจนที่ใช้ไป ตัวอย่างในการทดสอบจะถูกเผาภายใต้สภาวะอากาศแวดล้อมในขณะที่สัมผัสกับช่วงการฉายรังสีภายนอกที่กำหนดไว้ล่วงหน้าตั้งแต่ 0 กิโลวัตต์ต่อตารางเมตร^ถึง 75 กิโลวัตต์^{ต่อตารางเมตร}และจะมีการวัดความเข้มข้นของออกซิเจนและอัตราการไหลของก๊าซไอเสีย วิธีการทดสอบนี้ใช้เพื่อประเมินการมีส่วนร่วมของผลิตภัณฑ์ที่ทดสอบต่ออัตราการปล่อยความร้อนในระหว่างการสัมผัสกับไฟ คุณสมบัติเหล่านี้จะถูกกำหนดจากตัวอย่างขนาดเล็กที่เป็นตัวแทน

หลักการวัดควันโดยทั่วไปนั้นอิงจากการสังเกตว่าความเข้มของแสงที่ส่งผ่านปริมาตรของผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้เป็นฟังก์ชันที่ลดลงแบบเอกซ์โปเนนเชียลตามระยะทาง ซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่ากฎของบูเกอร์ ตัวอย่างในการทดสอบจะถูกเผาภายใต้สภาวะอากาศแวดล้อมในขณะที่ได้รับรังสีภายนอกในช่วงที่กำหนดไว้ล่วงหน้าตั้งแต่ 0 kW m⁻² ^ถึง 75 kW m⁻² ^และจะทำการวัดการเปลี่ยนแปลงความเข้มของควัน อัตราการไหลของก๊าซไอเสีย และอัตราการสูญเสียมวลของตัวอย่าง การเปลี่ยนแปลงความเข้มของควันจะวัดเป็นสัดส่วนของความเข้มของแสงเลเซอร์ที่ส่งผ่านควันในท่อไอเสีย สัดส่วนนี้จะใช้ในการคำนวณสัมประสิทธิ์การหน่วงตามกฎของบูเกอร์

ผลการทดสอบจะรายงานในรูปของปริมาณควันและอัตราการผลิตควัน ซึ่งทั้งสองอย่างจะถูกปรับมาตรฐานให้สอดคล้องกับพื้นที่ผิวของตัวอย่างที่สัมผัส อัตราการผลิตควันคำนวณจากผลคูณของค่าสัมประสิทธิ์การดับและอัตราการไหลของควันในท่อระบายอากาศ การผลิตควันคำนวณโดยการอินทิเกรตเชิงตัวเลขของอัตราการผลิตควันในช่วงเวลาที่กำหนด ตัวแปรที่รายงานจะถูกปรับมาตรฐานตามพื้นที่ เนื่องจากการผลิตควันเป็นสัดส่วนกับพื้นที่ วิธีการทดสอบนี้ใช้เพื่อประเมินผลที่ผลิตภัณฑ์ทดสอบมีส่วนต่ออัตราการแพร่กระจายของควันและปริมาณควันที่เกิดขึ้นระหว่างที่เกิดเพลิงไหม้ที่มีการระบายอากาศที่ดี คุณสมบัติเหล่านี้จะถูกกำหนดบนตัวอย่างขนาดเล็กที่เป็นตัวแทนอีกครั้ง

• มาตรฐาน "ISO 5660-2 ส่วนที่ 2: อัตราการผลิตควัน (การวัดแบบไดนามิก)" กำหนดวิธีการขนาดเล็กสำหรับการประเมินอัตราการผลิตควันแบบไดนามิกของตัวอย่างที่มีลักษณะแบนราบ ซึ่งได้รับความร้อนแบบแผ่รังสีในระดับที่ควบคุมภายใต้สภาวะที่มีการระบายอากาศที่ดี ไม่ว่าจะมีหรือไม่มีตัวจุดไฟภายนอก อัตราการผลิตควันคำนวณจากการวัดการลดทอนของลำแสงเลเซอร์โดยกระแสผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ จะมีการตรวจวัดการบดบังควันตลอดการทดสอบ โดยไม่คำนึงว่าตัวอย่างนั้นกำลังลุกไหม้หรือไม่ ระบบการวัดที่กำหนดโดยมาตรฐานนี้เป็นส่วนขยายของเครื่องมือที่อธิบายไว้ใน ISO 5660-1 ดังนั้น มาตรฐานนี้จึงใช้ร่วมกับ ISO 5660-1

วิธีการทดสอบนี้อาศัยการสังเกตว่าความเข้มของแสงที่ผ่านปริมาตรของผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้เป็นฟังก์ชันที่ลดลงแบบเลขชี้กำลังของระยะทาง ซึ่งมักเรียกว่ากฎของบูเกอร์ ตัวอย่างในการทดสอบจะได้รับช่วงการแผ่รังสีจากภายนอกที่กำหนดไว้ล่วงหน้าขณะถูกเผาไหม้ภายใต้สภาวะอากาศแวดล้อม และวัดการบดบังควัน อัตราการไหลของก๊าซไอเสีย และอัตราการสูญเสียมวลของตัวอย่าง การบดบังควันวัดเป็นเศษส่วนของความเข้มของแสงเลเซอร์ที่ผ่านควันในท่อไอเสีย เศษส่วนนี้ใช้ในการคำนวณค่าสัมประสิทธิ์การดับสูญตามกฎของบูเกอร์

ผลการทดสอบจะรายงานในรูปของปริมาณควันและอัตราการเกิดควัน ซึ่งทั้งสองอย่างจะถูกปรับมาตรฐานให้สอดคล้องกับพื้นที่ผิวของตัวอย่างที่สัมผัส อัตราการเกิดควันคำนวณจากผลคูณของค่าสัมประสิทธิ์การดับและอัตราการไหลของควันในท่อระบายอากาศ ปริมาณควันคำนวณโดยการอินทิเกรตเชิงตัวเลขของอัตราการเกิดควันในช่วงเวลาที่พิจารณา ตัวแปรที่รายงานจะถูกปรับมาตรฐานตามพื้นที่ เนื่องจากปริมาณควันเป็นสัดส่วนกับพื้นที่ วิธีการทดสอบนี้ใช้เพื่อประเมินผลที่ผลิตภัณฑ์ทดสอบมีส่วนต่ออัตราการแพร่กระจายของควันและปริมาณควันที่เกิดขึ้นระหว่างการเข้าร่วมในกองไฟที่มีการระบายอากาศที่ดี คุณสมบัติเหล่านี้ถูกกำหนดจากตัวอย่างขนาดเล็กที่เป็นตัวแทน

• มาตรฐาน "ISO 5660-3 ส่วนที่ 3: แนวทางการวัด" พิจารณาข้อจำกัดของเครื่องวัดปริมาณความร้อนแบบกรวยที่ใช้ในปัจจุบันสำหรับการสร้างผลิตภัณฑ์ และแนะนำแนวทางแก้ไขข้อจำกัดบางประการสำหรับผลิตภัณฑ์ประเภทอื่นๆ และการใช้งานด้านอื่นๆ มาตรฐานนี้รวบรวมความรู้จากประสบการณ์อันยาวนานในการใช้เครื่องมือนี้ ให้เป็นชุดแนวทางที่จะช่วยสร้างมาตรฐานการใช้งานเครื่องวัดปริมาณความร้อนแบบกรวยในบริบทที่กว้างขึ้น

มาตรฐานนี้ให้คำแนะนำเฉพาะเกี่ยวกับการเตรียมตัวอย่างและพฤติกรรมของตัวอย่างที่สัมผัสกับความร้อน เช่น การหลอมละลาย การแตกตัว และการบวม อธิบายความสำคัญของความหนาของตัวอย่าง การใช้วัสดุพิมพ์ และวิธีการตรึงวัสดุพิมพ์ นอกจากนี้ยังให้คำแนะนำเกี่ยวกับวิธีการทดสอบผลิตภัณฑ์ที่ไม่ได้มาตรฐานต่างๆ รวมถึงคำแนะนำเกี่ยวกับเทคนิคการสอบเทียบเครื่องมือ การเลือกระดับฟลักซ์ความร้อนที่เหมาะสม และระเบียบวิธีในการเผาไหม้ นอกจากคำแนะนำสำหรับผู้ปฏิบัติงานแล้ว มาตรฐานนี้ยังรวมถึงคำแนะนำสำหรับการนำเสนอผลการทดสอบด้วย

• ISO 5660-4 ส่วนที่ 4: การวัดระดับการปลดปล่อยความร้อนต่ำ อธิบายวิธีการประเมินวัสดุและผลิตภัณฑ์ที่มีระดับการปลดปล่อยความร้อนต่ำเมื่อสัมผัสกับระดับการแผ่รังสีสูงซึ่งมักพบในไฟที่ลุกไหม้เต็มที่ มาตรฐานนี้แตกต่างจาก ISO 5660-1 โดยระบุองค์ประกอบต่างๆ เช่น ขนาดตัวอย่างเฉพาะ ตัวยึดตัวอย่าง ทิศทางของตัวอย่าง อัตราการไหลเชิงปริมาตร และระดับการแผ่รังสีที่ใช้ในการทดสอบ วิธีการทดสอบที่อธิบายไว้ในมาตรฐานนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อใช้กับผลิตภัณฑ์และวัสดุที่มีองค์ประกอบที่ติดไฟได้ในปริมาณเล็กน้อย เช่น ตัวอย่างทดสอบที่มีอัตราการปลดปล่อยความร้อนรวม 0,75 MJ/m2 ถึง 15 MJ/m2 ISO 5660-1 มีวิธีการทดสอบสำหรับตัวอย่างที่มีอัตราการปลดปล่อยความร้อนรวมปานกลางถึงสูง ข้อมูลที่ได้จากวิธีการทดสอบนี้ในมาตรฐานนี้ยังสามารถนำไปใช้เพื่อวัตถุประสงค์ทางวิศวกรรมความปลอดภัยจากอัคคีภัยได้อีกด้วย เช่นเดียวกับใน ISO 5660-1 อัตราการปลดปล่อยความร้อนไม่ได้วัดโดยตรงและในเงื่อนไขสัมบูรณ์ แต่คำนวณในเชิงทฤษฎีโดยใช้ค่าคงที่ที่ได้มาจากการทดลองตามสัดส่วนซึ่งสัมพันธ์ระหว่างความร้อนที่ปล่อยออกมาและการใช้ออกซิเจนที่วัดได้

การวัดอัตราการปลดปล่อยความร้อนและอัตราการปลดปล่อยความร้อนรวมใช้เพื่อประเมินความสามารถในการติดไฟและความร้อนของตัวอย่างทดสอบ โดยทั่วไปแล้ว การวัดนี้อาศัยการสังเกตว่าความร้อนสุทธิจากการเผาไหม้ของวัสดุสัมพันธ์โดยตรงกับปริมาณออกซิเจนที่จำเป็นในการเผาไหม้ ความสัมพันธ์นี้มีค่าประมาณ 13,1 x 103 กิโลจูลของความร้อนที่ปล่อยออกมาต่อปริมาณออกซิเจน 1,0 กิโลกรัมที่ถูกใช้ ในบางกรณี อาจวัดปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์และคาร์บอนมอนอกไซด์เพิ่มเติมเพื่อใช้ในการคำนวณอัตราการปลดปล่อยความร้อน

• มาตรฐาน "ISO 5660-5 ส่วนที่ 5: อัตราการปลดปล่อยความร้อน (วิธีกรวยแคลอรีมิเตอร์) และอัตราการเกิดควัน (การวัดแบบไดนามิก) ในบรรยากาศที่มีออกซิเจนลดลง" อธิบายถึงอุปกรณ์และขั้นตอนที่ใช้ในการวัดพฤติกรรมการตอบสนองของไฟภายใต้บรรยากาศที่มีออกซิเจนลดลง การวัดอย่างต่อเนื่องจะทำเพื่อคำนวณอัตราการปลดปล่อยความร้อน อัตราการผลิตควันและก๊าซจำเพาะ และอัตราการสูญเสียมวล นอกจากนี้ยังทำการวัดระยะเวลาการติดไฟเพื่อประเมินพฤติกรรมการติดไฟ พารามิเตอร์ไพโรไลซิสของตัวอย่างที่สัมผัสกับระดับการแผ่รังสีและระดับออกซิเจนที่ควบคุมยังสามารถหาค่าได้

บรรยากาศที่มีออกซิเจนลดลงที่แตกต่างกันภายในสภาพแวดล้อมการทดสอบทำได้โดยการควบคุมความเข้มข้นของปริมาตรออกซิเจนของก๊าซขาเข้าที่ป้อนเข้าสู่ห้อง (vitiation) หรือปริมาตรบรรยากาศทั้งหมดที่ป้อนเข้าสู่ห้อง (ventilation) สามารถตรวจสอบช่วงความเข้มข้นของปริมาตรออกซิเจนที่ต่ำกว่า 20,95 เปอร์เซ็นต์ได้ เครื่องมือนี้ไม่ได้ออกแบบมาเพื่อควบคุมสภาวะออกซิเจนเสริมความเข้มข้นของออกซิเจนในบรรยากาศที่สูงกว่า 20,95 เปอร์เซ็นต์ ระบบการวัดที่กำหนดในมาตรฐานนี้ใช้อุปกรณ์วัดค่าความร้อนแบบกรวย (cone calorimeter) ตามที่อธิบายไว้ใน ISO 5660-1 ดังนั้น เอกสารฉบับนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อใช้ร่วมกับ ISO 5660-1

องค์กรของเราให้การสนับสนุนธุรกิจในทุกภาคส่วนมายาวนาน ผ่านกิจกรรมการทดสอบ การวัดผล การวิเคราะห์ และการประเมินที่หลากหลาย ด้วยทีมงานที่แข็งแกร่งซึ่งติดตามความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีระดับโลกอย่างใกล้ชิด และพัฒนาตนเองอย่างต่อเนื่อง ในส่วนนี้ เรายังให้บริการทดสอบตามมาตรฐาน ISO 5660 "การทดสอบปฏิกิริยาต่อไฟ - การปล่อยความร้อน การเกิดควัน และอัตราการสูญเสียมวล"