Europejski system klasyfikacji wyrobów wg PN-EN 13501-1 wprowadza euroklasy reakcji na ogień dla:

1. Wyrobów budowlanych (tabela 1).
2. Lista wyrobów liniowych do termicznej izolacji przewodów – A1L, A2L, BL, CL, DL, EL i FL (tabela 2).
3. Pozostałe, wymagane warunkami technicznymi, badania reakcji na ogień́ materiałów/wyrobów budowlanych ( tabela 3).
4. Materiały z wyłączeniem podłóg – ( tabela 4).

Tablica 1 – Klasy reakcji na ogień́ dla wyrobów budowlanych, z wyjątkiem posadzek i wyrobów liniowych do termicznej izolacji przewodów.

A) – dla wyrobów homogenicznych i składników zasadniczych wyrobów niehomogenicznych
B) – dla wszystkich składników drugorzędnych zewnętrznych wyrobów niehomogenicznych
C) – alternatywnie, jakikolwiek składnik drugorzędny zewnętrzny o PCS ≤ 2,0 MJ/m², pod warunkiem, że wyrób spełnia następujące kryteria EN 13823:
FIGRA ≤ 20 W/s i LFS < krawędzi próbki
i THR600s ≤ 4,0 MJ, i s1, i d0
D) – dla dowolnego składnika drugorzędnego wewnętrznego wyrobów niehomogenicznych.
E) – dla wyrobu jako całości
F) – w ostatniej fazie opracowywania procedury badania wprowadzono modyfikacje systemu pomiaru dymu, których skutki wymagają̨ dalszych badań. Może to spowodować zmianę̨ wartości granicznych i/lub parametrów oceny wydzielania dymu.
s1 = SMOGRA ≤ 30 m²/s² i TSP600s ≤ 50 m²;
s2 = SMOGRA ≤ 180 m²/s² i TSP600s ≤ 200 m²; s3 = nie s1 ani nie s2
G) – d0 = nie występują̨ płonące krople/cząstki w badaniu wg EN 13823, w ciągu 600 s;
– d1 = nie występują̨ płonące krople/cząstki palące się dłużej niż̇ 10 s, w badaniu wg PN-EN 13823, w ciągu 600 s;
– d2 = nie d0 ani nie d1; (zapalenie papieru w badaniu wg EN ISO 11925-2 powoduje klasyfikację d2)
H) – spełnia wymagania = brak zapalenia się papieru (bez klasyfikacji);
nie spełnia wymagań́ = zapalenie papieru (klasyfikacja d2)
I) – w warunkach powierzchniowego oddziaływania płomienia i – w przypadku właściwym ze względu na końcowe zastosowanie wyrobu – krawędziowego oddziaływania płomienia

Tablica 2 – Klasy reakcji na ogień́ wyrobów liniowych do termicznej izolacji przewodów

Tablica 3 – Pozostałe, wymagane warunkami technicznymi, badania reakcji na ogień́ materiałów/wyrobów budowlanych

Tablica 4 – Dotyczy materiałów z wyłączeniem podłóg

Artykuł Klasyfikacja wyrobów budowlanych wg PN-EN 13501-1 pochodzi z serwisu Fire-Lab - badania palności. Akredytowane laboratorium!.

Opis stanowiska.

Dokładana budowa stanowiska została opisana w normie PN-EN 13823. Stanowisko składa się z trzech zasadniczych sekcji: komora badawcza, wózek pomiarowy, sekcja analizy spalin.

Komora badawcza zbudowana jest z materiałów o dużej odporności na ogień. Posiada wymiary wewnętrzne 3x3m i wysokość 2,4m. Komora posiada wejście dla operatora oraz możliwość chodzenia po dachu, gdzie znajduję się sekcja analizy spalin.

W konstrukcji komory zamontowany jest palnik piaskowy, identyczny z tym na wózku pomiarowym. Pełni on rolę palnika tła, jego rola została opisana w dalszej części tekstu.

Wózek pomiarowy zbudowany na stalowej ramie z możliwością przemieszczania. W wózku pomiarowym montowana jest próbka oraz płyty spodnie, za pomocą których możliwe jest wykonanie tzw. „pustki powietrznej”. Sposoby montażu próbek opisane zostały w oddzielnym artykule.

Sekcja analizy spalin jest to najbardziej rozbudowana i skomplikowana część stanowiska badawczego. W jej skład wchodzą: czujniki temperatury, analizator zawartości O₂ i CO₂ w spalinach, czujnik różnicy ciśnień do pomiaru prędkości spalin, wentylator z regulacją wydajności, układ pomiaru osłabienia wiązki światła.

Procedura badania SBI

W celu przeprowadzenia badania, próbkę materiału umieszcza się na wózku pomiarowym.

W dolnym narożniku próbki znajduje się palnik piaskowy, który w trakcie procedury pomiarowej oddziałuje na badany materiał ogniem o mocy 32,4 kW.

Po wprowadzeniu próbki do komory pomiarowej, rozpoczynana jest właściwa procedura pomiarowa, która składa się z następujących etapów:

1. Pomiar warunków środowiska – norma badawcza dokładnie opisuje jakie mają być warunki, w których przeprowadzane jest badanie, jeśli nie są one spełnione to pomiar zostanie wstrzymany.
2. Pomiar warunków początkowych – w tym etapie system informatyczny stanowiska odczytuje i wylicza z okresu 3 minut średnie z parametrów: zawartość tlenu i dwutlenku węgla, temperatura otoczenia, temperatura powietrza w kanale pomiarowym, wilgotność, ciśnienie, natężenie światła.
3. Praca palnika pomocniczego – w ciągu następnych 3 minut pracuje palnik pomocniczy zamontowany w komorze badawczej. W trakcie jego pracy rejestrowana jest moc palnika, ilość generowanego dymu. Parametry obliczone w trakcie tego etapu opisane zostały w dalszej części artykułu.
4. Ekspozycja próbki na ogień – czas oddziaływania ognia na próbkę to 20 min. W trakcie tego etapu mierzone są parametry potrzebne do obliczeń klasyfikacji reakcji na ogień, czyli: THR, SPR, FIGRA i SMOGRA.
5. Czas oczekiwania na zgaszenie próbki – po zakończeniu ekspozycji, próbka w komorze badawczej powinna całkowicie zgasnąć i przestać wydzielać ciepło i dym. Norma dopuszcza ręczne zgaszenie próbki przez operatora stanowiska.
6. Pomiar warunków końcowych – po zgaszeniu próbki następuje pomiar parametrów potrzebnych do wyliczenia dryftów analizatora i układu pomiaru osłabienia wiązki światła.

Obliczenia parametrów klasyfikacyjnych

THR_600s (Total Heat Release) – parametr ten odwzorowuje całkowitą ilość ciepła wydzieloną przez próbkę w trakcie pierwszych 10 minut ekspozycji. Liczony jest na podstawie sumy parametru HRR(t).

FIGRA_0,2MJ – Parametr opisuje szybkość wydzielania ciepła przez próbkę, mierzony jest w momencie, gdy THR(t)>0,2MJ, czyli jeśli próbka wydziela w danym momencie więcej ciepła niż 0,2MJ.

FIGRA_0,4MJ – Parametr opisuje szybkość wydzielania ciepła przez próbkę, mierzony jest w momencie, gdy THR(t)>0,2MJ, czyli jeśli próbka wydziela w danym momencie więcej ciepła niż 0,4MJ.

TSP_600s – parametr opisujący całkowitą ilość wydzielonego dymu w trakcie pierwszych 600s ekspozycji na ogień. Oblicza się go na podstawie sumy parametru SPR(t).

SMOGRA – maksymalna szybkość wydzielania dymu przez próbkę w trakcie całej ekspozycji.

Dokładny opis procedur obliczeniowych znajduje się w kolejnym artykule.

Artykuł Jak odbywa się badanie SBI? pochodzi z serwisu Fire-Lab - badania palności. Akredytowane laboratorium!.

1. Wilgotność mierzona jest w zakresie 20-80%  5%
2. Temperatura otoczenia: termopara pomiarowa zlokalizowana jest nad podłogą w pobliżu otworu wyjazdowego wózka pomiarowego
3. Ciśnienie otoczenia o dokładności 200Pa
4. Układ pomiaru osłabienia wiązki światła: składa się z konstrukcji stabilizującej, źródła światła o temperaturze barwowej 2900K 100K, układu soczewek oraz detektora
5. Poziom O₂ mierzony analizatorem typu paramagnetycznego o rozdzielczości min. 0,01%
6. Poziom CO₂ mierzony analizatorem typu IR o rozdzielczości min. 0,01%
7. Prędkość spalin w rurze pomiarowej: pomiar odbywa się za pomocą sondy dwukierunkowej i przetwornika ciśnienia
8. Temperatura spalin: mierzona jest za pomocą 3 termopar umieszczonych w rurze pomiarowej

Jakie parametry oblicza system pomiarowy na stanowisku SBI i co one oznaczają w odniesieniu do realnego pożaru?

THR_600s– Jest to parametr opisujący całkowite ciepło wydzielone na próbkę w trakcie trwania pierwszych 600s badania. Dzięki temu parametrowi jesteśmy w stanie oszacować jaki wpływ na rozwój pożaru będzie miał dany materiał. To wskazuje na przykład: czy zapalenie danego materiału spowoduję rozprzestrzenienie się ognia na kolejne materiały, czy wydzielona energia jest w stanie zapoczątkować lub podtrzymać proces spalania?

FIGRA – Parametr opisujący szybkość wydzielania ciepła przez badany materiał. Dzięki temu jesteśmy w stanie oszacować jak szybko dany materiał będzie rozprzestrzeniał pożar. W połączeniu z parametrem THR możliwe jest oszacowanie czy i jak szybko może dojść do rozgorzenia pożaru?

SMOGRA – Jest to parametr opisujący szybkość wydzielania dymu przez materiał biorący udział w pożarze. Jest on szczególnie ważny w przypadku budynków użyteczności publicznej, hal produkcyjnych i magazynowych. Dzięki niemu możliwe jest oszacowanie czasu, po którym niemożliwa będzie ewakuacja pomieszczenia ze względu na zadymienie.

TSP600s – Ten parametr pokazuje ilość wydzielonego dymu przez pierwsze 600s badania. Dzięki temu niemu możliwe jest oszacowanie, czy w przypadku pożaru ilość wydzielonego dymu spowoduje zmniejszenie widzialności? Jest to bardzo ważna informacja w przypadku wyznaczania dróg ewakuacyjnych i stref zagrożenia.

Jak obliczane są poszczególne parametry?

System pomiarowy stanowiska SBI, w czasie całej procedury pomiarowej rejestruje co 3 s wartości każdego mierzonego parametru. Następnie na ich podstawnie oblicza parametry pierwotne, czyli:

HRR(t) – wskaźnik szybkości wydzielania ciepła, SPR(t) – wskaźnik szybkości wydzielania dymu.

Do wyliczenia wskaźnika HRR system wylicza:

V₂₉₈(t) – przepływ objętościowy w przewodzie pomiarowym,

(t) – współczynnik ubytku tlenu,

x_{a_O2} – ułamek molowy tlenu w otoczeniu łącznie z parą wodną.

Na podstawie poniższego równania obliczany jest parametr HRR_TOTAL(t).

Następnie dzięki pracy palnika pomocniczego, możliwe jest wyliczenie parametru HRR samego palnika (HRR_{av_burner}), czyli średnia HRR_total z okresu 210-270s badania. Dzięki temu obliczeniu możliwe jest odjęcie od całkowitego HRR_total w czasie palenia próbki HRR_{av_burner} i otrzymanie parametru HRR dla samej próbki.

Na podstawie powyższego obliczenia następuje wyliczenie parametru końcowego jakim jest THR_600s na podstawie poniższego wzoru:

Również na podstawie parametru HRR(t) obliczana jest FIGRA. Parametr ten rozdziela się na dwa zakresy: 0,2MJ co oznacza, że mierzony jest, gdy spełnione są warunki HRR_av(t)>3kW i THR(t)>0,2MJ, oraz 0,4 co oznacza, że spełnione są warunki HRR_av(t)>3kW i THR(t)>0,4MJ,

Parametr ten jest mierzony w czasie trwania całej ekspozycji na próbkę, a liczony jest na podstawie poniższego wzoru:

Kolejnymi parametrami liczonymi przez system pomiarowy stanowiska SBI są: TSP_600s oraz SMOGRA. Ze względu na fakt, że w trakcie badania zmienia się gęstość spalin w zależności od temperatury, pierwszym krokiem do obliczeń parametrów dymu, jest określenie z jaką prędkością przepływają strugi powietrza w układzie pomiarowym. Do tego służy poniższy wzór, w którym wykorzystywany jest przepływ objętościowy (V₂₉₈) liczony dla temperatury 298K, oraz średnia temperatura spalin w rurze pomiarowej.

W kolejnym kroku za pomocą poniższego wzoru obliczana jest szybkość wydzielania dymu SPR_total(t).

Podobnie jak w przypadku obliczeń HRR, konieczne jest rozdzielenie od parametru SPR_total dymu wydzielanego przez sam palnik. Odbywa się to w czasie pracy palnika pomocniczego i wyrażone jest jako suma:

Dzięki temu otrzymujemy parametr SPR(t), który dotyczy tylko dymu wydzielonego przez próbkę.

Po otrzymaniu parametru SPR(t) obliczamy wartość dla TSP_600s za pomocą poniższego równania:

Ostatnim parametrem końcowym liczonym przez system pomiarowy stanowiska SBI jest SMOGRA. Liczona jest ona, gdy spełnione zostaną warunki: SPR_av(t)>0,1m²/s i TSP(t)>6m² w czasie trwania całej ekspozycji próbki na płomień. SMOGRA liczona jest z poniższego wzoru:

Artykuł Jak obliczane są wyniki badania SBI? pochodzi z serwisu Fire-Lab - badania palności. Akredytowane laboratorium!.

Badanie tą metodą ma za zadanie w kontrolowanych warunkach laboratoryjnych symulować pożar przebiegający za pośrednictwem pionowych elementów np. szafy lub choinki świątecznej.

Za pomocą promiennika gazowego emitowana jest energia cieplna na badaną powierzchnię.

Główną zasadą oceny badanego wyrobu jest zdolność do rozprzestrzeniania płomienia w funkcji ilości energii padającej z promiennika na próbkę.

Dodatkowym elementem ocenianym w trakcie trwania badania jest wygenerowanie dymu przez daną próbkę.

Przebieg badania FRP

Próbki do badań

Zgodnie z zapisami normy PN-EN ISO 9239-1 próbki przeznaczone do badań muszą symulować zastosowanie końcowe produktu. Czyli jeżeli materiał jest klejony do podłoża należy go również przykleić do podkładu. Natomiast, jeżeli jest umieszczany bez mocowania, w przygotowaniu próbek należy ułożyć go na podkładzie bez mocowania.

Ogromne znaczenie mają obok sposobu montażu próbki do podłoża wszystkie złącza i krawędzie badanego materiału oraz jego orientacja względem procesu produkcji.

Na przykład przy badaniu paneli podłogowych głównym miejscem przenoszenia płomienia jest złącze paneli, które powinno być umieszczone w środkowej osi próbki.

Do badań zgodnie z PN-EN ISO 9239-1 należy przygotować 6 próbek (3 wycięte wzdłuż procesu produkcji, 3 w kierunku prostopadłym) o wymiarach 1050 +- 5mm x 230+-5mm.

Tak przygotowane próbki mocuje się wraz z podkładem (opisanym w EN 13238) w uchwycie platformy wysuwanej z komory FRP.

Procedura badania FRP

Wstępną procedurę należy rozpocząć od nagrzania komory oraz od wyregulowania promiennika tak aby spełniał wymagania krzywej kalibracyjnej.

Poniżej w tabeli pokazano zakres mocy promiennika w funkcji odległości na powierzchnię próbki.

Do kalibracji komory służy czujnik strumienia ciepła, a regulacja mocy promiennika odbywa się za pomocą rotametrów precyzyjnych i zmian mieszanki propanowo-powietrznej zasilającej promiennik.

Po uzyskaniu odpowiedniej mocy promiennika i stabilizacji komory badawczej można przystąpić do badania. Poniżej widok rozgrzanego promiennika gazowego.

W przesuwnej platformie umieszcza się badaną próbkę – dla ułatwienia obserwacji można na powierzchni próbki zastosować znaczniki odległości:

Następnie przygotowaną próbkę wsuwa się do komory badawczej i poddaje oddziaływaniu energii cieplnej promiennika:

Po upływie 1 minuty, palnik pilotowy przysuwa się do najbardziej rozgrzanego miejsca próbki na kolejne 10 minut, tak aby doszło do podpalenia krawędzi.

Przez cały czas badania obserwuje się przemieszczanie płomienia po próbce oraz jej proces spalania (np. czy występują pęcherze lub całkowite przepalenie).

Badanie trwa 30 minut, a wynikiem obserwacji jest zasięg płomienia na próbce, całkowity czas palenia, rejestracja wydzielanego dymu jak i również efekty wizualne badanego materiału.

Wyniki badania FRP – jak przedstawiać i co oznaczają?

Wyniki obserwacji interpretuje się za pomocą krzywej otrzymanej w trakcie kalibracji urządzenia i przedstawia się jako parametr Krytycznego Strumienia Ciepła (CHF) lub strumienia ciepła HF-30 (w przypadku, gdy próbka musiała być zgaszona przez operatora).

Dodatkowo w sprawozdaniu z badania określa się parametry HF-10 HF-20, które oznaczają przebieg rozprzestrzeniania ognia w czasie 10 i 20 minut.

Ilość dymu określa się za pomocą parametrów maksymalnego spadku przezierności dymu oraz sumy spadku przezierności w całym okresie badania.

Artykuł Jak odbywa się badanie FRP pochodzi z serwisu Fire-Lab - badania palności. Akredytowane laboratorium!.