Das europäische Produktklassifizierungssystem nach EN 13501-1 führt Euroklassen für die Reaktion auf Tanne ein:

1. Bauprodukte (Tabelle 1).
2. Lineare Produkte zur Wärmedämmung von Kanälen – A1L, A2L, BL, CL, DL, EL und FL (Tabelle 2).

Tabelle 1 – Brandverhaltensklassen ́ für Bauprodukte, ausgenommen Fußbodenbeläge und lineare Produkte für die Wärmedämmung von Kanälen

A) – für homogene Produkte und nicht-homogene Komponenten

B) – für alle sekundären Bestandteile externer nicht-homogener Produkte

C) – alternativ jedes sekundäre externe Bauteil mit PCS ≤ 2,0 MJ/m², sofern das Produkt die folgenden Kriterien der EN 13823 erfüllt:

FIGRA ≤ 20 W/s und LFS < Probenrand und THR600s ≤ 4,0 MJ, und s1, und d0

D) – für jede sekundäre innere Komponente von nicht homogenen Produkten.

E) – für das Produkt als Ganzes

F) – in der letzten Phase der Entwicklung des Prüfverfahrens wurden Änderungen am Rauchmesssystem vorgenommen, deren Auswirkungen weiter untersucht werden müssen. Dies kann zu einer Änderung der Grenzwerte und/oder Parameter für die Bewertung des Rauchabzugs führen.
s1 = SMOGRA ≤ 30 m²/s² und TSP600s ≤ 50 m²;

s2 = SMOGRA ≤ 180 m²/s² und TSP600s ≤ 200 m²; s3 = weder s1 noch s2

G) – d0 = keine brennenden Tropfen/Partikel bei der Prüfung nach EN 13823, innerhalb von 600 s;
– d1 = keine brennenden Tropfen/Partikel, die länger als 10 s brennen, bei einer Prüfung nach EN 13823 innerhalb von 600 s;

– d2 = weder d0 noch d1; (die Entzündung von Papier in der Prüfung nach EN ISO 11925-2 führt zu einer Einstufung von d2)

H) – erfüllt die Anforderungen = kein Papier entzündet sich (keine Klassifizierung);

entspricht nicht den Anforderungen = Papier entzündet sich (Klassifizierung d2)

I) – unter den Bedingungen der Oberflächenflamme und – sofern dies für die Endanwendung des Produkts angemessen ist – unter den Bedingungen der Kantenflamme.

Tabelle 2 – Liste der linearen Produkte zur Wärmedämmung von Drähten.

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Beschreibung des Prüfstands.

Der genaue Aufbau des Prüfstandes ist in der EN 13823 beschrieben. Der Prüfstand besteht aus drei Hauptteilen: Prüfkammer, Messwagen und Rauchgasanalysebereich.

Die Prüfkammer ist aus Materialien mit hoher Feuerbeständigkeit gefertigt. Sie hat Innenabmessungen von 3 x 3 m und eine Höhe von 2,4 m. Die Kammer verfügt über einen Eingang für den Bediener und die Möglichkeit, das Dach zu betreten, auf dem sich der Rauchgasanalysebereich befindet.

Ein Sandbrenner, der mit dem des Messwagens identisch ist, ist in der Kammerstruktur installiert. Er dient als Hintergrundbrenner; seine Funktion wird später beschrieben.

Der Messwagen auf einem Stahlrahmen mit Mobilität. Auf dem Messwagen werden die Probe und die Trägerplatten montiert, mit denen der so genannte „Luftleerraum“ hergestellt werden kann. Die Methoden zur Befestigung der Probe werden in einem separaten Artikel beschrieben.

Der Rauchgasanalysebereich ist der aufwändigste und komplexeste Teil des Prüfstands. Er besteht aus Temperatursensoren, einem Analysator für den O2- und CO2-Gehalt des Rauchgases, einem Differenzdrucksensor zur Messung der Rauchgasgeschwindigkeit, einem Gebläse mit Leistungsregelung und einem System zur Messung der Schwächung des Lichtstrahls.

Prüfverfahren

Zur Durchführung der Prüfung wird die Materialprobe auf den Messwagen gelegt.

In der unteren Ecke der Probe befindet sich ein Sandbrenner, der das zu prüfende Material während des Messvorgangs mit 32,4 kW befeuert.

Nachdem die Probe in die Messkammer eingebracht wurde, beginnt der eigentliche Messvorgang, der aus folgenden Schritten besteht:

1. die Messung der Umgebungsbedingungen – in der Prüfnorm sind die Bedingungen, unter denen die Prüfung durchgeführt wird, genau beschrieben; werden diese nicht eingehalten, wird die Messung abgebrochen.
2. Messung der Ausgangsbedingungen – in diesem Stadium liest das Computersystem des Prüfstands die Durchschnittswerte der folgenden Parameter über einen Zeitraum von 3 Minuten ab und berechnet sie: Sauerstoff- und Kohlendioxidgehalt, Umgebungstemperatur, Lufttemperatur im Messkanal, Luftfeuchtigkeit, Druck, Lichtintensität.
3. Betrieb des Hilfsbrenners – während der folgenden 3 Minuten wird der in der Prüfkammer installierte Hilfsbrenner betrieben. Während des Betriebs werden die Leistung des Brenners und die Menge des erzeugten Rauchs aufgezeichnet. Die in dieser Phase berechneten Parameter werden später in diesem Artikel beschrieben.
4. Brandeinwirkung auf die Probe – die Dauer der Brandeinwirkung auf die Probe beträgt 20 Minuten. In dieser Phase werden die Parameter gemessen, die für die Berechnung der Klassifizierung des Brandverhaltens benötigt werden, d. h.: THR, SPR, FIGRA und SMOGRA.
5. Wartezeit bis zum Erlöschen der Probe – am Ende der Exposition sollte die Probe in der Prüfkammer vollständig erloschen sein und keine Wärme und keinen Rauch mehr abgeben. Die Norm sieht vor, dass der Prüfling vom Bediener des Prüfstands manuell gelöscht werden kann.
6. Messung der Endbedingungen – nach dem Löschen der Probe werden die Parameter gemessen, die zur Berechnung der Drift des Analysators und des Strahlschwächungsmesssystems benötigt werden.

Berechnung der Klassifizierungsparameter

THR_600s (Total Heat Release) – dieser Parameter gibt die gesamte Wärmemenge an, die von der Probe während der ersten 10 Minuten der Exposition freigesetzt wird. Er wird aus der Summe des Parameters HRR(t) berechnet.

FIGRA_0.2MJ – Dieser Parameter beschreibt die Wärmeabgaberate der Probe und wird gemessen, wenn THR(t)>0.2MJ, d.h. wenn die Probe zu einem bestimmten Zeitpunkt mehr Wärme als 0.2MJ abgibt.

FIGRA_0.4MJ – Dieser Parameter beschreibt die Wärmeabgaberate der Probe und wird gemessen, wenn THR(t)>0,2MJ, d. h. wenn die Probe zu einem bestimmten Zeitpunkt mehr Wärme als 0,4MJ abgibt.

TSP_600s – ein Parameter, der die Gesamtmenge an Rauch beschreibt, die während der ersten 600 Sekunden der Brandeinwirkung freigesetzt wird. Er wird aus der Summe des Parameters SPR(t) berechnet.

SMOGRA – die maximale Rauchentwicklungsrate einer Probe während der gesamten Exposition.

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1. Die Luftfeuchtigkeit wird im Bereich von 20-80% gemessen ± 5%
2. Umgebungstemperatur: das messende Thermoelement befindet sich über dem Boden in der Nähe der Ausgangsöffnung des Messwagens
3. Umgebungsdruck mit der Genauigkeit ±200Pa
4. Lichtstrahlschwächungsmesssystem: besteht aus einer Stabilisierungsstruktur, einer Lichtquelle mit einer Farbtemperatur von 2900K ±100K, einem Linsensystem und einem Detektor
5. Der O2-Gehalt, gemessen mit einem paramagnetischen Analysator mit einer Mindestauflösung von 0,01 %.
6. CO2-Gehalt, gemessen mit einem IR-Analysator mit einer Auflösung von mindestens 0,01 %.
7. Rauchgasgeschwindigkeit im Messrohr: gemessen mit einer Zweiwegesonde und einem Druckmessumformer
8. Rauchgastemperatur: gemessen mit 3 im Messrohr angebrachten Thermoelementen

Welche Parameter berechnet das Messsystem auf der SBI-Bank und was bedeuten sie in Bezug auf einen realen Brand?

THR_600s– Dies ist ein Parameter, der die Gesamtwärme beschreibt, die während der ersten 600 Sekunden des Tests an die Probe abgegeben wird. Mit diesem Parameter können wir abschätzen, wie sich ein Material auf die Entwicklung eines Brandes auswirken wird. Er gibt beispielsweise an, ob die Entzündung des Materials ein Übergreifen des Feuers auf andere Materialien zur Folge hat oder ob die freigesetzte Energie in der Lage ist, den Verbrennungsprozess einzuleiten oder aufrechtzuerhalten.

FIGRA – Ein Parameter, der die Geschwindigkeit der Wärmeabgabe durch das zu prüfende Material beschreibt. Damit lässt sich abschätzen, wie schnell ein Material ein Feuer ausbreiten wird. In Kombination mit dem THR-Parameter lässt sich abschätzen, ob und wie schnell ein Feuer ausbrechen kann.

SMOGRA – Dies ist ein Parameter, der die Rauchentwicklung des an einem Brand beteiligten Materials beschreibt. Er ist besonders wichtig für öffentliche Gebäude, Produktions- und Lagerhallen. Er ermöglicht die Abschätzung der Zeit, nach der es nicht mehr möglich ist, einen Raum aufgrund von Rauch zu evakuieren.

TSP600s – Dieser Parameter gibt die Rauchmenge an, die in den ersten 600 Sekunden des Tests freigesetzt wird. Mit diesem Parameter lässt sich abschätzen, ob die Rauchentwicklung im Falle eines Brandes zu einer eingeschränkten Sicht führt. Dies ist eine sehr wichtige Information für die Festlegung von Fluchtwegen und Gefahrenzonen.

Wie werden die einzelnen Parameter berechnet?

Das Messsystem der SBI-Station zeichnet während des gesamten Messvorgangs alle 3 s die Werte der einzelnen Messgrößen auf. Auf ihrer Grundlage werden dann die primären Parameter berechnet, nämlich:

HRR(t) – Wärmefreisetzungsrate, SPR(t) – Rauchfreisetzungsrate.

Zur Berechnung der HRR berechnet das System:

V₂₉₈(t) – Volumenstrom im Messkanal,

(t) – Sauerstoffverlustrate,

x_{a_O2} – Molarer Anteil des Umgebungssauerstoffs einschließlich des Wasserdampfs.

Aus der nachstehenden Gleichung wird der Parameter HRR_TOTAL(t) berechnet.

Dank des Betriebs des Hilfsbrenners ist es dann möglich, den HRR-Parameter des Brenners selbst (HRR_{av_burner}) zu berechnen, d. h. die durchschnittliche HRR_total über den Zeitraum von 210-270 Sekunden während der Prüfung. Mit dieser Berechnung ist es möglich, HRR_{av_burner} von der gesamten HRR_total während der Verbrennung der Probe abzuziehen und den HRR-Parameter für die Probe selbst zu erhalten.

Auf der Grundlage der obigen Berechnung wird der endgültige Parameter THR_600s nach der folgenden Formel berechnet:

Ebenfalls auf der Grundlage des Parameters HRR(t) wird FIGRA berechnet. Dieser Parameter ist in zwei Bereiche unterteilt: 0,2MJ, was bedeutet, dass er gemessen wird, wenn die Bedingungen HRR_av(t)>3kW und THR(t)>0,2MJ erfüllt sind, und 0,4, was bedeutet, dass die Bedingungen HRR_av(t)>3kW und THR(t)>0,4MJ erfüllt sind.

Dieser Parameter wird über die Dauer der gesamten Probenexposition gemessen und nach der folgenden Formel berechnet:

Weitere Parameter, die durch das Messsystem des SBI-Standes gezählt werden, sind: TSP_600s und SMOGRA. Da die Dichte des Rauchgases während des Tests mit der Temperatur variiert, muss in einem ersten Schritt zur Berechnung der Rauchparameter bestimmt werden, mit welcher Geschwindigkeit die Luftströme durch das Messsystem fließen. Dies geschieht anhand der nachstehenden Formel, die den für eine Temperatur von 298 K berechneten Volumenstrom (V₂₉₈) und die durchschnittliche Temperatur des Rauchgases im Messrohr verwendet.

Im nächsten Schritt wird die Rauchfreisetzungsrate SPR_total(t) nach der folgenden Formel berechnet.

Wie bei der HRR-Berechnung muss der vom Brenner selbst emittierte Rauch vom Parameter SPR_total getrennt werden. Dies geschieht während des Betriebs des Zusatzbrenners und wird als Summe ausgedrückt:

Daraus ergibt sich der Parameter SPR(t), der sich nur auf den von der Probe abgegebenen Rauch bezieht.

Nachdem wir den SPR(t)-Parameter erhalten haben, berechnen wir den Wert für TSP_600s anhand der nachstehenden Gleichung:

Der letzte Parameter, der vom Messsystem des SBI-Standorts gezählt wird, ist SMOGRA. Er wird gezählt, wenn die Bedingungen erfüllt sind: SPR_av(t)>0,1m²/s und TSP(t)>6m² während der gesamten Beflammung der Probe. SMOGRA wird nach der folgenden Formel berechnet:

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