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Wie werden die SBI-Ergebnisse berechnet?

Welche Parameter misst der SBI-Stand (normative Anforderungen)?

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: