Jak obliczane są wyniki badania SBI?
Jakie parametry mierzy Stanowisko SBI (wymagania normatywne)?
- Wilgotność mierzona jest w zakresie 20-80% 5%
- Temperatura otoczenia: termopara pomiarowa zlokalizowana jest nad podłogą w pobliżu otworu wyjazdowego wózka pomiarowego
- Ciśnienie otoczenia o dokładności 200Pa
- Układ pomiaru osłabienia wiązki światła: składa się z konstrukcji stabilizującej, źródła światła o temperaturze barwowej 2900K 100K, układu soczewek oraz detektora
- Poziom O2 mierzony analizatorem typu paramagnetycznego o rozdzielczości min. 0,01%
- Poziom CO2 mierzony analizatorem typu IR o rozdzielczości min. 0,01%
- Prędkość spalin w rurze pomiarowej: pomiar odbywa się za pomocą sondy dwukierunkowej i przetwornika ciśnienia
- 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?
THR600s– 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,
xa_O2 – ułamek molowy tlenu w otoczeniu łącznie z parą wodną.
Na podstawie poniższego równania obliczany jest parametr HRRTOTAL(t).
Następnie dzięki pracy palnika pomocniczego, możliwe jest wyliczenie parametru HRR samego palnika (HRRav_burner), czyli średnia HRRtotal z okresu 210-270s badania. Dzięki temu obliczeniu możliwe jest odjęcie od całkowitego HRRtotal w czasie palenia próbki HRRav_burner i otrzymanie parametru HRR dla samej próbki.
Na podstawie powyższego obliczenia następuje wyliczenie parametru końcowego jakim jest THR600s 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 HRRav(t)>3kW i THR(t)>0,2MJ, oraz 0,4 co oznacza, że spełnione są warunki HRRav(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: TSP600s 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 SPRtotal(t).
Podobnie jak w przypadku obliczeń HRR, konieczne jest rozdzielenie od parametru SPRtotal 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 TSP600s za pomocą poniższego równania:
Ostatnim parametrem końcowym liczonym przez system pomiarowy stanowiska SBI jest SMOGRA. Liczona jest ona, gdy spełnione zostaną warunki: SPRav(t)>0,1m2/s i TSP(t)>6m2 w czasie trwania całej ekspozycji próbki na płomień. SMOGRA liczona jest z poniższego wzoru:
