Bestimmung der optischen Rauchdichte und der Rauchgastoxizität
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CEN/TS 45545-2 (2009) - Brandschutz in Schienenfahrzeugen Bestimmung der optischen Rauchdichte und der Rauchgastoxizität Die CEN/TS 45545-2 stellt an nahezu alle brennbaren Werkstoffe und Bauteile eines Die Prüfung erfolgt an Probekörpern, die in der Prüfkammer in horizontaler Ausrichtung durch Schienenfahrzeugs spezifische Anforderungen hinsichtlich ihres Rauchdichte- und Rauchgastoxizitätspotenzials. Die Anforderungen richten sich nach dem Einsatzbereich des Produkts und nach der Schädigungsrisiko-Stufe (Hazard-Level) des Fahrzeugs. einen oberhalb angeordneten Wärmestrahler mit konstanter Bestrahlungsstärke thermisch beansprucht werden. Gegebenenfalls wird zusätzlich ein Zündbrenner eingesetzt. Die CEN/TS 45545-2 sieht zwei verschiedene Beanspruchungsintensitäten vor, deren Anwendungsrelevanz vom Einsatzbereich des zu prüfenden Produkts abhängig ist: Prüfmethode Die optische Rauchdichte und die Rauchgastoxizität flächiger Produkte (z.B. Wand- und Deckenverkleidungen, Bodenbelägen, Sitzschalen und –polster) werden gemeinsam in der Prüfkammer nach EN ISO 5659-2 bestimmt. FTIR-Spektrometer Lichtmessstrecke (Detektor) Bestrahlungsstärke 50 kWm-2, ohne Zündflamme Bestrahlungsstärke 25 kWm-2, mit Zündflamme. Wärmestrahler Gasprobenentnahme für Toxizitätsanalyse Trennschild (schwenkbar) Probenhalter Wärmestromsensor für Strahlerkalibrierung Zündbrenner Kammer Propan/Luft-Zufuhr Wärmestrahler Lichtmessstrecke (Strahlungsquelle) Abbildung 1: Prüfkammer nach EN ISO 5659-2 CURRENTA GmbH & Co. OHG CHEMPARK 51638 Leverkusen Deutschland www.currenta.de Abbildung 2: Zersetzungsmodell nach EN ISO 5659-2 Die freigesetzten Rauchgase werden über einen Zeitraum von 20 min (ab Beginn der thermischen Beanspruchung) in der Kammer gesammelt. Die Bestimmung der optischen Dichte des Rauchs erfolgt mit einer Lichtmessstrecke, welche die Transmission eines die Rauchschicht durchdringenden (weißen) Lichtstrahls kontinuierlich erfasst. Seite 2 / 5 D_CEN TS 45545-2_2009_Rauchdichte Toxiziät_EN ISO 5659-2_2011-05.doc Die Toxizität der Rauchgase wird durch FTIRSpektroskopie ermittelt. Im Gegensatz zur Rauchdichtemessung erfolgt die Toxizitätsanalyse nicht zeitkontinuierlich, sondern punktuell nach 4 und 8 min. Prüfdauer. Hierzu werden die zu diesen Zeitpunkten in der Kammer vorhandenen Rauchgase in die Gasmesszelle eines FTIR-Spektrometers geleitet, mit dem ein Absorptionsspektrum im mittleren IR-Spektralbereich aufgenommen wird. Anzahl und Abmessungen der Probekörper Die Prüfung eines Produkts erfolgt an 3 Probekörpern, die jeweils eine quadratische Grundfläche mit einer Seitenlänge von 75 mm besitzen. Die Dicke der Probekörper soll entsprechend der Anwendungssituation des Produkts gewählt werden, darf jedoch nicht größer als 25 mm sein. Dickere Produkte werden an der nicht zu beanspruchenden Seite auf eine resultierende Gesamtdicke von 25 mm zugeschnitten. Bei Produkten, die aus Schichten unterschiedlicher Materialien zusammengesetzt sind (z. B. durch Anstriche, Bezüge, etc.), ist außerdem die Rückseite zu prüfen, sofern diese im Einbauzustand einer potenziellen Brandbeanspruchung ausgesetzt sein kann. Für die Produktbeurteilung werden die nachfolgend erläuterten Parameter herangezogen, wobei der Mittelwert aus allen 3 Versuchen zu Grunde gelegt wird. Zusätzliche Probekörper werden jedoch benötigt, falls im Rahmen einer Prüfung einzelne Auswertung und Beurteilung Rauchdichte Auf der Basis der gemessenen Lichttransmission wird die spezifische optische Dichte DS des Produkts als Funktion der Prüfzeit t berechnet: DS (t) 132 lg 100 % T(t) DS spezifische optische Dichte (-) T Transmission des Lichts (%) 132 Faktor resultierend aus den Prüfbedingungen (Kammervolumen, optische Pfadlänge des Lichts und der beanspruchten Probenoberfläche) Für Produkte, deren Rauchdichtepotenzial bei einer Bestrahlungsstärke von 50 kWm-2 (ohne Zündflamme) zu ermitteln ist, erfolgt die Beurteilung durch folgende zwei Parameter: DS(4) spezifische optische Dichte des Produkts zum Zeitpunkt t = 4 min und VOF4 Integral der DS(t)-Kurve über die Zeit von t = 0 min bis t = 4 min, mit der Trapezregel für das Zeitintervall ∆t = 1 min zu ermitteln: VOF4 n 3 Δt (DS (n) DS (n 1)) 2 n 0 Für Produkte, deren Rauchdichtepotenzial bei einer Bestrahlungsstärke von 25 kWm-2 (mit Zündflamme) zu ermitteln ist, wird zur Beurteilung nur ein Parameter herangezogen: DS(max) Maximum der spezifischen optischen Dichte des Produkts bezogen auf die gesamte Prüfdauer von 20 min Versuchsergebnisse um mehr als 20 % (Rauchdichteprüfung oder Toxizitätsprüfung) vom jeweiligen Mittelwert abweichen. Für die Klassifizierung müssen insgesamt 3 Versuchsergebnisse vorliegen, deren Abweichung vom jeweiligen Mittelwert kleiner als 20 % ist. Abbildung 3: Prüfkammer Seite 3 / 5 D_CEN TS 45545-2_2009_Rauchdichte Toxiziät_EN ISO 5659-2_2011-05.doc Rauchgastoxizität Die nach 4 und 8 min Prüfdauer aus der Kammer entnommenen Gasproben werden bezüglich der folgenden 8 akut inhalationstoxischen Rauchgaskomponenten quantitativ analysiert: Rauchgaskomponente Kohlendioxid CO2 Referenzkonzentration (mgm-3) 72000 Kohlenmonoxid CO 1380 Fluorwasserstoff HF 25 Chlorwasserstoff HCl 75 Bromwasserstoff HBr 99 Cyanwasserstoff HCN 55 Stickoxide NOX 38 Schwefeldioxid SO2 262 Tabelle 1: Anforderungsatz Nr. R1 R2 R5 R10 R11 Zu analysierende Rauchgaskomponenten und Referenzkonzentrationen Werkstoff/Bauteil (gelistete Produkte außer Kabel) Oberflächen von Struktur- und Verkleidungselementen des Fahrzeuginnenbereichs (Wände, Deckenverkleidungen, Türen, Fenster etc.), Gepäckablagen, Führerpult, Tische, Schall- und Wärmedämmstoffe, innen installierte Luft- und Kabelkanäle, Gehäuse für elektrische Ausrüstung Lichtbogenisolationen Typ A & B, u. a. Die Rauchgastoxizität des Produkts wird durch den CIT-Wert (Conventional Index of Toxicity) 8 ci beurteilt: CIT 0,0805 ci Ci Dichtbänder für Wandbekleidung, Leuchtenabdeckungen, Lichtdiffuser Prüfverfahren Nr. T10.01 T10.02 T11.01 T10.02 T10.03 Luftfiltermaterialien T11.02 R6 R8 R16 vertikale Oberflächen der Fahrzeugaußenhaut, Außenflächen des Unterbaus, außen angeordnete Kanäle, Außenflächen von Behältern im Unterflurbereich, Antriebsbauteile, Räder und Bremsscheiben, Bugmaske, Faltbalg Typ B, Außen liegende Zierelemente, Federelemente i Der CIT-Wert wird für beide Analysenzeitpunkte (4 und 8 min, jeweils Mittelwert aus 3 Versuchen) bestimmt. Der höhere Wert ist maßgebend für die Produktbeurteilung. In Tabelle 2 sind die Anforderungen der CEN/TS 45545-2 an die Rauchdichte und die Rauchgastoxizität von gelisteten Produkten (außer Kabeln) zusammengefasst. T11.01 R4 i 1 Konzentration der i-ten Rauchgaskomponente in der Kammer nach 4 bzw. 8 min Prüfdauer (mgm-3) Referenzkonzentration der i-ten Rauchgaskomponente gemäß Tabelle 1 (mgm-3) Die angegebene Gleichung gilt für gelistete Produkte und für beide Bestrahlungsstärken. Für nicht gelistete Produkte und für Kabel wird der CIT-Wert in modifizierter Form ermittelt. T10.01 R3 C Prüfbedingungen und Beurteilungsparameter EN ISO 5659-2 : 50 kWm-2 DS(4) EN ISO 5659-2 : 50 kWm-2 VOF4 -2 EN ISO 5659-2 : 50 kWm CIT nach 4 oder 8 min EN ISO 5659-2 : 50 kWm-2 DS(4) EN ISO 5659-2 : 50 kWm-2 VOF4 EN ISO 5659-2 : 50 kWm-2 CIT nach 4 oder 8 min EN ISO 5659-2 : 25 kWm-2 DS(max) EN ISO 5659-2 : 25 kWm-2 CIT nach 4 oder 8 min Anforderungen HL1 HL2 HL3 600 300 150 1200 600 300 1,2 0,9 0,75 600 480 240 1200 960 480 1,2 0,9 0,75 300 250 200 1,2 0,9 0,75 T10.04 EN ISO 5659-2 : 50 kWm-2 DS(max) - 600 300 T11.01 EN ISO 5659-2 : 50 kWm-2 CIT nach 4 oder 8 min - 1,8 1,5 Tabelle 2.1: Anforderungen an das Rauchdichte- und Rauchgastoxizitätspotenzial von gelisteten Produkten (HL – Hazard Level) Seite 4 / 5 D_CEN TS 45545-2_2009_Rauchdichte Toxiziät_EN ISO 5659-2_2011-05.doc Anforderungsatz Nr. R7 R9 Werkstoff/Bauteil (gelistete Produkte außer Kabel) äußere Dachstruktur der Fahrzeugkarosserie, Außenflächen von auf dem Dach montierten Behältern Fußboden (Verbund aus Belag und Trägermaterial) Prüfverfahren Nr. T10.03 T11.02 T10.03 T11.02 T10.03 R19 Bettzeug für Liegen und Betten T11.02 R20 R22 Gepolsterte Sitze und Kopfstützen, Matratzen Armstützen Unter- und Seitenteile R23 Innen: Kanäle, Isolatoren, Schalter, Transformatoren R24 Außen: Kanäle, Überspannungsableiter, Isolatoren, Schalter, Unterbrecher, Transformatoren Fortzetzung Tabelle 2 T10.03 T11.02 T10.03 T10.03 Prüfbedingungen und Beurteilungsparameter EN ISO 5659-2 : 25 kWm-2 DS(max) EN ISO 5659-2 : 25 kWm-2 CIT nach 4 oder 8 min EN ISO 5659-2 : 25 kWm-2 DS(max) EN ISO 5659-2 : 25 kWm-2 CIT nach 4 oder 8 min EN ISO 5659-2 : 25 kWm-2 DS(max) EN ISO 5659-2 : 25 kWm-2 CIT nach 4 oder 8 min EN ISO 5659-2 : 25 kWm-2 DS(max) EN ISO 5659-2 : 25 kWm-2 CIT nach 4 oder 8 min EN ISO 5659-2 : 25 kWm-2 DS(max) -2 EN ISO 5659-2 : 25 kWm DS(max) Anforderungen HL1 HL2 HL3 - 600 300 - 1,8 1,5 600 300 150 1,2 0,9 0,75 200 200 200 0,75 0,75 0,75 300 300 200 1,2 0,9 0,75 600 300 150 - 600 300 Die CURRENTA Brandtechnologie ist ein durch die DAkkS nach DIN EN ISO/IEC 17025 akkreditiertes Prüflaboratorium. Die Akkreditierung gilt für die in der Anlage der Urkunde aufgeführten Prüfverfahren, die nationale, europäische und internationale brandtechnologische Prüfmethoden für Materialien des Verkehrssektors (Straße, Schiene, Luft, See), sowie des Bau-, Elektro- und Consumerbereiches einschließen. Für diese Prüfverfahren ist die CURRENTA Brandtechnologie berechtigt, dass kombinierte MRA-Zeichen der Deutschen Akkreditierungsstelle GmbH (DAkkS) und der International Laboratory Accreditation Cooperation (ILAC) zu nutzen. Das multilaterale Abkommen „ILAC Mutual Recognition Arrangement (MRA)“ regelt die gegenseitige Anerkennung der Prüfleistungen akkreditierter Laboratorien in allen ILAC-Mitgliedsstaaten (u.a. Deutschland, Frankreich, Großbritanien, Italien, Kanada, Schweiz, USA). Damit wird national und international anerkannt, dass die Currenta Brandtechnologie die in der Urkunde aufgeführten Prüfleistungen kompetent durchführen kann. Durch die Teilnahme an regelmäßigen Rundversuchen, organisiert z.B. von CERTIFER oder ISO, stellt die Brandtechnologie eine gleichbleibend hohe Qualität der Prüfergebnisse sicher. CURRENTA GmbH & Co. OHG ANT / Brandtechnologie CHEMPARK Leverkusen, Gebäude B411 E-Mail: [email protected] Internet : www.brandversuche.de Ihre Ansprechpartner: Michael Halfmann Tel. +49 (0) 214 30 34416 [email protected] Michael Kalkbrenner Tel. +49 (0) 214 30 33002 [email protected] Frank Volkenborn Tel. +49 (0) 214 30 81868 [email protected] Karl-Heinz Richter Tel. +49 (0) 214 30 58342 [email protected] Die Inhalte dieses Informationsblattes wurden mit größter Sorgfalt erstellt. Für die Richtigkeit, Vollständigkeit und Aktualität der Inhalte können wir jedoch keine Gewähr übernehmen.
