TCC 918 Kalorimeter Kerucut - Reaksi Api terhadap Kayu

Pendahuluan

Peraturan bangunan modern dan standar keamanan mengharuskan bahan bangunan tidak hanya aman secara struktural, tetapi juga aman dari api. Kayu, bahan bangunan yang telah terbukti, menawarkan banyak manfaat, tetapi juga membawa risiko karena dapat tersulut oleh small sumber panas seperti percikan api, melepaskan gas asap.

Karena menghirup asap adalah penyebab kematian paling umum dalam kebakaran dan asap tebal membuat orientasi dan penyelamatan diri menjadi sulit, maka sangat penting untuk menganalisa perilaku kebakaran dan emisi asap kayu.

Pengujian dan sertifikasi kebakaran yang ekstensif diperlukan untuk mengkonfirmasi kesesuaian kayu sebagai bahan bangunan dari sudut pandang ini.

Kondisi Pengukuran

Untuk menyelidiki reaksi terhadap api, spesimen kayu cemara (100 x 100 x 17 mm³) diuji dalam NETZSCH TCC 918 Cone Calorimeter. Alat ini mencatat laju pelepasan panas (HRR), kehilangan massa, serta KepadatanDensitas massa didefinisikan sebagai rasio antara massa dan volume. kepadatan dan komposisi gas buang yang dihasilkan.

Sampel kayu diposisikan pada tempat sampel horizontal yang dipasang pada sel beban untuk mencatat kehilangan massa secara terus menerus selama pengukuran. Sebuah kerucut pemanas listrik memanaskan spesimen dari atas dan memulai proses PirolisisPirolisis adalah penguraian termal senyawa organik dalam atmosfer inert.pirolisis kayu. Setelah gas PirolisisPirolisis adalah penguraian termal senyawa organik dalam atmosfer inert.pirolisis yang cukup dilepaskan, penyalaan diberikan oleh penyulut api. Gas pembakaran yang dihasilkan mengalir melalui kerucut pemanas dan dikumpulkan oleh sistem pembuangan.

Aliran massa, suhu gas buang dan konsentrasi O₂, CO₂ dan CO diukur secara terus menerus dalam sistem pembuangan. Selain itu, KepadatanDensitas massa didefinisikan sebagai rasio antara massa dan volume. kepadatan asap ditentukan oleh transmisi sinar laser. Penganalisis gas (Siemens Oxymat/Ultramat) dikalibrasi sebelum pengukuran dan ^faktor-C1 diperiksa dengan menggunakan pembakar metana. Kondisi pengukuran dirangkum dalam Tabel 1.

Setelah memanaskan kerucut pemanas, penutup ditutup dan tempat sampel yang telah disiapkan diposisikan di atas pelat dasar. Pengukuran dimulai dengan membuka rana secara otomatis dan gas yang dilepaskan dinyalakan oleh sistem penyalaan otomatis. Gambar 2 menunjukkan persiapan sampel dan pengaturan pengukuran.

^1Faktor-Cadalah parameter kalibrasi utama dalam kalorimetri kerucut, yang didefinisikan sesuai dengan ISO 5660-1. Faktor ini berfungsi sebagai konstanta untuk penentuan laju pelepasan panas (HRR) yang akurat dengan menetapkan hubungan antara sinyal dari penganalisis oksigen dan energi panas aktual yang dilepaskan.

Tabel 1: Kondisi pengukuran

Hasil Pengukuran

Gambar 3 menunjukkan kehilangan massa dari ketiga spesimen kayu dari waktu ke waktu selama pembakaran. Segera setelah penyalaan, kehilangan massa yang cepat terjadi karena pembakaran komponen yang mudah menguap seperti air dan zat organik yang sangat mudah terbakar. Setelah nyala api dipadamkan, proses pembakaran yang lambat dimulai, menghasilkan kehilangan massa yang lebih kecil dan terus menerus.

Gambar 4 menampilkan jalannya laju pelepasan panas (HRR⁾² dari spesimen. Segera setelah penyalaan, HRR semua sampel meningkat tajam dan mencapai maksimum sekitar 170 ^kW/m2. Saat komponen yang sangat mudah terbakar dikonsumsi, HRR turun secara signifikan, menunjukkan pembakaran yang kurang intens. Hal ini juga mengindikasikan bahwa sebagian besar volatil telah dikonsumsi dan pembakaran residu padat (arang) lebih dominan. Peningkatan lebih lanjut dalam HRR sesaat sebelum api dipadamkan adalah tipikal dari kayu dan disebabkan oleh pecahnya lapisan arang, melepaskan lebih banyak komponen yang mudah menguap yang kemudian terbakar. Setelah sekitar 20 menit, nilainya menjadi stabil pada tingkat yang lebih rendah. Hal ini mengindikasikan bahwa sebagian besar bahan yang mudah terbakar telah habis, dan menyisakan residu yang hangus. Residu ini terus terbakar secara perlahan dan merata, sehingga menghasilkan pelepasan panas yang berkelanjutan namun rendah.

² Laju Pelepasan Panas (HRR) adalah ukuran jumlah panas yang dilepaskan per satuan waktu selama pembakaran suatu bahan(https://analyzing-testing.NETZSCH.com/id/products/fire-testing/tcc-918)

Aspek kunci lain dari analisis ini adalah pembentukan asap, yang ditentukan dengan mengukur transmisi. Penurunan transmisi menunjukkan peningkatan KepadatanDensitas massa didefinisikan sebagai rasio antara massa dan volume. kepadatan asap. Gambar 5 mengilustrasikan pengukuran asap dari sampel dan menyoroti korelasi antara produksi asap dan pelepasan panas. Pada awalnya, ada maksimum yang jelas dalam tingkat produksi asap (SPR), yang menunjukkan penyalaan yang cepat dan pelepasan large jumlah gas dan partikel yang mudah terbakar. Namun, puncak awal ini dengan cepat menurun, yang merupakan karakteristik dari pembakaran komponen yang mudah menguap yang dengan cepat menyebabkan pembentukan asap.

Hasilnya memberikan wawasan yang berharga ke dalam proses pembakaran kayu yang kompleks, terutama dalam hal kehilangan massa, pelepasan panas dan pembentukan asap.

Perbedaan antara sampel-sampel tersebut sangat kecil dan dapat dijelaskan oleh variasi alami pada kayu, seperti perbedaan struktur, kelembaban atau KepadatanDensitas massa didefinisikan sebagai rasio antara massa dan volume. kepadatan.

Ringkasan

Singkatnya, kayu adalah bahan bangunan yang berharga dan serbaguna dengan tampilan alami, keberlanjutan, dan kekuatan mekanis. Ketahanan kayu terhadap api ditingkatkan dengan pembentukan lapisan arang yang mengisolasi struktur internal kayu dan memperlambat pembakaran. Lapisan arang ini berkontribusi pada stabilitas dimensi dan kekuatan komponen kayu, sehingga memungkinkan bangunan kayu tetap stabil secara struktural dalam kebakaran lebih lama dibandingkan dengan bahan lainnya.

Konduktivitas termal yang rendah dari kayu mengurangi pembuangan panas, yang mendukung stabilitas dimensi dan kekuatan komponen. Sebagai hasil dari sifat-sifat ini, struktur bangunan kayu tetap utuh lebih lama jika terjadi kebakaran, yang menjelaskan pepatah di antara petugas pemadam kebakaran bahwa 'kayu terbakar dengan aman'. Namun, sangat penting bahwa ketahanan kayu terhadap api diselidiki lebih lanjut dan dioptimalkan untuk memastikan keamanan dan umur panjang struktur kayu dalam konstruksi modern.