18.06.2020 by Milena Riedl

Valutazione del rischio di incendio dei materiali di rivestimento degli edifici esistenti

L'Università del Queensland, in collaborazione con la Taskforce di verifica dei prodotti edilizi non conformi (NCBP) del Queensland, Australia, ha proposto un quadro di riferimento per fornire una metodologia robusta per valutare il rischio di incendio dei materiali di rivestimento degli edifici esistenti, basata su una comprensione approfondita dei fenomeni di incendio rilevanti. L'analisi termogravimetrica migliora la solidità del quadro di riferimento. Leggete qui come il metodo viene applicato per valutare il rischio di propagazione del fuoco esterno negli edifici.

Il sito Libracomprende un ampio database di materiali di rivestimento in base alla loro composizione e infiammabilità come singoli componenti. Può essere utilizzato anche per eseguire analisi dei rischi. Il database è uno strumento per ingegneri qualificati per consentire un'adeguata identificazione dei rischi di incendio e la quantificazione della potenziale propagazione del fuoco dei materiali di rivestimento. L'Università del Queensland, in collaborazione con la Taskforce di verifica dei prodotti edilizi non conformi (NCBP) del Queensland, Australia, ha proposto un quadro di riferimento per fornire una solida metodologia di valutazione del rischio di incendio dei materiali di rivestimento negli edifici esistenti, basata su una comprensione approfondita dei fenomeni di incendio rilevanti. L'infiammabilità dei materiali di rivestimento (pannelli compositi in alluminio, isolanti, ecc.) è definita sulla base di schemi di prova consolidati e ampiamente accettati dalla comunità degli ingegneri della sicurezza antincendio. Questi schemi sono stati applicati e sottoposti a revisione paritaria nell'ambito degli studi di fire research sulle prestazioni antincendio di pannelli compositi in alluminio e materiali isolanti presso l'Università del Queensland e l'Università di Edimburgo. Informazioni dettagliate sulla struttura sono disponibili qui! La metodologia comprende l'identificazione della PirolisiLa pirolisi è la decomposizione termica di composti organici in atmosfera inerte.pirolisi e dell'OssidazioneL'ossidazione può descrivere diversi processi nel contesto dell'analisi termica.ossidazione con NETZSCH STA 449 F3 Jupiter® .

In che modo l'analisi termogravimetrica supporta la struttura?

L'analisi termogravimetrica (ASTM E1131) viene utilizzata per analizzare la Reazione di decomposizioneUna reazione di decomposizione è una reazione termicamente indotta di un composto chimico che forma prodotti solidi e/o gassosi. decomposizione termica dei materiali in funzione della temperatura. Questa tecnica consente di identificare le reazioni in cui si verifica una perdita di massa, come la PirolisiLa pirolisi è la decomposizione termica di composti organici in atmosfera inerte.pirolisi e l'OssidazioneL'ossidazione può descrivere diversi processi nel contesto dell'analisi termica.ossidazione. La TGA è stata inclusa in questo protocollo di test per aumentare la robustezza del quadro. Le altre tecniche di identificazione e quantificazione dei materiali sono teoricamente sufficienti, ma l'aggiunta di una tecnica supplementare per la verifica dei risultati garantisce una riduzione dei potenziali errori.

Preparazione del campione

I campioni TGA sono stati prelevati dal lato di un determinato campione in modo da ottenere una media dei dati su tutta la profondità. Lo strato di incapsulamento più esterno è stato prima rimosso per eliminare l'effetto dello strumento di campionamento. I campioni hanno assunto la forma di small flakes (0,5 - 3 mm di lunghezza) per minimizzare i gradienti termici attraverso il campione. Sono stati leggermente pressati sul fondo del crogiolo per garantire un buon contatto termico con la termocoppia della cella di carico.

Come eseguire l'analisi con l'analisi termogravimetrica

  • Velocità di riscaldamento costante di 20°C min-1 da 50 a 800°C. Alla fine di ogni prova è stato aggiunto un regime di riscaldamento IsotermicoI test a temperatura controllata e costante sono detti isotermici.isotermico in aria della durata di dieci minuti per evitare che i crogioli rimanessero attaccati alla cella di carico;
  • Una prova in atmosfera di aria e una in atmosfera di azoto, per un totale di due prove per campione;
  • Una portata di 150 ml min-1 per il gas, con un flusso aggiuntivo di 20 ml min-1 di spurgo di azoto in tutti i casi;
  • Sono stati utilizzati crogioli di allumina (Al2O3) con un volume di 85 μl, un diametro di 8 mm e senza coperchio;
  • La massa del campione è stata generalmente di 10,0 mg con una deviazione massima di 2,5 mg. Tuttavia, per alcuni campioni, ciò non è stato possibile per il volume del crogiolo e quindi la massa target è stata ridotta.
Figura 1: Misura TGA di un materiale di rivestimento in atmosfera di azoto (destra) e aria (sinistra)

La TGA plots mostrata è relativa a un tipo di schiuma isolante, con un test in aria e uno in azoto. I risultati mostrano che il materiale subisce una PirolisiLa pirolisi è la decomposizione termica di composti organici in atmosfera inerte.pirolisi (245 - 383°C) e genera un carbone in azoto. In ossigeno, questo char ha poi una reazione di OssidazioneL'ossidazione può descrivere diversi processi nel contesto dell'analisi termica.ossidazione esotermica (picco di 581°C). Il rendimento del carbone è piuttosto basso e simile a quello di alcune schiume dalle scarse prestazioni in caso di incendio, per cui ci si aspetta che anche le prestazioni di questa schiuma siano scarse.

Conclusione

Nonostante l'elevata temperatura di OssidazioneL'ossidazione può descrivere diversi processi nel contesto dell'analisi termica.ossidazione, l'Inerzia termicaL'inerzia termica è equivalente al fattore PHI. Entrambi descrivono il rapporto tra la massa e la capacità termica specifica di un campione o di una miscela di campioni rispetto a quella del recipiente o del contenitore del campione.inerzia termica di questo materiale è estremamente bassa e quindi il materiale si incendia rapidamente. Le alternative ai materiali di rivestimento Librasi limitano a segnalare che si tratta di un isolante e non forniscono alcuna indicazione sul possibile comportamento al fuoco.

„L'obiettivo del database dei materiali di rivestimento Libra®è stato quello di fornire prove di resistenza al fuoco agli ingegneri professionisti, in modo che possano valutare il rischio di propagazione del fuoco esterno negli edifici. Il database aiuta gli ingegneri nelle loro decisioni ed è economico e facile da consultare. I risultati della TGA forniscono un'ulteriore solidità nell'identificazione dei materiali, che viene utilizzata per fare un riferimento incrociato alle prestazioni antincendio dei materiali senza che l'ingegnere debba eseguire personalmente i test antincendio.“

Dr Martyn S. McLaggan
arch Fellow e Coordinatore di "Cladding Materials Library"