Beklädnadsmaterial på en byggnads utsida, med fokus på isoleringsskum och aluminiumpaneler, som visar på brandsäkerhetsproblem.

18.06.2020 by Milena Riedl

Bedömning av brandrisken hos fasadmaterial i befintliga byggnader

University of Queensland har i samarbete med Non-Conforming Building Products (NCBP) Audit Taskforce i Queensland, Australien, föreslagit ett ramverk för att tillhandahålla en robust metod för att bedöma brandrisken för beklädnadsmaterial i befintliga byggnader baserat på en grundlig förståelse av de relevanta brandfenomenen. Termogravimetrisk analys förbättrar ramverkets robusthet. Läs här om hur metoden tillämpas för att utvärdera risken för extern brandspridning på byggnader.

Cladding Materials Library består av en omfattande databas med beklädnadsmaterial baserat på deras sammansättning och brandfarlighet som enskilda komponenter. Den kan vidare användas för att utföra riskanalyser. Databasen är ett verktyg för kvalificerade ingenjörer för att möjliggöra en adekvat identifiering av brandrisker och kvantifiering av den potentiella brandspridningen för beklädnadsmaterial. University of Queensland har i samarbete med Non-Conforming Building Products (NCBP) Audit Taskforce i Queensland, Australien, föreslagit ett ramverk för att tillhandahålla en robust metod för att bedöma brandrisken för beklädnadsmaterial i befintliga byggnader baserat på en grundlig förståelse av de relevanta brandfenomenen. Brännbarheten hos beklädnadsmaterial (aluminiumkompositpaneler, isolering etc.) definieras utifrån väletablerade testramverk som är allmänt accepterade inom brandtekniken. Dessa ramverk har tillämpats och granskats av sakkunniga inom ramen för brandforskningsstudier om brandprestanda för aluminiumkompositpaneler och isoleringsmaterial vid University of Queensland och University of Edinburgh. Detaljerad information om ramverket finns här! Metoden omfattar identifiering av PyrolysPyrolys är den termiska nedbrytningen av organiska föreningar i en inert atmosfär.pyrolys och OxideringOxidation kan beskriva olika processer i samband med termisk analys.oxidation med NETZSCH STA 449 F3 Jupiter® .

Hur stöder termogravimetrisk analys ramverket?

Termogravimetrisk analys (ASTM E1131) används för att analysera den termiska nedbrytningen av material som en funktion av temperaturen. Reaktioner där massförlust uppstår, t.ex. PyrolysPyrolys är den termiska nedbrytningen av organiska föreningar i en inert atmosfär.pyrolys och OxideringOxidation kan beskriva olika processer i samband med termisk analys.oxidation, kan identifieras med hjälp av denna teknik. TGA ingår i detta testprotokoll för att förbättra ramverkets robusthet. De andra teknikerna för identifiering och kvantifiering av material är i teorin tillräckliga, men genom att lägga till en extra teknik för att verifiera resultaten kan man säkerställa att potentiella fel reduceras.

Förberedelse av prov

TGA-prover togs från sidan av en given provkropp så att data blev genomsnittliga över hela djupet. Det yttersta inkapslingslagret avlägsnades först för att eliminera effekten av provtagningsverktyget. Provkropparna utgjordes av small flingor (0,5 - 3 mm långa) för att minimera värmegradienterna genom provet. Dessa pressades lätt ned i degelns botten för att säkerställa god termisk kontakt med termoelementet på lastcellen.

Hur man utför analysen med termogravimetrisk analys

  • Konstant uppvärmningshastighet på 20°C min-1 från 50 till 800°C. En tio minuters IsotermisktTester vid kontrollerad och konstant temperatur kallas isotermiska.isotermisk uppvärmningsregim i luft lades till i slutet av varje test för att förhindra att deglar fastnar i lastcellen;
  • Ett test i luftatmosfär och ett test i kväveatmosfär, för totalt två tester per prov;
  • En flödeshastighet på 150 ml min-1 för gasen, med ytterligare 20 ml min-1 kvävespädningsflöde i samtliga fall;
  • Aluminiumoxiddeglar (Al2O3) med en volym på 85 μl, en diameter på 8 mm och utan lock användes;
  • Provmassan var i allmänhet 10,0 mg med en maximal avvikelse på 2,5 mg. För vissa prover var detta dock inte möjligt på grund av degelvolymen, och därför minskades målmassan.
TGA-resultat som visar termisk nedbrytning av isoleringsskum i luft- (vänster) och kväveatmosfär (höger), vilket belyser brandegenskaper.
Figur 1: TGA-mätning av ett pläteringsmaterial i kväve- (höger) och luftatmosfär (vänster)

De TGA-plottar som visas är för en typ av isoleringsskum, med ett test i luft och ett i kväve. Resultaten visar att materialet genomgår PyrolysPyrolys är den termiska nedbrytningen av organiska föreningar i en inert atmosfär.pyrolys (245-383°C) och genererar ett kol i kväve. I syre har denna kol sedan en ExotermEn provövergång eller en reaktion är exoterm om värme genereras.exoterm oxidationsreaktion (topp 581°C). Kolutbytet är ganska lågt och liknar några av de skum som har dåliga prestanda i brand, och därför skulle prestandan för detta skum också förväntas vara dålig.

Slutsats

Trots en hög oxidationstemperatur är den termiska trögheten i detta material extremt låg, vilket innebär att materialet antänds snabbt. Alternativen till biblioteket för beklädnadsmaterial anger bara att det är en isolering och ger ingen indikation på detta möjliga brandbeteende.

“Syftet med Cladding Materials Library har varit att tillhandahålla bevis på brandprestanda till praktiserande ingenjörer så att de kan utvärdera risken för extern brandspridning på byggnader. Databasen hjälper ingenjören i beslutsfattandet och är både billig och enkel att korsreferera. TGA-resultaten ger extra robusthet i materialidentifieringen, som används för att korsreferera materialets brandprestanda utan att ingenjören behöver utföra brandprovningen själv.”

Dr Martyn S. McLaggan
Forskare och samordnare av "Cladding Materials Library"
AI Overview
An error occurred. Please try again.