Giriş
Modern bina yönetmelikleri ve güvenlik standartları, yapı malzemelerinin sadece yapısal olarak güvenli olmasını değil, aynı zamanda yangın açısından da güvenli olmasını gerektirmektedir. Kendini kanıtlamış bir yapı malzemesi olan ahşap birçok fayda sağlamakla birlikte small kıvılcım gibi ısı kaynakları tarafından tutuşturulabileceği ve duman gazları açığa çıkarabileceği için riskler de taşımaktadır.
Duman solumanın yangınlarda en yaygın ölüm nedeni olması ve yoğun dumanın yön bulmayı ve kaçışı zorlaştırması nedeniyle, ahşabın yangın davranışını ve duman emisyonunu analiz etmek çok önemlidir.
Ahşabın bu açıdan bir yapı malzemesi olarak uygunluğunu teyit etmek için kapsamlı yangın testleri ve sertifikasyon gereklidir.
Ölçüm Koşulları
Yangına verilen tepkiyi araştırmak için ladin ağacı numuneleri (100 x 100 x 17 mm³) NETZSCH TCC 918 Koni Kalorimetresinde test edilmiştir. Bu cihaz ısı salınım hızını (HRR), kütle kaybını ve ortaya çıkan baca gazlarının yoğunluğunu ve bileşimini kaydeder.
Ahşap numuneler, ölçüm sırasında kütle kaybını sürekli olarak kaydetmek için bir yük hücresine monte edilmiş yatay bir numune tutucu üzerine yerleştirilmiştir. Elektrikli bir ısıtma konisi numuneleri yukarıdan ısıtmış ve ahşabın pirolizini başlatmıştır. Yeterli PirolizPiroliz, organik bileşiklerin inert bir atmosferde termal olarak ayrışmasıdır.piroliz gazı açığa çıktığında, ateşleme bir kıvılcım ateşleyici ile sağlanmıştır. Ortaya çıkan yanma gazları ısıtma konisinden akmış ve bir egzoz sistemi tarafından toplanmıştır.
Kütle akışı, baca gazının sıcaklığı ve O₂, CO₂ ve CO konsantrasyonları egzoz sisteminde sürekli olarak ölçülmüştür. Ayrıca, duman yoğunluğu lazer ışığının iletimi ile belirlenmiştir. Gaz analizörü (Siemens Oxymat/Ultramat) ölçümlerden önce kalibre edilmiş ve C-faktörü1 bir metan brülörü kullanılarak kontrol edilmiştir. Ölçüm koşulları Tablo 1'de özetlenmiştir.
Isıtma konisi ısıtıldıktan sonra obtüratör kapatılmış ve hazırlanan numune tutucu taban plakası üzerine yerleştirilmiştir. Ölçüm, panjurun otomatik olarak açılmasıyla başlatıldı ve salınan gazlar otomatik ateşleme sistemi tarafından ateşlendi. Şekil 2 numune hazırlama ve ölçüm düzeneğini göstermektedir.
1C-faktörü, ISO 5660-1 uyarınca tanımlanan koni kalorimetrisinde önemli bir kalibrasyon parametresidir. Oksijen analizöründen gelen sinyal ile açığa çıkan gerçek ısı enerjisi arasındaki ilişkiyi kurarak ısı açığa çıkma oranının (HRR) doğru bir şekilde belirlenmesi için bir sabit görevi görür.
Tablo 1: Ölçüm koşulları
| Örnek tutucu | Yatay |
| Isı akışı | 50 kW/m2 |
| Nominal akış hızı | 24.0 l/s |
| Koni ısıtıcıya olan mesafe | 25 mm |
2) Numune hazırlama ve ölçüm kurulumu
Ölçüm Sonuçları
Şekil 3, yanma sırasında üç ahşap numunenin zaman içindeki kütle kaybını göstermektedir. Tutuşmadan hemen sonra, su ve yüksek derecede yanıcı organik maddeler gibi uçucu bileşenlerin yanması nedeniyle hızlı bir kütle kaybı meydana gelir. Alev söndükten sonra yavaş bir parlama süreci başlar ve bu da daha küçük, sürekli bir kütle kaybına neden olur.
Şekil 4, numunelerin ısı salınım hızının (HRR)2 seyrini göstermektedir. Ateşlemeden hemen sonra, tüm numunelerin HRR'si keskin bir şekilde yükselir ve yaklaşık 170 kW/m2'de maksimuma ulaşır. Yüksek derecede yanıcı bileşenler tüketildikçe, HRR önemli ölçüde düşerek daha az yoğun yanmaya işaret eder. Bu aynı zamanda uçucuların büyük ölçüde tüketildiğini ve katı kalıntıların (odun kömürü) yanmasının baskın olduğunu gösterir. Alev sönmeden hemen önce HRR'de daha fazla artış olması odun için tipik bir durumdur ve kömür tabakasının parçalanarak daha uçucu bileşenlerin açığa çıkmasından kaynaklanır. Yaklaşık 20 dakika sonra değerler daha düşük bir seviyede stabilize olur. Bu, yanıcı malzemenin çoğunun tüketildiğini ve geriye çoğunlukla kömürleşmiş kalıntıların kaldığını gösterir. Bu kalıntılar yavaş ve eşit bir şekilde yanmaya devam ederek sürekli ancak düşük ısı salınımına neden olur.
2 Isı Salım Oranı (HRR), bir malzemenin yanması sırasında birim zamanda salınan ısı miktarının bir ölçüsüdür(https://analyzing-testing.NETZSCH.com/en/products/fire-testing/tcc-918)
Analizin bir diğer önemli yönü de duman üretimidir ve bu da iletimin ölçülmesiyle belirlenir. İletimdeki bir azalma duman yoğunluğunda bir artış olduğunu gösterir. Şekil 5 numunelerin duman ölçümlerini göstermekte ve duman üretimi ile ısı salınımı arasındaki korelasyonu vurgulamaktadır. Başlangıçta, duman üretim hızında (SPR) belirgin bir maksimum vardır, bu da hızlı tutuşmayı ve large miktarlarda yanıcı gaz ve partikül salınımını gösterir. Bununla birlikte, bu ilk tepe noktası hızla azalır, bu da hızla duman oluşumuna yol açan uçucu bileşenlerin yanmasının karakteristiğidir.
Sonuçlar, özellikle kütle kaybı, ısı salınımı ve duman oluşumu açısından ahşabın karmaşık yanma süreçlerine ilişkin değerli bilgiler sağlamaktadır.
Örnekler arasındaki farklar küçüktür ve yapı, nem veya YoğunlukKütle yoğunluğu, kütle ve hacim arasındaki oran olarak tanımlanır. yoğunluk farklılıkları gibi ahşaptaki doğal varyasyonlarla açıklanabilir.
Özet
Özetle, ahşap doğal görünümü, sürdürülebilirliği ve mekanik dayanımı ile değerli ve çok yönlü bir yapı malzemesidir. Ahşabın yangına dayanıklılığı, ahşabın iç yapısını yalıtan ve yanmayı yavaşlatan bir kömür tabakasının oluşmasıyla artar. Bu kömür tabakası, ahşap bileşenlerin boyutsal stabilitesine ve mukavemetine katkıda bulunarak ahşap binaların yangınlarda diğer birçok malzemeden daha uzun süre yapısal olarak stabil kalmasını sağlar.
Ahşabın düşük ısı iletkenliği ısı dağılımını azaltır, bu da bileşenlerin boyutsal stabilitesini ve mukavemetini destekler. Bu özelliklerin bir sonucu olarak, ahşap binaların yapısı bir yangın durumunda daha uzun süre bozulmadan kalır ve bu da itfaiyeciler arasında "ahşap güvenli bir şekilde yanar" sözünü açıklar. Bununla birlikte, modern inşaatlarda ahşap yapıların güvenliğini ve uzun ömürlülüğünü sağlamak için ahşabın yangın direncinin daha fazla araştırılması ve optimize edilmesi hayati önem taşımaktadır.