ما هو Heat Release؟
اختبار إطلاق الحرارة هو التجربة التي يتم فيها حرق العينة تحت تدفق حراري محدد ويتم قياس معدل إطلاق الحرارة (HRR)، وقيمة الذروة، وإجمالي إطلاق الحرارة بناءً على مبدأ استهلاك الأكسجين.
الغرض من Heat Release
الهدف هو قياس مساهمة المادة في نمو الحرائق؛ معدل إطلاق الحرارة هو مؤشر رئيسي لمعدل نمو الحرائق.
على أي منتجات يُطبَّق Heat Release؟
- مواد البناء والعزل
- المواد الداخلية للسكك الحديدية والسفن
- لوازم مقصورة الطيران
- منتجات الكابلات والبلاستيك
في أي قطاعات يُستخدم Heat Release؟
المواصفات المتعلقة بـ Heat Release
- ISO 5660-1 (koni kalorimetre)
- ASTM E1354
- EN 13823 (الهيئة الفرعية للتنفيذ)
- ISO 5660-2 (إنتاج الدخان)
- يو ال 94فئة القابلية للاشتعال في المواد البلاستيكية امتحان
- EN 13501تصنيف الحرائق لمنتجات البناء امتحان
- أستم E84انتشار اللهب على السطح امتحان
- ASTM E119مقاومة الحريق في عناصر البناء امتحان
شروط Heat Release
- تدفق الحرارة
- المستويات المحددة في المعيار (على سبيل المثال 25 أو 35 أو 50 كيلووات/م²)
- مبدأ القياس
- قياس السعرات الحرارية لاستهلاك الأكسجين
- الكميات المقاسة
- ذروة معدل ضربات القلب، متوسط معدل ضربات القلب، إجمالي إطلاق الحرارة (THR)، MARHE، وقت الإشعال
- عينة
- 100 × 100 مم؛ سمك يمثل المنتج الفعلي
جهاز Heat Release
- المسعر المخروطي
- محلل الأكسجين ونظام قياس غاز المداخن
- مقياس التدفق الحراري وموقد المعايرة
- خلية الحمل (لفقدان الكتلة)
متطلبات العينة لـ Heat Release
- يجب أن يمثل سمك العينة المنتج الفعلي
- يجب عزل السطح الخلفي للعينة كما هو محدد في المعيار.
- يجب معايرة الجهاز بموقد الميثان
- يتم تحديد عدد العينات في المعيار
مدة Heat Release
عادة 2-4 أسابيع.
إجراء Heat Release
- 1تم التحقق من معايرة الجهاز.
- 2يتم تحضير العينة وعزل سطحها الخلفي.
- 3يتم ضبط التدفق الحراري.
- 4يتم تشعيع العينة وإشعالها.
- 5يتم تسجيل معدل إطلاق الحرارة وفقدان الكتلة بشكل مستمر.
- 6يتم حساب ذروة HRR، THR وMARHE.
معايير قبول Heat Release
معايير القبول هي الحد الأقصى لقيم HRR أو THR أو MARHE الواردة في معيار المنتج ذي الصلة.
تقييم النتائج
مستوى التدفق الحراري يحدد النتيجة. لا يمكن مقارنة القيم المأخوذة عند تدفقات مختلفة. يعد سمك العينة وعزل السطح الخلفي أمرًا حاسمًا أيضًا. يعد قياس السعرات الحرارية المخروطي (ISO 5660) تجربة صغيرة الحجم؛ قد تعطي SBI (EN 13823) نتائج مختلفة على نطاق متوسط.
تقرير Heat Release
- تم تطبيق المعيار
- التدفق الحراري وسمك العينة
- سجلات المعايرة
- وقت الإشعال، ذروة HRR، THR، MARHE
- منحنى خسارة الكتلة
الاعتماد
حصلت EUROLAB على اعتماد معترف به دوليًا تم الحصول عليه من هيئات الاعتماد الأطراف في ترتيبات الاعتراف المتعددة الأطراف IAF وILAC، بموجب ISO/IEC 17025 للاختبارات المعملية، وISO/IEC 17020 للتفتيش والمراقبة، وISO/IEC 17021-1 وISO/IEC 17065 لشهادة النظام والمنتجات. تضمن هذه السلسلة قبول التقارير والشهادات الصادرة في جميع أنحاء العالم.
تعتمد إمكانية تقديم هذا الاختبار ضمن النطاق المعتمد على منتجك والمعيار المطبق؛ وبما أن الاعتماد يعتمد على الطريقة، يتم تأكيد النطاق كتابيًا في مرحلة عرض الأسعار.
النطاق والتفويضاتاللوائح ذات الصلة
- متطلبات البناء والسكك الحديدية والحريق البحري
اختبارات الحريق — ما الذي يغطيه مجال الاختبار هذا؟
يصف القسم أدناه المجال الذي ينتمي إليه اختبار Heat Release؛ أما شروط ومعايير قبول هذا الاختبار تحديدًا فترد في الأقسام أعلاه. يتم تأكيد النطاق الخاص بمنتجكم كتابيًا في مرحلة العرض السعري.
تقيس اختبارات الحريق مفهومين مختلفين، والخلط بينهما هو الخطأ الأكثر شيوعًا في هذا المجال. يصف رد فعل الحريق مدى مساهمة المادة في بدء الحريق ونموه. أما مقاومة الحريق فهي قدرة عنصر إنشائي على احتواء الحريق لمدة محددة. الأول خاصية للمادة، والثاني خاصية للعنصر.
على جانب رد الفعل، تُقاس قابلية الاشتعال وانتشار اللهب وإطلاق الحرارة وإنتاج الدخان وتكوّن القطرات المشتعلة وانبعاث الغازات السامة. وتُترجَم النتيجة إلى فئة EN 13501-1 في أوروبا، ومؤشرات ASTM E84 في أمريكا الشمالية، وفئة UL 94 للبلاستيك المستخدم في الأجهزة. ولا يمكن تحويل هذه الأنظمة الثلاثة إلى بعضها؛ فمقاييسها وأجهزتها مختلفة.
على جانب المقاومة، تُجرى اختبارات الفرن. إذ يُعرَّض العنصر لمنحنى درجة حرارة-زمن محدد وتُقاس المدة التي يحافظ خلالها على ثلاث وظائف: تحمّل الحمل (R) والسلامة (E) والعزل (I). وبالنسبة لباب مقاوم للحريق، يعني الترميز EI 60 أن العنصر يحافظ على سلامته ووظيفة عزله لمدة ستين دقيقة.
يُعد المقياس عاملًا حاسمًا في هذه العائلة ويؤثر مباشرة على التكلفة. وتُعد اختبارات اللهب الصغير مناسبة لفرز المواد وهي سريعة وغير مكلفة. لكن سلوك الحريق الحقيقي يتغير مع المقياس: فقد تنطفئ مادة ما ذاتيًا على عينة صغيرة بينما تُبقي اللهب مشتعلاً على سطح كبير. لذلك تُعد الأجهزة كبيرة المقياس مثل اختبار زاوية الغرفة واختبارات الواجهة الكاملة المقياس لا غنى عنها في التطبيقات الحرجة.
أصبحت أنظمة الواجهات الموضوع الأكثر حساسية في هذا المجال في السنوات الأخيرة. وأدى الانتشار السريع لحرائق الواجهات في المباني الشاهقة إلى مطالبة اللوائح الوطنية باختبار واجهات كبير المقياس. وما يُقيَّم هنا ليس مادة واحدة بل النظام: إذ يُختبر العزل والكسوة والفراغ الهوائي وعناصر التثبيت وحواجز الحريق معًا.
يشكّل الدخان والسمية مجالًا منفصلًا لأن معظم الوفيات في الحرائق تنجم عن الدخان وليس اللهب. وفي أنظمة السكك الحديدية والسفن، تُعد قياسات كثافة الدخان وسمية الغاز بنودًا إلزامية؛ ويعتمد الوقت المتاح للإخلاء في الفراغ المغلق على هذه القيم.
تمتلك الكابلات قسمها الفرعي الخاص. ويمكن أن تُشكِّل حزمة كابلات داخل مبنى مسارًا خطيرًا لانتشار الحريق بين الطوابق؛ لذلك يُقيَّم انتشار اللهب وإنتاج الدخان ومحتوى الهالوجين وسلامة الدائرة للكابلات وفق معايير منفصلة، ويُستخدم في أوروبا تصنيف EN 13501-6.
مجموعات الطرق في هذا المجال
عدم القابلية للاحتراق والقيمة الحرارية
فرن عدم القابلية للاحتراق EN ISO 1182 والقيمة الحرارية الإجمالية EN ISO 1716؛ وهما محددا الفئتين A1 وA2.
عنصر الاحتراق الفردي (SBI)
EN 13823؛ يُقاس إطلاق الحرارة وانتشار اللهب وإنتاج الدخان معًا في جهاز زاوية متوسط المقياس.
اللهب الصغير
قابلية الاشتعال بمصدر لهب واحد وفق EN ISO 11925-2؛ والاحتراق الأفقي والرأسي UL 94؛ ولهب الإبرة والسلك المتوهج.
المسعر المخروطي
ISO 5660 / ASTM E1354؛ يُقاس معدل إطلاق الحرارة وإجمالي إطلاق الحرارة وإنتاج الدخان. وهو الاختبار الأكثر إفادة في تطوير المواد.
مقاومة الحريق
اختبارات الفرن وفق منحنى درجة الحرارة-الزمن القياسي؛ وأجهزة منفصلة للأبواب والجدران والأرضيات والزجاج والفتحات الخدمية.
كبير المقياس
اختبار زاوية الغرفة (ISO 9705، NFPA 286)، واختبارات حريق الواجهة، واختبارات الانتشار الرأسي للهب على حزم الكابلات.
الدخان والسمية
الكثافة الضوئية للدخان وتحليل غازات الدخان ومؤشرات السمية؛ وهي إلزامية في أنظمة السكك الحديدية والقطاع البحري.
أمور يشيع الخلط بينها في هذا المجال
- رد فعل الحريق ومقاومة الحريق مفهومان مختلفان؛ ويجب أن تُوضِّح المواصفة أيهما مطلوب.
- لا يمكن تحويل نتائج UL 94 وASTM E84 وEN 13501-1 إلى بعضها.
- لا تُعد نتيجة صغيرة المقياس دليلاً على السلوك كبير المقياس؛ ويُطلب اختبار كبير المقياس في التطبيقات الحرجة.
- لا تصح الفئة إلا مقترنة بتركيب الاستخدام النهائي للمنتج؛ ويغيّر ركيزة أو فراغ هوائي مختلف النتيجة.
- لا تكفي نتيجة مادة واحدة في أنظمة الواجهات؛ إذ يجب اختبار النظام ككل.
- لا تُظهر فئة الحريق لمنتج ما مقاومة الحريق لتجميع مصنوع منه.
ما القرارات التي تدعمها هذه النتائج
- فئة الحريق في إعلان أداء منتجات البناء
- الامتثال التنظيمي في اختيار الكابلات والأرضيات والتكسيات الداخلية
- اعتماد المواد الداخلية للمركبات السككية والسفن والطائرات
- اعتماد تصميم نظام الواجهة
- تلبية متطلبات التأمين ومواصفات المشروع
الاختبارات ذات الصلة
الأسئلة الشائعة حول Heat Release
وفقًا لأي معيار يتم تصنيع Heat Release؟
تم تنفيذ Heat Release في النطاق ISO 5660-1 (koni kalorimetre), ASTM E1354, EN 13823 (الهيئة الفرعية للتنفيذ) و ISO 5660-2 (إنتاج الدخان). يتم تحديد القيم الحدية ومعايير القبول الواجب تطبيقها في معيار المنتج؛ يتم تأكيد الإصدار الصالح لمنتجك كتابيًا في مرحلة العرض.
ما هي المنتجات التي ينطبق عليها Heat Release؟
يتم تطبيقه بشكل أساسي على مواد البناء والعزل, المواد الداخلية للسكك الحديدية والسفن, لوازم مقصورة الطيران و منتجات الكابلات والبلاستيك. يتم تحديد ما إذا كان منتجك مدرجًا في النطاق من خلال فحص مواصفاته الفنية والاستخدام المقصود.
تحت أي ظروف يتم تنفيذ Heat Release؟
المعلمات المحددة هي: تدفق الحرارة — المستويات المحددة في المعيار (على سبيل المثال 25 أو 35 أو 50 كيلووات/م²), مبدأ القياس — قياس السعرات الحرارية لاستهلاك الأكسجين و الكميات المقاسة — ذروة معدل ضربات القلب، متوسط معدل ضربات القلب، إجمالي إطلاق الحرارة (THR)، MARHE، وقت الإشعال. الشروط الكاملة موجودة في قسم "شروط الاختبار" بالصفحة وتختلف حسب معيار المنتج.
ما نوع العينة المطلوبة لـ Heat Release؟
يجب أن يمثل سمك العينة المنتج الفعلي, يجب عزل السطح الخلفي للعينة كما هو محدد في المعيار. و يجب معايرة الجهاز بموقد الميثان. يتم تحديد عدد العينات وفقًا لمعيار المنتج والنطاق الذي سيتم الإبلاغ عنه.
كم من الوقت يستغرق Heat Release؟
عادة 2-4 أسابيع. تنتمي هذه المدة إلى التجربة نفسها؛ ويتم أيضًا تقييم إعداد العينات وترتيبها في قائمة الانتظار وإعداد التقارير. ويرد في العرض جدول زمني واقعي لمنتجك.
ما هي النتيجة Heat Release التي يطلق عليها "مناسبة"؟
معايير القبول هي الحد الأقصى لقيم HRR أو THR أو MARHE الواردة في معيار المنتج ذي الصلة.