Prüfung der Wärmefreisetzungsrate
Was versteht man unter Wärmefreisetzungsrate?
Die Wärmefreisetzung gibt an, wie viel Wärme bei einer Verbrennung freigesetzt wird. Zumeist bezieht sie sich auf die verbrannte Masse oder brennende Fläche und wird in Kilowatt pro Quadratmeter oder Megajoule pro Kilogramm angegeben. Die Wärmefreisetzungsrate ist der zeitliche Verlauf der Wärmefreisetzung. Eine hohe Wärmefreisetzungsrate trägt zu einer schnellen Erwärmung der Umgebung und Entzündung von in der Nähe befindlichen Gegenständen bei. Damit fördert sie die Entwicklung von einem kleinen, lokal begrenzten Feuer zu einem Großbrand. Deshalb zählt die Wärmefreisetzungsrate zu den wichtigsten Brandrisiken, die begrenzt werden müssen.
Leistungsspektrum unseres Brandlabors
In unserem Brandlabor bestimmen wir die Wärmefreisetzungsrate unter realitätsnahen Bedingungen. Dafür wird das Material bei Raumluft einer Bestrahlungsstärke ausgesetzt, die mit einer Stärke von z. B. 50 kW/m² einen Entwicklungsbrand in der Nähe des zu prüfenden Materials simuliert, vergleichbar mit einem brennenden Papierkorb in einem Meter Entfernung. Das Material entzündet sich und die Brandgase werden abgesaugt und analysiert. Die Wärmefreisetzungsrate bei der Verbrennung wird aus dem Sauerstoffverbrauch berechnet, man spricht hier von Sauerstoffverbrauchskalorimetrie. Interessanterweise werden – unabhängig von der Art des verbrannten Materials – pro verbranntem Kilogramm Sauerstoff ca. 13,1 MJ Wärme freigesetzt.
Fahrgastsitze für Schienenfahrzeuge müssen Brandstiftung widerstehen. Dafür werden sie aufgeschlitzt und einer Flamme mit einer Leistung von bis zu 15 kW durch einen Brenner ausgesetzt. Auch bei dieser Prüfung wird die Wärmefreisetzungsrate mit der Sauerstoffverbrauchskalorimetrie gemessen und ist ein wesentliches Kriterium für die Leistung des Sitzes
Im Bombenkalorimeter wird die Wärmefreisetzung – hier nicht die Rate – unter realitätsfernen Bedingungen ermittelt. Die Verbrennung erfolgt in einem geschlossenen Druckbehälter („Bombe“) in einer Atmosphäre aus reinem Sauerstoff bei 30 bar. Unter diesen Bedingungen brennt das Prüfmaterial vollständig ab. Die freigesetzte Wärme wird über die Temperaturerhöhung gemessen und auch Brennwert genannt. Mit Blick auf das Brandrisiko des Materials ist dieser Brennwert ein Worst Case, denn die meisten Materialien verbrennen in normaler Atmosphäre nicht vollständig und setzen deshalb auch weniger Wärme frei als im Bombenkalorimeter.
Welche Vorteile haben Prüfungen der Wärmefreisetzungsrate?
Mit Prüfungen der Wärmefreisetzungsrate können Sie das Vermögen Ihrer Materialien bewerten, die Entwicklung eines Brandes zu verhindern oder so weit zu verzögern, dass sich Personen selbst in Sicherheit bringen können. Diese Anforderung wird an Materialien gestellt, die in Schienenfahrzeugen und Schiffen eingesetzt werden. Nutzen Sie unsere Prüfungen der Wärmefreisetzungsrate und erhalten Sie mit unseren Prüfberichten den nötigen Nachweis darüber, dass Ihr Material die geforderten Grenzwerte für die Wärmefreisetzungsrate einhält.
Die Daten zur Wärmefreisetzung werden zudem als Eingangsparameter bei der nummerischen Simulation von Bränden genutzt, woraus das Brandrisiko abgeleitet wird.
Benötigen Sie eine Prüfung der Wärmefreisetzungsrate?
Wir unterstützen Sie gern. Für eine Prüfung nehmen Sie Kontakt zu uns auf.