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The standard cone calorimeter according to ASTM E 1354 and ISO 5660 enables reaction-to-fire tests to be performed in ambient atmospheric conditions. A controlled-atmosphere chamber modifies the standard apparatus in a way that allows tests to be performed in nonambient conditions as well. The enclosed chamber is placed underneath the standard exhaust hood and does not have a closed connection to the hood. With this open arrangement, the exhaust gases are diluted by excess air drawn in from the laboratory surroundings. Heat-induced changes in the consequential dilution ratio affect the calculation of fire quantities and, when neglected, lead to deviations of up to 30% in heat release rate. The paper introduces a test protocol and equations to calculate the heat release rate taking dilution effects into account. A mathematical correction is shown that compensates for the dilution effects while avoiding extensive mechanical changes in the equipment.
A controlled-atmosphere cone calorimeter that is built by modifying the Standard apparatus with the addition of a controlled-atmosphere chamber offers a time- and cost-saving approach for reaction-to-fire testing in vitiation- and ventilation-controlled atmospheres. Due to the design of the added enclosure no mechanical changes on cone calorimeter’s Standard ductwork are required. This offers some advantages but also important limitations. The design has an open connection between the outlet of the added enclosure and the cone calorimeter’s exhaust hood. Therefore, sufficient ambient air from the laboratory surroundings is drawn into the System to introduce effects which have the potential to affect test results significantly.
A procedure which is is suitable to consider physical effects of the ambient air on the calculation of the heat release rate is presented as well as initial results of an application towards toxic potency assessment. Signs for Chemical effects of the ambient air such as post reactions are shown but subject of an ongoing work.
Bei der Ermittlung von Brandursachen und bei der Rekonstruktion von Brandverläufen kommt der Frage, ob und wie bei der Entstehung und Entwicklung des betreffenden Brandes Brandbeschleuniger beteiligt waren, eine bedeutende Rolle zu. Dennoch stehen umfangreiche experimentelle Daten zu originalmaßstäblichen Raumbrandversuchen, die den Einfluss von Brandbeschleunigern untersuchen, oder zumindest beiläufig berücksichtigen, kaum bis nicht zur Verfügung. Dieser Artikel berichtet über eine originalmaßstäbliche Versuchsserie, die diesen Einfluss auf den Verlauf von Raumbränden zum Gegenstand hatte. Es zeigt sich, dass die Beteiligung von Brandbeschleunigern einen unwesentlichen Einfluss auf die Ausprägung einzelner brandtechnologischer Kenngrößen, wie Wärmefreisetzungsrate, Brandraumtemperatur, Kohlenmonoxidfreisetzung uvm. hat, sich die Zeitspannen zum Eintreten von Ereignissen oder zum Erreichen bestimmter Kriterien jedoch erheblich verändern.
Oxygen-reduced Cone Calorimeter - Characteristic effects on the calculation of the heat release rate
(2011)
Vitiated Cone Calorimeter - eiin Modell zur szenarioabhängigen Beurteilung von Brandgefahren?
(2011)
Ventilation vs. Vitiation Effects on the CO Pruduktion in a Controlled-atmosphere Cone Calorimeter
(2014)
Anhand von 5 verschiedenen Zimmerbrandversuchen wurde der Einfluss von Brandbeschleunigern auf den Brandverlauf experimentell untersucht. Es wurden verschiedene brandtechnologische Kennwerte, wie der Massenverlust des gesamten Brandraums, Brandraumtemperaturen, die Wärmefreisetzungen sowie die Rauchgasemissionen ermittelt und beurteilt. Die Rauchgasanalyse erfolgte im Schlot, im Brandraum sowie in der Brandraumöffnung mittels Fourier Transformierte Infrarot-FTIR-Spektroskopie. Neben diesen brandtechnologischen Untersuchungen erfolgten auch chemisch-analytische Untersuchungen nach dem Brand, mit dem Ziel, den eingesetzten Brandbeschleuniger nachzuweisen. Im Anschluss an die jeweiligen Zimmerbrandversuche wurden verschiedene Brandrückstandsproben aus dem Brandschutt, Wischproben von den Wänden und den übriggebliebenen Gegenständen sowie Proben in Form von Adsorbensmaterialien und Tenax-Röhrchen genommen und mit Hilfe der HSSPME-GC-MS-Methode (Headspace-Solid Phase Micro Extraction-Gas Chromatographie-Massenspekrometrie) in Hinblick eines möglichen Brandbeschleunigernachweis analysiert.