Bauphysik-Kalender 2021. Группа авторов
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EN ISO 1716
Für mehrschichtige Baustoffe müssen alle Schichten geprüft werden, d. h. die Probe wird gedreht und auch die innenliegenden Schichten werden an der Unterkante (Schnittkante) beflammt. Damit ist sichergestellt, dass bei Verbundprodukten, wie etwa bei Stahl-Sandwichelementen, nicht nur das Produkt insgesamt die Brandanforderungen erfüllt, sondern auch die innenliegenden Schichten, die z. B. im Falle von Beschädigungen oder an Schnittkanten einer Brandbeanspruchung ausgesetzt sein könnten, zumindest die Minimalanforderung „normalentflammbar“ erfüllen, die in Deutschland für alle Baustoffe gilt. Nur Produkte bei denen ausgeschlossen ist, dass offene Schnittkanten im Falle eines Brandes einer Beflammung ausgesetzt sind, müssen diese Anforderung nicht erfüllen. Ein Beispiel dafür sind rundum geschlossene Fensterprofile, bei denen z. B. Schaumdämmstoffe rundum von Metall-Profilen eingeschlossen sind. In diesen Fällen ist die Verwendung von leichtentflammbaren Dämmstoffen erlaubt.
4.2 Höhere Anforderungen an brennbare Baustoffe
4.2.1 Der SBI für Wand- und Deckenbekleidungen
Für die weitere Differenzierung brennbarer Baustoffe gab es in Europa nur für Fußbodenbeläge ein einheitliches Verfahren, das in verschiedenen Ländern verwendet wurde. Für diese Produkte wurde in den europäischen Normen ein Verfahren festgelegt (Flooring Radiant Panel), das dem bisherigen deutschen Verfahren weitgehend entspricht. Für die übrigen Produkte wurde für die europäische Harmonisierung ein völlig neues Verfahren entwickelt, der sogenannte SBI (Single Burning Item).
Bild 2. Kleinbrenner nach EN-ISO11925-2
Das SBI-Verfahren wurde in Korrelation zum sogenannten Room Corner Test nach ISO 9705 entwickelt und für die Beurteilung von Wand- und Deckenverkleidungen konzipiert. Man ging davon aus, dass ein Bauprodukt in „end-use conditions“, also entsprechend dem Anwendungszustand, geprüft wird. Mit der Prüfung soll es ermöglicht werden, den Beitrag eines Produktes zu einem Flashover und der daraus resultierenden Brandausbreitung in angrenzende Räume durch das eingebaute Produkt abzuschätzen. Auch die Rauchentwicklung und das brennende Abtropfen wird bewertet.
Im Room Corner Test (Bild 3) werden die Wände und Decken des Raums mit dem zu prüfenden Bauprodukt bekleidet. Der Brenner erzeugt 10 Minuten lang eine Leistung von 100 kW und in den nächsten 10 Minuten 300 kW. Die geprüften Produkte werden danach beurteilt, wann der Flashover eintritt, d. h. wann die Gase, die sich bilden, durchzünden und die gemessene Wärmefreisetzung (einschließlich der Brennerleistung) 1000 kW übersteigt.
Diese Prüfung wurde als grundlegendes Referenzszenario für die Klassifizierung des Brandverhaltens von Baustoffen in Europa definiert und als europäische Norm EN 14390 veröffentlicht.
30 Bauprodukte wurden für die Vorbereitung der Definition der europäischen Klassen geprüft und entsprechend der Zeit bis zum Flashover im Prüfraum bewertet. Zusätzlich wurden auch Klassen für die Rauchentwicklung definiert. Die Produkte wurden in diesem Versuch immer als Materialien, unabhängig von ihrer realen Anwendung, beurteilt. Dämmstoffe wurden z. B. ohne die in der Endanwendung am Bau vorhandenen Deckschichten geprüft. Produkte, die nur als Decken- oder nur als Wandverkleidungen verwendet werden, wurden an Decke und Wand gleichzeitig geprüft und Produkte, die nur in geringen Mengen eingesetzt werden (Kleinteile oder z. B. lineare Produkte wie Kabel oder Fensterrahmen) wurden ebenfalls vollflächig auf Wände und Decken aufgebracht. Damit war eine realistische Abschätzung des Risikos im Brandfall für viele Produkte nicht möglich.
Bild 3. ISO 9705 Room Corner Test
Dennoch wurde dieser Ringversuch als Basis für die Klasseneinteilung im SBI verwendet (Bild 4).
Die SBI-Prüfung als Laborprüfverfahren wurde folgendermaßen konzipiert (Bild 5):
Der Brenner soll einen einzelnen brennenden Gegenstand (z. B. einen Papierkorb) in einer Raumecke simulieren. Zwei Proben mit den Abmessungen 1000 mm × 1500 mm und 500 mm x 1500 mm und einer maximalen Dicke von 200 mm werden in rechtwinkliger Anordnung einer Diffusionsflamme von 30 kW ausgesetzt. Diese Flamme wird mit einem Sandbettbrenner erzeugt, dessen Flammenhöhe zwischen 0,5 m und 0,7 m beträgt. Die Wärmefreisetzung wird mit der Sauerstoffverbrauchsmethode bestimmt (Basis: die Menge des beim Brennen eines organischen Materials verbrauchten Sauerstoffs ist proportional zur freigesetzten Wärme).
Bild 4. Einteilung der Baustoffklassen nach der Zeit bis zum Flashover im Room Corner Test
Bei der Entwicklung des Prüfverfahrens war vorgesehen, die folgenden Parameter zu messen:
– vertikale Flammenausbreitung,
– seitliche Flammenausbreitung,
– Rauchentwicklung,
– Wärmefreisetzung,
– brennendes Abtropfen und Abfallen.
Bei der Erprobung des Prüfverfahrens stellte sich heraus, dass die Flammenausbreitung auf der Probe nach oben (vertikale Flammenausbreitung) wegen der Flammenhöhe des Brenners im SBI nicht sinnvoll zu beurteilen ist. Die Flammen erreichen bei fast allen Produkten wegen der geringen verbleibenden Probenlänge über den Brennerflammen die Probenoberkante. Daher wird für die Beurteilung des Brandverhaltens im SBI lediglich die laterale Flammenausbreitung berücksichtigt (Erreichen der Seitenkante des langen Probenflügels).
Schwierigkeiten ergaben sich auch bei der Beobachtung des brennenden Abtropfens, da abtropfendes Material häufig in den Brenner oder in die Nähe des Brenners fällt und dort gezündet werden kann, auch wenn es beim Abfallen/Abtropfen noch nicht brennt. Es wurde festgelegt, dass brennendes Abtropfen nur dann aufgetreten ist, wenn das Brennen von abfallenden Tropfen oder Probenteilen am Boden der Prüfapparatur außerhalb des Brennerbereichs beobachtet werden kann. Um zu verhindern, dass bei thermoplastischen Produkten nicht brennende Schmelze im Bereich des Brenners gezündet wird und dann zur Seite läuft und weiterbrennt, wurde in der Revision 2015 der Norm der Brenner etwas hochgesetzt und in der Rinne vor der Probe eine Sperre für die Schmelze eingebaut.
Bild 5. SBI-Prüfverfahren
Ein Ringversuch mit den 30 Bauprodukten, die im Room Corner Versuch geprüft worden waren, wurde von einer Reihe von Laboratorien mit dem SBI durchgeführt. Auf der Basis der Ergebnisse dieses Ringversuchs wurde nach Kriterien für die Beurteilung im SBI gesucht, mit denen einen Korrelation zu den Zeiten bis zum Flashover im Room Corner Test herzustellen ist. Für einen großen Teil der Produkte (4 Produkte wurden als sogenannt „exotisch“ bzw. „difficult to test“ nicht berücksichtigt) ergab sich die Möglichkeit, mit dem sogenannten FIGRA diese Korrelation herzustellen.