Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Verfahrensentwicklung zur objektiven Bemessung des Rauchaufkommens bei der Prüfung des Brandverhaltens von Bodenbelägen für die Konsolidierung der Präzision und praxisrelevanter An-forderungswerte zur Rauchklassifizierung

Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung erweiterter Kalibrier- und Prüfprozeduren zur EN 9239-1, um die Rauchklassifizierung von Bodenbelägen auf Basis objektiver, präziser Prüfergebnisse und angemessener Anforderungswerte vornehmen zu können.

Hauptursache für Todesfälle im Brandfall ist der Rauch. Die Ergebnisse der optischen Bestimmung der Rauchdichte schwanken derart, dass je nach Prüfstelle identische Produkte abweichend klassifiziert werden. Die schlechtere s2-Klassifikation führt dabei unabhängig von der Flammenausbreitung stets zu der nachteiligen bauaufsichtlich Benennung „normalentflammbar“. Mit den mehrschichtig modularen Fußbodenbelägen (MMF) wächst die Materialvielfalt, deren Brandverhalten und Rauchentwicklung nicht eingeschätzt werden kann, enorm. Der bisher vermeintlich hohe s1-Grenzwert wird daher zunehmend nicht mehr erreicht. Die genannte Messunsicherheit ist somit inakzeptabel.

Für Verbraucher ist die differenziertere Rauchklassifizierung wichtig, um Produkte mit geringer, mäßiger und starker Rauchbildung unterscheiden zu können. Daher soll untersucht werden, welche anlagen- bzw. prozessbedingten Bedingungen die Messwerte der optischen Messstrecke bei Kalibrierung und Prüfung beeinflussen. Gerätetechnische Veränderungen sollen abgeleitet, Kalibrierprozeduren, u. a. durch Einsatz eines Kalibrierbrennstoffes, verbessert und Korrekturalgorithmen angewendet werden. Die Validierung der Maßnahmen und der Differenzierung der Rauchklassen erfolgt durch umfangreiche Untersuchungen mit Referenzbodenbelägen, insbesondere MMF. Neben Prüfungen gemäß EN 9239-1 werden Untersuchungen gemäß ISO 5660 und Vergleichsversuche an anderen Prüfstellen herangezogen. Der Nutzen für KMU liegt bei Bodenbelagsherstellern, Verlegerbetrieben und Verbrauchern als auch bei Messtechnikherstellern und Prüfinstituten. Hauptvorteil ist die Sicherung bzw. Erhöhung von Marktanteilen nationaler Unternehmen auf dem globalisierten Markt infolge hohe Produktqualität und -sicherheit.

Ergebniszusammenfassung:

Zur Zielerreichung erfolgten insbesondere Untersuchungen zur Verbesserung der Stabilität der Lichtmessstrecke und zur Verfahrensentwicklung einer Rauch-Kalibrierung.

Ein wesentliches Ergebnis liegt in den erarbeiteten Korrekturalgorithmen zur Stabilisierung der Rauchmessung vor. Berücksichtigung fanden zum einen die Heptan-Kalibrierung unter definierter Variation der Rauchmenge (3-Punkt-Kalibrierung) zur Kompensierung der komplexen Unterschiede der Abluftstrecke sowie der Umgebungsbedingungen einschließlich der Raumgröße bei unterschiedlichen Prüfanlagen. Andererseits wurden Messabweichungen verifiziert, die aus den Unterschieden in den Lichtmessstrecken resultieren. Auch diese wurden berücksichtigt.

Für die Heptan-Verbrennung als Voraussetzung für ein Kalibrierverfahren zur Verbesserung der Stabilität der Prüfergebnisse gemäß EN 9239-1 wurden wichtige Einflussfaktoren auf dessen Abbrandverhalten insbesondere in Brennschalen mit geringem Durchmesser, die Rauchentwicklung und der multiple Abbrand von Heptan-Brennschalen erarbeitet. Als Ergebnis lag ein Verfahren zur Heptan-Kalibrierung und Algorithmen zur Verbesserung der Präzision und Differenzierung der Rauchentwicklung bei der Brandprüfung von Bodenbelägen durch Einführung eines anlagenspezifischen Proportionalitätsfaktors vor. Zur Evaluierung der Kalibrieralgorithmen wurden Vergleichsversuche in den unterschiedlichen Prüfanlagen nach EN 9239-1 durchgeführt, die zugehörigen anlagenspezifischen Korrekturwerte bestimmt und auf die Ergebniskorrektur der Rauchentwicklung der Referenzbodenbeläge übertragen.

Im Ausblick auf eine Einführung der Ergebnisse in die Prüfpraxis wurden zwei Maßnahmepakete, einerseits im Zusammenhang mit der vorgeschlagenen Heptan-Kalibrierung und andererseits in Bezug auf den präzisen Betrieb der Lichtmessstrecke formuliert, die eine Integration in einen zu initiierenden Überarbeitungsprozess der Norm EN 9239-1 verlangen.