출처: https:tk//uwspace.uwaterloo.ca/bitstream/handle/10012/8455/Adeosun_David.PDF.pdf?%09sequence=5
총 연기생산량, TSP[m²]는 다음과 같이 연기생성율 SPR[m²/s]를 사용하여 정의할 수도 있습니다.
따라서 질량 손실로 정규화된 총 연기생산량은 특정 소멸지역(SEA)으로 정의됩니다. 매개변수는 시험 기간에 따라 다르므로 여기서 평균값을 사용합니다.
여기서 TML은 총 질량손실
열분해된 샘플의 질량당 연기 차폐 영역으로 생각되는 특정 소멸 영역은 연기 가식성 분석에 일반적으로 사용되는 “질량 광학 밀도”에 비례합니다. 연료의 연소율은 화재 증가율에 따라 달라지기 때문에 연기 위험은 항상 화재성장에 달려있습니다. 따라서 화재상황에서 발생하는 총 연기량은 SEA 및 재료의 대량 연소속도에 따라 달라집니다.
현재 실험 연구에서, 1. 재료 및 샘플 준비에 요약된 4가지 범주 각각에서 비난연(NFR) 및 난연(FR) 경질우레탄폼의 샘플을 수평 방향으로 콘칼로리미터에 설치하고 이들의 상부 표면을 50kW/m²의 균일한 열유속으로 노출시켰다는 일반화된 화재 조건을 나타냅니다. 표준시험 방법과는 달리, 본 결과에서 방법의 일관성을 유지하기 위해, 전기 스파크 점화기는 EGFR(발포성 흑연 난연제) 샘플의 표면을 방해하기 때문에 어떠한 시험에도 사용되지 않았습니다. 그렇지 않으면, 데이터는 ASTM E1354 시험표준에 정의된 절차에 따라 기록 및 분석되었습니다.
각 배합의 3개 표본을 시험하고 평균 결과를 반복성을 평가하기 위해 비교하였습니다. 각 공식에 대한 평균값은 적절하게 보고되었습니다. 열방출률(HRR), 총열방출(THR), 점화시간(tig), 잔류 잔여질량(PMR) 및 특정 소멸 영역(SEA)과 같은 주요 가연성 파라미터가 결정되었습니다. 추가 가스농도 측정 및 분석 장비는 이 시험동안 표본에서 발생하는 화재 유출물의 구성에 대한 추가 조사를 가능하게 했습니다.
2) 연기밀도 시험방법(ISO 5659)
ISO 5659에서 규정한 연기밀도 화재성능 시험방법은 환기가 잘되지 않는 조건에서 각 재료의 샘플에서 생성하는 배출가스 및 화재 거동에 대한 평가를 수행하기 위한 실험 작업에 사용됩니다. 이 방법으로 얻은 정보는 환기가 잘되는 조건에서 콘칼로리미터를 사용하여 얻은 정보와 보완적입니다. 연기밀도 시험에서 입사 열흐름의 작용하에서, 각 샘플은 분해되고 증기를 형성되며, 초기에는 주변 조건에서 점화되고 연소됩니다.
샘플이 분해되고 연소됨에 따라, 챔버에 연기를 채우고 주변 환경이 시간이 지남에 따라 점점 환기가 잘되지 않습니다. 연기밀도는 시간이 지남에 따라 시편의 열분해 비화염 분해 또는 화염연소 동안 밀폐된 챔버에 축적된 연기에 의한 레이저 빔의 감쇠 수준을 결정하여 측정됩니다.
연기밀도 챔버는 연기를 측정하기 위해 널리 알려진 방법이며, 환기가 잘 되지않는 구획 화재 환경을 시뮬레이션할 뿐만 아니라 재료와 제품의 연소 화학적 특성을 나타내기 위해 종종 사용되었습니다. 원래의 시험 절차는 미국 국립표준국(NBS) 연기 챔버 방법으로, ASTM E662 표준 테스트 방법으로 미국에서 표준화되었으며 1975년에 처음 출판되었습니다. 이 테스트는 항공기, 건설, 기차 및 지하철 내부에 사용되는 플라스틱 재료의 연기 생성 측성을 결정하기 위해 설계되었습니다.
ASTM E662 장비는 3인치 직경의 원형 개구부가 있는 수직방향 복사 히터로 구성됩니다. 시편은 복사 히터와 수직 및 평행으로 설치됩니다. 1998년에 새로운 실험 계획인 ASTM E 1995가 장치 및 테스트 방법에 대한 다양한 변경 사항을 통합하기 위해 개발되었습니다. 가장 중요한 변화는 NBS 스타일의 복사 히터를 가로 방향의 콘히터로 교체한 것입니다. 수평 방향은 시편 홀더가 ASTM E1354 콘칼로리미터에 사용된 것과 동일한 로드셀을 포함할 수 있도록 합니다.
그러나 이 표준은 ASTM E662를 대체하지 않으며, 두 장치 구성은 현재까지 실행 가능한 선택으로 남아있습니다. 현재 실험 작업은 ASTM E1354와 유사하게 수평 방향의 복사 콘히터와 로드셀로 구성된 ISO 5659-2 시험방법을 따릅니다. 그림은 FTT 연기밀도 챔버를 보여줍니다. 장비의 두 가지 구성 요소는 연기 챔버와 레이저 감쇠/데이터 수집 시스템입니다.
[FTT 연기밀도 챔버의 디테일(ISO 5659)]
연기 챔버는 내부 치수가 914mm×610mm×914mm인 밀폐된 고정 부피 챔버와 연소 샘플을 관찰할 수 있는 유리창이 있는 전면 장착 도어로 구성됩니다. 챔버 내부에는 로드셀, 전기점화 스파크 플러그 및 레이저 연기 측정시스템뿐만 아니라 콘열량계와 동일한 콘히터가 있습니다.
로드셀은 질량 손실의 비율이 계산될 수 있도록 테스트 동안 샘플 질량 손실의 연속적인 측정을 합니다. 레이저 감쇠시스템은 길이 914mm 및 직경 51mm의 평행된 광선으로 구성되어 챔버의 바닥과 상단의 광학적 창을 통해 수직으로 통과합니다. 빛의 강도는 전기 신호의 형태로 광전자(PM) 증배관에 의해 연속적으로 측정되며, 이 전류는 상대 광학 강도 데이터(또는 백분율 전송)와 비례하며, T는 테스트 내내 1초의 고정 간격으로 수집되어 FTT 연기박스 소프트웨어를 사용하여 개인용 컴퓨터에 등록됩니다.
두 개의 매개변수가 일반적으로 측정됩니다. Ds는 특정 순간에 광학 밀도와 최대 공학 밀도를 순간적으로 측정하는 것이고, Dm은 주로 재료의 상대적 연기 생성 순위를 매기고 심각한 연기 생성의 원인을 식별하는 데 사용됩니다. 작동 절차, 샘플 준비 및 계산은 ISO 5659-2 표준 테스트 방법에 자세히 설명되어 있으며, 아래에 간략하게 설명된 주요 정보를 사용하여 재료의 화재 성능을 평가합니다. 주어진 시간에 특정 광학 밀도 Ds는 다음과 같이 계산됩니다.
여기서 T는 광학적 기기에서 판독된 광투과율, %입니다. 연기가 노출된 표면 A에서 생성되고, 빛 경로 길이 L을 통과하여 밀폐된 챔버의 공간 V에서 수집되는 경우, 발생된 연기의 광학적 밀도는 A와 L모두에 정비례하고 V에 반비례합니다. 따라서 기하상수 G=V/AL입니다. FTT 연기 밀도 챔버에서 표준 시료 홀더를 사용하여 노출된 샘플 영역 A는 65mm×65mm(즉, 0.004225m²)로 고정되고, 연기를 통과하는 빛 경로 길이 L은 0.5096m²의 연기 고정 부피에서 0.914m입니다.
따라서 상기 식은 다음과 같이 쓸 수 있습니다.
이 테스트 방법은 테스트 중인 다른 재료에서 생성된 연기를 비교하는 데 사용해야하므로, 따라서 특정 광학 밀도의 값은 특정 시편 및 시험 조건의 특징일 뿐이며 다른 상황에 일반화할 수 없습니다. 이 연구에서 수행된 연기 밀도 성능시험에서 상기에서 요약된 4가지 종류 각각의 비난연 및 난연 경질우레탄폼의 샘플은 수평 방향으로 연기밀도 장치에 설치되었으며, 시험 중 재료가 녹거나 떨어질 가능성을 최소화하였습니다. 각 시편의 상단 표면은 일반화된 화재 조건을 나타내기 위해 스파트 파일럿 점화기로 50kW/m²의 균일한 열량에 노출되었습니다. 데이터는 ISO 5659-2 시험 표준에 정의된 절차에 따라 기록 및 분석되었습니다.
각 배합 3개의 시편을 시험하고 평균 결과를 반복성을 평가하기 위해 비교하였습니다. 각 배합의 평균값은 적절하게 보고됩니다. 두 개의 매개변수, 광학 밀도(Ds) 및 최대 광학 밀도(Dm)가 결정되었습니다. 보충가스 분석 장비를 통해 이 테스트 동안 시편에서 생성된 화재 유출물의 조성을 추가로 조사할 수 있었습니다.
[준불연 경질우레탄폼단열재의 간이 화재시험(경과 시간에 따른 화염 확산)]
[350초]
[380초]