رفتار اسفنج سخت پلي‌يورتان وديواره ‌هاي ساندويچي پلي‌يورتان فلز پوش در برابر آتش و ارزيابي خطر مشاركت آنها در آتش‌سوزي

Fire Behavior of Rigid Polyurethane Foam and Metal Faced Polyurethane Sandwich Panels and Its Fire Hazard Assessment

واكنش ‌در برابر آتش اسفنج سخت پلي‌يورتان (PUR) كندسوز شده (پلي يورتان حاوي مواد بازدارنده اشتعال) و دو نوع ديواره‌ ساندويچي مورد استفاده در ساختمان با استفاده از گرماسنج مخروطي بررسي شد. ارزيابي رفتار اسفنج و ديواره‌ها در برابر آتش زير تابش‌هاي گرمايي مختلف از 15 تاkW/m2 75 انجام شد. اثر شدت تابش گرمايي روي پارامترهاي گرمايي واكنش در برابر آتش شامل زمان افروزش (TTI)، حداكثر شدت رهايش گرما (PRHR)، كل رهايش گرما (THR)، ميانگين شدت رهايش گرما (Av.RHR) و ميانگين گرماي موثر سوختن بررسي شد. روندي ملايم وابستگي PRHR به چگالي اسفنج مشاهده شد كه مي‌تواند به دليل رفتار زغال شدگي سطح اسفنج حين سوختن باشد. نتايج نشان داد كه زمان افروزش براي اسفنج PUR با چگالي‌هاي مختلف، حتي در ترازهاي تابشي مختلف بسيار كوتاه است و اسفنج به سرعت مشتعل مي‌شود. اما، در ديواره‌هاي ساندويچي، وجود روكش فولادي از اسفنج در برابر برخورد مستقيم تابش محافظت كرده، افروزش را به تاخير مي‌اندازد. با افزايش شدت تابش، PRHR در اسفنج مغزه، به طور مرتب افزايش مي‌يابد و روند افزايش آن تقريباً منظم است. ولي براي Av.RHR نوساناتي ديده مي‌شود. وابستگي زمان افروزش به شدت تابش براي اسفنج بررسي و معادله‌اي ارايه شد. خطر مشاركت در گسترش آتش‌سوزي بر اساس پارامترهاي TTI، PRHR ،THR و نيز با در نظر گرفتن چگالي اسفنج، با استفاده از دو روش مختلف ارزيابي شد و نشان داد كه خطر اسفنج پلي‌يورتان سخت و ديواره‌هاي ساندويچي آن، از نظر رسيدن اتاق به شرايط بحراني گرگرفتگي، زياد اما از نظر مشاركت آن در طولاني‌تر شدن و گسترش آتش‌سوزي، متوسط است. اين موضوع به علت زمان افروزش كوتاه، مقدار نسبتاً زياد PRHR و مقدار متوسط THR است. كاهش چگالي اسفنج، گرماي نهايي آزاد شده را كاهش مي‌دهد، اما در كاهش خطر رسيدن به نقطه بحراني گرگرفتگي چندان موثر نيست.

Reaction to fire of fire-retarded rigid PUR foams and two types of metal faced rigid polyurethane foam core sandwich panel was evaluated by using cone calorimeter test method. The tests were carried out in various radiative heat fluxes from 15 to 75 kW/m2. The radiation rate effect on reaction to fire parameters, including time to ignition (TTI), peak of heat release rate (PRHR), total heat release (THR), average heat release rate (Av.RHR) and average heat of combustion (Av.EHC) was investigated. The phenomenon of char forming, when the foam is exposed to heat, leads to the formation of a protective layer on the surface of foam and hence no direct relation exists between Av.RHR and average specific mass loss rate (Av.Spec.MLR) of foam with increased radiation rate. In addition, the increased PRHR with foam density was also very smooth. The relation between TTI and heat flux was investigated for the foam and its corresponding correlation has been achieved with a specified density. Fire hazard assessment of foams and sandwitch panels was carried out by adopting Petrella and Richardson fire risk classification methods. The assessment results showed that rigid PUR foam and PUR sandwich panels may have a high contribution to bring the room to critical flashover condition, but the risk is intermediate from the viewpoint of fire endurance. The reasons of these risk levels are attributed to a very short TTI, relative high PRHR and an intermediate amount of THR. Decrease in foam density reduces heat release but it shows no significant effect on reducing flashover hazard.