Calorische bomtest volgens EN ISO 1716

Sinds de Grenfell Tower brand in Londen is de vraag naar veilige gevelmaterialen sterk toegenomen. In Engeland worden hogere brandeisen aan gevels gesteld, maar ook in andere Europese landen worden steeds vaker aanvullende testen verlangd om de veiligheid van de gevels in het algemeen en de  toepassing van veilige gevelmaterialen in het bijzonder te vergroten.

In Engeland en in Duitsland zijn hiervoor speciale testmethoden beschikbaar, zoals de BS 8414 en de DIN 4102 deel 20. Bij de CEN in Brussel wordt al enkele jaren gewerkt aan een Europese testmethode voor gevelsystemen in aanvulling op de bestaande testmethoden die niet optimaal geschikt zijn voor gevelmaterialen. Door de Grenfell Tower brand is dit proces bespoedigd, maar zal toch nog enkele jaren in beslag nemen. Als de nieuwe testmethode er is, zal de Nederlandse regelgeving aangepast moeten worden om deze nieuwe test te implementeren. Dit proces zal ook nog enige jaren duren.

Het is wel zo dat door de Grenfell Tower brand er over het algemeen meer aandacht is voor de toegepaste materialen aan de buitenzijde van gebouwen, waardoor er een verschuiving optreedt naar hogere brandklasses van de gevelmaterialen zoals in Engeland ook is gebeurd. Tot nu toe is een brandklasse B voor de Nederlandse gevels voldoende, maar de vraag naar brandklasse A2 neemt langzaam toe.

Brandklasse B

Voor de situatie met brandklasse B materialen betreft het dan de beoordeling over de toegepaste gevelmaterialen volgens het Bouwbesluit artikel 2.84 lid 1. Volgens de NEN 6068 wordt de weerstand tegen branddoorslag en brandoverslag van een brandcompartiment naar een ander brandcompartiment, naar een besloten ruimte waardoor een extra beschermde vluchtroute voert, naar een niet besloten veiligheidsvluchtroute en naar een liftschacht van een brandweerlift is ten minste 60 minuten bepaald volgens de NEN 6068. Op basis van de NEN 6068 dient de gevelconstructie beschouwd vanaf de buitenzijde wel voor 95% te voldoen aan brandklasse B conform NEN-EN 13501-1. Om de gehele constructie aan brandklasse B te laten voldoen wordt regelmatig gekozen voor combinaties met A2 klasse materialen.

Brandklasse A2

Efectis Nederland kan al jaren brandklasse A2 materialen testen en classificeren, maar hiervoor werd gebruikgemaakt van de testmogelijkheden bij onze collega’s in Frankrijk. Sinds februari van dit jaar kan Efectis Nederland ook deze testmethode uitvoeren en de bijbehorende classificatie onder ISO 17025 accreditatie uitvoeren. Hiermee is onze serie accreditaties uitgebreid en de gehele scope van de EN 13501-1 is hiermee nagenoeg compleet. Alleen de onbrandbaarheidstest volgens EN ISO 1182 ontbreek nog op onze scoop, waarvoor we nog naar onze collega’s in Frankrijk moeten uitwijken. Op korte termijn zal ook deze testmethode bij Efectis Nederland beschikbaar zijn. De testfaciliteit is in Bleiswijk is vermoedelijk voor de zomer 2022 beschikbaar. Het proces voor accreditatie van deze test kan daarna worden opgestart. Hieronder wordt het classificatiesysteem kort toegelicht en uitgebreid stilgestaan bij de calorische bomtest volgens EN ISO 1716.

Calorische bomtest

In het Europese brandclassificatiesysteem volgens de EN 13501-1 worden verschillende brand- en rookklassen aangegeven. Voor het realiseren  van deze brandklasse zijn verschillende testmethoden beschikbaar.

• Voor de Klassen E en F: ontvlambaarheidstest volgens EN ISO 11925-2.
• Voor de overige brandklassen A1 t/m D zijn altijd twee testmethoden nodig:
  • Voor de klassen B t/m D zijn de Single Burning Item test volgens EN 13823 en de ontvlambaarheidstest nodig.
  • Voor de klassen A1 en A2 zijn in ieder geval de zogenaamde calorische bomtest volgens EN ISO 1716 en de onbrandbaarheidstest volgens EN ISO 1182 beschikbaar.

Voor het realiseren van een A2 klasse betreft het in basis de combinatie Single Burning Item en calorische bomtest.

Het systeem geeft ook de mogelijkheid een A2 klasse te realiseren in combinatie met de onbrandbaarheidstest, maar deze komt op een later tijdstip ter sprake als deze ook beschikbaar is bij Efectis Nederland. Voor dit artikel ligt de focus op de calorische bomtest volgens EN ISO 1716.

Testprincipe EN ISO 1716

Bij deze test wordt een proefstuk met een gespecificeerde massa volledig verbrand onder gestandaardiseerde omstandigheden, bij constant volume, in een atmosfeer met een overmaat aan zuurstof, in een hogedruk calorische bom. De calorische waarde van het product wordt berekend op basis van de waargenomen temperatuurstijging. Hierbij wordt rekening gehouden met warmteverliezen en de latente warmte van verdamping van water. Deze test bepaalt een absolute verbrandingswaarde van het product op basis van drie parallelle testen, om de reproduceerbaarheid van de test te valideren.

De uitrusting bestaat uit drie hoofdonderdelen, het bomlichaam, de bomkop en de bomafsluitdop. De bomkop bevat de smeltkroes (proefstukhouder) en de elektroden die voor de initiatie worden gebruikt van de reactie. Het volume van de bom is ±300 ml. De bom wordt ondergedompeld in gedemineraliseerd water in een calorimetrisch vat, waarbij onderdelen zijn geplaatst in een thermisch geïsoleerde watermantel. Het te beproeven product bevindt zich in de smeltkroes in de vorm van een poeder (zie figuur).

Testprocedure

Voorafgaand aan het uitvoeren van een test wordt de bomcalorimeter gekalibreerd door de waterequivalentie van het apparaat te bepalen met behulp van een standaard organische verbinding (benzoëzuur) met bekende calorische waarde. Dit betekent dat wordt vastgesteld of de juiste hoeveelheid energie wordt geproduceerd door een vaste hoeveelheid brandstof. De test wordt uitgevoerd met een gespecificeerde massa van 0,5 gram van het poedervormige of gehakte monster dat wordt gemengd met een gelijke hoeveelheid brandstof (benzoëzuur) en in de kroes geplaatst. Als volledige verbranding niet kan worden bereikt met behulp van de vaste brandstof (inclusief aansteeklont van katoen) met het gemalen monster, dan kan het testmonster worden gemengd met parafine vloeistof met een bekende verbrandingswaarde.

Er is een ontstekingsdraad geplaatst om contact te maken met het poeder of de vloeistof en aangesloten op de elektroden. De bom wordt gevuld met 100% zuivere zuurstof en onder 30 bar druk, en dan elektrisch ontstoken. De calorische waarde wordt bepaald door de temperatuurverandering van het homogeen gemengde water te meten als gevolg van de reactie binnen de bom.

Testrapport

Het uiteindelijke testrapport bevat informatie over:

• Het waterequivalent E (MJ/K) van de calorimeter, de bom en hun accessoires wordt bepaald door het maken van tenminste vijf bepalingen van de bruto verbrandingswarmte van korrels van 0,4 g tot 1,0 g gecertificeerd benzoëzuur.
• Correctie van de temperatuur: is noodzakelijk door de warmte uitwisseling met de  buitenwereld.
• Berekening van de bruto verbrandingswarmte van het product: PCS = (E * (Tm – Ti + C) – b) / m

Waarin:

PCS = bruto verbrandingswarmte [MJ/kg]

E = waterequivalent [MJ/K]

Tm = maximale temperatuur [K]

Ti = begintemperatuur [K]

C = adiabatische temperatuurcorrectie [K]

b = correctie [MJ] (voor de brandstoffen (benzoëzuur en katoendraad)

m = massa van het proefstuk [kg]

Samenvatting

De gewenste Europese geveltestmethode is nog niet beschikbaar. Daarom wordt voor Nederland de huidige methode van de vereiste brandklasse voor gevels zoals aangegeven in het Bouwbesluit in combinatie met de brandoverslag berekening volgens NEN 6068 nog enige tijd voortgezet.

Het bepalen van een A1/A2 brandklasse van een materiaal in het algemeen en een gevelmateriaal in het bijzonder wordt wel steeds belangrijker.

De vraag naar calorische bomtesten volgens EN ISO 1716 neemt steeds meer toe.

De methode is nu ook bij  Efectis Nederland beschikbaar en kan onder RVA-accreditatie worden uitgevoerd.

Dit artikel is tot stand gekomen in samenwerking met Efectis Nederland.