SBI et Calorimètre à cône: De quel système de test incendie avez-vous besoin?

SBI et Calorimètre à cône: La réponse courte

Choisir entre un SBI vs calorimètre à cône l'achat se résume à une question: est-ce que vous classez des produits pour le marché, ou de caractérisation des matériaux pour le développement? Le calorimètre à cône fonctionne à l'échelle d'un laboratoire sur un 100 mm × 100 mm et constitue l'instrument de choix pour les travaux de formulation, dépistage et recherche. L'appareil SBI fonctionne à une échelle intermédiaire sur un 1.5 m ensemble d'angle et est l'instrument qui sépare l'Euroclasse A2, B, C et D. Si votre laboratoire délivre des classifications sur lesquelles un organisme notifié ou un client s'appuiera, vous avez besoin de l'appareil SBI. Si votre laboratoire décide quelle formulation adopter, le calorimètre à cône est plus rapide et moins cher par réponse.

De nombreux laboratoires de réaction au feu établis finissent par gérer les deux, parce que les deux répondent à des questions que l'autre ne peut pas. Ce qui suit est là où ils diffèrent véritablement, et où le choix n'est pas vraiment un choix du tout.

La différence fondamentale entre le choix d'un calorimètre SBI et celui d'un calorimètre à cône

Dans toute comparaison entre calorimètre SBI et cône, il convient de rappeler que les deux sont des calorimètres à consommation d'oxygène. Ce pedigree partagé cache une divergence fondamentale dans ce qui leur est demandé de faire.

Échelle de banc vs échelle intermédiaire

Le calorimètre à cône expose un spécimen plat d'environ 100 mm carré à un flux de chaleur radiante contrôlé, normalement entre 0 et 75 kW/m², et l'enflamme avec une étincelle. Parce que l'échantillon est petit et que le champ radiant est uniforme, l'instrument produit des données hautement reproductibles dans des conditions étroitement contrôlées. C'est un instrument matériel.

L'appareil SBI monte deux échantillons à 90° pour former un coin, positionne un 30.7 Brûleur de bac à sable au propane kW au pied de ce coin, et brûle pour 20 minutes. La géométrie des coins est tout l’intérêt: un spécimen plat rayonne de la chaleur loin de lui-même, tandis qu'un coin emprisonne la chaleur pour que les flammes et les gaz chauds montent plus rapidement.. Un produit qui semble plat et inoffensif peut se comporter très différemment dans un coin – et les vraies pièces ont des coins.

Le prix de ce réalisme est la variance. Le test SBI implique un grand assemblage, un support d'échantillon construit par l'opérateur et une gravure de 20 minutes, qui introduisent tous une dispersion que la méthode à l'échelle du banc évite. La norme aborde ce problème directement: les données de précision issues d’exercices multilaboratoires sont publiées dans les annexes de la méthode précisément parce que les utilisateurs doivent savoir à quelle dispersion s’attendre.

Pourquoi la calorimétrie de la consommation d'oxygène est commune aux deux

Les deux instruments déterminent le dégagement de chaleur en mesurant la quantité d'oxygène perdue par le flux d'échappement., parce que l'énergie libérée par unité de masse d'oxygène consommée est à peu près constante dans tous les carburants organiques - conventionnellement considérée comme 13.1 × 10³ kJ par kilogramme d'oxygène. C'est pourquoi les deux systèmes dépendent si fortement d'un train d'analyse de gaz stable., et pourquoi un flux d'échappement instable endommage l'un ou l'autre des instruments. La différence est que sur le calorimètre à cône, le débit est faible et étroitement contrôlé., tandis que sur l'appareil SBI, il s'agit d'un grand système d'extraction industrielle qui doit contenir 0,50 à 0,65 m³/s.

SBI et Calorimètre à cône: Côte à côte

Ce que mesure chaque instrument

Sorties du calorimètre à cône

Le calorimètre à cône rapporte les propriétés continues du matériau plutôt qu'une réussite ou un échec.: taux de dégagement de chaleur maximal, temps d'allumage à un flux donné, chaleur totale dégagée, taux de perte de masse, chaleur de combustion efficace, et les rendements en fumée et en gaz. Parce que le flux radiant imposé est contrôlé, le même matériau peut être comparé entre les flux, ce qui est précisément ce dont les équipes de développement ont besoin lorsqu'elles veulent savoir comment une formulation se comporte lorsque l'exposition au feu s'intensifie..

Lorsqu'un calorimètre à cône est couplé à un Analyseur de gaz FTIR, il produit également des données spécifiques aux espèces sur les produits de combustion. Les exigences propres à l’instrument sont strictes du côté des gaz: l'analyseur d'oxygène doit être de type paramagnétique, avec dérive et bruit dans des limites strictes, et le délai de transport du système d'échantillonnage est contraint pour que l'axe du temps reste significatif. Notre guide pour OIN 5660 taux de dégagement de chaleur du calorimètre à cône couvre la méthode en détail.

Sorties de l'appareil SBI

L'appareil SBI rapporte les quantités de classification. FIGRA mesure la vitesse à laquelle le dégagement de chaleur augmente par rapport au temps écoulé; THR_600s mesure la quantité de chaleur apportée par le produit au cours des dix premières minutes; SMOGRA et TSP_600s faire pareil pour la fumée; La propagation latérale des flammes et les observations de gouttelettes sont enregistrées visuellement. Il ne s'agit pas de propriétés matérielles : ce sont des nombres qu'une norme de classification compare à des limites fixes..

C'est l'asymétrie cruciale. Les données du calorimètre à cône éclairent la décision que vous prenez. Les données SBI déterminent une étiquette dont dépend votre client. Pour savoir comment ces étiquettes sont assemblées, voir notre guide pour DANS 13501-1 Classement Euroclasse.

SBI et Calorimètre à cône: Où chacun a un poids réglementaire

Pour les produits de construction mis sur le marché européen, la division est flagrante. Si un produit appartient à l'Euroclasse A2, B, C ou D et est essentiellement plat – panneaux muraux, panneaux isolants, bardage, systèmes de plafond, panneaux composites — le test SBI n'est pas facultatif. Le cours ne peut pas être délivré sans lui, et le Marquage CE le processus dépend de la classification. Il n'y a pas de substitut, et pas de raccourci à l'échelle du laboratoire.

Le rôle régulateur du calorimètre à cône est plus restreint mais réel. Les projets ferroviaires et maritimes utilisent des données de dégagement de chaleur à l'échelle de laboratoire dans le cadre de leurs structures de conformité, et les applications de câble ont leurs propres programmes. Dans ces contextes, le calorimètre à cône n'est pas un luxe de recherche mais un instrument spécifié.

Quand vous avez besoin d’un appareil SBI

Quatre situations font de l'appareil SBI le bon achat.

• Vous délivrez des classements Euroclasses. Tests de conformité, La prise en charge du marquage CE ou la certification par un tiers pour les produits de construction vendus en Europe nécessite cet instrument.
• Vous êtes un organisme notifié ou un laboratoire de réaction au feu accrédité. La portée elle-même exige la méthode.
• Vous êtes un fabricant exécutant un contrôle qualité en interne selon une classification certifiée. Un appareil SBI vous permet de vérifier la production par rapport à la configuration classifiée sans envoyer chaque lot, à condition que vos résultats soient en accord avec le laboratoire certificateur.
• Le comportement de votre produit est sensible à la géométrie. Produits dont la performance dépend des joints, les couches de surface ou le comportement de l'assemblage nécessitent la configuration des coins pour l'afficher.

Quand un calorimètre à cône est le bon choix

Le calorimètre à cône gagne dans trois circonstances différentes.

• Travaux de formulation et de développement. Vous devez comparer les candidats rapidement et à moindre coût, à flux contrôlé, avec des données reproductibles. Construire un assemblage SBI pour chaque variante n'est pas réalisable.
• Dépistage avant des tests coûteux. Un résultat à l'échelle expérimentale vous indique si une formulation vaut le coût d'une campagne complète à échelle intermédiaire., et il signale les candidats qui ne respecteront pas les limites de dégagement de chaleur précoce.
• Caractérisation fondamentale des matériaux. Comportement à l'allumage, Les courbes de dégagement de chaleur et les rendements gazeux sous flux imposé sont des propriétés matérielles qui ne font l'objet d'aucun rapport d'essais de classification..

Exécuter les deux dans un seul laboratoire

Où les deux instruments sont présents, trois décisions pratiques se présentent: s'il faut partager l'analyse de gaz, comment les programmer, et comment garder les deux flux de données comparables.

Le partage du matériel d'analyse de gaz entre un calorimètre à cône et un système de conduits SBI est techniquement possible et permet d'économiser à la fois de l'encombrement et des coûts d'investissement., mais cela introduit une dépendance: un analyseur servant deux instruments signifie la maintenance, l'étalonnage et les temps d'arrêt sont partagés. Les laboratoires qui ont besoin d'une disponibilité indépendante gardent souvent les analyseurs séparés et partagent uniquement les étalons de référence et la suite d'étalonnage..

La planification est plus facile à gérer qu’il n’y paraît, car les profils de débit diffèrent. Les analyses du calorimètre à cône sont courtes et nombreuses; Les exécutions SBI sont longues, peu, et dominé par la préparation et le conditionnement des échantillons. Un laboratoire peut généralement mener des travaux de développement en parallèle avec des campagnes de classification sans conflit..

La question de la comparabilité est celle qui surprend les gens. Parce que les deux instruments mesurent le dégagement de chaleur en fonction de la consommation d'oxygène, les ingénieurs traitent parfois leurs sorties comme interchangeables. Ils ne sont pas. Un calorimètre à cône rapporte le pic de dégagement de chaleur sous un flux imposé; l'appareil SBI rapporte un indice dérivé d'une exposition de coin à échelle intermédiaire. Les nombres ne sont pas convertis les uns dans les autres, et une spécification qui demande “données sur le taux de dégagement de chaleur” doit indiquer quel instrument et quelle méthode sont destinés.

SBI et Calorimètre à cône: Coût et infrastructure

Le coût en capital n'est qu'une partie d'une comparaison entre le SBI et le calorimètre à cône. L'appareil SBI comporte une exigence de salle de test, extraction industrielle, un 315 mm conduit, une charge de travail de fabrication d'échantillons plus importante et un cycle de test plus long. Ses consommables vont aux pièces de la ligne d'échantillonnage, gaz d'étalonnage et n-heptane. Ses calibrages sont également plus complexes: l'étalonnage par étapes doit maintenir le rapport de dégagement de chaleur mesuré/délivré en continu dans les limites 100 ± 5%, et les cibles de contrôle du n-heptane 4,456 ± 222.8 MJ/kg.

L’infrastructure du calorimètre à cône est plus petite et ses consommables moins chers par analyse, mais un instrument entièrement spécifié nécessite des fluxmètres thermiques de référence avec étalonnage périodique, ce qui est un coût récurrent qu'il est facile de négliger au stade du budget. L'ensemble complet des paramètres attendus des instruments d'essais incendie est répertorié sur notre paramètres d'essai au feu page.

Foire aux questions

Un calorimètre à cône peut-il remplacer le test SBI pour la classification Euroclasse?

Non. Euroclasse A2, B, C et D pour les produits de construction essentiellement plats sont séparés par FIGRA et THR_600s valeurs produites uniquement par l'EN 13823 Test SBI. Le calorimètre à cône fonctionne à l'échelle d'un laboratoire sur un 100 éprouvette de mm sous flux radiant imposé et rapporte les propriétés du matériau, pas de quantités de classification. Il n’y a pas de chemin entre les données du calorimètre à cône et une étiquette Euroclasse.

Quelle est la principale différence entre les tests SBI et les tests au calorimètre à cône?

Échelle et objectif. Le calorimètre à cône teste un petit échantillon plat à flux radiant contrôlé pour caractériser un matériau; l'appareil SBI teste un 1.5 m assemblage d'angle avec un 30.7 Brûleur kW pour classer un produit. Les deux utilisent la calorimétrie de consommation d’oxygène, mais l'un éclaire les décisions de développement et l'autre produit un label réglementaire.

Dans les tests SBI vs calorimètre à cône, ce qui est mieux pour le développement?

Le calorimètre à cône, par une large marge. Ses petits spécimens se conditionnent rapidement, ses courses sont courtes, son flux imposé est maîtrisé et sa répétabilité est élevée. Cette combinaison permet à une équipe de développement de comparer de nombreuses formulations dans le temps qu'il faudrait pour créer et exécuter une seule campagne à échelle intermédiaire., et il identifie les candidats qui ne survivront pas aux limites de classification.

Les deux instruments donnent-ils des chiffres de dégagement de chaleur comparables?

Non, et les traiter comme interchangeables est une erreur courante. Le calorimètre à cône indique le taux de dégagement de chaleur maximal sous un flux radiant imposé. L'appareil SBI rapporte FIGRA, un indice dérivé de la division du dégagement de chaleur par le temps écoulé lors d'une exposition de coin à échelle intermédiaire. Les conditions d'exposition et les quantités elles-mêmes diffèrent, donc les sorties ne sont pas converties les unes dans les autres.

Un système d'analyse de gaz peut-il servir aux deux instruments?

Techniquement oui, et cela permet d'économiser de l'empreinte et des coûts d'investissement. Le compromis est un temps d'arrêt partagé: un analyseur servant deux instruments signifie que la maintenance et l'étalonnage interrompent les deux. Les laboratoires qui ont besoin d'une disponibilité indépendante conservent généralement des analyseurs séparés et partagent uniquement des étalons de référence et la suite d'étalonnage..

De quelle infrastructure un appareil SBI a-t-il besoin par rapport à un calorimètre à cône?

Une salle d'essai d'environ 2.4 × 3.0 × 3.0 m, un système d'extraction industrielle contenant 0,50 à 0,65 m³/s, et un conduit de 315 mm de diamètre intérieur avec une section de mesure. Le calorimètre à cône n'a besoin que d'une empreinte de table avec extraction locale et d'un petit conduit. Le test SBI nécessite également plus d’espace de préparation des échantillons, puisque la construction des assemblys peut prendre des heures.

Combien de temps dure chaque test?

Une analyse au calorimètre à cône est courte, généralement quelques minutes, avec conditionnement rapide des échantillons entre les analyses. Un test SBI implique au moins 72 heures de conditionnement à masse constante, heures de travail d’assemblage pour éprouvettes multicouches, et un brûlage enregistré de 21 minutes avec le brûleur principal allumé à 300 secondes. Le temps total de laboratoire par échantillon SBI est donc dominé par la préparation, pas par la brûlure elle-même.

Choisir entre SBI et calorimètre à cône: Une séquence

1. Déterminez si vous devez délivrer des classifications Euroclasses. Si oui, l'appareil SBI est obligatoire et la décision s'arrête là.
2. Sinon, établir si vos travaux nécessitent de caractériser des matériaux sous flux radiant contrôlé, qui pointe vers le calorimètre à cône.
3. Vérifiez si un programme sectoriel que vous servez – ferroviaire, marin, câble - spécifie les données de dégagement de chaleur à l'échelle du laboratoire.
4. Évaluez honnêtement le débit, y compris le conditionnement des échantillons et le temps d'assemblage, pas seulement la durée de l'exécution.
5. Coût de l'infrastructure, pas seulement l'instrument: salle d'essai, extraction, conduit, étalons de référence et consommables.
6. Si les deux sont nécessaires, décider s'ils partageront le matériel d'analyse des gaz ou s'ils fonctionneront indépendamment, et planifier la capacité d'étalonnage en conséquence.

Si la décision est encore ouverte, ou si vous équipez un nouveau laboratoire de réaction au feu, l'équipe technique peut examiner la portée prévue par rapport aux deux instruments - les atteindre via le page de contact. Le matériel lui-même est décrit sur notre appareil d'essai SBI pour objet à combustion unique et calorimètre à cône pages. Lecture connexe: le Guide de conformité des appareils SBI et comment FR 13823 classification des formes de données.

Références

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4. ASTM- E1354 standard overview page. store.astm.org
5. NEN — NEN-EN 13501-1:2019 dans, fire classification of construction products and building elements. nen.nl
6. NSAI Standards — I.S. DANS 13823:2020, superseded by I.S. DANS 13823:2020+A1:2022. shop.standards.ie
7. European Commission — CE marking for manufacturers under the Construction Products Regulation. ec.europa.eu
8. RISE Research Institutes of Sweden — fire safety and reaction-to-fire research. rise.se
9. BRE Group — fire testing, certification and research. bre.co.uk

About This Guide

Prepared by the technical content team at Shenyang Baoruitong Automation Equipment (BHNS), a manufacturer of reaction-to-fire and fire resistance test equipment. Specimen dimensions, burner output, exhaust flow and calibration targets quoted for the SBI apparatus come from EN 13823 and its annexes; la constante de consommation d'oxygène et la plage de flux radiant indiquées pour le calorimètre à cône proviennent de l'ISO 5660-1 et ASTM E1354. Lorsqu'un chiffre décrit la pratique du laboratoire plutôt qu'une limite standard, il est présenté comme tel.