Experimental investigations of the combustion efficiency for fire load calculations

Kusche, Christian; Knaust, Christian; Hahn, Sarah-Katharina; Krause, Ulrich

doi:10.3139/120.110795

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“…Hierzu wurden Untersuchungen zur Entwicklung einer Methodik für die Bestimmung der Verbrennungseffizienz durchgeführt und für eine Reihe an Materialien (Hölzer und Kunststoffe unterschiedlichen Aufbaus und Entflammbarkeit sowie Flüssigkeiten) derartige Faktoren bestimmt .…”

Section: Verbrennungseffizienzunclassified

“…Dabei kamen das Cone Calorimeter für Experimente im Labormaßstab und eine modifizierte Variante des Single‐Burning‐Item‐Tests (Einbringung einer Abbrandwaage, s. bspw. ) im halbtechnischen Maßstab zum Einsatz. Es haben sich drei Varianten der Verbrennungseffizienz als besonders geeignet herausgestellt : die Verbrennungseffizienz basierend auf der effektiven Verbrennungswärme, die im Nationalen Anhang von Eurocode 1‐1‐2 verfolgt wird :

{normalχ}_{EHC} = \frac{Δ h_{c, eff}}{h_{normalu}} = \frac{Δ H_{c, eff}}{Δ m \cdot h_{normalu}}

χ EHC Verbrennungseffizienz in Abhängigkeit von der effektiven Verbrennungswärme (Effective Heat of Combustion – EHC) [–]Δ h c,eff spezifische effektive Verbrennungswärme [kJ/g] h u Heizwert [kJ/g]Δ H c,eff effektive Verbrennungswärme [kJ]Δ m Massenverlust [g]

die Verbrennungseffizienz auf Basis der Brennstoffbeladung, die unverbrannte Materialrückstände einbezieht:

{normalχ}_{FL} = \frac{q}{h_{normalu}} = \frac{Q}{m_{normals} \cdot h_{normalu}}

χ FL Verbrennungseffizienz in Abhängigkeit von der Brennstoffbeladung (Fuel Load – FL) [–] q Brennstoffbeladung [kJ/g] Q insgesamt freigesetzte Wärme [kJ] m s Masse der Probe bei Testbeginn [g]

und die Verbrennungseffizienz der Hauptbrandphase, bei der die Phasen größter Unsicherheit, die Entzündungs‐ sowie die Phase des Erlöschens, „abgeschnitten” werden:

{normalχ}_{HRR,10 - 90} = \frac{{\overset{Q}{true}}_{10 - 90}}{{\overset{m}{true}}_{10 - 90} \cdot h_{normalu}}

χ HRR,10–90 Verbrennungseffizienz in Abhängigkeit von der mittleren Wärmefreisetzungsrate (Heat Release Rate – HRR) über den Zeitraum des 10–90%‐igen Massenverlusts [–]<...>

…”

Section: Verbrennungseffizienzunclassified

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Dokumentation der Entwicklung des m‐Faktors und neuer Aspekt der Verbrennungseffizienz

et al. 2017

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1 Einleitung Bei der Bewertung der erforderlichen Brandschutzmaßnahmen für Industriebauten geht als ein Faktor das Abbrandverhalten vorhandener Materialien ein. So erfolgt die Bemessung der Feuerwiderstandsdauer tragender und aussteifender Bauteile von Industriebauten auf Basis der im Gebäude vorhandenen Brandlasten. Namentlich wird das Abbrandverhalten derzeit in Deutschland mittels Abbrandfaktor m bewertet. Er ist als dimensionsloser Beiwert definiert, der das Brandverhalten der Brandlast Q hinsichtlich Form, Verteilung, Kontur, Lagerungsdichte und Feuchte beurteilt [1]. Nähere Erläuterungen zum Abbrandfaktor finden sich in [2]. Hier werden das Verfahren seiner experimentellen Ermittlung und die dafür geschaffene Versuchseinrichtung, der "m-Faktor-Ofen", beschrieben. Zahlenwerte des Abbrandfaktors sind in [3] tabelliert. 2 m-Faktor-Ofen und Vergleichselement Bild 1 zeigt den m-Faktor-Ofen mit integriertem Vergleichselement gemäß [2]. Weitere Zeichnungen sowie Fotografien enthalten bspw. [2, 4]. Die inneren Abmessungen des Brandraums betragen 2 m × 2 m × 2 m [2]. Als Stahlkonstruktion mit Schamottemauerwerk verfügt er über sehr hohe Wärmedämmeigenschaften [5]. Im unteren Drittel der Seitenwände befinden sich vier Zuluftöffnungen; das Abgas wird an der Rücksei-te des Ofens abgeführt. Mit einem konstanten Zuluftstrom von 500 m 3 /h wird ein 60-facher Luftwechsel festgelegt [2]. Bei einem Sauerstoffanteil unter 3 % darf der Zuluftstrom auf 1 500 m 3 /h erhöht werden. Liegt der Sauerstoffanteil länger als 2 min unterhalb von 3 %, ist der Versuch zu verwerfen. In der Folge ist das zeitweise Auftreten ventilationsgesteuerter Brände wahrscheinlich. Dies ist insofern von Bedeutung, als dass hieraus eine Reduzierung des Abbrands resultiert und damit in der Tendenz kleinere Abbrandfaktoren zu erwarten sind. Zur kontinuierlichen Massenverlustbestimmung ist der Versuchsraum mit einer Waage ausgestattet. Fünf deckennah angeordnete Thermoelemente ermöglichen die Temperaturbestimmung im Brandraum. Die Zündquelle ist lediglich in der Hinsicht definiert, dass sie eine max. Temperaturerhöhung von 5 K im Vergleichselement er-Vor dem Hintergrund der Zurückziehung der DIN 18230 Teil 2 zur Bestimmung des m-Faktors von Materialien für die Brandlastbewertung im Industriebau müssen neue Wege gefunden werden, wie das Abbrandverhalten alternativ quantifiziert werden kann. Der Beitrag fasst die Entstehung und die Entwicklung der Bestimmungsweise von Abbrandfaktoren zusammen und gibt Ausblick auf eine neue Möglichkeit zur Bewertung von Brandlasten, die Verbrennungseffizienz. Structural fire protection in industrial buildings -development of the m-factor and new aspect of the combustion efficiencyIn consequence of the withdrawal of DIN 18230 part 2 describing the determination of m-factors for the weighting of fire loads in industrial buildings, alternatives must be found to quantify the combustion behavior of materials. The contribution describes the development of the m-factor and refers to another possibility for rating fire loads, the co...

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Section: Verbrennungseffizienzunclassified

{normalχ}_{EHC} = \frac{Δ h_{c, eff}}{h_{normalu}} = \frac{Δ H_{c, eff}}{Δ m \cdot h_{normalu}}

die Verbrennungseffizienz auf Basis der Brennstoffbeladung, die unverbrannte Materialrückstände einbezieht:

{normalχ}_{FL} = \frac{q}{h_{normalu}} = \frac{Q}{m_{normals} \cdot h_{normalu}}

und die Verbrennungseffizienz der Hauptbrandphase, bei der die Phasen größter Unsicherheit, die Entzündungs‐ sowie die Phase des Erlöschens, „abgeschnitten” werden:

{normalχ}_{HRR,10 - 90} = \frac{{\overset{Q}{true}}_{10 - 90}}{{\overset{m}{true}}_{10 - 90} \cdot h_{normalu}}

χ HRR,10–90 Verbrennungseffizienz in Abhängigkeit von der mittleren Wärmefreisetzungsrate (Heat Release Rate – HRR) über den Zeitraum des 10–90%‐igen Massenverlusts [–]<...>

…”

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Dokumentation der Entwicklung des m‐Faktors und neuer Aspekt der Verbrennungseffizienz

et al. 2017

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Vibrational comfort improvement for a passenger car driver seat

Akçay,

Şefkat

2023

Materials Testing

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This paper presents an experimental study aimed at providing new insights into passenger vehicle driver seat vibration. The study investigates the effects of various driver seat components on the damping coefficient. By employing a design for six sigma method, an optimized seating solution is proposed to enhance seat comfort levels. The control factors used in this study include seat cushion upholstery, topper foam, cushion foam, pulmaflex, torsion bar and seat structure. Seat position, foam thickness and body mass are considered as potential noise factors. Subjective evaluation of seat comfort is conducted using the SAE J 1441-2016, comparing three different passenger car driver seats. The seats are disassembled from the vehicles and mounted on a six-degree-of-freedom shaker test bench. Vertical vibration data are filtered, and transmissibility curves are experimentally obtained from the seat rail to the seat cushion via a pad. Uncomfortable seat prototypes are then manufactured, and alternative configurations are tested on the shaker. The objective and subjective evaluations of the seat prototypes reveal that lower foam hardness, higher foam density, and flexible upholstery contribute to improved comfort levels. Moreover, the prototype seat with optimum parameters receives a subjective evaluation SAE score of +0.75, indicating an enhancement in comfort.

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Experimental investigations of the combustion efficiency for fire load calculations

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Dokumentation der Entwicklung des m‐Faktors und neuer Aspekt der Verbrennungseffizienz

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Vibrational comfort improvement for a passenger car driver seat

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