ISO 13823 SBI 建築材料の単燃物試験

 ISO 13823 SBI 単一燃焼試験機 

製品紹介

SBI（Single Burning Item）単一燃焼試験機（BS EN 13823:2020）は、初期段階の火災シナリオをシミュレートし、単一の燃焼源下で建築材料（床材を除く）の燃焼性能を評価するために設計された最先端の火災試験装置です。EN 13501-1に準拠し、熱放出率（HRR）、煙発生率（SPR）、側方火炎伝播（LFS）、燃焼滴/粒子などの重要なパラメータを測定します。壁や天井パネル、断熱材（例：EPS、XPS、鉱物ウール）、装飾コーティング、複合板など、幅広い製品に適しており、SBI試験機は、厳格なEU火災安全規制を満たすことを目指すメーカーや試験ラボにとって不可欠なツールです。

規格

ISO 13823: 建築製品の耐火試験 — 床材を除く建築製品の単一燃焼体による熱的攻撃への暴露

内容：単一燃焼体（SBI）の作用下での建築製品（床材を除く）の燃焼性能を評価するために、国際標準化機構（ISO）が開発した国際規格です。この規格は、初期段階の火災（ゴミ箱火災など）をシミュレートすることにより、以下の主要パラメータを測定します。

熱放出率（HRR）：総熱放出量（THR）と火災成長率指数（FIGRA）を含みます。

煙発生率（SPR）：総煙発生量（TSP）と煙成長率指数（SMOGRA）を含みます。

側方火炎伝播（LFS）：火炎が試験片の端に達するかどうか。

燃焼滴/粒子：二次燃焼を引き起こす滴があるかどうか

EN 13501-1:2018: 建築製品および建築要素の火災分類 — パート1：耐火試験からのデータを使用した分類

内容：建築製品および要素の火災性能の分類に関する欧州連合規格は、ユーロクラスシステム（クラスA1、A2、B、C、D、E、F、煙発生クラスs1-s3および燃焼滴クラスd0-d2）を定義しています。ISO 13823のSBI試験（EN 13823経由）は、EN 13501-1でクラスA2、B、C、D材料を評価するための主要な方法です。

試験対象製品の範囲

BS EN 13823は、以下の建築製品（床材を除く）の燃焼性能試験に適用されます。

壁および天井材：

内壁パネル（石膏ボード、ファイバーボード、木材パネルなど）。

装飾パネル（プラスチックパネル、金属複合パネル、アルミ複合パネル）。

サンドイッチパネル、ハニカムパネル。

断熱材：

有機断熱材：ポリスチレン（EPS）、押出パネル（XPS）、ポリウレタン（PUR/PIR）。

無機断熱材：鉱物ウール、グラスウール、ロックウール。

装飾および表面材：

コーティング（難燃性コーティングを含む）、塗料。

壁紙、装飾フィルム、ベニヤ材。

構造部材：

繊維強化セメント板、ケイ酸カルシウム板。

木材とその複合材料。

その他：

パイプ断熱材。

カーテンウォールシステムの非床材部分。

特徴

1 全体の機械の主要部品はすべて輸入部品です：酸素分析計、二酸化炭素、質量流量計など。

2 操作インターフェースのスタイルとさまざまな性能は、英国FTTのものと同等であり、一部の性能はそれらよりも優れています。

3 メンテナンスは便利で高速であり、後期のスペアパーツの交換はFTTのそれよりも少なくとも50％〜70％低く、メンテナンスのトラブルはありません。機器の耐用年数は長く、運用コストは低いです。

4 統合制御キャビネットが使用されています。

5 ヘプタンは校正に使用され、KGあたりの熱放出量（THR）値は456MJ/KG±222.8MJ/KGです。複数回の測定後、流量分布係数Kt,vは非常に安定しています。機器は優れた精度、高精度、安定性、信頼性を備えています。

6 機器の正常な動作を保証するために、対応する補助機器と消耗品が装備されています。

7 製品印刷カラーサンプルと機器の詳細な説明を提供します

主なパラメータ

1 機器構成：燃焼室、試験装置（トロリー、固定フレーム、バーナー、ガスフード、コレクターおよびダクト）、J型排煙管、煙収集システム、総合測定システムデバイス、データ収集および分析デバイス、ガス供給制御デバイス（全体の機器配置スペースは、制御室スペースを含めて高さ6.0m×長さ7.0m×幅6.0mであり、配置スペースは要求者のサイトに応じて合理的に計画することもできます）。

2 1つの燃焼室：

2.1 燃焼室の寸法：長さ（3.0±0.2）m×幅（3.0±0.2）m×高さ（2.4±0.1）m、燃焼室はレンガ壁で構築されています。

2.2 部屋の上部には、サンプリングパイプに接続されたガスフードと排煙管があります。試験中、サンプルの燃焼によって放出された熱と燃焼生成物は、排煙管から排出されなければなりません。

2.3 トロリーが隣接する実験室から燃焼室に移動しやすくするために、燃焼室の片側に開口部が設けられています。開口部（フレーム）のサイズは、幅1470mmX高さ2450mmです。トロリーの下には自然な空気の出入りのためのスペースがあります。観察窓は、垂直サンプルプレートの長翼と短翼に面する2つの壁に設置されています。

2.4 試験後の部屋の試験残渣の清掃を容易にするために、燃焼室の片側に開閉可能なドアが設置されています。

2.5 トロリーが燃焼室に配置された後、U字型溝に接触する長翼試験面と燃焼室壁の品質検査との距離は（2.1±0.1）mであり、これは長翼とそれに面する壁との垂直距離です。燃焼室の開口面積（トロリーの底部の空気入口とガスフードの排気口を除く）は0.05m2であり、図4に示されています。

3 燃料：市販のプロパンガス、純度≥95％。

4 試験装置：

4.1 サンプルトロリー：互いに垂直な2つのサンプル試験片（長翼は1.5M翼、短翼は1.0Mサンプル）が取り付けられています。垂直角の底には砂箱バーナーがあります。トロリーは、トロリーの背面が燃焼室の壁の開口部をちょうど閉じるように配置されています。燃焼室の床に沿って空気が均等に分配されるように、多孔板がトロリーの底板の下の空気入口に取り付けられています（その開口面積は総面積の40％〜60％を占め、穴の直径は8mm〜12mmです）。図5に示すように

図5-1 物理画像

図5-2 3D画像

4.2 固定フレーム：角鋼、棒鋼、アスベスト板でできており、トロリーが試験のために押し込まれ、ガスフードを支え、補助バーナーがフレームに固定されています。図6を参照してください

図6-1 フレームワークと補助バーナー

図6-2 3Dエンジニアリング図面

4.3 ガスフード：フレームの上部にあり、底の長さと幅が1479mmの円錐形の構造です。内側の材料はUSU304ステンレス鋼で、外側の材料は亜鉛メッキシートです。燃焼によって生成されたガスを収集するために使用されます。図7を参照してください

図7-1 煙フード（燃焼中の上から見た図）

図7-1 煙フードの3D外観エンジニアリング図面

4.4 コレクター：フードの上部にあり、ダンパープレートと排気管に接続された水平出口があります。外寸は580mmx580mmの正方形で、内側の材料はUSU304ステンレス鋼、外側の材料は亜鉛メッキシートでできており、中央は断熱綿でできています。

4.5 J型排気管：内径315mm±5mmの二重層断熱丸管で、断熱のために中央に50mm厚の耐高温性鉱物ウールがあり、内側の材料はUSU304ステンレス鋼で、外側の材料は亜鉛メッキシートでできています。以下のコンポーネントが空気の流れの方向に沿って提供されます。

① コレクターに接続されたジョイントはフランジで接続されています。

② 3つの内蔵熱電対（温度測定熱電対）を備えた500mm長のパイプで、熱電対の設置位置はコレクターから少なくとも400mm離れています。

③ 1000mm長のパイプ;

④ 2つの90°エルボー（シャフトの曲率半径は400mm）;

⑤ ブレードガイドと絞りオリフィスプレートを備えた1625mm長のパイプ。ガイドはエルボーの端から50mm離れており、長さは630mmです。ガイドのすぐ後には、厚さ（2.0±0.5）mmの絞りオリフィスプレートがあります。絞りオリフィスプレートの内側の開口直径は265mm、外側の開口直径は314mmです。

⑥ 長さ2155mmのパイプには、圧力プローブ、微圧測定デバイス（2ユニット）、4つの熱電対、ガスサンプリングプローブ（2ユニット）、白色光消滅システムが装備されています。この部分は「総合測定エリア」と呼ばれます。図8を参照してください

⑦ 長さ500mmのパイプ;

⑧ 排煙システムに接続されたジョイント。図7を参照してください

図8-1 測定セクション

図8-2 排煙ダクトの3Dエンジニアリング図面
熱電対、圧力プローブ、ガスサンプリング、煙密度の設置位置

4.6 2つの同一の砂箱バーナー。1つはトロリーの底板にあり（メインバーナー）、もう1つはフレームカラムに固定されています（補助バーナー）。プロパンガスは砂箱バーナーを通過し、30.7±2.0kWの熱出力を生成します。仕様は次のとおりです。

① 砂箱バーナーの形状：腰の長さが250mm（下向き）、高さが80mmの二等辺直角三角形で、重心に直径12.5mmのパイプスリーブプラグ穴があります。上部は開いており、残りはすべて閉じています。直角三角形の有孔板は、バーナーの底から10mmの高さに取り付ける必要があります。最大メッシュサイズが2mm以下の金属ワイヤスクリーンは、底から12mmと60mmの高さに取り付ける必要があります。すべての寸法偏差は±2mmを超えてはなりません。

② 材料：ボックス本体は厚さ1.5mmのステンレス鋼でできており、下から上に向かって連続的に分布しています：高さ10mmのギャップ層。サイズ（4-8）mmで、充填高さ60mmの小石層。サイズ（2-4）mmで、充填高さ80mmの砂利層。小石層と砂利層は、小石がガスパイプラインに入るのを防ぐためにワイヤメッシュで安定化されています。使用される小石と砂利は丸く、砕石を含んでいません。

③ メインバーナーの位置：メインバーナーはトロリーの底板に取り付けられ、試験片の底部のU字型溝に近接しています。メインバーナーの上端は、U字型溝の上端と水平に一致し、±2mmを超えない差があります。

④ 補助バーナーの位置：補助バーナーは、試験片の角度の反対側のフレームカラムに固定されており、バーナーの上部は燃焼室の床から（1450±5）mm（ガスフードからの垂直距離は1000mm）であり、その傾斜はメインバーナーの傾斜と平行であり、傾斜に最も近接しています。

⑤ メインバーナーは、試験片の長翼と短翼の両方の向きのU字型スロットに近接しています。両方向のU字型スロットにはバッフルがあり、その上面はU字型スロットの上面と同じ高さであり、設置された試験片の2つの翼の間の角度の端線から0.3m離れています（バーナーエリアの境界）。

⑥ 過去に同じ製品の試験が、材料が砂床に滴下したために早期に終了した場合、メインバーナーは斜め三角形グリルで保護する必要があり、グリルの開口面積は総面積の少なくとも90％を占める必要があります。グリルの片側は、メインバーナーの斜辺に配置されています。斜め三角形グリルと水平面との角度は（45±5）°であり、メインバーナーの斜辺の中点から試験片の角度まで水平な直線を描くことによって測定できます。

4.7 長方形のシールドプレート：幅（370±5）mm、高さ（550±5）mm、ケイ酸カルシウム板（その仕様はバックプレートと同じ）でできており、補助バーナーの火炎からの放射熱からサンプルを保護するために使用されます。長方形のシールドプレートは、補助バーナーの底部の傾斜に固定する必要があり、その下端の中心はバーナーの底部の傾斜の中心に位置し、傾斜の全長を覆い、傾斜の両端で（8±3）mm伸び、その上端は補助バーナーの上部より（470±5）mm高くなっています。

4.8 質量流量コントローラー：範囲：0〜2.5g/s、範囲内（0.6〜2.5）g/sを含む。精度1％。デジタル表示、4〜20mA出力付き、収集カードを介してコンピューターで直接制御でき、高速応答速度と高制御精度。

4.9 ガス供給スイッチ：メインバーナーと補助バーナーが切り替わると、補助バーナーは120±5Sで点火され、プロパンバーナーの流量は（647±10）mg/sに調整されます。300±5Sで、プロパンガスは補助バーナーからメインバーナーに切り替わります。これは、バーナーのいずれかにプロパンガスを供給するために使用されます。スイッチは、バーナーの切り替え期間（切り替えの瞬間、補助バーナーのガス出力が減少し、メインバーナーの出力が増加している間）を除いて、両方のバーナーに同時にプロパンガスが供給されるのを防ぎます。バーナーの切り替え応答時間は12秒を超えず、スイッチと上記のメインバルブは燃焼室の外で操作できます。

4.10 バックプレート：試験片の2つの翼をトロリーで支えるために使用されます。バックボードの材料はケイ酸カルシウム板で、密度は（800±150）kg/m3、厚さは（12±3）mm、寸法は次のとおりです。

① 短翼バックボード：（>570+試験片の厚さ）mm×（1500×5）mm;

② 長翼バックボード：（1000+ギャップ幅±5）mm×（1500±5）mm。

③ 短翼バックボードは試験片よりも幅が広く、余分な幅は片側からのみ伸びることができます。ギャップのある試験片の場合、長翼バックボードの幅が広くなり、増加した幅はギャップのサイズに等しくなります。

4.11 可動パネル：試験片の2つの翼の後ろの空気の流れを増やすために、それらはサイズの半分であるパネルに置き換えて、ギャップの上半分を覆う必要があります。

4.12 点火源：31KWプロパン直角砂箱バーナー（側面長250MM高さ80MM）をトロリーの垂直コーナーに配置。

4.13 調整可能なクランプが使用されており、サンプルのロードとアンロードが非常に便利です。

5 煙サンプリングシステム：

5.1 煙サンプリングシステム：サンプリングチューブ、灰フィルター、コールドトラップ、乾燥カラム、ポンプ、廃液レギュレーターで構成されており、煙サンプルの効果的な収集と排気ガスの吸収を保証できます。

5.2 総合サンプリングエリアは、センサーとサンプリングチューブを配置するために排煙ダクトに設定されています。

5.3 排煙流量範囲：0.50立方メートル/秒〜0.65立方メートル/秒（標準温度が298Kの場合）連続排煙速度は0.50立方メートル/秒〜0.65立方メートル/秒（標準温度が298Kの場合）。コンピューターを使用して、周波数変換を介してファンを制御し、風速を自動的に調整します。

5.4 排煙ダクトには、2つのサイドパイプ（内径45mmの円形パイプ）が装備されており、排煙ダクトの長軸と垂直に垂直であり、その軸の高さ位置は排煙ダクトの長軸の高さに等しくなっています。

5.5 試験室の周囲温度の測定：直径1mmのK型装甲熱電対、温度測定精度0.5℃、周囲圧力試験：±200Pa。

5.6 ダイアフラムポンプ：流量は60L/min、真空度：700μHg、圧力：2.5 bar。

5.7 煙フィルター：フィルターヘッドは固体PTFEで構成され、内部フィルター材料は0.5um PTFEです。

5.8 CO2フィルター：CO2フィルター材料が取り付けられており、フィルターヘッドは固体PTFEで構成されており、高度な耐食性があります。

5.9 水分フィルター：フィルターヘッドは固体PTFEで構成されており、底部の液体はペリスタポンプを介して排出できます。

5.10 コールドトラップ：冷却能力320KJh、露点安定性0.1度、露点静的変化0.1K、保護レベルIP20のコンプレッサーコンデンサーです。

5.11 ローター流量計：範囲は0〜5Lminです。

6 総合測定デバイス：

6.1 総合測定エリアの温度測定：3つの熱電対が使用され、すべて直径0.5mmの装甲絶縁K型熱電対であり、GB/T16839.1の要件を満たしています。接点は、軸から半径（87±5）mmの円弧上に配置する必要があり、角度は120°です。

6.2 排煙ダクト差圧トランスミッター：高精度差圧トランスミッターを使用して、パイプライン差圧を測定します。これは、範囲（0〜100）Pa、精度±1Paの高精度双方向プローブです。圧力センサーの最大出力応答時間は90％で1秒です。

6.3 ガスサンプリングプローブは、ガス調整装置とO2およびCO2輸入ガス分析計に接続されています。

① 酸素（O2）分析計：ドイツ（シーメンス）SIEMENS、常磁性タイプ。

1) 測定範囲：（0-25）％

2) 信号出力：4-20mA;

3) 分解能100×10-6

4) 相対湿度：<90％（結露なし）;

5) 直線性偏差：<±0.1％O2;

6) ゼロドリフト：≤0.5％/月;

7) 範囲ドリフト：≤0.5％/月

8) 内部信号処理時間は1秒未満です;

9) 応答時間：T90<3.5秒

10) 再現性：<±0.02％O2;

11) ローカルディスプレイ：LCDディスプレイ（バックライト付き）

12) アナログ出力：4〜20mA 750Ω

13) 周囲温度：5℃〜+45℃; 電源：220VAC±10％、50〜60Hz。

14) 30分以内の分析計のノイズドリフトは0.01％を超えません。データ収集出力の分解能は0.01％6より優れています;

② 二酸化炭素（CO2）分析計：原産地：AGM Sensors非分散型赤外線（NDIR）センサーモジュール（ドイツ）：

1) 測定原理：非分散型赤外線NDIR、二重波長、シングルビーム;

2) 測定範囲：0-10％;

3) 応答時間：≤6秒;

4) 精度：フルスケール±2％FS

5) 安定性：フルスケール±2％FS（12か月以上）

6) 再現性：±0.2％（ゼロ時）、1％（サンプルガス時）

7) 最小検出値：<フルスケール1％FS

8) 線形誤差：<フルスケール2％FS

9) ステータス/障害制御：デュアルカラーLEDディスプレイ

10) ステータス/障害出力：+5V HCMOS（34ピンコネクタ）

11) アナログ出力：4〜20mA 750Ω

12) 周囲温度：5℃〜+45℃

13) 電源：220VAC±10％、50〜60Hz 5000W

14) 30分以内の分析計のノイズドリフトは100×10-6を超えてはなりません

6.4 光減衰システム：白熱灯タイプであり、排気管のサイドパイプにフレキシブルジョイントで取り付けられており、次のデバイスが含まれています。

① 光源：白熱灯であり、（2900±100）Kの色温度で使用されます。電源は安定した直流であり、電流変動

範囲は±0.5％以内です（温度、短期および長期安定性を含む）。

② レンズシステム：直径が少なくとも20mmの平行ビームに光を集中させるために使用されます。光電管の発光穴は、

その前のレンズの焦点に配置する必要があり、その直径（d）は、レンズの焦点距離（f）に応じて決定する必要があります。d/fが0.04未満になるように。

③ 輸入光学測定素子：測定範囲は400〜750nmの可視光範囲、透過率精度は0.01％、光学濃度範囲は0〜4、煙

密度精度は±1％、V（λ）マッチングエラー：f1≤4直線性>99.8％、不安定性<0.1％。

④ 光減衰システムの90％応答時間は3秒を超えません。空気はサイドチューブに導入され、光学デバイスを十分にきれいに保ち、 

光減衰ドリフトの要件を満たします。圧縮空気は、自己プライミングシステムの代わりに使用できます。具体的なパラメータは次のとおりです。

1) 光源：白熱灯

2) 公称電力：100W

3) 公称電圧：12V

4) 精度：±0.01V

5) 公称光束：2000〜3000Lm

6) 公称色温度：2800K〜3000K、GB/T17651.1 5.2の要件を満たしています。

7) 受信機：シリコン光電池、ボードで増幅され、I/Oボードを介してコンピューターに入力され、スペクトル応答はCIEの光度計と一致します。

8) 設置：150mm長のチューブの一方の端に取り付けられ、もう一方の端に防塵窓があり、チューブの内壁は光沢のある黒色で反射防止されています。

9) 透過率0％は光が通過しないことを意味し、透過率100％は光が完全に遮られることなく通過することを意味します。

10) 測定可能な透過率範囲（0〜100）％;

図9：光学測定システム

7 その他の一般的なデバイス：

7.1 熱電対：GB/T16839.1の要件に準拠した直径（2±1）mmのK型熱電対で、燃焼室に入る空気の周囲温度を測定するために使用されます。熱電対は、燃焼室の外壁に配置し、トロリー開口部から0.20m以内、床から0.20m以内の高さに配置する必要があります。

7.2 データ収集システム：コンピューター制御、RS-232通信インターフェース、データ収集システムは、酸素濃度、二酸化炭素濃度、煙道温度、周囲温度と湿度、煙密度、600秒総熱放出率THR600秒、燃焼成長率指数FIGRA、質量損失率などの試験データを収集および記録でき、保存できます。データ収集の精度は次のとおりです。

1) 周囲圧力を測定するデバイス：精度は±200Pa（2mbar）

2) O2およびCO2、精度は100×10-6（0.01％）、

3) 室内の空気相対湿度を測定するデバイス：20％〜80％、精度±5％

4) 温度測定：0-400℃; 精度±0.5℃。

5) 時間記録システムの精度：0.1S。

6) 試験時間：1〜99m/sを設定できます。

7) ガス転換レギュレーターは、質量流量コントローラーを介してプロパン流量を調整し、バーナーのガス供給を自動的に制御できる必要があります。ガスの質量流量は（647mg/s±10）および2000mg/sです。ガス制御システムは、試験中の点火火炎のガス供給速度の変化が5mg/sを超えないようにして、30.7±2kWの出力熱を確保できます。

8) その他のパラメータの精度：フルスケール出力値の0.1％。収集システムは、3秒ごとに自動的に記録および保存する必要があります。これには、次のパラメータが含まれます：①時間、②バーナーを通過するプロパンガスの質量流量、③双方向プローブの圧力差、④相対光学濃度、⑤O2濃度、⑥CO2濃度、⑦トロリーの底部の空気入口の周囲温度、⑧総合測定エリアの3点温度、煙道温度環境と湿度。台湾Advantechデータ収集ボードを使用。

8 コンピューター制御システム：

8.1 機器は、コンピューター制御と手動デュアル制御モードを採用し、機器専用開発ソフトウェアLabeViewおよびデータ 

収集制御カードを採用しています。制御試験中、試験データ曲線はリアルタイムで表示でき、自動データ収集と処理、データ保存と測定結果の出力、障害アラームなどの機能を実現できます。コンピューターが異常な場合は、手動操作に切り替えて試験の安全性を確保できます。

8.2 各センサーの校正とシステム校正が含まれています。

8.3 試験記録（3秒/回）は番号で保存され、いつでも照会できます。試験レポートの印刷効果はリアルタイムで表示でき、開始、計算、保存ボタンをクリックすることで完了し、使いやすくなっています。次の関連値が保存されます：時間（秒）、バーナーを通過するプロパンガスの質量流量（mg/s）、双方向プローブの圧力差（Pa）、相対光学濃度、O2濃度（V酸素/V空気）％、CO2濃度（V二酸化炭素/V空気）％、トロリーの底部の空気入口の周囲温度（K）、および総合測定エリアの3点温度値（K）。

8.4 同時に、データ検索機能が追加され、以前の実験データを読み込んで再計算し、レポートを生成できます。

8.5 試験プロセスが早期に終了するかどうかを判断できます。試験が中断された場合でも、いつでも続行できます。

8.6 機器は、試験要件を満たすセンサー、分析計、範囲、精度を使用し、信頼性の高い品質保証と自己校正機能を備えています。

付属品リスト

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