EN Bahnanwendungen - Brandschutz in Schienenfahrzeugen. Martin Englisch

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1 Österreichisches Forschungsinstitut für Chemie und Technik EN Bahnanwendungen - Brandschutz in Schienenfahrzeugen Martin Englisch BIOENERGIE Member of

2 Einheitliche Anforderungen für Europa EN wird (sollte!) nach 36 monatiger Koexistenz unter anderem folgende Normen ersetzen: DIN 5510 NF F BS 6853 UNI CEI Source:

3 Entwicklung Erster Entwurf: CEN TS : 1998 Letzter Entwurf: pren : 2012 Abstimmung November 2012 Veröffentlichung EN Jänner 2013 ÖN-Norm erwartet für Juli 2013 Revision geplant: Einarbeitung TRANSFEU Ergebnisse , Ergebnisse bisher nicht publiziert!

4 Rechtliche Basis Directive 2008/57/EC vom über die Interoperabilität des Eisenbahnsystems in der Gemeinschaft Annex III: Die Auslegung der ortsfesten Anlagen und der Fahrzeuge und die Auswahl der Werkstoffe müssen das Entstehen, die Ausbreitung und die Auswirkungen von Feuer und Rauch im Fall eines Brandes in Grenzen halten Die Auswahl, die Verarbeitung und die Verwendung dieser Werkstoffe müssen eine gesundheitsschädliche oder -gefährdende Rauch- und Gasentwicklung insbesondere im Fall eines Brandes in Grenzen halten.

5 EN Teil1 Betriebsklassen und Bauartklassen Teil 7 Anlagen für brennbare Flüssigkeiten und Gase EN Teil 2 Materialien Teil 4-6 Gestaltung von Schienenfahrzeugen Teil 3 Feuerwiderstand von Feuerschutzabschlüssen

6 EN Ziele to minimize the probability of a fire starting, to control the rate and extend of fire development... Scope Feuer durch Unfälle und Brandstiftung Feuer durch technische Defekte Betrachtung auf Basis von Entzündungsmodell Fahrzeugklassifikation über Verwendung und Bauart

7 Entzündungsmodell Ignition Model 1 typische Zündquelle aus Brandstiftung und Vandalismusz.B. Zeitung, Abfall; Ein Brandherd bringt eine Brandlast von 7 kw in einer Zeit von 3 min => Wärmestrom von ca. 25 to 30 kw/ m² (Papierkissen) Ignition Model 2,3,4 increasing in size Ignition Model 5 stärker als 1 bis 4, z.b. Gepäckbrand, Brandstiftung. Wärmestrom 20 bis 25 kw/ m² auf eine Fläche von 0,7 m² mit einer Leistung von durchschnittlich 75 kw für 2 min Wärmestrom 40 kw/ m² to 50 kw/ m² auf eine Fläche von 0,7 m² mit einer Leistung von durchschnittlich 150 kw für 8 min. ( a small suitcase )

8 Klassifikation nach Verwendung Operational Category 1 Surface Operation No Tunnels/ Elevated Sections Longer Than 1 km Vehicle Can Stop Immediately Operational Category 2 Metro -Tunnel Operation No Tunnels/ Elevated Sections Longer Than 5 km Side Evacuation Possible Max. Running Time 4 minutes Operational Category 3 Inter-City Tunnel Operation Tunnels/ Elevated Sections Longer Than 5 km (Up to 20 km) Side Evacuation Possible Max. Running Time 15 minutes Operational Category 4 Metro -Tunnel Operation Restricted Evacuation No Tunnels/ Elevated Sections Longer Than 5 km Side Evacuation NOT Possible (London Underground Tube Operation) Max. Running Time 4 minutes

9 Anforderung Zuordnung der Gefährdungsstufen (HL) Tabelle 1 A: Fahrzeuge für automatischen Fahrbetrieb, die kein für Notfälle geschultes Personal an Bord haben D: Doppelstockfahrzeuge S: Schlafwagen und Liegewagen N: Standardfahrzeuge Gefährdungsstufe nach EN ist eine Kombination aus Verwendung und Bauart

10 FIRST-Prinzip Anforderungen nach FIRST prinzip: Flame Spread - Flammenausbreitung Ignitability Entzündbarkeit Heat Release Rate Wärmefreisetzungsrate Smoke Emission Rauchdichte Toxic Gas Emissions - Rauchgastoxizität

11 Aufbau der EN Allgemeines, u.a. A1 Materialien benötigen keine Prüfungen mehrlagige Komponenten müssen endanwendungsbezogen geprüft werden Bei verschiedenen Dicken nur dickste und dünnste Gruppierungsregeln Komponenten mit einer Masse von < 10 g, keine Anforderungen; Massebezogene Regeln 1-3

12 Gelistete Komponenten (Auszug!)

13 Nicht gelistete Komponenten

14 Nicht gelistete Komponenten

15 Beschichtungen Beschichtungen müssen endanwendungsbezogen, inkl. Füller, Haftgrund usw. geprüft werden Standard Trägerplatten aus Stahl (0,8 ± 0,1 mm) und Aluminium (1,0 ± 0,2 mm) dürfen verwendet werden, wenn das Metall in der Endanwendung dicker ist Beschichtungen auf nichtmetallischen Untergründen sind auf diesem zu prüfen Organische Beschichtungen auf Glas oder Metall müssen nur die Flammenausbreitungstests nach EN ISO oder EN ISO erfüllen, wenn ihre Dicke 0,15 mm für den Innenbereich bzw. 0,3 mm für den Außenbereich nicht übersteigt

16 Beispiele Bsp. EX2 Dach des äußeren Wagenkastens Anforderung nach Tab. 2 R8 EN ISO EN ISO (25 kw/m²) EN ISO (25 kw/m²) Bsp. EX3 Unterbau des äußeren Wagenkastens R7 EN ISO EN ISO (50 kw/m²) EN ISO (50 kw/m²)

17 Prüfung Flammenausbreitung CFE Anforderungen HL 1 HL2 HL3 EN ISO 5658 CFE kw/m² Quelle FTT CFE Critical Flux at Extinguishment spread of flame

18 Prüfung Flammenausbreitung CHF - Fußböden Anforderungen HL 1 HL2 HL3 EN ISO CHF kw/m² 4,5 6 8 CHF Critical Heat Flux radiant panel Quelle FTT

19 Prüfung Wärmefreisetzungsrate Anforderungen HL 1 HL2 HL3 EN ISO R8 (25 kw/m²) MARHE kw/m² R7 (50 kw/m²) MARHE kw/m² MARHE Wärmefreisetzungsrate pro Flächeneinheit cone calorimeter Quelle FTT

20 Prüfung der Rauchdichte und -toxizität Anforderungen EN ISO HL 1 HL2 HL3 R8 (25 kw/m²) Ds max CIT G - 1,8 1,5 R7 (50 kw/m²) Ds max CIT G - 1,8 1,5 D s max. max optische Rauchdichte CIT G Convention Index of Toxizity smoke chamber Quelle FTT

21 Rauchgastoxizität Folgende 8 Gaskomponenten werden für den CIT berücksichtigt:

22 Rauchgastoxizität Folgende 8 Gaskomponenten werden für den CIT berücksichtigt: Quelle Transfeu, Silvio Messa

23 Auswertung und Bewertung Quelle Transfeu

24 Vergleich EN DIN 5510 Prüfnormen unterschiedlich Tox erst seit letzter Revision der DIN 5510 über smoke chamber In ÖNORM EN Vorwort zu Klasse:

25 Brandverhalten DIN 5510 Brandschutzstufe 2-4 Dach und Unterboden Klasse S4 SR2 3 min Beflammung (Versuchsdauer 5 min) Anforderung : > 20 cm zerstörte Länge bzw. 10 s Nachbrenndauer EN EN ISO Bestrahlung 30 min / 50 kw/m² EN ISO ca. 30 min / 50 kw/m² am Startpunkt Anforderung: kw/m² Quelle FTT

26 Toxizität DIN 5510: EN ISO Bestrahlung 25 kw/m² EN EN ISO R 7 Bestrahlung 50 kw/m² FED (30 min) = 4 * CIT * CIT 8 30 CIT G R 8 Bestrahlung 25 kw/m² FED (15 min) = 4 * CIT * CIT 8 30 FED Fraktionelle Effektive Dosis CIT G EN ISO CIT NLP CIT C NF X u. 2 (non listed products) NF X u. 2 (cable)

27 Französisches System NF F M, I und F Klassen Anforderungen I Klasse:

28 NF F I/F Klasse I-Klasse: EN Sauerstoff Index EN Glühdraht

29 Toxizität F-Klasse: NF X Toxizität NF X Rauchdichte

30 Berechnung Toxizität Anforderungen F-Klasse: D m Maximalwert der spez. optischen Dichte VOF4 Verdunkelungswert innerhalb der ersten 4 min I.T.C. Toxizitätsindex

31 M-Klasse: NF P Kabinentest (starre Materialien > 5 mm) NF P Elektrobrenner ( flexible Materialien > 5 mm) NF P Tropftest NF P Flammenausbreitungstest

32 Zusammenfassung Neuer Aufbau, neue Anforderungen => nicht vergleichbar mit DIN 5510, Mehr, aber systematische Anforderungen Aufwendige Prüfgeräte viel Erfahrung notwendig (kleine) Änderungen zu erwarten z.b. kontinuierliche Tox-Messung Daten geeignet für Modelle (Brandausbreitung, Evakuierung, Initiert Entwicklungsschub bei Materialien

33 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! ofi Österreichisches Forschungsinstitut für Chemie und Technik Franz-Grill Str. 5, Arsenal Objekt 213 A-1030 Wien Tel.: Fax: