science >> Wetenschap >  >> Elektronica

Nieuwe NIST-routekaart brengt pad in kaart om brandgevaar door materialen te verminderen

NIST-brandweerlieden Justin Grossnickle en Martin Neal bekijken het einde van een gecontroleerde test om de impact van brand op kruislings gelamineerde houten gebouwen te bestuderen. CLT is een constructiemateriaal waarvan in een nieuw NIST-rapport is vastgesteld dat er meer onderzoek naar ontvlambaarheid nodig is. Krediet:NIST

Brandonderzoekers zullen u vertellen dat er een eenvoudige oplossing is om brandgevaar te verminderen:verwijder ontvlambare materialen. Als het niet brandt, de deskundigen zeggen, dan is er geen brand. Natuurlijk, die optie is niet erg praktisch of realistisch; ten slotte, wie wil er op een blok cement zitten als je een zachte fauteuil kunt hebben?

Een betere strategie om de duizenden doden en gewonden en miljarden dollars aan schade als gevolg van de meer dan een miljoen branden per jaar in de Verenigde Staten te verminderen, wordt beschreven in een nieuwe onderzoeksroutekaart die is gepubliceerd door het National Institute of Standards and Technology (NIST) . De routekaart biedt richtlijnen voor het ontwikkelen van op wetenschap gebaseerde benaderingen voor het oplossen van talrijke brandproblemen voor meerdere materialen, van lichtgewicht autocomposieten tot kruisgelamineerd hout, en geeft prioriteit aan de meest kritieke en urgente brandgevaren waarop ze kunnen worden toegepast, zoals gestoffeerde meubels.

"We hopen dat deze routekaart de wereldwijde brandweergemeenschap zal helpen bij het ontwikkelen van onderzoeksstrategieën en implementatieplannen voor het aanpakken van brand- en materiaalproblemen, nu en in de toekomst, " zei NIST materiaalonderzoeker Rick Davis, een van de auteurs. "De routekaart identificeert en beschrijft de belangrijkste uitdagingen die met deze problemen gepaard gaan en beschrijft vervolgens mogelijke oplossingen, zodat gebruikers zoals ontwerpers en fabrikanten veiliger materialen kunnen blijven maken die nog steeds kwaliteitsproducten opleveren met een hoge consumententevredenheid en winstgevendheid op de markt."

De onderzoeksroutekaart is het resultaat van een recente door NIST geleide workshop die belangrijke nationale en internationale belanghebbenden uit de industrie, regering, academische wereld en openbare laboratoria.

De deelnemers aan de workshop concentreerden hun discussies op vier gebieden waar brandgevaar een groot probleem is:innovatieve bouwmaterialen zoals het toenemende gebruik van kruislings gelamineerd hout voor hoge gebouwen; geavanceerde polymeren en composieten zoals polyesterweefsels die worden gebruikt in meubels en lichtgewicht composieten die worden gebruikt in autocarrosserieën; brandvertragers van de volgende generatie, met de nadruk op degenen die de verbranding onderdrukken zonder gevaar voor de gezondheid te vormen; en transport- en infrastructuurkwetsbaarheden zoals brandrisico's in treinen.

Voor elk van deze gebieden is de experts hebben nagedacht over de richting van de huidige R&D en hoe deze toekomstige doelstellingen voor het verminderen van brandgevaar kan beïnvloeden, zoals de ontwikkeling van nieuwe materialen, het vaststellen van ontvlambaarheidsnormen voor producten en het ontwikkelen van rekenhulpmiddelen. Ze gingen ook in op opkomende technologieën en praktijken, zoals het toenemende gebruik van batterijen met een hoge energiedichtheid (lithium-ion) die in het nieuws waren vanwege ontvlambaarheidsproblemen.

De deelnemers aan de workshop waren het erover eens dat de hoogste prioriteit voor toekomstige wetenschappelijke studies en ontwikkelingsprojecten op het gebied van ontvlambaarheid moet gaan naar transversale onderzoeksbenaderingen die kunnen werken tegen meerdere gevaren in een breed scala aan materialen en toepassingen. Dit zijn:

  • Echt brandgedrag:Begrijpen hoe het daadwerkelijke gebruik van een product de brandduur (de brandweerstand gedurende de levensduur van een product) en het brandgedrag beïnvloedt;
  • Ontworpen brandveilige producten:Om de ontwikkeling van technologieën mogelijk te maken die producten opleveren die gedurende hun hele levensduur voldoen aan de voorschriften voor ontvlambaarheid; en
  • Bench-scale en computationele hulpmiddelen:het ontwikkelen en gebruiken van fysieke testmethoden en computermodelleringssystemen die nauwkeurig het werkelijke brandgedrag van een materiaal voorspellen.

De nieuwe roadmap beveelt sterk aan deze onderzoeksbenaderingen toe te passen op de vijf meest kritieke en urgente brandgevaren zoals gedefinieerd door de experts tijdens de recente workshop. Dit zijn:residentiële gestoffeerde meubels, woongebouwen in gemeenschappen van Wildland Urban Interface (WUI), hout gebruikt voor gebouwen met meerdere verdiepingen, passagierstreinwagons en isolatie toegepast op de buitenkant van hoogbouw.

"De deelnemers aan de workshop hebben vastgesteld dat deze toepassingsgebieden prioriteit moeten krijgen voor R&D, omdat het verminderen van ontvlambaarheid in alle vijf de totale verliezen door branden in de toekomst aanzienlijk zou moeten verminderen, ' zei Davy.

De voordelen van de nieuwe onderzoeksroutekaart, Davis zei, zou uiteindelijk groter kunnen zijn dan alleen het op de markt brengen van producten met een laag brandgevaar. "Het is onze hoop dat het onderzoek dat voortvloeit uit de routekaart zal leiden tot op wetenschap gebaseerde kwaliteitscontrolemaatregelen, testprocedures en prestatienormen voor ontvlambaarheid van materialen, Die op zijn beurt, de kosten van het maken van producten moeten verlagen, vereenvoudiging van de naleving van de regelgeving voor fabrikanten, en consumenten meer brandveilige productkeuzes te bieden, " hij legde uit.

Davis voegde eraan toe dat naast het actief betrokken zijn bij zijn partners om acceptatie en gebruik van de nieuwe routekaart door anderen te bevorderen en aan te moedigen, NIST is al begonnen het aan het werk te zetten.

"Op basis van uitgebreide discussies met onze interne experts, na bestudering van de richtlijnen van de roadmap, we plannen veranderingen in het onderzoek van ons komende jaar en passen onze langetermijnstrategieën aan, " hij zei.