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DIN-Normenausschuss Persönliche Schutzausrüstung (NPS)

Einführungsbeitrag

Zweck von hitze- und flammbeständiger Schutzkleidung ist, den Träger gegen Gefährdungen zu schützen, die Brandverletzungen verursachen können. Die Schutzkleidung kann aus einem Material oder mehreren Materialien bestehen. Die Bewertung der Materialien, die potentiell in dieser Art von Schutzkleidung eingesetzt werden, umfasst üblicherweise zwei Schritte. Zunächst werden die Materialien auf ihre Fähigkeit geprüft, die Flammenausbildung einzuschränken. Dann werden die Materialien auf ihren Wärmedurchgang geprüft, wenn sie einer bestimmten Gefährdung ausgesetzt sind. Bei diesen zwei Schritten werden unterschiedliche Prüfverfahren angewandt. Das ausgewählte Prüfverfahren hängt von der Art der möglichen Gefährdungen und der beabsichtigten endgültigen Verwendung der Materialien ab. Sobald geeignete Materialien ermittelt wurden, können sie zu vollständigen Kleidungsstücken oder Kleidungsensembles verarbeitet werden und an einem Prüfpuppen-Brandbeanspruchungssystem geprüft werden. Die Prüfungen des Wärmedurchgangs werden auf dem Laborprüfstand durchgeführt, um geeignete Materialien für ein Schutzkleidungsensemble auszuwählen. Die Prüfungen ermöglichen zwar die Bestimmung einer Rangfolge der Materialien in Kleidungsstücken oder Bekleidungsensembles sowie der Bestandteile, sie ermöglichen jedoch keine vollständige Beurteilung eines aus den Materialien gefertigten Kleidungsstückes oder einer aus den Materialien gefertigten Kombination. Bei den Verfahren der Prüfung des Wärmedurchgangs auf dem Prüfstand werden kleine Mengen Material einer Fläche von bis zu 150 mm x 150 mm eingesetzt, das Material wird anfänglich flach entweder vertikal oder horizontal gehalten. Gegebenenfalls werden mehrere Schichten verwendet (zum Beispiel Schutzbekleidungskombinationen für die Feuerwehr). In diesem Fall wird die Schicht, die üblicherweise außen getragen wird, direkt der Energiequelle ausgesetzt, während die Schicht, die üblicherweise innen getragen wird, der Energiequelle abgekehrt ist. Mit der ebenen Ausrichtung und Orientierung des Materials wird sichergestellt, dass Schrumpfeffekte nur wenig Auswirkungen auf die Prüfergebnisse haben, es sei denn, das Schrumpfen ist so stark, dass sich während der Exposition gegenüber der Energiequelle Löcher im Material bilden. Durchhängen hat jedoch einen unmittelbaren Einfluss auf die Ergebnisse, da sich eine Luftschicht bilden oder vergrößern und somit eine isolierende Wirkung ausüben kann. Es ist möglich, Nähte, Reißverschlüsse, Taschen, Knöpfe oder andere Verschlüsse, Metall- und Kunststoffclips oder andere Ausführungsmerkmale, die in einem vollständigen Kleidungsstück vorkommen können, wie Abzeichen, Unternehmenslogos und so weiter in die vorstehend erwähnten Prüfungen einzubeziehen. Jedoch wird es häufig als einfacher betrachtet, diese Aspekte sowie die Gesamtausführungsmerkmale eines Kleidungsstückes, die die Leistung beeinflussen können, bei der Prüfung des gesamten Kleidungsstückes oder Kleidungsensembles an einer Prüfpuppe zu bewerten. Zu diesem Zweck wurde dieser internationale Norm-Entwurf erarbeitet. Nach dem Prüfverfahren in diesem internationalen Norm-Entwurf wird eine unbewegliche, aufrecht stehende lebensgroße Puppe in ein vollständiges Kleidungsstück gekleidet und für eine vorgeschriebene Dauer der Simulation einer Stichflamme im Laboratorium mit gesteuertem Wärmestrom, gesteuerter Dauer und Flammenverteilung ausgesetzt. Der durchschnittlich einwirkende Wärmestrom außen am Kleidungsstück beträgt 84 kW/m², ein Wert, der den Werten der ISO 9151, ISO 6942 und ISO 17492 entspricht. An der Oberfläche der Prüfpuppe angebrachte Wärmesensoren messen die zeit- und ortsabhängige Entwicklung des Wärmestromes an der Prüfpuppe und bestimmen die während der Datenerfassungsdauer absorbierte Gesamtenergie. Der Zeitraum der Datenerfassung wurde ausgewählt, um sicherzustellen, dass die gesamte Wärmeübertragung mindestens während der letzten 20 s der Datenerfassung nicht länger ansteigt. Diese Informationen helfen bei der Bewertung der Leistungsfähigkeit des Kleidungsstückes oder des Schutzkleidungsensembles unter den Prüfbedingungen. Sie können darüber hinaus zur Abschätzung des Ausmaßes und der Art der Hautschäden genutzt werden, die einer Person entstehen würden, die das Prüfkleidungsstück unter ähnlichen Expositionsbedingungen (siehe ISO 13506-2) tragen würde. Die Prüfung wird mit der Prüfpuppe in aufrechter Position durchgeführt, wobei es zu Beginn der Prüfung keine Luftbewegung geben darf. Kontrollierte Luftbewegungen zur Simulation der Auswirkungen von Wind oder Körperbewegungen sind derzeit nicht möglich. Jedoch ist es möglich, die Prüfpuppe durch eine stationäre Flamme hindurchzubewegen, aber Bewegungen dieser Art fallen nicht in den Anwendungsbereich dieses internationalen Norm-Entwurfs. Unterschiede in der Passform der Kleidung, die beim Sitzen oder Beugen auftreten können, werden nicht bewertet. Bei den Simulationen von Stichflammen handelt es sich um dynamische Simulationen. Die Exposition ist daher eher repräsentativ für einen tatsächlichen Arbeitsunfall als die Expositionen in den Prüfstandsprüfungen. Der aus der Exposition resultierende Wärmestrom ist weder konstant noch über die Oberfläche der Prüfpuppe/des Kleidungsstückes einheitlich. Unter diesen Bedingungen sind Ergebnisse mit einer größeren Schwankungsbreite als bei unter sorgfältig kontrollierten Bedingungen durchgeführten Prüfstandsprüfungen zu erwarten. Darüber hinaus liegt das Kleidungsstück nicht flach an der Puppe, sondern kann in natürlicher Weise fallen. Die Auswirkung dieser Variablen auf ein Kleidungsstück kann sich in vielfacher Weise äußern: Auf die Entflammung und die Verbrennung des Kleidungsstückes und der Abzeichen, das Durchhängen oder Schrumpfen in alle Richtungen, das Nachbrennen mit Flamme, die Lochbildung, die Rauchbildung und auf das strukturelle Versagen an den Säumen. Zahlreiche dieser Fehlfunktionen treten bei der Prüfstandsprüfung der Materialien nur selten auf, da sie sich aus den Ausführungsvariablen des Kleidungsstückes, der Wechselwirkung zwischen den Materialeigenschaften und Ausführungsvariablen, der Aufbauweise und schwerwiegenderen lokalen Expositionsbedingungen ergeben. Der Sitz der Kleidung auf der Puppe ist von Bedeutung. Deshalb können Variationen bei der Ausführung des Kleidungsstückes und der Art, wie die Prüfpuppe angekleidet wird, die Prüfergebnisse beeinflussen. Zur Minimierung dieser Einflussgröße wurde ein Standardkleidungsstück festgelegt. Erfahrungen bei der Prüfung von Kleidungsstücken zeigen, dass sich bei Prüfung mit der nächstgrößeren Kleidungsgröße die gesamte Wärmeübertragung und die prozentuale Gesamt-Körperverbrennungsfläche um etwa 5 % vermindern. Dieser internationale Norm-Entwurf ist nicht dazu ausgelegt, die Materialeigenschaften unmittelbar zu messen, sondern bewertet die Wechselwirkungen zwischen dem Materialverhalten und der Ausführung des Kleidungsstückes. Das relative Materialverhalten kann anhand einer Reihe von Prüfkleidungsstücken aus unterschiedlichen Materialien mit dem gleichen Schnitt verglichen werden. Die Leistung des vollständigen Kleidungsstückes wird nicht notwendigerweise die gleiche Rangfolge ergeben wie bei der Prüfung der Materialien nach ISO 9151 zum Beispiel. Die Korrelationen zwischen kleineren Laborprüfungen und den Ergebnissen mit einlagigen Kleidungsstücken wurden bereits untersucht. Die Hände und Füße der Prüfpuppe sind nicht sensorbestückt, es besteht jedoch die Möglichkeit, einige Aspekte des Handschutzes in Abhängigkeit von der spezifischen Ausführung der Hände zu beurteilen. Der Kopf wurde jedoch mit Wärmestromsensoren versehen. Der Grund hierfür liegt in der Tatsache, dass zahlreiche Oberbekleidungsstücke über eine integrierte Kapuze, nicht jedoch über integrierte Handschuhe oder integriertes Schuhwerk verfügen. Prüfungen von Handschuhen und Schuhwerk werden in anderen ISO-Dokumenten für spezifische endgültige Verwendungen behandelt. Der von den Prüfstücken gebotene Schutz wird anhand von quantitativen Messungen und Beobachtungen bewertet. An der Prüfpuppe angebrachte Wärmestromsensoren werden dazu benutzt, die Wärmeübertragung auf die Oberfläche der Prüfpuppe während des Datenerfassungszeitraums zu messen. Diese Information kann direkt berichtet (dieser Teil der Norm) oder dazu benutzt werden, die Art und das Ausmaß der Schäden zu berechnen, die der menschlichen Haut bei einer solchen Exposition entstehen (ISO 13506-2). Die in den Literaturhinweisen aufgeführten Dokumente [6, 7] enthalten Einzelheiten zum Aufbau der Prüfpuppe und der Sensoren, zur Datenerfassung, zu den Anforderungen an die Computer-Software, zur Flammenexpositionskammer und zum Brennstoff und Brennstoffversorgungssystem. Sie enthalten darüber hinaus Vorschläge zu numerischen Verfahren, die zur Durchführung der erforderlichen Berechnungen verwendet werden können. Das Europäische Komitee für Normung (CEN) legt das in diesem internationalen Norm-Entwurf beschriebene Prüfverfahren als optionale Prüfung in der EN 469 fest. Dieses Prüfverfahren ist ebenfalls in der ISO 11612 als optionale Prüfung angegeben. Die National Fire Protection Association (NFPA) benutzt bei der Zertifizierung von Kleidungsstücken ein Prüfverfahren, das ähnlich zum vorliegenden internationalen Norm-Entwurf ist.

Änderungsvermerk

Gegenüber DIN ISO 13506:2008-12 wurden folgende Änderungen vorgenommen: a) Der Abschnitt zu "Vorrausage der Wahrscheinlichkeit von Verbrennungen" wurde in die ISO 13506-2 ausgelagert; b) Aktualisierung der Normativen Verweise.

Zuständiges nationales Arbeitsgremium

NA 075-05-02 AA - Schutzkleidung gegen Hitze und Feuer  

Zuständiges europäisches Arbeitsgremium

CEN/TC 162/WG 2 - Widerstand gegen Hitze und Feuer von Schutzkleidung  

Zuständiges internationales Arbeitsgremium

ISO/TC 94/SC 13/WG 2 - Schutzkleidung gegen Hitze und Flammen