Pyrolyse

Pyrolyse is de chemische ontleding van een materiaal door verhitting. Er kunnen daarbij gassen, dampen en vaste ontledingsresten ontstaan. Voor de ontledingsreactie zelf is geen toevoer van zuurstof nodig, al kan zij tijdens een brand tegelijk met oxidatie optreden. Veel vaste organische materialen gaan pas vlammend branden nadat hun ontledingsproducten met lucht zijn gemengd en ontstoken. Pyrolyse vormt daardoor een schakel tussen verhitting van een oppervlak en de ontwikkeling van een brand.

Het verloop hangt onder meer af van materiaalsamenstelling, temperatuur, warmtestroom en blootstellingsduur. Hout kan bij verhitting een verkoolde laag vormen, terwijl bepaalde kunststoffen smelten, ontleden of brandende druppels produceren. Een verkoolde laag kan het onderliggende materiaal gedeeltelijk tegen verdere verhitting beschermen. Scheuren, afvallen van lagen en blootstelling van nieuw materiaal kunnen die bescherming wijzigen. Eén ontledingstemperatuur beschrijft dergelijke processen daarom meestal onvoldoende.

Pyrolyse verschilt van verdamping. Bij verdamping gaat een stof van vloeibare naar gasvormige toestand zonder dat de moleculen noodzakelijk worden afgebroken. Bij pyrolyse verandert de chemische samenstelling. Beide processen kunnen brandbare dampen of gassen leveren. Ook een smeulbrand is een ander proces: daarbij vindt warmteproducerende oxidatie aan of in een vast materiaal plaats zonder de gebruikelijke vlammende verbranding. In een werkelijke brand kunnen ontleding, smeulen en vlammende verbranding naast elkaar voorkomen.

De hoeveelheid ontledingsgas beïnvloedt het mogelijke brandvermogen, maar de werkelijk vrijgekomen warmte hangt ook af van zuurstof en menging. In een afgesloten ruimte kan de vlamactiviteit afnemen terwijl pyrolyse door opgeslagen warmte nog doorgaat. Daardoor kunnen brandbare gassen aanwezig blijven. Dit is relevant bij de beoordeling van ventilatieveranderingen, verborgen branduitbreiding en de mogelijkheid van backdraft. Een beperkt zichtbaar vuur geeft dan slechts een deel van het beeld.

In een brandmodel kan pyrolyse expliciet worden berekend of worden vervangen door een voorgeschreven brandstofafgifte. Een expliciet model vraagt geschikte materiaaleigenschappen en validatie voor de relevante blootstelling. Invoer uit een kleine laboratoriumproef geeft niet vanzelf een betrouwbare voorspelling voor een samengesteld bouwproduct of meubel. Opbouw, bevestiging, vocht, onderlinge warmteoverdracht en ontledingsresten kunnen het gedrag veranderen. De gekozen aanpak wordt daarom gekoppeld aan het doel: voor rooktransport kan een onderbouwde brandbron voldoende zijn, terwijl voorspelling van brandgroei door materialen meer gegevens over het ontledingsproces vraagt.