Analysis of smoke generation of selected thermal insulation materials, including the materials used in battery energy storage systems

openaccess, Vol. 647 (07) 2026 / środa, 22 lipca, 2026

Analiza dymotwórczości wybranych materiałów termoizolacyjnych, w tym stosowanych w bateryjnych magazynach energii

(Open Access)

DOI: 10.15199/33.2026.07.11

citation/cytuj: Półka M., Ptak Sz., Zych K. Analysis of smoke generation of selected thermal insulation materials, including the materials used in battery energy storage systems. Materiały Budowlane. 2026. Volume 647. Issue 07. Pages 85-92. DOI: 10.15199/33.2026.07.11

The article presents a comparative analysis of the smoke-producing properties of unmodified and fire-retardant modified PUR foams with open- and closed-cell structures. Smoke-producing properties were assessed using a singlechamber test (EN ISO 5659-2). Fire-retardant modifications reduced the specific smoke optical density, particularly in the first minutes of the test and (at heat flux density of 50 kW/m2). The reduction in smoke emission was up to 35%, affecting the evacuation conditions.

Artykuł przedstawia analizę porównawczą właściwości dymotwórczych niemodyfikowanych i modyfikowanych ogniochronnie pianek poliuretanowych o strukturze otwarto- i zamknięto komórkowej. Dymotwórczość badano za pomocą testu jednokomorowego (PN-EN ISO 5659-2). Użycie ogniochronnej farby pęczniejącej pozytywnie wpływa na wartość właściwej gęstości optycznej dymu, szczególnie w pierwszych minutach testu. Redukcja ilości wydzielonego dymu sięgała nawet 35%, co przekłada się na bezpieczeństwo ewakuacji.
thermal insulation materials; fire-retardant modifications of materials; fire prevention; safety engineering.

materiały termoizolacyjne; modyfikacje ogniochronne materiałów; ochrona przeciwpożarowa; inżynieria bezpieczeństwa.
  1. Horrocks AR, Price D. Fire Retardant Materials.Woodhead Publishing; 2001.
  2. Günther M, Lorenzetti A, Schartel B. Fire Phenomena of Rigid Polyurethane Foams. Polymers. 2018;10:1166.
  3. Szycher M. Szycher’s handbook of polyurethanes. Boca Raton: Crc Press; 2012. p. 257–308.
  4.  Półka M, Szajewska A. Smoke Emission Properties of Floor Covering Materials of Furnished Apartments in a Building. International Journal of Environmental Research and Public Health. 2020;17:9019.
  5.  Janowska G, Przygocki W, Włochowicz A. Palność polimerów i materiałów polimerowych. WNT; 2007.
  6.  Lorenzetti A, Besco S, Hrelja D, Roso M, Gallo E, Schartel B, et al. Phosphinates and layered silicates in charring polymers: The flame retardancy action in polyurethane foams. Polymer Degradation and Stability. 2013; 98: 2366–74.
  7. Drysdale D. An introduction to fire dynamics. Chichester,West Sussex: Wiley; 2011.
  8.  Yang H, Wang X, Song L, Yu B, Yuan Y, Hu Y, et al. Aluminum hypophosphite in combination with expandable graphite as a novel flame retardant system for rigid polyurethane foams. Polymers for Advanced Technologies. 2014; 25: 1034–43.
  9.  Lorenzetti A, Dittrich B, B. Schartel, Roso M, Modesti M. Expandable graphite in polyurethane foams: The effect of expansion volume and intercalants on flame retardancy. Journal ofApplied Polymer Science. 2017; 134.
  10.  Kirpluks M, Cabulis U, Zeltins V, Stiebra L, Avots A. Rigid Polyurethane FoamThermal Insulation Protected withMineral Intumescent Mat. Autex Research Journal. 2014; 14: 259–69.
  11. Kurańska M, Cabulis U, Auguścik M, Prociak A, Ryszkowska J, Kirpluks M. Bio-based polyurethane-polyisocyanurate composites with an intumescent flame retardant. Polymer Degradation and Stability. 2016; 127: 11–9.
  12. ChenY, Li L,WangW,Qian L. Preparation and characterization of surfacemodified ammonium polyphosphate and its effect on the flame retardancy of rigid polyurethane foam. Journal ofApplied Polymer Science. 2017; 134.
  13.  Zhao Q, Chen C, Fan R, Yuan Y, Xing Y, Ma X. Halogen-free flameretardant rigid polyurethane foam with a nitrogen–phosphorus flame retardant. Journal of Fire Sciences. 2017; 35: 99–117.
  14.  LiuY, He J,Yang R. The synthesis of melamine-based polyether polyol and its effects on the flame retardancy and physical–mechanical property of rigid polyurethane foam. Journal of Materials Science. 2016; 52: 4700–12.
  15.  Hidalgo JP, Torero JL, Welch S. Fire performance of charring closedcell polymeric insulation materials: Polyisocyanurate and phenolic foam. Fire and Materials. 2018; 42: 358–73.
  16.  Luo Y, Zhou D, Yang W, Li C, Liu H, Qiang W, et al. Phosphorusnitrogen based flame retardant polyurethane composite phase change materials for battery thermal safety system. Applied Thermal Engineering. 2025; 258: 124763.
  17.  Sun X, Dong Y, Sun P, Zheng B. Effects of thermal insulation layer material on thermal runaway of energy storage lithium battery pack. Journal of Energy Storage. 2023; 76: 109812–2.
  18.  ASTECO Polska Sp. z o.o. Karta Informacji Technicznej PURTECO PSO 6 (otwarto-komórkowy) [Internet]. 2025 [cited 2026Apr 9].Available from: https://sklep.asteco.pl/
  19.  ASTECO Polska Sp. z o.o. Karta Informacji Technicznej PURTECO PSC 35 (zamknięto-komórkowy) [Internet]. 2025 [cited 2026 Apr 9]. Available from: https://sklep.asteco.pl/.
  20. ASTECO Polska Sp. z o.o. Karta Informacji Technicznej PURTECO PSE 6E [Internet]. 2025 [cited 2026 Apr 9]. Available from: asteco.pl/wpcontent/ uploads/2025/10/PL_TDS_PURTECO-PSO-6E_ver_1.0.pdf.
  21. RDR Technologies LLC. Specification of DC315 Polyurethane Foam (SPF) [Internet]. 2015 [cited 2026 Apr 10]. Available from: https://shop.rdrtechnologies.com/v/vspfiles/pdf/DC315-spec-app-sds-RDR.pdf
  22.  EN ISO 5659:2026 Plastics — Smoke generation – Determination of optical density by a single-chamber test.
st. bryg. prof. dr hab. Marzena Półka, Akademia Pożarnicza; Wydział Inżynierii Bezpieczeństwa i Ochrony Ludności
ORCID: 0000-0002-2280-8137
mł. bryg. dr inż. Szymon Ptak, Akademia Pożarnicza; Wydział Inżynierii Bezpieczeństwa i Ochrony Ludności
ORCID: 0000-0002-8700-6805
inż. Karol Zych

st. bryg. prof. dr hab. Marzena Półka, Akademia Pożarnicza; Wydział Inżynierii Bezpieczeństwa i Ochrony Ludności
ORCID: 0000-0002-2280-8137

Correspondence address: mpolka@apoz.edu.pl

Full paper:

DOI: 10.15199/33.2026.07.11

Article in PDF file

Received: 06.04.2026 / Artykuł wpłynął do redakcji: 06.04.2026 r.
Revised:11.05.2026 / Otrzymano poprawiony po recenzjach:11.05.2026 r.
Published: 22.07.2026 / Opublikowano: 22.07.2026 r.