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常見室内鋪地材料的燃燒性能試驗分析

2017-03-29

随着室内鋪地材料在建築室内裝修中的大量使用,室内鋪地材料的燃燒性能的高低與否,直接關系到的住戶的生命财産安全。常見的室内鋪地材料包括: 簇絨地毯、木地闆、PVC 卷材地闆、防靜電地闆等。


  我國**的建築材料、裝飾裝修材料及制品的燃燒性能等分級和判定标準 GB 8624 -2012《建築材料及制品燃燒性能分級》已于 2013. 10. 01正式實施,對燃燒等級 A2、B1(B、C) 、B2(D、E) 的鋪地材料均要求通過采用 GB/T 11785 -2005《鋪地材料燃燒性能測定輻射熱源法》進行評定。


  本文通過常見室内鋪地材料: 簇絨地毯、木地闆、PVC 卷材地闆、防靜電地闆的輻射熱源法試驗,分析其臨界輻射通量 CHF、産煙量等數據,研究其燃燒性能以及試驗中應注意的一些問題。


  1、輻射熱源法試驗原理

  該方法是在試驗燃燒箱中,用小火焰點燃水平放置并暴露于傾斜的熱輻射場中的鋪地材料,評估其火焰傳播能力。試驗前,按圖 1 安裝好長(1050 ± 20) mm、寬度(250 ±10) mm \ 厚度 20mm、密度(850± 100) kg / m3無塗覆層矽酸鈣闆模拟試樣,模拟試樣按照圖 2 中 110mm ~ 910mm 開 9個(26 ± 1) mm 圓孔,然後在排氣扇打開,試件出入門關閉情況下,調節箱體管道内氣體流速為(2. 5 ± 0. 2) m/s,點燃輻射闆後關閉點火器,讓輻射加熱闆加熱至少 1h,直到試驗箱體溫度穩定,使用熱輻射通量計測量410mm 處的輻射通量在 (5. 1 ±0. 2) kW / m2範圍内,即可測量110mm ~ 910mm 間 9 個開孔的輻射通量數值,并繪制标準臨界輻射通量曲線。


  本中心采用 FRF -1 型鋪地材料燃燒裝置進行試驗,校準的各個開孔的輻射通量數值見表 1,符合 GB/T 11785 -2005 的要求。

  試驗中,制取 6 個 1050mm ×230mm 試件,縱橫向格 3 個,首先縱橫向各進行一次試驗,測量 30min 内火焰**傳播距離,根據圖 3 得出臨界輻射通量 CHF 或 CHF - 30,取臨界輻射通量 CHF 或 CHF - 30 較低的那個方向再重複兩次試驗,取這個方向的三次試驗的臨界輻射通量CHF 或 CHF - 30 的平均值作為結果。試驗過程中通過鋪地材料燃燒裝置的光測系統測量光衰減值,計算得到試樣的産煙量。


  2、試驗結果分析

  本文通過對防靜電地闆、PVC 卷材地闆、木地闆、簇絨地毯等常見室内鋪地材料,采用輻射熱原法進行試驗,得到以下數據:


  2. 1 臨界輻射通量

  臨界輻射通量是考察鋪地材料火災危險性的主要參數,表征了鋪地材料受到來自外部熱輻射條件下火焰蔓延能力的高低,臨界輻射通量值越大,說明試樣隻有在較大的熱輻射條件下,試樣上的火焰才能持續穩定蔓延,從而具有較好的阻止火焰蔓延能力,由表 2 的各試樣的臨界輻射通量值,可以看出,在一定熱輻射條件下,阻止火焰蔓延能力: 防靜電地闆 > PVC 卷材地闆 > 木質地闆 > 簇絨地毯。

  結合各試樣的可燃性試驗數據,20s 内焰尖高度 Fs 均小于 150mm,由此結合表 2 各試樣的臨界輻射通量 CHF,按照 GB 8624 -2012《建築材料及制品燃燒性能分級》中鋪地材料燃燒性能分級指标,可以知道防靜電地闆、PVC 卷材地闆達到 B1(B) 級,木質地闆達到 B1(C) 級,簇絨地毯達到 B2(D) 級,其中 B1 級屬于難燃材料,B2 級屬于可燃材料。在實際情況中,根據不同場所的要求,需要選擇滿足相應燃燒級别的鋪地材料,以保證火災發生時,不對人員财産照成較大損失。


  2. 2 産煙量

  發生火災時,火焰在鋪地材料上蔓延的同時,會産生一定量的煙氣顆粒懸浮在空氣中,這些顆粒對可見光是不透明的,對可見光有完全的遮蔽作用,降低能見度,産煙量的大小直接關系到火災發生時的能見度,産煙量越大,對逃生人員迅速尋找逃生路線越不利。不同的鋪地材料産煙量相差較大,圖 4、圖 5、圖 6、圖 7 分别給出防靜電地闆、PVC 卷材地闆、木地闆、簇絨地毯在試驗中的光衰減值随時間的變化,通過對圖形分析計算,得到各試樣的産煙量,由表 3 可以知道産煙量: 簇絨地毯 > PVC 卷材地闆 > 木質地闆 > 防靜電地闆。

  根據 GB 8624 -2012《建築材料及制品燃燒性能分級》對鋪地材料産煙等級附加分級的要求,産煙量均小于 750%·min,滿足 s1 的要求,但是在實際火災中,越小的産煙量對人員的疏散逃生越有利,因此,降低鋪地材料的産煙量有着重要的意義。


  3、影響試驗的因素

  (1) 試驗裝置的校準: 若每個月或每次裝置有大的變動時,應立即進行校準,如果連續校準都沒有變化,可每 6 個月進行校準。校準得到的标準臨界輻射通量曲線是否準确,直接關系到試驗參數臨界輻射通量 CHF 是否準确。一般情況下,試驗裝置無大的變動時,校準曲線應無較大變化,若出現較大變化,應該考慮熱通量計是否故障,校準程序有無錯誤等。同時,也可結合委托其他機構進行相同樣品的設備比對,以此分析試驗裝置是否準确。


  (2) 箱體管道内氣體流速: GB/T 11785 - 2005 要求為(2. 5 ± 0. 2)m / s,試驗時應嚴格控制在次範圍内。


  若管道内氣體流速偏大,對于本文中涉及的 PVC 卷材地闆、木質地闆的試驗,點火器離開樣品後,火焰在熱輻射場下,繼續沿着試驗向前蔓延,此時火焰較小,受氣管道内氣體流速影響較大,蔓延的小火焰在較大氣流的擾動下可能提前熄滅,使火焰蔓延距離偏短,導緻臨界輻射通量 CHF 偏大; 對于本文中涉及的簇絨地毯,點火器離開樣品後,繼續向前蔓延的火焰較大,較大的氣流會加速火焰的蔓延,增加火焰蔓延距離,導緻臨界輻射通量 CHF 偏小。


  若管道内氣體流速偏小,氣流對火焰蔓延影響相對較小,無論對于蔓延火焰較小或較大的樣品,蔓延火焰偏慢,使火焰蔓延距離偏短,導緻臨界輻射通量 CHF 偏大。總之,氣體流速的變化需要控制在标準允許的範圍内,這樣才能保證數據的準确性。


  (3) 其他因素: 樣品的狀态、接縫、安裝、基材的選擇,都會對試驗造成影響,因此試驗過程需要對樣品進行狀态調節,試樣的接縫方式、安裝在基材上是否需要粘結劑、機械固定使用的部件或直接鋪設都需要按照實際使用方式來确定,基材的選擇應盡可能模拟實際使用情況,選用矽酸鈣闆或水泥闆等,總之,确定好各類試樣的狀态、接縫方式、固定方式、以及基材,在此基礎上試驗數據才是能準确反映出各類鋪地材料在實際使用過程,遇到火災時的真實情況。


  4、結論

  輻射熱源法是分析鋪地材料燃燒性能的重要試驗方法,本文通過輻射熱源法分析了防靜電地闆、PVC 卷材地闆、木地闆、簇絨地毯的燃燒性能,阻燃性能依次為:


防靜電地闆 > PVC 卷材地闆 > 木質地闆 >簇絨地毯,但随着鋪地材料防火技術不斷發展,阻燃性能相對較差的地闆、地毯類鋪地材料,其阻燃性能也會逐步得到提高。在試驗過程中,對影響試驗的一些重要因素進行分析,在試驗中力求準确反映出各種鋪地材料的真實的燃燒性能,為鋪地材料在實際使用中提供準确數據。



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