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火焰在垂直表面的横向蔓延试验方法 GB/T28752-2012

来源:发布时间:2018/7/9

前言


中华人民共和国国家标准
火焰在垂直表面的横向蔓延试验方法
Test method for lateral spread of flame on building and transport
products in vertical configuration
GB/T 28752-2012
发布部门:中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会
发布日期:2012年11月05日
实施日期:2013年01月01日


本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
本标准使用重新起草法修改采用ISO 5658-2:2006《对火反应试验 火焰传播 第2部分:火焰在建筑物和运输工具垂直表面的横向蔓延》。
本标准与ISO 5658-2:2006相比在结构上有较多调整,附录A列出了本标准与ISO 5658-2:2006的章条编号对照一览表。
本标准与ISO 5658-2:2006相比存在技术性差异,这些差异涉及的条款已通过在其外侧页边空白位置的垂直单线(丨)进行了标识,附录B给出了相应技术性差异及其原因的一览表。
本标准还做了下列编辑性修改:
——删除了国际标准的前言,重新起草了前言;
——将国际标准的“国际标准ISO 5658的本部分”一词改为“本标准”;
——将国际标准的某些标点符号修改为符合汉语习惯的标点符号;
——增加资料性附录A、附录B,并重新编排其他附录顺序;
——按照我国标准编写要求调整了国际标准的参考文献编号顺序。
本标准由中华人民共和国公安部提出。
本标准由全国消防标准化技术委员会消防基础标准分技术委员会(SAC/TC 113/SC 1)归口。
本标准起草单位:公安部天津消防研究所
本标准主要起草人:薛岗 胡英年 牛坤 王荣基 包志明 陈涛

1 范围


安全警示:测试时应注童安全,测试样品的曝露表面可能会释放出有毒或有害气体,见附录C中的安全建议。
本标准规定了火焰沿样品垂直表面的横向蔓延性能试验方法。本标准适用于建筑物和运输工具(如船舶、火车等)曝露面上使用的平板型单一材料、复合材料或组件的表面特性,管状制品通过特殊的安装和固定(见附录D),也可用本标准的方法进行测试。
本标准用于描述和测量实验室内有引燃火焰存在时,与辐射热相应的材料、制品或组件的特性。不适用于独立评价材料、制品或组件在实际火灾中的火灾危害和火灾风险。

2 规范性引用文件


下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 14107 消防基本术语 第二部分

3 术语和定义


GB/T 14107中界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
组件 assembly
单一材料、制品和/或复合材料的制成品。
示例:夹心板。
注:组件可包含空隙。
3.2
平均持续燃烧热 average heat for sustained burning
某些特定位置上测得的持续燃烧热的平均值。
注:平均持续燃烧热用兆焦耳每平方米(MJ/m2)表示。
3.3
背板 backing board
试验时用以支撑用品,与测试样品等长等宽,厚度为(12.5±3)mm的不燃板材。
注1:参见9.6。
注2:不燃板材是指按照ISO 1716规定的方法试验,其产生的总潜热(PCS)不大于2.0MJ/kg的板材。
3.4
复合材料 composite
由两种或两种以上单一材料组合而成的复合物。
示例:表面有涂层的材料或层压材料。
3.5
临界熄灭热通量 critical heat flux at extinguishments
CFE
在引燃条件下,使火焰沿着样品表面水平中心线蔓延终止的热通量。
注1:CFE的值以不燃材料基准板测出数据的修正值为基础。
注2:临界熄灭热通量用千瓦每平方米(kW/m2)表示。
3.6
曝露面 exposed surface
试验条件下样品的受热面。
3.7
火焰前锋 flame front
沿被测样品表面中心线蔓延的火焰的最前端。
3.8
闪燃 flashing
在样品表面或其上方持续时间小于1s的火焰。
3.9
持续燃烧热 heat for sustained burning
Qsb
从样品开始曝露到火焰前锋到达一系列特定位置所用的时间与不燃校准板上相应位置测量出的辐射热通量的乘积。
注1:辐射热通量用兆焦耳每平方米(MJ/m2)表示。
注2:特定位置见表1。
3.10
辐射照度 irradiance
(在表面上一点)入射到试样表面某点处的面元上,包括该点和该单元区域的辐射热通量除以该面元的面积。
3.11
单一材料 material
单一物质或若干物质均匀散布的混合物。
示例:金属、石材、木材、混凝土、高聚物等。
3.12
制品 product
给出相关信息的建筑材料、复合材料或组件。
3.13
辐射热通量 radiant heat flux
以辐射形式发射、传播和接收的热能量。
3.14
样品 specimen
经过处理或带有基材的一块有代表性的制品。
注:样品可能包含空隙。
3.15
火焰传播 spread of flame
在有辐射热的情况下,火焰前锋在样品表面上的传播。
3.16
基材 substrate
紧贴在制品下面的材料。
示例:墙壁装饰材料下面的脱脂石膏板。
3.17
持续燃烧 sustained flaming
样品表面或其上方持续时间超过4s的火焰。
3.18
瞬时燃烧 transitory flaming
样品表面或其上方持续时间在1s~4s的火焰。
3.19
火焰横向蔓延 lateral spread of flame
火焰前锋在样品垂直表面横向蔓延的过程。

4 试验概述


4.1 将样品曝露于有热辐射的区域,测试样品的引燃时间、火焰传播速度并观察其最终熄灭的状况。
4.2 样品临近辐射板竖直放置,保证其处于特定的辐射热通量下。引燃火焰应接近样品的热端,用以引燃从样品表面上挥发出来的气体,见图1。

图1 测试示意图

4.3 引燃后,记录火焰前锋在不同时间点沿样品水平方向的蔓延距离。
4.4 记录的结果有:火焰随时间的蔓延距离,火焰前锋传播速度与热辐射通量的关系,临界熄灭热通量和平均持续燃烧热。

5 制品表面特性


5.1 制品具有以下表面特性之一时,可用本试验方法评价:
a) 被测曝露面不平整度小于或等于±1mm;
b) 不平整部分在曝露表面上均匀分布,并且满足以下条件:
1) 在一个155mm×155mm的方形区域内,50%以上的面积最大不平整度在6mm以内;
2) 裂缝、裂痕以及小孔的宽度不应超过8mm,深度不应超过10mm,其总面积不应超过155mm×155mm区域的30%。
5.2 当制品表面有明显不同的区域,但每个不同的区域都符合5.1规定的表面特性要求,这种情况下,应将制品各区域都进行测试,以便全面地评价该制品。

6 样品


6.1 曝露面
样品曝露面应按以下方法进行测试:
a) 样品在使用时,有一个或两个表面曝露,且具有非对称性,这种情况下,两个表面都应进行试验;
b) 样品表面有不规则的区域,如起皱、起粒或机械加工导致的方向异性,这种情况下,被测样品水平和竖直两个方向都进行测试;
c) 曝露面具有明显不同的表面区域,如带有磨光或纹理,此时应针对不同的区域提供一定数量的样品,以便于对带有磨光或纹理的表面进行评估;
d) 纺织品材料的经向和纬向都应进行测试。
对一个具有锃亮金属外皮的样品进行试验时,在试验之前应涂上一层薄薄的灯黑或石墨乳,也可在其表面喷涂一层能经受(540±10)℃高温的黑漆。测试前,涂有涂料的样品应在温度为(23±3)℃,相对湿度为(50±5)%的环境中静置48h。涂料是为了确保表面对辐射热的吸收。
6.2 样品的数量和尺寸
6.2.1 试验样品不应少于六件。
6.2.2 样品每个曝露面以及暴露面上每个方向都应进行测试。对于两面都曝露且其中一个面在方向上无规律的样品,样品数目不应少于九件。
6.2.3 样品长度为8000-5mm,宽度为1550-5mm。样品应具有代表性。
6.2.4 样品不平整表面的厚度是从其表面最高点进行测量的。厚度小于50mm的样品测试其实际厚度;厚度大于50mm的样品,在非曝露面上应将其厚度削至500-3mm。厚度在50mm~70mm之间的样品,应用夹子或钳子夹住样品的后部,见图2。

图2 典型样品装置

6.3 样品的安装
6.3.1 对于使用薄质单一材料或复合材料的组件,空隙和底层构件都会影响到曝露表面的性质。应弄清楚底层构件的影响并确保测试结果与实际使用的情况相符。
6.3.2 当样品有表面涂层时,应选择合适的基材。
6.3.3 当样品为单一材料或复合材料时,应在其上加一个基材并使用推荐的固定技术(如用粘合剂或机械方法)将基材固定在样品上。样品与基材的固定方式应在测试报告中明确地写出来。
6.3.4 样品各部分应用不同的方法进行连接,连接方法与样品连接点的方向有关。如果样品水平连接,连接处应置于样品的水平中心线上。如果样品是竖直连接,连接处应位于距样品热端100mm的位置。连接应尽可能地与实际情况相似,如密封剂和粘接剂的用量应与实际情况相同。
6.4 样品养护
6.4.1 试验前,样品应在温度为(23±3)℃,相对湿度为(50±5)%的环境中静置至质量恒定,其判定条件为间隔24h,两次称重的质量差应小于规定值,该值取样品重量的0.1%和0.1g两者中的较大值。
6.4.2 在使用前,背板应在6.4.1所示的环境中静置12h以上。
6.5 样品的制备
6.5.1 参照线

在样品表面长度方向上画一条中心线,用以观测火焰蔓延的距离。在中心线上每隔50mm划一个垂直标记,这个标记的零点与样品曝露区域的起始点相对应。应避免采用任何会影响样品表面特性的划线方法,如划伤表面或增加表面吸光度。
注:一些材料受到污染或灼烧之后,划线或标示会变的模糊不清。此时可用约10mm的不锈钢栅格置于样品表面上,以便确定火焰前锋的位置。
6.5.2 无空隙的样品
样品底部没有空隙时,执行完6.4的步骤之后,样品边缘及样品后表面应装在一个铝制直角板内。该板厚度在0.02mm至0.03mm之间,尺寸为(175+2α)mm×(820+2α)mm,α为样品厚度,样品前表面边缘应有约10mm的金属片搭接量。金属片应在样品前表面压平,见图2a)。样品应放置在背板上,两者都应嵌入样品夹具内,见图3。

图3 样品夹结构

6.5.3 有空隙的样品
样品底部有空隙时,执行完6.4的步骤之后,样品应通过定位片固定在背板上,以保证样品的非曝露面与背板间有(25±2)mm的空隙,见图2b)。整个组合的后表面边缘应装在一个铝制直角板内,该板厚度在0.02mm至0.03mm之间,尺寸为(175+2b)mm×(820+2b)mm,b为整个样品、定位片及背板的总厚度,样品前表面边缘应有约10mm的金属片搭接量,金属片应平压在样品的前表面上,参见图2b)。整个组合应放置在背板上,两者都应嵌入样品夹具内,见图3。
空隙小于25mm的样品按其实际情况进行试验。安装柔性薄片材料时,材料应沿着背板的边缘与定位片紧密相连在一起。
6.5.4 样品的储存
按照6.5.2和6.5.3要求制作的样品、背板和定位片的组合应先进行储存,直到符合6.4.1的要求时才能进行测试。

7 试验装置


7.1 试验装置
试验装置应由以下部分组成:辐射板支架、样品支架、引燃器和样品夹,见图4。其中辐射板支架和样品支架是连接在一起,这样可以保证样品与辐射板之间的相对位置不变。
图4 测试装置简图

7.2 辐射板支架
7.2.1 钢管架

钢管架和相应的供气管道系统、保险装置和流量计一同支撑辐射板。钢管架由截面为40mm×40mm的方形铁管构成,用来支撑辐射板,辐射板中心高度为(1200±100)mm,辐射竖直放置,表面与钢管架前表面的夹角为(15±3)°,见图4。
7.2.2 辐射板
辐射板由多孔耐火瓷砖组成,多孔耐火瓷砖均匀地安装在辐射表面上,尺寸约为480mm×280mm。充气室位于辐射表面后部,由挡板和分气管组成,用以平稳地输送燃气/空气的混合气体。通过调节燃气量来控制试验所需的辐射通量。将一金属网放在辐射板之前可以增加其发光率。
7.2.3 供气系统
供气系统为试验供给所需的燃气和空气,可通过调节压力流量调节器、防护设备和流量控制系统来完成。
注1:当辐射板安装在钢管架上时,为便于连接,燃气和空气的混合气体应通过最近的一边进入充气室内。
供气系统要求如下:
a) 燃气流量不应小于1.0L/s,燃气可以是天然气、甲烷或丙烷。供气压力应足以克服供气过程中可能遇到的摩擦阻力,如经过管道、调节器、控制阀、流量控制系统和辐射板时的摩擦阻力;
b) 空气流量不应小于9.0L/s,供气压力应能克服供气管线中的摩擦阻力;
c) 供空气和供燃气的阀门应分开;
d) 燃气管道上应使用不可逆阀门和压力调节器;
e) 出现异常情况时,如断电、断压和燃烧表面温度降低等,燃气管道的电磁阀应能自动关闭;
f) 供应空气时,应备有特定的流量控制阀和过滤器;
g) 在现行的压力和温度下,流量控制系统能够在0.5L/s~1.5L/s的范围内准确地指示出燃气的流量,误差不超过1%。
注2:通过调节气流速度来控制辐射板温度。
h) 在现行的压力和温度下,流量控制系统能够在5L/s~15L/s的范围内准确地指示出空气的流量,误差不超过1%。
注3:由钢管架支撑或安装在钢管架内的装置应可调。
7.3 样品支架
7.3.1 概论

样品支架包括导轨、引燃器、镜片和观测等级标识,其中导轨用于支撑样品夹,并将样品夹置于特定位置。
7.3.2 钢管架
钢管架由截面为40mm×40mm的方形钢管构成,见图4,通过螺母和定位片将其与辐射板的支撑构架相连,它可以在12°~18°的范围内调整辐射板表面和样品表面的夹角。
7.3.3 样品安装导轨
样品安装导轨确定了样品夹顶部和底部边缘的安装位置,导轨由钢材制成,能够抗热抗腐蚀。下面的导轨长700mm,表面有一个凹槽。样品夹边缘顶部应由一个或多个插头固定。导轨从框架的一端开始安装,由钢质壁骨材料和螺母进行固定,其与支架的相对位置可调,见图2。
7.3.4 观测镜
观测镜长750mm,宽120mm,旋转轴位于样品夹具对面的支架底端,观测镜位于辐射板下,其位置和角度应能使观测者从观测镜中观测到样品以及样品表面上的观测等级标识,见图5。

图5 火焰前锋测量装置图

7.3.5 观测等级标识
观测等级标识用来提高火焰前锋的观测精度。
观测等级标识是由抗热的钢制材料制成,长700mm,将100mm长的钉子每隔50mm的间距钉在它上面,观测等级标识从样品夹具导轨底端开始设定,这样才能确保钉子与样品划线前端保持水平。
注:在某些情况下,样品夹上使用V型标记更便于火焰蔓延的观测。
7.4 样品夹
样品夹由厚度为(3±0.2)mm的钢材制成,夹钳灵活,能将样品放在恰当位置,见图3。前面的边缘应有带V型标记的锯齿形边缘,V型标记间隔50mm,以便于火焰蔓延的观测。零点标识应与样品靠近辐射板的垂直边相对应。样品夹的数量依具体实验而定,一般不应少于三个。
7.5 引燃器
引燃器为长约200mm的双孔陶瓷管,陶瓷管直径约为6mm,每个孔直径为1.5mm。
注:应选用合适的绝缘陶瓷来包裹热电偶。
引燃器位于样品支架上,其位置与待测样品表面相对应,见图6。经由控制阀和流量计向引燃器供给丙烷/空气的混合气体,见图7,丙烷纯度应大于等于95%。也可用其他气体代替丙烷,但燃烧特性的差异会影响样品引燃的特性,因此通常使用丙烷作为引燃气体。

图6 引燃器和引燃火焰位置图

图7 引燃火焰、引燃器和燃气/空气输送装置图


8 测试环境


8.1 一个体积不小于45m3,天花板高度不低于2.4m的有排烟系统的房间。排烟系统置于顶棚之下,其排放能力不小于0.5m3/s。排烟罩装置具体要求是:排烟罩下口尺寸为1.3m×1.3m,下边缘到房间地板的距离为(1.7±0.1)m。样品支架和辐射板位于排烟罩以下,以便将燃烧烟尘直接排出。
8.2 装置应放置在无气流影响的环境中,装置与试验室墙壁之间的距离不应小于1m。天花板、地板和墙壁上的材料涂有可燃涂料时,其与辐射热源的距离应在2m以上。
8.3 因为有烟气排出,所以应对室内的空气进行补给,补给空气时,应将环境温度控制在10℃~30℃的范围内。
8.4 运行排烟系统时,应测试空白样品附近的空气速度,此时,辐射板和供气系统关闭。距样品100mm的地方,垂直于下边缘的空气流速和样品中间任何方向的空气流度不应超过0.2m/s。

9 附属设备


9.1 热流计
试验应至少使用3支测量范围为0kW/㎡~50kW/㎡的热电堆式热流计。一支用于测试,另外两支作为参考标准。
注1:常见的热流计也称为“热流传感器”或“热流量表”。
热流计的感应面应为直径不超过10mm、涂耐久无光黑漆的平面,包含在水冷体中。水冷体的前表面应为直径不小于25mm的圆平面,并且与感应面同心。水冷体的前表面经抛光处理。辐射热应通过感应面到达窗口。试验过程中应控制冷却水的温度以保证热流计温度高于所处环境的露点温度。
在标定仪器时应对热流计进行水冷。校准时的水冷温度应与使用时保持一致。必要时,应对热流计进行返修和重新校准。
注2:校准时建立的输出电压与总热通量的关系依赖于水冷温度。水冷同样可以保护热流计。若水冷失败,会导致接收器过热和损坏,无法通过校准。
使用直径小于25mm的热流计时,应将其插入外径为25mm的铜套内,以保证铜套和水冷热流计间有良好的接触。铜套前端与热流计接收表面应位于同一个平面上。
热流计应坚固,易于安装和使用,准确度达到±6%,重复性达到±0.5%(参见标准ISO 14934)。工作用热流计应每两个月与参考标准进行比对(参见附录F)。作为参考标准的热流计不能用于其他目的。
9.2 记录器
应使用恰当的方法输出热流计的测量数据。
9.3 计时装置
用来记录引燃时间和火焰传播的时间。
9.4 空白样品
空白样品由不可燃材料(如硅酸钙板)制成,烘干后密度为(950±100)kg/m3,长800mm,宽155mm,厚(25±2)mm。若板材厚度小于25mm,可将板材紧密地固定在一起,使它们的总厚度达到要求。设备运行时,空白样品应放在样品的位置上,直至安装测试样品时,才能被取下。
9.5 校准板
校准板由不可燃材料(如硅酸钙板)制成,烘干后密度为(950±100)kg/m3,厚度为(25±2)mm,可将薄质校准板装订在一起,以满足(25±2)mm的厚度要求,板间不能有缝隙。校准板上应该有八个直径为25mm的孔,见图8,如果仅使用一个热流计,可将热流计依次插入每个孔内,若使用多个热流计,没有热流计的孔应用与校准板同样材质的堵头将其堵上,堵头可装拆。
热流计受热面装在校准板的曝露表面上。
校准板应安装在样品夹上,见图3,第一个热流计距离校准板暴露边50mm。
注:在距校准板热端约14mm的地方应由法兰覆盖。

图8 校准版

9.6 背板和定位片
背板为不可燃板(如硅酸钙),厚(12.5±3)mm,尺寸与空白样品尺寸相同,烘干后密度为(950±100)kg/m3。定位片材料与背板相同,裁成(25±2)mm宽的长条,安装在背板的边缘。背板和定位片只要没有损坏都可重复使用,重复使用前,应在空气中静置24h,应符合6.4.1的要求。如果对背板和定位片有严格的清洁要求,应将其置于250℃的炉子中2h,来除掉其表面的残留物。如有更严格的清洁要求,就直接使用新的背板和定位片。

10 安装和校准程序


10.1 设备安装
大部分设备的安装和调试都是在冷态下进行的,包括初始调试和后来的周期性调试。调试中,样品的表面热通量是关键指标。空气受到校准板的影响,温度会有所升高,应注意其对热流计数据的读取的影响。热通量可通过装在校准板上的热流计进行测量,见图8。
辐射板耐火面与样品的初始位置见图9。
测试装置安装程序如下:
a) 设定空气流速为8L/s,打开燃气供气设备,点燃辐射板,使其与样品间达到一个热平衡;
注1:正常操作时,辐射板上是看不到火焰的,除非从平行于表面的一边观察。从这一方向可以看到辐射板上有一层薄薄的蓝色火焰。加热15min之后,会看到辐射板表面有明亮的桔红色火焰。
b) 调节辐射板的燃气流量,直到装在校准板上的水冷热流计测得的值与表1中50mm和350mm位置的数值相对应,必要时可稍微调节一下空气流量。测量辐射热通量之前应保证校准板达到热平衡,必要时可适当调整一下样品的位置;
c) 校准板上50mm和350mm处的值测得后,按照表1确定其他位置的热通量,并保证其值在容许偏差范围内;
注2:测试过程中,假定给定位置处实际测试样品的热流与校准板上相同位置的热流相等。
d) 必要时可改变辐射板与样品的轴向位置,以达到50mm和350mm处的热通量要求,可通过调整框架间的连接螺钉来实现,但应保证引燃火焰与样品间的相互位置不变;
注3:调整样品螺钉以满足热辐射通量的要求,此时,引燃器的位置也应进行调整,以保证在样品表面前方有(10±2)mm的引燃火焰的空间。
e) 一旦操作环境达到要求,空气流速和燃气流速均满足要求时即可进行试验。
图9 辐射板与样品的相对位置
表1 校准版上热通量的标定

10.2 校准
每天或每月应按照以下要求在校准板上对热通量的偏差(见表1)进行校准:
a) 日校准:测试距离曝露端50mm和350mm的位置的热通量;
b) 月校准:测试距离曝露端50mm、150mm、250mm、350mm、450mm、550mm、650mm、750mm的热通量。
10.3 引燃火焰的调整
调整丙烷和空气的供给以调节火焰长度,丙烷流量为0.4L/s,空气流量为1.0L/min,火焰在垂直方向上长度约为(230±20)mm。若在黑暗的房间内观察,火焰应超过竖直样品夹40mm,见图6。应记录进入到引燃器中的丙烷和空气的流量。
火焰与空白样品的间距也应进行调整。可通过将引燃器移近或移远空白样品曝露表面来调节。调节引燃器,直到接触火焰的长度超过样品高度的一半。引燃火焰应及时进行检查,必要时应每天按照上述方法对其进行调整,有些样品的特性也要求对火焰调整的更频繁些。


11 试验程序


11.1 将空白样品放于规定位置,使其面对辐射板,启动排烟系统。
11.2 按照表1的要求,调整辐射板。
11.3 当辐射板达到热平衡后,点燃引燃器,调节燃料和空气的流量,检查火焰长度。必要时对燃料和空气的流量进行调整。
11.4 在样品夹具远离辐射热的地点,按照6.5.2或6.5.3的要求将样品插入样品夹具内,并用夹子夹紧其边缘。
11.5 移动样品支架和插入样品的操作时间不应超过15s,然后立刻开始计时。
11.6 记录样品引燃时间和火焰前锋到达样品上前几个位置的时间以及快速燃烧的时间。
记录每个火焰前锋到达样品轴心位置的时间以及相应观测等级标识的位置。
记录火焰前锋蔓延一定间隔(50mm)所经历的时间。
记录样品中心线上火焰停止前进的时间和位置。
一旦样品表面的标记线被火焰灼烧得模糊不清时,试验者应凭借肉眼判断样品的中心。
11.7 采取措施保证辐射板在运行过程中辐射热不变。
11.8 当满足下列条件之一时,应终止试验:
a) 样品10min后仍未被点燃;
b) 火焰停止在样品表面蔓延,并在接下来的10min内,不继续燃烧;
c) 表面火焰到达样品的末端;
d) 样品只能在一处被点燃,并且在试验开始30min内,火焰前锋不能从此处蔓延。
11.9 试验结束后取出样品,并在支架上放上新样品。
11.10 将余下的样品重复11.4~11.9的步骤进行试验,试验前应保证辐射板的热平衡,并遵守以下规定:
a) 若样品的曝露面上不存在方向异性,在同一方向上测试两个样品;
b) 若样品的曝露面上存在方向异性,应垂直于初始方向再测试一个样品。CFE数值最低的试验应在同一方向上重复四次。
11.11 应再次进行试验的条件:
a) 如果三个样品中有一个未被点燃,则应再测试一个样品;
b) 两个或三个样品在曝露10min后仍未被引燃,应再测试一个样品。若该样品能被点燃,则再测试两个样品。这种情况下,应在报告中详细地记录未被点燃的情况;
c) 若样品在测试中产生大量的不完全燃烧产物,应再进行一个附加试验,该实验应在测试装置的金属丝网中进行,金属网网孔大小为25mm×25mm。带有金属网的试验所得到的数据应在报告中专门写出。
11.12 在火焰无法蔓延至样品的曝露面时,不同情况,测试方法也不同:
a) 当样品出现软化、熔化和剥裂等现象使样品掉出样品夹外时;
b) 样品小块脱落时。
针对上面不同情况,引燃火焰点燃样品曝露面而产生火焰前锋时,应使用恰当的测试方法进行测试。
11.13 试验过程中,应注意观察样品的性能,并且应特别注意以下现象:
a) 闪火;
b) 瞬时燃烧(不稳定的火焰前锋)。
还应观察其他现象,例如:样品上是否有小块脱落、是否有喷火、样品是否发生膨胀或应变,出现分离、脱落、龟裂、闪光、熔化、形变等现象,结果报告指南参见附录G。

12 样品热特性的表述


试验结果以辐射热通量的形式进行报告,其中辐射热通量是在有校准板的情况下测量得到的。样品曝露时,辐射板热输出量的变化不需进行补偿。每个样品都应进行如下测试,并推导出相应试验结果:
——平均持续燃烧热:为持续燃烧热(Qsb)的平均值,(见3.2和3.9)。每隔50mm进行测量,从150mm处开始,然后一直增加到400mm处(或者是到达400mm之前火焰终止的位置);
——临界熄灭热通量(CFE):测试样品不能被点燃时,可认为样品CFE为50kW/m2。
在所有方向上计算样品Qsb和CFE结果的平均值:
a) 无方向异性的样品可以被点燃时,计算三个样品的平均值;
b) 无方向异性的样品不能被点燃时,基于所有测试样品进行平均。计算Qsb的平均值时,排除未被点燃的样品或火焰传播距离小于150mm的样品;
c) 对于有方向异性的样品,应对五个样品在同一方向的试验结果进行平均,在计算的过程中,应排除掉两个极端的情况(最高的和最低的)。

13 试验报告


试验报告应包括火焰前锋通过参照位置的时间,每个测试样品的情况及火焰特性。同时应提供以下信息:
a) 本标准参考文献;
b) 实验室的名称和地址;
c) 委托方的名称和地址;
d) 生产商/供给者的名称和地址;
e) 对被测制品的全面描述,包括:商品名、结构、方向性、厚度、密度以及哪一面更适合于试验;一旦给制品涂上油漆,则应记录所使用的涂料的数量和性质;
f) 对所使用的基材进行描述,并说明将样品固定在基材上的方法,包括有多少个连接点都应注明;
g) 试验数据包括:
1) 试验样品数量;
2) 使用的引火火焰类型;
3) 引燃时间;
4) 每次测试持续时间(见11.8);
5) 观察火焰前锋的运动情况(见11.6);
6) 观察样品的其他性质(见11.12和11.13),包括碎片燃烧时间;
7) 火焰特性(见第12章);
h) 限制使用范围,例如:“本报告给出的试验结果仅是试验制品在本试验条件下取得,不能单独作为评估制品潜在火灾威胁的依据”;
i) 试验视为无效的原因解释。

附录A (资料性附录)本标准与ISO 5658-2:2006的章条编号对照


本标准与ISO 5658-2:2006的章条编号对照见表A.1。
表A.1 本标准与ISO 5658-2:2006的章条编号对照情况

附录B (资料性附录)本标准与ISO 5658-2:2006的技术性差异及其原因


本标准与ISO 5658-2:2006的技术性差异及原因见表B.1。
表B.1 本标准与ISO 5658-2:2006的技术性差异及其原因

附录C (规范性附录)安全防范


C.1 危险气体
燃气和空气的混合物在一定浓度范围内会形成爆炸性气体,见表C.1。
表C.1 易燃易爆危险气体

C.2 引燃的危害
测试时可能会出现产生高辐射通量的情况,此时短暂的照射也能引燃某些材料,比如衣服等。因此,应预防此种引燃类型的发生。
C.3 有毒烟气的危害
操作者应注意燃烧材料中产生的烟气包含了一氧化碳和其他有害气体,应防止人员曝露于这些有害物质中。
C.4 眼睛的保护
在照射线不能全部被反射回去时,熔化材料的喷射或样品中产生的锋利碎片会对操作者眼睛造成损害,因此,操作人员应做好眼部的防护。


附录D (规范性附录)塑料管的火焰传播测试方法


测试塑料管火焰蔓延时,应参照以下安装步骤,详见国际海事组织(International Maritime Organization,IMO)1998年编订的申请燃烧试验的国际标准程序中有关船舶上使用的塑料管的申请原则。对每种材料的管材和每种型号的管材都应进行测试。
a) 制造测试样品时,应将管子切成若干段(800±5)mm长的部分,将各段组装起来制成测试样品,尽量使该样品能够与实际表面相近。组装成的样品长度为(800±5)mm。断面垂直于管壁。见图E.1管状测试样品的安装和固定;
b) 将管段组装在一起形成一个测试件,管段的数量应为整数,组装在一起的宽度在155mm~180mm之间。样品表面宽度为曝露在辐射板热辐射下的组装管件的外周总宽度;
c) 测试样品组装时,每个管件之间不能有空隙。另外,两个相邻管件接触边应与样品夹中心线相平行;
d) 使用金属线,每隔50mm将管件固定到(11±2)mm厚的硅酸钙背板上;
注:可用直径为(0.55±0.05)mm的镍铬合金将管件固定在硅酸钙板上。
e) 管段安装后,其曝露表面最高点应在同一平面上,就像一般测试样品的平板曝露表面一样;
f) 测试样品凹下去的未曝露表面与硅酸钙背板表面间的空隙可以忽略不计;
g) 如果管件的宽度伸到了样品夹以外,管件曝露面顶部与样品夹底部之间的空隙应填充上高温绝缘石棉材料;
h) 以上安装固定步骤若有变化,应在报告中说明。
图D.1 管状测试样品的安装和固定

附录E (资料性附录)样品结构


E.1 热特性对组件性能的影响
组件或样品都会极大地影响火焰在薄片材料或复合件上的引燃和传播的特性,特别是对高热导率的材料。样品热容增加,“热蓄积量”的影响就会增大,这样就会延缓曝露表面的引燃时间并延缓火焰的传播。任何与样品接触的衬背,比如不可燃垫片(见9.6),都会改变这种“热蓄积量”,并对测试结果本身起着决定性的作用。应弄清垫层对组件性能的影响并注意确保从组件中得到的结果与它的实际应用情况相同。
E.2 测试样品的构造
对测试样品的构建和准备给出以下建议:
a) 如果制品下部的垫层没有大量的热损失,材料或复合件厚度大于6mm,且拥有较高的热容或较低的导热系数,那么制品在测试时仅由背板支撑;
b) 若制品在使用时通常没有支撑并且也不具备a)中提到的特性,那么在制品的背部就应用不可燃绝缘板垫片支出一定的空隙;
c) 若制品在使用时其下部有一个低密度不可燃垫层,并且也不具备a)中提到的特性,那么制品应与垫层一起测试;
d) 若制品在使用时其下部有一个可燃垫层,并且也不具备a)中提到的特性,那么该制品应与垫层一起测试。

附录F (资料性附录)工作用热流计的校准


为了防止单台参考标准的灵敏度发生变化,应采用两台参考标准实施校准,详见IS0 14934-3:2006的附录D。应按照ISO 14934-2规定的任一种方法每年对其中一台参考标准进行一次全面校准。

附录G (资料性附录)引燃试验程序、结果的报告书写指南


本附录为报告有关引燃试验程序及结果提供指导,见表G.1。
表G.1 异常情况对应指南

附录H (资料性附录)测试结果的可变性


在实验室所作的试验中,依照测试程序,使用非接触式乙炔引燃火焰,重复对许多材料进行测试。
表H.1总结了针对六种不同材料的重复性和再现性测试得到的初步结果。聚乙烯(甲基丙烯酸酯)(PMMA)样品的测试具有良好的重复性和再现性。两种类型的夹板重复测试的结果和由结果引出的结论存在着细小的差异。由于聚苯乙烯的机械特性(聚合物熔化在背板上形成了一层薄膜),会引起测试结果很大的不同。在一些实验室内,带有聚氯乙烯(PVC)的石膏板表面和酚醛玻璃钢(GRP)样品会引燃失败。这种情况也会引起实验室测试结果的变化。带有酚醛GRP且表面镀铝的聚异氰脲酸酯泡沫不能被引燃,这种火焰传播特性的评估也就超出了本标准的范畴。
尽管实验室内试验的材料范围受到了限制,但同样可以得到如下结论:在任何火焰测试范围内,测试的重复性和再现性是可以接受的;在实验室材料变化不大的情况下,这些材料可显示出侧表面的火焰传播特性。

第二组实验室内试验对接触式丙烷引燃火焰的测试程序和非接触式乙炔引燃火焰的测试程序进行了比较。实验室测试的NFR-颗粒板,测试结果见表H.2每个实验室同样用两种测试程序对第二种材料进行了测试。这些测试结果在表H.3中给出。对颗粒板进行两种引燃模型试验,对测得的CFE和Qsb进行全面的比较,最终证明接触式引燃火焰可以取代非接触式引燃火焰。

表H.2 无火焰延时的颗粒板的试验结果

表H.3 第二组实验室内的八个制品测试结果的总结

参考文献


[1] ISO 1716,Reaction to fire tests for building products—Determination of the heat of combustion
[2] ISO/TR 3814:1989,Tests for measuring“reaction-to-fire”of building materials—Their development and application
[3] ISO/TS 5658-1,Reaction to fire tests—Spread of flame—Part 1:Guidance on flame spread
[4] ISO 5658-2:2006,Reaction to fire tests—Spread of flame—Part 2:Lateral spread on building products in vertical configuration
[5] ISO 9705:1993,Fire tests—Full-scale room test for surface products
[6] ISO/TS 14934-1,Fire tests—Calibration and use of radiometers and heat flux meters—Part 1:General principlcs
[7] ISO 14934-2,Fire tests—Calibration and use of heat flux meters—Part 2:Primary calibration methods
[8] ISO 14934-3:2006,Fire tests—Calibration and use of heat flux meters—Part 3:Secondary calibration method
[9] IMO Resolution A.753(18),International Code for Application of Fire Test Procedures,1998 Edition,Guidelines for the application of plastic pipes on ships
[10] IMO Resolution A.653(16),International Code for Application of Fire Test Procedures,1998 Edition
[11] BS 6809:1987,Method for calibration of radiometers for use in fire testing