随着室内铺地材料在建筑室内装修中的大量使用,室内铺地材料的燃烧性能的高低与否,直接关系到的住户的生命财产安全。常见的室内铺地材料包括:簇绒地毯、木地板、PVC卷材地板、防静电地板等。
我国的建筑材料、装饰装修材料及制品的燃烧性能等分级和判定标准 GB 8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》已于2013. 10. 01正式实施,对燃烧等级 A2、B1(B、C) 、B2(D、E)的铺地材料均要求通过采用 GB/T 11785-2005《铺地材料燃烧性能测定辐射热源法》进行评定。
本文通过常见室内铺地材料: 簇绒地毯、木地板、PVC卷材地板、防静电地板的辐射热源法试验,分析其临界辐射通量CHF、产烟量等数据,研究其燃烧性能以及试验中应注意的一些问题。
辐射热源法试验原理
该方法是在试验燃烧箱中,用小火焰点燃水平放置并暴露于倾斜的热辐射场中的铺地材料,其火焰传播能力。试验前,按图 1安装好长(1050± 20) mm、宽度(250 ±10) mm \ 厚度 20mm、密度(850± 100) kg/m3无涂覆层硅酸钙板模拟试样,模拟试样按照图 2 中 110mm ~ 910mm 开 9个(26 ± 1)mm圆孔,然后在排气扇打开,试件出入门关闭情况下,调节箱体管道内气体流速为(2. 5 ± 0.2)m/s,点燃辐射板后关闭点火器,让辐射加热板加热至少 1h,直到试验箱体温度稳定,使用热辐射通量计测量410mm处的辐射通量在(5. 1 ±0. 2) kW / m2范围内,即可测量110mm ~ 910mm 间9个开孔的辐射通量数值,并绘制标准临界辐射通量曲线。
本中心采用 FRF -1 型铺地材料燃烧装置进行试验,校准的各个开孔的辐射通量数值见表 1,符合 GB/T 11785-2005的要求。
试验中,制取 6 个 1050mm ×230mm 试件,纵横向格 3 个,首先纵横向各进行一次试验,测量30min内火焰传播距离,根据图 3 得出临界辐射通量 CHF 或 CHF - 30,取临界辐射通量 CHF 或 CHF -30较低的那个方向再重复两次试验,取这个方向的三次试验的临界辐射通量CHF 或 CHF -30的平均值作为结果。试验过程中通过铺地材料燃烧装置的光测系统测量光衰减值,计算得到试样的产烟量。
试验结果分析
本文通过对防静电地板、PVC 卷材地板、木地板、簇绒地毯等常见室内铺地材料,采用辐射热原法进行试验,得到以下数据:
1、临界辐射通量
临界辐射通量是考察铺地材料火灾危险性的主要参数,表征了铺地材料受到来自外部热辐射条件下火焰蔓延能力的高低,临界辐射通量值越大,说明试样只有在较大的热辐射条件下,试样上的火焰才能持续稳定蔓延,从而具有较好的阻止火焰蔓延能力,由表2的各试样的临界辐射通量值,可以看出,在一定热辐射条件下,阻止火焰蔓延能力: 防静电地板 > PVC 卷材地板 >木质地板> 簇绒地毯。
结合各试样的可燃性试验数据,20s 内焰尖高度 Fs 均小于 150mm,由此结合表 2 各试样的临界辐射通量 CHF,按照GB8624 -2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》中铺地材料燃烧性能分级指标,可以知道防静电地板、PVC 卷材地板达到B1(B)级,木质地板达到 B1(C) 级,簇绒地毯达到 B2(D) 级,其中 B1级属于难燃材料,B2级属于可燃材料。在实际情况中,根据不同场所的要求,需要选择满足相应燃烧级别的铺地材料,以保证火灾发生时,不对人员财产照成较大损失。
2 产烟量
发生火灾时,火焰在铺地材料上蔓延的同时,会产生一定量的烟气颗粒悬浮在空气中,这些颗粒对可见光是不透明的,对可见光有完全的遮蔽作用,降低能见度,产烟量的大小直接关系到火灾发生时的能见度,产烟量越大,对逃生人员迅速寻找逃生路线越不利。不同的铺地材料产烟量相差较大,图4、图5、图 6、图 7分别给出防静电地板、PVC卷材地板、木地板、簇绒地毯在试验中的光衰减值随时间的变化,通过对图形分析计算,得到各试样的产烟量,由表 3可以知道产烟量: 簇绒地毯> PVC 卷材地板 > 木质地板 > 防静电地板。
根据 GB 8624 -2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》对铺地材料产烟等级附加分级的要求,产烟量均小于750%·min,满足s1的要求,但是在实际火灾中,越小的产烟量对人员的疏散逃生越有利,因此,降低铺地材料的产烟量有着重要的意义。
影响试验的因素
(1) 试验装置的校准: 若每个月或每次装置有大的变动时,应立即进行校准,如果连续校准都没有变化,可每6个月进行校准。校准得到的标准临界辐射通量曲线是否准确,直接关系到试验参数临界辐射通量CHF是否准确。一般情况下,试验装置无大的变动时,校准曲线应无较大变化,若出现较大变化,应该考虑热通量计是否故障,校准程序有无错误等。同时,也可结合委托其他机构进行相同样品的设备比对,以此分析试验装置是否准确。
(2) 箱体管道内气体流速: GB/T 11785 - 2005 要求为(2. 5 ± 0. 2)m/s,试验时应严格控制在次范围内。
若管道内气体流速偏大,对于本文中涉及的PVC卷材地板、木质地板的试验,点火器离开样品后,火焰在热辐射场下,继续沿着试验向前蔓延,此时火焰较小,受气管道内气体流速影响较大,蔓延的小火焰在较大气流的扰动下可能提前熄灭,使火焰蔓延距离偏短,导致临界辐射通量CHF偏大;对于本文中涉及的簇绒地毯,点火器离开样品后,继续向前蔓延的火焰较大,较大的气流会加速火焰的蔓延,增加火焰蔓延距离,导致临界辐射通量CHF偏小。
若管道内气体流速偏小,气流对火焰蔓延影响相对较小,无论对于蔓延火焰较小或较大的样品,蔓延火焰偏慢,使火焰蔓延距离偏短,导致临界辐射通量CHF偏大。总之,气体流速的变化需要控制在标准允许的范围内,这样才能保证数据的准确性。
(3)其他因素:样品的状态、接缝、安装、基材的选择,都会对试验造成影响,因此试验过程需要对样品进行状态调节,试样的接缝方式、安装在基材上是否需要粘结剂、机械固定使用的部件或直接铺设都需要按照实际使用方式来确定,基材的选择应尽可能模拟实际使用情况,选用硅酸钙板或水泥板等,总之,确定好各类试样的状态、接缝方式、固定方式、以及基材,在此基础上试验数据才是能准确反映出各类铺地材料在实际使用过程,遇到火灾时的真实情况。
结论
辐射热源法是分析铺地材料燃烧性能的重要试验方法,本文通过辐射热源法分析了防静电地板、PVC卷材地板、木地板、簇绒地毯的燃烧性能,阻燃性能依次为:防静电地板 > PVC 卷材地板 > 木质地板 >
