田昊
上海华慧检测技术有限公司 201800
摘要：本文主要介绍单体燃烧性能测试的方法，以及根据工作经验总结出常见墙面材料的单体燃烧试验数据，并且对实验结果的影响因素进行简单分析。
关键词：单体燃烧试验；墙面材料；影响因素
引言
随着经济水平的发展，越来越多的墙面装饰装修材料在室内装修中被广泛应用。但是这些材料的防火性能差别很大，人们应在追求美观、节能的同时，更应注意不要选择易燃的装饰装修墙面材料，避免发生火灾产生经济损失以及人员伤亡。
常见的室内装修墙面材料有纸面石膏板、岩棉板、玻镁板、中密度板、硅酸钙板、阻燃胶合板、橡塑板、XPS板、EPS板、带防火涂料阻燃胶合板、聚氨酯板（100mm厚）等。按照GB/T 20284-2006《建筑材料或制品的单体燃烧实验》方法进行实验，根据实验室日常收到的墙面材料进行单体燃烧性能测试结果，进行排序，为大家使用装饰装修墙面材料提供一些参考。并对实验过程中影响单体燃烧实验结果有效性的因素进行简单分析。
1、实验原理及实验校准
1.1实验原理
模拟火灾发生时，用热输出为（30.7±2.0）KW的持续火焰对实验中由两个相互垂直的长、短翼组成的实验制品进行时长为20分钟的燃烧试验来进行评估。通过在实验过程中观测的数据对实验制品进行评价。实验中观测的数据有的需要传感器自动进行，一些数据需要通过目测法得出。
1.2实验校准
1.2.1实验设备部件的校准
单体燃烧试验中需要进行校准的设备部件有氧气分析仪、二氧化碳分析仪、丙烷流量控制器、光路系统。
首先对氧气分析仪进行漂移和噪声检测，它的检测校准周期应为每6个月至少进行一次。
校准的方法为，连接好各部件，向分析仪中通入无氧（浓度≥99.99%）的氮气使其达到平衡稳定状态，持续时间应超过1h；然后打开风机，调节大小使排烟管道中的体积流量达到标准规定的数值即（0.60±0.05）m3/s；然后关闭氮气阀门，向分析仪中输入空气，当分析仪稳定后，使其达到（20.95±0.01）%；然后进行数据统计与计算，计算出氧气分析仪的漂移与噪声。
其次对二氧化碳分析仪进行校准，校准的内容为调0和跨度调节，校准周期为每个实验日。
再者对流量控制器进行校准检测，校准周期为每6个月至少进行1次。
最后进行光路系统的校准检测，校准周期为每6个月至少进行一次，校准检测由2大部分组成：光路系统的输出稳定性检测以及滤光片的光密度检测。具体检测方法详情见GB/T 20284-2006《建筑材料或制品的单体燃烧实验》附录C.1.6.2。
1.2.2系统响应的校准检测
系统响应的校准检测分为3个部分：流速分布因子的校准、庚烷校准以及燃烧器的热输出梯级校准。
对于燃烧器的热输出的梯级校准主要考量的是在不同热输出水平情况下整个实验仪器及系统的性能变化。这些性能包括主燃烧器及辅助燃烧器的切换响应时间、各个热电偶的响应时间、氧气分析仪及二氧化碳分析仪的响应和滞后时间以及用于计算热释放速率的换算系数。燃烧器的检测校准程序的校准周期为每30次试验或者每个月进行1次，两者以时间先者为准。
庚烷校准主要针对单体试验机器中的零部件进行安装或者维修或者更换后进行，若没发生以上情况，应每年进行至少一次庚烷校准。进行庚烷校准时具有一定危险性，做校准实验时应谨慎进行，另外所有的庚烷的纯度必须在99%以上。
流速分布因子的校准检测主要发生在排烟管道及其上的各种部件进行维修或更换后，若无以上情况发生，校准周期应为每年至少进行1次流速分布因子的校准。
以上校准内容及具体步骤详情请参见GB/T 20284-2006《建筑材料或制品的单体燃烧实验》附录C以及附录D。
2、实验及实验结果分析
2.1实验部分
首先对于到来的样品进行制样，按照标准要求裁剪为长翼1500mm*1000mm、短翼1500mm*500mm3组样品。完成样品制作后，然后进行状态调节，调节至直至样品质量恒重，状态调节室的温度是（23±2）℃，湿度是（50±5）%。
等到样品状态调节完成后即样品质量恒重后，立即开展试验，每组实验记录样品的平均热释放速率、总热释放量、燃烧增长指数速率、烟气生成速率指数以及总产烟量，还需记录样品的横向传播距离和燃烧滴落物以及燃烧滴落物产生的燃烧行为等。当同一样品的3组实验完成后，对于有具体数值的参数取其3组实验的平均值。如果按照GB 8624-2012进项判级，3组实验数据不在同一等级内，加做实验，具体情况具体对待。
2.2实验结果分析
通过大量实验，我们取得上述装饰装修墙面材料的单体燃烧实验数据，数据详情见下表1:
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对以上装饰装修墙面材料进行可燃性实验，除去聚氨酯板（100mm厚）外，60s内火焰的尖端高度是≤150mm的。对以上材料按照GB 8624-2012中表2进行判级可得出有B1-B等级的制品有纸面石膏板、岩棉板、玻镁板、硅酸钙板、带防火涂料阻燃胶合板；有B1-C等级的制品有阻燃胶合板、橡塑板、中密度板、XPS板（≤50mm厚）、EPS板（≤50mm厚）；对于XPS板（＞50mm）、EPS板（＞50mm）、聚氨酯板（100mm厚）绝大数样品为B2级。对于上述材料的烟气生成速率指数以及总产烟量实验数据见下表2：
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按照GB 8624-2012表B.1对上述材料的实验结果进行产烟特性等级和分级进行判定，则通过表2可以看出达到s1级的产品有纸面石膏板、岩棉板、玻镁板、硅酸钙板、带防火涂料阻燃胶合板、EPS板，能达到s2级的产品有中密度板、阻燃胶合板、XPS板，在S2级及以上的有：XPS板、橡塑板、聚氨酯板（100mm厚）。
通过表1、表2的数据进行分析可以得出上述材料的防火性能较优的有纸面石膏板、岩棉板、硅酸钙板、玻镁板、带防火涂料阻燃胶合板；其次为中密度板、阻燃胶合板、橡塑板；然后为EPS板（≤50mm厚）、XPS板（≤50mm厚）；最差为聚氨酯板（100mm厚）。
3、影响实验结果有效性的因素
（1）试样是否按标准进行状态调节。因为我国地域辽阔，各种天气气候，因此每个地方每个季节温湿度都不一样。南方地区一般比较潮湿，湿度一般大于标准规定的湿度（50±5）%，反之，在我国北方地区一般比较干燥。而且每种样品检测时用的基材且每种样品的含水率也不同，这也会导致每种样品状态调节的时间的不同，如果不在标况下进行状态调节，每个实验的结果就没有可比性且没法溯源，这会对样品进行试验时测试结果的有效性产生重大影响。
（2）实验设备是否按时校准。若实验设备没有按时校准，那么燃烧器的火焰输出功率就不一定在（30.7±2.0）KW，会不符合实验要求，与标准产生偏离；另外实验最后的结果是根据各种传感器以及分析仪采集的数据计算而来，如果不校准，采集的数据就不准确，得到的实验结果就会产生偏离，不能确保实验结果的有效性。
（3）排烟管道中的体积流量是否达到标准规定的数值即（0.60±0.05）m3/s内，若不在这个区间范围内，试验时抽取进气体分析仪的气体的含量就会产生差别，导致用于结果计算的数据分析不准确，对实验结果产生偏离。
（4）仪器的响应时间及滞后是否达到标准要求，当仪器的响应时间及滞后时间达不到标准的要求时，那么仪器采集的数据也不会准确，会导致实验结果的偏离。
（5）此外还有很多其他的因素对仪实验结果的有效性产生影响，例如试件的拼接、丙烷的纯度等。
4、结论
目前，火灾已成为威胁人类生命财产安全的重要危害，如何预防火灾的发生以及火灾发生时如何减少火灾所带来的危害已经成为各个国家的研究课题。本文通过对常见室内装修中用到的墙面材料进行测试，分析其燃烧性能优劣。通过实验测试可知文中上述材料的阻燃性能较优的有纸面石膏板、岩棉板、硅酸钙板、玻镁板、带防火涂料阻燃胶合板；其次为中密度板、阻燃胶合板、橡塑板；然后为EPS板（≤50mm厚）、XPS板（≤50mm厚）；最差为聚氨酯板（100mm厚）。
在选择室内装修墙面材料时，应在考虑美观的同时尽可能考虑该材料的阻燃性能，这样会一定程度上降低火灾所带来的危害。本文通过比较常见墙面材料的防火性能，分析可能影响实验结果的一些因素，来保证实验数据的有效性，为室内装修使用墙面材料时提供一些参考。