GB∕T 16173-1996 建筑材料燃烧或热解发言量的测定方法 双室法.pdf

中中 华华 人人 民民 共共 和和 国国 国国 家家 标标 准准 GB/T 161731996 建筑材料燃烧或热解建筑材料燃烧或热解 发烟量的测定方法（双室法）发烟量的测定方法（双室法）Test method for smoke generation from burning or pyrolysis of building materials(dual-chamber test)本标准非等效采用 ISO/DIS 5924 燃烧试验对火反应建筑制品的发烟量（双室法）（1991 年版）。1 主题内容与适用范围 主题内容与适用范围 本标准规定了建筑材料燃烧或热解发烟量的测定方法。本标准适用于测定厚度不大于 70mm 的建筑材料及其制品、复合材料及其固体材料在燃烧或热分解时的发烟量。2 术语 术语 2.1 受火面 exposed surface 试样承受加热条件的表面。2.2 烟密度（D）smoke density 烟密度是试样在规定的试验条件下发烟量的量度，它是用透过烟的光强度衰减量来描述的。设入射光强度为 I0，透过烟以后的光强度为 I，透光率为 T，则：定义 D=10（100/T）式中：T=(I/I0)100 2.3 最大烟密度（Dm）maximum smoke density 每次试验中 D 的最大值，记为 Dm。出现 Dm 的试验时间，记为 tm，单位 s。2.4 最大烟密度平均值（Dmm）mean maximum smoke density 在同一辐照度等级下试验所得到 Dm的算术平均值，记为 Dmm。tm的算术平均值称为出现最大烟密度平均时间，记为 tmm，单位 s。2.5 最高烟密度（Dhm）highest mean maximum smoke density 在不同辐射等级下试验所得到的全部 Dmm中的最高值，记为 Dhm。2.6 残余烟密度(Dr)residual smoke density 每次试验结束并排烟完毕后，系统所显示的烟密度值，记为 Dr。2.7 质量损失（W1）mass loss 每次试验结束，待样品冷却后称量，该值与试验前样品称量的减少值，记为W1，单位 g。2.8 质量损失的平均值（Wm）mean mass loss 同一辐照度等级下试验所得到的全部 W1的算术平均值，记为 Wm，单位 g。2.9 着火 ignition 国家技术监督局国家技术监督局 1996-03-05 批准批准 1996-09-01 实施实施 GB/T 161731996 样品在试验中出现明火苗即为着火。对应着火的试验时间，记为 t1，单位 s。2.10 辐照度 irradiance 样品的单位受火面承受的热辐射通量密度称为辐照度，单位 kW/m2。本标准采用 10、20、30、40、50kW/m2五种辐照度等级。2.11 恒定质量 constant mass 试验前，样品在相间 24h 的两次称量中，其差值小于试样质量的 0.1，或差值小于 0.1g，取其大者，作为恒定质量标准。2.12 试样 specimen 由被测试材料按规定的尺寸加工成的测试试件称为试样。2.13 样品 wrapped specimen 样品是进行测试的试样，它是由试样与基板重叠后，用铝箔包缠起来的一个组合体（如图 1 示）。2.14 空气隙 air gap 当被测试的样品在实际使用时为背靠空间时，则试样和基板间要加一个空隙，称为空气隙。空气隙长和宽均为mm05120，其高度与试样的厚度之和不大于70mm。3 试样制备 试样制备 3.1 对试样材料的要求 3.1.1 具备下列表面特征之一的试样适合作试验。a.表面上任何一点相对于水平面的不规则度不大于1mm。b.对凹凸不平整表面，应取其受火面中心部位直径为150mm的圆面积为基准面，基准面中最高凸点到最低凹点的深度不大于10mm。不符合a、b规定的试样必须进行加工，使之符合规定，并在试验报告中注明。3.1.2 对于表面与底面不对称的试样，应根据该试样在实际情况中的使用情况来取样，其受火面可选用表、底两个面进行试验。3.1.3 复合试样 对于厚度小于70mm的复合试样，应就整个厚度来取样；厚度大于70mm的复合试样应打磨非受火面，以满足厚度为mm0370的要求。3.1.4 组合试样 当被测试样在实际使用中，依附于某一衬底材料时，则应将两者按实际的粘接方式接合起来进行取样。3.2 试样制作 3.2.1 在被测材料中取25个试样，试样长mm05165、宽mm05165，厚度为试样实际使用情况下的厚度，其厚度应不大于70mm。3.2.2 每一试样需一块基板作衬垫。基板长、宽与试样相同，厚度6mm。材质 GB/T 161731996 由不燃绝热的硅酸钙制成，其密度为（825125）kg/m3。3.2.3 试样和基板的状态调节 将试样和基板放在温度为（232），相对湿度为（505）的环境中，放置24h以上，并使其达到恒定质量。3.3 样品制备 将状态调节后的试样和基板重叠后，用厚0.02mm的铝箔缠包在一起制成样品。受火面的中心部位的铝箔应去掉一个直径为140mm的圆孔作为直接暴露的受火面（如图1示）。制备完毕后的样品应再放入状态调节环境中备用。4 试验装置 试验装置 4.1 双室烟箱（ISO烟箱）双室烟箱由分解室和测量室两部分组成（如图2示）。分解室内安装有使样品发烟的主机，测量室两侧面上安装光密度计。4.1.1 测量室 测量室由厚度为18mm的胶合板制成（如图3示）。长1500mm、宽600mm、高1300mm。在测量室两侧的中心位置各留有一个开口用来安装光密度计。两侧前方离顶面250mm、离前侧150mm处各留有一个开口，作为搅拌烟气的风机定位口，后侧门可打开。顶面后端离后侧面150mm的居中处留有直径为100mm的排烟口，作为排烟和泄压的通道。烟箱内的烟气压力应不大于150Pa。分解室与测量室密封交连的前侧门上下两端都留有一个矩形开口，开口长550mm、宽150mm作为两室烟气的通道。4.1.2 分解室 分解室由双层不锈钢板制成（如图2示）。层间距18mm，内填绝热岩棉。分解室内部长600mm、宽325mm、前侧高1150mm、后侧高1300mm。顶盖面为斜面，居中处留有长300mm、宽100mm的长方形孔，用来安装厚0.02mm铝箔。这是当加热试验时会产生可燃气体，为预防着火时有可能产生的压力冲击对箱体的破坏而设置的。前侧门长540mm、宽540mm，可以打开，门上嵌有观察试验情况的玻璃窗。4.2 分解装置 分解装置内的主机由支撑框架、滑动杆、压板机构、配置机构、热辐射锥、试样托盘及掩蔽板等组成（如图5示）。当试验需要在引火条件下测试烟密度值时，应按附录A（参考件）进行。4.2.1 支撑框架 支撑框架由底架、支柱和罩板组成。底架长275mm、宽230mm，由30mm正方形条钢围成。底架下面装有可调节高度的四只支脚。底架上面垂直立有四根直径为16mm的支柱，它用来定位罩板。罩板由厚度为4mm边长为220mm正方形钢板制成，罩板居中处留有直径为150mm的圆孔，以作为辐射锥对样品的加热通道。圆孔上缘应倒角45。4.2.2 滑动杆 滑动杆高380mm，直径为16mm，材质为不锈钢。它垂直安装在底架宽边 GB/T 161731996 上的中心部位，用来定位横梁和热辐射锥处于适当位置。4.2.3 压板机构 压板机构由压板、横梁、推杆、导向杆组成。压板由厚4mm、宽180mm的不锈钢板制成。推杆长148mm由直径为12mm不锈钢柱制成，它固定在压板中心位置。导向杆长140mm，由直径为6mm的不锈钢柱制成。推杆和导向杆都可以在横梁的套孔中上下滑动，在配重系统的压力作用下，使压板上的样品紧贴罩板并受力（202）N。4.2.4 配重机构 配重机构由不锈钢制成。它由配重臂、重块、支撑臂、推杆、底托组成。配重臂长260mm左右，重块质量3kg左右。重块可以在配重臂上滑动，调节重块位置，使之对样品产生（202）N的力。4.2.5 热辐射锥 热辐射锥是试验中对样品产生热辐射的装置（如图4示）。它由锥套、加热器及热电偶组成。锥套由1mm厚的不锈钢板制成。锥套有两层，间距10mm，内装密度为100kg/m3隔热岩棉。锥套上孔内直径为（661）mm，下孔面内径为（2003）mm，锥体高（751）mm。在离锥套上孔面1mm处，留有直径为10mm的圆孔作为加热器插入口，在锥套中部留有对称的直径为2mm的两个圆孔作为两支铠装热电偶的插入口，一支热电偶用作温度控制；一支用作温度监视。加热器为铠装电热管，管长3500mm，外直径8.5mm，功率3kW。电热管绕成锥状并紧固在锥套内罩上。电热管上部绕成圆型，其截面会挡住一部分锥套上孔的圆面空间，挡住部分的面积空间，挡住部分的面积不能大于锥套上孔圆面积的10，热辐射锥安装在滑动杆上，其锥套下孔面距罩板面（221）mm。热辐射锥能提供样品表面1050kW/且均匀分布的辐射度。在离中心点直径为50mm的范围内各点部位的辐照度平均值与中心部位辐照射的偏差不大于3；离中心点直径为50100mm的圆带面内各点部位的辐照度平均值与中心部位辐照度的偏差不大于5（如图6示）。4.2.6 样品托盘及掩蔽板 样品托盘是用来定位试验样品的（如图8示）。定位后的样品中央的暴露面应置于罩板开孔的中央位置。掩蔽板是用来掩蔽样品的，试验前放在罩板上面，试验时抽出。4.3 光密度计 光密度计由测量光源装置和光接收转换器两部分组成，它们分别安装在测量室两侧面的居中处（如图7示）。4.3.1 测量光源装置 测量光源采用色温为（285630）K的光源灯，其功率为1015W。灯光通过一组透镜后形成一束直径为25mm的准平行光束。测量时，应通过一组滤光片，使之测量光束到达接收器的光为视见函数光波（如图7a，7b示）。4.3.2 光接收器 光接收器的波长主体响应范围为400750nm，在测量量程内，其光电转换的非线性度不大于2.5（如图7b示）。GB/T 161731996 4.3.3 气体清洗系统 为避免烟尘附着在光学系统上，在测量光源装置和光接收转换器的前面要装有空气清洗系统，试验时的空气流量为（62）mL/s，其流动状态为旋转气流。4.4 灭火箱 灭火箱内充有氮气，用以阻止样品在试验结束后放入箱中的继续燃烧。4.5 模拟试样板 模拟试样板由不燃隔热板和模拟试样组成。隔热板密度（825125）kg/m3。模拟试样用密度为（20050）kg/m3的陶瓷棉（或岩棉）制成（如图9示）。4.6 附加仪器及设备 4.6.1 控温装置 控温装置可选用DWK-702型精密温度控制器。负载功率为3.5kW，准确度为0.16，控温范围为01200。当试验选用某一辐照度等级时，其对应的温度值的变化不大于5。4.6.2 热流计 热流计是测定热辐射锥在样品表面提供辐照度大小的仪表。可选用CR5-2-10型热流传感器，其量程为0100kW/，精度为0.5 kW/。4.6.3 试验纪录和运算设备 在进行样品的测试过程中，可选用计算机及相应的AD/DA板来完成试验的操作、记录和计算结果的打印。4.6.4 横流搅拌风机 为使分解室产生的烟气均匀分布于测量室中进行测试，应采用圆型横流风扇来搅拌。4.6.5 计时器 计时器可选用电子秒表，量程为1h，分辨力为0.01s，精度为0.2。4.6.6 天平 对样品的称重的天平量程为2000g，感量为0.1g，精度为0.2。5 标定 标定 5.1 光学测量系统的标定 5.1.1 使用一组标准的滤光片（在透光率为0100范围内选三种），垂直放入光路中，计算机显示的透光率值与滤光片的标准值的误差平均值不大于5，否则应作出显示值的校正曲线来对试验结果进行校正。5.1.2 标定周期 在每次开机测量前，应作透光率为0和100的标定。5.2 热辐射锥的标定 5.2.1 辐照度的标定 在模拟试样板中放入热量计，热流计的接受面应在模拟试样的表平面内，将带有热流计的模拟试样板置于测试位置，由热辐射锥提供1050kW/五个等级的辐照