黃源璐　陸業(yè)濤

摘要：本文研究了輻射板黑體溫度、箱體煙道內(nèi)氣體流速、燃?xì)鈱︿伒夭牧系娜紵阅軠y定的影響。結(jié)果表明：隨著輻射板黑體溫度的提高，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x明顯增大，臨界輻射通量隨之降低；箱體煙道內(nèi)氣體流速對火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x和臨界輻射通量的影響較為復(fù)雜；分別以液化氣和丙烷作為燃?xì)膺M(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明其火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x和臨界輻射通量比較接近。

關(guān)鍵詞：鋪地材料；燃燒性能；影響因素

GB/T 11785—2005標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了評定鋪地材料燃燒性能的方法。該方法是在試驗(yàn)燃燒箱中，用小火焰點(diǎn)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?zhèn)鞑ツ芰Α?/p>

該方法適用于各種鋪地材料，如紡織地毯、軟木板、木板、橡膠板、塑料地板及地板噴涂材料。其結(jié)果可反映出鋪地材料（包括基材）的燃燒性能。背襯材料、底層材料或者鋪地材料其他方面的改變都可能影響試驗(yàn)結(jié)果[1]。

楊寧等[2]利用錐形量熱計(jì)對幾種鋪地材料的燃燒性能進(jìn)行了研究；余穩(wěn)松[3]等介紹了鋪地材料燃燒性能的評定方法及其原理和測試過程，并對測試過程的質(zhì)量控制提出了一些意見和建議。本文采用了地毯進(jìn)行測試、對比，研究了輻射板黑體溫度、箱體煙道內(nèi)氣體流速、燃?xì)獾纫蛩貙︿伒夭牧系娜紵阅軠y定的影響。

1 試驗(yàn)部分

1.1 原材料

地毯1，地毯2，市售。

1.2 設(shè)備及儀器

鋪地材料燃燒試驗(yàn)裝置（輻射熱源法），F(xiàn)RF-1型，南京市江寧區(qū)分析儀器廠。

1.3 試樣的制備

按GB/T 11785—2005的要求在同一方向上制備尺寸為（1050±5）mm×（230±5）mm的試件，按EN 13238[4]的規(guī)定進(jìn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)，試件安裝在硅酸鈣板上進(jìn)行測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 輻射板黑體溫度對鋪地材料的燃燒性能測定的影響

圖1是火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x與輻射板黑體溫度的關(guān)系。試驗(yàn)中其他條件均按標(biāo)準(zhǔn)GB/T 11785—2005要求。隨著輻射板黑體溫度的提高，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x均明顯增大。當(dāng)輻射板黑體溫度由480℃提高至490℃時(shí)，地毯1的火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x由110mm增大為140mm，地毯2的火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x由570mm增大為620mm；當(dāng)輻射板黑體溫度為510℃時(shí)，地毯1的火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x達(dá)到190mm，地毯2的火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x達(dá)到740mm， 可見輻射板黑體溫度對火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x的影響較顯著。在氧氣中的燃燒，可燃物燃燒的條件為：氧濃度達(dá)到可燃物燃燒的要求；溫度達(dá)到其著火點(diǎn)以上。輻射板黑體溫度的提高使得地毯受到更多的熱輻射，原火焰?zhèn)鞑プ钸h(yuǎn)距離處溫度也隨之升高并達(dá)到其著火點(diǎn)以上，從而使得地毯的火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x變大。輻射通量分布曲線圖是輻射板表面自零點(diǎn)起各點(diǎn)的距離與輻射通量對應(yīng)的關(guān)系曲線，每一距離對應(yīng)一個(gè)輻射通量值，輻射通量值隨距離增大而遞減，故隨著輻射板黑體溫度的提高，臨界輻射通量會(huì)隨之降低，見圖2。

2.2 箱體煙道內(nèi)氣體流速對鋪地材料的燃燒性能測定的影響

箱體煙道內(nèi)氣體流速對火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x和臨界輻射通量的影響見圖3和圖4。從圖中可以看到，當(dāng)箱體煙道內(nèi)氣體流速加大時(shí)，地毯1的火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x變大，由110mm分別變?yōu)?30mm、190mm、240mm，相對應(yīng)的臨界輻射通量由10.9kW·m-2分別降低到10.6kW·m-2、9.6kW·m-2、8.6kW·m-2；而當(dāng)箱體煙道內(nèi)氣體流速加大時(shí)，地毯2的火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x由570mm分別變?yōu)?80mm、520mm、550mm，相對應(yīng)的臨界輻射通量由2.8kW·m-2分別變?yōu)?.7kW·m-2、3.4kW·m-2、3.0kW·m-2?？梢娤潴w煙道內(nèi)氣體流速的變化對地毯1火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x和臨界輻射通量的影響較有規(guī)律，而對于地毯2，其影響較為復(fù)雜：一方面，箱體煙道內(nèi)氣體流速的加大提高了整個(gè)系統(tǒng)氧氣的供給，有利于燃燒；另一方面，由于增大氣體流速，也會(huì)帶走更多的熱量，降低溫度，不利于燃燒；試驗(yàn)中試件水平放置，輻射板與試件夾角為30°，在零點(diǎn)較近的地方（試件熱端），距離輻射板近，溫度較高，雖然氣體流速增加會(huì)帶走一定熱量，但由于溫度很高，溫度仍高于試件的著火點(diǎn)，此時(shí)氣體流速的增大有利于燃燒，而在距零點(diǎn)較遠(yuǎn)的地方（試件冷端），距離輻射板遠(yuǎn)，溫度相對較低，氣體流速增加會(huì)帶走更多熱量，使得溫度降低到其著火點(diǎn)以下，此時(shí)氣體流速的增大不利于燃燒；此外，試件的安裝，箱體溫度，燃?xì)饬髁康牟▌?dòng)，材料的不均勻性，阻燃劑不均勻等因素也共同影響著試驗(yàn)結(jié)果。綜上所述，箱體煙道內(nèi)氣體流速對火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x和臨界輻射通量的影響較為復(fù)雜，需做進(jìn)一步研究和探討。

2.3 燃?xì)鈱︿伒夭牧系娜紵阅軠y定的影響

分別以液化氣和丙烷作為燃?xì)膺M(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見圖5和圖6。

以液化氣為燃?xì)膺M(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，地毯1的火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x為110mm，對應(yīng)的臨界輻射通量為10.9kW·m-2；地毯2的火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x為570mm，對應(yīng)的臨界輻射通量為2.8kW·m-2；以丙烷為燃?xì)膺M(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，地毯1的火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x為120mm，對應(yīng)的臨界輻射通量為10.7kW·m-2，地毯2的火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x為590mm，對應(yīng)的臨界輻射通量為2.7kW·m-2，即分別以液化氣和丙烷作為燃?xì)膺M(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明其火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x和臨界輻射通量比較接近。GB/T 11785—2005附錄B中給出了10種鋪地材料燃燒性能測定的重現(xiàn)性和復(fù)現(xiàn)性[1]，見表1。

3 結(jié)論

鋪地材料燃燒性能測定時(shí)，隨著輻射板黑體溫度的提高，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x明顯增大，臨界輻射通量隨之降低；箱體煙道內(nèi)氣體流速對火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x和臨界輻射通量的影響較為復(fù)雜；分別以液化氣和丙烷作 為燃?xì)膺M(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明其火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x和臨界輻射通量比較接近。

參考文獻(xiàn)：

[1] GB/T 11785—2005 鋪地材料的燃燒性能測定 輻射熱源法[S].

[2] 楊寧，宋魁.幾種鋪地材料燃燒性能的錐形量熱計(jì)研究[J].消防科學(xué)與技術(shù)，2005，24（3）：1-3.

[3] 余穩(wěn)松，劉建勇，鄔玉龍.鋪地材料燃燒性能的評定[J]. 消防技術(shù)與產(chǎn)品信息，2010，（4）：44-46.

[4] EN 13238： 2001 Reaction to fire tests for building products-Conditioning procedures and general rules for selection of substrates[S].

（作者單位：廣西壯族自治區(qū)產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)研究院）