陳 嬌

（太原工業(yè)學(xué)院環(huán)境與安全工程系，山西太原030008)

1 裝飾材料火災(zāi)危險性參數(shù)獲取與分析

以某KTV為研究對象，對其進(jìn)行裝飾材料的取樣調(diào)查。該場所裝飾物有壁紙、門、沙發(fā)、液晶電視、音響、沙發(fā)、茶幾、燈光設(shè)備、地板磚、電氣線路等，其中門采用了阻燃處理，茶幾和地板瓷磚為不燃物，所以存在燃燒危害性的裝飾材質(zhì)主要為壁紙（主要為PVC）、沙發(fā)表面材質(zhì)、電視和音響表面塑料材質(zhì)（主要為ABS 工程塑料）以及電路線路包裹材質(zhì)，均為可燃固體物質(zhì)，其火災(zāi)危險性參數(shù)主要為熔點和燃點、熱分解溫度、自燃點、比表面積、氧指數(shù)等[5-6]，再參考其他學(xué)者的研究經(jīng)驗[7-8]，本文主要從煙密度、熱分解溫度以及燃燒速度三個方面分析該場所飾材料的火災(zāi)危險性。

1.1 煙密度實驗

1.1.1 樣品制備

利用JCY-2 型建筑材料煙密度測定儀進(jìn)行煙密度的測定。ABS 工程塑料、沙發(fā)表面材質(zhì)、PVC壁紙三種裝飾材料的樣品尺寸，見表1（要求：無毛邊、無倒刺，表面及周邊光滑，尺寸標(biāo)準(zhǔn)）。

表1 煙密度材料尺寸

1.1.2 實驗結(jié)果

通過實驗測得三種材料的煙密度曲線，見圖1。每種材料進(jìn)行3 次平行實驗，測得最大煙密度值MSD和煙密度等級SDR，并取3次平均值為材料的最后結(jié)果，見表2。

圖1 煙密度曲線

圖1可以看出，三種材料從燃燒開始到達(dá)到最大煙密度時間段很短，說明三種材料的燃燒速度快，阻燃性較差。其中ABS工程塑料燃燒產(chǎn)生的煙濃度最大，沙發(fā)表面材質(zhì)煙濃度次之，PVC 壁紙燃燒產(chǎn)生的煙濃度最小。

表2 煙密度實驗MSD和SDR值

比較最大煙密度值（MSD）可得：ABS工程塑料最大煙密度值約是沙發(fā)材質(zhì)的2 倍，PVC 壁紙的5倍。相對其他兩種材質(zhì)來說，在火災(zāi)發(fā)生時，ABS工程塑料煙氣危害是最大的，需要重點防范。

1.2 水平垂直燃燒實驗

1.2.1 樣品制備

（6）管理功能薄弱。多數(shù)平臺把重點放在實驗項目的虛擬仿真技術(shù)上，而對仿真實驗平臺的管理功能研發(fā)投入精力較少，導(dǎo)致管理功能較弱。學(xué)生的實驗預(yù)習(xí)、預(yù)約、操作、記錄、書寫報告、提交成果，教師的實時審批、監(jiān)管、指導(dǎo)、批閱等各環(huán)節(jié)都應(yīng)在仿真平臺中實時進(jìn)行，平臺不僅要有仿真試驗功能，更應(yīng)具有實驗全過程實時管理功能，這樣才能更好的提高實驗教學(xué)質(zhì)量。

由于沙發(fā)表面和PVC 材質(zhì)較軟，無法用水平法進(jìn)行實驗，此處僅對ABS 工程塑料板的線性燃燒速度進(jìn)行測定。實驗采用UL94 標(biāo)準(zhǔn)中的水平法，試樣為ABS 工程塑料板（全名叫丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物），取試樣品的尺寸為125 mm×13 mm×0.6 mm，在距點燃端25 mm 和100 mm 處各做好標(biāo)記。保證樣品切割光滑，便面完整干凈，周圍不存在毛邊、倒刺等情況。制作3 塊樣品，觀察樣品燃燒現(xiàn)象，計算樣品的線性燃燒速度。

1.2.2 實驗結(jié)果

樣品燃燒火焰為明黃色火焰，且燃燒過程中伴隨有黑煙產(chǎn)生；樣品燃燒速度較快，燃燒過程中有滴落現(xiàn)象；樣品燃燒完成以后，實驗倉箱內(nèi)有刺激性氣味存在。

UL94 標(biāo)準(zhǔn)適用于塑料水平法測試的燃燒等級為HB 等級：厚度為3～13 mm 的樣品，燃燒速度小于40 mm/min；厚度小于3 mm的樣品，燃燒速度小于70 mm/min 或者樣品在100 mm 的標(biāo)志前熄滅[9]。根據(jù)UL94標(biāo)準(zhǔn)，ABS工程塑料屬于可自撐材料。

ABS工程塑料的線性燃燒速度V（mm/min）為：

式中：L為試樣的燃燒長度，mm；t為試樣的燃燒時間，s。

ABS 樣品線性燃燒測試實驗結(jié)果，見表3。ABS工程塑料的燃燒時間為余焰時間和余灼時間的總和，燃燒距離為完全燃燒。其中，ABS 工程塑料的余灼時間很短，基本不考慮。

可見，ABS 工程塑料線性燃燒速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于UL94 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的線性燃燒速度，且材料燃燒過程中有滴落情況發(fā)生，滴落物燃燒時間較長，足以引起下方海綿墊的燃燒，也不符合標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)規(guī)定。

1.3 熱分析實驗

熱分析實驗儀樣品為粉末狀或細(xì)小顆粒狀，坩堝天平稱取范圍為1 mg～200 mg。將PVC 壁紙、ABS工程塑料和沙發(fā)材質(zhì)制作成顆粒狀，并分別取100 mg 進(jìn)行實驗，得到這三種材料的TG 曲線。現(xiàn)以PVC壁紙TG曲線（見圖2）為例進(jìn)行分析。

圖2 PVC材料TG圖

圖2可以看出，PVC材料樣品在257.4℃開始發(fā)生第一次熱分解，到367.7℃時，第一次熱分解結(jié)束。在第一階段熱分解過程中，PVC樣品質(zhì)量變化為63.3 %。然后，PVC 樣品在424.4℃時發(fā)生第二次熱分解過程，到568.5℃時結(jié)束第二階段的熱分解，期間質(zhì)量損失了36.6 %，使樣品完全燃燒分解。由TG圖可知，PVC樣品的熔點在257℃左右。

同理可得，ABS工程塑料和沙發(fā)材質(zhì)的相關(guān)數(shù)據(jù)，見表4。

表4 材料熱分解表

從表4可以看出材料的起始熱分解溫度由小到大順序為：PVC壁紙＜沙發(fā)材質(zhì)＜ABS工程塑料。說明最容易分解的是PVC壁紙，其次是沙發(fā)材質(zhì)，最后是ABS工程塑料。

2 改進(jìn)意見

通過使用煙密度、水平垂直燃燒及熱分析對ABS工程塑料、沙發(fā)材質(zhì)和PVC壁紙三種材料進(jìn)行的實驗研究，對娛樂場所裝飾材料提出如下幾條建議：

（1）熱分析實驗得出，三種材料的熔點大小比較是PVC壁紙＜沙發(fā)材質(zhì)＜ABS工程塑料，且熔點溫度都在400℃以下，在火災(zāi)現(xiàn)場這個溫度很容易達(dá)到，所以其熱穩(wěn)定性較差。而PVC壁紙和沙發(fā)材質(zhì)在娛樂場所應(yīng)用非常普遍。一旦著火，火災(zāi)極易蔓延，造成大量的人員傷亡或財產(chǎn)損失。因此，建議使用阻燃性能更好的PVC壁紙和沙發(fā)材質(zhì)，同時加大對場所煙火的控制，防止火災(zāi)的發(fā)生。

（2）水平垂直燃燒實驗得出，ABS 工程塑料燃燒速度很快。因此，電氣設(shè)備散熱部分與易燃材料應(yīng)保持安全距離，防止因散熱不足導(dǎo)致電器火災(zāi)。

（3）煙密度實驗得出，ABS 工程塑料燃燒產(chǎn)生煙霧總量最多，沙發(fā)材質(zhì)產(chǎn)生的煙總量次之，這兩種材料燃燒煙霧都比較刺鼻，極易造成室內(nèi)人員的昏迷，同時加大了火災(zāi)救援行動的難度。因此，建議使用產(chǎn)煙量更小的裝飾材料，同時增加通風(fēng)設(shè)備，提高室內(nèi)的通風(fēng)率。