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建筑材料燃烧性能分级及检测方法解析 北京建工新型建材有限责任公司研发中心李立辉 1 主要内容 一 防火材料见证取样检验法律法规背景二 建筑材料燃烧性能分级体系的发展及现状三 建筑材料燃烧性能分级及评价标准四 建筑材料检测技术 2 第一部分法律法规背景介绍 中华人民共和国消防法 2009年5月1日起施行 建设工程消防监督管理规定 公安部106号令 建筑内部装修防火施工及验收规范 GB50354 2005 3 中华人民共和国消防法 规定 第二十六条建筑构件 建筑材料和室内装修 装饰材料的防火性能必须符合国家标准 没有国家标准的 必须符合行业标准 第五十九条违反本法规定 有下列行为之一的 责令改正或者停止施工 并处一万元以上十万元以下罚款 4 建筑工程消防监督管理规定 第二十一条建设单位申请消防验收应当提供下列材料 四 有防火性能要求的建筑构件 建筑材料 室内装修装饰材料符合国家标准或者行业标准的证明文件 5 建筑内部装修防火施工及验收规范 2 0 5装修材料进入施工现场后 应按本规范的有关规定 在监理单位或建设单位监督下 由施工单位有关人员现场取样 并应由具备相应资质的检验单位进行见证取样检验 6 第二部分燃烧性能分级的发展及现状 国外建筑材料燃烧性能分级情况GB8624 1997分级体系GB8624 2006分级体系GB8624 2012分级体系 GB8624 1997 2006和2012的关系 7 考察材料的火焰传播指数和发烟指数 根据指数值分为 国外建筑材料燃烧性能分级情况 8 材料燃烧性能分为A1 A2 B C D E 和F七个等级 国外建筑材料燃烧性能分级情况 欧盟颁布统一的分级标准前 欧洲 欧盟颁布统一的分级标准后 EN13501 1 2002 建筑制品和构件的火灾分级第一部分 用对火反应试验数据的分级 GB8624 1997 GB8624 2006 材料燃烧性能分为A A1 A2 B1 B C B2 D E B3 F 四个等级 GB8624 2012 9 我国建筑材料燃烧性能分级体系的发展 GB8624 88 建筑材料燃烧性能分级 首次颁布 GB8624 1997 建筑材料燃烧性能分级方法 GB8624 2006 建筑材料及制品燃烧性能分级 GB T8624 2012 建筑材料及制品燃烧性能分级 修改采用EN13501 1 2002 建筑制品和构件的火灾分级第1部分 用对火反应试验数据的分级 参考西德标准DIN4102 1 1981 建筑材料和构件的火灾特性第1部分 建筑材料的分级要求和试验 修改采用EN13501 1 2007 建筑制品和构件的火灾分级第1部分 用对火反应试验数据的分级 10 GB8624 1997分级情况 燃烧性能的级别及名称 吊顶及墙面等建筑装饰材料 铺地材料窗帘 幕布类纺织物电线电缆套管类塑料材料管道隔热保温用泡沫塑料 复合材料表面经处理的材料表面处理材料 11 GB8624 2006分级体系 参照EN13501 1 2002 建筑制品和构件的火灾分级第一部分 用对火反应试验数据的分级 制定 按燃烧性能 将材料分为 A1级A2级B级C级D级E级F级 七个等级 12 GB8624新旧版本分级对应关系 13 第三部分燃烧性能分级及评判标准 GB8624 1997分级及评判标准GB8624 2006分级及评判标准GB8624 2012分级及评判标准 14 GB8624 1997引用试验方法 GB T2406 93塑料燃烧性能试验方法氧指数法GB T2408 80塑料燃烧性能试验方法水平燃烧法GB T4609 84塑料燃烧性能试验方法垂直燃烧法GB T5454 85纺织织物燃烧性能测定氧指数法GB T5455 85纺织织物阻燃性能测定垂直法GB T5464 85建筑材料不燃性试验方法GB T8332 87泡沫塑料燃烧性能试验方法水平燃烧法GB T8333 87硬泡沫塑料燃烧性能试验方法垂直燃烧法GB T8625 88建筑材料难燃性试验方法GB T8626 88建筑材料可燃性试验方法GB T8627 88建筑材料燃烧或分解的烟密度试验方法GB T8629 88纺织品试验时采用的家庭洗涤及干燥程序GB T11785 89铺地材料临界辐射通量的测定辐射热源法GB T14402 93建筑材料燃烧热值试验方法GB T14403 93建筑材料燃烧释放热量试验方法GA132材料产烟毒性分级 15 GB8624 1997A级材料技术要求 1不燃类材料 A级 1 1A级匀质材料按GB T5464进行测试 其燃料性能应达到 a 炉内平均温升不超过50 b 试样平均持续燃烧时间不超过20s c 试样平均质量损失率不超过50 1 2A级复合 夹芯 材料a 按GB T8625进行测试 每组试件的平均剩余长度 35cm 其中任一试件的剩余长度 20cm 且每次测试的平均烟气温度峰值 125 试件背面无任何燃烧现象 b 按GB T8627进行测试 其烟密度等级 SDR 15 c 按GB T14402和GB T14403进行测试 其材料热值 4 2MJ kg 且试件单位面积的热释放量 16 8MJ m2 d 材料燃烧烟气毒性的全不致死浓度LC0 25mg L 16 GB8624 1997B级材料技术要求 2可燃类材料 B级 2 1B1级材料a 按GB T8626进行测试 其燃烧性能应达到GB T8626所规定的指标 且不允许有燃烧滴落物引燃滤纸的现象 b 按GB T8625进行测试 每组试件的平均剩余长度 15cm 其中任一试件的剩余长度 0cm 且每次测试的平均烟气温度峰值 200 c 按GB T8627进行测试 其烟密度等级 SDR 75 2 2B2级材料按GB T8626进行测试 其燃烧性能应达到GB T8626所规定的指标且不允许有燃烧滴落物引燃滤纸的现象 2 3B3级材料不属于B1和B2级的可燃类建筑材料 其燃烧性能定为B3级 17 GB8624 1997特定用途材料的分级技术要求及测试方法 1 对定型生产的复合型建筑材料 不论其厚度如何 也不管以何种工艺生产 均应以定型产品进行燃烧特性检验 并对其进行综合评价 2 对在现场以喷涂 粘贴或其他方法附加于内装饰基材表面的涂层或其他饰面层 如壁纸 其厚度 0 6mm或单位面积质量 300g m2 可不考虑饰面层对其基材燃烧特性及分级的影响 若饰面层厚度超过0 6mm或饰面对基材燃烧特性有明显影响时 应将饰面连同基材一并制取成试样进行试验 作出整体综合评价 3 对表面进行防火处理的材料 其燃烧性能分级应以处理后的材料进行试验和评定 复合材料 表面涂层材料 18 GB8624 2006建筑材料及制品燃烧性能分级 19 GB8624 2006建筑材料及制品燃烧性能分级 20 GB8624 2012建筑材料及制品燃烧性能分级 2012版本要求B1级氧指数 30 B2级氧指数 26 取消 竖炉试验 21 22 第四部分燃烧性能试验方法 GB T5464 建筑材料不燃性试验方法 烧 石头 GB T8625 建筑材料难燃性试验方法 竖炉GB T8626 建筑材料可燃性试验方法 火焰高度GB T8627 建筑材料燃烧或分解的烟密度试验方法 GB T14402 建筑材料燃烧热值试验方法 氧弹GB T14403 建筑材料燃烧释放热量试验方法 GB T20284 建筑材料或制品的单体燃烧试验 SBIGB T20285 材料产烟毒性危险分级 小鼠试验 23 GB T5464 2010 建筑材料不燃性试验方法 试验装置由垂直加热炉 空气稳流器和气流罩三部分组成为试样提供750 5 的受热环境试样圆柱形 直径 45mm 高 50 3 mm 体积 76 8 cm3 数量 5组试验时间一般30min试验结果及描述温升炉内温升 Tf 炉内最高温度与最低温度的差值试样中心温升 Tc 试样中心最高温度与试样中心最终温度的差值试样表面温升 Ts 试样表面最高温度与试样表面最终温度的差值持续燃烧时间 五个试样持续火焰时间的算术平均值质量损失率 五个试样质量损失率的算术平均值 24 GB T5464 2010 建筑材料不燃性试验方法 25 GB T8625 2005 建筑材料难燃性试验方法 简称竖炉试验 试验装置由燃烧竖炉和测试仪表设备两部分组成 试样190 0 5 mm 1000 0 5 mm 数量 20个 测试时四个为一组 均向材料测3组 非均向材料测4组 试验时间10min试验条件试样必须在 23 2 相对湿度 50 5 环境存放28d 试验结果及描述试件燃烧后的平均剩余长度对组成试件的4块试样的剩余成都长度分别测量并计算平均值每组试验由5只热电偶测量的最高烟气温度平均值仅仅GB8624 1997版用到GB T8625 建筑材料难燃性试验方法 评价 复合A级和B1级 26 GB T8626 2007 建筑材料可燃性试验方法 试验装置由燃烧试验箱 燃烧器和试样支架组成 试样90 0 1 mm 250 0 1 mm 点火时间 分为15s或30s 供委托方选择 如果点火时间为15s 则总试验时间为20s 从点火时开始计算 如果点火时间为30s 则总试验时间为60s 从点火时开始计算 试验结果及描述点火开始后的20s内试样火焰的焰尖高度 Fs 滤纸未被引燃 27 试样距点火处150mm划一刻度线 点火15s 30s 在20s 60s内火焰尖端不得超过刻度线 样品尺寸 250mm 90mm厚度尽量 60mm样品数量 6件 焰尖高度 mmGB8624 2006 燃烧长度 Fs GB T8626 2007 建筑材料可燃性试验方法 28 GB T8627 建筑材料燃烧或分解的烟密度试验方法 试验装置由烟箱 燃烧器系统 光电系统和计时系统组成 试验原理材料燃烧产生的烟气固体尘埃对光的反射而造成光通量的损失来评定烟密度 光穿过300mm烟气层损失百分比 试样25 4 0 3 mm 25 4 0 3 mm 6 2 0 3 mm 数量 9个 3个一组试验时间 4min试验结果及描述最大烟密度值 MSD 烟密度等级 SDR 29 GB T14402 建筑材料燃烧热值试验方法 试验装置由高压氧弹和氧弹式量热仪组成 试样粉末 约1g 多层材料取样时保持取样的均匀性试验时间 大于10min适应A级保温材料试验结果及描述总燃烧热值PCS净燃烧热值PCI其中 PCI PCS 水蒸气液化热量减小热值方法 送检材料添加吸热组分 30 燃烧热值试验装置GB T14402 2007 氧弹仪 测定制品完全燃烧后的最大热释放总量 31 氧弹示意图 香烟法制备试样 擦镜纸 研磨不能得到细粉末 或以坩埚试验时不能完全燃烧的样品 难点燃的样品 坩埚法制备试样 32 非匀质样品热值测定 GB T14402附录D 建议由客户单独提供 33 难点燃 低热值样品的处理 比较经济 便捷的方法是用擦镜纸 不限于一层 包裹样品 不燃材料 如铝箔热值 0 34 次要组分的热值单位MJ m2主要组分 构成非匀质制品主要部分的材料 单层面密度 1 0kg m2或厚度 1 0mm的一层材料可视为主要组分 次要组分 非匀质制品未构成主要部分的材料 单层面密度 1 0kg m2或厚度 1 0mm的材料可视为次要组分 主要 次要组分是相对的 是对于整个制品而言 MJ kg 面密度 kg m2 MJ m2 面密度 每平方料制品中某组分的质量 kg m2 注 面密度的测试按照GB T14402 2007第5 3第及附录D第D 2 2条进行 35 GB T14403 建筑材料燃烧释放热值试验方法 2012版本弃用 试验装置由小型试验炉 测量控制系统 供油通风系统和天平4部分组成 试样500mm 500mm 数量 3个 试验时间10min适应A级保温材料试验结果及描述燃烧质量损失Mrs燃烧释放热量QF 36 GB T20284 建筑材料或制品的单体燃烧试验 试验装置由燃烧室系统 燃烧器和丙烷供应系统 排烟系统 综合测量系统 烟气测量系统 数据采集系统 燃烧室系统组成 试样短翼 495 5 mm 1500 5 mm 长翼 1000 5 mm 1500 5 mm 数量 3组 试验结果及描述FIGRA 用于分级的燃烧增长速率指数 w s LFS 火焰横向蔓延长度 m THR600s 时间为600s时的总放热量 MJ 37 相关术语及定义 FIGRA 燃烧增长速率指数 试样热释放速率与受火时间的比值的最大值 FIGRA0 2MJ 燃烧增长速率指数 THR临界值达0 2MJ以后 试样热释放速率与受火时间的比值的最大值 FIGRA0 4MJ 燃烧增长速率指数 THR临界值达0 4MJ以后 试样热释放速率与受火时间的比值的最大值 SMOGRA 烟气生成速率指数 试样产烟率与所需受火时间的比值的最大值 注 上述这些比值 以及所有的计算过程SBI试验装置自动完成 FTT并给判级结果 38 SBI用于分级的参数 燃烧增长率指数 FIGRA FIGRA0 2MJ A2级和B级 FIGRA0 4MJ C级和D级 600s时的总放热量 THR600s 烟气生成速率指数 SMOGRA 600s时的总烟气产生量 TSP600s 火焰横向蔓延长度 LFS 600s内燃烧滴落物 微粒 现象 附加分级 S1 S2 S3 附加分级 d0 d1 d2 试样的燃烧性能通过20min的试验过程来进行评估 性能参数包括 热释放 产烟量 火焰横向传播和燃烧滴落物及颗粒物 39 GB T20284 2006 EN13823 单体燃烧试验 SBI 试验评价在房间角落处 模拟制品附近有单个燃烧体火源的火灾场景下 制品本身对火灾的影响 该试验用于燃烧性能等级为A2 B C D A2L BL CL和DL的测试 在某些规定条件下本试验也可用于A1级 GB8624 2006第8 3 2条规定 单体燃烧试验 SBI 示意图 40 GB T20284试验装置 SingleBurningItem 41 GB T20284 SBI 试验 SBI采用同墙角火试验和锥形量热计相同的原理 试验规模介于二者之间 耗氧原理 热释放速率 燃烧增长率指数FIGRA 600s总放热量 THR600 动态烟密度 光通量 烟气生成速率 烟雾增长率指数 SMOGRA 横向火焰蔓延长度 LFS 试样车 42 安装在小推车中样品试验结束时照片 SBI火焰横向蔓延长度 LFS 短翼495mm 1500mm 长翼1000mm 1500mm高度方向