ISO5658-2 中文版.doc

ISO 5658-2-1996 燃烧试验.火焰传播.第2部分:直立布局中建筑产品侧面火焰蔓延程度1 范围11 ISO5658规范的这一部分，是一种测量火焰沿垂直样品表面侧面蔓延的试验方法。它所提供的数据适用于比较表面基本平整材料的性能，如用于墙壁暴露表面的单一材料、复合材料和组件。12 ISO5658的这一部分，用于测定和描述在控制试验条件、使用引燃火的条件下，单一材料、制品或组件对辐射热的响应的性质。它不能用来描述或评价在实际火灾条件下单一材料、制品或组件的火灾危险性。2 标准化参考文献3 定义对于ISO5658的这一部分，在ISO/IEC52规范中给出定义，并应用于下面的定义。31 组件由单一材料和（或）复合板制作而成，例如带夹层的多层板。32 维持燃烧平均热在一系列特定位置上测定的，用于维持燃烧的热量的平均值，以兆焦耳/每平方米（MJ/m2）表示。33 背板每次试验时置于尺寸均一的样品板后面的非易燃性的板。34 复合材料由单一材料复合而成的，一般用做不连续实体的建筑物构件，例如覆盖和层压材料。35 灭火临界辐射通量在引燃条件下，使沿着样品表面的水平方向中心线上火焰终止的最低热通量，以千瓦/每平方米（kW/m2）表示。临界通量的值以非易燃性的基准板测量出的数据为基础。36 暴露面试验条件下样品的受热面。37 火焰前锋沿被测样品表面中心线连续移动的火焰最前端。38 闪火在样品表面持续时间小于1秒的火焰。39 维持燃烧热时间与热辐射通量的乘积。时间为从样品开始暴露到火焰前锋到达一系列特定位置所用的时间；热辐射通量为非易燃基准板上相应位置测量出的热辐射通量。以兆焦耳/每平方米（MJ/m2）表示。310 辐射照度（辐射通量密度）（表面上的一点）：照射到表面一点处的面元上的热辐射通量除以该面元的面积。311 单一材料单一物质或均匀分布的混合物，例如金属，石材，木材，混凝土，矿棉，高聚物等。312 制品需要检测的单一材料、复合材料或组件。313 热辐射通量以辐射形式所进行发射、传播和接收的功率。314 样品带有衬底或经过处理的一块典型制品。它可以含有空气间隙。315 火焰蔓延在外加辐射通量密度的影响下，火焰前锋在制品表面上的传播。316 衬底置于制品表面之下使用的材料，如墙体遮盖物之下的脱脂石膏板。317 持续火焰在样品表面持续时间大于4秒的火焰。318 瞬时火焰在样品表面持续时间在14秒之间的火焰。319 火焰侧面蔓延程度火焰前锋在样品侧面方向上燃烧的长度。4 试验原理41 试样方法由两部分组成：将样品暴露在明确标定辐射通量的区域内；测量引燃时间，火焰蔓延程度和最终熄灭时间。42 试验样品置于垂直位置，临近辐射板，暴露在明确标定辐射通量的区域内。引燃火焰接近试验样品，但不接触试验样品，样品受热端被表面上的蒸发气体所点燃。43 点燃之后，记录火焰前锋的发展，并记录火焰前锋于水平方向上在样品表面燃烧到达各标定距离所经历的时间。44 试验结果按下列报出：火焰蔓延距离与时间的关系、火焰前锋速度与辐射通量、灭火临界辐射通量和维持燃烧热之间的关系。5 试验样品的适用性51 表面性质511 如果样品具有下面所列性质之一，则可用本试验方法评价：a) 被测样品的暴露面基本平整，即不平整度不大于1mm。b) 表面不平整的部分在样品暴露表面上均匀分布： 1) 在一块典型的155mm155mm的方形区域内，至少50 2）512 如果产品表面有一块区域与表面上其它地方明显不同，但是这些分离的区域每一个都满足5.1.1条款中对表面性质的要求，那么这些分离的区域每一个都可以进行试验，以评价制品的特性。513 当暴露表面不能完全满足5.1.1a)或5.1.1b)条款时，可以对样品进行修葺，使其具有一个基本平整的暴露面，从而进行测试。52 热不稳定性制品本试验方法不适用评估那些暴露在一定热条件下可以发生反应的样品。使用其它的试验方法可以评估样品的这类特性，例如，ISO 9705.6 试验样品61 暴露面a) 如果样品任何一个或两个表面在使用的时候都是暴露的，如果它的核心部分是非均匀的，那么它的两个表面都要进行试验。b) 如果样品的表面有不规则的区域，具有特定的趋向，如起皱、起粒或机械加工导致的方向性，那么被测样品需要进行水平和垂直两个方向上的试验。c) 如果暴露面具有一个明显的区域，如磨光或纹理，那么适宜数量的此种具有明显区域的样品，如带有磨光或纹理的区域需要进行评价。d) 纺织品材料需要在经线和纬线两个方向上进行火焰蔓延程度试验。e) 如果是一个锃亮的金属外表的样品进行试验，那么在试验之前需要涂布一个薄层的灯黑或石墨乳。62 样品的数量和尺寸621 至少需要提供6件样品进行试验622 每一个潜在可能的暴露面要提供三件样品进行试验。试验用的样品如果有任何一边具有不规则的方向性，那么至少需要提供9个样品，其中3个用于测试其在垂直方向上的不规则性，3个用于测试其在水平方向上的不规则性，3个用于测试其在平滑面的对立面的不规则性。623典型的制品长度为800mm0-5 mm, 155mm0-5 mm宽。624 不规则表面的样品厚度通过样品表面最高点测得。样品厚度为50mm或更小时，直接用于试验。当样品的一般厚度大于70mm时，应对非暴露面进行切削，使其减薄至70mm0-3mm。对于厚度在5070mm之间的样品，需要使用一个扩展夹或在样品固定器的后面进行限制。63 样品装配631对于使用薄的单一材料或复合材料制备的组件来说，存在空气（或空气气隙）和（或）底层构件的性能都能够显著影响暴露表面的性质。底层构件的影响需要事先清楚，并且要仔细确认在任何组件在相应的实际使用中获得的实验结果。632 当制品为一个被覆表面时，它将使用一种方法来选择一个衬底，同时推荐一个在使用中的应用级别。633 当制品为单一材料或复合材料时，通常都要在其上附加一个衬底，当使用推荐的固定技术来附加上的衬底和样品一起进行试验时，需要使用一个适当的粘合剂将衬底粘在样品上，或用机械方法固定在样品上。64 养护641 所有样品在试验前，应在温度232,相对湿度505下保存。24小时间隔两次连续称重的质量差要小于样品质量的0.1。642 背板在使用前，需要在6.4.1条款中所描述的环境中保持至少12小时。65 样品的制备651 基线在每个样品表面沿伸长方向上的一半高度处要划一条中心线，用来观测火焰蔓延的距离。在中心线上每隔50mm划一个垂直标记。这个标记的零点相当于样品暴露区域的起始点。应当避免采用任何会影响样品表面性能的划线方法。653制品的包裹在6.4条款规定的养护程序之后，用0.020.03mm厚的铝箔将样品的锋利面和样品背面包裹起来，放入样品架内，用样品弹簧夹压紧。铝箔的尺寸为(820+2a)mm(175+2a)mm，这里的a为2倍的样品和样品衬底厚度。653 样品的储存准备完毕的样品如不即刻进行试验，应连同样品架等一同放入上述6.4规定的环境中继续养护，直至下次试验使用时为止。7 试验装置7.1 概述试验装置（见图4）由四个主要部件构成：辐射板支撑系统、样品支撑系统、样品架和引火器。其中样品支撑架和辐射板支撑架连接在一起，以便将测试样品带入需要的与辐射板相关的机构中。7.2 辐射板支撑系统该支撑架用来支撑辐射板与必要的燃气和空气管道、安全设施、调整器和流量计。7.2.1 管状钢架该框架应由40mm40mm的方截面钢管组成，如图4。应该能够调节辐射板与支撑架前面之间的角度从153。7.2.2 辐射板辐射板由一组多孔耐火陶瓷组成，装配在不锈钢充气室前面，提供480mm280mm的辐射面。充气室应带有扩散板使得室内的混合气流均匀流动。辐射面前面应布置一层金属丝网筛，来增加辐射照度。7.2.3 燃气和空气供给合适的供气系统包括如下：（a）至少以10 L/s的流量供应燃气，甲烷或丙烷，压力应能克服经过管线、调节器、控制阀、流量计、辐射板，等的压力损耗。（b）至少以9L/s的流量供空气，压力应能克服经过管线、调节器、控制阀、流量计、辐射板，等的压力损耗。（c）分开燃气和空气的隔离阀（d）供燃气管线装有止回阀和压力调节器（e）电磁阀为常闭型，以便电源出现故障时，切断供燃气（f）空气供应装上特殊的过滤器和流量控制阀（g）流量计指示流量为515L/s，精度1%或更好。不需要绝对的标准7.3 样品支撑架7.3.1 概述该支撑架包含导轨、引火器、观察镜和标尺，其中导轨支撑着样品架，并将样品架放在试验需要的位置。7.3.2 管状钢架 该框架应由40mm40mm的方截面钢管组成，如图4，并且应通过可调节固定螺钉与间隔管连接到辐射板上。应该能够调节辐射板与样品前面之间的角度从12到18。7.3.3 样品架导轨如图2，导轨用来固定样品架的顶部和底部边缘。导板应由在大量的试验过程中隔热耐腐蚀的钢板组成。下面的导轨长700mm。7.3.4 观察镜750mm120mm7.3.5 标尺7.4 样品架7.5 引火器8 试验环境8.1 如果试验房间足够大的话，它的尺寸无限定。试验证明，一个45m3，天花板高度不低于2.4m，并带有一个适当的烟气排放系统的房间就合适。烟气排放系统应该安装在天花板上面，并应该至少具备0.5m3/s的容积。朝向烟气排放系统的天花板格子应该用耐火纤维帘围着，悬挂的耐火纤维帘应是：天花板上13m13m，呈方形，到房间地板（170.1）m。样品支撑架和辐射板应该位于该帘幕的下面，使所有的燃烧烟尘都从房间排出。8.2 装置应放置在充分清除了气流的环境中，在装置与试验房间墙壁之间应至少1m的清除气流距离。天花板、地板和墙壁上的材料带有可燃面漆时，不应放在距辐射源2m内的地方。8.3 用来替代由排烟系统移出的烟尘的外部的空气供给应这样安排，其周围温度保持适当的稳定，并在10到30范围内。8.4 当排烟尘系统在运行时，应该测型板附近的空气速度，但是，辐射板和空气供给应该关闭。当距样品100mm距离测试时，垂直于样品最低边缘并在其中间的任何方向的气流速度应该不超过0.2m/s。9 附属设备和仪器9.1 热流量计至少需要3支Schmidt-Boelter（热电堆）式热流计，热流计标称量程为050kW/m2，时间常数不大于3s。其中一个用作测试设备，另两个作为参照标准。接受辐射的靶应是扁平的，直径不大于10mm，表面镀上耐用的无光黑面漆。靶面应装在一水冷的壳体内，壳体前表面扁平、圆形，直径至少25mm。热流计的精度为3%，重复性0.5%，测试用的热流计应每两年校正一次。9.2 全辐射高温计全辐射高温计感度常数在1和9微米波长之间。应装在样品支撑架上，以便观测辐射板表面中央位置区域150mm300mm。9.3 记录器辐射高温计和热流计输出的数据应用一个适合的方法记录下来。带状记录纸记录毫伏计，输入电阻至少1M欧。辐射板的有效工作温度不要超过935。能测试10微伏或更少的信号变化小型数字毫伏计。9.4 计时装置用来记录点火和火焰传播的时间。记时计和电子钟，记时计可能包括一个带状记录纸记录器，纸速在5mm/s。9.5 型板（Dummy specimen）型板应由不易燃板，如硅酸钙板制得，这种板全干密度为（950100）kg/m3，800mm长，155mm宽，（252）mm厚。更薄的具有相同全干密度的不燃板也能一起固定起来，用作一块（252）mm厚的板而没有空隙。设备工作时型板应保持在样品的位置，只有当要插入样品时，才移出型板9.6 标定板标定板用来标定样品表面辐射通量密度的分布。标定板应由不易燃板，如硅酸钙板制得，这种板全干密度为（950100）kg/m3，（252）mm厚。更薄的具有相同全干密度的不燃板也能一起固定起来用作一块（252）mm厚的板而没有空隙。标定板应带有8个25mm的圆孔用来安装热流计。9.7 载模板与间隔板（Backing boards and spacers）载模板应由不易燃板，如硅酸钙板制得，这种板全干密度为（950100）kg/m3，（12.53）mm厚。用来创造气隙的间隔板应与载模板的材料相同，做成（252）mm宽的条，装在载模板整个周边上。10 安装与校准程序 大多数试验装置组成部分的调节，都可以在冷却的状态下进行。需要进行试验条件下的初始调节和周期性调节，以保证样品表面的热辐射通量控制在标准状态下。需要注意的是，周围热气流的上升对热流计的读数有微小的影响，因为它可以使校准板变热。热通量的测量是通过安装在校准板上的热流计来进行的。辐射板难熔表面的初始位置相对于待试验物的直径位置见图9。设置试验条件首先要遵循以下步骤。A） 保持空气流通速度为8L/s。打开气源，点燃辐射板并使用其前部的空白待试验物保持热量平衡。B） 校准燃气流速，使其通过使用装在标定板上的水冷热通量密度计测量的热通量密度值符合表1中50mm和350mm距离的数值。如果可能的话，可通过调整空气流速使板表面不产生明显的火焰。在测量热通量密度值之前，要保证每次在标定板达到温度平衡后进行校准。允许样品纵向的位置加以稍许改变。C）一旦获得50mm和350mm距离的热通量密度值后，要确定其他每个在表1中给出位置的各热通量密度值，同时确保其在允许的误差范围内。D） 如果要改变板样品轴向位置，则为了顺应在50mm和350mm热通量密度的要求，则需要通过调整相邻两个框架的螺钉，以保持相对样品的引火器位置没有发生变化。E） 一旦达到所需的试验条件，则通过达到所需的空气流通速度和改变不同的燃气流速来实现测量所需热通量密度的板操作。如果使用全辐射高温电位差计来监控板的试验过程，则要在校准过程中完整确切的记录各个记录信号。表1使用校正板得到的标准化热通量密度值10.2验证应根据以下原则以每天或每月为一个周期，使用校准标定板的热通量密度分布（见表1）。a） 日常检查：测量50mm和350mm暴露端位置处的热通量密度。b） 每月检查：测量50mm、150mm、250mm、350mm、450mm、550mm、650mm和750mm暴露位置处的热通量密度。10.3引火器的调整调整燃气和空气的供给量，以保证火焰长度大约为230mm。当在暗室观察时，火焰要比垂直样品架的上方超出大约40mm（见图6）。通过移动燃烧器的朝向或使用螺钉改变待试验样品暴露平面距离来调整火焰的间隙。引火焰与样品表面的间隙可用3mm厚、10mm和12mm宽的软木样条来进行检验。在2秒钟的暴露时间内，10mm的样条不应被烧焦，但12mm的样条应有焦迹（见图10）。记录引火器的燃气和空气流速。引火器应每天进行检查，并在必要的时候按照以上指定的要求也每天进行调节。而根据样品性质的需要，应更经常地进行调节。10.4紧密接触引火器当需要根据11.11规定进行重复试验时，旋转支架上的引火器管，直到火焰覆盖暴露样品高度的上半部。图10 使用木条测量样品和引火器之间的间隙11试验程序11.1将装有标定板的样品架放置于样品位置，启动排烟系统。11.2按照表1规定校验引火器。11.3当辐射板达到热平衡后，点燃引火器，然后通入正常流速的燃气和空气，检查火焰长度并在需要的时候调整燃料和空气的流速。11.4在一个远离热源板的冷却样品支架上插入一块样品，用铝箔将其缠好放置在如6.5.2或6.5.3所述的背景板上，夹紧其边缘。11.5移动样品支架至试验位置处，操作过程不超过15s，立刻开始计时，可以使秒表或使用的摄像机时钟（见7.3.4的注意9）。11.6记录样品的引燃时间和火焰前锋开始到达样品某些部位并开始快速燃烧的时间。记录每个火焰前锋到达样品纵向轴心位置以及到达两个相应针脚观察角的时间。通过手动绘制时间图和观察秒表记录这些时间数值。记录火焰前锋蔓延到每50mm间隔所经历的时间，直至最大蔓延距离和相对应的时间。一旦样品表面的标记线被火焰灼烧得模糊不清时，则试验者需要凭借肉眼判断样品的中心。11.7样品在一定燃气供给速率的辐射板的暴露下没有发生改变时，则通过改变其操作等级来进行补偿。11.8当满足下列条件之一时，应终止试验：a）样品在暴露10分钟后仍未被点燃。b）火焰停止在样品表面蔓延，并在接下来的10分钟内，在任何形式下都不继续燃烧。c）表面火到达样品的末端。d）样品只能在一处被点燃，并且在试验开始30分钟内，火焰前锋不能从此处蔓延。11.9试验结束后取出样品，并在支架上放上新的样品。11.10按照11.4至11.9的描述，将余下的样品进行重复试验，且在试验前要达到辐射板的温度平衡。11.11再试验条件：a）如果三个样品中的一个未被点燃，则取余下的一个样品使用引火火焰非紧密接触进行点火。b）如三个样品中，前两个暴露10分钟后未被引燃，则余下的一个样品应使用引火火焰紧密接触样品表面进行点火。若这一样品被点燃，应在这一条件下再进行两次试验。一旦b）试验报告需要清晰确定的重复引燃不能通过常规引火火焰或紧密接触引火火焰重复引燃实现、或是只是通过后者才能实现，这是必须给出引火火焰施用的火焰蔓延相关结果。11.12试验方法中不能确定像暴露面积不能用于测量火焰蔓延这样的样品固有性质，包括：a）软化、熔化、或从样