GB∕T 5169.29-2020 电工电子产品着火危险试验 第29部分：热释放 总则

ICS13.220.40,29.020K04

中华人民共和

家标准

GB/T5169.29—2020/IEC60695-8-1；2016

代替GB/T5169.29—2008

电工电子产品着火危险试验

第29部分：热释放总则

Firehazardtestingforelectricandelectronicproducts—

Part29:Heatrelease—Generalguidance

(IEC60695-8-1：2016,Firehazardtesting—

Part8-1:Heatrelease—Generalguidance,IDT)

2020-11-19发布

2021-06-01实施

GB/T5169.29—2020/IEC60695-8-1:2016

GB/T5169.29—2020/IEC60695-8-1=2016

目次

fltrw I

弓n m

i范a i

2规范性引用文件 1

3术语和定义 1

4热释放ft测i原理 4

5用于记录热粹放数据的参数 8

6选择试验方法的要素 14

7热释放数据的相关性 15

料城 17

图1热释放速率(HRR)曲线 8

图2热释放(HR)曲线 9

图3单位而积热释放速率(HRR*)曲线 9

图4质量损失曲线 10

图5 由图1导出的FIGRA曲线 11

闬6 HRR曲线说明性引出 12

图7 由图6导出的FIGRA曲线 12

图8由闬1导出的ARHE曲线 13

图9 由图6导出的ARHE曲线 14

表1各种燃科以kJ-g*1燃料为单位和以kj-g-1耗氣置为单位表示的燃烧热之间的关系 6

表2多种绝缘液体以kJ•燃料为单位和以kJ•g-1耗氧为单位表示的燃烧热之间的关系……7

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GB/T5169(电工电子产品若火危险试验J由以下部分组成：—第1部分：着火试验术语t

第2部分:着火危险评定导则总则t

——第5部分:试验火焰针焰试验方法装置、确认试验方法和导则i第9部分，着火危险评定导则预选试验程序总则＞

第10部分:灼热丝/热丝基本试验方法——第11部分:灼热丝/热丝基本试验方法——第12部分:灼热丝/热丝基本试验方法

灼热丝装置和通用试验方法f

成品的灼热丝可燃性试验方法(GWEPT),材料的灼热丝可燃性指数(GWFI)试验方法|材料的灼热丝起燃温度(GWIT)试验方法；

——第13部分,灼热丝/热丝基本试验方法

1kW标称預混合型火焰装S、确认试验方法和导则;

500W火焰装置和确认试验方法；

50W水平与垂直火焰试验方法；

500W火焰试验方法|

——第14部分：试验火焰

第15部分:试轮火焰

——第16部分:试验火焰

——第17部分：试验火焰

——第18部分:燃烧流的毒性总则；

—第19部分:非正常热模压应力释放变形试验；

球压试验方法；

5OW火焰装S和确认试验方法；管形聚合材料500W垂直火焰试验方法|

第20部分:火焰表面蔓延试验方法概要和相关性|

第21部分:非正常热

—第22部分，试验火焰

——第23部分:试验火焰

总则I

试验方法概要和相关性;总则i

试验方法概要和相关性t

——第24部分，看火危险评定导则绝缘液体；

——第25部分:烟模糊

第26部分，烟模糊

——第29部分:热释放

——第30部分：热释放

第31部分：火焰表面簦延总则；

——第32部分:热释放绝缘液体的热释放i

起燃性总则；

起燃性试验方法槪要和相关性I

总则；

试验方法槪要和相关性i

——第33部分:着火危险评定导则

—第34部分，若火危险评定导则

——第35部分:燃烧流的腐蚀危害

第38部分s燃烧流的毒性

一一第39部分:燃烧流的毐性

——第40部分:燃烧流的奉性

——第41部分:燃烧流的毒性

——第36部分:燃烧流的腐蚀危宵

试验方法概要和相关性；

试验结果的使用和说明《

毒效评定装置和试验方法＞

莓效评定试验结果的计算和说明＞

第42部分:试验火焰确认试验导则t

——第44部分，著火危险评定导则若火危险评定》

——第45部分:着火危险评定导则防火安全工程t

第46部分:试验火焰非接触火焰源屮起燃时特征热通置的测定，

GB/T5169.29—2020/IEC60695-8-1:2016

本部分为GB/T5169的第29部分.

本部分按照GB/T1.1-2009给出的规则起草.

本部分代替GB/T5169.29—2008(电工电子产品着火危险试验第29部分：热释放总则与GB/T5169.29—2008相比，主要技术变化如下，

——修改了规范性引用文件(见第2章，2008年版的第2韋h

—修改丁术语和定义(见第3$.2008年版的第3章)；

—修改了4.2.2,4.2.4,6.4的内容(见.2.4,6.4,2008年版的4.2.2,4.2.4,6.4)(——増加了6.5陈述性内容(见6.5).

本郎分使用翻译法等同采用1EC60695-8-1,2016(着火危险试验第8-1部分,热释放总则》.与本部分中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下：

-GB/T5169.30-2020电工电子产品着火危险试验第30部分，热释放试验方法槪要和相关性(IEC60695-8-2i2016,IDT)

GB/T16499-2017电工电子安全出版物的编写及基础安全出版物和多专业共用安全出版物的应用导则(IECGuide104,2010.NEQ)

GB/T20002.4—2015标准中特定内容的起草第4部分:标准中涉及安全的内容(ISO/IECGuide51:2014,MOD)

本部分做了下列编辑性修改＞

一为与现有标准系列一致，将本部分名称改为(电工电子产品着火危险试验第29部分:热释放总则

本部分由中国电器工业协会提出.

本部分由全国电工电子产品着火危险试验标准化技术委员会(SAC/TC300)归U.

本部分起草单位：中国电器科学研究院股份有限公司、深圳市检验检疫科学研究院、工业和信息化部电子第五研究所、广东生益科技股份有限公司、广东美的制冷设备有限公司、江苏拓米洛环境试验设备有限公司、威凯检测技术有限公司、山东省产品质S检验研究院、深圳市计量质蹶检測研究院，广州海关技术中心、施耐德电气(中国)有限公司上海分公司、北京泰瑞特检测技术服务有限责任公司、深圳海关工业品检测技术中心、宁波中国科学院信息技术应用研究院.

本部分主要起苹人,刘秀珍，张颖，丁林祥.官健、张汉平.廉照才、刘岩，信天、庄辉、李浩、秦晓梅、离岭松、张元饮、徐蓓蓓,黄晁.

本部分所代替标准的历次版本发布情况为：

——GB/T5169.29—2008.

GB/T5169.29—2020/IEC60695-8-1;2016

所有电工电子产品的设计都需要考虑肴火风险和潜在的着火危险.对元件、电路和设备的设计以及材料的筛选目的是将潜在的着火风险降低到容许范围内，即使发生可预见的误用、故障和失效等状况也是如此•IEC60695-1-10⑴为如何达到这一目的提供了导则.

涉及电工电子产品的火灾也可能因外部非电热源引发.总体风险评估应考虑这一因索.

IEC60695系列标准的目的是通过减少火灾的数量或减少火灾的后杲来挽救生命和保护财产.它可以通过1

•试图防止带电部件引发起燃，如果发生起燃，也要将看火范围限制在电工电子产品外充内，・试图将火焰蔓延至产品外壳的范围降至最低，以及将包括热、烟、毒性或腐蚀性气体等燃烧产物的有害影响降到最低*

火灾产生的热量（热危险〉、毒性和/或腐蚀性化合物、以及由烟雾导致的视觉模糊，均对生命和財产造成危害.随若热释放厥的増加，火灾风险増大，可能发展成有轰燃现象的火灾.

着火试验中最重要的测量方法之一是测量热释放量，是确定若火危险的一个重要因索》也是防火安全工程计算的参数之一.

测K和使用热释放量以及其他昔火试验数据，可用于减小若火的可能性（或影响），即使电工电子产品发生可预測的非正常使用，故障或失效等状况也是如此.

当一种材料被外部热源加热时会产生燃烧流，与空气混合后会起燃并引发火灾.这一过程中释放的热量有的被燃烧流和空气的混合物带走，有的因辐射损失掉，有的又返回到固体材料上，使其产生更多的髙温分解物，从而廷续这一过程.

热量也可能会传递到临近的其他可燃产品上.并释放增加的热最和燃烧流.

着火过程中热能童的释放速韦定义为热释放速率.热释放速率影响火焰蔓延和次级看火，因此很重荽.其他参数也很重要，例如可燃性、火焰英延和着火的边界效应等（参见GB/T5169和IEC60695标准系列）*

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电工电子产品着火危险试验

第29部分：热释放总则

GB/T5169的本郎分给出了电工电子产品及其构成材料的热释放测量和说明的导则.

如IEC60695-1-11^和IEC60695-1-12⑴所述,热释放数据可作为着火危险评定和防火安全工程的组成部分，

本部分旨在供产品委员会根据IECGuide104和ISO/IECGuide51中规定的原则编写标准时使用.

产品委员会的任务之一就是在编写自已的标准时，凡适用之处都要使用本系列标准.除非有关标准特别提及或列出不适用，否则本部分的要求、试验方法或试验条件都适用。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的，凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件，凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用子本文件.

GB/T5169.1—2015电工电子产品昔火危险试验第1部分，著火试验术语(IEC60695-4：

2012,IDT)

ISO13943(2008消防安全词汇(Firesafety—Vocabulary)

ISO/IECGuide51安全方面标准中涉及安全内容的导则(Safetyaspects一Guidelinesfortheirinclusioninstandards)

IEC60695-8-2着火危险试验第8-2部分：热释放试验方法槪要和相关性(Firehazardtesting—Part8-2:Heatrelease—Summaryandrelevanceoftestmethods)

IECGuide104安全出版物的编写及基础安全出版物和多专业公用安全出版物的应用导则(Thepreparationofsafetypublicationsandtheuseofbasicsafetypublicationsandgroupsafetypublications)3术语和定义

ISO13943,2008和GB/T5169.1—2015界定的以及下列术语和定义适用于本文件，为了便于使用，以下重复列出了ISO13943s2008和GB/T5169.1—2015辛的某些术语和定义.

3.1

燃烧combustion

物质与氧化剂的放热反应.

注1燃烧通常会放出燃烧舐,并伴有火焰和/或灼热.[ISO13943,2008,定义4.46]

燃烧产物combustionproduct/productofcombustion

燃烧后产生的固体、液体和气体。

注：燃烧产物可包括燃烧流、灰烬、烧焦物、余渣和/或烟炱 [ISO13943:2008,定义4.48]

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GB/T5169.29—2020/IEC60695-8-#,2016

GB/T5169.29—2020/1EC60695-8-1：2016

完全燃烧completecombostion

所有燃烧产物被完全氧化的燃烧.

注1:这意味昔，当氧化剂为氧气时.所有的碳转化为二氧化碳，而所有的氢转化为水，

注2,如果燃烧材料中存在除磧.氢和氧以外的其他元素，用这些元素在298K的标准状态下转化为遒投定的产物•[ISO13943:2008,定义4.50]

有效燃烧热effectiveheatofcombustion

在给定的时间间隔内，试样燃烧产生的热释放除以同一时间段内的质ft损失，

注II,如果试样全部转化为挥发性的燃烧产物或者所有燃烧产物均被完全氣化，則该有效燃烧热等同于燃烧的净

热值.

注2:其代表性单位为千焦每克（kJ-g_l）[ISO13943:2008,定义4.74]

着火fire

（通常）以排放热和燃烧流为特征的燃烧过程，常伴有烟和/或火焰和/或灼热》

注：在英语中,“fire”用于表示三种微念，其中的着火（3.6〉和火灾（3.7）两个是关于不同方式的自支持燃烧的特定类

型，它们在法谙和德语中为两个不同的术铒.

[ISO13943（2008,定义4.96]

着火fire

（受控的>有意提供有用效果的自燃，其燃烧程度在时间和空间上受到控制.[ISO13943:2008,定义4.97]

火灾fire

（非受控的）无意提供有用效果的自燃.其燃烧程度在时间和空间上不受控制*

[ISO13943,2008,定义4.98]

3.8

燃烧流fireeffluent

在着火情况下，由燃烧或热解产生的所有气体和气溶胶，包括悬浮顢粒.[ISO13943>2008,定义4.105]

3.9

看火危险firehazard

由着火引起不期望的潜在性物质或条件.

[ISO13943:2008,定义4.112]

3.10

防火安全工程firesafetyengineering

通过分析特定火情或暈化一组火情风险，以基于科学原理的工程方法来改进或评定建筑环境方面设计的一种应用.

[ISO13943:2008,定义4.126]”

1)IEC原文为[ISO13943,2008,4.112],编号错误，此处更正为[ISO13943,2008,4.126].

2

3.11

着火试验firetest

测ft着火性能或暴露物品于火灾影响范围内的试验，

注：昔火试驗的结果可用于定量试样着火的严重性或》定其耐火性或曹火反应，[ISO13943:2008,定义4.132]

3.12

轰燃flashover

(着火阶段)在一定范围内，可燃材料的整个表面突然转入看火状态.[ISO13943:2008,定义4.156]

3.13

总燃烧热grossheatofcombustion

指定条件下，物质完全燃烧且生成的水完全凝结时的燃烧热，参见：完全燃烧(3.3).

注：其代表性单位为千焦每克(kJ-g'1).

[ISO13943>2008,定义4.170]

3.14

燃烧热heatofcombustion

潜热能calorificpotential(不推荐)

热值calorificvalue(不推荐)

单位质量的物质燃烧时产生的热能.

参见：有效燃烧热(3.4),总燃烧热(3J3),净燃烧热(3.19).

注：其代表性的单位为千焦每克(U•g-*).

[ISO13943:2008,定义4.174]

3.15

热释放heatrelease

燃烧产生的热能量，

注：其代表性单位为热耳(D*

[ISO13943x2008.定义4.176]

3.16

热释放速率heatreleaserate

燃烧速率burningrate(不推荐)

燃烧的速率rateofburnig(不推荐)

燃烧产生热能量的速率，

注：其代表性单位为瓦特(W)a

[ISO13943:2008,定义4.177]

3J7

中规模火试验intermediate-scalefiretest

在中等尺寸试样上进行的着火试验，

注：在最大尺寸为1m〜3m的试样上进行的曹火试验通常称为中規模笤火试验_[ISO/IEC13943:2008,定义4.200]

3.18

大規模蕃火试验large-scalefiretest

在大尺寸试样上进行的，不能在典型试验箱里进行的着火试验。注：在a大尺寸超过3m的试样上进行的着火试驗通常称为大规模鬢火试验_[ISO1394312008,定义4.205]

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3.19

净燃烧热netheatofcombustion

当生成的所有水都为气态时的燃烧热.

注净燃烧热通常比总燃烧热小，因为其未考虑水凝结时所释放的热，

注2:其代表性的单位为千焦每克(kJ•g-).

[ISO13943:2008,定义4.237]

3.20

氣化oxidation

物质中氧元素或者其他带负电元素比例増加的化学反应.

注：本术语在化学领域有更广泛的含义，包括原子、分子或离子失去一个或多个电子的过程

[ISO13943,2008,定义4.245]

3.21

氧化剂oxidizingagent

具有氧化能力的物质，

注：燃烧就是一种氡化。

[ISO13943:2008,定义4.246]

3.22

耗氧原理oxygenconsumptionprinciple

燃烧时，消耗的氧气质量与释放的热ft之间的比例关系.

注：常用值为13.1kJ•g-1・

Ciso13943:2008,定义4.247]

3.23

热解pyrolysis

由热作用引起的物质的化学分解、

注1：热解通常针对有焰燃炔开始之前的若火阶段.

注2:在火灾科学中，不设定有无氧气的存在.

[ISO13943:2008,定义4.266]

3.24

小规検番火试驗small-scalefiretest

在小尺寸试样上进行的着火试验.

注：在最大尺寸不超过1m的试样上进行的#火试验通常称为小規模着火试验，

[ISO13943,2008,定义4.292]

3.25

试样testspecimen

经受评定或测ft过程的物体.

注：在者火试验中，这类物体可以是材料、产品、部件、结构组件，或可能是它们的组合，也可以是一个可模拟产品表现的传感器.

[ISO13943:2008,定义4.321]

4热释放■測■原理

4J用氣弹式量热仪測最完全燃烧

测量燃烧热的最重要的装置是绝热恒定体积的氧弹式量热仪.“弹”是一个中央容器，能承受足够

强度高压，因此内部体积恒定*弹浸在拔拌的水他中，弹和水池的钜合就是量热仪.量热仪也浸在一个外部的水池中，在燃烧反应期间.量热仪中的水温和外部水池的水温被持续监控，并通过电加热调整到相同温度.这是为了确保量热仪对周围环境没有净热量损失，即确保量热仪是绝热的.

在測tt之前，将一个已知质置的样品放进弹内并与电引燃线接触，在加压条件下对容器充氧，随之将容器密封,允许其达到热平衡.然后用标准的输人能ft点燃样品.由于燃烧发生在髙压富氧条件下，因此样品完全燃烧.根据已知的fi热仪热容景和燃烧反应导致的温升可以计算出释放的热ft.

试验给出了恒定体质下释放的热录，即内能的变化AU,总燃烧热番是热函差△«.由式(1)计算。

AH=AU+A(PV) (1)

式中I

A(PV)——采用理想气体定律计算获得，见式(2).

A(PV)=A(»J?r) (2)

注：ISO1716^推述了建筑产品燃烧热弹式fi热仪《置法.

4.2不完全燃烧

4.2.1測量方法

通常发生在空气中和在大气压下的火灾.几乎都是不完全燃烧，因此释放的热董会小于相关材料的混合燃烧热量.

热释放量可通过以下方法之一间接测*:

a)耗氧

b)二氧化碳生成量》

c)气体温升.

4.2.2采用耗氣量计算热釋放

对于大多数有机燃料，消耗单位质量的氧气所释放的热量接近一个常数CSK[,].这个常败的平均值是13.1kJ•g—K每消耗Ig氧气释放13.1kJ热量)，该常数值广泛应用于大规模和小規模试验.这种关系说明，为了测量热释放量，只要测簠燃烧系统中的耗氧量和排风道里的质番流®即可.

表1列出了一些材料的净燃烧热除乙烯、乙炔和聚乙烯(甲醛〉等3种材料外，经计算，所有材料消耗每克氣气的燃烧热录都在12.5kJ和13.GkJ之间.表1中的值是假设在完全燃烧的情况下计算出来的，另一方面,休格特(Huggett)论述了可能发生的不完全燃烧的结果，并计算出几种这类情况的值以纤维素燃烧为例，给出CO:与CO的比例为9-1：

(CtHl0Os)+5.7OI-*5.4CO，+0-6CO+5H:OAH.=-13.37kJ.g-1的O,

或者燃烧产生可见数量的炭焦：

AHe=-13.91kJ•g_,的o,

和完全燃烧相比，

(QiH^OsJ+eOz^ecOi+sHiO -13.59kj*g-1的o:

休格特(Hugget0还论述了其他几个例子，并做出结论，假设消耗每单位氣气所释放的热量是常数，其精确度可满足大多数应用.

假如已知特定材料消耗每克氧气的的确切值，那就应该用该值代替近似值，

表2列出丁一些绝缘液体的净燃烧热.

有多种使用耗氧最法的着火试验.从微小規模若火试验(如ASTMD7309[73＞到大规模着火试验(如EN50289-4-1 )不等.

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与电工电子产品试验相关的热释放者火试验在1EC60695-8-2中有陈述.

4.2.3采用二氧化碳生成量计算热释放量

本方法是基于下述槪念，如果是完全燃烧或近似完全燃烧（即CO/CO!比率非常小），在燃烧反应中释放的能量与生成的二氣化碳的ft大致成比例.生成的二氧化碳的比例常数的平均值近似为13.3kJ•g-1.如果已知材料或产品更精确的数值，则该数值可应用于热释放量计算.

通常，用二氣化碳生成方法测量的热释放速率数值与用耗氧方法测最的热释放速率数值非常接近，4.2.4采用气体温升计算热释放

气体温升方法是基于这样的假设.没有热《损失，并且燃烧产生的全部热量都作用于空气和燃烧流的热流混合物的温升，其温度可以在燃烧区域的流向下方处測量.如果主要源自热辐射的热#损失可忽略，则气体温升方法（也称为热电堆方法）将表示与耗氧方法或二氧化碳生成方法相同的热释放值。用热电堆方法测量气体温升来确定热释放置，相关的参考（标准）温度通常是周围环境温度。这种确定热释放量的方法:是在适当的空气温度下，利用混合物的比热，测址空气和燃烧流混合物的总流呒，或只是使用恒定流量的已知热释放值的材料（例如甲烷）进行校准.

一般来说，通过温升测定的热释放值，要低于用耗氧*热法或二氣化碳生成量热法澜定的热释放值，因为热损失通常是不可忽略的。在小規模试验中I通过尽可能对系统进行绝热处理，可将这些热损失减为最小.

ISO13927：!"提出了一种通过温度測景获得热释放值的方法，该方法使用与ISO5660-1相同的加热系统和样品安装系统，可用于生产控制和/或比较研究和开发目的.该试验装置相对来说使用方便，成本较低.

表1各种燃料以kJ•g*1燃料为单位和以kJ• 耗諷量为单位表示的燃烧热之间的关系

燃料

化学式

AH/

燃料/(W•g,)

耗M/(kJ•g-*)

甲烷（g）

CH<

50.0

12.5

乙烷（g）

QH.

47.5

12.7

丁烷（g）

CtH10

45*7

12J

辛烷（g>

C.H,.

44.4

12.7

乙烯（g）

47.1

13.8

乙炔（g）

C,Ht

48*2

15J

苯⑴

C.H.

40.1

13.1

聚乙烯

-(-QH4-).-

43.3

12.6

聚丙解

—CjH<—).—

43.3

12.7

聚异丁烯

-(-QH.-).-

43.7

12.8

聚丁二烯

一(一C4Hr).-

42.7

13.1

聚苯乙烯

39.8

13.0

聚氯乙烯

一（一CHtCHCl—）•一

16

12

聚甲基丙烯酸甲酪

一(—CjHiOi—

24.9

12.9

#

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表1（续）

燃科

化学式

燃料/(kJ-g'1)

耗M/CkJ-g'1)

过氧乙酰硝険

_(—C»H3N-〉•一

30.8

13.6

聚甲醛

-(-CHXO-).-

15.4

14.5

来对苯二甲醆乙二酪

—(―Cn,HiO4—)s—

22.0

13.2

聚碳酸酯

—(—CitHnOj—).—

29.7

13.1

三乙酸纤维素

—CuHhOi—

17.6

13.2

尼龙66

—CtHnNO—

29.5

12.6

纤维衆

—CsH^Os—

16

13

梅花

—

15,5

13.6

纸（新闻用纸）

一

18.4

13.4

木头（枫木）

—

17.7

12.5

褐煤

—

24.8

13.1

煤（烟煤）

—

35.2

13.5

注h<g>=气体.（D-液体•

注2:第3列的多数数值根据热力学的数据算出.第4列的值是根据第3列的值假没完全燃烧的条件下计算出

来的.

注3,从热力学数据算出的值，假设碳转換为二氧化《，氢转換为水，«转化为二氧化氮和氯转化为氯化•在25*C的反应物和产物，所有产物是气态的、

表2多种绝缘液体以kJ•g"1燃料为单位和以kJ•g_i耗氣为单位表示的燃烧热之间的关系

绝缘液体

化学式

△H/

燃料/(kJ-g'1)

耗M/CkJ-g"1)

硅油（1）

—

25

14.5

季戊四醇酯（2）

—

36,8

b

甲基和二苄基甲苯的混合物（3）

—

39.5

b

烷矿（4）

—

46.1

b

（D硅油为硅变压器液体，T]S.IEC60836™.

（2） 季戊四醇播为变压器®,T1型，IEC61O99t，,].

（3） 甲基和二苄基甲苯的®合物为电容器绝缘液体，IEC60867tnL

（4） 烷矿为变压器和开关设备矿物油.IEC60296-*»\

注：IEC/TC10技术委员会巳发现不同来規的硅树脂的燃浇热的范S在25kJ-g-*至27kJ之间，

■在25t：的反应物和产物,所有产物是气态的.kg前没有可利用的數据，

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5用于记录热释放数据的参数

5.1燃烧热（总值和净值）

物质的标准燃烧热在热化学术语中定义为，一摩尔的物质在标准条件下完全燃烧发生的焓变.在火灾科学中，燃烧热是指“总燃烧热”，所用的单位是每单位质景产生的能ft,而不是毎摩尔产生的能S.注：定义••发热潜值”和'■总发热值前已经废弃。

燃烧产物形成的水被认为是呈液体状态.例如，对于含碳和氢的化合物，完全燃烧意味若所有的碳转变为二氡化碳.所有的氢转变为液体水.

总燃烧热用氧弹s热法测量，其中所有样品都转化为完全氣化产物（见4.1）.在实际火灾中这种情况是比较少见的.一些潜在可燃材料往往残留炭焦，而且燃烧产物时常仅部分氧化，例如，烟里的烟st微粒和一氯化碳。

净燃烧热和总燃烧热非常接近，除了将燃烧形成的水假设为蒸汽状态之外。不同的是，在298K时水蒸气的潜热是2.40kJ.g-\因此，净燃烧热总是小于总燃烧热.在看火和火灾过S屮，水呈蒸气状态，因此使用净燃烧热更合适，

5.2热释放速率（HRR）

热释放速率（见3.16）的定义是肴火或着火试验中电位时间内释放的热能。由于它可以用来•化肴火的强度，所以这是一个特别有用的参数。

热释放速率通常记录为与时间对应的一条曲线。热释放速率曲线如图1所示.

1.0

0.6-

0-

0 100 200 300 400 SOO 600 ?00

时间A

50505

.1.

图1热释放速車(HRR)曲线

5.3热释放（HR）

热释放（见3.15）的定义是指着火或着火试验中产生的热能.由于它可以用来录化着火的大小•所以它是一个特别有用的参数。热释放通常用热释放速率的数据关于时间的积分计算。图2所示的曲线根据图1算出.然而通常只记录总的热释放（见5.5）,

#

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0

200

500

600

100

300 400

时W/s

700

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热释放（HR）曲线

5.4单位面积的热释放速率（HRR）

就平板试样而言,热释放速率是指单位暴露面积上的热释放速率.典型单位是kW-m-1.注：通过锿形番热器:1>:»得的数据通常以这种方式给出:"\

单位面积热释放速率曲线如图3所示（基于曲线图1，假设畢露表面积为100cm*）.

图3单位面积热释放速車<HRR）曲线

5.5总热释放量（THR）

总热释放量是所关注的时间结束的热释放量数值.可以通过对热释放速率的积分获得，通常是从起燃到着火试验结束这段时间.总热释放量可以用来擻化者火的规模。

图2所示曲线的总释放热是900kJ.

5.6热释放速率峰值

热释放速率峰值是指着火试验期间热释放速率的最高值.热释放速率峰值可用于比较一些阻燃处理的效果.然而,应注意热释放速率曲线存在多个最大值的情况.

9

图1所示曲线的热释放速半峰值是3kW.

5.7达到热釋放速車峰值的时间

除了产生的热ft外，产生热ft所需要的时间也很重要.

最简单的方法是计算达到热释放速率峰值的时间.但是应注意热释放速率曲线有多个最大值情况*

图1曲线中达到热释放速率峰值的时间是3005.

5.8有效燃烧热

5.8.1澜量与计算

有效燃烧热（见3.4＞的定义为，在给定的时间段内试样燃烧释放的热量，除以同时间段试样的质量损失.有效燃烧热，是对单位质量的试样产生燃烧挥发性气体的热释放量的度量。在大多数情况下，它与试样的净燃烧热不同.只有当所有的试样被消耗（即全部转化为挥发性气体〉和所有燃烧产物被完全氧化的情况下，两者才是相同的.

为了根据热释放速率if■算有效燃烧热，应测最试样的质量损失速率。可在负荷传感器t安装试样夹具，以时间的函数来记录测S的质董数据.

如果质《损失曲线与图1所示的数据相关联并呈现图4的形态，则有效燃烧热为常值25kJ•g-'.如果试样燃烧时从始至终有效燃烧热近似不变，则意味着燃烧机理没有发生变化.然而，通常的情况是燃烧机理随者看火的不同阶段而变化，所以有效燃烧热也会变化.有效燃烧热的变化珂以作为阻燃剂效能的有效说明.

注：在着火试验开始和临近结束时.质*损失牟都有非常小的值，除数为（X或接近0）的误差，可能导致无g义的有效燃烧热，

图4质量损失曲线

5.8.2示例

以下示例说明净燃烧热与有效燃烧热的区别，

示例1:甲苯

甲苯的净燃烧热是40.99kJ•g'1，是化学反应释放的热能的度量＞10

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C,H,（液态＞+90/气态），7CO,（气态＞+41^0（气态），T=298K

如果甲苯在一个锥形热量仪中燃烧，其燃烧不充分并生成烟炱、一氧化碳和非完全氧化产物.甲苯不完全燃烧的有效燃烧热的典型值大约是36kJ•g_］（不含外部热通里），在试样全部挥发的情况下，其结果是挥发性燃料的有效燃烧热与试样的有效燃烧热是相同的，如果试样有残余物，上述两值就不相同（见示例2）.

示例木材

假设100g的木材样品燃烧后留下质量20g的焦炭，释放出960kJ热量.燃烧有效热就是12kJ•g_］（即960kJ/80g）,即80g的挥发性降解产物燃炔时毎克释放的热置.这个数值与每克试样释放的热邐9.6kJ•（即960kJ/100g）是不同的.注意木材的净燃烧热是一个更大的数值，通常在16kJ•g-'-lSkJ•g'1，是木材完全燃烧全部成为氧化物时SB的热量、

5.9FIGRA相数

FIGRA是燃烧増长速率的英文缩写.FIGRA指数的值受火灾的规模和増长速率两方面影响，最危险的火灾是规模大并且增长快速的火灾，其FIGRA指数也较大,反之规模小并且增长缓慢的火灾,其FIGRA指数也较小.FIRGA指数定义为以下曲线中的最大值，见式（3）:

）相对于t的关系曲线 （3）

式中：

HRRG）——在时间t时的热释放速

t~ta—经过时间，即从定义的开始时间％到时间i.

注1.FIRGA指数是在EN13823^*^的应用发展中提出来的，该标准在欧洲用于建筑产品法规的中等规棋壙角试猃。

作为规范采用的单值参数，有人认为FIRGA给出的火灾严重性指标比总的热释放里或热释放W峰值更好.

注2,在EN13823中，HRR值是30s移动平均值，

图5所示FIGRA曲线由图1的热释放速率的数据导出.其F1GRA指数是0.0114kW•（在

223a）.

oi2

?-

h-rMi7 SSH

时fi/s

O

图5由图1导出的FIGRA曲线

FIGRA指数可能是评估若火危险的一个有用的参数，因为它将热释放速率与达到的时间结合起

11

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来.应注意FIGRA指数对应的时间比达到最大热释放速率时间更短（在给出的曲线中，223s与300s比较）.

然而在初期燃烧速度快但热释放量较少的情况下，应非常谨慎地处理FIGRA指数，在这种情况下，HRR相对时间的曲线斜率要比根据曲线的有效郎分计算出来的更大，且获得的FIGRA指数可能既不相关又有误差，

举例，观察图6所示的HRR曲线.除了在大约33s后有一个约0.58kW的小HRR峰值外，它与图1的曲线是相似的，

0 100 200 300 400 500 600 700

时tt/s

2

13

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图6HRR曲线说明性引出

根据这些数据获得的FIGRA曲线见图7.

FIGRA衔敝=0.0208kW•r1

0.025-

0,020•

0.015-

0.010-

0.005•

0-

0 100 200 300 400 500 600 700

时時A

图7由圈6导出的FIGRA曲线

可以看出，在23s时得到的FIGRA指数是0.0208kW•s"1.这个值大约是依据曲线的有效部分计算出的值的两佰，即使初期峰值不到总热释放»的2,2%.

5.10ARHE和MARI1E

ARHE是平均热辐射速率的缩写。它是用某时间z内的总热释放量（THR）除以从开始时间为“经过的时间（t-f。）得出的.

MARHE是规定的试验期间ARHE的最大值。MARHE值受着火规模和发展速度两个因索的影响。最危险的火灾其规模大且发展快速快，其MARHE值较大，反之小规模和发展缓慢的火灾，其MARHE值较小.

注：MARHE参数是在CEN4S54S-2C,»关于欧洲轨道车網消防安全标准的应用发展中提出来的.

如同FIGRA指数.作为规范采用的单值参数，有人认为MARHE给出的火灾严爾性指标比总热释放量或热释放量峰值更好.

图8所示的ARHE曲线由图1所示热释放速率的数据泞出.MARHE为1.826kW（在429s时）.

图8由围1导出的ARHE曲线

与FIGRA指数不同的是,MARHE对HRR曲线早期的小峰值不敏感，因此有人认为MARHE是—个更有用的参数.由图6的HRR数据可以导出图9的ARHE曲线.MARHE值是1.861kW（在

427s时），与从图1获得的数据相比仅略有不同.

时M/i

围9由图6导出的ARHE曲线

6选择试验方法的要素6.1引燃源

应尽可能选择可复现和具有代表性火情的引燃源.这表明引燃源应代表以下两种暴越情况之一：

a） 电工电子设备或系统中的内部能录源局部异常；

b） 电工电子设备或系统外部的热源和火焰.

6.2试样的类型

理想的情况是限定试样的形状、尺寸和排列的变化.限于设备性能，有3种类型的试样（某些试验方法只适合某些类型的样品）：

a） 产品试验

试样是成品.

b） 模拟产品试验

试样是产品的一部分或有代表性的模拟产品.

c） 材料或复合材料试验

试样是基本材料（闲体、液体和气体）或简单的复合材料*

6.3试验条件的选择

在设计试样热释放试验的条件之前，应调奄在大型火灾中有几种可能发生的情况.除了正确选择引燃源、燃烧室几何条件（试样和引燃源的尺寸和位置以及排气能力）之外，还应考虑现场其他仪器或产品（例如用于测規其他相关着火性能）以及着火通风的水平和控制，

着火的通风可以变化，以表现不同通风程度的着火，例如通风良好的看火或通风不良（受抑制的通风）的着火在小规模著火试验中，有时也会关注在那些不同于标准大气条件下测置热释放量（例如调査诸如航天器中的大气或特髙氧大气的影咱，或模拟増氧辐射的影响）.

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6-4试验设备

6.4.1概述

试验设备应有在水平或垂直方向測试6.2所述试样之一的能力.选择的方向应能产生输人到与全尺寸产品和其安装有关的防火安全工程计算中的最合适的数据.

6.4.2小規槿着火试验设备

试验设备应能将相同的辐射热通里施加到暴S的试样表面.以金刚砂、钨石英或金属线圈元件为基础的电辐射加热器.能对试样提供相同的辐射热通试验设备应有点火器，能点燃因热通量作用到试样表面后产生的燃烧流.典型的点火器是电火花器或小型混合气体火焰：两者都符合要求.

该设备应有排气管道，收集排出的全部燃烧流和空气的混合物.需要包括测量质量流量和温度的不同的測最仪器.箝要一些有足够灵敏度的专用仪器，即耗氧方法用的氣气分析仪、二氧化碳生成方法用的二氧化碳分析仪和气体温升方法用的热电偶或热电堆.还应規定对试验仪器进行适当校准。注：试验设备通常包括多个装*能同时进行相关MS,如測ft样品质董损失用的》压元件、在排气ff中测釐烟模W的光学系统、操气管中測ft燃烧产物浓度的气体分析仪、测粒的烟灰收集系统和在不同位置上的®度和压力》6议。

6.4.3中规模和大规模着火试验设备

中規模或大规模若火试验设备至少应有合适结构的排气管，可容纳和安装热释放量测量装置.其他所有仪器将根据试验要求确定.上述用于小規模着火试验的同类型仪器，可用于中規模和大规摸着火试验设备.

6.4.4小规模与中规模/大规模著火试验方法的比较

日前已充分确定热释放录是输人着火危险评定中的基本要索.这些评定用输入数据可通过大规模、中规模和小规模看火试验设备获得.通过合理选择外部热通量和其他条件，小规模养火试验在不同的外部通量标准下的热释放里和质量损失速率测嫩，在某些情况下会与大规模着火试验的测虽相关联

6.5着火试翰的选择

所选择的试验方法应与所关注的火情有关。如#火试验尚未指明，并且为IEC技术委员会的特别用途而加以发展或更改，则需与有关的技术委员会联络进行，以符合1ECGuide104”的规定.

7热释放数据的相关性

7.1对着火危险的影晌

热释放速率是若火强度测量，而总热释放量则是量化丁若火的大小.热释放速率是确定材料和产品对若火危险影响程度的主要变

因此热释放数据是着火危险评定和防火安全工程的重要输人数据，

7.2次级起燃和火焰蔓延

火焰蔓延取决于起燃燃料与火源的距离，起燃取决于来自输人的火源释放的热能。依据热释放试验设备测质的热释放速率和其他可测的著火特性，利用计算机着火模型或S至简準的经验相关性•就可is

以评估最大火焰蔓延（和潜在火焰薹延速率＞.

7.3自蔓延看火临界值的測定

已发现在某些情况下，热释放速率可以确定受控维持的着火和持续不衰退的着火（即成为自蔓延）两者之间的临界点.因此測定符合自薹延临界点的热释放速率也是S要的.

7.4达到轰燃的可能性

在看火模拟试验中，热释放数据可用于预渕火灾发展至轰燃状态的可能性，

7.5烟和有番气体

对于指定的燃料和制定的着火阶段，热释放速率决定了烟和有痗气体的产生速率＞因此如果能减少热释放量，则产生的烟和有毒气体也会减少，

7.6热释放试验在研究和发展中的作用

有效利用材料新配方（例如添加阻燃剂或改变关键化学成分）、产品新设计（例如改变电工电子产品的形状或尺寸）或整体系统内部单个产品新的几何排列，可以提髙防火安全性.在上述情况中，热释放测量提供了有用的数据。

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