软体床垫燃烧性能试验规范概述

1、邹石龙, 晏才圣, 田素琴, 刘建勇(广州市建筑材料工业研究所, 广东 广州 510663)摘 要: 对美国、英国以及中国的软体床垫试验标准进行了分析、比拟和综述。 结果显示: 美国、英国等兴旺国家对于软 体床垫的标准和试验方法的研究都已比拟深入, 试验方法更为 合理; 我国在这些方面比拟欠缺, 有待进一步完善。关键词: 软体床垫; 燃烧性能; 标准; 标准了不易燃烧的床垫 ( 尤其是在着火初期) , 使用者逃生的几率将大大提高, 并有效降低床垫失火带来的风险。 笔者通过与美国、英国等兴旺国家在相关领域的标准 标准进行比照, 使其对我国软体床垫防火领域中标准标准的制定和修订起借鉴作用, 缩短与

2、兴旺国家之间 的差距, 进而提升我国在相关领域的防灾水平。1 美国软体床垫燃烧性能要求概述美国是世界上阻燃性技术法规较为健全的国家之 一, 对于软体床垫拥有一套严格的标准标准。 其中有C P SC 制定的16 C FR P a r t 1632 (2003) 和16 C FR P a r t1633 ( 2006) 强制性标准, 要求消费品在进入市场前均 须按照C P SC 的燃烧性能标准进行测试, 只有通过该测试的产品才准许进入市场; 对于软体床垫的标准测试方法, 在美国受到广泛认可的有美国材料试验学会(A STM ) 的A STM E 1590- 2007。 同时, 加利福尼亚中图分类号:

3、 X 913, T K 121文献标志码: A文章编号: 1009- 0029 (2021) 07- 0473- 04随着社会的进步及人民生活水平日益提高, 人们对建筑室内的美观、豪华、舒适性要求越来越高, 其中 软体床垫、沙发等软体家具使建筑物火灾风险大幅提 升, 与人们不断加强的消防平安意识相矛盾。泡沫材料作为软体床垫的重要组成局部, 由于其特殊的材料结构, 具有极易燃烧的特点, 这就使得软体 床垫一旦被引燃, 火势开展极为迅速, 而且很难彻底扑 灭。当火场存在未经阻燃处理的软体床垫时, 很容易由 小火源开展至轰燃 ( 火灾形成) , 极大地增加了火灾形 成的可能, 缩短了生命和财产的抢救

4、时间。美国消费者 产品平安委员会 (C P SC ) 的一项研究显示: 1999- 2002 年, 美消防部门接到的15 300 件家庭失火案中, 由于床 具和床垫失火而造成的案件占第一位。 如果家庭使用州也有 TB 129 ( 1992)、TB 121 ( 1980)、TB116 ( 1980)和TB 117 (2000) , 美国U L 实验室有U L 1895 等。16 C FR P a r t 1632 是关于床垫燃烧性能-香烟法的试验标准, 按照规定的方法进行测试, 如果在香烟周围任何方向上的炭化长度都不超过50. 8 mm , 那么该单在活动板房内的人员应尽量远离活动板房边缘, 以

5、防直接雷的伤害。 还应尽量远离 ( 2 m ) 板房的金属支 撑杆和金属构件, 以防金属支撑杆、构件产生旁侧闪络伤害人身。 假设雷电在板房附近的上空活动, 应双手抱 膝, 胸口紧贴膝盖, 并尽量低头, 蹲在板房内的枯燥地 面上, 但切不可躺下。雷电灾害是可以预测预报的, 只要我们以对人民 生命财产平安高度负责的态度, 严格贯彻执行国家有 关防灾减灾法律法规和防雷设计技术标准, 大力宣传、 普及雷电灾害防范知识, 着力提高公众预防雷电灾害 意识, 就可以把雷电灾害的损失降到最低限度。(M in ist ry o f P ub lic Secu r ity, B e ijing 100741, C

6、 h ina)A bstrac t: A im a t ligh tn ing p reven t io n o f tem po ra ry dw e lling in W ench uan af te r ea r th quak e, th e k ind s and h aza rd o f ligh tn ing w a s ana lyzed. B a sed o n th e re sea rch o f ave rage num be r o f day s th a t ligh tn ing h app en s in C h engdu, m ianyang, deyan

7、g, yaan ,e tce te ra, and th e g rade o f dam age co st by ligh tn ing, m ea su re so f ligh tn ing p reven t io n fo r tem po ra ry dw e lling w e re exp a t ia te.Key words: ea r th quak e;em e rgency re scue;tem po ra rydw e lling; p re2fab r ica ted ho u se; ligh tn ing p reven t io n作者简介: 陈家强,

8、男, 公安部纪律检查委员会副书记, 副督察长, 原公安部消防局政委, 正军职少将, 高 级工程师, 公安部四川汶川地震协调组组长, 四川省抗震救灾指挥部成员, 多年从事消防平安管理及灭火指挥与救援等方面的研究, 北京市东城区东长安街 14号, 100741。收稿日期: 2021- 06- 25Problem s of l igh tn in g preven t ionea r thqua ke d isa ster re l iefdur in gCH EN J ia 2q ian g消防科学与技术2021 年7 月第27 卷第7 期473支香烟试验部位属合格。一般要求点燃18 支香烟对床垫

9、的 6 个面都进行测试, 只要有一个部位不符合该标 准, 那么该床垫不合格。16 C FR P a r t 1633 是关于床垫组合燃烧性能- 明 火法的试验标准, 在该标准中床垫暴露于两个“T 型燃烧器 ( 包括水平燃烧器和垂直燃烧器) 下, 点火源为丙烷气体, 点火方式见图1 所示, 然后在30 m in 内床垫 自由燃烧, 测定此过程的热释放速率和热释放量, 要求30 m in 内热释放速率不大于200 kW , 前10 m in 内热释 放 总量不大于 15 M J。 同时符合上述两个要求那么该测试试样合格, 连续测定 3 个同一型号的试样都合格, 那么此型号床垫合格。床垫下方的几何中

10、心点火。 要求同时满足: (1) 在测试开始的前 10 m in 质量损失不超过 10% ; ( 2) 床垫正上 方规定位置的温度小于 260 ; (3) 在测试期间燃烧室 的任何位置CO 的体积分数不超过 1 000 10- 6。TB 116 是关于床垫及软体家具的燃烧性能测试方法, 与 16 C FR P a r t 1632 相似, TB117 是用于软体家具的弹性填充材料阻燃性的测试仪器、程序和要求。2英国软体床垫燃烧性能要求概述英国作为欧盟的重要成员国之一, 其很多标准规 范都直接被欧盟采纳。对于软体床垫的燃烧性能, 其中有 B S 7177 -2006 - 床垫、沙发和床底垫抗引燃

11、性规范, 相应的试验方法对应B S EN 597- 1: 1995 ( 床垫和软体床底垫易燃性评价-焖烧香烟)、B S EN597- 2:1995 (床垫和软体床底垫易燃性评价- 火柴类明火) 和B S 6807- 2006 ( 用一次和二次火源评价床垫、软体长 沙发椅和软体床底垫易燃性的试验方法)。B S 7177 适用于英国公共场所的家具及床垫, 火 源分为 0 7 级八种火源, 分别对应于低度、中度、高度和极高度危险四个防火等级。 对于低度危险 ( 家庭使用) , 要求满足B S EN危险除了满足B S EN597- 1 和B S EN597- 2; 中等597- 2 外, 还1 和B

12、S EN597-图 1 16 CFR 1633 点火方式A STM E 1590 是专门针对床垫燃烧测试的标准 试验方法, 利用氧消耗原理, 采用丙烷明火“T 型燃烧 器作为试验火源, 点火方式见图 2 所示。通过测量热释放速率、热释放量、烟气释放速率、 烟气释放量、质量损失、CO 和CO 2 的产量等试验参数来评价床垫的燃烧性能。 该标准对试验样品、试验原理、试验模式、试验设备、试样安放、仪器校准、试验过 程、试验方法的精确度等都有一个详细的描述。TB 129 规定了公共场所中使用的床垫可燃性, 其 试 验方法根本与A STM E 1590 一致, 其要求为: 在试 验前10 m in 试样

13、质量损失小于1. 36 k g, 热释放速率小 于 100 kW ; 前 10 m in 热释放总量小于 25 M J。要满足B S 6807 中第二局部的5 号火源; 高度危险除了满足B S EN1 和B S EN2 外, 还要满足B S597-597-6807 中第二局部的 7 号火源; 极高度危险除了满足高度危险的所有要求外, 还要满足使用者指定的更高等 级的测试。 另外, 该标准还对其中涉及到的面料、填充 材料的燃烧性能进行了规定。597- 1 是关于焖烧香烟火源的测试, 要求B S EN在重复的两次试验中都未观察到渐进性焖烧和明火燃烧。 渐进性焖烧判定准那么: (1) 试件呈现逐步加

14、强的燃 烧, 继续试验将是不平安的; ( 2) 试验期间焖烧直至基 本烧尽; (3) 试验期间焖烧至其整个厚度; (4) 焖烧超过1 h , ; ( 5) 最后检查发现在水平方向烧焦超过 50 mm 。 明火燃烧判定准那么: 由渐进性焖烧引起任何明火出现。 B S EN 597- 2 是关于火柴类明火火源的测试, 火 源是一个发热量约等于火柴的丁烷火焰, 假设在重复的 两次试验中都未观察到明火燃烧或渐进性焖烧, 那么合 格。渐进性焖烧判定准那么与B S EN 597- 1 一样, 明火 燃烧判定准那么: ( 1) 试件呈现逐步加强的燃烧, 继续试 验将是不平安的; (2) 试验期间燃烧至根本烧

15、尽; (3) 火 焰前沿已到达试样的边界极限或烧透整个厚度; (4) 燃烧喷嘴移开后明火火焰持续超过 120 s。B S 6807 充实了火源的种类, 包括 2# 和 3# 的丁 烷火源和 4# 、5# 、6 和 7# 的木垛火源, 火源强度依次图 2A STM E 1590 点火方式121 规定了高度危险场所使用的床垫的可燃TB性, 采用装有约 185 g 报纸的金属容器作为火源, 置于474F ire Sc ien ce an d Techn o logy, J u ly 2021, V o l 27, N o. 7 1994-2021 China Academic Journal Ele

16、ctronic Publishing House. All rights reserved. 增强, 其中典型的木垛火源 (6# ) 如图3。其合格性要求为不能出现渐进性焖烧和明火燃烧, 不同火源其具体 判定准那么参数存在一定差异, 在此不作详述, 参见B S6807 标准原文。 另外, 此标准还包括考虑床上覆盖物(如被单、枕头等) 的二次火源的燃烧性能。4标准关键技术要求比照从上面的比拟可以看出, 针对软体床垫的燃烧性 能各国都有自己的试验标准, 不同国家的标准要求存在一定差异, 下面对其中几个关键性参数进行比拟。4. 1点火源火源是试验最为关键的参数之一, 火源的大小直 接影响到试样火势的

17、开展。不同的标准有不同的火源,表 1、表 2 分别是香烟火源、明火火源要求的比拟。表 1 香烟火源从表 1 中可以看到, 各国对于香烟火源的要求基本相同, 主要是因为香烟火源对床垫的阻燃要求比拟 低, 在火源上微小的细节差异对于试验结果影响较小,试样合格与否主要与取决于评判标准。表 2 明火火源图 3 6# 木垛火源3国内软体床垫燃烧性能要求概述目前, 国内关于床垫燃烧性能的标准标准只有 GB /T 17927- 1999 和 GB 20286- 2006 附录B , 分别 是软体家具、弹簧软床垫和沙发的抗引燃特性评定以及暴露在明焰点火源下软垫家具燃烧性能试验方法。 GB /T 17927 评

18、价软体家具、弹簧软床垫和沙发 在香烟火源条件下的燃烧性能, 按照该标准的试验方 法试验, 如果在连续两次试验中, 1 h 内或者在香烟燃 完其全部长度熄灭之前, 没有出现阴燃引燃和有焰燃 烧引燃, 那么试样合格。 其中, 阴燃引燃包括: (1) 试件呈 现逐步加强的阴燃特性, 继续试验将是不平安的; ( 2) 试验期间阴燃直至其在本质上全部消耗掉; (3) 试验期 间阴燃至试样末端或离火源起始位置超过50 mm ; (4) 最后检查发现除向上方向外任一方向烧焦超过 100 mm ; (5) 撤去点火源后试样阴燃时间超过10 m in。有焰 燃烧引燃包括: ( 1) 试件呈现逐步加强的有焰燃烧特

19、 性, 继续试验将是不平安的; ( 2) 试验期间有焰燃烧直 至其在本质上全部消耗掉; (3) 试验期间有焰燃烧至试 样末端或离火源起始位置超过50 mm ; (4) 撤去点火源后试样上有焰燃烧时间超过 5 m in。GB 20286 的附录B 采用的是方形点火器。通过测 量燃烧过程中的热释放速率、热释放量、烟浓度、质量从表 2 中发现, 对于明火火源, 无论在火源形式、火源强度, 还是在火源作用时间, 各国的差异明显, 这 主要是因为明火火源差异对试验结果的影响大, 为了准确地评价试样的燃烧性能, 必须规定试验的每一个细节, 这已在长期的试验中得到证实。 值得注意的是, 在火源作用时间上,

20、我国要求的 10 m in 比美英两国长 很多, 这就要求床垫的阻燃层要有更好的阻燃性能, 以 致能经受长时间的外部明火喷击而不会快速地使里层材料着火。4. 2 试 样除16 C FR P a r t 1633、A STM E 1590 和GB 20286 附录B 要求采用软垫家具的实体模型或实际使用的床 垫外, 试样要求为能代表其最终产品的部件或组件。对损失率等来评价燃烧性能, 其中GB 20286-2006 对于阻燃 1 级要求: 热释放速率峰值150 kW , 5 m in 内释放出的总能量30 M J , 最大烟密度75% , 在 GB /T17927 下无有焰燃烧引燃或阴燃引燃; 对

21、阻燃2 级的要 求: 热释放速率峰值250 kW , 5 m in 内释放出的总能量40 M J , 在GB /T 17927 下无有焰燃烧引燃或阴燃 引燃。消防科学与技术2021 年7 月第27 卷第7 期 1994-2021 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 475国家标准/标准明火火源类型燃气作用时间/s热释放量/M J美国16 C FR P a r t 1633两个“T 型燃烧器丙烷顶部: 70测面: 501. 9A STM E 1590“T 燃烧器丙烷1803. 2TB 1

22、29“T 燃烧器丙烷801. 4TB 121-185 g 报纸-约3. 0英国B S EN 597- 2钢管喷嘴丁烷(151)-B S 68072# 3#丁烷2# : (401)3# : (701)2# : 0. 013# : 0. 054# 7#木垛-中国GB 20286 附录B方形燃烧器丙烷/天然气10 m in12国家标准/标准尺寸/mm质量/g直径/mm燃烧速度美国16 C FR P a r t 16328521. 10. 1-英国B S EN 597- 170410. 180. 5(12. 03)m in/50 mm中国GB /T 1792760 74(0. 70. 1) /50 m

23、m于试样数量, 16 C FR P a r t 1633 要求3 个, GB 20286 附录 B 要求 1 个, 其他标准只要满足标准对于测试位置 的要求即可。4. 3合格性指标(1) 对于抗阴燃特性 ( 香烟火源) , 除了 16 C FR P a r t 1632 要求至少点燃18 支(6 个面) 香烟外, 其他一 般都是要求两支即可。(2) 除了 16 C FR P a r t 1633、A STM E 1590 和GB20286 附录B 对试验结果进行定量化外, 其他都是定 性评价。 美国主要侧重于关注试样的热释放速率和热释放量, 进而减少火灾中轰燃的产生, 而英国主要侧重 于关注火

24、焰传播速率, 进而减慢火灾中火焰的蔓延。( 3) 所有标准中, 只有 GB 20286 对烟气释放进行 了规定 (最大烟密度75% )。4. 4适用场所英国B S 7177 通过不同的火源试验涵盖了所有场 所, 美国C FR P a r t 1633 及 1632 适合所有市场上流通 的床垫, 而 GB 20286 及 TB 129 仅适合公共场所使用 的床垫。5结论( 1) 对于软体床垫的明火测试, 美国、英国都有专 门的测试方法标准, 有详细的规定说明, 对其试验方法 的精确度都有研究; 但我国目前还未制定此类标准, 仅 在 GB 20286 中以附录的形式出现, 内容比拟简单, 缺 少对

25、细节的规定, 如对燃烧器的定位不明确, 对于试验参考文献:1C P SC 16 C FR P a r t1632,S tanda rd fo r th e F lamm ab ility o fM a t t re ss and M a t t re ss P ad s (F F 4- 72! A m ended) S .C P SC 16 C FR P a r t 1633. S tanda rd fo r th e F lamm ab ility (O p enF lam e) o f M a t t re ss Se t s, F ina l R u le S .A STM E 1590

26、, S tanda rd T e st M e tho d fo r F ire T e st ing o f M a t t re ss S .B S 7177, Sp ec if ica t io n fo r re sistance to ign it io n o f m a t t re sse s, d ivan s and bed ba se s S .B S EN 597 - 1, F u rn itu re2A sse ssm en t o f th e ign itab ility o fm a t t re sse s and up ho lste red bed B a

27、 se s2P a r t 1: Ign it io n so u rce:sm o u lde r ing c iga re t te S .23456597 - 2,F u rn itu re2A sse ssm en t o f th e ign itab ility o fB S ENm a t t re sse s and up ho lste red bed ba se s2P a r t 2: Ign it io n so u rce: m a tch f lam e equ iva len t S .B S 6807, M e tho d s o f te st fo r a

28、sse ssm en t o f th e ign itab ility o f m a t t re sse s, up ho lste red d ivan s and up ho lste red bed ba se s w ith f lam ing typ e s o f p r im a ry and seco nda ry so u rce s o f ign it io n S .GB /T 17927, 软体家具弹簧软床垫和沙发抗引燃特性的评定 S .GB 20286, 公共场所阻燃制品及组件燃烧性能要求和标识 S .789Rev iew on exper im en ta

29、l regula t ion s f orcom bust ion perf orm an ce of upho lstered m a ttre ssZOU Sh i2lo n g , YA N C a i2sh en g, T IA N Su 2q in , L IU J ian 2yo n g( Guangzho u B u ild ing M a te r ia l In st itu te L im itedCom p any, Guangdo ng Guangzho u 510663, C h ina)A bstrac t: T h e deve lop ing and cu r ren t sta tu s o f regu la t io n s fo r f lamm ab ility o f up ho lste red m a t t re ss in th e U n ited S ta te, B r ita in and C h ina h a s been in t ro duced, ana lyzed and com p a red. T h e re su lt s show ed th a t th e regu la t io n s