ISOTS 236572022 夹层板建筑系统的火灾反应试验.中间比例箱试验标准立项发展报告

夹层板建筑系统的火灾反应试验中间比例箱试验标准立项发展报告英文标题:StandardizationDevelopmentReport:Reactiontofiretestforsandwichpanelbuildingsystems—Intermediate-scaleboxtest摘要：随着工业化建筑技术的快速发展，夹层板建筑系统凭借其轻质高强、保温隔热及施工便捷等显著优势，在现代化厂房、物流仓储、体育场馆及商业建筑等领域得到广泛应用。然而，夹层板建筑系统通常由金属面层与可燃或易燃芯材（如聚氨酯、聚苯乙烯等）复合而成，其火灾反应特性复杂，一旦发生火灾易导致火势迅速蔓延、产生大量有毒烟气，并存在坍塌风险，给人员疏散和消防救援带来极大挑战。目前，各主要经济体针对该类系统的防火性能评价方法存在差异，缺乏统一的国际标准，导致产品跨国贸易受阻，且不同试验方法得出的结果难以直接对比，给工程设计与监管带来不便。为填补这一国际标准空白，国际标准化组织（ISO）制定了ISO/TS23657:2022《夹层板建筑系统的火灾反应试验中间比例箱试验》。本标准首次确立了针对夹层板建筑系统火灾反应的中间比例箱试验方法，旨在通过模拟真实火灾场景下的小型受限空间，系统评估夹层板的燃烧行为、热释放速率、火焰传播、产烟特性及结构完整性。报告指出，该标准的发布不仅为制造商提供了一套科学、可复现的产品性能验证工具，也为设计单位、消防工程师及监管机构提供了关键的工程数据支持。本报告全面梳理了该标准的立项背景、技术内容、试验方法及预期影响，旨在为相关行业从业者提供一份权威的参考资料。关键词：夹层板建筑系统；火灾反应试验；中间比例箱试验；热释放速率；ISO/TS23657；防火安全；国际标准；建筑防火Keywords:SandwichPanelBuildingSystems;ReactiontoFireTest;Intermediate-scaleBoxTest;HeatReleaseRate;ISO/TS23657;FireSafety;InternationalStandard;BuildingFireProtection正文一、引言在追求经济性与功能性的双重驱动下，夹层板建筑系统已成为现代轻型钢结构建筑的主流围护结构解决方案。然而，其固有的“三明治”结构——外层为金属板（如镀锌钢板、不锈钢板或铝板），内层为保温芯材（如岩棉、玻璃棉、聚氨酯、聚苯乙烯或酚醛泡沫）——使得其火灾安全性成为行业关注的焦点。特别是采用有机可燃芯材的夹层板，其火灾危险性尤为突出。目前，针对建筑材料的火灾反应测试，国际上存在多种标准体系，如ISO5660系列（锥形量热仪）、ISO9705（房间角落试验）及单体制品燃烧试验等。但这些试验方法要么是针对小尺寸试样的材料级试验，要么是针对全尺寸房间的系统级试验。前者无法捕捉夹层板在真实安装状态下的接缝、连接件及整体结构行为；后者则成本高昂、周期长，不适合作为产品研发阶段的常规质量控制手段。因此，开发一种介于两者之间的、标准化、经济且可操作的“中间规模”试验方法，对于准确、高效地评价夹层板建筑系统的火灾反应性能具有重要意义。ISO/TS23657:2022正是在此背景下应运而生。二、标准技术内容概述ISO/TS23657:2022规定了用于评估夹层板建筑系统火灾反应的“中间比例箱试验”（Intermediate-scaleboxtest）。该标准的核心技术内容涵盖以下几个方面：2.1试验原理与装置*试验原理：本试验模拟了一个具有代表性的建筑内部腔体场景。通过将夹层板样品构建成一个标准的箱体（通常尺寸约为2.4mx2.4mx1.2m），在一个角落设置指定的燃烧器（丙烷沙堆燃烧器，其热输出符合标准规定），模拟着火源。试验过程中，通过测量箱体内部的温度、热流密度、烟气成分（如CO、CO2、O2等）并计算热释放速率，同时观察和记录火焰传播距离、时间及板材的结构完整性（如是否爆裂、坍塌、出现熔孔等）。*试验装置：标准详细规定了试验装置的结构细节，包括：*箱体结构：由试样夹层板构成，包含完整的接缝、连接件及可能的门窗开口。箱体水平放置，带有开口。*燃烧器：采用多孔沙盘燃烧器，安装在箱体内部的特定角落。气体流量和热输出值必须精确控制。*测量系统：包括用于热释放速率测量的耗氧量计系统、箱内及出口处的热电偶、热通量计以及烟密度测量装置。*排烟罩与管道：用于收集所有燃烧产物，确保测量精度。2.2试验程序*试件准备：包括板材的裁切、连接方式、密封处理等均需严格按照标准要求，以代表最典型的实际安装情况。每组试验通常需要至少三块完整的系统板。*预调与安装：试件需在规定的温湿度条件下（如23°C±2°C，50%±5%RH）进行状态调节，确保初始条件一致。*点火与试验过程：点火初期，燃烧器按照预设的火力曲线（通常先低火后高火，模拟初期火灾发展）运行，总持续时间通常为30分钟。试验过程中持续记录所有传感器数据。*观察与记录：通过观察窗或摄像头记录火焰在外表面的出现时间和位置、箱体内部板材的烧穿情况、结构变形及可能的倒塌。试验结束后，测量并记录过火面积、烧损深度等。2.3性能参数与分级根据ISO/TS23657:2022的试验结果，可以得出关键性能参数：*热释放速率峰值：表征火灾可能的最高危险性。*总热释放量：衡量火灾的总危害程度。*火焰传播指数：根据火焰在板材表面传播的时间和距离计算。*产烟率与总产烟量：影响火灾中的能见度和人员逃生。*结构失效时间：即箱体结构发生显著变形或坍塌的时刻，用于评估在火灾中的承载能力极限。通过这些参数，标准可用于为夹层板系统建立一个量化的火灾反应性能分级体系，使其在设计选型时具有明确的防火等级依据。虽然标准本身并未直接定义分级，但为各国制定基于此试验方法的建筑规范分级提供了技术基础。三、标准的技术特点与先进性*尺度适宜，兼顾经济性与代表性：相比于全尺寸房间角落试验（如ISO9705），中间比例箱试验成本更低、操作更便捷、重复性更好，且能较好地模拟“受限火”场景，这对于夹层板系统在实际建筑中的火灾行为（如闷顶、夹层内的火灾）具有高度的再现能力。*直接反映系统行为：不同于单板或材料级试验，本试验将夹层板系统作为一个整体进行测试，包括其接缝、连接件、周边密封以及开口等关键细节，能够真实反映系统的整体防火性能，弥补了小尺度试验的局限性。*全面量化火灾反应特性：通过高精度测量设备，提供了包括热释放速率、产烟特性、火焰传播和结构完整性在内的多维量化指标，为进行火灾动态模拟、危险性评估和性能化设计提供了坚实的数据支持。*明确的试验条件与可重复性：标准对试验装置、燃烧器参数、试件制备与安装、环境条件、数据采集与处理方法等均做出了严格规定，确保了不同实验室之间试验结果的高度可复现性和可比性，对国际贸易和工程验证至关重要。四、主要参与单位介绍本标准由国际标准化组织（ISO）技术委员会ISO/TC92（火灾安全）下属的分委会SC1（火灾发生与发展）负责制定。其中，比利时标准局（NBN）作为该标准的积极推动者和核心起草单位之一，在标准的立项、技术论证、试验验证及最终文本编辑过程中扮演了关键角色。比利时标准局（NBN-BureauvoorNormalisatie/BureaudeNormalisation）是比利时唯一的国家标准组织，成立于1946年，致力于促进并协调比利时国内的标准化活动，代表比利时参与欧洲及国际标准化工作。在火灾安全技术领域，NBN不仅承担了许多ISO/TC92相关标准的国内对口工作，还利用其强大的专家网络和深厚的工程咨询背景，为本标准的制定提供了重要的技术支撑。NBN组织了包括比利时火灾研究实验室（如附属大学及研究机构的测试中心）在内的多方力量，参与了标准草案的多次比对试验，有效地验证了中间比例箱试验方法的准确性和可行性。NBN的专家团队通过严谨的科学态度和务实的工作作风，解决了试验装置设计中的诸多技术细节问题，例如如何确保沙盘燃烧器热输出的均匀性、排烟罩的设计如何避免漏风影响测量精度、以及如何对夹层板接缝进行标准化密封处理以避免成为“防火薄弱点”。NBN的积极参与确保了本标准既能体现当代工程防火的最高水平，又具有广泛的地域适用性，使其成为一部在全球范围内具有权威性的技术规范。五、结论与展望5.1结论ISO/TS23657:2022《夹层板建筑系统的火灾反应试验中间比例箱试验》的发布，是国际火灾安全标准化领域的一项重要成果。它填补了材料级与全尺寸系统级试验之间的空白，为科学、经济地评价夹层板建筑系统的火灾反应性能提供了统一的技术依据。该标准的建立，将显著推动以下方面的发展：1.提升建筑防火科学水平：为建筑设计提供了基于试验数据的“系统级”防火性能指标，使火灾风险分析从材料层次上升到系统层次，提高了建筑防火设计的科学性和精确度。2.促进国际贸易便利化：统一了试验方法，消除了因不同国家和地区采用不同测试方法而造成的技术壁垒，为全球夹层板产品的跨国流通提供了“通用语言”。3.强化消防监管与执法：监管机构可依据本标准对夹层板产品的防火性能进行客观、复现的检测，对不符合安全要求的产品实现有效管控，提升整体社会的消防安全水平。4.引领行业技术进步：标准的存在促使制造商投入研发更安全、更环保的夹层板产品，推动行业从“防火达标”向“性能优化”转变，催生新型难燃或不燃芯材及连接技术的进步。5.2展望未来，围绕该标准的应用和深化，可从以下几个方面进行展望：1.标准从技术规范向强制性规范的转化：随着建筑火灾事故教训的总结和安全意识的提升，ISO/TS23657有望被越来越多的国家或地区的建筑规范直接引用或作为制定国家标准的蓝本，从推荐性的技术规范（TS）逐步转化为具有强制效力的国际标准（IS）或地区性标准。2.数据积累与智能评估模型构建：基于标准试验积累了海量数据，未来可通过大数据分析与人工智能技术，建立夹层板系统火灾反应性能的预测模型。这将实现从“试验后评价”向“设计前预测”的转变，极大提高设计效率。3.标准与其他安全系统的衔接：该标准试验结果可与建筑内的消防喷淋系统、排烟系统、火灾自动报警系统进行耦合分析，从而在设计阶段就考虑如何将夹层板系统的性能与主动消防系统形成最优组合，实现“被动防火+主