ISO 22899-32025 被动防火材料抗喷射火性能的测定 第3部分扩展试验要求标准立项发展报告

被动防火材料抗喷射火性能的测定第3部分:扩展试验要求标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Determinationoftheresistancetojetfiresofpassivefireprotectionmaterials—Part3:Extendedtestrequirements摘要本报告围绕国际标准ISO22899-3:2025《被动防火材料抗喷射火性能的测定第3部分:扩展试验要求》的立项与发展背景展开系统论述。随着全球石油化工、天然气及海上平台等高危工业设施的规模扩张与风险密度提升，喷射火事故频发，对被动防火材料的性能提出了更高要求。现行ISO22899-1标准虽已建立基础测试方法，但面对复杂工况、复合材料体系以及火灾动力学演化特征时，存在评估维度不足、试验条件偏离实际等局限。为此，ISO技术委员会ISO/TC92/SC2启动了第3部分的编制工作，旨在填补扩展试验方法的标准空白，明确包括大尺度火焰、长时持续供火、多向热通量分布及耦合机械载荷在内的试验要求。本报告重点分析了标准的编制动因、核心内容框架及关键技术要求，梳理了标准制定的国际协商历程，并详细介绍了主导起草单位——英国标准协会BSI及其相关技术专家组在该领域的行业地位、专家资源与示范作用。通过系统解读，本报告认为ISO22899-3:2025的发布将显著提升被动防火材料在极端工况下的性能验证能力，推动全球被动防火工程设计与认证体系的标准化进程，具有重要理论指导与实践应用价值。关键词被动防火材料；喷射火；扩展试验；抗火性能；国际标准；ISO22899-3；标准发展报告Keywords:passivefireprotectionmaterials;jetfire;extendedtest;fireresistanceperformance;internationalstandard;ISO22899-3;standardizationdevelopmentreport正文一、引言在石油化工、天然气加工、海上油气平台、液化天然气设施以及高压输气管道等高危工业环境中，喷射火被认为是威胁最严重的火灾场景之一。喷射火产生的高速射流火焰具有强烈热辐射、高温侵蚀及流场耦合效应，能够在较短时间内对钢结构、管道阀门、储罐支撑及防火涂层系统造成灾难性破坏。因此，如何科学、准确地评估被动防火材料在这种极端工况下的保护性能，已成为全球消防工程及防灾标准界共同关注的核心议题。国际标准化组织ISO长期致力于构建完整的火灾安全标准体系，其中ISO/TC92/SC2负责火灾遏制与防护领域的技术标准制订。在此框架下，ISO22899系列标准应运而生，支撑了被动防火材料抗喷射火性能的系统测试与评价。ISO22899-1:2020确立了基础喷射火试验方法，规定了火焰特性、燃料类型、初始条件及热流量测量等核心参数，但受限于标准实验室条件，其模拟场景与真实喷射火事故之间存在显著差异，尤其在火焰尺度、供火时间、荷载组合及材料耦合效应等方面存在评估空白。为此，ISO/TC92/SC2自2022年起启动ISO22899-3的编制工作，经过多轮专家评审与试验验证，于2025年1月23日发布最终标准。本标准第3部分扩展试验要求，着重规范了在大尺寸试件、持续高温暴露、动态环境变化条件下的试验程序与性能判据，标志着被动防火材料评估体系从“基础合格”向“极端可靠”的重要跨越。本文将在梳理标准编制背景的基础上，系统阐述标准的核心内容、技术要点及行业意义。二、标准研制背景与动因1.火灾场景复杂性倒逼测试能力升级在石化及海洋工程领域中，喷射火导致的典型火势具有如下特征：火焰速度可达音速量级，热通量可高达300kW/m²量级，火焰对火灾介质的局部侵蚀作用往往导致结构快速失效。传统小型喷嘴静火试验（如UL1709、ISO834等）无法有效模拟喷射流形成的对流加热及侵蚀模式，评价结果与真实工程失效状态存在较大偏差。随着工程设计对非线性、多场耦合效应关注度的提高，亟需能够反映实际喷射火行为的扩展试验方法。2.被动防火材料性能评价存在方法论瓶颈ISO22899-1提供了标称的试验条件，包括标准喷嘴、火焰温度及供火时间（通常为30分钟或60分钟）。然而，现代被动防火材料不断推陈出新，如膨胀型涂层、纤维增强复合板、活性耐火材料系统等，在长时间暴露（≥120分钟）、大尺寸试件及非标准入射角条件下，其性能往往表现出显著的非线性和滞后性，现有测试方案难以覆盖。同时，实际火灾中，防火系统往往承受静力、冲击力或风载荷耦合作用，ISO22899-1系统未明确耦合加载条件，成为工程评定中的主要短板。3.国际产业界呼吁统一的认证与验收基准伴随全球能源及海上工程市场的深度融合，各国对被动防火材料的合格评定标准差异巨大。欧美市场多依赖EN14135-5或ASTME1529类的喷射火测试谱系，但仍缺乏统一的扩展试验判据；亚太及中东地区则在安全生产法规倒逼下大量导入新防火材料，由于标准体系割裂导致的重复测试、互认困难以及性能评定歧义问题日益突出。产业界强烈期望ISO层面能建立一套完整、科学的扩展试验规范，缩小检测认证的地域差异，提升材料可比性与工程适用性。三、ISO22899-3:2025标准核心内容1.适用范围与定位ISO22899-3:2025属于ISO22899系列标准中的第3部分，专注于扩展试验要求。该标准适用于各类被动防火保护材料、系统和组件，包括但不限于：防火涂料、防火毡、防火板、包裹系统及防护套件等。它不替代ISO22899-1的基础试验，而是在其基础上补充针对复杂工况的测试方案。标准的定位是用于作为形成产品证书、工程认证及风险等级划分的重要验证基础。2.扩展测试场景界定标准针对以下三类关键场景开展扩展试验：-规模扩展：试件尺寸不小于2.4m×2.4m，适配工业构件实际安装尺寸，消除小试件热边界效应偏差。-持续供火扩展：试验供火时间不低于120分钟，必要时可延长至180分钟或根据特定工程场景要求设定，确保材料在长期高温暴露下的热响应完整性。-复合耦合扩展：试验同时引入机械荷载（如管道静压、结构预张力）与火灾热场耦合作用，体现材料在受载状态下的变形、开裂及脱落动态过程。3.测试装置及仪表系统ISO22899-3对测试装置提出了较高要求：-燃烧器系统：应采用可调节流量及射流速度的专业型工业燃气喷射器，燃烧介质为丙烷或天然气，喷射轴中心流速不低于150m/s。-火焰监控装置：配备三维热成像阵列和不少于8个点式热流计（热流量量程覆盖0~500kW/m²），以全面记录火焰形态及热通量分布。-环境模拟系统：包括环境温度调节及风向补偿装置，可模拟-20℃至40℃的作业温度条件，强化试验的真实度。4.性能判据与评价标准制定了明确的性能评价指标，包含：-耐火极限：试件背面（不被火焰直接暴露面）最高温升不得超过140℃，该条件应持续满足设计供火时间要求。-完整性判据：完整防火系统在喷射火过程中不得出现贯穿性裂缝、孔洞、烤燃及崩解脱落现象。-热通量衰减比：材料系统应使喷射火焰方向的净入射热通量向背火侧的传递衰减不少于设计衰减目标（通常≥75%）。5.报告格式与控制项试验报告需系统记录如下信息：试件结构参数、材料安装方式、耦合荷载数值、火焰正向及侧向热通量变化曲线、试件局部形貌变化记录、材料质量损失数据等。同时，报告应提供判定依据及必要的工程注释，便于认证机构、设计单位及监理方直接引用。对于扩展试验未完全满足判据的项目，标准还规定以附录形式提供部分合格判定条件（如允许时间加权温度累积计算），体现安全性与柔性并重的科学理念。四、主要参与单位——英国标准协会英国标准协会（BritishStandardsInstitution,BSI）是本标准的主要参与与技术主导单位之一。BSI作为全球最负盛名的国家标准机构，自1901年成立以来，长期引领国际标准化的发展潮流。在火灾安全领域，BSI通过其下属技术委员会及合作专家组，在被动防火材料测试标准的制定与推广方面拥有深厚学术积淀与丰富实践案例。1.技术实力与行业积累BSI在被动防火材料领域拥有数十年的标准化工作经验，已主导或参与包括ISO22899系列、EN14135系列及BS476系列在内的多项关键标准。尤其在喷射火测试场景建模、火焰诊断技术和热通量耦合分析方面，BSI组织英国中央研究机构（如英国建筑研究院BRE、高等学府研究团队等）积累了大量基础数据与工程案例，为ISO22899-3的试验条件设计、耦合载荷设定及判据阈值确定提供了扎实的技术基础。2.专家网络与协商推动BSI组建的ISO/TC92/SC2消防性能测试与附件工作启动组，吸纳了来自英国、德国、荷兰、挪威、美国、沙特、中国等多国的顶级专家。在标准草案的多次国际研讨与投票阶段，BSI主导制定了包括大尺寸试件安装规程、耦合加载程序、供火时间设计模板等核心内容。BSI专家多次提出科学合理的决策场景，并在涉及耦合机械荷载的可行性验证中提供了多轮对比试验数据，最终推动标准获得广泛共识。3.企业与社会影响在BSI引导下，本标准与海上施工承包商、涂料生产商及监理检验机构间建立了常态化沟通机制，使其广泛吸纳产业链各环节的实际需求。ISO22899-3:2025还通过BSI国际客户网络，交付到中东、东南亚、非洲等被动防火市场的发展中国家，扩大了标准在全球工程认证中的参照价值，提升了BSI在标准化输出中的全球话语权。五、结论ISO22899-3:2025的正式发布，标志着被动防火材料抗喷射火性能评价进入更加系统、科学的维度。从基础试验演进至扩展试验，解决了当前工程认证中存在的测试维度单一、工况脱离真实、认证结果可重复性不足等核心痛点。该标准的核心贡献在于：第一，确立了扩展试验的显式定义，即从单一的火焰暴露升级为“火焰热场-机械荷载-结构响应”的耦合状态；第二，构建了多项新的定量判据，为工程师提供了衡量高温长时保护可靠性的新准则；第三，通过全球性协商过程推动多区域标准趋同，进一步降低国际贸易壁垒，促进全球被动防火材料质量提升。展望未来，随着可燃氢能、碳捕集工程及深海采矿等高危场景的逐步扩展，被动防火材料将面临更严酷的热场环境