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附录A (资料性附录)注释及操作员指导


A.1 简介
本附录的目的在于将有关这种方法的背景资料、装置和得到的数据,提供给试验操作员及试验结果的用户。
A.2 热释放速率的测量
A.2.1 热释放速率是确定火灾危险性的最重要的参数之一。在一个典型火灾中,许多由多种表面组成的制品对火灾的发展有影响,因而对该制品火灾危险性的评估变得十分复杂。当一个分离表面要引燃时,首先宜确定其热释放速率。由于已经燃烧的制品会对邻近制品产生辐射影响,必须知道由它引发的火灾的大小,同时对每一个表面上的火焰蔓延也应进行评估。如果已知给定的辐射照度下单位面积的热释放速率,就可以利用这个试验数据,来计算整个表面的热释放速率(时间的函数)了。那么,总的放热量是所有材料所有表面上的热量总和。
A.2.2 使火灾放出的热量计算复杂化的因素有:
a)卷入火灾的每种单一材料的燃烧持续时间不同;
b)每个表面的几何尺寸;
c)材料的燃烧特性,比如:熔融、滴落或结构倒塌。
A.2.3 本试验方法没有规定辐射等级。宜根据每个被评价的制品分别确定辐射等级。在给定使用条件和具体制品时,通常需要根据一些全尺试验来确定用于计算热释放速率的时间。
对于研究性试验,建议使用火花点火器和35 kW/m²的初始辐射照度;没有委托单位的进一步指定时,建议以25 kW/m²、35 kW/m²和50 kW/m²的辐射照度进行试验。根据得到的结果决定是否需要其他不同辐射照度等级的试验。
A.3 工作原理的选择
A.3.1 目前已经开发了一些用于测量热释放速率的装置。传统上、最简单的方法是直接测量由热滞后空间模拟的绝热环境中烟气的焓。真正的绝热装置价格昂贵。燃烧室是以一种简易的方式隔热的,因而得到的热释放速率明显低于真实值,因此只能作为经验标定。另外,这种标定可能对可燃物的灰分比较敏感。更先进的设计是使用一个恒温仪器,它取代了燃烧室,在这样一个能够保持恒温的仪器内,对热释放速率进行测量。这种设计得到了更好的结果,但是,实际仪器复杂且价格昂贵。
A.3.2 无损失的直接测量热比较困难。但是,无损失地收集全部燃烧产物,测量烟气中的氧浓度就简单多了。利用耗氧原理的这种测量可以计算热释放速率。这种原理表明,对于大多数燃烧物每消耗1 kg氧气释放的热量等于13.1×10³ kJ。通常,对于大多数可燃物这个放热量的变化范围大约为±5%。这个原理形成了本标准叙述的试验方法的基础。即使制品的有效组成变成了CO或烟灰,而不是CO2,这个方法依然有用;这种情况下,可以使用修正因子。
过高的CO浓度可能是由于氧气供给不足造成的,在本试验方法的正常工作条件下,这种情况不可能发生,因为进入的氧气量是足够的。
A.4 热锥的设计
A.4.1 各种热释放速率测量方法的经验表明,为了得到最小误差的辐射照度,试样宜放置在恒温调节加热器,或水冷盘或开放的空气条件下。因为在固体表面附近,如果没有温度调节,由于试样火焰的加热作用,会使附近的空气温度升高,然后作为另外的辐射热源反作用于试样,进而可能导致误差。此外,当耗氧原理作为测量原理时,不适合使用燃气加热器,因为即使考虑了燃气的氧消耗,也会对氧气读数产生影响。
A.4.2 截锥形的加热器,最初是为ISO 5657研制的,在本标准中已经改型。这些改动包括提供较高的辐射照度、温度控制、流线改进,而且采用了一种更加坚固的设计。在水平定位方向,锥的形状近似采取火羽流的轮廓,中心位置开孔,使气流能够排出而不影响加热器。空气的卷吸作用保证了火焰不能到达锥的侧面。
A.4.3 由于加热器的形状呈锥形,所以此装置通常被称为锥形量热仪。
A.5 点火器
在许多装置中试验试样的引燃是利用气体点火器来实现的。气体点火器会影响热释放速率的计算。此外,其设计也有困难,因为点火器应处于试样中心,要求受气流影响不会熄灭且耐热,关键是不应有额外的热作用于试样。电火花点火器由于没有上述这些困难而被采用。火花点火器只需不定期的清洁及对电极进行调节。
A.6 背面的条件
接近燃烧终止时刻时,试样背面的热损失可能会影响燃烧速率,可通过使用一层绝热材料来减小其影响。
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建筑材料热释放速率试验方法 GB/T16172-2007/ISO5660-1:2002
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