公共场所阻燃制品的标准化研究

GB20286-2006《公共场所阻燃制品及组件燃烧性能要求和标识》和新版GB8624-2006《建筑材料及制品燃烧性能分级》于2007年3月1日正式实施,至此,关于公共场所内阻燃制品技术要求和选用有了统一、权威的国家标准。本文阐述了这两个标准制定的背景,分析比较了新旧版本GB8624、GB20286与GB8624之间及我国与其他国家在建筑材料燃烧性能分级体系上的异同,并对新标准的实施提出了展望。     

材料热释放速率的试验分析

材料的热释放速率是决定火灾危害的关键因素.为系统了解热释放速率的性质以及与其他参数间的关系,从锥形量热计的耗氧原理出发,详细阐述了热释放速率的计算,利用锥形量热计研究了几种有代表性的材料分别在不同的辐射能量下的热释放速率.结果表明,热辐射能量与热释放速率成线性的变化规律,与点燃时间开方的倒数成线性关系.     

常用PVC桌面装饰材料燃烧热释放速率实验

 火灾中,各类装饰材料成为助燃物引发更大灾情,其燃烧后释放的有毒烟气也是造成人员伤亡的主要原因.本实验基于标准ISO 9705 小尺寸热释放速率实验台,利用耗氧原理分别测量厚度为1、2 和3 mm 的聚氯乙烯(PVC)桌面装饰材料试样的热释放速率,分析燃烧特性.实验结果显示,边长为30 cm 的矩形试样能被2 mL 的正庚烷引燃,燃烧的最高温度大于800℃;不同试样的热释放速率最大值随着厚度的增加而减少,分别为5.82、4.41 和2.83 kW/s,但是热释放速率总值呈递增趋势;随着试样厚度的增加,引燃的时间推迟,即引燃的难度增大;材料燃烧过程中释放大量黑烟和刺鼻的气味.     

典型阻燃材料火灾毒性烟气释放规律研究进展

对可燃材料进行阻燃处理,可以在一定程度上提高材料抵抗被引燃和火焰蔓延的能力,降低热释放速率和总热释放量,减小材料在火灾条件下的热危害。但是对材料进行阻燃处理并不是万全之策,在较高的热辐射或环境温度下,阻燃材料仍然能够发生燃烧,同时由于阻燃剂的填加,会引入一些毒性元素,加之阻燃剂的燃烧抑制作用和燃烧时环境氧浓度相对较低,使材料燃烧不完全,因此阻燃材料燃烧时毒性气体的产量可能比非阻燃材料高,给火灾中未能及时疏散的人员带来更大的生命危险。综合分析了常见材料的阻燃技术及应用领域,综述了阻燃材料火灾烟气毒性的相关研究,并在此基础上提出了典型阻燃材料火灾毒性烟气释放规律研究方面存在的有待进一步研究的问题和可行的方法。以期为科学、全面的评价材料的火灾危险性提供研究参考。     

新型阻燃三元乙丙橡胶的制备及其阻燃性能研究

采用微胶囊化聚磷酸铵与季戊四醇复配(APP∶PER=3∶1)填充三元乙丙橡胶(EPDM),制备新型阻燃EPDM材料,考察膨胀型阻燃剂(IFR)的填充量对EPDM材料的燃烧性能和热学性能的影响。结果表明,APP和PER复配使用,可协同提高EPDM的阻燃性能。当IFR填充量为40%时,材料的极限氧指数(LOI)可达到31%,UL94垂直燃烧等级达到V0级;最大热释放速率下降81.2%,总释放热降低30.4%;同时EPDM材料高温区热稳定性明显提高,且材料燃烧后可形成膨胀炭层,700℃下残渣量从0.9%提高至17.0%。     

基于机器学习的火源热释放速率预测方法

火源热释放速率的准确测量对深入理解火灾演变过程至关重要,然而目前被广泛使用的氧耗法所需设备造价昂贵,成本较高。该文提出了一种基于机器学习的综合性框架,用于输入温度数据预测火源热释放速率。基于火灾动力学模拟(FDS)软件模拟ISO 9705房间内不同参数的火灾场景,获取不同位置的温度数据,并建立火灾数据库。分别基于最小绝对收缩和选择(Lasso)、随机森林(RF)两种模型的递归特征消除(RFE)算法进行特征筛选,得到两个不同的低维特征子集,并设置对照组。基于不同的特征子集,分析比较了线性回归(LR)、K最近邻(KNN)和轻量级梯度提升机(LightGBM)3种典型模型对热释放速率的预测性能。结果表明：基于随机森林模型的递归特征消除算法筛选所得的特征子集训练的LightGBM模型预测效果最佳,预测结果的根均方误差(RMSE)和均绝对误差(MAE)分别为23.89 kW和15.49 kW,决定系数为0.991 6。该基于机器学习的综合性框架预测效果优异且实施成本较低,为预测火源热释放速率提供了有效途径。     

大型客车火灾热释放速率曲线的数值模拟研究

采用场模拟软件对大型客车火灾中玻璃不破裂、燃烧过程中人员砸破玻璃和燃烧过程中玻璃受热自然破裂三种不同通风工况下的燃烧过程进行数值模拟,获得了不同大客车火灾热释放速率曲线,为大客车火灾防治和交通设施火灾设防规模设计提供理论依据与数据参考。     

对GB18584-2001中有关家具标准的探讨

对国家标准GB18584—2001中关于家具甲醛释放量的取样方法和测定方法进行了探讨。分析了《标准》中干燥器法测定家具甲醛释放量存在的一些缺陷，建议进一步完善取样和测定方法。讨论了“大型舱法”测定家具甲醛释放量的优越性，提出由“大型舱法”逐步取代“干燥器法”，加速与国际接轨，以提高我国木质品的国际竞争力。     

含微胶囊硅胶泡沫阻燃抑烟特性

本文将微流体技术合成的阻燃微胶囊应用到硅胶泡沫(Si F)材料中,利用拉伸试验、氧指数测试、垂直燃烧测试、锥量测试和烟密度测试评估了Si F材料的力学及阻燃抑烟性能.结果表明,微胶囊可以在不降低Si F材料力学性能的同时,有效提高Si F的阻燃抑烟性能,微胶囊添加量越多,Si F的阻燃抑烟性能越好.与纯Si F相比,添加15 wt%阻燃微胶囊时,Si F的阻燃等级可达到UL-94-V0等级,热释放速率峰值与总热释放量分别下降19.20%和15.81%,火灾安全性明显提高.     

阻燃聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的燃烧性能

采用X射线衍射和透射电镜对所制备的聚丙烯/蒙脱土（PP/MMT）插层纳米复合材料的结构进行表征;通过热分析、锥形量热、氧指数、垂直燃烧测试对其热解和燃烧性能进行了研究.热分析表明蒙脱土片层在热解过程中显示出能量阻隔作用,提高了材料的热稳定性和成炭量;蒙脱土片层与膨胀型阻燃剂之间的协效作用使得纳米复合材料热释放速率、CO与CO2释放量及比消光面积明显降低;将不同阻燃级别的材料制成电视机壳进行全尺寸锥形量热仪实验表明,V-0级别的阻燃聚丙烯材料的火灾危险性最小.     

西藏古建筑中装饰织物的燃烧特性研究

利用不同火源对20种西藏古建筑中典型装饰织物和4种纯涤、纯棉和涤棉织物进行了燃烧试验,研究了其燃烧行为;利用极限氧指数(limiting oxygen index,LOI)和垂直燃烧(vertical burning,VB)方法对这20种织物的燃烧性能进行了测试,判定了燃烧级别,分析了材质的影响,并对4种纯涤、纯棉和涤棉织物分别在拉萨和合肥同期进行了LOI和VB对比测试,探讨西藏高原环境对装饰织物燃烧性能的影响;利用锥形量热标准化测试研究了部分代表性织物的对火反应特性,分析了材质、厚度等织物属性的影响.结果表明,西藏古建筑内大部分装饰织物为易燃可燃物(LOI≤20),材质以丝质天然纤维和纤维素纤维为主,遇火后即发生复杂明火燃烧现象;西藏低氧低压条件已能充分支持织物的实尺度燃烧,虽织物燃烧速率降低,燃烧时间加长,但局部燃烧加剧,火焰体积加大,具有较大的火灾危险性;纤维素织物热释放速率普遍高于以动物毛绒或丝质材料为主体成分的织物,且织物厚度越大、组织越致密、结构越复杂,热释放速率往往越大.     

低甲醛释放脲醛树脂固化反应机理研究

我国目前人造板生产量已超过2000万m~3,基本上都使用脲醛树脂胶粘剂。并且多使用高甲醛释放脲醛树脂胶粘剂,而国产设备在中密度纤维板(MDF)和刨花板生产时,多数不使用固化剂,造成产品质量低、游离甲醛释放量高、耗胶量大。甲醛释放量高直接造成严重的生产环境和木质胶合制品的使用环境污染问题,对此国家已经制定了“室内装饰装修人造板及其制品     

基于组合赋权灰色关联法的木质板材火灾危险性研究

为探究木质板材火灾危险性综合评价,选用6种常用木质板材(杉木板、松木板、榆木板、密度板、胶合板、刨花板),采用锥形量热仪与火蔓延试验平台测试6种板材的燃烧行为。将测得的燃烧反应特性参数分为燃烧特性、生烟特性、一般烟气毒性与火焰蔓延特性4种指标因素,以构建木质板材火灾危险性综合评价指标体系,并提出一种基于博弈法组合赋权的改进灰色关联法,与火灾增长速率指数评价法进行对比,发现火灾增长速率指数评价法主要反映热释放速率快速增长阶段的热危险性,而改进灰色关联法在评价各指标因素上更全面。结果表明：组合赋权的改进灰色关联法能有效评价各指标因素对木质板材火灾危险性的影响,最终得到6种木质板材火灾危险性由小到大为：榆木板(0.674 8)>松木板(0.663 4)>刨花板(0.655 6)>杉木板(0.650 5)>密度板(0.637 7)>胶合板(0.633 0)。组合赋权的改进灰色关联法在评价材料火灾危险性时可以更科学、更全面地反映整个受火过程中的火灾危险性大小,是一种评价结果可信度高的思路。     

沥青热稳定性与燃烧特性的量化评价

采用恒温加热试验、氧指数试验和锥形量热试验,对比分析了基质沥青和橡胶沥青的质量损失、氧指数、热释放速率(HRR)、总释放热(THR)和质量损失速率(MLR),用以精确量化评价沥青的热稳定性和燃烧特性.试验结果表明：橡胶沥青在相同温度下的质量损失、氧指数值、HRR峰值、THR峰值、MLR峰值及其质量损失速率随温度升高而增加的变化值均高于基质沥青;橡胶沥青热稳定性和燃烧特性劣于基质沥青;对比3种试验方案,锥形量热试验评价参数较多,结果更为可靠,建议采用锥形量热法评价沥青热稳定性与燃烧特性.     

热释放速率的不确定性对可用安全疏散时间的影响

基于室内火灾烟气层高度和温度模型,使用拉丁超立方抽样方法研究了火灾增长系数和最大热释放速率的不确定性对可用安全疏散时间(ASET)的影响.结果表明,对于相当于民用建筑一个防火分区的单室无排烟房间,当最大热释放速率在0～1MW时,其不确定性对ASET影响较大;当最大热释放速率为1～4MW时,火灾增长系数对ASET的影响大于最大热释放速率对ASET的影响;当最大热释放速率在4～8MW取值,仅考虑最大热释放速率的不确定性时,ASET为一确定值,此时热释放速率的不确定性对ASET的影响仅由火灾增长系数产生.     

公共场所阻燃制品的应用及消防监督问题研究

本文结合GB20286-2006的颁布实施,对公共场所阻燃制品的应用现状做了概述,并对公共场所阻燃制品的消防监督工作提出了自己的建议。     

低气压富氧环境对典型织物燃烧特性的影响

室内富氧可满足人们在高高原地区的补氧需求，同时也会带来额外的火灾隐患。该文模拟高高原低压富氧环境，研究低气压下(60.5 kPa)不同氧浓度(21.0%、 27.0%、 33.0%和39.0%)对室内典型织物——纯棉和涤纶燃烧过程的影响，分析了织物火焰形态、点燃时间、质量损失速率、热释放速率和总热释放量等燃烧核心参数的变化。实验结果表明：在低压常氧环境下，纯棉和涤纶的点燃时间分别缩短了3.6%和7.8%,有焰燃烧时间分别增加了46.8%和197.0%,涤纶熔滴燃烧时间增加了3.0倍。随着氧浓度增大，2种材料的点燃时间、质量损失速率的达峰时间和热释放速率达峰时间均缩短，火焰高度有所增加，质量损失速率峰值和热释放速率峰值均大幅增加。涤纶燃烧效率提高了68.1%,总热释放量增加了1.2倍，且熔滴燃烧时间增加了3.1倍，纯棉燃烧变化则不明显。若以热释放速率峰值作为火灾危险性的判断依据，则织物在气压为60.5 kPa、氧浓度约为30.0%的条件下燃烧与在常压常氧下燃烧发生火灾的危险性相当。     

双环笼状磷酸酯阻燃环氧树脂的

利用锥形量热仪结合氧指数和垂直燃烧测试方法,研究了1-氧-4-羟甲基-2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环[2.2.2]辛烷(PEPA)阻燃双酚A缩水甘油醚型环氧树脂的阻燃性能及燃烧行为.结果表明:添加PEPA的环氧树脂体系阻燃性能明显提高,同时燃烧时的热释放速率、质量损失速率以及烟和有毒气体的释放量减少.PEPA是一种性能优异,对环境友好的膨胀型阻燃剂.     

典型固体可燃物燃烧特性的实验研究

选择具有代表性的聚甲醛丙烯酸甲脂和松木两种材料，采用基于耗氧原理的燃烧热释放速率测量方法，在不同的外加热流密度作用下利用锥型量热计系统对固体可燃物的热释放速率进行测量；分析了外加热流密度对固体可燃物热释放速率、燃烧产物中CO2的浓度和烟气的温度的影响；发现固体可燃物的燃烧放热过程与它们本身的结构特性密切相关，外加热流密度对固体可燃物的热释放速率有很大的影响。     

硅烷偶联剂改性茶皂素膨胀阻燃剂及涂料应用

采用硅烷偶联剂(KH-550)对茶皂素复合型膨胀阻燃剂(CTS-IFR)进行改性处理,并应用于阻燃涂料.考察了硅烷偶联剂改性茶皂素膨胀阻燃剂(SMTS-IFR)的制备工艺,采用FTIR和SEM对改性阻燃剂进行了结构表征,采用同步热分析仪测试了其热解性能,并对含该改性阻燃剂的阻燃涂料(SMTS-IFRC)进行了阻燃性能及燃烧性能分析.结果表明:硅烷偶联剂改性阻燃剂制备的适宜条件为改性温度80℃,反应时间4h,硅烷偶联剂用量2.5%(质量分数);所制改性阻燃剂中硅烷偶联剂与阻燃剂被证实发生了反应,形成了良好包覆,分散均匀,具有良好的热稳定性,且其高温残炭量明显增加;锥形量热试验结果表明,含该改性阻燃剂的阻燃涂料具有良好的耐火性能,且改性阻燃剂涂料试样燃烧过程中的平均热释放速率为62.29kW/m2,总热释放量为52.66kJ/m2,平均有效燃烧热为11.31kJ/kg,平均质量损失速率为0.046 91g/s,较未改性的阻燃剂涂料,其阻燃性能明显提高.