建筑保温材料燃烧性能分级试验研究.pdf

-56-esearch&Explore研究探索R工程质量第41卷建筑保温材料燃烧性能分级试验研究江宏玲1，2（1.安徽省水利部淮河水利委员会水利科学研究院，安徽 合肥 230088；2.安徽省建筑工程质量监督检测站，安徽 合肥 230088）【摘要】在建筑节能的背景下，建筑保温材料如今得到广泛应用。但频发的建筑火灾事故，为外墙保温系统的防火安全性敲响了警钟。为继续推进建筑节能工作的开展，提升建筑保温材料的安全性能，须对其燃烧性能进行分级试验研究。论文依据 GB 86242012建筑材料及制品燃烧性能分级 中规定的试验方法，以几种常见的建筑保温材料为例，开展燃烧性能检测，并分析其燃烧等级，研究结果有助于合理选择外墙保温材料，并对加强保温材料的防火措施提供参考。【关键词】保温材料；燃烧性能；分级【中图分类号】TU551【文献标志码】A【文章编号】16713702（2023）070056040引言随着建筑节能的大力推行，外墙保温材料在建筑节能领域得到广泛应用，但同时由保温材料引发的火灾事故时有发生，使各类建筑保温材料的燃烧性能成为社会热议的话题1，2。强制性标准 GB 86242012 建筑材料及制品燃烧性能分级 已于 2013 年 10 月正式实施，新版建筑材料及制品燃烧性能分级的修订，更正了以往版本标准燃烧性能分级过细的问题3。论文以目前市场上应用较为广泛的几种建筑保温材料为例，依据分级标准中的试验方法进行燃烧性能的分级研究4。研究结果有助于典型外墙保温材料的合理使用及制定相应的阻燃措施。1试验设备燃烧性能试验依据不同分级，常用的仪器设备为A1 级（不燃性测试炉、建材燃烧热值试验仪）、A2 级基金项目：安徽省建筑工程 质量监督检测站专题科 研项目（JZKY202101）作者简介：江宏玲，女，工程师，主要研究方向为暖通空调及建筑节能检测。Graded Experimental Study on Combustion Performance of Building Insulation MaterialsJIANG Hongling1，2（1.Anhui Water Resource Research Institute，Hefei Anhui 230088，China；2.Anhui Province Construction Engineering Quality Supervision and Inspection Station，Hefei Anhui 230088，China)）Abstract：In the context of building energy conservation，building insulation materials are now widely used.However，frequent building fire accidents ring an alarm bell for the fire safety of exterior wall insulation system.In order to further promote the work of building energy conservation and improve the safety performance of building insulation materials，it is necessary to carry out graded test research on their combustion performance.Article on the basis of the construction materials and products of combustion performance classification(GB 8624-2012)specified in the test method of several kinds of common building insulation materials，for example，to carry out the combustion performance testing，and analyzes their level of combustion，the results will help to choose the external wall thermal insulation material，and fire prevention measures of strengthening heat preservation material has a guiding significance.Keywords：thermal insulation material；combustion performance；classificationesearch&Explore研究探索R2023年第41卷第7期-57-第7 期（不燃性测试炉或建材燃烧热值试验仪、SBI 单体燃烧试验仪）、B1 级和 B2 级（建材可燃性试验箱、SBI 单体燃烧试验仪）。如图 1 所示为不燃性测试炉，试验用于确定不会燃烧或不会明显燃烧的建筑制品，试验结果包括在特定遇火条件下，建筑材料的质量损失、火焰持续时间和温升。如图 2 所示为建材燃烧热值试验仪，试验测定制品完全燃烧后的最大热释放总量，试验结果为试样燃烧的总热值，可以反映出材料的自然属性，即总热值不会因材料尺寸大小和所处状态的变化而变化，这是表征建筑材料潜在火灾隐患的重要参数。如图 3 所示为 SBI 单体燃烧试验仪，试验模拟制造单个燃烧体火源，通过自动检测及目测的方法，得到所需的试验参数，测试制品对火灾反应的性能，整个过程约 20 min。试验结果包括燃烧增长速率指数、热释放量、产烟量、火焰横向蔓延情况、以及燃烧颗粒物和滴落物的生成情况。如图 4 所示为建材可燃性试验箱，试验用于评估制品与小火焰接触时的可燃性，试验结果包括试样引燃情况、焰尖高度和滤纸引燃情况（点火方式包括表面点火和边缘点火）。2制样及分级判据选取 7 组典型的建筑保温材料作为样品，包括有机保温材料（模塑聚苯板 EPS、挤塑聚苯板 XPS、聚氨酯泡沫塑料保温板、保温橡塑板等），及无机保温材料（泡沫玻璃保温板、水泥发泡板、岩棉建筑保温板等），所选样品均为匀质材料，依据 GB 86242012建筑材料及制品燃烧性能分级中关于平板状建筑材料的试验方法进行试验。不燃性试样共 5 组试件，4550 mm 的圆柱形；坩埚法燃烧热值试样共 3 组试件各 0.5 g，精确到 0.1 mg，通过研磨得到细粉末样品；单体燃烧试样各 3 组短翼加长翼制品，尺寸分别为（4955）mm（1 5005）mm、（1 5005）mm（1 0005）mm；可燃性试样每种点火方式（边缘点火、表面点火）均取 6 块 250 mm90 mm 的试样，分别在样品的横向和纵向切制。图 1不燃性测试炉图 4建材可燃性试验箱图 2建材燃烧热值试验仪图 3SBI 单体燃烧试验仪江宏玲：建筑保温材料燃烧性能分级试验研究-58-esearch&Explore研究探索R工程质量第41卷GB 86242012 建筑材料及制品燃烧性能分级中关于平板状建筑材料及制品的燃烧性能等级和分级依据有明确的表格说明5。其中A级（不燃材料）分为 A1 级和 A2 级，A1 级进行不燃性和燃烧热值的试验；A2 级进行不燃性或燃烧热值的试验，及单体燃烧试验。B1 级（难燃材料）分为 B 级和 C 级，主要进行可燃性和单体燃烧试验。B2 级（可燃材料）主要进行可燃性试验。B3 级（易燃材料）则无性能要求。从不同的燃烧性能级别名称便可知，A 级燃烧性能等级最高；B1 级次之，火焰蔓延相对较慢；B2 级再次之，遇火即发生火灾蔓延；B3 级火灾危险性最大。3试验结果对选取的 7 组典型建筑墙体保温板样品分别进行不燃性试验，其中 4 组有机类保温材料（模塑聚苯板 EPS、挤塑聚苯板 XPS、聚氨酯泡沫塑料保温板、保温橡塑板）均燃烧起火且伴有浓烟产生，模塑聚苯板 EPS 和挤塑聚苯板 XPS 从点燃至燃尽仅短短十多秒；另 3 组无机类保温材料（泡沫玻璃保温板、水泥发泡板、岩棉建筑保温板）均未燃烧起火，且炉内温升和质量损失率也相对较小。试验结果如表 1 所示。对选取的 7 组典型建筑保温材料样品分别进行燃烧热值试验，有机保温材料和无机保温材料的热值不在同一数量级，相差较大，试验结果如表 2 所示。综合表 1 的不燃性和表 2 的燃烧热值结果，可知选取的 3 组无机保温材料燃烧性能均达到了 A1 级。依据表 1、表 2 的试验结果，针对其中的 4 组有机保温材料，分别再做 SBI 单体燃烧试验及可燃性试验，试验结果如表 3、表 4 所示。表 1不燃性试验结果试验方法样品名称炉内温升T/燃烧持续时间 tf/s质量损失率/%不燃性GB/T 5464模塑聚苯板 EPS样品燃尽时间 16 s100挤塑聚苯板 XPS样品燃尽时间 15 s100聚氨酯泡沫塑料保温板439486保温橡塑板462478泡沫玻璃保温板506水泥发泡板6017岩棉建筑保温板304表 2燃烧热值试验结果试验方法样品名称结果 1结果 2结果 3平均值燃烧热值 PCS/（MJkg-1）燃烧热值GB/T 14402模塑聚苯板 EPS35.7936.0335.8835.90挤塑聚苯板 XPS33.6734.0133.8633.84聚氨酯泡沫塑料保温板18.2518.3418.2618.28保温橡塑板13.2113.5413.3313.36泡沫玻璃保温板0.390.420.400.40水泥发泡板0.350.360.330.35岩棉建筑保温板0.710.730.750.73表 3单体燃烧试验结果试验方法样品名称燃烧增长速率指数FIGRA 0.2MJ/（Ws-1）燃烧增长速率指数FIGRA0.4MJ/（Ws-1）火焰蔓延是否达到试件边缘总发热量THR600s/MJ单体燃烧GB/T 20284模塑聚苯板EPS163163火焰未蔓延至试件边缘5挤塑聚苯板XPS161161火焰未蔓延至试件边缘13聚氨酯泡沫塑料保温板342251火焰未蔓延至试件边缘2保温橡塑板483240火焰未蔓延至试件边缘表 4可燃性试验结果试验方法样品名称焰尖高度 Fs/mm（60 s 内）燃烧滴落物引燃滤纸（60 s 内）可燃性GB 8626模塑聚苯板 EPS150无燃烧滴落物产生挤塑聚苯板 XPS150无燃烧滴落物产生聚氨酯泡沫塑料保温板150无燃烧滴落物产生保温橡塑板150无燃烧滴落物产生-59-第7 期上述单体燃烧试验中，模塑聚苯板 EPS 在点燃后发生熔化、收缩，并伴随大量滴落物；聚氨酯泡沫塑料保温板燃烧过程中有极具刺激性的气味产生，其与保温橡塑板在试验过程中均有大量烟气产生。上述可燃性试验中，模塑聚苯板 EPS 和挤塑聚苯板 XPS 由于燃烧受热发生了材料熔化、收缩现象，而聚氨酯泡沫塑料保温板和保温橡塑板则由于高温条件下热分解出现了较为严重的炭化现象。综合表 3 的单体燃烧和表 4 的可燃性试验结果，可知选取的 4 组有机保温材料燃烧性能均达到了 B1 级。4结果分析综合以上试验数据，对照 GB 86242012建筑材料及制品燃烧性能分级 中规定的各燃烧等级的分级判据，得到试验过程中 7 组典型样品的燃烧性能等级，如表 5 所示。5结语通过对 7 组典型有机和无机保温材料的燃烧性能试验及数据分析，可以得出以下结论。几种无机保温材料的燃烧性能等级均能达到 A1 级，几种有机保温材料的燃烧性能等级均为 B1 级，就燃烧性能而言，无机保温材料优于有机保温材料。在实际工程应用中，影响建筑保温材料燃烧性能等级的因素较多，对于一些有机保温材料，除考虑其燃烧性能等级之外，还应全面了解其它燃烧情况。如聚氨酯泡沫塑料保温板，对其燃烧产生的刺激性气味也应给予充分重视；如模塑聚苯板 EPS，燃烧时产生的大量滴落物可能会被再次引燃，必须做好防护工作。建筑保温材料的燃烧性能固然重要，但在实际应用中，不能一味只强调其防火性能，而忽略了其他节能参数，这就会导致建筑节能的初衷本末倒置，还应考虑热工效果、整体效益等综合因素的影响。Q参考文献 1 张孝明.建筑外墙保温材料燃烧性能研究J.信息记录材料，2021，22（4）：627.2陈现景，李红菊，刘建志，等.外墙保温材料的燃烧性能研究J.山东工业技术，2019，38（3）：120，163.3刘文逸.建筑保温材料燃烧性能等级研究及分级试验J.建筑技术开发，2018，45（19）：117119.4张飞，潘艳，周杨，等.外墙保温材料的研究进展及存在问题J.建筑节能，2019，47（11）：8385.5公安部四川消防研究所.建筑材料及制品燃烧性能分级：GB 86242012S.北京：中国标准出版社，2012.表 5燃烧性能等级样品名称燃烧性能等级模塑聚苯板 EPS难燃 B1（C）挤塑聚苯板 XPS难燃 B1（C）聚氨酯泡沫塑料保温板难燃 B1（C）保温橡塑板难燃 B1（C）泡沫玻璃保温板不燃 A（A1）水泥发泡板不燃 A（A1）岩棉建筑保温板不燃 A（A1）11结语随着科学技术的进步，人工挖孔桩在工程中的使用技术逐渐成熟，这种技术具有操作简单，应用范围广，安全性高，造价合理的优势，受到建筑行业的青睐。本文通过实例剖析人工挖孔桩在中分化泥岩中的应用，通过第三方检测证明，人工挖孔桩的质量可靠有保障，使得整个建筑工程质量有保障，这既促进了建筑业的迅速（上接第 50 页）发展，又取得了较好的经济效益。Q参考文献 1 中国建筑科学研究院.建筑桩基技术规范：JGJ 942008S.北京：中国建筑工业出版社，2008.2刘金励，高文生，邱明兵.建筑桩基技术规范应用手册M.北京：中国建筑工业出版社，2010.江宏玲：建筑保温材料燃烧性能分级试验研究