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地板燃烧性能的实验探究

日期:2019-07-24|作者:admin |人气:
  地板燃烧性能的实验探究,竹木地板是近几年才发展起来的一种新型建筑装饰材料 ,它以天然优质竹子为原料,经过二十几道工序 ,脱去竹子原浆汁 , 经高温高压拼压, 再经过表面涂漆,较后烘干而成。竹地板以其纹理通直 、色调高雅 、尺寸稳定性、力学强度好 、经久耐用等优势, 深得国内外消费者喜爱 。火灾过程中,可燃的地板不仅提供大量的火灾荷载,而且大大增加了有毒烟气的释放,使火灾危害加大。2002年 12月 17日,在距克里姆林官 500米的莫斯科柴可夫斯基 国立音乐学院发火灾的主要原因是主楼使用 了木质地板。正确评价地板在室内火灾发生、发展中所起的作用具有十分重要的意义。本文采用锥形量热计对市场上几种不同产地、不同品牌的实木、竹制 、复合地板的燃烧性能进行了初步探讨。
  地板燃烧性能的实验探究
  木材的燃烧可分为两个阶段,即可燃性气体产物的有焰燃烧阶段和木炭 的无焰燃烧阶段。在有焰燃烧阶段 ,木材表面析 出的可燃性气体阻隔了氧,使得木炭处于炙热的非燃烧态 ,这个阶段温度高、时间短 火势蔓延快。在有焰燃烧接近尾声时,空气开始向木炭表面和内部扩散 、渗透 ,有焰燃烧和无焰燃烧并存。此后转入木炭的无焰燃烧,这个阶段温度低 、时间长、火势发展慢 。

  实验过程:
  在实验中,将试样用铝箔包裹其背面和侧面以减少质量损失 。为了保证平表面燃烧 ,用不锈钢网栅夹住试样 。实验时 ,试样 的背部垫有一种厚 13mm,密度为 650kg/m。的热阻很大的陶瓷纤维毯以保证标准的背面热边界条件。为了能较好反映实际火灾中的热辐射变化,本文试验采用的热辐射分别为 25kW/m2、35kW/m。、40kW/m。、5okw/m。的辐射 强度进行实验,对比三种样品的燃烧性能。

  地板的热释放速率:
  材料的热释放速率是指单位面积样 品释放热量的速率,以 kw/m。为单位。锥形量热仪可给出材料燃烧过程 的 HRR随时间的动态变化[1]。HRR是zui重要的火行为参数之一 ,被定义为火强度。图 2是辐射强度 50kW/m。下三种地板的热释放速率曲线 。点燃后由于易燃的热解产物快速燃烧形成di一个陡峭的峰,随着木材的碳化,炭层 的阻隔作用使得热释放速率减小。如果木材足够厚 ,热释放速率将处于一个稳定的状态。但地板的厚度有限,在燃烧结束前剩余的木材温度会迅速升高 ,使得热解速度加快 ,从而产生了第二个峰。复合地板和实木地板 的热释放速率基本重合,说明有很相似的释热性能。图 3为不同辐射功率下复合地板 的热释放速率 ,可以看出,热释放速率随辐射强度的增加而增加 ,且峰值明显提前。本试验中数据来源单次实验结果,难免有误差存在 。

  材料的质量损失:
  地板的质量在燃烧过程中的任意时刻 ,辐射功率大的质量小。材料在燃烧时质量损失的变化速度,以g/s为单位。它反 映了材料在特定条件下的燃烧 速度 ,同时也可从其曲线中获得某一定时间下的残余物含量 。相同条件下,材料燃烧时的质量损失越大说明材料越易燃烧 ,火焰蔓延越快。
  从对比表 2的数据看,三种地板的质量损失速率比较接近,说明三者燃烧时的火焰蔓延速度差别不大。

  发烟量及烟气毒气:
  聚合物燃烧时的发烟量是衡量材料火灾安全性的又 一 重 要 参 数[2]。锥 形 量 热 仪 以 比消 光 面积(SEA)来表示材料发烟量 。近年来建筑火灾中丧生的人 ,8O 以上是因为吸人了火场有毒气体而死 引。由表 1可以看出,复合地板的比消光面积随着辐射强度的增大而减小,主要因为地板随辐射功率的增大而完全燃烧 ,释放的烟气量就将降低,符合一般规律 。但当辐射功率达到 50kW/m。时,比消光 面积较大,说明在这个辐射功率下地板的平均热分解速率大于平均燃烧速率,使得热分解产物燃烧不完全 ,造成烟气量大于别的辐射功率下地板的烟气量。由表 2可知,实木地板和竹地板的比消光面积明显大于复合地板,说明在火灾情况下具有更高的危险性。

  材料的点燃性能:
  锥形量热计测定的点燃时间是指样品从受辐射加热起,到表面有发光火焰燃烧时所维持点燃的时间,以 s为单位。由表 1可知同种试样在不同辐射强度下的点燃时间随着辐射强度的增加而减少 。

  结论:
  地板的热释放速率 曲线呈“马鞍状”,具有两个峰,复合地板和实木地板的热释放速率曲线重叠性很好 ,二者具有相似的热释性能。竹地板di一个热释峰值略高于另外两种地板 ,但第二个峰值却略低于它们。热释放速率随辐射强度的增加而增加 ,且峰值出现时问也随辐射功率的增大而明显提前。
  在辐射功率较小 的情况下 ,地板 比消光 面积 …随辐射强度增大而减小。相同辐射功率下 ,竹地板和实木地板的比消光面积分别 比复合地板高 29.3 、42.5 ,它们在火灾中的烟气危害性相应较大。
  地板点燃时间随辐射功率的增大而明显减小。相同辐射功率下竹制地板点燃时间较小 ,相应其较容易发生轰然现象 ,其引燃危险性要大于实木地板和复合地板。

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