地板燃燒性能的實(shí)驗(yàn)探究
2025年09月02日 08:38:16
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地板燃燒性能的實(shí)驗(yàn)探究
地板燃燒性能的實(shí)驗(yàn)探究，竹木地板是近幾年才發(fā)展起來(lái)的一種新型建筑裝飾材料 ,它以天然優(yōu)質(zhì)竹子為原料,經(jīng)過(guò)二十幾道工序 ,脫去竹子原漿汁 , 經(jīng)高溫高壓拼壓, 再經(jīng)過(guò)表面涂漆,較后烘干而成。竹地板以其紋理通直 、色調(diào)高雅 、尺寸穩(wěn)定性、力學(xué)強(qiáng)度好 、經(jīng)久耐用等優(yōu)勢(shì), 深得國(guó)內(nèi)外消費(fèi)者喜愛(ài) 。火災(zāi)過(guò)程中，可燃的地板不僅提供大量的火災(zāi)荷載，而且大大增加了有毒煙氣的釋放，使火災(zāi)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 國(guó)立音樂(lè)學(xué)院發(fā)火災(zāi)的主要原因是主樓使用 了木質(zhì)地板。正確評(píng)價(jià)地板在室內(nèi)火災(zāi)發(fā)生、發(fā)展中所起的作用具有十分重要的意義。本文采用錐形量熱計(jì)對(duì)市場(chǎng)上幾種不同產(chǎn)地、不同品牌的實(shí)木、竹制 、復(fù)合地板的燃燒性能進(jìn)行了初步探討。
地板燃燒性能的實(shí)驗(yàn)探究
木材的燃燒可分為兩個(gè)階段，即可燃性氣體產(chǎn)物的有焰燃燒階段和木炭 的無(wú)焰燃燒階段。在有焰燃燒階段 ，木材表面析 出的可燃性氣體阻隔了氧，使得木炭處于炙熱的非燃燒態(tài) ，這個(gè)階段溫度高、時(shí)間短 火勢(shì)蔓延快。在有焰燃燒接近尾聲時(shí)，空氣開(kāi)始向木炭表面和內(nèi)部擴(kuò)散 、滲透 ，有焰燃燒和無(wú)焰燃燒并存。此后轉(zhuǎn)入木炭的無(wú)焰燃燒，這個(gè)階段溫度低 、時(shí)間長(zhǎng)、火勢(shì)發(fā)展慢 。
實(shí)驗(yàn)過(guò)程：
在實(shí)驗(yàn)中，將試樣用鋁箔包裹其背面和側(cè)面以減少質(zhì)量損失 。為了保證平表面燃燒 ，用不銹鋼網(wǎng)柵夾住試樣 。實(shí)驗(yàn)時(shí) ，試樣 的背部墊有一種厚 13mm，密度為 650kg／m。的熱阻很大的陶瓷纖維毯以保證標(biāo)準(zhǔn)的背面熱邊界條件。為了能較好反映實(shí)際火災(zāi)中的熱輻射變化，本文試驗(yàn)采用的熱輻射分別為 25kW／m2、35kW／m。、40kW／m。、5okw／m。的輻射 強(qiáng)度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)比三種樣品的燃燒性能。
地板的熱釋放速率：
材料的熱釋放速率是指單位面積樣 品釋放熱量的速率，以 kw／m。為單位。錐形量熱儀可給出材料燃燒過(guò)程 的 HRR隨時(shí)間的動(dòng)態(tài)變化[1]。HRR是zui重要的火行為參數(shù)之一 ，被定義為火強(qiáng)度。圖 2是輻射強(qiáng)度 50kW／m。下三種地板的熱釋放速率曲線 。點(diǎn)燃后由于易燃的熱解產(chǎn)物快速燃燒形成di一個(gè)陡峭的峰，隨著木材的碳化，炭層 的阻隔作用使得熱釋放速率減小。如果木材足夠厚 ，熱釋放速率將處于一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)。但地板的厚度有限，在燃燒結(jié)束前剩余的木材溫度會(huì)迅速升高 ，使得熱解速度加快 ，從而產(chǎn)生了第二個(gè)峰。復(fù)合地板和實(shí)木地板 的熱釋放速率基本重合，說(shuō)明有很相似的釋熱性能。圖 3為不同輻射功率下復(fù)合地板 的熱釋放速率 ，可以看出，熱釋放速率隨輻射強(qiáng)度的增加而增加 ，且峰值明顯提前。本試驗(yàn)中數(shù)據(jù)來(lái)源單次實(shí)驗(yàn)結(jié)果，難免有誤差存在 。
材料的質(zhì)量損失：
地板的質(zhì)量在燃燒過(guò)程中的任意時(shí)刻 ，輻射功率大的質(zhì)量小。材料在燃燒時(shí)質(zhì)量損失的變化速度，以g／s為單位。它反 映了材料在特定條件下的燃燒 速度 ，同時(shí)也可從其曲線中獲得某一定時(shí)間下的殘余物含量 。相同條件下，材料燃燒時(shí)的質(zhì)量損失越大說(shuō)明材料越易燃燒 ，火焰蔓延越快。
從對(duì)比表 2的數(shù)據(jù)看，三種地板的質(zhì)量損失速率比較接近，說(shuō)明三者燃燒時(shí)的火焰蔓延速度差別不大。
發(fā)煙量及煙氣毒氣：
聚合物燃燒時(shí)的發(fā)煙量是衡量材料火災(zāi)安全性的又 一 重 要 參 數(shù)[2]。錐 形 量 熱 儀 以 比消 光 面積(SEA)來(lái)表示材料發(fā)煙量 。近年來(lái)建筑火災(zāi)中喪生的人 ，8O 以上是因?yàn)槲肆嘶饒?chǎng)有毒氣體而死 引。由表 1可以看出，復(fù)合地板的比消光面積隨著輻射強(qiáng)度的增大而減小，主要因?yàn)榈匕咫S輻射功率的增大而燃燒 ，釋放的煙氣量就將降低，符合一般規(guī)律 。但當(dāng)輻射功率達(dá)到 50kW／m。時(shí)，比消光 面積較大，說(shuō)明在這個(gè)輻射功率下地板的平均熱分解速率大于平均燃燒速率，使得熱分解產(chǎn)物燃燒不 ，造成煙氣量大于別的輻射功率下地板的煙氣量。由表 2可知，實(shí)木地板和竹地板的比消光面積明顯大于復(fù)合地板，說(shuō)明在火災(zāi)情況下具有更高的危險(xiǎn)性。
材料的點(diǎn)燃性能：
錐形量熱計(jì)測(cè)定的點(diǎn)燃時(shí)間是指樣品從受輻射加熱起，到表面有發(fā)光火焰燃燒時(shí)所維持點(diǎn)燃的時(shí)間，以 s為單位。由表 1可知同種試樣在不同輻射強(qiáng)度下的點(diǎn)燃時(shí)間隨著輻射強(qiáng)度的增加而減少 。
結(jié)論：
地板的熱釋放速率 曲線呈“馬鞍狀”，具有兩個(gè)峰，復(fù)合地板和實(shí)木地板的熱釋放速率曲線重疊性很好 ，二者具有相似的熱釋性能。竹地板di一個(gè)熱釋峰值略高于另外兩種地板 ，但第二個(gè)峰值卻略低于它們。熱釋放速率隨輻射強(qiáng)度的增加而增加 ，且峰值出現(xiàn)時(shí)問(wèn)也隨輻射功率的增大而明顯提前。
在輻射功率較小 的情況下 ，地板 比消光 面積 …隨輻射強(qiáng)度增大而減小。相同輻射功率下 ，竹地板和實(shí)木地板的比消光面積分別 比復(fù)合地板高 29．3 、42．5 ，它們?cè)诨馂?zāi)中的煙氣危害性相應(yīng)較大。
地板點(diǎn)燃時(shí)間隨輻射功率的增大而明顯減小。相同輻射功率下竹制地板點(diǎn)燃時(shí)間較小 ，相應(yīng)其較容易發(fā)生轟然現(xiàn)象 ，其引燃危險(xiǎn)性要大于實(shí)木地板和復(fù)合地板。
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