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阻燃性能检测报告中的各项指标分别代表什么意思

三方检测机构-房工 2023-04-02

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阻燃性能检测报告是评估材料防火安全的核心文件,里面的各项指标直接反映材料在燃烧过程中的“抗燃能力”“蔓延速度”“烟雾危害”等关键特性。然而,对于非专业人士来说,“LOI≥30%”“V-0级”“PHRR≤150kW/m²”这些指标往往像“密码”——看不懂但又关系到安全。本文将拆解阻燃报告中的核心指标,用通俗的语言解释每个指标的定义、测试方法和实际意义,帮助你读懂材料的“防火基因”。

氧指数(LOI):材料燃烧的“氧气门槛”

我们常说的氧指数(Limiting Oxygen Index,简称LOI),是阻燃检测中最基础的指标之一,它代表材料在氮氧混合气体中维持燃烧所需的最低氧气体积分数。简单来说,就是材料“烧起来”需要的最少氧气量——氧指数越高,材料越难燃。

测试氧指数时,工作人员会将样品固定在透明燃烧筒中,逐渐调整筒内的氧氮比例:从低氧浓度开始,用点火器点燃样品顶端,观察是否能维持燃烧30秒或燃烧长度超过50mm。当找到刚好能维持燃烧的最低氧浓度,就是这款材料的LOI值。

从数值上看,LOI<21%的材料属于“易燃”,比如普通聚乙烯的LOI约17%,一点就着;LOI在21%-27%之间是“可燃”,比如ABS塑料的LOI约18%-20%;LOI>27%则是“难燃”,比如阻燃PC塑料的LOI可达30%以上。

氧指数的意义在于快速判断材料的“抗燃基础能力”,比如建筑用保温材料要求LOI≥30%,就是为了避免在空气中轻易燃烧;而阻燃布料的LOI通常在28%以上,能有效降低衣物起火的风险。

UL94水平/垂直燃烧等级:塑料的“防火分级表”

如果你看过塑料产品的阻燃报告,一定见过“V-0”“HB”这样的等级——这是美国UL实验室制定的UL94标准,专门评估塑料材料的水平和垂直燃烧性能,也是全球最常用的塑料阻燃分级体系。

先讲水平燃烧(HB级):测试时将样品水平放置,点燃一端,观察燃烧速度。HB级的要求是:样品厚度≤3mm时,燃烧速度≤76mm/min;厚度>3mm时,燃烧速度≤38mm/min,或者燃烧到样品100mm标记处前熄灭。这种等级的材料适用于低防火要求的场景,比如普通家电外壳。

再看垂直燃烧(V系列),分为V-2、V-1、V-0三个等级,测试条件更严格:将样品垂直固定,用火焰点燃10秒,移开火焰后观察续燃时间和滴落物。V-2级要求续燃≤30秒,允许滴落物引燃下方的棉花;V-1级续燃≤30秒,但滴落物不能引燃棉花;V-0级是最高等级,续燃≤10秒,且没有滴落物引燃棉花(部分标准允许续燃≤30秒,但滴落物必须不引燃)。比如阻燃ABS塑料常能达到V-0级,用于消防设备外壳。

UL94等级的意义在于“量化塑料的抗燃能力”,比如汽车内饰材料要求至少达到V-1级,就是为了避免碰撞时产生的火花引燃内饰,减少火灾风险;而儿童玩具的塑料部件通常要求V-0级,防止孩子玩耍时接触火源引发危险。

峰值热释放速率(PHRR):材料燃烧的“热量爆发值”

如果说氧指数是“能不能烧”,那热释放速率(Heat Release Rate,HRR)就是“烧起来有多猛”——它代表材料燃烧时单位时间释放的热量,而峰值热释放速率(Peak HRR,简称PHRR)则是燃烧过程中热量输出的最大值。

测试PHRR常用“锥型量热仪”:将样品放在锥形辐射热源下(模拟火灾中的热辐射),用点火器点燃,同时测量释放的热量和烟雾。PHRR的单位是kW/m²,数值越低,说明材料燃烧时的“热量爆发”越小,越不容易引发火灾蔓延。

比如建筑用防火板材,要求PHRR≤150kW/m²——因为如果板材的PHRR太高,一旦起火,会快速释放大量热量,引燃周围的家具、窗帘,导致火灾扩大;再比如汽车座椅材料,PHRR≤200kW/m²是常见要求,目的是在碰撞起火时,给乘客留出更多逃生时间。

和PHRR一起的还有“热释放总量(THR)”,指燃烧全过程释放的总热量。THR越低,材料的“总火灾负荷”越小,比如阻燃地毯的THR要求≤5MJ/m²,就是为了减少火灾中的总热量积累,降低火势升级的可能。

烟密度与烟释放速率:看不见的“火灾杀手”

很多人不知道,火灾中80%的死亡是因为烟雾——烟雾中的有毒气体(如一氧化碳)会导致窒息,而高浓度烟雾会降低能见度,阻碍逃生。因此,烟密度和烟释放速率是阻燃报告中“保命的指标”。

烟密度的测试用“烟密度箱”:将样品放在密封箱内点燃,用光电池测量箱内光线的衰减程度,计算最大烟密度(MSD,单位是%)。MSD越高,说明烟雾越浓,比如建筑用PVC地板要求MSD≤75%,就是为了在火灾时保持走廊的能见度,让逃生者能找到出口。

烟释放速率(Rate of Smoke Release,RSR)则是单位时间内释放的烟雾量,单位是m²/s。RSR峰值越低,烟雾扩散的速度越慢,比如酒店窗帘的RSR要求≤0.1m²/s,这样即使窗帘起火,烟雾也不会快速充满房间,给客人留出逃生时间。

举个例子:阻燃羊毛地毯的MSD约50%,而普通羊毛地毯的MSD可达90%——前者在火灾中产生的烟雾更淡,能让逃生者更容易呼吸,也更容易找到楼梯口;而后者的烟雾会快速笼罩房间,增加窒息风险。

火焰传播指数(FPI):建筑材料的“火焰扩散速度计”

对于墙布、吊顶这类建筑装饰材料,最关键的指标不是“会不会烧”,而是“烧起来后会不会快速蔓延”——这就是火焰传播指数(Flame Propagation Index,FPI)的作用,它衡量材料在热辐射下,火焰沿表面传播的速度和范围。

FPI的测试依据GB 8624《建筑材料及制品燃烧性能分级》:将样品放在倾斜的支架上,用辐射热源(比如丙烷燃烧器)照射样品下端,点燃后记录火焰蔓延的距离和时间,计算火焰传播指数。FPI的数值越小,火焰传播越慢。

比如吊顶用的矿棉板,FPI要求≤25——因为吊顶是火灾中火焰向上蔓延的主要路径,如果FPI太高,火焰会快速从客厅蔓延到卧室,切断逃生通道;再比如公共场所的墙布,FPI≤15是常见要求,就是为了限制火焰在墙面的扩散,避免火灾从一个房间蔓延到整个楼层。

火焰传播指数的意义在于“控制火灾的蔓延路径”,很多建筑消防规范都会明确要求装饰材料的FPI值,比如商场的吊顶材料必须达到FPI≤20,否则无法通过消防验收;而医院的墙布要求FPI≤10,确保病人能安全撤离。

续燃时间、阴燃时间与炭化长度:基础指标的“安全密码”

在纺织品、纸张、木材等材料的阻燃报告中,常能看到“续燃时间≤5秒”“炭化长度≤100mm”这样的指标——这些是最基础的燃烧性能指标,直接反映材料“脱离火源后的燃烧状态”。

续燃时间:指移除点火源后,材料继续有火焰燃烧的时间;阴燃时间:指续燃结束后,材料没有火焰但仍在燃烧(闷烧)的时间;炭化长度:指燃烧后材料炭化部分的最大长度。这三个指标的数值越小,材料的“自熄能力”越强。

比如消防服的续燃时间要求≤2秒——因为消防队员在火场中可能会碰到火焰,续燃时间短能避免衣服继续燃烧,保护皮肤;再比如图书馆的窗帘,要求阴燃时间≤0秒(即没有阴燃),这样即使窗帘被烟头引燃,也不会闷烧导致火灾扩大,保护书籍和建筑结构。

炭化长度的意义在于“评估材料的燃烧范围”,比如飞机上的毛毯要求炭化长度≤150mm,这样即使毛毯被点燃,燃烧的范围也不会太大,减少对乘客的威胁;而学校的课桌布要求炭化长度≤100mm,防止学生不小心点燃桌布后,火焰蔓延到书本或书包。

灼热丝引燃温度(GWIT)与起燃温度(GWFI):电器材料的“抗热底线”

电器产品的阻燃报告中,常会提到“GWIT≥750℃”“GWFI≥850℃”——这两个指标来自IEC 60695标准的灼热丝测试,专门评估电器材料抗“热表面引燃”的能力,是电器安全的重要保障。

灼热丝引燃温度(Glow Wire Ignition Temperature,GWIT):用规定温度的灼热丝(比如700℃)接触样品,观察是否会引燃样品(即产生火焰)。GWIT是刚好能引燃样品的最低灼热丝温度,数值越高,材料越不容易被热表面引燃。

灼热丝起燃温度(Glow Wire Flammability Index,GWFI):同样用灼热丝接触样品,但要求样品起燃后,火焰在30秒内熄灭,且没有滴落物引燃下方的棉花。GWFI是刚好满足这个条件的最高灼热丝温度,数值越高,材料的抗热燃烧能力越强。

比如电热水壶的底座外壳,长期接触发热元件(温度约600℃),如果GWIT≤600℃,就会被发热元件引燃,导致火灾;因此,电热水壶外壳的GWIT要求≥750℃,GWFI≥850℃,才能保证使用安全。再比如手机充电器的外壳,GWIT要求≥700℃,防止充电时发热引燃外壳。

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