防火涂料燃烧性能检测的核心指标及判定准则

防火涂料是建筑防火体系中控制火灾蔓延、保护结构安全的关键功能性材料，其燃烧性能直接决定了火灾发生时的烟气扩散、温度升高及火焰传播速度。准确评估燃烧性能的核心，在于明确反映材料火灾行为的关键指标，以及基于这些指标的科学判定准则——这不仅是规范涂料生产的技术依据，更是保障建筑防火安全的重要防线。本文将系统拆解防火涂料燃烧性能检测的核心指标，并阐释其对应的判定逻辑。

燃烧增长率指数（FIGRA）：火灾初期蔓延速度的量化标尺

燃烧增长率指数（FIGRA）是衡量防火涂料在火灾初期热释放速率增长快慢的核心指标，其定义为热释放速率曲线的斜率（通常取总热释放量达到0.2MJ时的斜率，即FIGRA₀.₂ₘⱼ），单位为W/s。该指标直接反映火灾从“初期引燃”到“快速发展”的过渡速度——FIGRA值越小，热释放速率增长越慢，留给人员逃生和灭火的时间越充足。

根据GB 14907-2018《建筑钢结构防火涂料》及GB 8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》要求，不同等级的涂料有明确限值：B1级（难燃性）FIGRA₀.₂ₘⱼ≤120W/s，B2级（可燃性）≤250W/s。例如，某B1级薄型防火涂料的FIGRA₀.₂ₘⱼ测试值为105W/s，说明其初期热释放增长缓慢，不易快速引发火势蔓延。

FIGRA的测试需用锥形量热仪法（GB/T 16172-2007），通过持续测量热释放速率（HRR）曲线计算得出。测试中试样需承受35kW/m²的恒定辐射强度，模拟火灾热辐射环境，确保结果贴近实际场景。

总热释放量（THR）：火灾能量累积的终极衡量

总热释放量（THR）是试样在1200s内释放的总热量（单位MJ），反映燃烧过程的总能量——THR越大，释放热量越多，越易引燃周围可燃物。

GB 14907-2018规定：B1级涂料THR₁₂₀₀ₛ≤7.5MJ，B2级≤15MJ。例如，某厚型防火涂料的THR₁₂₀₀ₛ为6.8MJ，符合B1级要求——即使被引燃，总热量也不足以快速加热环境，降低火灾扩大风险。

THR通过积分热释放速率曲线得到，不仅与材料热值有关，还与燃烧持续时间相关：即使单位质量热值高，若燃烧慢、时间短，THR也可能达标。因此，THR是对“能量总量”的综合评估。

火焰传播速率：燃烧扩散的直观体现

火焰传播速率是衡量涂料表面火焰蔓延速度的指标，通过隧道法（GB/T 16172-2007）或辐射板法（GB/T 11785-2005）测试：点燃试样一端后，测量火焰前沿的推进距离或时间。

GB 8624-2012要求：B1级火焰传播距离≤150mm（隧道法，10min内），B2级≤300mm。例如，某内墙防火涂料的火焰传播距离为120mm，说明即使局部引燃，火焰也不会快速扩散至整个墙面或天花板。

该指标的意义在于“可视化”火灾蔓延风险：火焰传播快的涂料，可能在短时间内将火灾蔓延至相邻区域，增加灭火难度和人员伤亡概率。

质量损失速率（MLR）：热降解程度的实时反映

质量损失速率（MLR）是单位时间内的质量损失（单位g/s），反映材料在高温下的降解速度——MLR越大，分解越快，释放可燃气体越多。

GB 14907-2018规定：B1级MLR峰值≤1.5g/s，B2级≤3.0g/s。例如，某膨胀型涂料的MLR峰值为1.2g/s，说明其分解速度慢，释放可燃气体少，不易引发爆燃。

MLR通过锥形量热仪的电子天平记录质量变化和时间计算得出，与涂料成分（如树脂热稳定性）、厚度相关：厚型涂料因阻挡热辐射，MLR通常低于薄型涂料。

产烟特性：能见度与毒性的双重屏障

火灾中人员伤亡主要源于烟气窒息和毒性，产烟特性因此成为“隐性核心指标”，涵盖烟密度和烟气毒性。

烟密度等级（SDR）通过NBS烟箱法（GB/T 8627-2007）测试：引燃试样后，测量烟箱内光透过率变化，计算烟密度（0~100）。GB 14907-2018要求：B1级SDR≤75，B2级≤90。例如，某环保涂料的SDR为65，说明烟气稀薄，能见度高，便于逃生。

烟气毒性评估有害气体（CO、HCN等）浓度，需符合GB/T 20285-2006《材料产烟毒性危险分级》的ZA1（极微危险）或ZA2（微危险）级。例如，某涂料的CO浓度为500ppm（远低于ZA1级的1000ppm），说明毒性极低。

产烟特性需同时关注“量”和“质”：即使烟密度低，若含高浓度HCN（致死浓度50ppm），仍可能导致人员昏迷——这是对“逃生环境安全”的综合评估。

不燃性指标：A级涂料的刚性门槛

A级（不燃性）涂料用于承重结构（如防火墙、柱），检测核心是不燃性试验（GB/T 5464-2010）：将试样置于750℃高温炉中30min，测量温升、质量损失和持续燃烧时间。

判定准则：温升≤30℃（炉内与试样表面温差），质量损失≤50%，持续燃烧时间为0。例如，某A级厚型涂料的温升为22℃，质量损失35%，无持续燃烧——即使在高温中，也不会燃烧或释放大量热量。

A级涂料的“不燃性”并非绝对不燃烧，而是指不产生明火、不释放大量热量或烟气，这是承重结构防火的核心要求，避免建筑坍塌。

判定准则的组合逻辑：全面防火的关键

燃烧性能判定需“多指标组合满足”，而非单一指标达标——这是避免安全隐患的核心逻辑。

例如，某涂料的FIGRA₀.₂ₘⱼ为100W/s（符合B1级），但THR₁₂₀₀ₛ为8.0MJ（超B1级的7.5MJ），则不能判定为B1级；再如，某涂料烟密度SDR为70（符合B1级），但烟气毒性为ZA3级（中危险），同样无法通过B1级。

这种逻辑基于火灾的复杂性：火灾是热释放、火焰传播、烟气生成等多因素共同作用的结果，单一指标无法全面反映材料的火灾行为。组合判定确保涂料“全面防火”，避免因某一指标缺陷导致的安全风险。

测试条件标准化：结果可靠的保障

核心指标的准确性依赖标准化测试条件——任何参数偏差都可能导致结果失效。

首先是试样制备标准化：涂料需涂刷在标准基材（如钢板）上，厚度符合设计要求（薄型≤3mm，厚型≥7mm），并在23±2℃、50±5%湿度下养护至固化。例如，某薄型涂料若涂刷厚度仅2mm（设计3mm），热释放速率可能增加，导致FIGRA超标。

其次是测试环境标准化：锥形量热仪的辐射强度需校准至35kW/m²，烟箱法的辐射源功率稳定在10kW，隧道法的通风速度控制在0.5m/s。例如，辐射强度偏高会使FIGRA虚高，通风过快会使烟密度测试值偏低。

最后是仪器校准定期性：热流计每半年校准一次，光度计每季度校准一次，确保数据准确。例如，热流计未校准，热释放速率测量可能偏差20%以上，影响FIGRA和THR的判定。