阻燃检测中GB/T 16172标准如何测试建筑材料燃烧性能？

GB/T 16172-2007《建筑材料热释放速率试验方法》是建筑材料阻燃检测中评估燃烧热释放特性的核心标准，通过测定热释放速率、总热释放量等参数，为材料防火设计、阻燃分级提供关键数据，是解析建筑材料燃烧“烈度”的重要技术依据。

GB/T 16172的适用范围与测试目标

该标准适用于墙体、吊顶、保温、装饰等固体建筑材料，尤其针对厚度≤100mm的材料（超过100mm需切割但保留原始结构）；不适用于遇热易滴落的材料（如部分塑料），因滴落会干扰质量监测。

测试核心目标是获取反映材料燃烧严重性的指标：热释放速率（HRR）体现火灾蔓延速度，峰值热释放速率（PHRR）反映燃烧最剧烈程度，总热释放量（THR）代表火灾总能量，这些数据直接支撑建筑材料的防火分级（如A级不燃、B1级难燃）。

试样制备与状态调节要求

试样尺寸通常为1000mm×1000mm×原厚度，数量至少3个平行样以保证重复性。状态调节需在23±2℃、50±5%相对湿度环境中放置48小时以上，消除水分或应力对燃烧的影响——湿度过高会导致燃烧时水蒸气稀释热量，过低则可能使材料变脆。

试样外观需平整无缺陷：无裂缝、油污或毛边，边缘切割整齐。若墙体材料有空鼓等缺陷，会导致热辐射不均匀，局部燃烧加快，影响结果准确性。

试验装置的组成与原理

标准采用锥形量热仪作为核心装置，由四部分构成：锥形加热器（提供25/50/75kW/m²等可控热通量，模拟不同火灾场景）、试样支架（水平固定试样，下方集气罩收集烟气）、气体分析系统（测氧气浓度计算热释放）、质量监测系统（实时测质量损失）。

其原理基于“氧消耗法”：燃烧每消耗1kg氧气释放约13.1MJ热量，通过测量烟气中氧气浓度下降量，反推热释放速率——这是国际通用的热释放测量方法，准确性已得到广泛验证。

测试的具体操作步骤

第一步是装置预热：锥形加热器需预热30分钟，确保热通量稳定，避免初始阶段数据偏差。第二步安装试样：固定在支架上，保证试样表面与加热器垂直距离为25mm（误差≤1mm），距离偏差会直接影响热辐射接收量。

第三步启动数据采集：记录初始质量、环境参数及热通量设定值，这些是结果追溯的关键依据。第四步点火：用丙烷喷灯在试样边缘10mm处点火，时间≤10秒；若30秒内未点燃，可重新点火（最多2次），仍未点燃则记录“无明火燃烧”。

第五步监测燃烧：持续记录热释放速率、质量损失等参数，直至热释放速率降至PHRR的10%以下或试验满60分钟（取先到者）。试验终止后，关闭系统并取出残余试样，测量残余质量。

关键指标的计算与结果有效性

热释放速率（HRR）计算公式为：HRR = (1.10×10⁶ × 烟气流量 × 氧气浓度差) / (1-0.2095×氧气浓度差)，单位kW/m²；总热释放量（THR）是HRR对时间的积分，单位MJ/m²；质量损失速率（MLR）为单位时间内质量减少量，反映燃烧速度。

结果有效性需满足平行样相对偏差≤15%——例如3个试样的PHRR分别为120、130、140kW/m²，平均值130kW/m²，最大偏差约7.7%，符合要求；若偏差超15%，需重新制备试样测试，确保结果可靠。

测试中的常见问题及解决

问题1：试样滴落。若材料燃烧时滴落（如部分保温材料），需在支架下放置收集盘，将滴落物质量计入总质量损失，并在报告中说明滴落情况，避免质量监测误差。

问题2：氧气浓度波动。多因集气罩密封不良，需检查密封胶条并重新安装；若仍波动，需校准气体分析系统的流量传感器，确保烟气采集稳定。

问题3：HRR出现多峰值。多因材料分层燃烧（如外护层烧完后内部芯材燃烧），需在报告中描述燃烧形态，说明峰值成因，避免误判为测试误差。