CN113219124A - 一种建筑物主体阻燃防蔓延性能检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种建筑物主体阻燃防蔓延性能检测方法。包括采用建筑物外墙作为建筑物主体阻燃防蔓延性能的检测对象，并制作与待测外墙结构相同的试样，采用阻燃性能检测装置，设定规定的氧浓度指数，对试样的内外两侧分别点燃一定时间，并记录各自的燃烧范围，流淌和滴落情况与规定值进行比较，本发明能同时检测建筑物由内向外燃烧和由外向内燃烧的情况，燃烧时，试样垂直设置，同时燃烧室内的气体总压力基本与大气压相同，检测结果精准、全面，更符合真实的火灾燃烧情况。

Description

一种建筑物主体阻燃防蔓延性能检测方法

技术领域

本发明涉及建筑技术领域，尤其涉及一种建筑物主体阻燃防蔓延性能检测方法。

背景技术

建筑节能是可持续发展概念的具体体现，也是建筑设计大潮流，同时又是建筑技术的一个新的增长点。设计、建造和使用节能建筑有利于国民经济持续、快速、健康发展，保护生态环境。为了更好地节能，近年来的建筑广泛采用高效保温材料对建筑物外墙进行保温，其保温效能远远高于传统的粘土砖。但是建筑外墙外保温材料引发的火灾危险性极高，容易造成重大伤亡事故。如聚氨酯一旦燃烧就会产生含有剧毒氰化氢的气体，40 秒就会致人窒息死亡，并且聚氨酯泡沫燃烧速度非常快，短时间内就会燃遍几层楼，极易引发重特大火灾。因此在进行外墙保温的同时，一定要实现对于其阻燃性能的精确检测，以使得建筑外墙符合防火阻燃要求。目前常见的燃烧检测方法标准包括UL 94垂直燃烧测试、ICE 60695灼热丝测试、UL 1581 VW-1线材测试、ASTM D2863极限氧指数测试等。适用于不同材质的检测，但是对于建筑物而言，目前的材料有其特殊性，同时在燃烧过程中会有诸多环境因素影响，而上述检测方法难以实现对建筑物主体材料的阻燃和防蔓延性能检测。因此实现一种具有针对性、能精确反映在真实环境下燃烧性能的方法成为亟待解决的一个问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种建筑物主体阻燃防蔓延性能检测方法。

本发明完整的技术方案包括：

一种建筑物主体阻燃性能检测方法，包括如下步骤：

（1）采用建筑物外墙作为建筑物主体阻燃防蔓延性能的检测对象，并制作与待测外墙结构相同的试样；该外墙试样的结构包括外墙本体、聚合物粘结层、聚苯板保温材料层、面砖层、抹面灰层；

（2）准备阻燃性能检测装置，所述阻燃性能检测装置包括燃烧室，燃烧室上方设有固定试样的夹具，夹具安装在第一旋转盘上，可带动夹具实现试样的180°旋转；燃烧室上方同时设有抽真空机构，燃烧室一侧的下方设有氮气入口和氧气入口，所述氮气入口通过氮气管道连接氮气气源，氧气入口通过氧气管道连接氧气气源；

氮气和氧气管道上均设有对应的流量计、压力表以及调节阀，压力表分别提供氮气和氧气输送压力，并可以通过调节阀调节气压大小，氮气入口和氧气入口设置于氮氧混合腔内，氮气入口的喷口正对氧气入口的喷口，在进入时首先利用对流实现混合，同时在腔体内进一步混合后通过腔体出口进入燃烧室内；

燃烧室一侧的靠上位置设有燃烧筒，燃烧筒的火焰喷口针对试样的引燃点位置；试样下方设有收集板，收集板上设有左右设置的两个水槽，槽内设有过滤网，收集板下方连接第二旋转盘，可带动收集板实现180°旋转；燃烧室内壁上设有检测燃烧室气压的压力传感器；

（3）检测过程

首先将试样安装于夹具上，该夹具可旋转，用于分别对试样的两侧面进行阻燃性能检测，

第一侧试验时，由PLC控制真空机构对燃烧室抽真空，随后PLC控制氧气调节阀和氮气调节阀打开，并按照预设的流量或流速进入燃烧室，在其中形成所需的氧浓度值氛围，氧指数由氧浓度传感器监控，随后点火喷头对试样一侧表面的引燃点进行点火，该点火过程持续30s，同时燃烧过程中试样中的保温材料会发生软化和液化，并沿着试样表面向下流淌，形成流淌区以供后续分析；如果燃烧情况较好会软化的保温材料会产生滴落，其中滴落的部分落入下方收集板的第一水槽内，并被迅速冷却固化以供后续收集分析；

第一侧试验结束后，进行另一侧试验，由PLC控制真空机构对燃烧室抽真空，随后夹具旋转180°，PLC控制氧气调节阀和氮气调节阀打开，并按照预设的流量流速进入燃烧室，再次在其中形成所需的氧浓度值氛围，随后点火喷头对试样另一侧表面的引燃点再次进行点燃，试验该氧浓度下另一侧表面的燃烧情况；该点火过程持续30s，同样的形成流淌区，若形成滴落情况时，滴落的部分落入下方收集板的第二水槽内，并被迅速冷却固化以供后续收集分析；

燃烧室内设有气体压力传感器，在燃烧检测时，保证氧气和氮气输送装置继续按照预设的参数持续输送气体，且真空机构持续开启排气，以保证氧气的充足供应，同时燃烧室内的气体总压力应基本与大气压相同，上下浮动不超过2%；

（4）结果分析

在不同氧浓度值氛围下进行分别检测，并对结果进行分析；具体为取下试样，记录该时间内试样的燃半径，通过与规定值对比以表征试样的阻燃性能；并且测量引燃点到保温材料软化流淌的结束点，记为流淌长度，对于有滴落的情况，将水槽内收集的滴落部分，利用过滤网取出后进行烘干称量，记为滴落物质的质量；将流淌长度和滴落物质量与规定值对比以表征试样的防蔓延性能。

本发明相对于现有技术的优点为：

采用垂直测试的方式，将试样垂直设置并对其进行点燃，更符合真实的火灾燃烧情况。同时设计的阻燃性能检测装置采用可旋转夹具，能分别对试样内外侧进行测试，以表征建筑物由内向外燃烧和由外向内燃烧的情况，测试结果更全面。同时在燃烧测试时，保证氧气和氮气输送装置继续按照预设的参数持续输送气体，且真空机构持续开启排气，使燃烧室内的气体总压力应基本与大气压相同，更符合真实的火灾燃烧情况。采用水槽收集燃烧滴落物，对滴落物的表征更加精准。本发明提高了检测精度，实施方便，检测时间短，提高了效率。

附图说明

图1为本发明公开的阻燃性能检测装置结构示意图。

图2为引燃点附近的燃烧情况示意图。

图3为试样结构示意图。

图中： 1-燃烧室，2-试样，3-夹具，4-第一旋转盘，5-真空机构，6-氮气管道，7-氧气管道，8-收集板，9-水槽，10-第二旋转盘，11-氮氧混合腔，12-氮气入口，13-氧气入口，14-腔体出口，15-压力传感器，16-内侧燃烧范围，17-外侧燃烧范围，18-流淌区。

具体实施方式

下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请的实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是作为例示，并非用于限制本申请。

本发明所公开的建筑物主体阻燃防蔓延性能检测方法包括如下步骤：

（1）试样制备：采用建筑物外墙作为建筑物主体阻燃防蔓延性能的检测对象，首先制作与待测外墙结构相同的试样，实际检测时，该试样通常由施工方提供，在本实施例中，如图3所示，该外墙试样的结构包括外墙本体、聚合物粘结层、聚苯板保温材料层、面砖层、抹面灰层。

（2）准备阻燃性能检测装置：

本发明所用的阻燃性能检测装置参考了现有的极限氧指数测试结构，并在原有基础上进行了改进。如图1所示，该阻燃性能检测装置包括燃烧室1，燃烧室1上方设有固定试样2的夹具3，夹具3安装在第一旋转盘4上，可带动夹具实现试样的180°旋转。燃烧室1上方同时设有抽真空机构5，燃烧室一侧的下方设有氮气入口12和氧气入口13，所述氮气入口12通过氮气管道6连接氮气气源，氧气入口13通过氧气管道7连接氧气气源。

氮气和氧气管道上均设有对应的流量计、压力表以及调节阀，压力表分别提供氮气和氧气输送压力，并可以通过调节阀调节气压大小，氮气入口12和氧气入口13设置于氮氧混合腔11内，具体结构为氮气入口12的喷口正对氧气入口13的喷口，在进入时首先利用对流实现混合，同时在腔体内进一步混合后通过腔体出口14进入燃烧室1内。

燃烧室一侧的靠上位置设有燃烧筒，燃烧筒为内径75mm的石英玻璃筒，内部气体流速为60mm±10mm/s，燃烧筒的火焰喷口针对试样的引燃点位置。试样下方设有收集板8，收集板8上设有左右设置的两个水槽9，槽内设有过滤网，收集板8下方连接第二旋转盘10，可带动收集板8实现180°旋转，以使得两个水槽依次对准试样2。燃烧室内壁上设有检测燃烧室气压的压力传感器14。夹具、收集板的旋转动作、真空机构的启动、以及燃烧筒的点火和各调节阀的开启计量均由PLC控制。

（3）开始测试

在进行测试时，首先将试样安装于夹具上，该夹具可旋转，用于分别对试样的两侧面进行阻燃性能测试，考虑到实际生活中，火灾有相当大可能性是由于室内引起（如电器过热、窗帘织物等引燃），导致在过火过程中，对建筑物而言是由内向外引发，随后燃烧到建筑物外墙，然后沿着外墙蔓延，再燃烧到其他住户的室内。但是以往的建筑物主体阻燃性能测试，均只针对试样的单侧进行，导致反映出的结果不够客观，因此本发明设计的阻燃性能检测装置包括可旋转夹具，能够分别对试样的两侧面进行阻燃性能测试，以分别检测建筑物由内向外燃烧和由外向内燃烧时的阻燃性能。

3.1试样安装好以后，进行单侧试验，由PLC控制真空机构对燃烧室抽真空，随后PLC控制氧气调节阀和氮气调节阀打开，并按照预设的流量或流速进入燃烧室，在其中形成所需的氧浓度值氛围，氧指数由氧浓度传感器监控，随后点火喷头对试样一侧表面的引燃点进行点燃，试验该氧浓度下该表面的燃烧情况。该点火过程持续30s，同时燃烧过程中试样中的保温材料会发生软化和液化，并沿着试样表面向下流淌，形成流淌区18（如图2所示）以供后续分析。如果燃烧情况较好会软化的保温材料会产生滴落，其中滴落的部分落入下方收集板的第一水槽内，并被迅速冷却固化以供后续收集分析。

单侧试验结束后，进行另一侧试验，由PLC控制真空机构对燃烧室抽真空，随后夹具旋转180°，PLC控制氧气调节阀和氮气调节阀打开，并按照预设的流量流速进入燃烧室，再次在其中形成所需的氧浓度值氛围，随后点火喷头对试样另一侧表面的引燃点再次进行点燃，试验该氧浓度下另一侧表面的燃烧情况。该点火过程持续30s，同样的形成流淌区，若形成滴落情况时，滴落的部分落入下方收集板的第二水槽内，并被迅速冷却固化以供后续收集分析。

尤其是，燃烧室内还设有气体压力传感器15，在燃烧测试时，保证氧气和氮气输送装置继续按照预设的参数持续输送气体，且真空机构持续开启排气，以保证氧气的充足供应，同时燃烧室内的气体总压力应基本与大气压相同，上下浮动不超过2%。同时在设计上，将氮氧混合腔设计在燃烧室下方，抽真空机构设置在上方，并且两者左右相对设置，以保证气体充分充满燃烧室。

（4）结果分析

在不同氧浓度值氛围下的测试结束后，取下试样，记录该时间内试样的燃半径，通过与规定值对比以表征试样的阻燃性能。并且测量引燃点到保温材料软化流淌的结束点，记为流淌长度（如图2所示），对于有滴落的情况，将水槽内收集的滴落部分，利用过滤网取出后进行烘干称量，记为滴落物质的质量。将流淌长度和滴落物质量与规定值对比以表征试样的防蔓延性能，上述规定值可由工程施工方根据施工要求进行设定。

在本发明优选的实施方式中，为保证两侧试验的准确度，试样两侧的引燃点，选择在同一高度上，但左右间隔至少15cm以上。以保证单侧试验后，该引燃点附近损失的保温材料影响另一侧的测试结果。如图2所示，图中实线圆圈代表试样内侧引燃点的内侧燃烧范围16，记录其半径即为燃烧半径，虚线圆圈代表在同一高度上试样另一侧的外侧引燃点的外侧燃烧范围17。

以上申请的仅为本申请的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请创造构思的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (2)

1.一种建筑物主体阻燃性能检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）采用建筑物外墙作为建筑物主体阻燃防蔓延性能的检测对象，并制作与待测外墙结构相同的试样；

（2）准备阻燃性能检测装置，所述阻燃性能检测装置包括燃烧室和氮气和氧气送气系统；

（3）检测过程：将试样夹在阻燃性能检测装置上，使燃烧室得到某一氧浓度值氛围，然后对试样表面的引燃点进行点燃；

（4）结果分析：在不同氧浓度值氛围下进行分别检测，并对结果进行分析。

2.根据权利要求1所述的一种建筑物主体阻燃性能检测方法，其特征在于，外墙试样的结构包括外墙本体、聚合物粘结层、聚苯板保温材料层、面砖层、抹面灰层。

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