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地板燃燒性能的實驗探究

閱讀：354發(fā)布時間：2022-8-20

地板燃燒性能的實驗探究

　　地板燃燒性能的實驗探究，竹木地板是近幾年才發(fā)展起來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)強度好、經(jīng)久耐用等優(yōu)勢, 深得國內(nèi)外消費者喜愛 ?；馂?zāi)過程中，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立音樂學(xué)院發(fā)火災(zāi)的主要原因是主樓使用了木質(zhì)地板。正確評價地板在室內(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對市場上幾種不同產(chǎn)地、不同品牌的實木、竹制、復(fù)合地板的燃燒性能進(jìn)行了初步探討。

　　地板燃燒性能的實驗探究
　　木材的燃燒可分為兩個階段，即可燃性氣體產(chǎn)物的有焰燃燒階段和木炭的無焰燃燒階段。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) ，這個階段溫度高、時間短火勢蔓延快。在有焰燃燒接近尾聲時，空氣開始向木炭表面和內(nèi)部擴散、滲透，有焰燃燒和無焰燃燒并存。此后轉(zhuǎn)入木炭的無焰燃燒，這個階段溫度低、時間長、火勢發(fā)展慢。

　　實驗過程：
　　在實驗中，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。實驗時，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。為了能較好反映實際火災(zāi)中的熱輻射變化，本文試驗采用的熱輻射分別為 25kW／m2、35kW／m。、40kW／m。、5okw／m。的輻射強度進(jìn)行實驗，對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程的 HRR隨時間的動態(tài)變化[1]。HRR是zui重要的火行為參數(shù)之一，被定義為火強度。圖 2是輻射強度 50kW／m。下三種地板的熱釋放速率曲線。點燃后由于易燃的熱解產(chǎn)物快速燃燒形成di一個陡峭的峰，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迅速升高，使得熱解速度加快，從而產(chǎn)生了第二個峰。復(fù)合地板和實木地板的熱釋放速率基本重合，說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度的增加而增加，且峰值明顯提前。本試驗中數(shù)據(jù)來源單次實驗結(jié)果，難免有誤差存在。

　　材料的質(zhì)量損失：
　　地板的質(zhì)量在燃燒過程中的任意時刻，輻射功率大的質(zhì)量小。材料在燃燒時質(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，同時也可從其曲線中獲得某一定時間下的殘余物含量。相同條件下，材料燃燒時的質(zhì)量損失越大說明材料越易燃燒，火焰蔓延越快。
　　從對比表 2的數(shù)據(jù)看，三種地板的質(zhì)量損失速率比較接近，說明三者燃燒時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)來表示材料發(fā)煙量。近年來建筑火災(zāi)中喪生的人，8O 以上是因為吸人了火場有毒氣體而死引。由表 1可以看出，復(fù)合地板的比消光面積隨著輻射強度的增大而減小，主要因為地板隨輻射功率的增大而*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，比消光面積較大，說明在這個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，實木地板和竹地板的比消光面積明顯大于復(fù)合地板，說明在火災(zāi)情況下具有更高的危險性。

　　材料的點燃性能：
　　錐形量熱計測定的點燃時間是指樣品從受輻射加熱起，到表面有發(fā)光火焰燃燒時所維持點燃的時間，以 s為單位。由表 1可知同種試樣在不同輻射強度下的點燃時間隨著輻射強度的增加而減少。

　　結(jié)論：
　　地板的熱釋放速率曲線呈“馬鞍狀”，具有兩個峰，復(fù)合地板和實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一個熱釋峰值略高于另外兩種地板，但第二個峰值卻略低于它們。熱釋放速率隨輻射強度的增加而增加，且峰值出現(xiàn)時問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 …隨輻射強度增大而減小。相同輻射功率下，竹地板和實木地板的比消光面積分別比復(fù)合地板高 29．3 、42．5 ，它們在火災(zāi)中的煙氣危害性相應(yīng)較大。
　　地板點燃時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燃時間較小，相應(yīng)其較容易發(fā)生轟然現(xiàn)象，其引燃危險性要大于實木地板和復(fù)合地板。

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