您當(dāng)前的位置:檢測(cè)資訊 > 科研開(kāi)發(fā)
嘉峪檢測(cè)網(wǎng) 2018-08-28 09:55
室內(nèi)紡織品作為可燃材料容易引起火災(zāi)的發(fā)生,同時(shí)燃燒過(guò)程中能夠加速引導(dǎo)火災(zāi)蔓延,增加火災(zāi)載荷,在高溫封閉空間內(nèi),因?yàn)檠鯕鉂舛认陆担幱谪氀鯛顟B(tài)下的紡織品不完全燃燒將產(chǎn)生大量有毒氣體與煙霧,危害人們生命財(cái)產(chǎn)。室內(nèi)紡織品作為可燃材料,其火災(zāi)危險(xiǎn)性越來(lái)越受到重視。對(duì)于紡織品燃燒性能的測(cè)試,我國(guó)制定了很多標(biāo)準(zhǔn),包括:
GB/T 5454—1997《紡織織物 燃燒性能測(cè)定 氧指數(shù)法》,通過(guò)極限氧指數(shù)表征材料的燃燒特性,主要與纖維成分、織物結(jié)構(gòu)、織物整理工藝等相關(guān);
GB/T 5455—2014《紡織品 燃燒性能 垂直方向損毀長(zhǎng)度、陰燃和續(xù)燃時(shí)間的測(cè)定》和GB/T 5456—2009《紡織品 燃燒性能 垂直方向試樣火焰蔓延性能的測(cè)定》主要通過(guò)續(xù)燃時(shí)間、陰燃時(shí)間、損毀長(zhǎng)度表征燃燒特性;
GB/T 8746—2009《紡織品 燃燒性能 垂直方向試樣易點(diǎn)燃性的測(cè)定》用于表征樣品的點(diǎn)燃特性;
GB/ T 11049—2008《地毯燃燒性能 室溫片劑試驗(yàn)方法》用于表征地毯的點(diǎn)燃特性;
GB/T 14644—2014《紡織品 燃燒性能 45?方向燃燒速率的測(cè)定》通過(guò)45?法測(cè)量樣品的燃燒 性能;
FZ/T 01028—1993《紡織織物 燃燒性能測(cè)定 水平法》通過(guò)水平法測(cè)量織物的燃燒性能。
以上紡織品的燃燒性能檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)比較成熟,通過(guò)燃燒速度、續(xù)燃時(shí)間、陰燃時(shí)間、損毀長(zhǎng)度等表征紡織品的燃燒性能,提供簡(jiǎn)單的燃燒數(shù)據(jù),主要用于不同紡織品燃燒性比較,較難用其預(yù)測(cè)真實(shí)環(huán)境中產(chǎn)品的火災(zāi)危險(xiǎn)性。而對(duì)于火災(zāi)危險(xiǎn)性評(píng)價(jià),目前還沒(méi)有成型的方法,本文探討對(duì)室內(nèi)紡織品燃燒特性進(jìn)行綜合分析,以建立紡織品燃燒特性與火災(zāi)危險(xiǎn)性關(guān)聯(lián)模型。火災(zāi)是可燃材料燃燒的表現(xiàn),室內(nèi)紡織品燃燒特性可以從點(diǎn)燃性及燃燒發(fā)展特性等進(jìn)行綜合分析,主要指標(biāo)包括易引燃性、火焰蔓延特性、熱量釋放特性、煙霧釋放特性、有毒氣體濃度等,從以上多個(gè)方面進(jìn)行綜合表征,建立紡織品燃燒特性與火災(zāi)危險(xiǎn)性關(guān)聯(lián)模型。
室內(nèi)紡織織物燃燒火災(zāi)危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)參數(shù)主要包括:
室內(nèi)紡織品原材料屬于可燃高分子材料,存在容易被點(diǎn)燃的危險(xiǎn),容易成為火災(zāi)的著火點(diǎn)。著火過(guò)程是無(wú)化學(xué)反應(yīng)向穩(wěn)定強(qiáng)烈放熱反應(yīng)的過(guò)渡。室內(nèi)紡織品的點(diǎn)燃溫度較低,一旦接觸火源,會(huì)迅速燃燒,火焰蔓延快,火災(zāi)危險(xiǎn)性大。可燃材料在著火之前,通常受熱發(fā)生熱解,氣化,釋放出可燃?xì)怏w,形成氣相火焰。
易點(diǎn)燃性可以通過(guò)以下指標(biāo)來(lái)表征:
(1)點(diǎn)燃時(shí)間:采用錐形量熱儀,從 表面受熱開(kāi)始到出現(xiàn)有焰燃燒現(xiàn)象所需時(shí)間,用于表征材料接觸外部熱源被引燃的難易程度,點(diǎn)燃時(shí)間越長(zhǎng),表明材料越難以被引燃;
(2)極限氧指數(shù):采用在規(guī)定條件下,維持產(chǎn)品燃燒所需的最低氧氣濃度來(lái)表征;
(3)熔點(diǎn)、分解溫度和燃點(diǎn):可以通過(guò)熱重分析儀(TG)測(cè)量材料的熔點(diǎn);通過(guò)差示掃描量熱儀(DSC)測(cè)量材料的熱分解溫度;當(dāng)可燃材料在明火點(diǎn)燃下剛剛可以發(fā)生持續(xù)燃燒時(shí),其表面最低溫度稱為燃點(diǎn),也稱著火點(diǎn),通過(guò)著火溫度測(cè)定儀測(cè)量材料的燃點(diǎn)。
室內(nèi)紡織品在燃燒過(guò)程中,產(chǎn)生的火焰和熱量容易對(duì)人體造成燒傷。在規(guī)定的試驗(yàn)條件下,紡織品燃燒所釋放的熱量,是描述其火災(zāi)危險(xiǎn)性的重要參數(shù)之一,用以表征熱釋放速度與大小,即熱源釋放熱量的能力。通過(guò)錐形量熱儀測(cè)量熱釋放性,采用熱釋放速率和總釋放熱量作為表征參數(shù),如果材料熱釋放速率越大,熱解速度越快,火焰?zhèn)鞑ニ俣染驮娇欤瑢?duì)周?chē)h(huán)境的影響程度越大。熱危險(xiǎn)可以通過(guò)火勢(shì)增速和釋熱量進(jìn)行表征。
紡織品燃燒產(chǎn)生的大部分煙霧顆粒物對(duì)可見(jiàn)光是不透明的,有較強(qiáng)的遮光作用,會(huì)造成能見(jiàn)度下降,導(dǎo)致人員看不清周?chē)h(huán)境,辨認(rèn)目標(biāo)能力大大降低。煙霧參數(shù)可以通過(guò)錐形量熱儀或者煙密度箱試驗(yàn)得到,表征指標(biāo)有遮光率、生煙速率、總生煙量等。火災(zāi)中如果煙霧濃厚,人們視野不清,更加劇恐慌,給有限逃生機(jī)會(huì)增加困難。
大量研究表明,吸入毒性氣體是火災(zāi)中造成人員傷亡的主要原因之一。室內(nèi)紡織品燃燒產(chǎn)生的有毒氣體包括各類(lèi)助劑揮發(fā)氣體、材料燃燒不充分產(chǎn)生的大量CO等。氣體毒性的表征參數(shù)為毒氣產(chǎn)率因子。煙氣中毒氣以CO 最為常見(jiàn),當(dāng)空氣中CO的含量超過(guò)一定量就會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生傷害,因此CO生成率是衡量材料火災(zāi)危險(xiǎn)性的重要參數(shù)。燃燒煙氣毒性是材料火災(zāi)危險(xiǎn)性評(píng)估的重要一環(huán),急需建立評(píng)估材料燃燒煙氣毒性的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。
1 錐形量熱儀法
室內(nèi)紡織品通過(guò)錐形量熱儀試驗(yàn),可以得到包括熱量釋放指標(biāo)、煙氣釋放指標(biāo)、引燃時(shí)間等指標(biāo),錐形量熱儀試驗(yàn)方法在火災(zāi)危險(xiǎn)性評(píng)估中應(yīng)用廣泛。
錐形量熱儀試驗(yàn)原理基于材料在錐形加熱器的熱輻射下燃燒時(shí)會(huì)消耗掉空氣中的氧氣,通過(guò)檢測(cè)燃燒過(guò)程中消耗的氧氣量、產(chǎn)生的煙氣及光通路情況,可獲得樣品燃燒產(chǎn)生的熱量釋放、煙氣釋放等數(shù)據(jù)。大量研究表明錐形量熱儀試驗(yàn)結(jié)果與大型燃燒試驗(yàn)具有較好相關(guān)性。
2 墻角點(diǎn)燃試驗(yàn)
墻角點(diǎn)燃試驗(yàn)是一種全尺度火災(zāi)試驗(yàn)研究方法,又稱屋角燃燒試驗(yàn),更加接近真實(shí)火災(zāi)條件,可以用來(lái)研究室內(nèi)裝飾材料的火災(zāi)特性。該試驗(yàn)方法以模擬墻角火災(zāi)場(chǎng)景作為標(biāo)準(zhǔn)條件,并規(guī)定試驗(yàn)樣品的安裝完全按實(shí)際用途進(jìn)行,是一種可靠的火災(zāi)科學(xué)研究方法。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 9705的全尺寸房間燃燒試驗(yàn)就規(guī)定了一種模擬火災(zāi)的測(cè)試方法,該火災(zāi)發(fā)生在一間房間的墻角部分,使用標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)火源,旨在評(píng)估產(chǎn)品對(duì)火災(zāi)發(fā)展的影響。
3 熱分析法
常用熱分析方法主要包括熱重分析法(TG)和差示掃描量熱法(DSC)。熱重分析法是在程序控制溫度下,測(cè)量樣品的質(zhì)量與溫度變化關(guān)系的一種熱分析技術(shù),可以用來(lái)研究材料的熱穩(wěn)定性或熱分解性。差示掃描量熱法是在程序控制溫度下,測(cè)量輸入到試樣和參比物的功率差與溫度的關(guān)系,可以測(cè)定多種熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)。
4 氧指數(shù)法
室內(nèi)環(huán)境屬于封閉或者半封閉空間,在發(fā)生火災(zāi)以后,材料燃燒消耗掉大量氧氣,氧濃度急劇下降,出現(xiàn)貧氧狀態(tài)。氧指數(shù)法是指在規(guī)定的條件下,材料在氧氮混合氣流中進(jìn)行有焰燃燒所需的最低氧濃度稱為極限氧指數(shù)(LOI),極限氧指數(shù)高表示材料不易燃燒。氧指數(shù)法用來(lái)表征材料的易點(diǎn)燃性,用于判斷材料在空氣中與火焰接觸時(shí)燃燒的難易程度。在GB 8624—2012《建筑材料及制品燃燒性能分級(jí)》認(rèn)為,對(duì)于窗簾幕布、家具制品裝飾用織物,氧指數(shù)≥32 %為B1級(jí)制品,即難燃材料;氧指數(shù)≥26 %為B2級(jí)制品,即可燃材料。
氧指數(shù)法的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5454—1997。在紡織織物燃燒特性研究中,可用極限氧指數(shù)區(qū)分纖維材料的點(diǎn)燃特性,LOI小于26%為可燃或易燃纖維,大部分常用紡織纖維的氧指數(shù)都遠(yuǎn)低于26%,屬于可燃或易燃材料。
在建立紡織品燃燒特性與火災(zāi)危險(xiǎn)性評(píng)估關(guān)聯(lián)性研究方面,主要有層次分析法、灰色關(guān)聯(lián)分析法和FDS場(chǎng)模擬法等。
1 層次分析法
層次分析法(AHP)是美國(guó)運(yùn)籌學(xué)家匹茨堡大學(xué)教授Saaty提出的一種層次權(quán)重決策分析方法。所謂層次分析就是將一個(gè)復(fù)雜的多影響因素問(wèn)題作為一個(gè)系統(tǒng),將目標(biāo)分解為若干層次,通過(guò)定性指標(biāo)模糊量化方法計(jì)算出層次單排序(權(quán)數(shù))和總排序,以衡量各指標(biāo)權(quán)重的系統(tǒng)方法。層次分析法的基本思想是基于按問(wèn)題要求建立一個(gè)描述系統(tǒng)功能的內(nèi)部獨(dú)立遞階層次結(jié)構(gòu),通過(guò)比較兩因素間相對(duì)重要性,給出相應(yīng)比率標(biāo)度,構(gòu)造上層要素對(duì)下層相關(guān)元素的判斷矩陣,計(jì)算相關(guān)元素對(duì)上層某要素的相對(duì)重要序列。
運(yùn)用AHP一般分為3個(gè)步驟:首先按照因素間的相互關(guān)系影響以及隸屬關(guān)系,將因素依照不同的層次聚集組合,形成一個(gè)多層次的分析結(jié)構(gòu)模型;其次,根據(jù)對(duì)客觀現(xiàn)象的主觀判斷,對(duì)每一層次因素的相對(duì)重要性給以定量描述;最后利用數(shù)學(xué)方法確定每一層次全部因素相對(duì)重要性次序的數(shù)值,進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。
2 灰色關(guān)聯(lián)分析法
灰色關(guān)聯(lián)分析法是灰色系統(tǒng)中理論最成熟、應(yīng)用最廣泛的一部分,其基本原理是基于對(duì)統(tǒng)計(jì)序列幾何關(guān)系的比較,辨別系統(tǒng)中多種因素間的關(guān)聯(lián)程度,序列曲線的幾何形狀越接近,則關(guān)聯(lián)度越大。采用灰色關(guān)聯(lián)分析法進(jìn)行火災(zāi)危險(xiǎn)性評(píng)估,可以定量分析系統(tǒng)及各層次風(fēng)險(xiǎn)等級(jí),并找出危險(xiǎn)指數(shù)的核心參數(shù)。灰色關(guān)聯(lián)分析是指對(duì)一個(gè)系統(tǒng)發(fā)展變化態(tài)勢(shì)的定量描述和比較的方法,其基本思想是通過(guò)確定參考數(shù)據(jù)列和若干個(gè)比較數(shù)據(jù)列的幾何形狀相似程度來(lái)判斷其聯(lián)系是否緊密,它反映了曲線間的關(guān)聯(lián)程度。在系統(tǒng)發(fā)展過(guò)程中,若兩個(gè)因素變化的趨勢(shì)具有一致性,即同步變化程度較高,即可謂二者關(guān)聯(lián)程度較高;反之,則較低。灰色關(guān)聯(lián)分析法對(duì)于一個(gè)系統(tǒng)發(fā)展變化態(tài)勢(shì)提供了量化的度量,適合動(dòng)態(tài)歷程分析。
3 FDS場(chǎng)模擬法
FDS火災(zāi)模擬系統(tǒng)是美國(guó)科學(xué)院研制的一款用于模擬火災(zāi)場(chǎng)景的模擬器,結(jié)合實(shí)際的火災(zāi)參數(shù)修正,成為模擬火災(zāi)的重要工具,以火災(zāi)中流體運(yùn)動(dòng)為主要模擬對(duì)象的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)軟件,重點(diǎn)計(jì)算火災(zāi)中煙氣和熱傳遞過(guò)程。FDS程序是開(kāi)放的,其準(zhǔn)確性得到了大量試驗(yàn)的驗(yàn)證,因此在火災(zāi)科學(xué)中得到廣泛應(yīng)用。
來(lái)源:中國(guó)纖檢