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嘉峪檢測網(wǎng) 2018-08-28 09:55
室內(nèi)紡織品作為可燃材料容易引起火災的發(fā)生,同時燃燒過程中能夠加速引導火災蔓延,增加火災載荷,在高溫封閉空間內(nèi),因為氧氣濃度下降,處于貧氧狀態(tài)下的紡織品不完全燃燒將產(chǎn)生大量有毒氣體與煙霧,危害人們生命財產(chǎn)。室內(nèi)紡織品作為可燃材料,其火災危險性越來越受到重視。對于紡織品燃燒性能的測試,我國制定了很多標準,包括:
GB/T 5454—1997《紡織織物 燃燒性能測定 氧指數(shù)法》,通過極限氧指數(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 垂直方向損毀長度、陰燃和續(xù)燃時間的測定》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定》主要通過續(xù)燃時間、陰燃時間、損毀長度表征燃燒特性;
GB/T 8746—2009《紡織品 燃燒性能 垂直方向試樣易點燃性的測定》用于表征樣品的點燃特性;
GB/ T 11049—2008《地毯燃燒性能 室溫片劑試驗方法》用于表征地毯的點燃特性;
GB/T 14644—2014《紡織品 燃燒性能 45?方向燃燒速率的測定》通過45?法測量樣品的燃燒 性能;
FZ/T 01028—1993《紡織織物 燃燒性能測定 水平法》通過水平法測量織物的燃燒性能。
以上紡織品的燃燒性能檢測標準已經(jīng)比較成熟,通過燃燒速度、續(xù)燃時間、陰燃時間、損毀長度等表征紡織品的燃燒性能,提供簡單的燃燒數(shù)據(jù),主要用于不同紡織品燃燒性比較,較難用其預測真實環(huán)境中產(chǎn)品的火災危險性。而對于火災危險性評價,目前還沒有成型的方法,本文探討對室內(nèi)紡織品燃燒特性進行綜合分析,以建立紡織品燃燒特性與火災危險性關(guān)聯(lián)模型。火災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燃性及燃燒發(fā)展特性等進行綜合分析,主要指標包括易引燃性、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,從以上多個方面進行綜合表征,建立紡織品燃燒特性與火災危險性關(guān)聯(lián)模型。
室內(nèi)紡織織物燃燒火災危險性評價參數(shù)主要包括:

室內(nèi)紡織品原材料屬于可燃高分子材料,存在容易被點燃的危險,容易成為火災的著火點。著火過程是無化學反應向穩(wěn)定強烈放熱反應的過渡。室內(nèi)紡織品的點燃溫度較低,一旦接觸火源,會迅速燃燒,火焰蔓延快,火災危險性大??扇疾牧显谥鹬埃ǔJ軣岚l(fā)生熱解,氣化,釋放出可燃氣體,形成氣相火焰。
易點燃性可以通過以下指標來表征:
(1)點燃時間:采用錐形量熱儀,從 表面受熱開始到出現(xiàn)有焰燃燒現(xiàn)象所需時間,用于表征材料接觸外部熱源被引燃的難易程度,點燃時間越長,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表征;
(3)熔點、分解溫度和燃點:可以通過熱重分析儀(TG)測量材料的熔點;通過差示掃描量熱儀(DSC)測量材料的熱分解溫度;當可燃材料在明火點燃下剛剛可以發(fā)生持續(xù)燃燒時,其表面最低溫度稱為燃點,也稱著火點,通過著火溫度測定儀測量材料的燃點。
室內(nèi)紡織品在燃燒過程中,產(chǎn)生的火焰和熱量容易對人體造成燒傷。在規(guī)定的試驗條件下,紡織品燃燒所釋放的熱量,是描述其火災危險性的重要參數(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。通過錐形量熱儀測量熱釋放性,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?,對周圍環(huán)境的影響程度越大。熱危險可以通過火勢增速和釋熱量進行表征。
紡織品燃燒產(chǎn)生的大部分煙霧顆粒物對可見光是不透明的,有較強的遮光作用,會造成能見度下降,導致人員看不清周圍環(huán)境,辨認目標能力大大降低。煙霧參數(shù)可以通過錐形量熱儀或者煙密度箱試驗得到,表征指標有遮光率、生煙速率、總生煙量等?;馂闹腥绻麩熿F濃厚,人們視野不清,更加劇恐慌,給有限逃生機會增加困難。
大量研究表明,吸入毒性氣體是火災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,當空氣中CO的含量超過一定量就會對人體產(chǎn)生傷害,因此CO生成率是衡量材料火災危險性的重要參數(shù)。燃燒煙氣毒性是材料火災危險性評估的重要一環(huán),急需建立評估材料燃燒煙氣毒性的試驗標準。

1 錐形量熱儀法
室內(nèi)紡織品通過錐形量熱儀試驗,可以得到包括熱量釋放指標、煙氣釋放指標、引燃時間等指標,錐形量熱儀試驗方法在火災危險性評估中應用廣泛。
錐形量熱儀試驗原理基于材料在錐形加熱器的熱輻射下燃燒時會消耗掉空氣中的氧氣,通過檢測燃燒過程中消耗的氧氣量、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結(jié)果與大型燃燒試驗具有較好相關(guān)性。
2 墻角點燃試驗
墻角點燃試驗是一種全尺度火災試驗研究方法,又稱屋角燃燒試驗,更加接近真實火災條件,可以用來研究室內(nèi)裝飾材料的火災特性。該試驗方法以模擬墻角火災場景作為標準條件,并規(guī)定試驗樣品的安裝完全按實際用途進行,是一種可靠的火災科學研究方法。國際標準ISO 9705的全尺寸房間燃燒試驗就規(guī)定了一種模擬火災的測試方法,該火災發(fā)生在一間房間的墻角部分,使用標準點火源,旨在評估產(chǎn)品對火災發(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,測量輸入到試樣和參比物的功率差與溫度的關(guān)系,可以測定多種熱力學和動力學參數(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)法用來表征材料的易點燃性,用于判斷材料在空氣中與火焰接觸時燃燒的難易程度。在GB 8624—2012《建筑材料及制品燃燒性能分級》認為,對于窗簾幕布、家具制品裝飾用織物,氧指數(shù)≥32 %為B1級制品,即難燃材料;氧指數(shù)≥26 %為B2級制品,即可燃材料。
氧指數(shù)法的標準試驗方法為國家標準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危險性評估關(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場模擬法等。
1 層次分析法
層次分析法(AHP)是美國運籌學家匹茨堡大學教授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復雜的多影響因素問題作為一個系統(tǒng),將目標分解為若干層次,通過定性指標模糊量化方法計算出層次單排序(權(quán)數(shù))和總排序,以衡量各指標權(quán)重的系統(tǒng)方法。層次分析法的基本思想是基于按問題要求建立一個描述系統(tǒng)功能的內(nèi)部獨立遞階層次結(jié)構(gòu),通過比較兩因素間相對重要性,給出相應比率標度,構(gòu)造上層要素對下層相關(guān)元素的判斷矩陣,計算相關(guān)元素對上層某要素的相對重要序列。
運用AHP一般分為3個步驟: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,形成一個多層次的分析結(jié)構(gòu)模型;其次,根據(jù)對客觀現(xiàn)象的主觀判斷,對每一層次因素的相對重要性給以定量描述;最后利用數(shù)學方法確定每一層次全部因素相對重要性次序的數(shù)值,進行一致性檢驗。
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、應用最廣泛的一部分,其基本原理是基于對統(tǒng)計序列幾何關(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)分析法進行火災危險性評估,可以定量分析系統(tǒng)及各層次風險等級,并找出危險指數(shù)的核心參數(shù)。灰色關(guān)聯(lián)分析是指對一個系統(tǒng)發(fā)展變化態(tài)勢的定量描述和比較的方法,其基本思想是通過確定參考數(shù)據(jù)列和若干個比較數(shù)據(jù)列的幾何形狀相似程度來判斷其聯(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)展過程中,若兩個因素變化的趨勢具有一致性,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)分析法對于一個系統(tǒng)發(fā)展變化態(tài)勢提供了量化的度量,適合動態(tài)歷程分析。
3 FDS場模擬法
FDS火災模擬系統(tǒng)是美國科學院研制的一款用于模擬火災場景的模擬器,結(jié)合實際的火災參數(shù)修正,成為模擬火災的重要工具,以火災中流體運動為主要模擬對象的計算流體動力學軟件,重點計算火災中煙氣和熱傳遞過程。FDS程序是開放的,其準確性得到了大量試驗的驗證,因此在火災科學中得到廣泛應用。

來源:中國纖檢