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不同条件下地毯燃烧性能测试方法
日期：2015-07-11|作者：admin |人气：
地毯具有吸音、保温、行走舒适和装饰作用，但是未经防火处理的地毯具有很大的火灾危险性，地毯不仅增加了室内火灾负荷，成为火灾蔓延的重要途径，而且火灾时能释放出大量有毒烟气，对室内人员的生命安全造成威胁。1991 年 12 月 25 日，某宾馆由于电线短路引燃地毯，造成 14 死 11 伤。因此，研究地毯的燃烧特性对了解地毯在火灾中的燃烧行为，更好地预防因地毯引起的火灾事故具有重要意义。本文研究了地毯在不同放置角度、采用不同的基材以及不同的氧含量条件下的燃烧性能。1 实验部分
实验仪器为地毯燃烧 45℃ 测试仪( 南京江宁县分析仪器厂) ; 样品为市售化纤簇绒地毯; 将地毯裁剪成400mm × 220mm 的尺寸备用。根据 GB /T14768－ 1993、将地毯放置于测试仪内测试。具体方法为调节地毯燃烧 45° 测试仪的燃烧器火焰高度为24mm，燃烧器喷嘴前端与试样表面的距离为 1mm，开始实验时用燃烧器对试样表面施加火焰 30s，然后将燃烧器从试样表面移走，同时开始计时，记录地毯燃烧损毁至距离点火处 200mm 所需的时间，以及损毁质量，由于燃烧时火焰有可能也向下蔓延，因此后需记录总损毁长度。对实验仪器进行适当改造，将地毯分别在不同的角度、基材、燃烧环境氧含量下分别实验，记录数据。
2 结果与讨论
2． 1 位置状态对地毯燃烧性能的影响
材料的位置状态对材料的燃烧情况有很重要的影响［2］，表 1 是将地毯分别放置为不同角度时地毯的燃烧情况。从表 1 可以看出，燃烧时，随着地毯与水平夹角的增大，地毯的损毁长度逐渐增大，燃烧时间逐渐缩短，损毁质量逐渐增大，这说明地毯燃烧得越来越剧烈。这是由于火焰在地毯表面蔓延时，火焰和热产物对未燃烧的部分有预热作用，由于燃烧时产生的热烟气是垂直水平面向上散发的，地毯的倾斜角度越大，则热烟气对地毯的预热作用越显著，因此燃烧越剧烈。燃烧越剧烈，释放的热量越多，预热作用越强，以至于火焰下部未燃烧的部分也受到了预热作用，所以，随着地毯与水平夹角的增大，火焰朝反方向传播的趋势也越来越明显，表现为损毁长度的增加。其中，当地毯水平放置时，由于火焰的预热作用太弱，当燃烧器从地毯表面移走后，有焰燃烧仅维持了 106s 即自行熄灭。
2． 2 基材对地毯燃烧性能的影响
地毯用作室内地面装饰材料时，衬托地毯的基材对其燃烧性能有重要影响，研究不同基材对地毯燃烧状况的影响对了解实际火灾中地毯的燃烧情况具有重要意义。表 2 是采用不同基材时地毯的燃烧情况。从表 2 可以看出，采用不同基材时，地毯的燃烧状况差别较大。以木地板作为地毯的基材进行实验时，地毯的损毁长度为 243mm，燃烧时间为 190s，损毁质量为 20． 2g，而以市售地砖为基材时，地毯的损毁长度为 200mm，即火焰未向下传播，燃烧时间也增加为 484s，损毁质量是几种基材中少的，仅为11． 0g。不同基材对地毯燃烧性能的影响主要表现
在其导热性不同上，基材导热性越好，地毯燃烧时产生的热量越容易被导走，因而地毯燃烧越不剧烈。材料的导热性可以通过傅立叶定律 Φ = － λA △t△x 作定性估计。式中，Φ 是单位时间内材料传递的热量，λ是材料的导热系数，A 是材料的面积，△x 是材料的厚度，△t 是材料两端的温差［3］。可以看到当材料的传热面积、厚度、温差和传热时间相差不大的情况下，影响产热量的主要因素是 λ，λ 越小，导热性越差，传热量越少。市售地砖与木地板相比，前者的导热系数要大，所以作为基材时更容易将地毯产生的热量导走，使燃烧变得缓和。
2． 3 不同氧含量对地毯燃烧性能的影响
材料燃烧时受周围环境的氧含量影响很大。室内火灾发生时，往往是随着燃烧的进行，室内氧气浓度逐渐降低，因此研究燃烧环境氧含量不同的条件下地毯燃烧性能对了解实际室内火灾中地毯的燃烧行为具有指导作用。表 3 是在不同氧含量条件下地毯的燃烧情况。从表 3 可以看到，随着环境氧含量的增加，地毯燃烧时间和损毁质量有减小的趋势，这说明氧含量增加能明显提高火焰的蔓延速度。氧含量增加后，主要是加快了火焰在其蔓延主方向的传播速度，而在其他方向上，这种促进作用并不明显，所以，在较短时间内火焰即可传播到规定的位置，表现为环境氧含量的增加，燃烧时间和损毁质量都减小。氧含量为 17% 时，地毯燃烧已经变得非常困难，燃烧器从地毯表面移走后，有焰燃烧仅维持了 30s。
除以上因素外，地毯燃烧还受其他多种因素的影响，比如地毯与基材接触的紧密程度，簇绒地毯表面的不均匀等都会对地毯的燃烧性能产生一定影响，甚至使实验数据出现随机性。
3 结论
通过实验研究，可得出以下结论:
( 1) 地毯燃烧
时受其位置状态的影响显著，随着地毯与水平夹角的增大，地毯的损毁长度逐渐增大，燃烧时间逐渐缩短，损毁质量逐渐增大。
( 2) 衬托地毯的基材对其燃烧性能有重要影响，基材的导热系数越小，地毯燃烧越剧烈。
( 3) 环境氧含量的增加可以显著加快火焰在其蔓延主方向的传播速度，致使燃烧规定距离的时间和损毁质量均有所减小。
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