1、 1 印行年月 94 年 10 月 本標準非經本局同意不得翻印 中華民國國家標準 CNS 總號 類號 ICS 71.040.40 K61100 14819 經濟部標準檢驗局印行 公布日期 修訂公布日期 93 年 4 月 12 日 年月日 材料表面耐燃燒性試驗法 -輻射熱源垂直試驗法 (共 11 頁)Method of test for surface flammability of materials using a radiant heat energy source 1. 適用範圍：本標準規定以輻射熱源測量材料表面耐燃燒性。 備考 1. 本標準用來量測及描述材料、產品或組件在條件控制下的熱
2、及火焰的反應，不能用來描述或評估材料產品或組件的真實著火情形下的火災和著火風險。然而對特殊終端用途所需火災及著火風險的各種因素評估，本試驗結果可列入火災及著火風險評估因素。 2. 本標準無意追求及使用所有相關的任一安全問題，本標準使用者應自行負責建立安全衛生習慣，並在使用前決定使用上的管理限制。 3. 本標準中 內係英制。 2. 試驗方法摘要 2.1 材料表面耐燃燒性試驗法係使用 300460mm1218 in.的輻射熱源，前面傾斜放置 150460mm618 in.的試片，試片的定向是使其在上緣附近引燃，火焰鋒面往下前進。 2.2 從火焰鋒面前進速率和試驗材料熱釋放率計算火焰擴散指數。 3.
3、 儀器及裝備：如圖 1 及 2 所示並包括下列裝置。 3.1 配有瓦斯及空氣的輻射板：此輻射板是由豎立裝置於鑄鐵框上的多孔性耐火磚組成，輻射暴露面為 300460mm1218 in.，可在 815 1500 操作，裝備具有一個可在接近大氣壓下混合瓦斯和空氣的文式 (Venturi type)抽氣器 (參照圖2)，離心式鼓風機或同等品，在 700Pa2.8 in.水柱 壓力下，每分鐘可供應 100ft3的空氣，空氣過濾器防止板孔被塵埃阻塞，瓦斯供應線上具有調壓器及控制關閉閥。 2 CNS 14819, K 61100 圖 1 輻射板火焰擴散試驗設備示意圖 3 CNS 14819, K 61100
4、3.2 試片夾具：試片夾具的形狀及尺度如圖 3，其材質為耐熱的鉻鋼，試片夾具表面要鐫刻有觀察記號，且必須和試片表面的 76 mm3 in.間隔線相對應之觀察記號。 3.3 試片夾具的支撐框架：框架有二支直徑 13mm21in.的不銹鋼橫桿，該桿具有止檔 (stop)可將試片夾具定位於輻射板的正前方，支撐框架等元件要由金屬製成，因為試片角度及與輻射板的相對位置極為重要，其指定此等條件框架尺度應在圖 2 所示數值的 3.2mm81in以內。 3.4 引燃燃燒器：引燃燃燒器的不銹鋼管長約 203mm 至 229mm8 至 9in.、內徑3.2mm81in.，暴露於輻射熱的燃燒器，必須用內徑 5.16
5、mm6413in.，外徑6.84mm329in.的瓷管加以保護，燃燒器要水平放置，但和引燃燃燒器要和水平面及試片面的交叉線略有角度。 不使用時，燃燒器必須可移出定位，引燃噴嘴由吸氣管件將瓦斯和空氣預混的氣體，經由噴嘴燃燒應可得 51 至 76mm2 至 3in.的火焰，乙炔氣可符合此項要求，燃燒器頂端的位置在可使火焰觸及或距試片頂部中央部位或距12.7mm21in.以內。 3.5 間隔堆疊：由如圖 2 形狀和尺度 1.0mm0.040in.鋼片堆疊，其和試片輻射熱板的相關位置，亦必須符合圖 2 的要求。 3.6 熱電偶：相同電阻的 8 個熱電偶，以並聯連接，安裝在堆疊上，並由陶瓷製絕緣子加以支
6、撐，詳如圖 2 和圖 4，每一接點係將直徑 0.5mm 0.020in 鉻鎳及鋁鎳合金線撚合並融合其端部而成。 3.7 自動電位記錄器是範圍從 38 至 538 100-1000 的自動電位計，將被用來記錄第 3.6 節所述的堆疊上之熱電偶的溫度變化。記錄器應為連續記錄或至少每隔 15 秒記錄一次。 3.8 煙罩：含有排風鼓風機的煙罩應擺在堆疊的上方，在輻射板未作業時，鼓風機應在堆疊頂部產生 0.5m/s30.5m/min,100ft/min.的速度，輻射板操作時，約可達 1.3m/s(250ft/min)。假如是堆疊上之熱電偶對已建立的試驗條件實施過溫度校正 (參照附錄 A1.2)，通過堆疊
7、的速度對火焰擴散測定並不是主要的。罩面距堆疊的頂部或側面至少必須分別空出 254mm10 in.及 191mm721in.。 3.9 輻射高溫計：輻射高溫計是用來校準輻射板的熱量輸出，適於直徑 1.2 米範圍檢視直徑 254mm10 in.的圓形面積，必須依照附錄的步驟在操作黑體溫度範圍加以校正。 3.10 攜帶式電位計：輻射高溫計的電輸出必須用電位計加以監測，其 mV 範圍適用第 3.9 節的輻射高溫計。 3.11 計時器：計時器應校至可讀取 0.01min，藉以記錄試驗時各事項的時間。 4 CNS 14819, K 61100 圖 2 試驗設備的詳細構造 mm in. mm in. 1.0
8、 0.040 152 6 12.7 1/2 241 9 1/2 16.0 5/8 457 18 22.2 7/8 492 19 3/8 44 1 3/4 19.2 19.2 3/4 3/4 51 2 38 32 1 1/2 1 1/4 64 2 1/2 305 457 12 18 71 2.8 330 483 13 19 102 4 51 51 3.2 2 2 1/8 111 4 3/8 13 514 914 0.050 20 1/4 36 121 4 3/4 100 ft3/min=47.21 L/s 5 CNS 14819, K 61100圖 3 試片夾具 mm in. mm in. 19
9、.0 3/4 159 6 1/4 25 1 433 175/8 32 1 1/4 460 18 1/4 76 3 1.6 19 533 1/15 3/4 21 133 5 1/4 4. 試片 4.1 試片為 150460mm618in.，原材料厚度小於 25mm1in.，原材料厚度若超過25mm1in.，必須切成 25mm。在客戶要求下，測試厚度可大於 25mm1in.，但必須使用超尺度的試片夾具。 4.2 用在底材上的材料，必須在底材上測試。 4.3 比較測試或最終產品用途未標明者，其最終材料應依照第 4.4 節至 4.7 節製備測橫貫圓棒在下邊位置的調整保持彈簧 1.6mm19mm533m
10、m青銅彈簧片扣住試片 夾具面上的觀察標線在試片每 76mm 間隔相對稱螺栓形軸對擺動彈簧 6 CNS 14819, K 61100 試材料。 4.4 對紅外線不透明且厚度大於 1.6mm161in.者，不可用於基材。 4.5 不透明板材厚達 1.6mm1in.及液體膜如塗料等，用於可燃性基材材料，必須用建議的應用步驟，施加於 6.4mm 的強化硬板上，依本方法實施試驗最少要有 4個試驗應有 130 至 160 平均火焰擴散指數。 4.6 液體膜或其他將應用於非燃燒性底材者，必須應用於 6.4mm41in.厚的無機強化水泥板的平滑面上，並使用特定的擴散率要求，或缺此要求者，至少必須塗裝 0.76
11、mm0.03in.厚。 備考：無論無機強化水泥板如何規定，其材料應該是標稱厚度 6.3mm41in.，高密度 176280kg/m3，即 1105lb/ft3及未塗裝者。 4.7 假如 0.05mm0.002in.厚的背襯鋁箔，以亮面對著試片，產生的火焰擴散率比無背襯者為高，此較高的結果應被接受為火焰擴散指數。 4.8 材料 (含織物 )等不是施加在底材上，但是支撐一邊或多邊，應安裝在 13mm21in.厚紙板之特殊背襯，試片相對背襯表面並以 0.05mm0.002 in.之高反射鋁箔被覆，其光亮面對著試片。 12.7mm12.7mm2121in.之厚紙板隔片應置於背襯物鋁箔被覆表面周邊，將試
12、驗材料與鋁箔隔離。可撓性材料應切成255560mm1022in.大小，沿著框摺疊，並將其固定在厚紙板的背面，並施加適當的張力，使其剛好可以消除鬆弛。 備考：不管厚紙板如何規定，材料必須是用黏合劑封裝，其標稱厚度為13mm21in.，密度為 96080kg/m3的商業品質。 4.8.1 發泡彈性膠體及發泡塑膠，不管具撓性與否，試片的背與側必須以0.05mm0.002in.厚的鋁箔包裹，以鋁箔的亮面對著試片。無機強化水泥板用作背襯， 150460mm618in.的 25mmin.六角鋼絲網 (20 至 22AWG)放在試片的暴露面，將其扣在夾具上，模造表皮或處理過的表面應朝向暴露。 4.9 裝飾材
13、料含積層片材、瓷磚、織布及其他等以黏膠黏著在基材材料上者，以及未黏在基材材料上的積層板，應該試驗由於脫層、龜裂、撕離及其他的裝飾材料脫層所造成的火焰擴散增加或伴隨的危險。可能增加火焰擴散如試驗材料背面冒焰、黏膠或基材材料點燃，要決定是否存在這些效應，必須執行 下列項目。 4.9.1 當接到一般材料試樣，必須試驗一個或更多試片。 4.9.2 在上述暴露試驗中，材料傾向脫層或任何形式從夾具分離者，應再試 1 個或更多試片，並以 150460mm618in.的 25mm1in.六角網目對著試片暴露面，將試片扣在夾具中。 4.9.3 如本節所述的材料，依照第 4.9.1 或 4.9.1 及 4.9.2
14、 節的組合，應使用一或 7 CNS 14819, K 61100更多試片進一步試驗，這些試片要在裝飾物上刻出 1.6mm161in.寬的溝痕，一道從邊起 25mm 的縱溝，五道相距 102mm4 in.的側溝，分別從頂邊及底邊起 25mm，最後圖案包含四大部分，背後由底板片或黏膠支持，再由試片夾具支撐無溝痕面。未施工的積層板應挖溝至43厚度，施加在底材上的裝飾材應全部挖除。 4.9.4 試片材料的燃燒性試驗，應該在第 4.9.1 至 4.9.3 節會產生最大火焰擴散指數的適當條件下進行。然而假如在挖溝的組合中，任何火焰擴散指數的增加主要都是歸因於溝中火燄的前進加速，則燃燒性試驗應該在無溝式的一
15、般方法下進行。 4.10 假如在起始試驗，任何材料傾向熔融、軟化、龜裂、 劈開或從試片夾具掉下，則應以第 4.9.2 節所述的繩網支持重試，兩個中較高的試驗結果應被當作火焰擴散指數。 4.11 除了厚於 19.0mm43in.的試片外，其他的都要以 13mm21in.厚、密度為960kg/m3的厚紙板加以背襯，試片背面要以 25152mm16in.的撓性陶瓷片加以保護，該陶瓷片必須越過試片的頂邊，再下摺越過厚紙板的背後。 備考：不管陶瓷片如何規定，它必須在 1260 2300 的最低實作溫度下能夠維持完整性。 5. 狀態調節：在 60 140 下將試片預先乾燥 24 小時，然後在環境溫度 23
16、3及相對濕度 505%下調節至平衡狀態。 6. 試片數目：每種試樣至少要有 4 個試片，在該型試樣的可用條件下試驗。 7. 步驟 7.1 每次試驗後用刷子或其他有效方法清除熱電偶上有礙燃燒的積集物。 7.2 試驗進行中，要關閉門窗及空氣循環裝置，以防額外通風，並在儀器及罅縫風源間安排檔板。 7.3 點燃瓦斯空氣預混氣體通過輻射板，將該單元加熱 0.5 小時，在每一試驗前，擺好輻射高溫計，使其可觀測直徑 254mm10in.的中央面積，藉以查核輻射輸出量，調整空氣流量至 5.96.3L/s750ft3/h800ft3/h，再將燃料瓦斯流量從 0往上調整，直到輻射量等於同尺寸黑體在 6704運作的
17、輻射量。 7.4 打開電位計記錄量測堆疊熱電偶的溫度。 7.5 建立適當的方法控制額外通風，藉以確保試片放置前，間隔堆疊溫度變異不超過 5 (9 )。 7.6 點燃燃燒器，並調整火燄為 51-76mm2-3in.長，將燃燒器就操作位置，試驗期間，不管試片是否發焰，燃燒器要在定位上一直保持燃燒，對於遇熱會收縮的材料，要調整燃燒器火焰位置，使其直接和試片接觸。 7.7 將夾持試片的夾具放進支撐架，並同時開始計時，試片從調節箱取出至放於支撐架的時間差不得超過 5 分鐘，在此段時間，要將試片的支撐架放在適當的蒸 8 CNS 14819, K 61100 氣防止夾套中，僅在夾持試片的夾具放在支撐架試驗時
18、，才將其取出。 PE 袋適合當作蒸氣防止袋。 7.8 記錄表面火焰到達夾具上每 76mm 記號或試片上相對記號處的時間，同時觀察第 8.4.1 節所要求的閃火，也記錄所觀察到熔滴或試片行為特性。 7.9 記錄間隔堆疊上熱電偶的最大昇溫值。 7.10 暴露時間：當火焰鋒面到達 380mm 處或暴露間達 15 分鐘，以先達到為主，此時視為堆疊熱電偶溫度已達最高溫度，本試驗就算完成。 8. 計算 8.1 以下列公式計算火焰擴散指數 Is Is=FsQ 式中， Fs：火焰擴散因素，如第 8.2 節之規定 Q：放熱因素，如第 8.3 節之規定 8.2 Fs 的計算：在方格上垂直軸劃上距離，水平軸則標上火
19、燄到達的時間，因此要火燄在 0mm 處及 0 分開始，並劃上此起始點，用直線連接 6 點 (或更少 )。若各線段向上斜率變成較不陡峭或維持穩定，則依下列公式計算 Fs 1215912693603tt1tt1tt1tt1tt11Fs+= 式中， t0為一般的 0， t3t15是火焰鋒面沿著試片到達的長度，各記號的分鐘數。 8.2.1 假如任何線段的斜率增加，則跳過會讓斜率增加的點，劃線段接前一點及次一點 (因此被跳過的點將會是在線段的下方 )，必要的話，必須經常重複此一消除斜率增加的辦法，有些情形可能要跳過 2、 3 或 4 個連續點。 8.2.2 在最終曲線下面的點，稱跳過點，在曲線上的點稱為
20、曲線點，應該沒有點會在曲線上面。應用第 8.2 節計算 Fs 的方程式，將涉及單一跳過點的兩項剔除，或剔除涉及 2 至 4 連續點的 3 至 5 項，或兩者都剔除，每一剔除部分都以 K/(Tf-Tb)的新單項取代，其中整數 K 和跳過點數目有關，詳如下列： 跳過點數 單點 4 二連續點 9 三連續點 16 四連續點 25 (注意：最多可能會有兩個不同的跳過點群，範例如附件 A.1.5) Tf：跳過點後第一個曲線點的時間 (min)。 Tb：跳過點前最終曲線點的時間 (min)。 8.2.3 和前述步驟相同的電腦程式等，其結果同樣正確。 8.3 放熱因素 Q 的計算公式如下 Q=CT/ 式中，
21、C：選定常數 5.7，可使結果和計算前獲取者一致。 9 CNS 14819, K 61100T：試片和無機強化水泥板試片的堆疊熱電偶的攝氏溫度差。 ：儀器常數，校正燃燒器單位熱量輸入的平均堆疊熱電偶溫度上昇量，單位為 C/KW，值的可能範圍為 20 40 /KW0.6 1.2 /Btu.min，詳如附件 A1.2。 8.4 火焰鋒面不繼續，儘管是短暫的，所有火焰鋒面都要列入考慮。 8.4.1 快速火焰擴散，假如火焰從任一 76mm3in.記號，到次記號時間在 3 秒以內，此一事實必須在報告中提及，同時在火燄擴散指數後面括號中記錄 ”閃火 ”。 8.5 在試驗時，由於熔融或試片傾斜，除了例行測定
22、的火焰擴散指數報告外，應註明燃焰性流動或垂滴性材料及發生時間，不管是和一般火焰鋒面一起或分開時，冒焰材料傾向快速流動或融滴。 8.6 低密度，多孔性及其他材料，其發焰燃燒速率很快，將會局限於暴露試驗的早期部分，假如採用間歇性的記錄 (例如 15 秒間隔 )，微量的溫度上昇可能無法偵測到，此種情況下，堆疊熱電偶溫度必須加以連續記錄。 9. 報告 9.1 必須報告下列資訊 9.1.1 將測試材料完整標明包括類型、來源、製造商代號、形狀、主要尺度、顏色、以前歷史等。 9.1.2 試驗試片類型，如模造、平板、心材、表皮，表面處理等，尺度及是否有鋁箔背襯。 9.1.3 假如調節處理步驟和第 5 節的規定
23、不同，必須標示該步驟。 9.1.4 測試試片數目。 9.1.5 暴露時間為是否完全摧毀或暴露 15 分鐘。 9.1.6 每組試片的平均火焰擴散指數範圍。 9.1.7 各個試片的任何目視特性。 10 CNS 14819, K 61100 附錄 A A1. 裝置校正步驟 A1.1 輻射高溫計：輻射高溫計的校正是把黑體封裝物放在爐內，並維持在 6701238 ，黑體封裝物由一端有小視孔的鎳鉻金屬圓筒組成，從熱電偶量測黑體溫度端觀測輻射高溫計，把熱電偶放在鑽孔中，並和黑體熱接觸良好。 1.2 堆疊熱電偶 A1.2.1 軸射板在操作溫度時，廢氣鼓風機產生一個確定的堆疊速度，注意堆疊電偶的溫度，建議廢氣罩
24、系統起始定位必須無試片在定位下，維持操作溫度範圍於 180 至 230 356 至 446 。放置一個無機強化水泥板在定位上，點燃導引燃燒器，調整火焰為 51 至 76mm2in.至 3in.長度，然後將燃燒器放在操作位置上，連續記錄堆疊電偶的溫度上昇，並以此溫度曲線當作材料試驗時堆疊熱電偶溫度量測的基礎。 A1.2.2 將一個無機強化水泥板試片背襯 13mm1/2in.厚板，放置在試驗位置上，並注意，後續堆疊電偶的平衡溫度，將該溫度當作下述步驟的基礎：用長 305 至 381mm12 至 15in.的 6mm1/4in.標準熟鐵或一端加上端帽的鋼管，含 10 個直徑 1.8mm0.07in.
25、、間隔 16mm5/8in.在管軸平行線中央的徑向孔，製成多通口擴散 (無預混空氣 )燃燒器。把管狀燃燒器暴露於上緣下方 25mm1in.位置 (沿著試片表面量測 )，管壁必須和試片夾的兩邊緣接觸 ,使燃燒管含燃孔的部分，定位於試片的中央，燃孔軸必須垂直，使燃燒器的火焰沖擊試片的頂端或其附近，所產生擴散火焰的型式和定位應可和試片燃焰相比擬。點燃導引燃燒器，依第 3.4 節調整之，記錄各種流至燃燒器瓦斯流量之每一最大堆疊熱電偶溫度上昇高於前述所設定的基礎者，每一瓦斯流量至少要有 10 分鐘的時間讓堆疊電偶溫度穩定下來。校正燃燒器的供氣必須是甲烷、天然氣或這些的混合氣體，到校正燃燒器的瓦斯量必須經
26、校正過的流量計量測，用較高熱值 (毛值 )將瓦斯流量轉換成熱值輸入，必須用到濕度、溫度及壓力的更正值，若可行，把氣體流量及氣體較高 (毛 )熱值轉換成標準溫度 15.6 60 及標準壓力 762mm30in.Hg下的乾燥基礎，繪製最高堆疊熱電偶的攝氏或華氏度上昇對量測的熱值 kilowatts 或 Btu/min 的圖表，第 8.3 節火焰擴散指數公式用的值，是根據溫度上昇 /所需熱量的比值，必須在可讓溫度上昇攝氏 100 180 的水平下量測，使用攝氏是溫度上昇 100 /所需熱量 kiolwatt 的比值。 A1.3 校正檢查 A1.3.1 依第 3.9 節及 A1.1 所述，輻射高溫計在
27、 670 1238 黑體溫度下做適當的校正是件重要的工作。若有輻射板試驗儀器的實驗室沒有校正設備，可要求美國國家標準局的燃燒研究中心加以核查。 11 CNS 14819, K 61100A1.4 火燄擴散係數 F 的計算例 (第 8.2.1 節及第 8.2.2 節 ) A.1.4.1 若 t3=3 分， t6=5 分， t9=6 分， t12=10 分， t15=12 分，在圖 A1.1 的這些點 t3， t6，及 t12被認為是前二個連續跳過點，因此用第 8.2.2 節所修正的第 8.2 節公式： 09693603tt9tt1tt1tt1+由取代 及9511215912tt4tt1tt1+由取代 最後公式成為： Fs =1+91509tt4tt9+因此，代入適當的時間 Fs=1+(9/6)+(4/6)=3.17 A1.5 表面燃燒性標準品 A1.5.1 檢查本標準的操作及步驟驗上的的細節，可向美國國家標準局的標準品辦公室洽購表面燃燒性標準品，使用此標準品，並不能排除本文所列的校正。 圖 A1.1 火焰擴散係數
