GB T 5169.29-2008 电工电子产品着火危险试验.第29部分 热释放.总则.pdf

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1、ICS 29020K 04 雷亘中华人民共和国国家标准GBT 5 1 6929-2008IEC 6069581：2008电工电子产品着火危险试验第29部分：热释放 总则Fire hazard testing for electric and electronic products-Part 29：Heat release-General guidance2008-12-30发布(IEC 6069581：2008，Fire hazard testingPart 8-1：Heat release-General guidance，IDT)200910-01实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局

2、告士中国国家标准化管理委员会及仲前言引言1范围2规范性引用文件-3术语和定义-4热释放量测量原理-5用于记录热释放数据的参数6选择试验方法的要素7热释放数据的相关性参考文献目 次GBT 516929-2008IEC 6069581：2008V11136坨玛H刖 昌GBT 516929-2008IEC 60695-8-1：2008GBT 51 69电工电子产品着火危险试验分为以下部分：一一GBT 51691 2007 电工电子产品着火危险试验第1部分：着火试验术语(IEC 60695 4：2005，IDT)GBT 51692-2002电工电子产品着火危险试验 第2部分：着火危险评定导则 总则(I

3、EC 60695 1 1：1999，IDT)GBT 51693 2005 电工电子产品着火危险试验第3部分：电子元件着火危险评定技术要求和试验规范制订导则(IEC 6069512：1982，IDT)GBT 516952008 电工电子产品着火危险试验 第5部分：试验火焰 针焰试验方法装置、确认试验方法和导则(IEC 60695 11 5：2004，IDT)GBT 51697 2001 电工电子产品着火危险试验试验方法扩散型和预混合型火焰试验方法(idt IEC 60695240：1991)GBT 51699 2006 电工电子产品着火危险试验第9部分：着火危险评定导则 预选试验规程的使用(IE

4、C 60695130：2002，IDT)一GBT 5169102006 电工电子产品着火危险试验 第10部分：灼热丝热丝基本试验方法灼热丝装置和通用试验方法(IEC 60695-210：2000，IDT)GBT 5169112006 电工电子产品着火危险试验 第11部分：灼热丝热丝基本试验方法成品的灼热丝可燃性试验方法(IEC 60695 2 11：2000，IDT)GBT 516912 2006 电工电子产品着火危险试验第12部分：灼热丝热丝基本试验方法材料的灼热丝可燃性试验方法(IEC 60695212：2000，IDT)GBT 516913 2006 电工电子产品着火危险试验第13部分：

5、灼热丝热丝基本试验方法材料的灼热丝起燃性试验方法(IEC 60695213：2000，IDT)GBT 516914 2007 电工电子产品着火危险试验第14部分：试验火焰 1 kW标称预混合型火焰装置、确认试验方法和导则(IEC 60695一112：2003，IDT)GBT 516915 2008电工电子产品着火危险试验 第15部分：试验火焰 500 W火焰装置和确认试验方法(IEcTs 60695 11 3：2004，IDT)GBT 516916 2008 电工电子产品着火危险试验第16部分：试验火焰50 w水平与垂直火焰试验方法(IEC 606951110：2003，IDT)GBT 51

6、6917 2008 电工电子产品着火危险试验第17部分：试验火焰 500 W火焰试验方法(IEC 606951120：2003，IDT)GBT 516918 2005 电工电子产品着火危险试验第18部分：将电工电子产品的火灾中毒危险减至最小的导则总则(IEC 6069571：1993，IDT)GBT 5169192006 电工电子产品着火危险试验第19部分：非正常热模压应力释放变形试验(IEC 60695103：2002，IDT)一 GBT 516920 2006 电工电子产品着火危险试验第20部分：火焰表面蔓延试验方法概要和相关性(IECTS 6069592：2001，IDT)GBT 516

7、9212006 电工电子产品着火危险试验 第21部分：非正常热 球压试验(IEC 6069510 2：2003，IDT)一GBT 5169222008 电工电子产品着火危险试验第22部分：试验火焰 50 w火焰 装GBT 516929-20081IEC 6069581：2008置和确认试验方法(IECTS 60695一i1-4：2004，IDT)GBT 516923 2008 电工电子产品着火危险试验第23部分：试验火焰 管形聚合材料500 W垂直火焰试验方法(IECTS 60695 1121：2005，IDT)GBT 516924 2008 电工电子产品着火危险试验 第24部分：着火危险评定

8、导则 绝缘液体(IEcTS 60695140：2002，IDT)GBT 516925 2008电工电子产品着火危险试验第25部分：烟模糊 总则(IEC 606956-1：2005，IDT)GBT 516926 2008电工电子产品着火危险试验第26部分：烟模糊试验方法概要和相关性(IECTS 6069562：2005，IDT)GBT 516927 2008 电工电子产品着火危险试验第27部分：烟模糊 小规模静态试验方法仪器说明(IECTR 60695-630：1996，IDT)GBT 516928 2008 电工电子产品着火危险试验第28部分：烟模糊 小规模静态试验方法材料(IECTS 605

9、95531：1999，IDT)GBT 516929 2008电工电子产品着火危险试验第29部分：热释放总则(IEC 606958 1：2008，IDT)GBT 516930 2008 电工电子产品着火危险试验第30部分：热释放试验方法概要和相关性(IECTS 60695 8 2：2008，IDT)GBT 516931 2008 电工电子产品着火危险试验 第31部分：火焰表面蔓延 总则(IEC 6069591：2006，IDI、)本部分为GBT 5169的第29部分。本部分等同采用IEC 60695 8 l：2008着火危险试验第8-1部分：热释放总则(英文版)，但按GBT 200002 200

10、1标准化工作指南第2部分：采用国际标准的规则中42 b)和52的规定作了少量编辑性修改。本部分由全国电工电子产品着火危险试验标准化技术委员会(SACTC 300)提出并归口。本部分由中国电器科学研究院负责起草，广东出入境检验检疫局检验检疫技术中心、公安部四JI J消防研究所、，“州威凯检测技术研究所、武汉计算机外部设备研究所、深圳市计量质量检测研究院、中国电子技术标准化研究所等参加起草。本部分主要起草人：陈灵、武政、赵成刚、陈兰娟、张效忠、裴晓波、李保军、王忠义。本部分是首次发布。引 言GBT 516929-2008IEC 6069581：2008所有电工电子产品的设计都应考虑着火风险和潜在的

11、着火危险。元件、电路和设备设计以及材料筛选在这方面的目的是将潜在的火灾事故风险降低到可以接受的水平，即使发生可预见的非正常使用、故障和失效等状况也是如此。制定中的IEC 6069511011和IEC 6069511112为如何达到这一目的提供了导则。主要目的为：a) 防止带电元件引起的起燃；b)如果发生起燃，将着火范围限制在电工电子产品外壳内。次要目的包括减小超出产品外壳的火焰蔓延和减少包括热、烟、毒性气体或腐蚀性气体等燃烧产物的有害影响。涉及电工电子产品的火灾也可能因外部非电热源引发。总体风险评估应考虑这一因素。火灾产生的热量(热危险)、毒性和或腐蚀性化合物、以及由烟雾导致的视觉模糊，均对生

12、命和财产造成危害。随着热释放量的增加，火灾风险增大，可能发展成有轰燃现象的火灾。着火试验中最重要的测量方法之一是测量热释放量，是确定着火危险的一个重要因素；也是防火安全工程计算的参数之一。测量和使用热释放量以及其他着火试验数据，可用于减小着火的可能性(或影响)，即使电工电子产品发生可预测的非正常使用、故障或失效等状况也是如此。当一种材料被外部热源加热时会产生燃烧流，与空气混合后会起燃并引发火灾。这一过程中释放的热量有的被燃烧流和空气的混合物带走，有的因辐射损失掉，有的又返回到固体材料上，使其产生更多的高温分解物，从而延续这一过程。热量也可能会传递到临近的其他可燃产品上，并释放增加的热量和燃烧流

13、。着火过程中热能量的释放速率定义为热释放速率。热释放速率影响火焰蔓延和次级着火，因此很重要。其他参数也很重要，例如可燃性、火焰蔓延和着火的边界效应等(参见GBT 5169和IEC 60695标准系列)。V1范围GBT 516929-2008IEC 6069581：2008电工电子产品着火危险试验第29部分：热释放总则6BT 5169的本部分给出了电工电子产品及其构成材料的热释放测量和说明的导则。即将出版的IEC 60695 1 101；jfll IEC 606951112中，热释放数据可作为着火危险评定和防火安全工程的组成部分。2规范性引用文件下列文件中的条款通过GBT 5169的本部分的引用

14、而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。GBT 51691 2007 电工电子产品着火危险试验第1部分：着火试验术语(IEC 606954：2005，IDT)GBT 516930-2008 电工电子产品着火危险试验 第30部分：热释放 试验方法概要和相关性(IECTS 60695 8 2：2008，IDT)6BT 144022007建筑材料及制品的燃烧性能燃烧热值的测定(ISO 1716：2002，IDT)GBT

15、20284 2006建筑材料或制品的单体燃烧试验(EN 13823：2002，IDT)IsOIEC 13943：2000消防安全词汇3术语和定义GBT 51691-2007和1SOIEC 13943：2000及下列术语和定义适用于本部分。31燃烧 combustion物质与氧化剂相互作用的放热反应。注；燃烧一般在伴随着火焰和或炽热时会释放燃烧流。ISOIEC 13943：2000，定义2332燃烧产物combustion products燃烧后产生的固体、液体和气体。注：燃烧产物可能包括燃烧流出物、灰烬、炭、余渣和或烟炱。33完全燃烧complete combustion所有燃烧产物完全氧化的

16、燃烧。注1：当氧化剂是氧气时，所有的炭转化为二氧化碳，所有的氢转化为水。注2：如果除炭、氢和氧外还有其他的元素参与燃烧过程，那么完全燃烧的定义不可能唯一。34受控着火controlled fire为提供有用的结果，有意安排的着火，着火的时间和空间都受到控制。ISOIgc 13943：2000，定义40，修改1GBT 516929-2008IEC 6069581：200835有效燃烧热值effective heat of combustion在规定的时间段，试验样品燃烧时释放的热量除以同时间段试验样品损失的质量。注1：如果所有试验样品全部转化为挥发性的燃烧产物和所有燃烧产物完全氧化，则该值等于净

17、燃烧热值。注2：标准单位为kJg。36着火fire燃烧的特征过程是释放热量和燃烧流，同时伴随着有烟、和或火焰、和或炽热。37燃烧流fire effluent通过燃烧或者高温分解产生的所有的气体和或烟雾(包含悬浮的微粒)。ISOtEC 13943：2000，定义4538着火危险fire hazard着火引起的物理对象或条件伴随的潜在不良后果。39防火安全工程fire safety engineering应用以科学原理为基础的工程方法，通过分析特定火情或量化一组火情风险，开发或评估建筑环境方面的设计。310着火试验fire test为测量试验样品对着火一个或多个方面的防火性能或着火反应而设计的程序

18、。311轰燃flashover在封闭的空间内可燃材料的整个表面突然转入着火状态。EGBT 51691 2007，定义342312总燃烧热值gross heat of combustion在规定的条件下，物质完全燃烧及产生的水全部冷凝后所产生的燃烧热值。EISOIEC 13943：2000，定义862313燃烧热值heat of combustion单位质量的物质燃烧产生的热量。注：标准单位是kJg。见33、35、312和318。314热释放量heat release燃烧产生的热能量。注：标准单位为焦耳(J)。315热释放速率heat release rate燃烧产生热能量的速率。注：标准单位为

19、瓦特(w)。2GBT 516929-20081EC 60695-81：2008316中规模着火试验intermediate-scale fire test在中尺寸试验样品上进行的着火试验。注：本定义通常用于试验样品的最大尺寸在1 m3 m之间的着火试验。317大规模着火试验large-scale fire test不能在典型试验室中进行的、用大尺寸试验样品完成的着火试验。注：本定义通常适用于试验样品的最大尺寸大于3 m的着火试验。318净燃烧热值net heat of combustion当燃烧产生的水都变为气态时，燃烧释放的热量。注：净燃烧热值总是小于总燃烧热值，因为没有包含水蒸汽冷凝所释放

20、的热量。319氧化oxidation物质中氧元素或者其他带负电元素比例增加的化学反应。注：本术语在化学领域有更广泛的含义，包括原子、分子或离子失去一个或多个电子的过程。320氧化剂oxidizing agent具有氧化能力的物质。注：燃烧就是一种氧化。321耗氧原理oxygen consumption principle燃烧时消耗的氧气质量与释放的热量之间的比例关系。注：常用值为131 kJg。322热解pyrolysis物质因热效应而产生的化学分解。注1：本术语通常指有焰燃烧发生前的着火阶段。注2：在火灾科学中，没有做有氧或无氧的假设。323小规模着火试验smallscale fire te

21、st在小尺寸试验样品上进行的着火试验。注：本定义通常用于试验样品最大尺寸小于1 m的着火试验。324试验样品test specimen经受评定和测量过程的样本。注：在着火试验中，样本可以是材料、产品、部件、结构元件或其任何组合。也可以是模拟产品特性的传感器325非受控羞火uncontrolled fire在时间和空间上未受控制的着火。4热释放量测量原理41用氧弹式量热仪(GBT 14402-2007)测量完全燃烧测量燃烧热量的最重要装置是绝热等容氧弹式量热仪。“弹”是一个中央容器，有足够强度经受高3GBT 516929-20081EC 6069581：2008压，因此内部体积保持恒定。弹浸在搅

22、拌的水池中，弹和水池的组合就是量热仪。量热仪也浸在一个外部的水池中。在燃烧反应期间，量热仪中的水温和外部水池的水温应受持续监控，并通过电加热调整到相同温度。这是为了确保量热仪对周围环境没有净热量损失，即确保量熟仪是绝热的。在测量之前，将一个已知质量的样品放进弹内并与电引燃线接触。在加压条件下对容器充氧，随之将容器密封，允许其达到热平衡。然后用标准的输入能量点燃样品。由于燃烧发生在高压富氧条件下，因此样品完全燃烧。根据已知的量热仪热容量和燃烧反应导致的温升可以计算出释放的热量。试验给出了等容条件下释放的热量，即内能的变化u。总燃烧热量是热函差H。计算公式如下：H一U+(Py)式中A(P10是采用

23、理想气体定律计算获得：(PV)一(nR丁)GBT 14402 2007描述了建筑产品燃烧热值弹式量热仪测量法。42不完全燃烧42 1测量方法通常发生在空气中和在大气压下的火灾，几乎都是不完全燃烧，因此释放的热量会小于相关材料的混合燃烧热量。热释放量可通过以下方法之一间接测量：a)耗氧量；b)二氧化碳生成量；c)气体温升。422采用耗氧量计算热释放量对于大多数有机燃料，消耗单位质量的氧气所释放的热量接近一个常数E4、Es。这个常数的平均值是131 kJg。(每消耗1 g氧气释放1 31 kJ热量)，该常数值广泛应用于大规模和小规模试验。这种关系说明，为了测量热释放量，只要测量燃烧系统中的耗氧量和

24、排风道里的质量流量即可。表la)列出了一些材料的净燃烧热值Es；乙烯、乙炔和聚乙烯(甲醛)等3种材料除外，经计算，所有材料消耗每克氧气的燃烧热量都在125 kJ136 kJ之间。表la)中的值是假设在完全燃烧的情况下计算出来的。另一方面，休格特(Huggett)论述了可能发生的不完全燃烧的结果，并计算出几种这类情况的H。值。以纤维素燃烧为例，给出COz与CO的比例为9：1：(C6HO)+570254C02+06CO+5HzOH。一一1337 kJg_1的02或者燃烧产生可见数量的碳焦：(C。H1。05)+302斗3C0。+3C+5H20H。一一1391 kJg一的02和完全燃烧相比：(C。H1

25、005)+6026C0：+5H20H。一一1359 kJg叫的O：休格特(Huggett)还论述了其他几个例子，并做出结论，假设消耗每单位氧气所释放的热量是常数，其精确度可满足大多数应用。当然，假如已知特定材料消耗每克氧气的AH。的确切值，那就应该用该值代替近似值E6。表1b)列出了一些绝缘液体的净燃烧热值。42，3采用二氧化碳生成量计算热释放量本技术是基于下述概念，如果是完全燃烧或近似完全燃烧(即COCO。比率非常小)，在燃烧反应中释放的能量与生成的二氧化碳的量成大致的比例。生成的二氧化碳的比例常数的平均值近似是1 33 l【Jg。如果已知材料或产品更精确的数值，则该数值可应用于热释放量计算

26、。通常，用二氧化碳生成方法测量的热释放速率数值与用耗氧方法测量的热释放速率数值非常接近。dGBT 516929-2008IEC 60695-8-7：2008424采用气体温升计算热释放量气体温升方法是基于这样的假设，没有热量损失，并且燃烧产生的全部热量都作用于空气和燃烧流的热流混合物的温升，其温度可以在燃烧区域的流向下方处测量。如果主要源自热辐射的热量损失可忽略，则气体温升方法(也称为热电堆方法)将表示与耗氧方法或二氧化碳生成方法相同的热释放值。用热电堆方法测量气体温升来确定热释放量，相关的参考(标准)温度通常是周围环境温度。这种确定热释放量的方法，是在适当的空气温度下，利用混合物的比热，测量

27、空气和燃烧流混合物的总流量，或只是使用恒定流量的已知热释放值的材料(例如甲烷)进行校准。一般来说，通过温升测定的热释放值，要低于用耗氧量热法或二氧化碳生成量热法测定的热释放值，因为热损失通常是不可忽略的。在小规模试验中，通过尽可能对系统进行绝热处理，可将这些热损失减为最小。表1 燃料和绝缘液体的燃烧热值a)多种燃料用燃烧方法测定的燃烧热值与用耗氧方法测定的燃烧热值之间的关系单位为14gH，。燃料 化学式燃料 耗氧甲烷(g) CH。 50o 1Z5乙烷(g) C2H6 47 5 127丁烷(g) CH1。 457 12 8辛烷g) QHl8 444 1Z7乙烯(g) (2H1 471 13 8乙

28、炔(g) CzH2 482 15 7苯(】) C5H6 40】 13】聚乙烯 一(C2H。 )。 433 126聚丙烯 (C川厂H)。 43 3 127聚异丁烯 一(CtH。)。 43 7 128聚丁二烯 一(CtH。)。 42 7 1 31聚苯乙烯 一(CeH。)。 398 13 0聚氯乙烯 (一CHzCHCl一)。 16 12聚甲基丙烯酸甲酯 一(一CsH。Q一)。 249 129过氧乙酰硝酸 一(c3H，N一)。一 308 136聚甲醛 一(CHtO)。一 154 145聚对苯二甲酸乙二酯 (一C，。H。O；一)。 220 132聚碳酸酯 一一Ct6Hl03一)。 297 131三乙酸纤

29、维素 (一C1 2H160B一)。 176 132尼龙66 (一C6 H11 NO一)。 295 12 6纤维素 一(一GHO一)。 16 13棉花 155 136纸(新闻用纸) 18 4 134GBT 516929-20081EC 6069,5-8-1：2008表1(续) 单位为t-JgH。燃料 化学式燃料 耗氧木头(枫木) 17 7 12 5褐煤 24 8 t3I煤(烟煤) 352 13 5注1：(g)一气体，(1)=液体。注2：第3列的多数数值根据热力学的数据算出。第4列的值是根据第3列的值假设完全燃烧的条件下计算出来的。注3：从热力学数据算出的值，假设碳转换为二氧化碳，氢转换为水，氮转

30、化为二氧化氮，和氯转化为氯化氢。a在25的反应物和产品，所有产品是气态的。b)多种绝缘液体用燃料燃烧测得燃烧热值与用耗氧测得燃烧热值之间的关系单位为1【JgH。8绝缘液体 化学式燃料 耗氧硅油(1) 25 14 5季戊四醇酯(2) 36 8 b甲基和二苄基甲苯的混合物3) 395 b烷矿(4) 461 b(1)硅变压器液体，T1型，IEC 60836E7(2)变压器酯，T1型，IEC 610998(3)电容器绝缘液体，IEC 6086719“)变压器和开关设备矿物油，IEC 60296Eto注：IECTClo技术委员会已发现不同来源的硅树脂的燃烧热值的范围在25 kJg_127 1,Jg_1之

31、间。a在25的反应物和产品，所有产品是气态的。b目前没有可利用的数据。5用于记录热释放数据的参数51 燃烧热值(总值和净值)物质的标准燃烧热在热化学术语中定义为，当一摩尔的物质在标准条件下，完全燃烧所产生的热函差。在火灾科学中，燃烧热值是指“总燃烧热值”，所用的单位是单位质量产生的能量，而不是每摩尔产生的能量。注：定义“发热潜值”和“总发热值”目前已经废弃。产品燃烧形成的水被认为是呈液体状态。比如，对一种碳氢化合物来说，完全燃烧意味着所有的碳转变为二氧化碳，所有的氢转变为液体水。总燃烧热值用氧弹量热法测量，其中所有样品都转化为完全氧化产物(见41)。在实际火灾中这种情况是比较少见的。一些潜在可

32、燃材料往往残留炭焦，而且燃烧产物时常仅部分氧化，比如，烟里的烟炱微粒和一氧化碳。净燃烧热值和总燃烧热值非常接近，除了将燃烧形成的水假设为蒸汽状态之外。不同的是，在298 K时水蒸气的潜热是240 kJg一。因此，净燃烧热值总是小于总燃烧热值。在着火过程中，水保6GBT 516929-2008IEC 6069581：2008持蒸气状态，因此测量的是净燃烧热值。52热释放速率热释放速率的定义(见315)是着火或着火试验中单位时问内释放的热能。由于它可以用来量化着火的强度，所以这是一个特别有用的参数。热释放速率通常记录为与时间对应的一条曲线。热释放速率曲线如图1所示。时间s图1热释放速率(RR)曲线

33、53热释放量热释放量的定义(见314)是指着火或着火试验中产生的热能。由于它可以用来量化着火的大小，所以它是一个特别有用的参数。热释放量通常用热释放速率的数据关于时间的积分计算。图2所示的曲线根据图1算出。然而通常只记录总的热释放量(见55)。时问s图2热释放量(R)曲线54单位面积的热释放速率有时就平板试验样品而言，热释放速率就是外表面单位面积上的热释放速率。典型单位是kWm。数据通常是通过锥形量热器11测得的。单位面积热释放速率曲线如图3所示(基于曲线图1，假设暴露表面积为100 Cm2)。7GBT 516929-2008IEC 6069581：2008时问s图3 单位面积热释放速率(HR

34、R。)曲线55总热释放量总热释放量是所关注的时间段末端的热释放量数值。可以通过对热释放速率的积分获得，通常是从起燃到着火试验结束这段时间。总热释放量可以用来量化着火的大小。图2所示蛆线的总释放热是900 kI。56热释放速率峰值热释放速率峰值是指着火试验期间热释放速率的最高值。热释放速率峰值可用于比较一些阻燃处理的效果。然而必须注意在某些情况下，热释放速率曲线有多个最大值。图1所示曲线的热释放速率峰值是3 kw。57达到热释放速率峰值的时间产生的热量和产生热量所需要的时间都很重要。简单的方法是计算达到热释放速率峰值的时间。但是当热释放速率曲线有多个最大值时就必须注意。图1曲线中达到热释放速率峰

35、值的时间是300 S。58有效燃烧热值581测量与计算有效燃烧热值的定义(见35)为，在一个特定时问段试验样品燃烧释放的热量，除以同时间段试验样品的质量损失。有效燃烧热值，是对单位质量的试验样晶产生燃烧挥发性气体的热释放量的度量。在大多数情况下，这与试验样品的净燃烧热值不同。它们唯一相同的情况是，只有当所有的试验样品被消耗(即全部转化为挥发性气体)和所有燃烧产物被完全氧化时，它们才是相同的。为了根据热释放速率计算有效燃烧热值，必须测量试验样品的质量损失速率。可在测压传感器上安装试验样品夹具，以时间的函数记录试验样品的质量测量。如果质量损失曲线与图1所示的数据相关联并呈现图4的形态，则有效燃烧热

36、值将是25 kIg“的常值。如果试验样品燃烧时从始至终有效燃烧热值近似不变，则意味着燃烧机理没有发生变化。然而，通常的情况是燃烧机理随着着火的不同阶段而变化，所以有效燃烧热值也会变化。有效燃烧热值的变化可以作为阻燃剂效能的有效说明。注：在着火试验开始和临近结束时，质量损失率都有非常小的值，除数为o(或接近o)的错误，可能导致无意义的有效燃烧热值。GBT 516929-2008IEC 60695-8-1：2008时Hs图4质量损失曲线582示例以下示例说明净燃烧热值与有效燃烧热值的区别。示例1：甲苯甲苯的净燃烧热值是4099 kJg，是化学反应释放的热能的度量：C，H。(液态)+90：(气态)一

37、7cO：(气态)+4H。0(气态)，T-298 K如果甲苯在一个锥形热量仪中燃烧，其燃烧不充分并生成烟炱、一氧化碳和非完全氧化产物。甲苯不完全燃烧的有效燃烧热值的典型值大约是36 kJg_1(不含外部热通量)。在试验样品全部挥发的情况下，其结果是挥发性燃料的有效燃烧热值与试验样品的有效燃烧热值是相同的。如果试验样品有残余物，上述两值就不相同(见例2)。示例2：木材假设100 g的木材样品燃烧后留下质量20 g的焦炭，释放出960 kJ热量。燃烧有效热就是12 kJg叫(即960 kJ80 g)，是当80 g的挥发性降解产物燃烧时每克释放的热量。这个数值与每克试验样品释放的热量96 kJg叫(即

38、960 kJoo g)是不同的。注意木材的净燃烧热值是一个更高的数值，典型的数值在16 kJg19 kJg_1之间，是木材完全燃烧全部成为氧化物时测量的热量。59 FIGRA指数FIGRA是火灾增长速率的英文缩写。FIGRA指数的值受火灾的规模和增长速率两方面影响。最危险的火灾是规模大并且快速增长的火灾，其FIGRA指数也较大，反之规模小并且增长缓慢的火灾，其FIGRA指数也较小。FIRGA指数定义为以下曲线中的最大值：HRR()(一t。) 相对于t的关系曲线式中：HRR()在时间t时的热释放速率；一如经过时间，即从定义的开始时间t。到时间t。FIRGA指数是在EN 13823发展中创建的，E

39、N 13823是欧洲用于建筑产品法规的中等规模墙角试验。作为规范采用的单值参数，有人认为FIRGA给出的火灾严重性指标比总的热释放量或热释放量峰值更好。注：在EN 13823中，HRR值是30 S移动平均值。图5所示FIGRA曲线由图1的热释放速率的数据导出。其FIGRA指数是0011 4 kws_1(在223 s)。9GBT 516929-2008IEC 60695-8-1：2008iiI时间s图5由图1导出的FIGRA曲线FIGRA指数可能是评估着火危险的一个有用的参数，因为它将热释放速率与达到的时间结合起来。应注意FIGRA指数总是涉及一个比达到最大热释放速率时间更短的时间(在给出的曲线

40、中，223 s与300 s比较)。然而在早期燃烧速度快但热释放量较少的情况下，应非常谨慎地处理FIGRA指数。在这种情况下，HRR相对时间的曲线斜率要比根据曲线的有效部分计算出来的更大，而获得的FIGRA指数可能是不恰当的并且造成误导。举例，观察图6所示的HRR曲线。除了大约在33 s后达到约058 kW的小HRR峰值外，它与图l的曲线相似。时间s图6 HRR曲线说明性举例根据这些数据获得的FIGRA曲线见图7。驰GBT 516929-2008IEC 606958-1：2008时间s图7由图6导出的FIGRA曲线可以看出，在23 s时得到的FIGRA指数是0020 8 kWS。这个值大约是依据

41、曲线的有效部分计算出的值的两倍，即使早期峰值不到总热释放量的22。510 ARHE和MARHEARHE是热辐射平均速率的缩写。是以时间t时的总放热(THR)除以实测时间(f一“)得出的，开始时间为to。MARHE是规定的试验期间ARHE的最大值。MARHE受到着火尺寸和发展速度两个因素的影响。大尺寸和快速发展的是最危险的着火，其MARHE值较大，反之小尺寸和缓慢发展的着火，其MARHE值较小。MARHE参数是在关于欧洲轨道车辆消防安全标准的CEN TS 45545217的发展中提出来的。如同FIGRA指数，作为规范采用的单值参数，有人认为MARHE给出的火灾严重性指标比总热释放量或热释放量峰值

42、更好。图8所示的ARHE曲线由图1所示热释放速率的数据导出。MARHE为1826 kw(在429 S时)。耋|f至时间s图8 由图1导出的AJIHE曲线GBT 516929-2008IEC 60695-8-1：2008与FIGRA指数不同的是，MARHE对HRR瞳线早期的小峰值不敏感，因此有人认为MARHE是一个更有用的参数。由图6的HRR数据可以导出图9的ARHE曲线。MARHE值是1861 kW(在427 s时)，与从图1获得的数据相比仅略有不同。善委f至6选择试验方法的要素时间8图9由图6导出的ARHE曲线61引燃源应尽可能选择可复现和具有代表性火情的引燃源。这表明引燃源应代表以下两种暴

43、露情况之一：a) 电工电子设备或系统中的内部能源局部异常；b) 电工电子设备或系统外部的热源和火焰。62试验样品的类型理想的情况是限定试验样品的形状、尺寸和排列的变化。限于设备性能，有3种类型的试验样品(某些试验方法只适合某些类型的样品)：a)产品试验试验样品是成品。b)模拟产品试验试验样品是产品的一部分或有代表性的模拟产品。c) 材料或复合材料试验试验样品是基本材料(固体、液体和气体)或简单的复合材料。63试验条件的选择在设计试验样品热释放试验的条件之前，应调查在大型火灾中有几种可能发生的情况。除Tt确选择引燃源、燃烧室几何条件(试验样品和引燃源的尺寸和位置以及排气能力)之外，还应考虑现场其

44、他仪器或产品(例如用于测量其他相关着火性能)以及着火通风的水平和控制。着火的通风可以变化，阱表现不同通风程度的着火，例如通风良好的着火或通风不良(受抑制的通风)的着火12。在小规模着火试验中，有时也会关注在那些不同于标准大气条件下测量热释放量(例如调查诸如航天器中的大气或特高氧大气的影响，或模拟增氧辐射的影响)。64试验设备试验设备应有在水平或垂直方向测试62规定的试验样品类型之一的能力。选择的方向应能产生输入到与全尺寸产品和其安装有关的防火安全工程计算中的最合适的数据。1 2GBT 516929-2008IEC 606958-1：2008641 小规模着火试验设备试验设备应能将相同的辐射热通

45、量施加到暴露的试验样品表面。以金刚砂、钨石英或金属线圈元件为基础的电辐射加热器，能对试验样品提供相同的辐射热通量。试验设备应有点火器，能点燃因热通量作用到试验样品表面后产生的燃烧流。典型的点火器是电火花器或小型混合气体火焰，两者都符合要求。该设备应有排气管道，收集排出的全部燃烧流和空气的混合物。需要包括测量质量流量和温度的不同的测量仪器。需要一些有足够灵敏度的专用仪器，即耗氧方法用的氧气分析仪、二氧化碳生成方法用的二氧化碳分析仪和气体温升方法用的热电偶或热电堆。注：试验设备通常包括多个装置能同时进行相关测量，如测量样品质量损失用的测压元件、在排气管中测量烟模糊的光学系统、排气管中测量燃烧产物浓

46、度的气体分析仪、测量微粒的烟灰收集系统和在不同位置上的温度和压力测量仪。还应规定对试验仪器进行适当校准。642中规模和大规模着火试验设备中规模或大规模着火试验设备至少应有合适结构的排气管，可容纳和安装热释放量测量装置。其他所有仪器将根据试验要求确定。上述用于小规模着火试验的同类型仪器，可用于中规模和大规模着火试验设备。643小规模与中规模大规模着火试验方法的比较目前已充分确定热释放量是输入着火危险评定中的基本要素。这些评定用输人数据可通过大规模、中规模和小规模着火试验设备获得。通过合理选择外部热通量和其他条件，小规模着火试验在不同的外部通量标准下的热释放量和质量损失速率测量，在某些情况下会与大

47、规模着火试验的测量相关联1 3、14和ris。7热释放数据的相关性7 I对着火危险的影响热释放速率是着火强度测量，而总热释放量则是量化了着火的大小。热释放速率是确定材料和产品对着火危险影响程度的主要变量16。因此热释放数据是着火危险评定和防火安全工程的重要输入数据。72次级起燃和火焰蔓延火焰蔓延取决于起燃燃料与火源的距离。起燃取决于来自输入的火源释放的热能。依据热释放试验设备测量的热释放速率和其他可测的着火特性，利用计算机着火模型或甚至简单的经验相关性，就可以评估最大火焰蔓延(和潜在火焰蔓延速率)。73 自蔓延着火临界值的测定已发现在某些情况下，热释放速率可以确定受控维持的着火和持续不衰退的着火(即成为自蔓延)两者之间的临界点。因此测定符合自蔓延临界点的热释放速率也是重要的。74达到轰燃的可能性在着火模拟试验中，热释放数据可用于预测火灾发展至轰燃状态的可能性。75烟和有毒气体对于指定的燃料和制定的着火阶段，热释放速率决定了烟和有毒气体的产生速率；因此如果能减少热释放量，则产生的烟和有毒气体也会减少。76热释放试验在研究和发展中的