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烟密度等级检测

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发布时间：2025-07-11 11:42:55 更新时间：2025-07-10 11:42:55

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作者：中科光析科学技术研究所检测中心

烟密度等级检测

烟密度等级检测是评价材料在特定火灾条件下发烟特性的重要安全性能指标。在火灾中，材料燃烧或热解产生的烟雾是造成人员伤亡和阻碍消防救援的主要因素之一，其浓度、毒性及遮蔽光线的能力（即烟密度）尤为关键。因此，准确测定材料的烟密度等级对于评估火灾危险性、制定防火规范、选择安全建材以及保障公共生命安全具有极其重要的意义。该检测广泛应用于建筑、交通运输（如船舶、火车、飞机内饰）、电线电缆、塑料、橡胶、纺织品等诸多领域，是材料阻燃性能评价体系中不可或缺的一部分。

检测项目

烟密度等级检测的核心项目是测定材料在标准规定的燃烧或热辐射条件下，其燃烧产生的烟雾对光线透射造成的遮蔽程度，即“最大比光密度（Ds max）”或“烟密度等级（SDR）”。主要测量和评估的指标包括：

1. 最大比光密度 (Ds max)：在整个试验过程中，仪器测得的烟雾对光线透射率影响的最大值，是计算烟密度等级的基础。
2. 烟密度等级 (SDR)：通常指根据标准方法（如GB/T 8627）计算得出的一个特定值，用于表征材料发烟特性的等级。数值越大，表示材料在试验条件下的发烟量越大。
3. 透光率随时间变化曲线：记录整个试验过程中透光率（或光密度）随时间变化的曲线，以观察烟雾生成和累积的动态过程。
4. 达到最大烟密度的时间：反映材料在火灾条件下发烟的速率。

检测仪器

进行烟密度等级检测的核心设备是烟密度测试箱，通常基于光学原理（光衰减法）工作。国际和国内标准（如ISO 5659-2, ASTM E662, GB/T 8627）普遍采用此类设备。其主要组成部分包括：

1. 密闭试验箱体：内部容积符合标准规定（通常约为0.51 m³），配有观察窗。
2. 标准热辐射源和/或火焰源：
* 对于铺地材料（如GB/T 11785, EN 13823），常用辐射板提供标准热通量（如25 kW/m²或50 kW/m²）。
* 对于其他材料（如GB/T 8627, ISO 5659-2, ASTM E662），通常结合使用标准热辐射源（如25 kW/m²）和/或小型有焰燃烧器（如丙烷气燃烧器）。
3. 光学测量系统：
* 光源：通常采用特定波长（如白光或符合标准规定的光谱特性）的平行光束。
* 接收器（光度计）：精确测量穿过烟雾后的光强度。
* 光源和接收器安装在测试箱体两侧的特定光路上。
4. 样品架：用于固定和定位被测样品，确保其暴露在热源下的位置符合标准。
5. 排气系统：试验结束后用于排出烟雾。
6. 数据采集与处理系统：实时采集透光率数据，计算光密度、比光密度，最终得出烟密度等级（SDR）或最大比光密度（Ds max），并绘制曲线图。

检测方法

烟密度等级的标准测试方法通常遵循以下主要步骤：

1. 样品制备：将材料按标准要求切割成规定尺寸（如长宽均为25±0.5 mm，厚≤25 mm）的试样，并在特定温湿度条件下进行状态调节。
2. 仪器校准：测试前对光源强度、光路系统进行校准，确保测量精度。
3. 背景测量：在无烟雾状态下测量初始透光率（通常设定为100%）。
4. 点燃/暴露：
* 对于非铺地材料（模式A）：将试样水平放置在样品架上，使其表面暴露于规定的热辐射通量（如25 kW/m²）下，同时用小火焰燃烧器点燃试样表面。点火时间通常为规定时间（如1-2分钟）或直至点燃。
* 对于非铺地材料（模式B - 仅辐射，无焰）或铺地材料：将试样暴露在规定的热辐射通量下，不使用引燃火焰。
5. 数据记录：试样开始燃烧或热解产生烟雾后，光学系统实时监测并记录穿过箱体到达接收器的光通量变化（透光率T%）。通常每隔几秒钟记录一次数据。
6. 试验持续时间：标准试验时间通常为10分钟（600秒），或直到烟雾不再产生。
7. 数据处理： * 计算光密度 (D)：D = log₁₀ (100 / T) ，其中T为透光率百分比。 * 计算比光密度 (Ds)：Ds = (V * D) / (A * L) ，其中V为测试箱体积(m³)，A为试样暴露面积(m²)，L为光路长度(m)。Ds消除了箱体体积、试样面积和光程长度的影响，使结果具有可比性。 * 确定最大比光密度 (Ds max)：试验期间Ds达到的最大值。 * 计算烟密度等级 (SDR - 根据GB/T 8627等)：通常取(0-4分钟区间内Ds最大值)和(0-8分钟区间内Ds最大值)二者中的较大值。有些标准直接报告Ds max作为结果。
8. 试验结束与清理：停止热源/火源，启动排气系统排出烟雾，清洁箱体。

检测标准

烟密度等级检测遵循严格的国家标准、国际标准或行业标准，确保测试结果的一致性和可比性。全球范围内广泛采用的主要标准包括：

1. 中国国家标准 (GB)： * GB/T 8627-2022《建筑材料及制品燃烧性能分级第1部分：建筑材料》 (及对应测试方法)：这是中国评价建筑材料（非铺地材料）燃烧性能的核心标准之一，其中烟密度等级（SDR）是评定燃烧性能等级（如A2, B, C级）的关键参数之一。该标准修改采用ISO 5659-2。
* GB/T 11785-2005《铺地材料的燃烧性能测定辐射热源法》：专门针对铺地材料，测量其在辐射热源下的临界辐射通量及发烟性能（通常报告Ds max），等效采用ISO 9239-1。
2. 国际标准 (ISO)： * ISO 5659-2:2017《塑料烟生成第2部分：单室法测定烟密度试验》：这是国际上最广泛使用的测定塑料及其他非金属材料在热辐射和/或火焰条件下烟密度（报告Ds max）的标准基础。被许多国家采用或修改采用。
* ISO 9239-1:2010《铺地材料燃烧性能第1部分：使用辐射热源测定燃烧性能》：用于测定铺地材料在辐射热源下的临界辐射通量及发烟性能。
3. 美国材料与试验协会标准 (ASTM)： * ASTM E662-2021《固体材料产生的烟雾的比光密度标准试验方法》：美国广泛使用的烟密度测试标准，原理与ISO 5659-2类似，报告最大比光密度（Ds max）。常被称为“NBS烟箱”法。
4. 其他地区标准：如欧盟的EN 13823（SBI测试中包含烟生成速率spr）、EN ISO 11925-2（火焰蔓延测试中可选测烟）等标准中也包含对发烟性能的评估，但测试方法和侧重点可能不同。