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耐热与防火检测

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发布时间：2025-07-04 04:06:50 更新时间：2025-07-03 04:06:51

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作者：中科光析科学技术研究所检测中心

耐热与防火检测：保障材料与结构安全的关键屏障

火灾是威胁生命财产安全的重大灾害之一，材料的耐热与防火性能在延缓火势蔓延、争取逃生时间、保护建筑结构完整性方面起着决定性作用。耐热性指材料在长期或短期高温环境下保持其物理、化学稳定性和功能性的能力；防火性则特指材料抵抗火焰蔓延、阻止或延缓燃烧的能力。耐热与防火检测，正是通过一系列科学、标准化的测试方法，评估建筑材料、构件、家具、电线电缆乃至交通工具内饰等各类产品在高温或火灾条件下的表现。这些检测结果不仅为产品的设计、选材、生产和应用提供关键依据，更是建筑消防设计、产品安全认证（如CCC、UL、CE等）、公共场所消防安全准入的强制性要求，是构筑社会公共安全防线不可或缺的技术支撑。

核心检测项目

耐热与防火检测涵盖广泛而具体的评估指标，主要包括：

耐火极限： 衡量建筑构件（如墙体、楼板、梁柱、防火门窗、防火封堵系统）在标准火灾条件下，保持其承载能力、完整性和隔热性的最长时间（小时）。这是建筑消防设计最核心的参数之一。
燃烧性能等级： 评估材料本身的可燃性、火焰传播速度及燃烧滴落物/微粒情况。常用等级如A级（不燃）、B1级（难燃）、B2级（可燃）、B3级（易燃）。
热释放速率及总量： 材料燃烧时单位时间内释放热量的速率（kW）及其累计总量（MJ）。这是衡量火灾危险性的最重要参数之一，直接影响火势发展和轰燃发生。
烟密度： 材料燃烧时产生的烟雾浓度和光通量衰减程度。浓烟是火灾中导致人员窒息和逃生困难的主要因素。
毒性气体释放： 分析材料燃烧或热解时释放的有毒有害气体（如一氧化碳CO、氰化氢HCN、氯化氢HCl、氮氧化物NOx等）的种类和浓度。
氧指数： 在规定的试验条件下，材料在氮氧混合气体中维持有焰燃烧所需的最低氧气浓度（%）。数值越高，材料越难燃烧。
耐热变形/软化温度： 测定材料在热作用下开始显著变形或软化的温度点。
高温稳定性/老化测试： 评估材料在长期高温环境下（非火灾）的性能变化，如强度、绝缘性、尺寸稳定性等。

关键检测仪器

进行精准的耐热防火检测依赖于精密的专用设备：

燃烧测试炉： 核心设备，用于耐火极限测试（如GB/T 9978, BS 476, ASTM E119, ISO 834）。提供标准升温曲线（如ISO 834曲线），模拟真实火灾环境，测试炉内温度可达千度以上。配备加载装置（测试承重构件）、变形测量、背火面温度监测等系统。
锥形量热仪： 测量材料热释放速率、点燃时间、质量损失率、烟生成率、有效燃烧热等的关键仪器（依据ISO 5660, ASTM E1354）。通过外部辐射热源（通常0-100 kW/m²）引燃样品，利用氧消耗原理精确计算热释放。
烟密度测试箱： 如NBS烟箱（ASTM E662, GB/T 8627），在密闭箱体内点燃样品，测量燃烧产生的烟对光束的遮蔽程度，计算比光密度。
毒性气体分析系统： 通常与燃烧装置（如管式炉、锥形量热仪）联用，利用傅里叶变换红外光谱仪、化学发光分析仪、气相色谱仪等分析燃烧烟气成分。
氧指数测定仪： 测量材料氧指数（LOI）的专用设备（GB/T 2406, ASTM D2863, ISO 4589）。
垂直/水平燃烧试验机： 评估材料火焰蔓延能力及滴落物（如UL 94, GB/T 2408）。
高温试验箱/烘箱： 进行材料长期耐热老化、热变形温度（维卡/热变形仪）等测试。
热重分析仪、差示扫描量热仪： 研究材料的热分解行为、熔点、玻璃化转变温度等热性能。

主要检测方法

检测方法严格遵守国际、国家或行业标准，确保结果的可比性和权威性：

耐火极限测试： 样品按实际使用状态安装在燃烧炉上，施加设计荷载（承重构件），按标准升温曲线（如ISO 834）升温，持续监测直至达到丧失承载能力、完整性或隔热性任一判据的时间。
锥形量热仪测试： 样品置于规定热辐射水平下，点燃后自动记录氧气浓度、排气流量、温度等参数，计算关键燃烧性能参数。
烟密度测试： 样品在烟箱内明火或阴燃模式点燃，测量穿过烟气光路的光强度衰减，计算比光密度和烟等级。
毒性分析： 在特定燃烧条件下收集烟气，通过在线或离线分析技术定量测定主要有毒气体成分。
燃烧等级测试： 如建材常用的单体燃烧试验（SBI, GB/T 20284, EN 13823）评估火焰横向蔓延和热释放增长率；铺地材料辐射板试验（GB/T 11785, EN ISO 9239-1）等。
氧指数法： 调整氧气/氮气混合比例，找到材料恰好能维持有焰燃烧3分钟或燃烧长度达50mm的最低氧浓度。

重要检测标准

耐热防火检测严格依据各类标准进行，主要包括：

建筑构件耐火极限：
- 国际/欧洲： ISO 834, EN 1363, EN 1364, EN 1365, EN 1366
- 中国： GB/T 9978.1《建筑构件耐火试验方法第1部分：通用要求》，GB/T 9978系列（墙、梁、柱、楼板、防火门等）
- 美国： ASTM E119, UL 263
材料燃烧性能：
- 建材（中国）： GB 8624《建筑材料及制品燃烧性能分级》及对应测试方法（如GB/T 20284-SBI, GB/T 5464-不燃性, GB/T 8625-难燃性等）
- 建材（欧洲）： EN 13501-1（分级标准）及对应测试方法（SBI-EN 13823，不燃性-EN ISO 1182等）
- 塑料/电线电缆/交通工具： UL 94, IEC 60332, IEC 60695, FMVSS 302, EN 45545 (铁路), NFPA 701 (织物) 等。
热释放与烟毒性：
- ISO 5660 (锥形量热仪)
- ASTM E1354 (锥形量热仪)
- ASTM E662 / GB/T 8627 (烟密度)
- EN 17084 / NF X 70-100 (毒性)
氧指数： ISO 4589, ASTM D2863, GB/T 2406