ISO 5660 火灾反应测试 - 热量释放、烟雾产生和质量损失率

国际标准化组织 (ISO) 发布的“ISO 5660 火灾反应测试 - 热释放、烟雾产生和质量损失速率”标准包含多个以同一标题发布的子部分。具体如下：

• 标准“ISO 5660-1 第 1 部分：热释放速率（锥形量热仪法）和产烟速率（动态测量）”描述了一种评估样品热释放速率和动态产烟速率的方法，该样品以水平位置暴露于受控辐照度水平，并使用外部点火器。热释放速率通过测量氧气浓度和燃烧产物流中的流速得出的耗氧量来确定。该测试还测量了点火时间（持续火焰）。动态产烟速率是通过测量燃烧产物流对激光束的衰减来计算的。无论样品是否被点燃，都会在整个测试过程中记录烟雾熄灭情况。

该测试方法通常基于以下观察：燃烧净热量与燃烧所需氧气量成正比。关系式为：每消耗1公斤氧气，大约释放13,1×10³ ^{kJ的热量。测试中，样品在环境空气条件下燃烧，并暴露于预定的外部辐射范围（0 kW m⁻²至}75 kW ^m⁻²）内，同时测量氧气浓度和废气流量。该测试方法用于评估被测产品在燃烧过程中对热释放速率的贡献。这些特性是在具有代表性的小样本上测定的。

烟雾测量原理通常基于以下观察：穿过燃烧产物体积的光强度随距离呈指数递减。这通常被称为布格定律。测试中，样品在环境空气条件下燃烧，同时暴露于预定的外部辐照范围（0 kW m⁻²^至75 kW m⁻²）^，并测量烟雾变黑程度、排气流量和样品质量损失率。烟雾变黑程度以穿过排气管道烟雾的激光强度的百分比来衡量。该百分比用于根据布格定律计算阻尼系数。

测试结果以烟雾产生量和烟雾产生速率的形式报告，两者均已根据暴露的样品表面积进行归一化。烟雾产生速率计算为消光系数与排气管道中烟雾体积流量的乘积。烟雾产生量是通过对烟雾产生速率在给定时间间隔内进行数值积分来计算的。由于烟雾产生量与面积成正比，因此报告的变量已按面积归一化。该测试方法用于评估被测产品对烟雾传播速率的贡献以及在通风良好的火灾中产生的烟雾量。这些特性同样是在小的、具有代表性的样品上测定的。

• 标准“ISO 5660-2 第 2 部分：产烟率（动态测量）”规定了一种小规模方法，用于评估在通风良好条件下，使用或不使用外部点火器，对基本扁平的样品进行受控辐射加热时的动态产烟率。产烟率是通过测量燃烧产物流对激光束的衰减来计算的。无论样品是否燃烧，都会在整个测试过程中记录烟雾遮蔽度。该标准规定的测量系统是 ISO 5660-1 中所述仪器的扩展。因此，该标准与 ISO 5660-1 结合使用。

该测试方法基于以下观察结果：穿过一定体积燃烧产物的光强度与距离呈指数递减关系。这通常被称为布格定律。测试样品在环境空气条件下燃烧时，暴露于预定的外部辐射范围内，并测量烟雾遮蔽度、废气流速和样品的质量损失率。烟雾遮蔽度是通过测量激光强度在排气管道中穿过烟雾的比例来衡量的。根据布格定律，该比例可用于计算消光系数。

测试结果以烟雾产生量和烟雾产生速率的形式报告，两者均已根据暴露的样品表面积进行归一化。烟雾产生速率计算为消光系数与排气管道中烟雾体积流量的乘积。烟雾产生量是通过对给定时间间隔内的烟雾产生速率进行数值积分计算得出的。由于烟雾产生量与面积成正比，因此报告的变量已进行面积归一化处理。该测试方法用于评估被测产品对烟雾传播速率的贡献以及在通风良好的火灾中产生的烟雾量。这些特性是在小的、具有代表性的样品上测定的。

• 标准“ISO 5660-3 第 3 部分：测量指南”探讨了目前用于建筑产品的锥形量热仪的局限性，并提出了针对其他产品类型和其他应用领域克服这些局限性的方法。该标准汇集了丰富的仪器使用经验，形成了一套指南，有助于在更广泛的领域规范锥形量热仪的使用。

本标准针对样品制备以及样品在辐射热作用下的行为（例如熔化、崩解和膨胀）提供了具体的指导。它讨论了样品厚度、基材使用以及基材固定方法的重要性。此外，它还提供了测试各种非标准产品的方法建议。此外，它还提供了仪器校准技术、选择合适的热通量水平以及烧结方案方面的建议。除了操作员指南外，本标准还包括测试结果呈现的建议​​。

• ISO 5660-4 第 4 部分：低热释放水平的测量描述了一种评估在完全发展火灾中典型的高辐照度水平下产生低热释放的材料和产品的方法。它与 ISO 5660-1 的不同之处在于指定了特定样品尺寸、样品支架、样品方向、体积流速和进行测试的辐照度水平等要素。本标准中描述的测试方法适用于仅含有少量可燃元素的产品和材料，例如总热释放量为 0,75 MJ/m2 至 15 MJ/m2 的测试样品。ISO 5660-1 包含一种针对总热释放量中等至高等样品的测试方法。从本标准中的测试方法获得的信息也可用于消防安全工程目的。与 ISO 5660-1 一样，热释放率不是直接以绝对值测量的，而是使用实验得出的比例常数进行理论计算的，该比例常数将释放的热量与测得的氧气消耗量联系起来。

测量热释放速率和总热释放量可用于量化测试样品的点燃能力和对火源的供热能力。该方法通常基于以下观察：材料的净燃烧热与燃烧所需的氧气量直接相关。该关系式为：每消耗1,0千克氧气，释放的热量约为13,1 x 10^3千焦。此外，还可以选择测量二氧化碳和一氧化碳的含量，并将其用于计算热释放量。

• 标准“ISO 5660-5 第 5 部分：低氧环境下的热释放速率（锥形量热法）和烟雾产生速率（动态测量）”描述了用于测量低氧环境下火灾响应行为的设备和程序。通过连续测量来计算热释放速率、烟雾和特定气体的产生速率以及质量损失速率。此外，还通过测量点火时间来确定点火行为。此外，还可以测定暴露于受控辐照度和受控供氧水平下的样品的热解参数。

通过控制进入试验箱的进气（污染）的氧气体积浓度或进入试验箱的总大气体积（通风），可以在测试环境中实现不同的低氧环境。可以检测低于20,95%的氧气体积浓度范围。该仪器不适用于控制高于20,95%大气浓度的富氧条件。本标准规定的测量系统基于ISO 5660-1中描述的锥形量热仪。因此，本文件旨在与ISO 5660-1配合使用。

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