ASTM E119 建築結構和材料防火測試的標準測試方法

ASTM E119 建築結構和材料防火測試的標準測試方法

美國材料與試驗協會 (ASTM) 制定的《ASTM E119 建築結構與材料防火測試標準測試方法》標準,描述了適用於建築物砌體單元和結構材料複合組件的測試方法,包括承重牆、其他牆體及隔間牆、柱子、梁、托樑、樓板以及用於樓板和屋頂的複合樓板和梁組件。此標準也適用於構成竣工建築物永久組成部分的其他組件和結構單元。

ASTM E119 建築結構和材料防火測試的標準測試方法

本標準中定義的分類旨在記錄整個暴露期間與特定火災測試條件的比較性能,並非旨在解釋為確定在其他條件下或火災暴露後使用的適用性。

此標準用於測量和描述材料、產品或組件在受控條件下對熱和火焰的反應,但並未涵蓋在實際火災條件下材料、產品或組件的火災危險或火災風險評估所需的所有因素。

這些測試方法規定了用於比較建築結構組件測試結果的標準火災暴露。這些測試結果是評估建築結構和組件預測防火性能的重要因素。要應用這些測試結果來預測實際建築結構的性能,需要對測試條件進行評估。

這些測試方法旨在評估在預定的測試暴露期間,指定類型的結構元素能夠抑制火災、保持結構完整性或同時表現出這兩種特性的時間。

此測試將試件暴露在標準火焰中,並在規定的時間內達到特定的溫度。必要時,在火焰暴露之後,也要依照 ASTM E2226 使用指定的標準消防水帶噴射水流。此測試提供了可比較結構構件在這些火焰暴露條件下的火災測試反應的相對測量。由於火災條件會隨著火災荷載的數量、性質和分佈、通風、隔間大小和配置以及隔間的散熱性能的變化而變化,因此暴露情況並不代表所有火災條件。由測試條件或試件結構(例如尺寸、材料和組裝方法)引起的變化也會影響火災測試響應。基於這些原因,有必要評估這些變更是否適用於現場結構。

本標準規定:

  • 對於牆壁、隔間牆、地板或屋頂的測試樣品,
    • 熱傳導測量
    • 測量熱氣通過測試樣品的傳輸。
    • 對於承載元件,測量試驗樣品在試驗過程中的承載能力。
  • 對於樑和柱等單一承重構件,考慮端部支撐條件(即固定或非固定)測量試驗暴露下的承載能力。

但該標準並未規定:

  • 有關使用與測試不同的組件或長度生產的測試樣本的性能的資訊。
  • 評估測試樣本產生煙霧、有毒氣體或其他燃燒產物對火災危險的貢獻程度。
  • 測量對煙霧或燃燒產物通過測試樣品的控製或限製程度。
  • 模擬建築元素之間連接處的火災行為,例如樓板與牆壁或牆與牆之間的連接處。
  • 測量測試樣品表面的火焰蔓延。
  • 除非測試結構另有規定,否則測試樣品上的常規開口(例如電源插座、水管)對耐火性能的影響。 ASTM E814 也適用於防火材料的測試。

簡而言之,ASTM E119 防火測試是一種用於評估建築組件和組件耐火性能的標準化測試方法。作為眾多防火測試標準之一,此測試用於測量建築材料(例如牆體、隔間牆、屋頂或地板)在特定時間內承受火災的能力。防火測試結果可為建築規範制定者、建築師、工程師和建築專業人士提供寶貴的資訊。

測試有助於確保建築組件和組件符合所需的消防安全標準,並在發生火災時為居住者和財產提供一定程度的保護。它有助於設計和建造防火建築,從而製定有效的防火、控制和疏散策略。

為了進行這項測試,多個建築構件在模擬真實火災場景的溫度和火災條件下均勻暴露於火災中。此測試評估兩項關鍵性能標準,包括:

  • 耐火性:保留火和熱
  • 結構完整性:測試期間承載能力

火災暴露時間通常為45分鐘至數小時,具體取決於測試的防火等級。受試材料的火焰穿透力、暴露側溫升、結構穩定性及防火屏障完整性等因素均需監測。此外,還需評估材料在首次臨界失效點之前的耐火持續時間。

在 ASTM E119 防火測試中,建築構件的耐火性能透過合格/不合格標準進行評估。這些標準在評估受測材料的性能並確保其符合消防安全標準方面發揮著至關重要的作用。

在 ASTM E119 測試期間,會記錄以下時間關鍵事件。通過/失敗(組件的耐久時間)是指下列事件首次發生的時間:

  • 所有未暴露表面熱電偶位置的平均溫度上升至高於環境溫度 121 度。
  • 任何非暴露表面熱電偶位置的溫度都會上升到高於環境溫度 153 度。
  • 在使用結構鋼構件的組件中,結構鋼構件上的最高溫度超過 593 度。
  • 在測試樣品未暴露的表面上觀察到任何火焰。
  • 煙霧和氣體排放的溫度足夠高,可以點燃樣品未暴露表面的棉質廢料。
  • 承載組件在暴露過程中無法承受施加的荷載。在大多數情況下,ASTM E119 測試要求進行額外評估,即對組件進行軟管水流測試以確定其耐火等級。

成功符合標準的組件能夠證明其能夠在規定的時間內承受火災,且不會損害其完整性或助長火勢蔓延。然而,具體的合格/不合格標準可能因測試的防火等級和適用的建築規範而異。

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