ISO 5660 火災反應測試 - 熱釋放、煙霧產生和質量損失率

國際標準化組織 (ISO) 發布的「ISO 5660 火災反應測試 - 熱釋放、煙霧產生和質量損失速率」標準包含多個以相同標題發布的子部分。具體如下：

• 標準「ISO 5660-1 第 1 部分：熱釋放速率（錐形量熱儀法）和產煙速率（動態測量）」描述了一種評估樣品熱釋放速率和動態產煙速率的方法，該樣品以水平位置暴露於受控輻照度水平，並使用外部點火器。熱釋放速率是透過測量氧氣濃度和燃燒產物流中的流速得出的耗氧量來確定。該測試還測量了點火時間（持續火焰）。動態產煙速率是透過測量燃燒產物流對雷射光束的衰減來計算的。無論樣品是否被點燃，都會在整個測試過程中記錄煙霧熄滅。

此測試方法通常基於以下觀察：燃燒淨熱量與燃燒所需氧氣量成正比。關係式為：每消耗1公斤氧氣，約釋放13,1×10³ ^{kJ的熱量。測試中，樣品在環境空氣條件下燃燒，並暴露於預定的外部輻射範圍（0 kW m⁻²至}75 kW ^m⁻²）內，同時測量氧氣濃度和廢氣流量。此測試方法用於評估被測產品在燃燒過程中對熱釋放速率的貢獻。這些特性是在具有代表性的小樣本上測定的。

煙霧測量原理通常基於以下觀察：穿過燃燒產物體積的光強度隨距離呈指數遞減。這通常被稱為布格定律。測試中，樣品在環境空氣條件下燃燒，同時暴露於預定的外部輻照範圍（0 kW m⁻²^至75 kW m⁻²）^，並測量煙霧變黑程度、排氣流量和樣品質量損失率。煙霧變黑程度以穿過排氣管道煙霧的雷射強度的百分比來衡量。此百分比用於根據布格定律計算阻尼係數。

測試結果以煙霧產生量和煙霧產生速率的形式報告，兩者均已根據暴露的樣品表面積進行歸一化。煙霧產生速率計算為消光係數與排氣管路中煙霧體積流量的乘積。煙霧產生量是透過對煙霧產生速率在給定時間間隔內進行數值積分來計算的。由於煙霧產生量與面積成正比，因此報告的變數已按面積歸一化。此測試方法用於評估被測產品對煙霧傳播速率的貢獻以及在通風良好的火災中產生的煙霧量。這些特性同樣是在小的、具代表性的樣品上測定的。

• 標準「ISO 5660-2 第 2 部分：產煙率（動態測量）」規定了一種小規模方法，用於評估在通風良好條件下，使用或不使用外部點火器，對基本扁平的樣品進行受控輻射加熱時的動態產煙率。產煙率是透過測量燃燒產物流對雷射光束的衰減來計算的。無論樣品是否燃燒，都會在整個測試過程中記錄煙霧遮蔽度。此標準規定的測量系統是 ISO 5660-1 中所述儀器的擴展。因此，該標準與 ISO 5660-1 結合使用。

此測試方法基於以下觀察結果：穿過一定體積燃燒產物的光強度與距離呈指數遞減關係。這通常被稱為布格定律。測試樣品在環境空氣條件下燃燒時，暴露於預定的外部輻射範圍內，並測量煙霧遮蔽度、廢氣流速和樣品的質量損失率。煙霧遮蔽度是透過測量雷射強度在排氣管道中穿過煙霧的比例來衡量的。根據布格定律，此比例可用於計算消光係數。

測試結果以煙霧產生量和煙霧產生速率的形式報告，兩者均已根據暴露的樣品表面積進行歸一化。煙霧產生速率計算為消光係數與排氣管路中煙霧體積流量的乘積。煙霧產生量是透過對給定時間間隔內的煙霧產生速率進行數值積分計算得出的。由於煙霧產生量與面積成正比，因此報告的變數已進行面積歸一化處理。此測試方法用於評估被測產品對煙霧傳播速率的貢獻以及在通風良好的火災中產生的煙霧量。這些特性是在小的、具代表性的樣品上測定的。

• 標準「ISO 5660-3 第 3 部分：測量指南」探討了目前用於建築產品的錐形量熱儀的局限性，並提出了針對其他產品類型和其他應用領域克服這些局限性的方法。該標準匯集了豐富的儀器使用經驗，形成了一套指南，有助於在更廣泛的領域規範錐形量熱儀的使用。

本標準針對樣品製備以及樣品在輻射熱作用下的行為（例如熔化、崩解和膨脹）提供了具體的指導。它討論了樣品厚度、基材使用以及基材固定方法的重要性。此外，它還提供了測試各種非標準產品的方法建議。此外，它還提供了儀器校準技術、選擇合適的熱通量水平以及燒結方案的建議。除了操作員指南外，本標準還包括測試結果呈現的建議。

• ISO 5660-4 第 4 部分：低熱釋放水準的測量描述了一種評估在完全發展火災中典型的高輻照度水準下產生低熱釋放的材料和產品的方法。它與 ISO 5660-1 的不同之處在於指定了特定樣品尺寸、樣品支架、樣品方向、體積流速和進行測試的輻照度等級等要素。本標準中所述的測試方法適用於僅含有少量可燃元素的產品和材料，例如總熱釋放量為 0,75 MJ/m2 至 15 MJ/m2 的測試樣品。 ISO 5660-1 包含一種針對總熱釋放量中等至高等樣品的測試方法。從本標準中的測試方法獲得的資訊也可用於消防安全工程目的。與 ISO 5660-1 一樣，熱釋放率不是直接以絕對值測量的，而是使用實驗得出的比例常數進行理論計算的，該比例常數將釋放的熱量與測得的氧氣消耗量聯繫起來。

測量熱釋放速率和總熱釋放量可用於量化測試樣品的點燃能力和對火源的供熱能力。此方法通常基於以下觀察：材料的淨燃燒熱與燃燒所需的氧氣量直接相關。此關係式為：每消耗1,0公斤氧氣，釋放的熱量約為13,1 x 10^3千焦。此外，也可以選擇測量二氧化碳和一氧化碳的含量，並用於計算熱釋放量。

• 標準「ISO 5660-5 第 5 部分：低氧環境下的熱釋放速率（錐形量熱法）和煙霧產生速率（動態測量）」描述了用於測量低氧環境下火災反應行為的設備和程序。透過連續測量來計算熱釋放速率、煙霧和特定氣體的產生速率以及質量損失速率。此外，還透過測量點火時間來確定點火行為。此外，還可以測定暴露於受控輻照度和受控供氧水平下的樣品的熱解參數。

透過控制進入試驗箱的進氣（污染）的氧氣體積濃度或進入試驗箱的總大氣體積（通風），可以在測試環境中實現不同的低氧環境。可以檢測低於20,95%的氧氣體積濃度範圍。本儀器不適用於控制高於20,95%大氣濃度的富氧條件。本標準規定的量測系統是基於ISO 5660-1中所述的錐形量熱儀。因此，本文件旨在與ISO 5660-1搭配使用。

多年來，我們透過廣泛的測試、測量、分析和評估活動，為各行各業的企業提供支援。我們擁有一支強大的團隊，密切關注全球科技發展，並不斷提升自我。此外，我們還提供符合 ISO 5660「火災反應測試 - 熱量釋放、煙霧產生和質量損失速率」標準的測試服務。