A.1 簡(jiǎn)介
本附錄的目的在于將有關(guān)這種方法的背景資料、裝置和得到的數(shù)據(jù)，提供給試驗(yàn)操作員及試驗(yàn)結(jié)果的用戶。
A.2 熱釋放速率的測(cè)量
A.2.1 熱釋放速率是確定火災(zāi)危險(xiǎn)性的最重要的參數(shù)之一。在一個(gè)典型火災(zāi)中，許多由多種表面組成的制品對(duì)火災(zāi)的發(fā)展有影響，因而對(duì)該制品火災(zāi)危險(xiǎn)性的評(píng)估變得十分復(fù)雜。當(dāng)一個(gè)分離表面要引燃時(shí)，首先宜確定其熱釋放速率。由于已經(jīng)燃燒的制品會(huì)對(duì)鄰近制品產(chǎn)生輻射影響，必須知道由它引發(fā)的火災(zāi)的大小，同時(shí)對(duì)每一個(gè)表面上的火焰蔓延也應(yīng)進(jìn)行評(píng)估。如果已知給定的輻射照度下單位面積的熱釋放速率，就可以利用這個(gè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，來(lái)計(jì)算整個(gè)表面的熱釋放速率（時(shí)間的函數(shù)）了。那么，總的放熱量是所有材料所有表面上的熱量總和。
A.2.2 使火災(zāi)放出的熱量計(jì)算復(fù)雜化的因素有：
a）卷入火災(zāi)的每種單一材料的燃燒持續(xù)時(shí)間不同；
b）每個(gè)表面的幾何尺寸；
c）材料的燃燒特性，比如：熔融、滴落或結(jié)構(gòu)倒塌。
A.2.3 本試驗(yàn)方法沒(méi)有規(guī)定輻射等級(jí)。宜根據(jù)每個(gè)被評(píng)價(jià)的制品分別確定輻射等級(jí)。在給定使用條件和具體制品時(shí)，通常需要根據(jù)一些全尺試驗(yàn)來(lái)確定用于計(jì)算熱釋放速率的時(shí)間。
對(duì)于研究性試驗(yàn)，建議使用火花點(diǎn)火器和35 kW/m2的初始輻射照度；沒(méi)有委托單位的進(jìn)一步指定時(shí)，建議以25 kW/m2、35 kW/m2和50 kW/m2的輻射照度進(jìn)行試驗(yàn)。根據(jù)得到的結(jié)果決定是否需要其他不同輻射照度等級(jí)的試驗(yàn)。
A.3 工作原理的選擇
A.3.1 目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一些用于測(cè)量熱釋放速率的裝置。傳統(tǒng)上、最簡(jiǎn)單的方法是直接測(cè)量由熱滯后空間模擬的絕熱環(huán)境中煙氣的焓。真正的絕熱裝置價(jià)格昂貴。燃燒室是以一種簡(jiǎn)易的方式隔熱的，因而得到的熱釋放速率明顯低于真實(shí)值，因此只能作為經(jīng)驗(yàn)標(biāo)定。另外，這種標(biāo)定可能對(duì)可燃物的灰分比較敏感。更先進(jìn)的設(shè)計(jì)是使用一個(gè)恒溫儀器，它取代了燃燒室，在這樣一個(gè)能夠保持恒溫的儀器內(nèi)，對(duì)熱釋放速率進(jìn)行測(cè)量。這種設(shè)計(jì)得到了更好的結(jié)果，但是，實(shí)際儀器復(fù)雜且價(jià)格昂貴。
A.3.2 無(wú)損失的直接測(cè)量熱比較困難。但是，無(wú)損失地收集全部燃燒產(chǎn)物，測(cè)量煙氣中的氧濃度就簡(jiǎn)單多了。利用耗氧原理的這種測(cè)量可以計(jì)算熱釋放速率。這種原理表明，對(duì)于大多數(shù)燃燒物每消耗1 kg氧氣釋放的熱量等于13.1×103 kJ。通常，對(duì)于大多數(shù)可燃物這個(gè)放熱量的變化范圍大約為±5%。這個(gè)原理形成了本標(biāo)準(zhǔn)敘述的試驗(yàn)方法的基礎(chǔ)。即使制品的有效組成變成了CO或煙灰，而不是CO2，這個(gè)方法依然有用；這種情況下，可以使用修正因子。
過(guò)高的CO濃度可能是由于氧氣供給不足造成的，在本試驗(yàn)方法的正常工作條件下，這種情況不可能發(fā)生，因?yàn)檫M(jìn)入的氧氣量是足夠的。
A.4 熱錐的設(shè)計(jì)
A.4.1 各種熱釋放速率測(cè)量方法的經(jīng)驗(yàn)表明，為了得到最小誤差的輻射照度，試樣宜放置在恒溫調(diào)節(jié)加熱器，或水冷盤或開(kāi)放的空氣條件下。因?yàn)樵诠腆w表面附近，如果沒(méi)有溫度調(diào)節(jié)，由于試樣火焰的加熱作用，會(huì)使附近的空氣溫度升高，然后作為另外的輻射熱源反作用于試樣，進(jìn)而可能導(dǎo)致誤差。此外，當(dāng)耗氧原理作為測(cè)量原理時(shí)，不適合使用燃?xì)饧訜崞?，因?yàn)榧词箍紤]了燃?xì)獾难跸模矔?huì)對(duì)氧氣讀數(shù)產(chǎn)生影響。
A.4.2 截錐形的加熱器，最初是為ISO 5657研制的，在本標(biāo)準(zhǔn)中已經(jīng)改型。這些改動(dòng)包括提供較高的輻射照度、溫度控制、流線改進(jìn)，而且采用了一種更加堅(jiān)固的設(shè)計(jì)。在水平定位方向，錐的形狀近似采取火羽流的輪廓，中心位置開(kāi)孔，使氣流能夠排出而不影響加熱器?？諝獾木砦饔帽ＷC了火焰不能到達(dá)錐的側(cè)面。
A.4.3 由于加熱器的形狀呈錐形，所以此裝置通常被稱為錐形量熱儀。
A.5 點(diǎn)火器
在許多裝置中試驗(yàn)試樣的引燃是利用氣體點(diǎn)火器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。氣體點(diǎn)火器會(huì)影響熱釋放速率的計(jì)算。此外，其設(shè)計(jì)也有困難，因?yàn)辄c(diǎn)火器應(yīng)處于試樣中心，要求受氣流影響不會(huì)熄滅且耐熱，關(guān)鍵是不應(yīng)有額外的熱作用于試樣。電火花點(diǎn)火器由于沒(méi)有上述這些困難而被采用。火花點(diǎn)火器只需不定期的清潔及對(duì)電極進(jìn)行調(diào)節(jié)。
A.6 背面的條件
接近燃燒終止時(shí)刻時(shí)，試樣背面的熱損失可能會(huì)影響燃燒速率，可通過(guò)使用一層絕熱材料來(lái)減小其影響。
本附錄的目的在于將有關(guān)這種方法的背景資料、裝置和得到的數(shù)據(jù)，提供給試驗(yàn)操作員及試驗(yàn)結(jié)果的用戶。
A.2 熱釋放速率的測(cè)量
A.2.1 熱釋放速率是確定火災(zāi)危險(xiǎn)性的最重要的參數(shù)之一。在一個(gè)典型火災(zāi)中，許多由多種表面組成的制品對(duì)火災(zāi)的發(fā)展有影響，因而對(duì)該制品火災(zāi)危險(xiǎn)性的評(píng)估變得十分復(fù)雜。當(dāng)一個(gè)分離表面要引燃時(shí)，首先宜確定其熱釋放速率。由于已經(jīng)燃燒的制品會(huì)對(duì)鄰近制品產(chǎn)生輻射影響，必須知道由它引發(fā)的火災(zāi)的大小，同時(shí)對(duì)每一個(gè)表面上的火焰蔓延也應(yīng)進(jìn)行評(píng)估。如果已知給定的輻射照度下單位面積的熱釋放速率，就可以利用這個(gè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，來(lái)計(jì)算整個(gè)表面的熱釋放速率（時(shí)間的函數(shù)）了。那么，總的放熱量是所有材料所有表面上的熱量總和。
A.2.2 使火災(zāi)放出的熱量計(jì)算復(fù)雜化的因素有：
a）卷入火災(zāi)的每種單一材料的燃燒持續(xù)時(shí)間不同；
b）每個(gè)表面的幾何尺寸；
c）材料的燃燒特性，比如：熔融、滴落或結(jié)構(gòu)倒塌。
A.2.3 本試驗(yàn)方法沒(méi)有規(guī)定輻射等級(jí)。宜根據(jù)每個(gè)被評(píng)價(jià)的制品分別確定輻射等級(jí)。在給定使用條件和具體制品時(shí)，通常需要根據(jù)一些全尺試驗(yàn)來(lái)確定用于計(jì)算熱釋放速率的時(shí)間。
對(duì)于研究性試驗(yàn)，建議使用火花點(diǎn)火器和35 kW/m2的初始輻射照度；沒(méi)有委托單位的進(jìn)一步指定時(shí)，建議以25 kW/m2、35 kW/m2和50 kW/m2的輻射照度進(jìn)行試驗(yàn)。根據(jù)得到的結(jié)果決定是否需要其他不同輻射照度等級(jí)的試驗(yàn)。
A.3 工作原理的選擇
A.3.1 目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一些用于測(cè)量熱釋放速率的裝置。傳統(tǒng)上、最簡(jiǎn)單的方法是直接測(cè)量由熱滯后空間模擬的絕熱環(huán)境中煙氣的焓。真正的絕熱裝置價(jià)格昂貴。燃燒室是以一種簡(jiǎn)易的方式隔熱的，因而得到的熱釋放速率明顯低于真實(shí)值，因此只能作為經(jīng)驗(yàn)標(biāo)定。另外，這種標(biāo)定可能對(duì)可燃物的灰分比較敏感。更先進(jìn)的設(shè)計(jì)是使用一個(gè)恒溫儀器，它取代了燃燒室，在這樣一個(gè)能夠保持恒溫的儀器內(nèi)，對(duì)熱釋放速率進(jìn)行測(cè)量。這種設(shè)計(jì)得到了更好的結(jié)果，但是，實(shí)際儀器復(fù)雜且價(jià)格昂貴。
A.3.2 無(wú)損失的直接測(cè)量熱比較困難。但是，無(wú)損失地收集全部燃燒產(chǎn)物，測(cè)量煙氣中的氧濃度就簡(jiǎn)單多了。利用耗氧原理的這種測(cè)量可以計(jì)算熱釋放速率。這種原理表明，對(duì)于大多數(shù)燃燒物每消耗1 kg氧氣釋放的熱量等于13.1×103 kJ。通常，對(duì)于大多數(shù)可燃物這個(gè)放熱量的變化范圍大約為±5%。這個(gè)原理形成了本標(biāo)準(zhǔn)敘述的試驗(yàn)方法的基礎(chǔ)。即使制品的有效組成變成了CO或煙灰，而不是CO2，這個(gè)方法依然有用；這種情況下，可以使用修正因子。
過(guò)高的CO濃度可能是由于氧氣供給不足造成的，在本試驗(yàn)方法的正常工作條件下，這種情況不可能發(fā)生，因?yàn)檫M(jìn)入的氧氣量是足夠的。
A.4 熱錐的設(shè)計(jì)
A.4.1 各種熱釋放速率測(cè)量方法的經(jīng)驗(yàn)表明，為了得到最小誤差的輻射照度，試樣宜放置在恒溫調(diào)節(jié)加熱器，或水冷盤或開(kāi)放的空氣條件下。因?yàn)樵诠腆w表面附近，如果沒(méi)有溫度調(diào)節(jié)，由于試樣火焰的加熱作用，會(huì)使附近的空氣溫度升高，然后作為另外的輻射熱源反作用于試樣，進(jìn)而可能導(dǎo)致誤差。此外，當(dāng)耗氧原理作為測(cè)量原理時(shí)，不適合使用燃?xì)饧訜崞?，因?yàn)榧词箍紤]了燃?xì)獾难跸模矔?huì)對(duì)氧氣讀數(shù)產(chǎn)生影響。
A.4.2 截錐形的加熱器，最初是為ISO 5657研制的，在本標(biāo)準(zhǔn)中已經(jīng)改型。這些改動(dòng)包括提供較高的輻射照度、溫度控制、流線改進(jìn)，而且采用了一種更加堅(jiān)固的設(shè)計(jì)。在水平定位方向，錐的形狀近似采取火羽流的輪廓，中心位置開(kāi)孔，使氣流能夠排出而不影響加熱器?？諝獾木砦饔帽ＷC了火焰不能到達(dá)錐的側(cè)面。
A.4.3 由于加熱器的形狀呈錐形，所以此裝置通常被稱為錐形量熱儀。
A.5 點(diǎn)火器
在許多裝置中試驗(yàn)試樣的引燃是利用氣體點(diǎn)火器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。氣體點(diǎn)火器會(huì)影響熱釋放速率的計(jì)算。此外，其設(shè)計(jì)也有困難，因?yàn)辄c(diǎn)火器應(yīng)處于試樣中心，要求受氣流影響不會(huì)熄滅且耐熱，關(guān)鍵是不應(yīng)有額外的熱作用于試樣。電火花點(diǎn)火器由于沒(méi)有上述這些困難而被采用。火花點(diǎn)火器只需不定期的清潔及對(duì)電極進(jìn)行調(diào)節(jié)。
A.6 背面的條件
接近燃燒終止時(shí)刻時(shí)，試樣背面的熱損失可能會(huì)影響燃燒速率，可通過(guò)使用一層絕熱材料來(lái)減小其影響。
建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 GB5
