B.1 分解
甲烷標(biāo)定研究表明,通常熱釋放速率±1.5%范圍內(nèi)呈線性波動(dòng)(主要由于火焰自身的紊流),在1 kW~12 kW范圍內(nèi),通過(guò)量熱儀測(cè)得熱釋放速率值波動(dòng)在5%以內(nèi),在5 kW~12 kW范圍內(nèi)的波動(dòng)在2%以內(nèi)。其他氣體的標(biāo)定的結(jié)果類似。將標(biāo)定氣體以一個(gè)穩(wěn)定的速度輸入燃燒器。但固體可燃物燃燒的均勻性是由表面高溫分解是否均勻決定的。在某些情況下,燃燒均勻性可能顯示出大幅度的波動(dòng)。例如,聚乙烯(甲基丙烯酸甲酯)的波動(dòng)性通常大于木制品。此外,對(duì)于固體材料,分解是由試樣的熱解過(guò)程決定的,而不受儀器限制。
B.2 響應(yīng)的速度
任何用于測(cè)量熱釋放速率的方法,其響應(yīng)速度是由最慢的響應(yīng)元件決定的。在這種耗氧方法響應(yīng)最慢的是氧分析儀。通常情況下,壓力傳感器和熱電偶的響應(yīng)時(shí)間較快。
B.3 精度
當(dāng)在多個(gè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),B.3和B.4中的重復(fù)性極限r(nóng)和再現(xiàn)性極限R根據(jù)ISO 5725:1986計(jì)算。
注:ISO 5725-1的最新版本提出r和R為1×關(guān)聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)偏差,而不是2.8×關(guān)聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)偏差。
根據(jù)ISO/TC 92/SC 1/WG 5在多個(gè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了一系列試驗(yàn)。使用的草案功能上與本標(biāo)準(zhǔn)相同。試驗(yàn)的材料是:25 mm的黑色PMMA(
=1180 kg/m3),30 mm的硬質(zhì)聚氨酯泡沫(
=33 kg/m3),13 mm的粒子板(
=640 kg/m3),3 mm的硬紙板(
=1010 kg/m3),10 mm的石膏板(
=1110 kg/m3)和10 mm的耐火處理的粒子板(
=750 kg/m3)。每種材料以兩種定位(水平和鉛垂)和兩種輻射照度(25 kW/m2和50 kW/m2)各進(jìn)行了3次重復(fù)試驗(yàn),在6~8個(gè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了試驗(yàn)。
根據(jù)ASTM E05 SC 21 TG 60進(jìn)行的類似系列試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù),對(duì)上述試驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行了補(bǔ)充,再一次使用了功能相同的草案、相同的輻射照度、相同的定位方向和重復(fù)試樣數(shù)目。因?yàn)锳STM試驗(yàn)中r和R的結(jié)果顯示了與ISO/TC的結(jié)果基本類似的趨勢(shì),所以將這些數(shù)據(jù)作為組合數(shù)據(jù)集進(jìn)行了分析。剔除了一種與實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)不同的(即對(duì)于
)ASTM數(shù)據(jù)。有6個(gè)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試了下列材料:6 mm的耐火ABS(
=325 kg/m3),12 mm的粒子板(
=640 kg/m3),6 mm的黑色PMMA(
=1180 kg/m3),6 mm的聚乙烯(
=800 kg/m3),6 mm的PVC(
=1340 kg/m3)和25 mm的硬聚異氰脲酸酯泡沫(
=28 kg/m3)。
根據(jù)ISO 5725:1986,利用這個(gè)完整的數(shù)據(jù)集,計(jì)算了關(guān)于5種變量的95%置信度的重復(fù)性極限r(nóng)和再現(xiàn)性極限R數(shù)值。r和R的數(shù)值等于2.8×適當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)偏差。被選為代表試驗(yàn)結(jié)果的變量是tig、
描述r和R的是線性回歸模型(ISO 5725:1986中的公式Ⅱ),r和R是上述5個(gè)變量對(duì)所有的重復(fù)試樣和所有實(shí)驗(yàn)室的平均數(shù)的函數(shù)?;貧w方程在下面給出,同時(shí)也說(shuō)明了得到擬合關(guān)系的平均值的范圍。
在5 s~150 s范圍內(nèi)關(guān)于tig的結(jié)果是:
這些公式的意義可以借助一個(gè)例子很好地說(shuō)明。假設(shè)一個(gè)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試了一個(gè)某種材料的試樣,并確定了引燃時(shí)間為100 s。如果現(xiàn)在同一實(shí)驗(yàn)室對(duì)同樣的材料進(jìn)行第二次試驗(yàn),r的估計(jì)值為:
那么第二次試驗(yàn)結(jié)果落在83 s和117 s之間的可能性為95%。那么,假設(shè)相同的材料由不同的實(shí)驗(yàn)室來(lái)測(cè)試,R的估計(jì)值為:
那么這個(gè)實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試結(jié)果落在71 s和129 s之間的可能性為95%。 B.4 精度(對(duì)于膨脹或變形材料的試驗(yàn)程序)
根據(jù)ISO/TC 61/SC 4/WG 3在多個(gè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了膨脹或變形材料的一系列試驗(yàn)。使用的草案功能上與本標(biāo)準(zhǔn)相同,按照7.5條的規(guī)定,試樣表面和輻射錐下表面之間的距離為60 mm(代替標(biāo)準(zhǔn)的25 mm)。在這些試驗(yàn)中試驗(yàn)的材料是:9.6 mm的黑色PMMA、4 mm的PVC、3 mm的耐火聚丙烯、5.8 mm和7.8 mm的聚碳酸酯。每種材料取3個(gè)重復(fù)試樣以水平定位和50 kW/m2的輻射照度,在10個(gè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了試驗(yàn)。
根據(jù)ISO 5725:1986,對(duì)3個(gè)變量tig、
計(jì)算了95%置信度的重復(fù)性極限r(nóng)和再現(xiàn)性極限R數(shù)值。線性回歸模型(ISO 5725:1986中的公式Ⅱ)用來(lái)描述r和R,r和R是上述3個(gè)變量對(duì)所有的重復(fù)試樣和所有實(shí)驗(yàn)室的平均數(shù)的函數(shù)。回歸方程在下面給出,同時(shí)也說(shuō)明了得到擬合關(guān)系的平均值的范圍。
公式(B.11)和公式(B.12)與公式(B.1)和公式(B.2)的比較表明,由于試樣表面和輻射錐下表面之間距離增加到60 mm,引燃時(shí)間的重復(fù)性和再現(xiàn)性變得很差。其余兩個(gè)變量的重復(fù)性看起來(lái)不受影響[見公式(B.3)和公式(B.7)與公式(B.13)和公式(B.15)的對(duì)比],但它們的再現(xiàn)性則因60 mm的距離而略顯變差[見公式(B.4)和公式(B.8)與公式(B.14)和公式(B.16)的對(duì)比]。 B.5 誤差
對(duì)于未知化學(xué)組分的固體試樣,如建筑中使用的材料、家具等,已經(jīng)證明使用耗氧原理△hc/r0=13.1×103 kJ/kg的標(biāo)準(zhǔn)值,得到了±5%的期望誤差范圍。對(duì)于只有單一熱解機(jī)制的均勻材料,通過(guò)氧彈儀測(cè)量確定△hc和通過(guò)最終元素分析得到r0,可以降低這個(gè)誤差。然而,對(duì)于大多數(shù)試驗(yàn),這是不實(shí)際的,因?yàn)樵嚇油ǔJ呛铣傻?、非均勻的或表現(xiàn)多次降解反應(yīng)。但是,對(duì)于參照材料認(rèn)真確定△hc/r0,可以大大地減少誤差。

甲烷標(biāo)定研究表明,通常熱釋放速率±1.5%范圍內(nèi)呈線性波動(dòng)(主要由于火焰自身的紊流),在1 kW~12 kW范圍內(nèi),通過(guò)量熱儀測(cè)得熱釋放速率值波動(dòng)在5%以內(nèi),在5 kW~12 kW范圍內(nèi)的波動(dòng)在2%以內(nèi)。其他氣體的標(biāo)定的結(jié)果類似。將標(biāo)定氣體以一個(gè)穩(wěn)定的速度輸入燃燒器。但固體可燃物燃燒的均勻性是由表面高溫分解是否均勻決定的。在某些情況下,燃燒均勻性可能顯示出大幅度的波動(dòng)。例如,聚乙烯(甲基丙烯酸甲酯)的波動(dòng)性通常大于木制品。此外,對(duì)于固體材料,分解是由試樣的熱解過(guò)程決定的,而不受儀器限制。
B.2 響應(yīng)的速度
任何用于測(cè)量熱釋放速率的方法,其響應(yīng)速度是由最慢的響應(yīng)元件決定的。在這種耗氧方法響應(yīng)最慢的是氧分析儀。通常情況下,壓力傳感器和熱電偶的響應(yīng)時(shí)間較快。
B.3 精度
當(dāng)在多個(gè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),B.3和B.4中的重復(fù)性極限r(nóng)和再現(xiàn)性極限R根據(jù)ISO 5725:1986計(jì)算。
注:ISO 5725-1的最新版本提出r和R為1×關(guān)聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)偏差,而不是2.8×關(guān)聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)偏差。
根據(jù)ISO/TC 92/SC 1/WG 5在多個(gè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了一系列試驗(yàn)。使用的草案功能上與本標(biāo)準(zhǔn)相同。試驗(yàn)的材料是:25 mm的黑色PMMA(
=1180 kg/m3),30 mm的硬質(zhì)聚氨酯泡沫(
=33 kg/m3),13 mm的粒子板(
=640 kg/m3),3 mm的硬紙板(
=1010 kg/m3),10 mm的石膏板(
=1110 kg/m3)和10 mm的耐火處理的粒子板(
=750 kg/m3)。每種材料以兩種定位(水平和鉛垂)和兩種輻射照度(25 kW/m2和50 kW/m2)各進(jìn)行了3次重復(fù)試驗(yàn),在6~8個(gè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了試驗(yàn)。根據(jù)ASTM E05 SC 21 TG 60進(jìn)行的類似系列試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù),對(duì)上述試驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行了補(bǔ)充,再一次使用了功能相同的草案、相同的輻射照度、相同的定位方向和重復(fù)試樣數(shù)目。因?yàn)锳STM試驗(yàn)中r和R的結(jié)果顯示了與ISO/TC的結(jié)果基本類似的趨勢(shì),所以將這些數(shù)據(jù)作為組合數(shù)據(jù)集進(jìn)行了分析。剔除了一種與實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)不同的(即對(duì)于
)ASTM數(shù)據(jù)。有6個(gè)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試了下列材料:6 mm的耐火ABS(
=325 kg/m3),12 mm的粒子板(
=640 kg/m3),6 mm的黑色PMMA(
=1180 kg/m3),6 mm的聚乙烯(
=800 kg/m3),6 mm的PVC(
=1340 kg/m3)和25 mm的硬聚異氰脲酸酯泡沫(
=28 kg/m3)。根據(jù)ISO 5725:1986,利用這個(gè)完整的數(shù)據(jù)集,計(jì)算了關(guān)于5種變量的95%置信度的重復(fù)性極限r(nóng)和再現(xiàn)性極限R數(shù)值。r和R的數(shù)值等于2.8×適當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)偏差。被選為代表試驗(yàn)結(jié)果的變量是tig、
描述r和R的是線性回歸模型(ISO 5725:1986中的公式Ⅱ),r和R是上述5個(gè)變量對(duì)所有的重復(fù)試樣和所有實(shí)驗(yàn)室的平均數(shù)的函數(shù)?;貧w方程在下面給出,同時(shí)也說(shuō)明了得到擬合關(guān)系的平均值的范圍。在5 s~150 s范圍內(nèi)關(guān)于tig的結(jié)果是:

這些公式的意義可以借助一個(gè)例子很好地說(shuō)明。假設(shè)一個(gè)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試了一個(gè)某種材料的試樣,并確定了引燃時(shí)間為100 s。如果現(xiàn)在同一實(shí)驗(yàn)室對(duì)同樣的材料進(jìn)行第二次試驗(yàn),r的估計(jì)值為:
那么第二次試驗(yàn)結(jié)果落在83 s和117 s之間的可能性為95%。那么,假設(shè)相同的材料由不同的實(shí)驗(yàn)室來(lái)測(cè)試,R的估計(jì)值為:
那么這個(gè)實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試結(jié)果落在71 s和129 s之間的可能性為95%。 B.4 精度(對(duì)于膨脹或變形材料的試驗(yàn)程序)根據(jù)ISO/TC 61/SC 4/WG 3在多個(gè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了膨脹或變形材料的一系列試驗(yàn)。使用的草案功能上與本標(biāo)準(zhǔn)相同,按照7.5條的規(guī)定,試樣表面和輻射錐下表面之間的距離為60 mm(代替標(biāo)準(zhǔn)的25 mm)。在這些試驗(yàn)中試驗(yàn)的材料是:9.6 mm的黑色PMMA、4 mm的PVC、3 mm的耐火聚丙烯、5.8 mm和7.8 mm的聚碳酸酯。每種材料取3個(gè)重復(fù)試樣以水平定位和50 kW/m2的輻射照度,在10個(gè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了試驗(yàn)。
根據(jù)ISO 5725:1986,對(duì)3個(gè)變量tig、
計(jì)算了95%置信度的重復(fù)性極限r(nóng)和再現(xiàn)性極限R數(shù)值。線性回歸模型(ISO 5725:1986中的公式Ⅱ)用來(lái)描述r和R,r和R是上述3個(gè)變量對(duì)所有的重復(fù)試樣和所有實(shí)驗(yàn)室的平均數(shù)的函數(shù)。回歸方程在下面給出,同時(shí)也說(shuō)明了得到擬合關(guān)系的平均值的范圍。
公式(B.11)和公式(B.12)與公式(B.1)和公式(B.2)的比較表明,由于試樣表面和輻射錐下表面之間距離增加到60 mm,引燃時(shí)間的重復(fù)性和再現(xiàn)性變得很差。其余兩個(gè)變量的重復(fù)性看起來(lái)不受影響[見公式(B.3)和公式(B.7)與公式(B.13)和公式(B.15)的對(duì)比],但它們的再現(xiàn)性則因60 mm的距離而略顯變差[見公式(B.4)和公式(B.8)與公式(B.14)和公式(B.16)的對(duì)比]。 B.5 誤差對(duì)于未知化學(xué)組分的固體試樣,如建筑中使用的材料、家具等,已經(jīng)證明使用耗氧原理△hc/r0=13.1×103 kJ/kg的標(biāo)準(zhǔn)值,得到了±5%的期望誤差范圍。對(duì)于只有單一熱解機(jī)制的均勻材料,通過(guò)氧彈儀測(cè)量確定△hc和通過(guò)最終元素分析得到r0,可以降低這個(gè)誤差。然而,對(duì)于大多數(shù)試驗(yàn),這是不實(shí)際的,因?yàn)樵嚇油ǔJ呛铣傻?、非均勻的或表現(xiàn)多次降解反應(yīng)。但是,對(duì)于參照材料認(rèn)真確定△hc/r0,可以大大地減少誤差。




建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 GB5
