建筑材料单体燃烧试验机 执行标准

建筑材料单体燃烧试验机

一、适用范围：

适用于确定建筑材料或制品，不包括铺地材料中的对火反应性能的试验方法。

二、符合标准：

符合GB/T 20284-2006 《建筑材料或制品的单体燃烧试验》标准要求。

符合EN 13823:2002 建筑制品对火反应不含铺地材料的建筑制品单体燃烧试验方法。

符合EN 13823:2010 建筑制品对火反应不含铺地材料的建筑制品单体燃烧试验方法。

符合GB/T 8624-2012 《建筑材料及制品燃烧性能分级》标准要求。

三、主要特点：

整机核心部分均采用进口元器件：如氧气分析仪器、二氧化碳、质量流量计等。

外观美丽，大气

操作界面风格和各方性能佳，还更优于之。

维修方便、快捷，仪器使用寿命长，运行成本低。

采用集成控制柜及15寸电脑工控机。

采用丙烷校准，每KG热释放量（THR）值为4456MJ/KG±222.8MJ/KG;经多次测定流速分布稳定。仪器准确性好、精密度高、稳定可靠。

配备相应的辅助设备及耗材，确保仪器正常运行。

提供产品印刷彩色样本及设备详细说明

四、主要技术参数：

仪器组成：包括燃烧室、试验设备（小推车、固定框架、燃烧器、集气罩、收集器和导管）、排烟管道、烟气采集系统、综合测量系统装置、数据收集分析装置、燃气供应控制装置（整体设备放置空间为高6100mm×长7100mm×宽6000mm含控制室空间左右

燃烧室一间：

燃烧室内尺寸：长（3.0±0.2）m×宽（3.0±0.2）m×高(2.4±0.1)m，燃烧室内采用砖墙建成。

房间顶部有连接取样管道的集气罩和排烟管道，试验过程中样品的燃烧释放热量和燃烧生成物都要从排烟管道中排出。

燃烧室一面上设一开口，以便于将小推车从毗邻的实验室移入该燃烧室里，开口（框架）的尺寸为：宽度1470mmX高度2450mm,小推车下方有空气自然进出的空间；垂直试样板的长翼和短翼各正对的两面墙上分别设有观察窗口。

在燃烧室一侧设有一个可关闭的门，便于试验完后清扫房间试验残渣。

小推车在燃烧室就位后，和U型卡槽接触的长翼试验表面与燃烧室墙面质检的距离为（2.1±0.1）m,该距离为长翼与所面对的墙面的垂直距离，燃烧室的开口面积（不含小推车底部的空气入口及集气罩的排烟开口）为0.05m2，如图4所示。

燃料：商用丙烷气体，纯度≧95%。

试验设备：

载样小推车：其上安装两个相互垂直的样品试件（长翼为1.5M翼，短翼为1.0M的样品），在垂直角的底部有一砂盒燃烧器，小推车的放置位置使小推车背面正好封闭燃烧室墙上的开口，为使气流沿燃烧室地板均匀分布，在小推车底板下的空气入口处配设有多孔板(其开孔面积占总面积的40%～60%，孔眼直径为8mm～12 mm)。

集气罩：位于框架顶部，底部长x宽1479mm的锥体形状，内材质为USU304不锈钢，外材质为镀锌板制成，用以收集燃烧产生的气体；

收集器：位于集气罩的顶部，带有节气板和连接排烟管道的水平出口。外尺寸580mmx580mm方形，内材质为USU304不锈钢，外材质为镀锌板制成，中间为隔热棉。

J型排烟管道：内径为315mm±5mm的双层隔热圆管，中间用50mm厚的耐高温矿物棉保温，内材质为USU304不锈钢，外材质为镀锌板制成。沿气流方向配有以下部件：

① 与收集器相连的接头，采用法兰盘连接；

② 长度为500mm的管道，内置3支热电偶（为温度测量热电偶），热电偶安装位置距收集器至少400mm；

③ 长度为1000mm的管道；

④ 两个90°的弯头(轴的曲率半径为400mm)；

⑤ 长度为1625mm的管道，带一叶片导流器和节流孔板，导流器距弯头末端50mm，长度为630mm，紧接导流器后是一厚度为(2.0±0.5)mm的节流孔板，该节流孔板的内开口直径为265mm、外开口直径为314mm；

⑥ 长度为2155mm的管道，配有压力探头、微压测量装置（2台）、四支热电偶、气体取样探头（2只）和白光消光系统，该部分称为"综合测量区"；见图8

⑦ 长度为500mm的管道；

热电偶、压力探头、气体取样、烟密度安装位置

4.4.6  两个相同的沙盒燃烧器，其中一个位于小推车的底板上（为主燃烧器），另外一个固定在框架柱上（为辅助燃烧器），丙烷气体通过砂盒燃烧器并产生30.7±2.0kW的热输出，其规格如下：

① 砂盒燃烧器形状：腰长为250mm的等腰直角三角形(俯视)，高度为80mm，底部除重心处有一直径为12.5mm的管套插孔外，顶部开敞，其余全部封闭。在距离燃烧器底部10mm高度处应安装一直角三角形多孔板。在距离底部12mm和60mm的高度处应安装大网孔尺寸不超过2mm的金属丝筛网。所有尺寸偏差不应超过±2mm。

② 材料:盒体由1.5mm厚的不锈钢制成，从底部至顶部连续分布：高度为10mm的间隙层;大小为(4-8)mm、填充高度至60mm的卵石层；大小为(2-4)mm、填充高度至80mm的砂石层。卵石层和砂石层用金属丝网加以稳固，以防止卵石进入气体管道内。采用的卵石和砂石为圆形且无碎石。

③ 主燃烧器的位置：主燃烧器安装在小推车底板上并与试样底部的U型卡糟紧靠。主燃烧器的顶边与U型卡槽的顶边水平一致，相差不超过±2mm。

④ 辅助燃烧器的位置：辅助燃烧器固定在与试样夹角相对的框架柱上，且燃烧器的顶部高出燃烧室地板(1450±5)mm(与集气罩的垂直距离为1000mm)，其斜边与主燃烧器的斜边平行且与该斜边的距离近。

⑤ 主燃烧器在试样的长翼和短翼方位都与U型卡槽紧靠。在两个方向的U型卡槽里，都设有一挡片，其顶面与U型卡槽的顶面高度相同，且距安装好的试样两翼夹角棱线0.3m(在燃烧器区域边界处)。

⑥ 如果先前同类制品的试验因材料滴落到砂床上而引起试验提前结束，那么应用斜三角形格栅对主燃烧器进行保护，格栅的开口面积至少应占总面积的90%。格栅的一侧放在主燃烧器的斜边上。斜三角形栅与水平面夹角为(45±5)°，该夹角可通过主燃烧器斜边中点至试样夹角作一水平直线来测得。

4.4.7 矩形屏蔽板：宽度为(370±5)mm、高度为(550±5)mm，由硅酸钙板制成(其规格与背板规格相同)，用以保护试样免受辅助燃烧器火焰辐射热的影响.矩形屏蔽板应固定在辅助燃烧器的底面斜边上，其底边中心位于燃烧器底面斜边的中心位置处且遮住斜边的整个长度，并在斜边两端各伸出(8±3)mm，其顶边高出辅助燃烧器顶端(470±5)mm。

4.4.8 质量流量控制器：量程：0～2.5g/s，其中在量程范围（0.6～2.5）g/s；精度1%；数显，带4~20mA输出，通过采集卡直接可由电脑控制，反应速度快，控制精度高。

4.4.9 供气开关：主辅燃烧器切换在120±5S时点燃辅燃烧器并将丙烷燃烧器的流量调至（647±10）mg/s,在300±5S丙烷气体从辅燃烧器转换到主燃烧器；用以向其中一个燃烧器供应丙烷气体，该开关放置丙烷气体同时被供给两个燃烧器，但燃烧器切换的时间段除外（在切换瞬间，辅助燃烧器的燃气输出量在减少而主燃烧器的输出量在增加），该燃烧器切换响应时间不超过12s,能在燃烧室外操作开关及上述的主要阀门。

4.4.10 背板：用以支撑小推车中试样的两翼。背板的材料为硅酸钙板，其密度为(800±150)kg/m3，厚度为(12±3)mm，尺寸为：

① 短翼背板：(＞570+试样厚度)mm×(1500×5)mm；

② 长翼背板：(1000+空隙宽度±5)mm×(1500±5)mm。

③ 短翼背板宽于试样，多余的宽度只能从一侧延伸出。对安装留有空隙的试样而言，增加长翼背板的宽度，所增加的宽度等于空隙的尺寸。

4.4.11 活动板：为允许在试样两翼的后面增加空气流，应可用它们一半大小的板替换，遮挡上半部分间隙。

4.4.12 点火源：置于小推车上垂直角落里的31KW的丙烷直角沙盒燃烧器（边长为250MM高为80MM）。

4.4.13 采用可调节的治夹具，装卸样品非常方便。

4.5 烟气采样系统 ：

4.5.1  烟气采样系统：由采样管、烟灰过滤器、冷阱、干燥柱、泵和废液调节器组成，能保证有效地采集烟气样品并吸收掉尾气。

4.5.2  在排烟管道中设置有综合取样区用于放置传感器和取样管。

4.5.3  抽排烟流量范围：为0.50立方米/S～0.65立方米/S（标准温度为 298K 时）速度持续抽排烟气；采用计算机通过变频控制风机、执行自动调节风速；

4.5.4  排烟管道配有两个侧管(内径为45mm的圆形管道)，与排烟管道的纵轴水平垂直且其轴线高度位置与排烟管道的纵轴线高度相等。

4.5.5  试验室内环境温度测量：直径为1mm的K型铠装热电偶，温度测量精度为0.5℃，环境压力测试：±200Pa。

4.5.6  隔膜泵：流量为60L/min，真空度: 700㎜Hg，压力: 2.5 bar。

4.5.7  烟尘过滤器：滤头为固体PTFE组成，内部为0.5um PTFE过滤材料。

4.5.8  CO2过滤器：内附CO2过滤材料，滤头为固体PTFE组成，高防腐。

4.5.9  水分过滤器：滤头为固体PTFE组成，底部液体可通过蠕动泵排出。

4.5.10  冷阱：为压缩机式冷凝器，冷却容量320KJ\h，露点稳定度0.1度，露点静态变化0.1K，防护等级IP20。

4.5.11  转子流量计：量程为0-5L\min。

4.6  综合测量装置：

4.6.1  综合测量区温度测量：采用三支热电偶，均为直径为0.5mm且符合GB/T16839.1要求的铠装绝缘K型热电偶，其触点均应位于距轴线半径为(87±5)mm的圆弧上，其夹角为120 °

4.6.2  排烟管道差压变送器：采用高精度差压变送器，测量管道差压，为高精度双向探头，量程为（0～100）Pa、精度为±1Pa，压力传感器９０％输出响应时间多为１s；

4.6.3 气体取样探头，与气体调节装置和O2、CO2进口气体分析仪相连。

① 氧气(O2)分析仪：采用德国（西门子）SIEMENS，顺磁式。

1）测量范围：（0-25）%

2）信号输出：4-20mA；

3）分辨率100×10-6

4）相对湿度：<90%（无凝结）；

5）线性度偏差：<±0.1% O2；

6）零点漂移：≤0.5%/月；

7) 量程漂移: ≤0.5%/月

8) 内部信号处理时间小于1S；

9) 响应时间：T90<5秒

10) 重复性：<±0.02% O2；

11) 本机显示:LCD液晶显示屏(带背光)

12) 模拟输出:4～20mA  750Ω

13) 环境温度:5℃～＋45℃；供电:220VAC±10%,50～60Hz。

14) 30min内分析仪的噪声漂移均不超过0.01%；数据采集输出的分辨率优于 0.01%6；

② 二氧化碳（CO2）分析仪：原产地为德国AGM Sensors非分光红外(NDIR)传感器模块：

1)测量原理:非分光红外NDIR,双波长,单束;

2）测量范围：0-10%；

3)反应时间: ≤6s;

4)精度：满量程±2% FS

5）稳定性：满量程±2% FS ( 12 个月以上)

6）重复精度：±0.2%（零点时）, 1%（样气时）

7)低检测值: <满量程1%FS

8)线形误差: <满量程2%FS

9)状态/故障控制:双色 LED 显示

10)状态/故障输出: +5V HCMOS on 34-Pin 连接器

11）模拟输出:4～20mA  750Ω

12）环境温度:5℃～＋45℃

13）供电:220VAC±10%,50～60Hz   5000W

14）30min内分析仪的噪声漂移均不超过100 ×10-6

4.6.4 光衰减系统：为白炽光型，采用柔性接头安装于排烟管的侧管上，并包含以下装置：

①光源：为白炽灯并在(2900±100)K的色温下使用。电源为稳定的直流电，且电流的波动范围在±0.5%以内(包括温度、短期及长期稳定性)。

②透镜系统：用以将光聚成一直径至少为20mm的平行光束。光电管的发光孔应位于其前面的透镜的焦点上，且其直径(d)应视透镜的焦距(f)而定以使d/f小于0.04。

③火焰探测器：分火焰检测器和控制器，具有火焰熄火自动报警。色度标准精确± 5% ，输出线性度（透过率）<3% ，绝对透过率 <1% 。

④进口光学测量元件：测量范围为400-750nm可见光范围，透过率精度为0.01%，光密度范围为0-4，烟密度精度为±1%，V (λ)匹配误差：f1≤4线性度》99.8%，不稳定度《0.1%。

⑤光衰减系统的90%响应时间不超过3s,向侧管内导入空气以使光学器件保持符合光衰减漂移要求的洁净度，可使用压缩空气来替代自吸式系统，具体参数如下：

1）光源：为白炽灯

2）标称功率：100W

3）标称电压：12V

4）精度：±0.01V

5）标称光通量：2000～3000Lm

6）标称色温：2800K～3000K，满足GB/T17651.1 5.2要求。

7）接受器：为硅光电池，经板卡放大信号，通过I/O板卡输入到电脑，光谱响应与国际照明委员长（CIE）的测光仪相匹配。

8）安装：安装在长度为150mm的管子一端，另一端为防尘窗，管子內壁为光泽黑色，防反射。

9）透光率0%为无光线通过，透光率100%光无遮挡通过。

10）可测透光率范围(0～100)%；

4.7 其他通用装置：

4.7.1 热电偶：为符合GB/T16839.1要求、直径为(2±1)mm的K型热电偶，用以测量进入燃烧室空气的环境温度。热电偶应安置在燃烧室的外墙上，与小推车开口间的距离不超过0.20m且离地板的高度不超过0.20m。

4.7.2 数据采集系统：采用计算机控制方式，RS-232通讯接口，数据采集系统可收集记录氧气浓度、二氧化碳浓度、烟道温度、环境温度和湿度、烟密度、600s总热释放速率THR600s、燃烧增长速率指数FIGRA、质量损失率等试验数据，可保存，数据采集精度如下：

1）测量环境压力装置：精度为±200Pa(2mbar)

2）Ｏ2和ＣＯ2，精度为１００×１０-6（0.01%），

3）测量室内空气相对湿度装置：２０％～８０％，精度±５％

4）温度测量：0-400℃; 精度±0.5℃。

5）时间记录系统精度：0.1S。

6）测试时间：1～99m/s可设定。

7）气体分流调节器通过质量流速控制器调节丙烷流量，应能自动控制燃烧器的燃气供应，燃气质量流速为（647mg/s±10）和2000 mg/s，燃气控制系统能保证试验过程中引燃火焰的燃气供应速度变化不应超过5mg/s 保证输出热量30.7±2kW。

8）其他参数的精度：为满量程输出值的０.１％。采集系统应每３ｓ自动记录储存一次，包含以下参数：①时间、②通过燃烧器的丙烷气体的质量流量、③双向探头的压差、④相对光密度、⑤Ｏ2浓度、⑥ＣＯ2浓度、⑦小推车底部空气导入口处的环境温度、⑧综合测量区的三点温度、烟道温环境和湿度；使用中国台湾研华数据采集板卡。

4.8 计算机控制系统：

4.8.1 设备采用计算机控制和手动双重控制方式，采用仪器设备专用开发软件LabeView及数据采集控制卡；控制试验过程中可以实时查看试验数据曲线，可实现自动数据采集和处理、数据保存和输出测定结果及故障报警等功能，计算机异常时可切换为手动操作，保证试验安全性。

4.8.2 包含各个传感器校准、系统校准。

4.8.3 试验记录（3秒/次）按编号存储，可随时查询；可以实时查看试验报表打印效果，只需点击开始、计算和保存等按钮就可完成，使用简便。储存以下有关数值：时间（s）、通过燃烧器的丙烷气的质量流量（mg/s）、双向探头的压差（Pa）、相对光密度、O2浓度(V氧气/V空气)%、CO2浓度(V二氧化碳/V空气)%、小推车底部空气导人口处的环境温度（K）、综合测量区的三点温度值（K）。

4.8.4 同时增加数据调取功能，可以加载以往的实验数据进行从新计算并形成报告。

4.8.5 可判断试验过程是否提前结束，即使试验中断也还可以在任意时间继续完成该试验。

4.8.6设备采用传感器、分析仪量程及精度均满足试验要求，质量可靠保证，并具有自行校准功能。