1 范圍

      GB/T 5169的本部分給出了電工電子產品及其構成材料的熱釋放測量和說明的導則。

      如IEC 60695-1-11^［2］和IEC 60695-1-12^［3］所述，熱釋放數據可作為著火危險評定和防火安全工程的組成部分。

      本部分旨在供產品委員會根據IEC Guide 104和ISO/IEC Guide 51中規定的原則編寫標準時使用。

      產品委員會的任務之一就是在編寫自己的標準時，凡適用之處都要使用本系列標準。除非有關標準特別提及或列出不適用，否則本部分的要求、試驗方法或試驗條件都適用。

2 規范性引用文件

      下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

      GB/T 5169.1-2015 電工電子產品著火危險試驗 第1部分：著火試驗術語（IEC 60695-4：2012,IDT)

      ISO 13943：2008 消防安全 詞匯（Fire safety-Vocabulary）

      ISO/IEC Guide 51 安全方面 標準中涉及安全內容的導則（Safety aspects-Guidelines for theirinclusion in standards)

      IEC 60695-8-2 著火危險試驗 第8-2部分：熱釋放 試驗方法概要和相關性（Fire hazard tes-ting-Part 8-2:Heat release-Summary and relevance of test methods)

      IEC Guide 104 安全出版物的編寫及基礎安全出版物和多專業公用安全出版物的應用導則（Thepreparation of safety publications and the use of basic safety publications and group safety publica-tions)

3 術語和定義

      ISO 13943：2008和GB/T 5169.1-2015界定的以及下列術語和定義適用于本文件。為了便于使用，以下重復列出了ISO 13943：2008和GB/T 5169.1-2015中的某些術語和定義。

3.1

      燃燒 combustion

      物質與氧化劑的放熱反應。

      注：燃燒通常會放出燃燒流，并伴有火焰和/或灼熱。

      ［ISO 13943：2008，定義4.46］

3.2

      燃燒產物 combustion product/product of combustion

      燃燒后產生的固體、液體和氣體。

      注：燃燒產物可包括燃燒流、灰燼、燒焦物、余渣和/或煙炱。

      ［ISO 13943：2008，定義4.48］

3.3

      完全燃燒 complete combustion

      所有燃燒產物被完全氧化的燃燒。

      注1：這意味著，當氧化劑為氧氣時，所有的碳轉化為二氧化碳，而所有的氫轉化為水。

      注2：如果燃燒材料中存在除碳、氫和氧以外的其他元素，則這些元素在298K的標準狀態下轉化為最穩定的產物。［ISO 13943：2008，定義4.50］

3.4

      有效燃燒熱 effective heat of combustion

      在給定的時間間隔內，試樣燃燒產生的熱釋放除以同一時間段內的質量損失。

      注1：如果試樣全部轉化為揮發性的燃燒產物或者所有燃燒產物均被完全氧化，則該有效燃燒熱等同于燃燒的凈熱值。

      注2：其代表性單位為千焦每克（kJ·g^-1）

      ［ISO 13943：2008，定義4.74］

3.5

      著火 fire

      （通常）以排放熱和燃燒流為特征的燃燒過程，常伴有煙和/或火焰和/或灼熱。

      注：在英語中，“fire”用于表示三種概念，其中的著火（3.6）和火災（3.7）兩個是關于不同方式的自支持燃燒的特定類型，它們在法語和德語中為兩個不同的術語。

      ［ISO 13943：2008，定義4.96］

3.6

      著火 fire

      （受控的）有意提供有用效果的自燃，其燃燒程度在時間和空間上受到控制。

      ［ISO 13943：2008，定義4.97］

3.7

      火災 fire

      （非受控的）無意提供有用效果的自燃，其燃燒程度在時間和空間上不受控制。

      ［ISO 13943：2008，定義4.98］

3.8

      燃燒流 fire effluent

      在著火情況下，由燃燒或熱解產生的所有氣體和氣溶膠，包括懸浮顆粒。

      ［ISO 13943：2008，定義4.105］

3.9

      著火危險 fire hazard

      由著火引起不期望的潛在性物質或條件。

      ［ISO 13943：2008，定義4.112］

3.10

      防火安全工程 fire safety engineering

      通過分析特定火情或量化一組火情風險，以基于科學原理的工程方法來改進或評定建筑環境方面設計的一種應用。

      ［ISO 13943：2008，定義4.126］

3.11

      著火試驗 fire test

      測量著火性能或暴露物品于火災影響范圍內的試驗。

      注：著火試驗的結果可用于定量試樣著火的嚴重性或測定其耐火性或著火反應。

      ［ISO 13943：2008，定義4.132］

3.12

      轟燃 flashover

      （著火階段）在一定范圍內，可燃材料的整個表面突然轉入著火狀態。

      ［ISO 13943：2008，定義4.156］

3.13

      總燃燒熱 gross heat of combustion

      指定條件下，物質完全燃燒且生成的水完全凝結時的燃燒熱。

      參見：完全燃燒（3.3）。

      注：其代表性單位為千焦每克（kJ·g^-1）。

      ［ISO 13943：2008，定義4.170］

3.14

      燃燒熱 heat of combustion

      潛熱能 calorific potential（不推薦）

      熱值 calorific value（不推薦）

      單位質量的物質燃燒時產生的熱能。

      參見：有效燃燒熱（3.4），總燃燒熱（3.13），凈燃燒熱（3.19）。

      注：其代表性的單位為千焦每克（kJ·g^-1）。

      ［ISO 13943：2008，定義4.174］

3.15

      熱釋放 heat release

      燃燒產生的熱能量。

      注：其代表性單位為焦耳（J）。

      ［ISO 13943：2008，定義4.176］

3.16

      熱釋放速率 heat release rate

      燃燒速率 burning rate（不推薦）

      燃燒的速率 rate of burnig（不推薦）

      燃燒產生熱能量的速率。

      注：其代表性單位為瓦特（W）。

      ［ISO 13943：2008，定義4.177］

3.17

      中規模著火試驗 intermediate-scale fire test

      在中等尺寸試樣上進行的著火試驗。

      注：在最大尺寸為1m～3m的試樣上進行的著火試驗通常稱為中規模著火試驗。

      ［ISO/IEC 13943：2008，定義4.200］

3.18

      大規模著火試驗 large-scale fire test

      在大尺寸試樣上進行的，不能在典型試驗箱里進行的著火試驗。

      注：在最大尺寸超過3m的試樣上進行的著火試驗通常稱為大規模著火試驗。

      ［ISO 13943：2008，定義4.205］

3.19

      凈燃燒熱 net heat of combustion

      當生成的所有水都為氣態時的燃燒熱。

      注1：凈燃燒熱通常比總燃燒熱小，因為其未考慮水凝結時所釋放的熱。

      注2：其代表性的單位為千焦每克（kJ·g^-1）。

      ［ISO 13943：2008，定義4.237］

3.20

      氧化 oxidation

      物質中氧元素或者其他帶負電元素比例增加的化學反應。

      注：本術語在化學領域有更廣泛的含義，包括原子、分子或離子失去一個或多個電子的過程。

      ［ISO 13943：2008，定義4.245］

3.21

      氧化劑 oxidizing agent

      具有氧化能力的物質。

      注：燃燒就是一種氧化。

      ［ISO 13943：2008，定義4.246］

3.22

      耗氧原理 oxygen consumption principle

      燃燒時，消耗的氧氣質量與釋放的熱量之間的比例關系。

      注：常用值為13.1kJ·g-。

      ［ISO 13943：2008，定義4.247］

3.23

      熱解 pyrolysis

      由熱作用引起的物質的化學分解。

      注1：熱解通常針對有焰燃燒開始之前的著火階段。

      注2：在火災科學中，不設定有無氧氣的存在。

      ［ISO 13943：2008，定義4.266］

3.24

      小規模著火試驗 small-scale fire test

      在小尺寸試樣上進行的著火試驗。

      注：在最大尺寸不超過1m的試樣上進行的著火試驗通常稱為小規模著火試驗。

      ［ISO 13943：2008，定義4.292］

3.25

      試樣 test specimen

      經受評定或測量過程的物體。

      注：在著火試驗中，這類物體可以是材料、產品、部件、結構組件，或可能是它們的組合。也可以是一個可模擬產品表現的傳感器。

      ［ISO 13943：2008，定義4.321］

4 熱釋放量測量原理

4.1 用氧彈式量熱儀測量完全燃燒

      測量燃燒熱的最重要的裝置是絕熱恒定體積的氧彈式量熱儀。“彈”是一個中央容器，能承受足夠強度高壓，因此內部體積恒定。彈浸在攪拌的水池中，彈和水池的組合就是量熱儀。量熱儀也浸在一個外部的水池中。在燃燒反應期間，量熱儀中的水溫和外部水池的水溫被持續監控，并通過電加熱調整到相同溫度。這是為了確保量熱儀對周圍環境沒有凈熱量損失，即確保量熱儀是絕熱的。

      在測量之前，將一個已知質量的樣品放進彈內并與電引燃線接觸。在加壓條件下對容器充氧，隨之將容器密封，允許其達到熱平衡。然后用標準的輸入能量點燃樣品。由于燃燒發生在高壓富氧條件下，因此樣品完全燃燒。根據已知的量熱儀熱容量和燃燒反應導致的溫升可以計算出釋放的熱量試驗給出了恒定體質下釋放的熱量，即內能的變化ΔU。總燃燒熱量是熱函差ΔH。由式（1）計算。

ΔH = ΔU + Δ(PV)  ……………………………………………………(1)

      式中：

      Δ（PV）——采用理想氣體定律計算獲得，見式（2）。

Δ(PV) = Δ(nRT)    ……………………………………………………(2)

      注：ISO 1716描述了建筑產品燃燒熱彈式量熱儀測量法。

4.2 不完全燃燒

4.2.1 測量方法

      通常發生在空氣中和在大氣壓下的火災，幾乎都是不完全燃燒，因此釋放的熱量會小于相關材料的混合燃燒熱量。

      熱釋放量可通過以下方法之一間接測量：

      a）耗氧量；

      b）二氧化碳生成量；

      c）氣體溫升。

4.2.2 采用耗氧量計算熱釋放

      對于大多數有機燃料，消耗單位質量的氧氣所釋放的熱量接近一個常數^{［5］?［6］}。這個常數的平均值是13.1kJ·g^-1（每消耗1g氧氣釋放13.1kJ熱量），該常數值廣泛應用于大規模和小規模試驗。這種關系說明，為了測量熱釋放量，只要測量燃燒系統中的耗氧量和排風道里的質量流量即可。

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