GB/T 5169.44-2013 电工电子产品着火危险试验 第44部分:着火危险评定导则 着火危险评定

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标准编号:GB/T 5169.44-2013
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GB/T 5169.44-2013 电工电子产品着火危险试验 第44部分:着火危险评定导则 着火危险评定

图3火焰延和热释放的评定

在简单的假定火情条件下,电工绝缘材料的可接受毒性产值计算

以致命性为基础的质量损失模型不同之处在附录B中有给出

至少用以下6个问题的答案来定义火情: a) 燃烧的是什么? b)燃烧了多少? c)燃烧流扩散至什么样的容积中? d)火势发展曲线是什么类型的? e)可用逃生时间是多少? f)着火模型是怎样的一一高温或低温JTG 3820-2018 公路工程建设项目投资估算编制办法(2019-05-01开始实施),良好通风或缺氧? 为了理解实际中是如何操作的,可以参考以下示例: 假设一个0.5kg的电工绝缘材料在100m的环境中燃烧。逃生时间是15min,且假定火势发展 曲线是抛物线,即曲线的增长是与时间的平方成函数关系。该着火模型是高温目通风良好的

F值是致无能力的体积分数。值较小时,暴露在其中的人很可能感觉不舒服而不能理性地逃离 火灾。 七种常见的火灾气体刺激物F值在表A.1中有给出

对于假定的火情,用以下的公式确保没有人被致无能力

为来自电工绝缘材料的刺激物i的毒性产率,在高温且通风良好的条件下,用毒性试验 测得; X1 由刺激物的F值和确定火情的参数计算得到,表A.1的第3列有给出。

表A.1刺激物的F值和确定火情计算得到的X

注:F值是由ISO13571给出的。 在使用表A.1中所给的X值时,可接受的电工绝缘材料毒性产率值是满足不等式A.1的 如果假定的火情不同,则X值也将不同

用F值按以下公式计算X;值: X=(V/m)Xp×F 式中: V一为扩散体积(100m²); m一为燃料燃烧的质量(500g); 0 为毒性气体(在标准温度和大气压下)的密度

然烧流中两种重要的室息物是一氧化碳和鼠化氢。息物的效果与刺激物不同。致无能力性质取 决于由体积分数和暴露时间组合得到的暴露剂量。

为了得到良好的近似值,室息物公式如下!

yco和yHCN 为电工绝缘材料的一氧化碳和氰化氢毒性产率,在高温且通风良好的条件下,用 毒性试验测得;

表A.2由确定火情计算得到的刺激物的X值

主使用表A.2中所给的X值时,可接受的电工绝缘材料性产率值是满足不等式A.3的 如果假定的火情不同,则X值也将不同

A.3.4XicN的计算

氰化氢的效力不同于一氧化碳。其效力也取决于体积分数和暴露时间,但反应是极度非线性的。 对于0.01%体积分数的HCN,其致无能力时间约为21min,但当大于0.04%时,HCN几乎可以瞬间致 无能力,表A.3给出了一些致无能力时间

表A.3氧化氢的致无能力时间

由于是非线性的,FED的计算有所不同。 在确定的火情中,对于z²火势发展曲线,V=100m²、m=500g,时间t的HCN体积分数(ΦHcv)按 下式计算可得到:

二氧化碳不是有毒物,但却是一种能引发换气过度进而加剧一氧化碳和氰化氢室息物作用的气 如果二氧化碳体积分数超过2%,那么,计算暴露剂量前,指数增长因子M应该用于二氧化碳和 的体积分数计算。

表A.4给出了实际情况下的平均值

M=exp(Φco./0.05)

.............+......A.9

表A.4二氧化碳的增长因子

的碳完全燃烧生成CO2以得到2%的体积分数。目前为止,包括这种情况的大多数火情,其CO2都可 以被忽略。

对于剩激物,不等式(A.1)所用的X,值在表A,1中有给出。 对于室息物,不等式(A.3)所用的Xco和XHc值在表A.2中有给出。 二氧化碳可忽略

对于剩激物,不等式(A.1)所用的X,值在表A.1中有给出。 对于室息物,不等式(A.3)所用的Xco和XHc值在表A.2中有给出。 二氧化碳可忽略

附录B (资料性附录) 硬塑料导管的使用——着火危险评定

硬塑料导管(RPC)是全世界都在使用的公共建筑物电工产品。用于制造RPC的材料要具有良好 的阻燃性和极小的火焰蔓延性,因此,这类材料更可能成为火灾受害者而非有助于起燃的因素。 RPC可能是一种热源、烟源和毒气源。对于这类电工产品对假定着火的总体不良后果起到的促进 作用,本部分描述的着火危险评定技术为其提供了一个量化方法。 本附录是本部分所描述的着火危险评定技术应用于RPC假定装置的说明性举例,其定量地说明这 类塑料导管在暴露于可能出现着火条件的内部走廊和凹室内时所起的作用。精确的房间着火模型用于 预测RPC可能遇到的热状态。然后,可利用这些热状态和已发布的RPC的燃烧特性及建筑物内的其 地物体评估它们在整个着火危险中所起的作用

有关硬塑料导管和导管内布线的定义见IEC6 章中找到。本附录同时也使用下述定义: B.2.1 暴露火源exposurefire 导管所暴露于的产生热条件的火(也称火源)。 B.2.2 燃料fuel(s) 被燃烧的任何产品或材料,

B.3本着火危险评定涉及的产品

B.4.1 导管和布纲

的数量,也是RPC的数量,因建筑物和设施的不

B.4.1.1导管的位置和数量

本示例是在一个典型的建筑物平面图上使用单管RPC。其示意图见图B.1。沿着走廊布有一条 5mm的导管,导管中装有一组典型线路,支管从走廊进入每个房间。在30m长的走廊中,导管 件的重量等于21kg,导管和连接件的存在对建筑物中的着火负载起促进作用,

暴露火源提供了儿乎所有的热能。因此可以根据暴露火源的热释放剖面图和走廊的热特性建立的 着火模型估计着火上部高温层的空间平均热条件(温度和热通量)。当导管暴露在走廊的热条件中时, 其分解率(质量损失率)可根据该模型的热通量评估值获得,而导管分解率实验室测量结果与施加的热 通量之间存在函数关系。一旦导管和其他燃烧物体的质量损失率已知,就能评定它们对燃烧流的相对 影响(不考虑该导管中导线的作用)

B.6.2建立暴露火源模型

为了从暴露火源中计算走廊的着火条件,可采用一个以计算机为基础的HARVARDV修订版消 防法规。该模型是模拟发展中的室内着火的许多类似方法之一,被称为“区域模型”,这种模型把着火状 态分成了三种独立的均质层:即羽流层、上升的上部高温层和温度较低的下层。哈佛法规用于计算投射 到标板上的辐射通量,标板则设置在上层的墙壁上。为了考虑火焰辐射对靠近火的导管的作用,将该导 管分成等长的15段(每段约长2m)计算火焰投射到每段中心的辐射量,然后将该值加到导管在上层接 受的热通量中。近火的导管,即距火在2m内的导管,受到显著的火焰辐射;剩余部分则几乎只受到上 层辐射。通常会进行两种计算:一种是针对墙面为16mm厚的石膏灰泥板走廊;一种是针对100mm 厚的混凝土砌块走廊。由于是在暴露火源中,上层的平均温度表示为时间的函数在图B.2和图B.3中 有显示。就上层的平均温度和与导管有关的辐射热负载两个参数来说,灰泥板结构都远远高于混凝土 结构(见图B.4和图B.5)。

B.6.3预估导管的质量损失

B.7.1RPC存在与否的着火情况比较

分析得出RPC能被点燃,但为了在一旦被点燃后维持燃烧,一般需要由类似暴露火源的其他热源 提供热量。因此,本分析认为,只是在暴露火源还在燃烧时,RPC才在燃烧。那么,可对存在和不存在 RPC的两种着火结果进行比较

B.7.2RPC对温升作用的评定

B.73RPC对烟产物作用的评定

烟的光散射和光衰减特性降低了烟的能见度。下面给出近似的关系式: 3V

式中: D(t) 为时间t时见到反射光的近似距离,单位为米(m); V 为走廊和凹室的容积,单位为立方米(m"); M(t) 为时间t时已损失的家具的质量,单位为千克(kg); M(t) 为时间t时损失的导管的质量,单位为千克(kg); 为家具生成的烟的比消光面积,单位为平方米每干克(m/kg); 。 为导管生成的烟的比消光面积,单位为平方米每千克(m²/kg)。 M:(t)和M。(t)的值可对图B.6或图B.7的曲线由零到所希望的任意时刻t求积分得到。比消光 面积值取自表B.1, 计算250s时的D(t)值是有用的,这是RPC在火灾中刚开始对烟有促进作用时间点。这样得出

为导管生成的烟的比消光面积,单位为平方米每千克(m/kg)。 M(t)和M。(t)的值可对图B.6或图B.7的曲线由零到所希望的任意时刻t求积分得到。比消光 面积值取自表B.1。 计算250s时的D(t)值是有用的,这是RPC在火灾中刚开始对烟有促进作用时间点。这样得出 的结果是0.09m。视力辅助逃生要求的能见度约为几米。因此,对于逃生来说,在RPC卷入火灾前, 仅由燃烧的家具产生的烟实际上已阻挡视线,凭视力直接逃生已经不可能。随后,无论是RPC还是家 具所产生的烟,对本身已达到了无法接受的高水平的烟模糊危害几乎不再有影响。

B.7.4RPC对毒性燃烧流产量作用评定

M·dt M.·dt 总FED: V.LCtso V·LCts0e

式中: 总FED 为时间t时能感受到烟致命的剂量分数; V 为走廊和凹室的容积; M,M 一 分别为到时间t时家具损失(燃烧)的质量和导管损失(燃烧)的质量; LCt5of,LCt50e 分别为用毒效试验测量法测得的由家具和导管所产生的烟的致命剂量。 M:和M。是对图B.6和图B.7的家具和导管的质量损失率曲线求积分获得。毒效值用NBS毒性 试验获得。图B.8和图B.9表明,对于混凝土和石膏灰泥板墙结构来说,毒性剂量FED的增长与时间 成函数关系。这两种情况下,中毒剂量都达到一个统一值,即代表暴露的生命在约600s时死亡。

表B.2建筑物走廊中出现高危情况的时间

表B.2列出了出现妨碍逃生条件的时间,即燃烧流达到致命温度或者致命毒性的时间。还给出了 烟完全变成不透明体从而妨碍直接凭视力逃生的时间。为了避免死于高热,室内人员应在起火后的 190s~220s内离开该走廊。事实上,也可以认为,为了避免被浓烟包围,宜在150s内完全撤离。 从图B.8和图B.9可以看出,当在600s达到致命的FED时(即:FED等于1时),导管所起的作用 仍然非常小。在1200s(即20min)以后,导管对中毒危险所起的作用,对混凝土墙来说约为7%,对石 灰泥墙来说则约为23%。因此,在整个研究阶段,导管对毒性燃烧流产量所起的作用很小,只有在暴 露的生命已经吸收了家具燃烧产生的燃烧流致命剂量后,甚至热状态达到致命程度后,才会变得相对 重要。

B.8.1意义和精密度

尽管上述走廊火情有许多潜在性变化,其仍能表明:只要合理选择假定条件,就可能产生类似上述 情况的或比上述情况存在更小危害后果的代表性情况的结果。首先值得注意的一种变化是,火灾可能 在比假设的30m走廊更小的空间内发生。在这种情况下,走廊上层的温度更高,致使导管更迅速地分 解。同时,燃烧的家具产生的烟将更浓,甚至死亡发生的时间也比在上述火情预估的10min更早。在 所讨论的走廊中,温度在起燃约200s(即3.5min)后达到致命水平的300℃。温升越快,热致死出现越 早,正如在较小的隔间内会出现这样的情况。毒性效果也是一样。因此,很难理解小房间能如何显著地 改变暴露于这种火灾中不幸者的死因。 如果火灾起始于走廊中的一个房间,而不是走廊,则可使用同样的论据。在这种情况下,可能发生 轰燃,但在该房间中附加的导管量(约1.3m)可忽略不计。走廊中的导管将暴露在由房间流出的高温 气体中,并产生相应的分解。然而,房间门会把火灾的大小限制在与走廊中自由燃烧家具差不多相同的 规模,因此,走廊的热条件不会与本试验预测的热条件有明显不同。室内增加的燃料负载将使这场火灾 持续的时间长于走廊单件家具形成的火灾,但其毒性作用则不如后者,这是因为尽管室内燃料在整个火 灾期间持续产生,但也仅会维持约500s。可以认为,被视为暴露的导管实际上常常被墙或天花板的面

」导管的套人,直到室内的火元全谷障该房日 为止, 。另外,这是在导管陷人火灾之前得出的。鉴于任何毒效 进行本分析时似乎还不存在许多现代消防安全设备,因而其产生的环境可能比实际情况更严醋 尤其当这种分析是在以下假设条件下进行的(其中有许多假设与平常的实际情况相反): 没有任何自动喷水灭火装置或其他灭火装置可在早期阶段阻止火势的发展; 没有任何探测装置确保预警火灾 没有对放热率或作为建筑物一部分使用的各种物品的燃料负载予以任何限制; 假定RPC被安装在可直接暴露于火中的地方,但事实是它常被安装在石育灰泥板墙或某些类 似隔板后面。

在把本部分的方法应用于RPC时,得出下列结论: )一场严重的火灾必然会涉及相当数量的导管; b)在火情研究情况下,如果人是毫无防护地暴露在火中,则在导管本身被卷人之前,暴露火源就 足以致人于死地; 导管即使在暴露火源熄灭后还不停止燃烧,但其对暴露于火中的人受到的总毒性作用还是很小。 单位为毫米

图B.1导管铺设简图

走廊上层温度(混凝士墙

T/GRM 038-2022 分布式光纤井筒泄露检测数据解释流程规范.pdf图B.3走廊上层温度(石营灰泥板)

图B.4在离导管2m处测得的热通量(混凝土墙)

图B.5在离导管2m处测得的热通量(石膏灰泥板)

JGJ/T 454-2019 智能建筑工程质量检测标准(完整正版、清晰无水印)图B.7家具和导管的质量损失率比较(石膏灰泥板)

图B.8导管暴露致使毒性相对增加(混凝士墙)

图B.9导管暴需致使毒性相对增加(石高灰泥板)

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