建筑保温材料安全性能测试的燃烧性能等级测定

建筑保温材料是实现建筑节能的核心材料之一，但在火灾场景下，其燃烧性能直接关系到人员安全与财产损失。燃烧性能等级测定作为评估保温材料火灾危险性的关键手段，通过模拟火灾条件下材料的燃烧行为（如火焰蔓延、烟释放、滴落物引燃性等），将材料划分为不同安全等级，为工程应用、监管验收提供科学依据。本文将围绕燃烧性能等级测定的标准、方法、关键环节及常见问题展开，系统解析其专业逻辑与实践要点。

建筑保温材料燃烧性能等级的基本概念

燃烧性能等级是对保温材料在火灾中“燃烧难易程度”“火灾扩大风险”“烟气危害程度”的综合量化评价。根据材料燃烧时的行为特征，国内标准将其划分为五大类：不燃材料（A1、A2级）、难燃材料（B1级）、可燃材料（B2级）、易燃材料（B3级）。

其中，不燃材料指在规定的试验条件下，几乎不发生燃烧的材料，如岩棉、玻璃棉等无机保温材料；难燃材料指虽能燃烧，但燃烧速率慢、火焰蔓延范围小，且滴落物不易引燃其他物品的材料，如改性EPS、阻燃聚氨酯等；可燃材料指容易燃烧，但燃烧强度相对可控的材料；易燃材料则是火灾危险性极高，极易快速燃烧并蔓延的材料。

需注意的是，等级划分并非“固定标签”，部分有机材料可通过添加阻燃剂提升等级（如EPS从B2级升至B1级），但需通过完整测试验证复合性能是否符合要求。

燃烧性能等级测定的核心标准：GB8624-2012

国内建筑保温材料燃烧性能等级测定的权威依据是《建筑材料及制品燃烧性能分级》（GB8624-2012），该标准替代2006版后，与国际ISO 1182等标准接轨，核心逻辑是“分等级定指标”——不同等级对应不同的考核重点。

对于A1/A2级不燃材料，标准重点考核“不燃性”（即材料是否会被高温引燃并持续燃烧）；对于B1/B2级难燃/可燃材料，重点考核“火焰蔓延性”“燃烧持续性”“滴落物引燃性”及“烟释放量”；B3级则通过简单引燃试验判定（用火柴即可快速引燃）。

该标准的另一特点是“允许复合性能评估”：例如，岩棉-EPS复合板的“岩棉层”为不燃层，“EPS层”为难燃层，若整体燃烧性能满足B1级要求，即可判定为B1级，无需两层分别达标。

燃烧性能测试的主要方法及原理

燃烧性能等级测定需结合多种测试方法，不同等级对应不同试验手段：

1、不燃性测试（A1/A2级）：采用“水平炉法”，将试样置于750℃高温炉中，测量中心温度升高值（≤30℃合格）、质量损失率（≤50%合格）及持续燃烧时间（≤20s合格）。原理是模拟火灾中的“热辐射引燃”场景，判断材料是否会被高温激活并持续燃烧。

2、垂直燃烧测试（B1/B2级）：将150mm×50mm×厚度（≤100mm）的试样垂直固定，用20mm高火焰施加15s，观察火焰蔓延长度（≤150mm为B1级，>150mm为B2级）、燃烧持续时间（≤30s为B1级，≤60s为B2级）及滴落物是否引燃下方滤纸（B1级需无引燃）。原理是模拟墙面保温材料的垂直蔓延行为。

3、氧指数测试（辅助B1/B2级）：测量材料维持燃烧的最低氧气浓度，氧指数≥30%为B1级，≥26%为B2级。原理是通过“氧气浓度”量化材料的“易燃性”——氧指数越高，材料越难被引燃。

4、烟密度测试（A2/B1级）：用“烟密度箱法”测量烟密度等级（SDR），A2级需≤75，B1级需≤75。原理是模拟火灾中“烟气窒息”风险，烟密度越高，人员逃生时间越短。

试样制备与状态调节的关键要求

试样是测试的“基础载体”，制备与调节不当会直接导致结果偏差：

1、数量与尺寸：不燃性测试需5个平行试样，垂直燃烧需10个（5纵5横），氧指数需10个；尺寸需与实际工程一致（如工程用50mm厚EPS板，试样需为50mm厚），偏差≤±1mm，否则会影响火焰蔓延路径。

2、状态调节：所有试样需在23±2℃、50±5%湿度下放置24小时，直至质量恒定。若试样潮湿（含水率>1%），燃烧时水分蒸发会吸收热量，导致燃烧速率减慢，结果虚高；若试样过干（含水率<0.5%），则燃烧速率加快，结果偏低。

3、方向性：部分材料（如XPS板）的“纵向”与“横向”燃烧性能不同，需分别测试取平均值，避免“单向试样”导致的结果偏差（如纵向蔓延快、横向蔓延慢，仅测横向会误判为B1级）。

测试过程中的核心参数控制

测试参数是结果准确性的“保障线”，需严格控制：

1、火焰高度与时间：垂直燃烧的火焰需稳定在20±2mm，施加时间15±1s。若火焰过高（如25mm），会增加试样受热量，导致蔓延长度虚长；若时间不足（如10s），无法真实模拟“引燃场景”。

2、温度稳定性：不燃性测试的炉温需维持750±5℃，若温度波动±10℃，会导致试样过度受热（温度高）或未充分受热（温度低），影响质量损失率与温升数据。

3、观察时机：垂直燃烧的火焰蔓延长度需在火焰熄灭后1min内测量，否则试样冷却收缩会导致测量值偏小；滴落物引燃滤纸的观察需持续至试样完全冷却，避免“延迟引燃”（如滴落物落在滤纸10s后才引燃）被遗漏。

4、仪器校准：测试前需校准火焰高度（钢尺测量）、温度传感器（标准温度计验证）及烟密度仪（标准样品校准），未校准仪器会导致数据偏差（如火焰高度显示20mm，实际25mm，使B1级误判为B2级）。

燃烧性能等级的判定指标与逻辑

等级判定需“多指标综合评估”，单一指标无法决定结果：

1、A1级：需同时满足不燃性三项指标（温升≤30℃、质量损失≤50%、持续燃烧≤20s），且无火焰产生。例如岩棉板的温升仅15℃、质量损失30%、持续燃烧5s，即可判A1级。

2、A2级：在A1级基础上，增加烟密度≤75。部分无机材料（如膨胀珍珠岩）虽不燃，但燃烧时会释放少量烟，需通过烟密度验证。

3、B1级：需满足四项指标——垂直燃烧蔓延≤150mm、燃烧≤30s、滴落物无引燃、烟密度≤75。例如阻燃EPS板的蔓延长度120mm、燃烧25s、无滴落引燃，即可判B1级。

4、B2级：蔓延长度>150mm、燃烧≤60s、滴落物可引燃、烟密度≤100。例如普通EPS板的蔓延长度180mm、燃烧45s、有滴落引燃，判B2级。

需注意，“指标全满足”是核心：若某材料氧指数32%（B1级），但垂直蔓延160mm（超过B1级的150mm），则需降为B2级。

不同类型保温材料的测试重点差异

不同材质的保温材料燃烧行为不同，测试重点需“针对性调整”：

1、无机材料（岩棉、玻璃棉）：重点是“不燃性”。此类材料由硅酸盐组成，高温下不分解可燃气体，测试时只需验证不燃性三项指标（A1/A2级），无需考虑滴落物与烟释放（烟量极少）。

2、有机材料（EPS、XPS）：重点是“火焰蔓延”与“滴落物”。此类材料燃烧时释放大量可燃气体（如苯乙烯），导致火焰快速蔓延，同时产生熔融滴落物（聚苯乙烯），易引燃下方物品。测试时需重点观察垂直蔓延长度（B1级≤150mm）及滴落物是否引燃滤纸（B1级需无引燃）。

3、聚氨酯（PU）：重点是“阻燃剂有效性”。未阻燃PU的氧指数约20%（B3级），添加磷系阻燃剂后可升至32%（B1级）。测试时需验证阻燃剂的均匀性——若分布不均，部分区域的氧指数可能低于整体值，导致局部蔓延过快。

4、复合材料（岩棉-EPS）：重点是“界面相容性”。需模拟“火灾穿透”场景——若EPS层被引燃后，火焰能被岩棉层阻挡（蔓延长度≤150mm），则整体判B1级；若火焰穿透岩棉层（蔓延>150mm），则判B2级。

测定过程中常见的认知误区与规避

实际测试中，常见误区会导致“等级误判”或“应用错误”：

误区1：“B1级不会燃烧”——B1级是“难燃”，而非“不燃”。例如B1级EPS板在1000℃汽油火焰下仍会引燃，但燃烧速率慢、蔓延范围小，不会快速扩大火灾。规避：明确“难燃”是“不易引燃、引燃后不易蔓延”。

误区2：“氧指数高=等级高”——氧指数是辅助指标，需结合垂直燃烧。例如某材料氧指数35%（B1级），但垂直蔓延160mm（B2级），则需判B2级。规避：以垂直燃烧为核心，氧指数为补充。

误区3：“小试样结果=大尺寸性能”——试样尺寸影响燃烧行为。例如150mm×50mm的EPS试样蔓延140mm（B1级），但1m×1m的EPS板燃烧时，火焰蔓延可能达200mm（B2级）。规避：使用与工程一致的尺寸测试，或通过全尺寸试验验证。

误区4：“烟密度不重要”——火灾中80%的死亡由烟气导致。例如某B1级材料的烟密度80（超过标准的75），虽火焰蔓延合格，但仍不符合B1级要求。规避：重视烟密度测试，尤其是室内保温材料。

测试结果的有效应用与报告解读

测试结果的价值在于“指导实践”，需正确解读与应用：

1、报告有效性：需检查“CMA/CNAS”标志（无标志不被认可），核对试样信息（名称、规格、批次）与实际材料一致，避免“代测”（用B1级试样的报告代替B2级材料）。

2、场景匹配：不同场景对等级要求不同：①高层建筑外墙需A1/A2或B1级（GB 50016-2014）；②住宅客厅墙面可B1级；③商场天花板需B1级（烟密度≤75）；④临时建筑可B2级，但需防火隔离。

3、时效性：保温材料的燃烧性能会随时间衰减（如有机材料的阻燃剂挥发、无机材料吸潮），报告有效期通常1-2年，超期需重新测试（如2020年的B1级报告，2023年使用需复测）。

4、追溯性：工程火灾时，需通过报告追溯材料是否符合设计要求（如设计要求B1级，实际用B2级，且报告伪造，供应商需担责）。需保留报告原件，并入施工资料归档。