建筑幕墙材料阻燃性能测试项目有哪些

建筑幕墙作为建筑外围护结构的重要形式，其阻燃性能直接关系到建筑火灾中的人员安全与财产保护。为确保幕墙材料在火灾中不加剧火势、不产生有害产物，需通过一系列专业测试评估其阻燃性能。本文将详细梳理建筑幕墙材料阻燃性能的核心测试项目，涵盖燃烧等级、耐火极限、烟密度、热释放等关键维度，为行业从业者提供清晰的测试参考。

燃烧性能等级测试

燃烧性能等级是建筑幕墙材料阻燃性能的基础分级，我国现行标准GB 8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》将材料分为A1、A2、B1、B2、B3五个等级，其中A类为不燃材料（如钢化玻璃、铝合金），B1类为难燃材料（如阻燃聚碳酸酯板），B2类为可燃材料（如普通铝塑板）。

氧指数法（GB/T 2406-2009《塑料 燃烧性能试验 氧指数法》）是测定材料燃烧所需最低氧气浓度的常用方法。测试时，将试样固定在氧氮混合气流的燃烧筒中，点燃试样顶端，观察其持续燃烧情况。氧指数（OI）越高，材料越难燃——A1级材料的氧指数通常超过90%，B1级材料氧指数一般≥32%，B2级材料≥26%。

垂直燃烧法（GB/T 2408-2008《塑料 燃烧性能的测定 水平法和垂直法》）用于评估材料在垂直状态下的燃烧行为。将试样垂直固定，用本生灯（火焰高度20mm）在试样下端点燃10秒，观察火焰蔓延高度、熄灭时间及滴落物情况。例如，B1级材料要求点火后火焰高度不超过150mm，熄灭时间≤30秒，且滴落物不引燃下方滤纸。

不同幕墙材料的测试重点不同：玻璃幕墙的钢化玻璃面板通常为A1级，无需额外处理；而铝塑板、塑料扣板等有机材料需通过添加阻燃剂（如氢氧化铝）提升燃烧等级。

耐火极限测试

耐火极限是指幕墙材料在标准火灾条件下，保持完整性、隔热性的时间，是评估幕墙抗火能力的核心指标。对于幕墙而言，主要关注“完整性”（不出现火焰穿透、裂缝）和“隔热性”（背火面温度不超过规定值）。

测试依据GB/T 9978-2008《建筑构件耐火试验方法》进行：将试样安装在耐火试验炉的开口处，受火面承受ISO 834标准火灾曲线（1小时内温度升至1100℃），同时施加0.03MPa正压（模拟热膨胀压力）。用热电偶测背火面温度，用观察孔检查火焰穿透情况。

玻璃幕墙需关注密封胶性能——硅酮密封胶在高温下会软化，若密封失效，火焰可能从缝隙穿透；石材幕墙则需测试石材面板的开裂情况：天然花岗岩在高温下易因热胀冷缩开裂，导致完整性破坏。

例如，某隐框玻璃幕墙受火30分钟后，玻璃未炸裂、密封胶未脱落，背火面温度仅上升25℃，满足“1级耐火极限”（≥30分钟）要求；而未做防火处理的铝塑板幕墙，受火10分钟后即出现面板变形、火焰穿透，耐火极限仅8分钟。

烟密度等级测试

火灾中，烟雾的危害远大于火焰——烟雾会降低能见度、消耗氧气，并释放有毒成分。烟密度等级（SDR）是评估幕墙材料产烟量的关键指标。

测试按GB/T 8627-2007《建筑材料燃烧或分解的烟密度试验方法》进行：将试样置于烟密度测试仪的燃烧箱中，用丙烷气点燃（火焰高度40mm），通过光学系统测量烟雾对光的遮挡率。关键指标包括“最大烟密度（MSD）”和“烟密度发展速率（RSD）”——MSD是燃烧过程中烟密度的最大值，RSD是烟密度上升速度（数值越小，烟雾扩散越慢）。

标准要求：B1级材料MSD≤75、RSD≤120；B2级材料MSD≤90、RSD≤200。例如，阻燃聚碳酸酯板的MSD约50，普通PVC板的MSD可达85，后者火灾中会产生大量浓烟，严重阻碍逃生。

烟密度还与材料厚度相关：10mm厚的阻燃板产烟量少于3mm厚的铝塑板；幕墙的开启扇设计也会影响烟雾扩散——通风良好的幕墙能快速排烟，降低烟密度。

燃烧滴落物/微粒测试

燃烧滴落物/微粒是有机幕墙材料（如塑料板、铝塑板）的重要测试项目——滴落物可能引燃下方可燃物（如地毯、窗帘），扩大火灾范围。

测试按GB/T 2408-2008中的“垂直燃烧滴落物试验”进行：将试样垂直固定，点燃后观察滴落物的产生时间、数量及温度，在试样下方300mm处放一张滤纸（120g/m²），检查是否引燃。

标准要求：B1级材料的滴落物不得引燃滤纸；B2级材料的滴落物可引燃滤纸，但滴落时间需≥10秒（给逃生留出时间）。例如，阻燃ABS板燃烧时产生少量低温熔融滴（≤100℃），不会引燃滤纸；而普通聚苯乙烯板的滴落物温度高达300℃，瞬间即可引燃滤纸。

复合幕墙材料需测试芯层性能：铝塑板的铝层会熔化，但塑料芯层若为阻燃级（如聚烯烃），则滴落物量少且不易引燃；若芯层为普通聚乙烯，则滴落物多且易燃。

热释放速率测试

热释放速率（HRR）是衡量火灾蔓延速度的核心指标——HRR越高，火灾扩散越快。对于幕墙材料而言，HRR直接影响火灾的“发展阶段”。

测试用锥形量热仪（GB/T 16172-2007《建筑材料热释放速率试验方法》）：将试样置于锥形加热器下，施加50kW/m²辐射热（模拟火灾热辐射），通过氧气消耗法计算HRR。关键指标包括“峰值热释放速率（PHRR）”和“总热释放量（THR）”——PHRR是HRR的最大值（数值越低越好），THR是燃烧全过程总热量（数值越小，火灾总能量越低）。

不同材料的热释放特性差异大：钢化玻璃PHRR≈0（不燃烧）；阻燃聚碳酸酯板PHRR≈200kW/m²；普通铝塑板PHRR可达500kW/m²（塑料芯层燃烧放热）。某项目用PHRR=150kW/m²的阻燃铝塑板替代普通板后，火灾蔓延速度降低40%。

热释放还与材料朝向有关：幕墙外表面（朝室外）受火时，HRR通常低于内表面（朝室内）——室外空气流动快，能带走部分热量，降低燃烧强度。

毒性气体释放测试

燃烧产生的毒性气体是火灾伤亡的主要原因（约占70%），常见有毒气体包括一氧化碳（CO）、氯化氢（HCl）、氰化氢（HCN）等。其中，CO与血红蛋白结合导致缺氧，HCl刺激呼吸道引发肺水肿。

测试按GB/T 20285-2006《材料产烟毒性危险分级》进行：将50g试样置于燃烧炉中，按ISO 834曲线加热（30分钟升至925℃），用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）监测气体成分与浓度。结果按“毒性危险分级”（ZA、ZB、ZC）评定——ZA级（无危险）、ZB级（低危险）、ZC级（中危险），幕墙材料需达ZB级及以上。

例如，PVC幕墙材料燃烧释放大量HCl（浓度达500ppm），属于ZC级；铝合金材料燃烧仅释放少量CO（≤50ppm），属于ZA级；阻燃聚碳酸酯板释放的CO浓度约100ppm，属于ZB级。

毒性测试需关注“产烟速率”：燃烧初期（0-5分钟）是烟毒性最强的阶段——此时温度快速上升，有机成分剧烈分解，释放大量有毒气体。某实验显示，人员在1000ppm CO环境中，3分钟内即会失去意识。

耐候后阻燃性能保持测试

幕墙材料长期暴露在户外，会受紫外线、雨水、高低温影响老化，导致阻燃性能下降。耐候后测试是确保材料长期安全的关键。

测试流程：1、耐候处理——选紫外老化（GB/T 16422.3，1000小时）、湿热老化（GB/T 1740，500小时）或冷热循环（-40℃~80℃，50次）；2、性能复测——对老化试样重新测燃烧性能、烟密度等；3、结果判定——老化后性能需符合原始要求（如燃烧等级不降低、烟密度≤原始值+10%）。

例如，某B1级阻燃聚碳酸酯板经1000小时紫外老化后，氧指数从35%降至33%（仍≥B1级），烟密度从50升至55（≤75），符合要求；而未做抗老化处理的阻燃ABS板，老化后氧指数降至28%（B2级），烟密度升至80（接近B1级上限），不符合要求。

耐候测试的关键是“阻燃剂抗迁移性”：若阻燃剂（如溴系）从材料内部迁移至表面，会导致内部阻燃剂含量降低，性能下降。优质材料会用“微胶囊化阻燃剂”（将阻燃剂包裹在聚合物胶囊中），减少迁移。