建筑用板材阻燃性能测试燃烧时间要求

建筑用板材是建筑结构与装饰的基础材料，其阻燃性能直接关系到建筑火灾的发生与蔓延速度。燃烧时间作为阻燃性能测试的核心指标之一，反映了板材在遇火后维持燃烧状态的时长，是评估火灾中人员逃生窗口、消防救援时间的关键依据。本文围绕建筑用板材阻燃测试中的燃烧时间要求展开，结合国内外标准、测试方法及材料特性，详细解析不同场景下的指标规定与实践应用要点。

燃烧时间在阻燃性能评估中的核心地位

在建筑火灾中，板材的燃烧行为是火灾发展的重要环节。当板材接触火源后，燃烧时间越长，意味着释放的热量越多、烟气浓度越高，会加速火势向周边扩散，同时压缩人员逃生与消防扑救的时间。因此，燃烧时间并非孤立的“时长数据”，而是关联到火灾危害性的综合指标——它直接反映了板材“抵抗持续燃烧”的能力，也是区分板材阻燃等级的核心依据之一。例如，在人员密集的公共建筑（如商场、医院）中，要求板材具备较短的燃烧时间，以降低火灾扩大的风险；而在工业建筑的非人员区域（如仓库、设备间），可能会结合其他指标调整燃烧时间要求，但核心逻辑始终是“限制燃烧状态的持续”。

从火灾动力学角度看，燃烧时间与“火灾增长速率”直接相关。若板材燃烧时间短，说明其在遇火后能快速熄灭，火灾增长系数（FGI）低，属于“慢速增长型”火灾；若燃烧时间长，则火灾增长系数高，易发展为“快速增长型”火灾，增加扑救难度。因此，燃烧时间被纳入几乎所有建筑材料阻燃标准的核心指标体系。

国内主流标准中的燃烧时间要求

我国现行的建筑材料阻燃分级标准GB 8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》，是规范板材燃烧时间要求的核心依据。该标准将板材分为A（不燃）、B1（难燃）、B2（可燃）、B3（易燃）四大类，不同等级的燃烧时间要求差异显著：

——A1级（不燃材料）：要求“无任何燃烧现象”，即燃烧时间为0。这类板材通常为无机材料（如纯石膏板、金属板），遇火后不发生热分解或燃烧反应。

——A2级（不燃材料（制品））：需满足“总燃烧时间不超过20秒”且“总热值不超过2.0 MJ/kg”。例如，掺加少量有机胶黏剂的石膏板、水泥纤维板，遇火后可能出现短暂燃烧，但能快速熄灭。

——B1级（难燃材料）：要求更侧重“燃烧速率”与“烟密度”的协同。在垂直燃烧测试（GB/T 8626）中，B1级板材的余焰时间（火焰熄灭后持续燃烧的时长）不超过30秒，余辉时间（余焰熄灭后发光的时长）不超过60秒；同时烟密度等级（SDR）不超过75，避免燃烧时释放大量浓烟。

——B2级（可燃材料）：燃烧时间要求相对宽松，余焰时间不超过60秒，余辉时间不超过120秒，但需满足“不蔓延至试样边缘”的条件。这类板材通常为添加阻燃剂的有机板材（如阻燃密度板、阻燃胶合板）。

国际标准中的燃烧时间差异

国际上常用的燃烧性能标准中，燃烧时间的规定与国内标准存在一定差异，反映了不同地区对火灾风险的不同考量：

——ISO 5660-1《热释放速率测试方法》：该标准未直接规定“燃烧时间”的上限，而是通过“热释放速率峰值（PHRR）”与“总热释放量（THR）”间接反映燃烧行为。例如，对于要求“低火灾风险”的板材，需满足PHRR≤150 kW/m²且THR≤7.5 MJ/m²，燃烧时间则作为“热释放曲线的持续时长”辅助判断——若热释放曲线持续时间超过10分钟，即使PHRR符合要求，也会被判定为“高风险”。

——ASTM E1354《建筑材料热和可见烟释放速率标准测试方法》：燃烧时间被定义为“从试样接触火源到热释放速率降至基线的时长”。要求用于幕墙的板材燃烧时间不超过10分钟，且前30秒的热释放量不超过10 MJ/m²，以确保火灾初期不会快速蔓延。

——欧盟EN 13501-1标准：与GB 8624-2012较为接近，但对B1级板材增加了“燃烧滴落物不引燃滤纸”的要求，进一步关联燃烧时间与滴落物的危险性——若板材燃烧时间短但滴落物持续燃烧，仍不符合要求。

不同板材类型的燃烧时间适配性

不同材质的建筑板材，因自身成分与结构差异，燃烧时间的适配标准也不同：

——石膏板：作为无机板材的代表，其主要成分是二水硫酸钙（CaSO4·2H2O），遇火后结晶水蒸发会吸收大量热量（约1.26 MJ/kg），因此燃烧时间显著短于有机板材。普通纸面石膏板在垂直燃烧测试中，余焰时间通常小于10秒，余辉时间小于30秒，符合A2级或B1级要求；耐水石膏板因添加了憎水剂，燃烧时间略长，但仍在A2级范围内。

——密度板与纤维板：属于有机板材，其燃烧时间主要取决于木材纤维与胶黏剂的比例。未添加阻燃剂的中密度纤维板（MDF），燃烧时间可长达2-3分钟，属于B2级；添加10%-15%磷系阻燃剂后，燃烧时间可缩短至30秒内，达到B1级要求；若添加卤系阻燃剂（如5%十溴二苯乙烷），燃烧时间可进一步缩短至20秒内，接近A2级。

——金属复合板：如铝塑板，其燃烧行为由芯材决定。芯材为聚乙烯（PE）的普通铝塑板，燃烧时间可达5分钟以上，属于B3级；若芯材采用阻燃PE（添加15%氢氧化铝），燃烧时间可控制在30秒内，达到B1级；若芯材为无机材料（如石膏），燃烧时间为0，达到A1级。

——水泥纤维板：以水泥、植物纤维为主要原料，燃烧时间通常小于10秒，属于A2级，适用于防火墙、电梯井等高温区域。

燃烧时间测试的关键方法细节

燃烧时间的测试结果依赖于规范的测试方法，不同方法的原理与适用场景不同：

——垂直燃烧法（GB/T 8626）：适用于装饰板材（如壁纸、胶合板）。测试时将试样垂直固定，用本生灯火焰（高度20mm，温度950℃）点燃试样下端10秒，记录余焰时间与余辉时间。该方法操作简单，适合现场快速检测，但模拟场景较单一。

——水平燃烧法（GB/T 2408）：适用于厚度≤13mm的板材（如塑料板、薄密度板）。通过点燃试样一端，测量“燃烧前沿到达规定距离（如100mm）的时间”。例如，B1级板材要求燃烧前沿到达100mm的时间≥10分钟，反映其缓慢燃烧的特性。

——锥形量热仪法（GB/T 16172）：是最接近真实火灾场景的测试方法。通过模拟实际火灾中的热辐射（如50 kW/m²或75 kW/m²），记录热释放速率曲线，燃烧时间为“曲线从上升到回落至基线的总时长”。该方法能同时测量热释放速率、烟密度、质量损失率等指标，结果更精准，适用于重要建筑（如机场、地铁）的板材验收。

——单体燃烧试验（SBI，GB/T 20284）：适用于墙面、吊顶板材。通过模拟板材在墙角的燃烧场景，测量燃烧时间、热释放速率、烟释放速率等指标，结果更贴近实际应用场景。例如，要求用于吊顶的B1级板材，燃烧时间不超过10分钟，且热释放速率峰值不超过200 kW/m²。

影响燃烧时间的材料因素

板材的燃烧时间并非固定值，而是受多种材料因素影响：

——基材成分：无机基材（如石膏、水泥、金属）的燃烧时间远短于有机基材（如木材、塑料）。例如，纯金属板燃烧时间为0，而纯木材板燃烧时间可达10分钟以上。

——阻燃剂类型与添加量：卤系阻燃剂（如十溴二苯乙烷）通过释放卤化氢气体抑制燃烧链式反应，添加量5%即可将有机板材的燃烧时间缩短50%；磷系阻燃剂（如磷酸三苯酯）通过形成炭层隔绝氧气，添加量10%可将燃烧时间缩短60%；无机阻燃剂（如氢氧化铝）通过吸热分解降温，添加量需达到30%以上才能显著延长燃烧时间，但会降低板材的力学性能。

——板材厚度：对于有机板材，厚度增加会延长热量传递到内部的时间，因此燃烧时间更长。例如，2mm厚的密度板燃烧时间为1分钟，而10mm厚的密度板燃烧时间为3分钟；但对于无机板材（如石膏板），过厚的板材可能因内部水分蒸发不完全，导致余辉时间延长（如20mm厚石膏板余辉时间为40秒，而10mm厚为20秒）。

——表面处理：涂覆防火涂料的板材，表面形成的防火层会延迟火源接触基材的时间，从而延长燃烧时间。例如，水性防火涂料（添加20%氢氧化镁）可使密度板的燃烧时间从2分钟延长至5分钟以上；溶剂型防火涂料（添加15%卤系阻燃剂）可使燃烧时间延长至10分钟以上，但会释放有毒气体。

燃烧时间与其他阻燃指标的协同关系

在实际工程应用中，燃烧时间不能单独作为判断板材阻燃性能的依据，需与其他指标协同评估：

——烟密度：有些板材燃烧时间较长，但燃烧时释放大量浓烟，会导致人员窒息。例如，未添加抑烟剂的PVC板，燃烧时间可达3分钟，但烟密度等级（SDR）超过100，不符合B1级要求；若添加5%钼系抑烟剂，烟密度等级可降至70以下，同时燃烧时间仍保持3分钟，符合B1级要求。

——热释放速率：反映了燃烧的剧烈程度。若板材燃烧时间长但热释放速率峰值高，仍会快速提升火场温度。例如，某些厚木材板燃烧时间可达10分钟，但热释放速率峰值超过300 kW/m²，属于“快速增长型”火灾，不符合公共建筑的要求；而添加20%磷系阻燃剂的木材板，燃烧时间缩短至5分钟，热释放速率峰值降至150 kW/m²，符合B1级要求。

——质量损失率：反映了板材的燃烧程度。燃烧时间长但质量损失率低，说明板材的“抗燃烧能力”强。例如，石膏板燃烧10分钟后质量损失率仅为10%（主要是水分蒸发），而密度板燃烧5分钟后质量损失率可达50%（木材纤维分解燃烧）。因此，质量损失率低的板材，即使燃烧时间略长，也属于低风险材料。

——燃烧滴落物：有些板材燃烧时间短，但滴落物持续燃烧，会引燃下方可燃物。例如，某些阻燃塑料板，燃烧时间为20秒，但滴落物燃烧时间为1分钟，不符合EN 13501-1标准的B1级要求；若添加10%硅系抗滴落剂，滴落物会快速熄灭，同时燃烧时间仍保持20秒，符合要求。