商场使用的地毯材料防火等级测试中的临界热辐射通量要求
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商场作为人员密集的公共空间,地毯是提升空间质感与行走舒适度的常用装饰材料,但同时也因易燃特性成为火灾隐患的潜在载体。为保障人员疏散与财产安全,地毯的防火性能测试是商场装修验收的关键环节,其中“临界热辐射通量”(Critical Heat Flux,简称CHF)是衡量地毯抗火焰蔓延能力的核心指标——它直接反映了地毯在火灾热辐射环境下,能否有效延缓火焰传播速度,为疏散争取关键时间。本文将围绕商场场景的特殊要求,拆解临界热辐射通量的定义、标准要求、测试细节及实际应用中的注意事项,帮助读者建立对这一指标的清晰认知。
临界热辐射通量:理解地毯防火性能的核心指标
临界热辐射通量是火灾科学中的专业术语,指材料在特定测试条件下,刚好能维持火焰持续传播的最小热辐射强度,单位为千瓦每平方米(kW/m²)。对于地毯而言,这一指标的本质是“抗火焰蔓延能力”——数值越高,说明地毯需要更强的热辐射才能让火焰持续扩散,反之则更容易被火灾中的热辐射引燃并蔓延。
与普通消费者认知中的“不燃材料”不同,地毯作为有机纤维制品(如尼龙、聚丙烯、羊毛等),几乎不可能达到“不燃”等级(A级),因此防火性能的核心不是“是否燃烧”,而是“燃烧时是否快速蔓延”。临界热辐射通量正是针对这一需求设计的测试指标:当火灾发生时,周围环境的热辐射会逐渐增强,若地毯的临界热辐射通量足够高,就能在更高的热辐射强度下才开始蔓延,从而为人员疏散留出更多时间。
举个直观的例子:若某地毯的临界热辐射通量为0.5kW/m²,意味着当环境热辐射强度低于0.5kW/m²时,火焰无法在其表面持续传播;而若另一地毯的数值仅为0.2kW/m²,则在更低的热辐射下就会快速起火蔓延——这一差异在商场这类人员密集场所,可能直接影响疏散通道的可用性。
商场场景的特殊性:为什么临界热辐射通量要求更严格
商场的火灾风险与住宅、办公室等场景有本质区别:其一,人员密度大(峰值时每平方米可达5-10人),疏散时易出现拥堵;其二,空间布局复杂,多为开放式或半开放式设计,火焰与热辐射易快速扩散;其三,货架、装饰材料等可燃物数量多,火灾发展速度更快。这些特点决定了商场用地毯的防火要求必须更严格——若地毯的火焰蔓延速度过快,会在短时间内封堵疏散通道,导致人员无法及时撤离。
以商场的“核心区域”为例:主疏散通道、电梯厅、扶梯周围等位置,是人员流动的关键节点,一旦发生火灾,这些区域的地毯若快速蔓延,会直接切断疏散路径。因此,这类区域的地毯往往要求更高的临界热辐射通量——比如国内标准中,B1级地毯的临界热辐射通量≥0.4kW/m²,而商场主通道通常会要求达到0.5kW/m²以上,以应对更极端的热辐射环境。
相比之下,住宅客厅的地毯因人员密度低、疏散路径短,临界热辐射通量要求可适当降低(如B2级≥0.2kW/m²)。这种差异充分体现了“场景适配性”原则:公共空间的防火要求必须与风险等级匹配,而临界热辐射通量正是连接“材料性能”与“场景风险”的桥梁。
国内与国际标准中的临界热辐射通量要求对比
目前,国内外针对地毯防火性能的标准体系已较为成熟,其中临界热辐射通量是核心考核指标之一。先看国内标准:《建筑材料及制品燃烧性能分级》(GB 8624-2012)是我国建筑材料防火的基础标准,其中对地毯的燃烧性能分级明确规定了临界热辐射通量要求:
——B1级(难燃材料):临界热辐射通量≥0.4kW/m²(采用GB/T 11785-2005《铺地材料的燃烧性能测定 辐射热源法》测试);
——B2级(可燃材料):临界热辐射通量≥0.2kW/m²;
——B3级(易燃材料):不满足B2级要求。
商场作为公共建筑,根据《建筑内部装修设计防火规范》(GB 50222-2017),其墙面、地面装修材料的燃烧性能等级不应低于B1级,因此商场地毯的临界热辐射通量至少需达到0.4kW/m²。
再看国际标准:美国材料与试验协会(ASTM)的ASTM E648《Standard Test Method for Critical Heat Flux for Flame Propagation Using a Radiant Heat Energy Source》是全球应用最广的铺地材料防火测试标准,其中将商业场所用地毯分为两个等级:
——Class 1(高级):临界热辐射通量≥0.4kW/m²(适用于商场、酒店等公共空间);
——Class 2(普通):临界热辐射通量≥0.25kW/m²(适用于办公室、公寓等人员密度较低的场景)。
欧盟的EN 13501-1《Fire classification of construction products and building elements - Part 1: Classification using data from reaction to fire tests》则采用“Euroclass”分级体系,其中B-s1,d0等级对应“难燃、低烟、无滴落”,其临界热辐射通量要求≥0.4kW/m²(采用EN ISO 9239-1测试),与国内B1级、ASTM Class 1的要求基本一致。
需要注意的是,不同标准的测试方法略有差异(如GB/T 11785与ASTM E648的辐射板温度梯度、试样尺寸不同),但核心逻辑一致:通过模拟火灾中的热辐射环境,评估材料的火焰蔓延能力。商场采购方在选择地毯时,应优先选择符合国内GB 8624-2012 B1级或ASTM Class 1标准的产品,确保指标适配场景风险。
临界热辐射通量测试的关键细节:如何确保结果准确
临界热辐射通量的测试结果并非“一测即得”,而是受多个细节影响,若操作不当,可能导致结果偏差甚至错误。以下是测试中的几个关键控制环节:
首先是“试样准备”。根据GB/T 11785-2005要求,地毯试样需切割为“1000mm×200mm”的长条,且需在“温度23℃±2℃、相对湿度50%±5%”的环境中放置24小时,以消除材料的“环境应力”——若试样未充分调节状态,湿度过高会导致纤维吸水(增加重量,影响燃烧速度),湿度过低则可能让纤维变脆(改变燃烧特性)。
其次是“测试设备的稳定性”。临界热辐射通量测试采用“辐射板法”,核心设备是能产生稳定热辐射梯度的辐射板(如ASTM E648中的辐射板长度为1200mm,温度从900℃梯度降至100℃)。若辐射板的温度分布不均匀,会导致试样不同部位的热辐射强度差异,从而影响火焰传播速度的判定。因此,测试设备需定期校准(如每年由第三方机构检定),确保热辐射强度的误差≤5%。
第三是“测试条件的控制”。测试过程中,通风量(通常为0.3m/s±0.05m/s)、点火方式(用小火焰在试样末端点火,持续15秒)、观察时间(通常为10分钟)等参数均需严格遵循标准——比如通风量过大,会加速氧气供应,导致火焰蔓延更快;通风量过小,则可能因氧气不足抑制燃烧,两种情况都会导致结果偏离实际。
最后是“结果的判定”。临界热辐射通量的计算基于“火焰传播距离”与“热辐射强度”的对应关系:测试中,辐射板会在试样下方形成从高到低的热辐射梯度,火焰从试样末端开始传播,当火焰停止蔓延时,记录此时的热辐射强度,即为临界热辐射通量。若火焰在10分钟内传播超过试样长度的90%,则需以“最大热辐射强度”作为结果。
为确保结果准确,商场采购方应选择具备CNAS(中国合格评定国家认可委员会)或CMA(中国计量认证)资质的测试机构,其出具的报告具有法律效力,可作为装修验收的依据。
商场地毯选型中的常见误区:别把“阻燃”等同于“满足临界热辐射通量要求”
在商场地毯采购中,常见一个误区:将“阻燃地毯”与“满足临界热辐射通量要求”划等号。事实上,“阻燃”是一个广义概念,指材料通过添加阻燃剂或改性处理,降低燃烧速度或延缓燃烧,但“临界热辐射通量”是更具体的“抗火焰蔓延能力”指标——两者有重叠,但并不等同。
举个例子:某款尼龙地毯添加了溴系阻燃剂,能有效延缓明火燃烧(点燃后30秒内自熄),但测试其临界热辐射通量仅为0.25kW/m²,未达到商场B1级的要求(≥0.4kW/m²)。若将这款地毯用于商场主通道,一旦发生火灾,虽然它不会持续燃烧,但火焰会在较低的热辐射下快速蔓延,仍会封堵疏散通道。
造成这种误区的原因,是部分商家为简化宣传,只强调“阻燃”属性,却刻意回避“临界热辐射通量”这一关键指标。因此,商场采购方在选型时,需明确要求供应商提供“临界热辐射通量”的测试报告,而非仅看“阻燃”标签——报告中需包含具体数值(如0.5kW/m²)、测试标准(如GB 8624-2012)、测试机构资质等信息。
此外,还要注意“名义阻燃”与“实际阻燃”的区别:部分地毯在生产时添加了阻燃剂,但因工艺问题(如阻燃剂分布不均),实际临界热辐射通量可能低于标称值。因此,采购方应要求供应商提供“批次测试报告”(即针对所采购批次的地毯进行测试),而非“型式检验报告”(仅针对某一型号的样品测试),以确保所购产品与测试样品一致。
实际应用中的维护:如何保持地毯的临界热辐射通量性能
即使地毯在出厂时临界热辐射通量达标,若日常维护不当,其防火性能也会逐渐下降。以下是商场地毯维护的几个关键要点:
首先是“定期清洁”。地毯表面的油污、灰尘、食物残渣等污染物,会成为“潜在可燃物”——比如油污是易燃液体,一旦遇到热辐射,会快速燃烧并蔓延;灰尘则会填充纤维间隙,降低材料的散热能力(导致局部温度升高,更容易引燃)。因此,商场应制定清洁制度:主通道地毯每日用吸尘器清洁(去除表面灰尘),每月用中性清洁剂深度清洁(去除油污),避免污染物积累。
其次是“避免局部受热”。烟头、艾灸盒、取暖器等高温物品是地毯的“隐形杀手”——即使地毯的临界热辐射通量达标,局部长时间受热也会破坏纤维结构(如尼龙纤维在150℃以上会软化),导致防火性能下降。商场应在显眼位置设置“禁止吸烟”标识,禁止在地毯区域使用明火或高温设备,同时定期检查地毯表面(如有无焦黄痕迹),及时修复受损部位。
最后是“定期复检”。地毯在使用2-3年后,因纤维老化、污染物积累,临界热辐射通量可能下降——商场可每3年委托测试机构对地毯进行抽样检测,若结果低于初始值的80%(如初始为0.5kW/m²,复检为0.4kW/m²以下),则需更换地毯,确保防火性能持续达标。
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