图书馆书架材料防火等级测试中的火焰蔓延速度测定

三方检测单位 2021-06-06 0 建筑材料

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图书馆作为知识存储与传播的核心场所，密集的书架与海量纸质文献使其成为火灾高风险区域。书架材料的燃烧性能直接决定火势扩散速度——若材料火焰蔓延过快，可能在数分钟内引燃相邻书架，威胁人员疏散及珍贵文献安全。因此，火焰蔓延速度测定是图书馆书架材料防火等级测试的核心环节，其结果直接关联材料能否满足安全使用要求。本文将围绕该测定的标准依据、测试流程、关键控制要点等展开详细说明。

火焰蔓延速度对图书馆书架防火的核心价值

图书馆书架多采用木质、复合板或金属材质，其中木质与复合板为可燃/难燃材料。火灾发生时，火焰沿材料表面的蔓延速度直接影响火势扩大的范围与时间：例如，某公共图书馆曾因电线短路引发火灾，未达标复合板书架的火焰在8分钟内蔓延至3层书架，导致1.2万册图书焚毁。慢蔓延速度材料（如B1级难燃板）能为人员疏散争取30分钟以上时间，同时降低文献因高温碳化的概率——古籍手稿的耐温极限通常不超过150℃，慢蔓延材料可延缓环境温度上升速率。

此外，火焰蔓延速度是区分防火等级的关键指标。GB 8624-2012中，B1级材料要求火焰蔓延长度≤150mm，B2级≤500mm。图书馆出于安全考虑，通常要求书架材料达B1级及以上，因此火焰蔓延速度测定结果是材料进入图书馆的“门槛”。

火焰蔓延速度测定的标准体系

国内图书馆书架材料测试主要遵循GB 8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》，其中B1、B2级评定需结合火焰蔓延速度、热释放速率等指标。垂直安装的书架材料（如侧板）采用GB/T 8626-2007《建筑材料可燃性试验方法》；水平层板则参考ISO 5658-1《辐射板试验法》。国际通用标准为ISO 5658-2《垂直表面火焰蔓延单燃烧器试验》，适用于大多数书架材料。

以ISO 5658-2为例，标准明确试件尺寸为1000mm（高）×150mm（宽）×实际厚度，燃烧时间20分钟，火焰高度250mm±10mm。这些参数均针对图书馆书架的实际使用场景设计——1000mm高度对应常规书架的单节高度，150mm宽度对应书架侧板的常见宽度。

测试前的样品制备要点

样品制备直接影响结果准确性，需严格遵循3项原则：

1、代表性：保留材料实际使用状态——若书架表面有防火涂层，需带涂层测试；复合板需保持分层结构完整（如刨花板+三聚氰胺纸），不得剥离。

2、标准化：尺寸精度达±1mm（如18mm厚复合板需保持原厚度），3个平行样需涵盖不同批次或纹理方向（木质材料需包含顺纹、横纹）。

3、预处理：样品需在23℃±2℃、50%±10%RH环境中放置24小时，消除水分或温度差异——刚生产的复合板含水量高，直接测试会因水分蒸发吸热导致蔓延速度偏低。

单燃烧器垂直试验法的操作流程

ISO 5658-2是图书馆书架材料的主流测试方法，具体步骤如下：

1、装置校准：燃烧器火焰高度调至250mm（激光测距仪验证），燃气压力稳定在10kPa（压力计实时监控）。

2、试件安装：垂直固定于支架，底部距燃烧器顶端100mm，背面用不锈钢网支撑（防止高温变形）。

3、点火燃烧：开启燃气并点火，保持火焰稳定燃烧20分钟，同时用高清摄像机（200万像素以上）记录火焰前沿位置（每1分钟标记一次高度）。

4、数据计算：试验结束后，测量火焰灼烧最大高度（L_max），并根据视频记录计算平均蔓延速度——例如，火焰10分钟内从100mm蔓延至500mm，平均速度为(500-100)mm/10min=40mm/min=0.67mm/s。