附录A 建筑外墙外保温系统防火试验方法
A.1 概述
本方法适用于建筑外墙面上的非承重外保温系统受到火源攻击时的防火性能试验与火焰传播性的判定方法。本方法是将外保温系统按照试验委托方指定的方式安装在试验模型的建筑基面上(试验模型见图A.1)。通过模拟房间内发生轰燃后火焰从窗口或洞口溢出的状况,对外保温系统进行测试,检验其受损程度,并对其火焰传播性进行判定。
1——主墙;2——副墙;3——燃烧室。
图A.1 试验模型示例
A.2试验装置
A.2.1 概述
试验模型的主墙和副墙应由密度不低于500kg/m3的加气混凝土砌块构成。主墙下方应设有符合第A.2.4条规定的燃烧室。试验模型应安全可靠,在试验过程中不应出现影响试验结果的损坏或变形。试验模型如图A.1所示。
A.2.2主墙
主墙的高度应为8400mm,宽度应为3500mm。
A.2.3副墙
副墙的高度应与主墙相同,宽度应为2500mm。副墙应与主墙垂直,距燃烧室开口边缘的距离应为(250±10) mm(见图A.1)。
A.2.4 燃烧室
位于主墙的底部,火焰应能从主墙底部的开口处向上燃烧。开口尺寸应为:高(2000±100) mm,宽(2000±100) mm;内部尺寸应为:高(2300±50)mm,宽(2000±100)mm,深(1000±50)mm。
A.2.5热源
A.2.5.1设备
(1)软木条
公称截面尺寸为50 mm´50 mm,公称长度为1500 mm和1000 mm。试验时软木的质量含水率应在10%~16%的范围内。
(2)低密度纤维板条
公称尺寸为25 mm´12 mm´1000 mm,共16根。
A2.5.2程序
(1)木垛
用软木条搭造木垛,公称尺寸为1500 mm´1000 mm´1000 mm。
用1500mm的长木条和1000mm的短木条按层交替搭造木垛。第一层由10根1500 mm的长木条组成,上一层由15根1000mm的短木条组成,均匀分布在1500 mm´1000 mm的平面上。
如此形成20个木条层,其公称高度为1000 mm。总计使用150根短木条和100根长木条。
(2)码放位置
木垛应码放在高出燃烧室地面上方(400 ± 50) mm的稳固平台上,距燃烧室两侧墙体的距离相等,距燃烧室后墙(100 ± 10) mm(见图A.2.5.2)。
(3)点火源
使用16根低密度纤维板条引燃木垛。板条应在5L白精油中均匀浸泡5min以上。点火前5min,将14根板条插入木垛第二层木条间的空隙中(即平台上方50mm处),板条应伸出木垛约30mm。另两根板条平放在14根伸出的板条的末端。试验时应点燃这两根板条的整个长度。
注:这个热源在30min期间内释放的总热量为4500MJ,热释放速率峰值为(3 ± 0.5) MW。
1——热电偶;2——木垛;3——支撑平台。
a)侧视图
1——支撑平台;2——木垛。
b)俯视图
图A.2.5.2 木垛相对位置的侧视图和俯视图
A.2.6 热电偶
热电偶应采用公称直径3mm的K型铠装(镍铬/镍硅)热电偶。测点位置应符合第A.2.7条和第A.2.8条的规定。
A.2.7 外部热电偶
外部热电偶应伸出外保温系统外表面(50±5)mm,在水平准位线上测位布点的允许偏差为±10 mm。
水平准位线1和水平准位线2的外部热电偶位置:
——在主墙正面,热电偶设置在燃烧室中心线上和中心线两侧各500 mm及1000 mm的位置上,共5个测位;
——在副墙正面,热电偶设置在距主墙外保温系统外表面150 mm、600 mm及1050 mm的位置上,共3个测位,如图A.2.7所示。
A.2.8 内部热电偶
在水平准位线上布点的允许偏差为±10 mm。测点应布置在每个可燃层厚度的1/2处。当系统内含有空腔时,在每一个空腔层厚度的1/2处,也应设置热电偶。当层厚小于10 mm时,可不设热电偶。
水平准位线1和水平准位线2的内部热电偶位置:
——在主墙外保温系统内,热电偶设置在燃烧室中心线上和中心线两侧各500mm及1000mm的位置上,共5个测位;
——在副墙外保温系统内,热电偶设置在距主墙外保温系统外表面150 mm、600 mm及1050 mm的位置上,共3个测位,如图A.2.7所示。
1——燃烧室开口的中心线;2——水平准位线2;3——水平准位线1;4——主墙;
5——热点偶;6——燃烧室;7——副墙。
图A.2.7 试验的热电偶布置
A.2.9 数据采集系统
数据采集系统记录数据的时间间隔不应大于10s。
A.2.10 视频设备
宜采用两台摄像机对试验全过程进行连续记录,摄像的视角应覆盖模型两个墙面的整体高度。
A.2.11 环境条件监测设备
应采用精度不低于0.5 m/s的风速仪测量地面以上(3000 ± 100) mm高度处的空气流速。
A.2.12 计时器
计时器的精度不应低于5s/h。
A.3试验样品
A.3.1试验样品的厚度不应超过200mm,其宽度和高度应完全覆盖模型的主墙和副墙。样品边缘和燃烧室开口的周边应按系统实际应用的构造做法或按试验委托方的要求进行保护。
A.3.2试验样品应包括所有的组成部分。在主墙和副墙间的墙角处,样品应紧密连接或按试验委托方的要求进行安装。
A.3.3 当外保温系统在实际应用中没有任何开口保护措施时,试验样品与燃烧室之间的界面处也应维持相同的非保护状态。
A.3.4 当外保温系统在实际应用中设置水平变形缝时,则试验样品的水平缝应按试验委托方规定的间隔设置,且至少应在燃烧室开口上方(2400 ± 100) mm处设置一条水平缝。
A.3.5 当外保温系统在实际应用中设置垂直变形缝时,则试验样品的垂直缝应按试验委托方规定的间隔设置,且应在燃烧室开口中心线向上延伸处设置一条垂直缝,相对中心线的允许偏差为±100 mm。
A.3.6 当外保温系统在实际应用中设置水平防火隔离带时,则试验样品的水平防火隔离带应按试验委托方的要求进行设置,且最高一条防火隔离带应位于水平准位线2的下方,其上边缘距水平准位线2的距离不应小于100mm。
A.3.7 试验样品安装完成后,应在自然状态下养护,养护的时间应按试验委托方的要求进行。
A.4试验程序
A.4.1 环境条件
试验开始时的环境温度应在5℃~35℃的范围内。试验前任何方向的空气流速不应大于2m/s。雨天不应进行试验。
A.4.2 数据采集
点火前应进行不小于5min的数据采集和视频记录。如点火前发现任一水平准位线上或任一层面内有两个以上的热电偶出现异常,则应停止试验。
A.4.3 点燃燃料
应在开始数据采集5min后,按A2.5条确定过的方式点燃燃料。
A.4.4 试验观测与记录
应记录试验样品的燃烧状态和机械性能发生变化的时间,试验样品任何部分开始剥离的时间。
通常记录试验的时间为36min。如试验样品的任何部分在热源点火后36min时仍存在燃烧现象,应继续进行记录,记录的最长时间为60min。否则,热源点火后36min时,可终止试验记录。
A.5 试验后的检查
应在冷却后检查试验样品的开裂、熔化、变形以及分层等破坏状况,但不包括被烟熏黑或褪色的部分,并应做好以下各项内容的记录(根据检查需要,可拆除样品的某些覆盖物):
a) 火焰在试验样品表面垂直和水平两个方向上传播的范围;
b) 火焰在每一个中间层垂直和水平两个方向上传播和受损的范围;
c) 如存在空腔,则应记录火焰在其中垂直和水平两个方向上传播和破坏的状况;
d) 试验样品外表面被烧损或剥离的范围;
e) 试验样品的任何垮塌或部分垮塌的详细状况。
A.6火焰传播性的判定
当同时满足下列要求时,可判定外保温系统不具有火焰传播性。否则,应判定系统具有火焰传播性。
a) 水平准位线2上的任何一个内部热电偶,温升未超过500℃或超过500℃但持续时间不大于20s;
b) 试验后,系统的每个可燃层的垂直燃烧高度未超过水平准位线2上方300 mm。