建筑材料單體燃燒試驗機

一、適用范圍：

適用于確定建筑材料或制品，不包括鋪地材料中的對火反應性能的試驗方法。

二、符合標準：

符合GB/T 20284-2006 《建筑材料或制品的單體燃燒試驗》標準要求。

符合EN 13823:2002 建筑制品對火反應不含鋪地材料的建筑制品單體燃燒試驗方法。

符合EN 13823:2010 建筑制品對火反應不含鋪地材料的建筑制品單體燃燒試驗方法。

符合GB/T 8624-2012 《建筑材料及制品燃燒性能分級》標準要求。

三、主要特點：

 整機核心部分均采用進口元器件：如氧氣分析儀器、二氧化碳、質(zhì)量流量計等。

外觀美麗，大氣

 操作界面風格和各方性能佳，還更優(yōu)于之。

維修方便、快捷，儀器使用壽命長，運行成本低。

 采用集成控制柜及15寸電腦工控機。

 采用丙烷校準，每KG熱釋放量（THR）值為4456MJ/KG±222.8MJ/KG;經(jīng)多次測定流速分布穩(wěn)定。儀器準確性好、精密度高、穩(wěn)定可靠。

配備相應的輔助設備及耗材，確保儀器正常運行。

提供產(chǎn)品印刷彩色樣本及設備詳細說明

四、主要技術(shù)參數(shù)：

儀器組成：包括燃燒室、試驗設備（小推車、固定框架、燃燒器、集氣罩、收集器和導管）、排煙管道、煙氣采集系統(tǒng)、綜合測量系統(tǒng)裝置、數(shù)據(jù)收集分析裝置、燃氣供應控制裝置（整體設備放置空間為高6100mm×長7100mm×寬6000mm含控制室空間左右

 燃燒室一間：

燃燒室內(nèi)尺寸：長（3.0±0.2）m×寬（3.0±0.2）m×高(2.4±0.1)m，燃燒室內(nèi)采用磚墻建成。

房間頂部有連接取樣管道的集氣罩和排煙管道，試驗過程中樣品的燃燒釋放熱量和燃燒生成物都要從排煙管道中排出。

 燃燒室一面上設一開口，以便于將小推車從毗鄰的實驗室移入該燃燒室里，開口（框架）的尺寸為：寬度1470mmX高度2450mm,小推車下方有空氣自然進出的空間；垂直試樣板的長翼和短翼各正對的兩面墻上分別設有觀察窗口。

在燃燒室一側(cè)設有一個可關閉的門，便于試驗完后清掃房間試驗殘渣。

小推車在燃燒室就位后，和U型卡槽接觸的長翼試驗表面與燃燒室墻面質(zhì)檢的距離為（2.1±0.1）m,該距離為長翼與所面對的墻面的垂直距離，燃燒室的開口面積（不含小推車底部的空氣入口及集氣罩的排煙開口）為0.05m2，如圖4所示。

 燃料：商用丙烷氣體，純度≧95%。

試驗設備：

 載樣小推車：其上安裝兩個相互垂直的樣品試件（長翼為1.5M翼，短翼為1.0M的樣品），在垂直角的底部有一砂盒燃燒器，小推車的放置位置使小推車背面正好封閉燃燒室墻上的開口，為使氣流沿燃燒室地板均勻分布，在小推車底板下的空氣入口處配設有多孔板(其開孔面積占總面積的40%～60%，孔眼直徑為8mm～12 mm)。

集氣罩：位于框架頂部，底部長x寬1479mm的錐體形狀，內(nèi)材質(zhì)為USU304不銹鋼，外材質(zhì)為鍍鋅板制成，用以收集燃燒產(chǎn)生的氣體；

收集器：位于集氣罩的頂部，帶有節(jié)氣板和連接排煙管道的水平出口。外尺寸580mmx580mm方形，內(nèi)材質(zhì)為USU304不銹鋼，外材質(zhì)為鍍鋅板制成，中間為隔熱棉。

J型排煙管道：內(nèi)徑為315mm±5mm的雙層隔熱圓管，中間用50mm厚的耐高溫礦物棉保溫，內(nèi)材質(zhì)為USU304不銹鋼，外材質(zhì)為鍍鋅板制成。沿氣流方向配有以下部件：

① 與收集器相連的接頭，采用法蘭盤連接；

② 長度為500mm的管道，內(nèi)置3支熱電偶（為溫度測量熱電偶），熱電偶安裝位置距收集器至少400mm；

③ 長度為1000mm的管道；

④ 兩個90°的彎頭(軸的曲率半徑為400mm)；

⑤ 長度為1625mm的管道，帶一葉片導流器和節(jié)流孔板，導流器距彎頭末端50mm，長度為630mm，緊接導流器后是一厚度為(2.0±0.5)mm的節(jié)流孔板，該節(jié)流孔板的內(nèi)開口直徑為265mm、外開口直徑為314mm；

⑥ 長度為2155mm的管道，配有壓力探頭、微壓測量裝置（2臺）、四支熱電偶、氣體取樣探頭（2只）和白光消光系統(tǒng)，該部分稱為"綜合測量區(qū)"；見圖8

⑦ 長度為500mm的管道；

熱電偶、壓力探頭、氣體取樣、煙密度安裝位置

4.4.6  兩個相同的沙盒燃燒器，其中一個位于小推車的底板上（為主燃燒器），另外一個固定在框架柱上（為輔助燃燒器），丙烷氣體通過砂盒燃燒器并產(chǎn)生30.7±2.0kW的熱輸出，其規(guī)格如下：

① 砂盒燃燒器形狀：腰長為250mm的等腰直角三角形(俯視)，高度為80mm，底部除重心處有一直徑為12.5mm的管套插孔外，頂部開敞，其余全部封閉。在距離燃燒器底部10mm高度處應安裝一直角三角形多孔板。在距離底部12mm和60mm的高度處應安裝大網(wǎng)孔尺寸不超過2mm的金屬絲篩網(wǎng)。所有尺寸偏差不應超過±2mm。

② 材料:盒體由1.5mm厚的不銹鋼制成，從底部至頂部連續(xù)分布：高度為10mm的間隙層;大小為(4-8)mm、填充高度至60mm的卵石層；大小為(2-4)mm、填充高度至80mm的砂石層。卵石層和砂石層用金屬絲網(wǎng)加以穩(wěn)固，以防止卵石進入氣體管道內(nèi)。采用的卵石和砂石為圓形且無碎石。

③ 主燃燒器的位置：主燃燒器安裝在小推車底板上并與試樣底部的U型卡糟緊靠。主燃燒器的頂邊與U型卡槽的頂邊水平一致，相差不超過±2mm。

④ 輔助燃燒器的位置：輔助燃燒器固定在與試樣夾角相對的框架柱上，且燃燒器的頂部高出燃燒室地板(1450±5)mm(與集氣罩的垂直距離為1000mm)，其斜邊與主燃燒器的斜邊平行且與該斜邊的距離近。

⑤ 主燃燒器在試樣的長翼和短翼方位都與U型卡槽緊靠。在兩個方向的U型卡槽里，都設有一擋片，其頂面與U型卡槽的頂面高度相同，且距安裝好的試樣兩翼夾角棱線0.3m(在燃燒器區(qū)域邊界處)。

⑥ 如果先前同類制品的試驗因材料滴落到砂床上而引起試驗提前結(jié)束，那么應用斜三角形格柵對主燃燒器進行保護，格柵的開口面積至少應占總面積的90%。格柵的一側(cè)放在主燃燒器的斜邊上。斜三角形柵與水平面夾角為(45±5)°，該夾角可通過主燃燒器斜邊中點至試樣夾角作一水平直線來測得。

4.4.7 矩形屏蔽板：寬度為(370±5)mm、高度為(550±5)mm，由硅酸鈣板制成(其規(guī)格與背板規(guī)格相同)，用以保護試樣免受輔助燃燒器火焰輻射熱的影響.矩形屏蔽板應固定在輔助燃燒器的底面斜邊上，其底邊中心位于燃燒器底面斜邊的中心位置處且遮住斜邊的整個長度，并在斜邊兩端各伸出(8±3)mm，其頂邊高出輔助燃燒器頂端(470±5)mm。

4.4.8 質(zhì)量流量控制器：量程：0～2.5g/s，其中在量程范圍（0.6～2.5）g/s；精度1%；數(shù)顯，帶4~20mA輸出，通過采集卡直接可由電腦控制，反應速度快，控制精度高。

4.4.9 供氣開關：主輔燃燒器切換在120±5S時點燃輔燃燒器并將丙烷燃燒器的流量調(diào)至（647±10）mg/s,在300±5S丙烷氣體從輔燃燒器轉(zhuǎn)換到主燃燒器；用以向其中一個燃燒器供應丙烷氣體，該開關放置丙烷氣體同時被供給兩個燃燒器，但燃燒器切換的時間段除外（在切換瞬間，輔助燃燒器的燃氣輸出量在減少而主燃燒器的輸出量在增加），該燃燒器切換響應時間不超過12s,能在燃燒室外操作開關及上述的主要閥門。

4.4.10 背板：用以支撐小推車中試樣的兩翼。背板的材料為硅酸鈣板，其密度為(800±150)kg/m3，厚度為(12±3)mm，尺寸為：

① 短翼背板：(＞570+試樣厚度)mm×(1500×5)mm；

② 長翼背板：(1000+空隙寬度±5)mm×(1500±5)mm。

③ 短翼背板寬于試樣，多余的寬度只能從一側(cè)延伸出。對安裝留有空隙的試樣而言，增加長翼背板的寬度，所增加的寬度等于空隙的尺寸。

4.4.11 活動板：為允許在試樣兩翼的后面增加空氣流，應可用它們一半大小的板替換，遮擋上半部分間隙。

4.4.12 點火源：置于小推車上垂直角落里的31KW的丙烷直角沙盒燃燒器（邊長為250MM高為80MM）。

4.4.13 采用可調(diào)節(jié)的治夾具，裝卸樣品非常方便。

4.5 煙氣采樣系統(tǒng) ：

4.5.1  煙氣采樣系統(tǒng)：由采樣管、煙灰過濾器、冷阱、干燥柱、泵和廢液調(diào)節(jié)器組成，能保證有效地采集煙氣樣品并吸收掉尾氣。

4.5.2  在排煙管道中設置有綜合取樣區(qū)用于放置傳感器和取樣管。

4.5.3  抽排煙流量范圍：為0.50立方米/S～0.65立方米/S（標準溫度為 298K 時）速度持續(xù)抽排煙氣；采用計算機通過變頻控制風機、執(zhí)行自動調(diào)節(jié)風速；

4.5.4  排煙管道配有兩個側(cè)管(內(nèi)徑為45mm的圓形管道)，與排煙管道的縱軸水平垂直且其軸線高度位置與排煙管道的縱軸線高度相等。

4.5.5  試驗室內(nèi)環(huán)境溫度測量：直徑為1mm的K型鎧裝熱電偶，溫度測量精度為0.5℃，環(huán)境壓力測試：±200Pa。

4.5.6  隔膜泵：流量為60L/min，真空度: 700㎜Hg，壓力: 2.5 bar。

4.5.7  煙塵過濾器：濾頭為固體PTFE組成，內(nèi)部為0.5um PTFE過濾材料。

4.5.8  CO2過濾器：內(nèi)附CO2過濾材料，濾頭為固體PTFE組成，高防腐。

4.5.9  水分過濾器：濾頭為固體PTFE組成，底部液體可通過蠕動泵排出。

4.5.10  冷阱：為壓縮機式冷凝器，冷卻容量320KJ\h，露點穩(wěn)定度0.1度，露點靜態(tài)變化0.1K，防護等級IP20。

4.5.11  轉(zhuǎn)子流量計：量程為0-5L\min。

4.6  綜合測量裝置：

4.6.1  綜合測量區(qū)溫度測量：采用三支熱電偶，均為直徑為0.5mm且符合GB/T16839.1要求的鎧裝絕緣K型熱電偶，其觸點均應位于距軸線半徑為(87±5)mm的圓弧上，其夾角為120 °

4.6.2  排煙管道差壓變送器：采用高精度差壓變送器，測量管道差壓，為高精度雙向探頭，量程為（0～100）Pa、精度為±1Pa，壓力傳感器９０％輸出響應時間多為１s；

4.6.3 氣體取樣探頭，與氣體調(diào)節(jié)裝置和O2、CO2進口氣體分析儀相連。

① 氧氣(O2)分析儀：采用德國（西門子）SIEMENS，順磁式。

1）測量范圍：（0-25）%

2）信號輸出：4-20mA；

3）分辨率100×10-6

4）相對濕度：<90%（無凝結(jié)）；

5）線性度偏差：<±0.1% O2；

6）零點漂移：≤0.5%/月；

7) 量程漂移: ≤0.5%/月

8) 內(nèi)部信號處理時間小于1S；

9) 響應時間：T90<5秒

10) 重復性：<±0.02% O2；

11) 本機顯示:LCD液晶顯示屏(帶背光)

12) 模擬輸出:4～20mA  750Ω

13) 環(huán)境溫度:5℃～＋45℃；供電:220VAC±10%,50～60Hz。

14) 30min內(nèi)分析儀的噪聲漂移均不超過0.01%；數(shù)據(jù)采集輸出的分辨率優(yōu)于 0.01%6；

② 二氧化碳（CO2）分析儀：原產(chǎn)地為德國AGM Sensors非分光紅外(NDIR)傳感器模塊：

1)測量原理:非分光紅外NDIR,雙波長,單束;

2）測量范圍：0-10%；

3)反應時間: ≤6s;

4)精度：滿量程±2% FS

5）穩(wěn)定性：滿量程±2% FS ( 12 個月以上)

6）重復精度：±0.2%（零點時）, 1%（樣氣時）

7)低檢測值: <滿量程1%FS

8)線形誤差: <滿量程2%FS

9)狀態(tài)/故障控制:雙色 LED 顯示

10)狀態(tài)/故障輸出: +5V HCMOS on 34-Pin 連接器

11）模擬輸出:4～20mA  750Ω

12）環(huán)境溫度:5℃～＋45℃

13）供電:220VAC±10%,50～60Hz   5000W

14）30min內(nèi)分析儀的噪聲漂移均不超過100 ×10-6

4.6.4 光衰減系統(tǒng)：為白熾光型，采用柔性接頭安裝于排煙管的側(cè)管上，并包含以下裝置：

①光源：為白熾燈并在(2900±100)K的色溫下使用。電源為穩(wěn)定的直流電，且電流的波動范圍在±0.5%以內(nèi)(包括溫度、短期及長期穩(wěn)定性)。

②透鏡系統(tǒng)：用以將光聚成一直徑至少為20mm的平行光束。光電管的發(fā)光孔應位于其前面的透鏡的焦點上，且其直徑(d)應視透鏡的焦距(f)而定以使d/f小于0.04。

③火焰探測器：分火焰檢測器和控制器，具有火焰熄火自動報警。色度標準精確± 5% ，輸出線性度（透過率）<3% ，絕對透過率 <1% 。

④進口光學測量元件：測量范圍為400-750nm可見光范圍，透過率精度為0.01%，光密度范圍為0-4，煙密度精度為±1%，V (λ)匹配誤差：f1≤4線性度》99.8%，不穩(wěn)定度《0.1%。

⑤光衰減系統(tǒng)的90%響應時間不超過3s,向側(cè)管內(nèi)導入空氣以使光學器件保持符合光衰減漂移要求的潔凈度，可使用壓縮空氣來替代自吸式系統(tǒng)，具體參數(shù)如下：

1）光源：為白熾燈

2）標稱功率：100W

3）標稱電壓：12V

4）精度：±0.01V

5）標稱光通量：2000～3000Lm

6）標稱色溫：2800K～3000K，滿足GB/T17651.1 5.2要求。

7）接受器：為硅光電池，經(jīng)板卡放大信號，通過I/O板卡輸入到電腦，光譜響應與國際照明委員長（CIE）的測光儀相匹配。

8）安裝：安裝在長度為150mm的管子一端，另一端為防塵窗，管子內(nèi)壁為光澤黑色，防反射。

9）透光率0%為無光線通過，透光率100%光無遮擋通過。

10）可測透光率范圍(0～100)%；

4.7 其他通用裝置：

4.7.1 熱電偶：為符合GB/T16839.1要求、直徑為(2±1)mm的K型熱電偶，用以測量進入燃燒室空氣的環(huán)境溫度。熱電偶應安置在燃燒室的外墻上，與小推車開口間的距離不超過0.20m且離地板的高度不超過0.20m。

4.7.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：采用計算機控制方式，RS-232通訊接口，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可收集記錄氧氣濃度、二氧化碳濃度、煙道溫度、環(huán)境溫度和濕度、煙密度、600s總熱釋放速率THR600s、燃燒增長速率指數(shù)FIGRA、質(zhì)量損失率等試驗數(shù)據(jù)，可保存，數(shù)據(jù)采集精度如下：

1）測量環(huán)境壓力裝置：精度為±200Pa(2mbar)

2）Ｏ2和ＣＯ2，精度為１００×１０-6（0.01%），

3）測量室內(nèi)空氣相對濕度裝置：２０％～８０％，精度±５％

4）溫度測量：0-400℃; 精度±0.5℃。

5）時間記錄系統(tǒng)精度：0.1S。

6）測試時間：1～99m/s可設定。

7）氣體分流調(diào)節(jié)器通過質(zhì)量流速控制器調(diào)節(jié)丙烷流量，應能自動控制燃燒器的燃氣供應，燃氣質(zhì)量流速為（647mg/s±10）和2000 mg/s，燃氣控制系統(tǒng)能保證試驗過程中引燃火焰的燃氣供應速度變化不應超過5mg/s 保證輸出熱量30.7±2kW。

8）其他參數(shù)的精度：為滿量程輸出值的０.１％。采集系統(tǒng)應每３ｓ自動記錄儲存一次，包含以下參數(shù)：①時間、②通過燃燒器的丙烷氣體的質(zhì)量流量、③雙向探頭的壓差、④相對光密度、⑤Ｏ2濃度、⑥ＣＯ2濃度、⑦小推車底部空氣導入口處的環(huán)境溫度、⑧綜合測量區(qū)的三點溫度、煙道溫環(huán)境和濕度；使用中國臺灣研華數(shù)據(jù)采集板卡。

4.8 計算機控制系統(tǒng)：

4.8.1 設備采用計算機控制和手動雙重控制方式，采用儀器設備專用開發(fā)軟件LabeView及數(shù)據(jù)采集控制卡；控制試驗過程中可以實時查看試驗數(shù)據(jù)曲線，可實現(xiàn)自動數(shù)據(jù)采集和處理、數(shù)據(jù)保存和輸出測定結(jié)果及故障報警等功能，計算機異常時可切換為手動操作，保證試驗安全性。

4.8.2 包含各個傳感器校準、系統(tǒng)校準。

4.8.3 試驗記錄（3秒/次）按編號存儲，可隨時查詢；可以實時查看試驗報表打印效果，只需點擊開始、計算和保存等按鈕就可完成，使用簡便。儲存以下有關數(shù)值：時間（s）、通過燃燒器的丙烷氣的質(zhì)量流量（mg/s）、雙向探頭的壓差（Pa）、相對光密度、O2濃度(V氧氣/V空氣)%、CO2濃度(V二氧化碳/V空氣)%、小推車底部空氣導人口處的環(huán)境溫度（K）、綜合測量區(qū)的三點溫度值（K）。

4.8.4 同時增加數(shù)據(jù)調(diào)取功能，可以加載以往的實驗數(shù)據(jù)進行從新計算并形成報告。

4.8.5 可判斷試驗過程是否提前結(jié)束，即使試驗中斷也還可以在任意時間繼續(xù)完成該試驗。

4.8.6設備采用傳感器、分析儀量程及精度均滿足試驗要求，質(zhì)量可靠保證，并具有自行校準功能。