建材制品燃烧产物毒性评价技术_赵成刚
建筑材料及制品燃烧性能试验规范概述
建筑材料及制品燃烧性能试验规范概述
张翔;李风;马昳
【期刊名称】《中国安全科学学报》
【年(卷),期】2007(17)3
【摘要】建筑材料和制品燃烧性试验规范对保证建筑物内人的生命安全和财产安全是极为重要的。
笔者对美国、加拿大、欧盟、日本以及中国的建筑材料燃烧性能试验规范进行分析、比较和综述。
通过研究认为美国和加拿大对建筑材料燃烧性能的要求和试验方法基本相似,他们主要针对材料的燃烧性、火焰传播进行检测;欧盟于2001年颁布了新的燃烧性分级体系,该分级体系包括专门针对铺地材料部分和针对其他所有建筑构件材料和产品部门;日本采用锥形量热计法(ISO5660)将内装饰材料分为不燃、准不燃和阻燃材料3个等级;我国对建筑材料的试验方法包括不燃性试验方法、墙和天花板内装饰材料的三级分级体系和铺地材料两级分级体系。
【总页数】7页(P112-118)
【关键词】建筑材料;制品;燃烧性;标准;规范
【作者】张翔;李风;马昳
【作者单位】公安部四川消防研究所
【正文语种】中文
【中图分类】X965
【相关文献】
1.如何评定外保温系统的燃烧性能等级——理解《建筑材料及制品燃烧性能分级》(GB 8624-2006) [J], 季广其;朱春玲
2.建筑材料及制品燃烧性能分级 [J],
3.软体床垫燃烧性能试验规范概述 [J], 邹石龙;晏才圣;田素琴;刘建勇
4.建筑材料或制品的单体燃烧试验系统校准分析 [J], 田焜
5.论我国与德国、欧盟及俄罗斯建筑材料及制品燃烧性能的试验方法和分级评价的异同 [J], 王小红;祝华国
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铝塑板易燃性如何评估报告
铝塑板易燃性如何评估报告铝塑板是一种由铝合金片和聚乙烯塑料薄膜组成的复合材料，被广泛用于建筑装饰、广告牌和展览展示等领域。
然而，由于铝塑板的易燃性，近年来发生了许多与铝塑板有关的火灾事故，给人们的生命和财产安全带来了巨大的风险。
因此，评估铝塑板的易燃性以及制定相应的防火措施变得十分重要。
本文将从多个方面对铝塑板的易燃性进行评估。
首先，可以通过实验方法评估铝塑板的燃烧性能。
实验包括对铝塑板的点燃性能、火焰蔓延速度和燃烧产物等的测试。
其中，点燃性能测试可以通过燃烧试验仪对铝塑板进行点燃，观察其起燃时间和燃烧扩散速度。
在火焰蔓延速度测试中，可以将铝塑板放置在特定的试验装置中，点燃一侧并观察火焰在板材上的蔓延速度。
此外，还可以对铝塑板燃烧产物进行分析，包括燃烧过程中产生的有毒气体和烟雾的检测和评估。
其次，可以从材料组成和结构方面评估铝塑板的易燃性。
铝塑板的燃烧性能与铝合金片和聚乙烯塑料薄膜的材料性质密切相关。
铝合金片具有较好的耐火性能，但聚乙烯塑料薄膜易燃。
因此，铝塑板的燃烧性能与铝和塑料的比例、厚度以及铝片和塑料薄膜之间的粘合强度等因素相关。
此外，铝塑板的结构也会影响其燃烧性能。
例如，铝塑板的芯材填充物和面板表面处理方式等因素都会对其易燃性产生影响。
第三，可以通过国家、行业标准以及法律法规对铝塑板的易燃性进行评估。
不同国家和行业对于建筑材料的燃烧性能都有相应的标准或要求。
这些标准通常会对铝塑板的燃烧性能进行测试和评级，并规定了相应的使用范围和防火措施。
同时，法律法规也会对建筑材料的燃烧性能进行明确的要求和限制，以确保公共安全和消防安全。
最后，可以结合实际使用情况对铝塑板的易燃性进行评估。
铝塑板主要应用于建筑装饰领域，因此，评估其易燃性还需要考虑其在不同使用场景下的燃烧风险。
例如，在高层建筑中使用的铝塑板需要经受较高的气温和火灾蔓延速度的考验，因此对其易燃性进行评估时需要将这些因素纳入考虑范围。
总之，评估铝塑板的易燃性可以从实验方法、材料组成和结构、国家标准和法律法规以及实际使用情况等多个方面入手。
GB8624—2019《建筑材料及制品燃烧性能分级》标准解析
６
口 保温材料 与节能技术 口 ２０１３年第５期
赵成刚：ＧＢ ８６２４—２０１２（建筑材料及制品燃烧性能分级》标准解析
◇ 标 准 ◇
受火后 的着火性、火焰蔓延 、烟密度等性能。这些 试 验 方法 主要 有建 筑 材 料 不 燃 性 试 验方 法 、建 筑 材 料难 燃性 试验 方 法 、建 筑材 料可燃 性 试验 方法 、 建筑 材料燃 烧 或分 解 的烟 密 度 试 验 方法 、建 筑 材 料 及制 品 的燃烧 性 能 燃 烧 热值 的 测定 、建筑 材料 燃 烧释 放热 量试 验 方 法 、铺 地 材 料 的燃 烧 性 能 测 定辐射热源法 、纺织品燃烧性能测定氧指数法、纺 织 品燃 烧性 能试 验 垂 直 法 、塑 料 燃 烧 性 能测 定 一 氧指数 法 、塑料燃 烧 性能 的测定 水平 法 和垂 直法 、 泡 沫 塑料燃 烧性 能 试 验 方 法 水 平燃 烧 法 、硬 质泡 沫 塑料 燃烧 性能 试 验 方 法 垂 直 燃 烧 法 等 。但 是 ， 无 论氧 指数 、烟 密度 、难燃 性竖 炉还 是水 平垂 直燃 烧性能 ，这几个建 筑材料燃烧性能测试方法 大都 通 过火 焰蔓 延现 象 来 表 征 材料 的性 能 好 坏 ，重 视 结 果而 忽视 实 际火灾 是个 逐渐 发展 的过 程 。经过 多年发 展 ，以基 于燃 烧 热 释 放 为 基 础 的新 的 系列 试 验方 法 开 始 在 国 外 逐 渐 得 到 认 同 ，我 国 也 于 ２００６年等 同采 用欧盟 最 新分级 体 系 ＥＮ １３５０１—１ 来 修订 了 ＧＢ ８６２４标 准 。ＧＢ ８６２４～２００６标 准将 建 材制 品 分 为 三 大 类 ，并 将 燃 烧 性 能 等 级 分 为 Ａ１、Ａ２、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ这 ７个 等 级 ，从 制 品分 类 、试 验方 法 和分 级 体 系 上都 同 １９９７版 本 有 很 大 的变 化 。同样 ，在对 材 料 的检 验 上 因为 分 级 方法 和指 标 的变 化 ，同样 材 料 的测 试结 果 发 生 了偏 差 。 因 为 分级 体 系的变 化 ，造 成 了检 验 结 果 表述 方 式 同 现 行法 规不 一 致 ，与 现 行规 范不 统 一 的矛盾 。按 国标委 要求 ，标准 实施 ５年 需 要 评估 版本 有 效 性 并进 行 修订 ，而对 应 的欧 洲标 准 ＥＮ １３５０１—１的 最 新版 本是 ２００７版 。 同时 ，ＧＢ ２０２８６（（公 共 场 所 阻燃制 品及 组件 燃 烧性 能 要 求 和标 识 》标 准 变 更 为 管理 标准 ，有必 要 将 其 中涉 及 到 的包 括 窗 帘 幕 布织物 、泡 沫塑料 和 家具 组 件 等 内容 增加 到 标 准 中 ，扩 大 ８６２４标 准 的范 围 。基 于 以上 原 因 ，ＧＢ ８６２４—２００６标 准进 行 了修 订 ，并 正 式 发 布 了 ＧＢ ８６２４—２０１２（（建筑 材 料及制 品燃 烧性 能 分级》。
公共场所阻燃新标考验泡沫塑料
３ ）从 金相 显 微 镜 照 片 中可 以看 出 ，增容 剂 唧 的加 入有效 地改 善 了 Ｐ ６与 Ｐ Ａ Ｐ的相 容 性 ，分散 相 尺 寸大 大减小 ，分 散程 度 提高 ，相 间无 明显界 面 。
大变化 。 目前 ，国家防火建材检验中心正在通过检测企业送 检样 品，收集整理相 关数据 。国 内几 家规 模较大 的聚氨酯泡 沫塑料
生 产 厂家 表 示 ，他 们 的 产 品 根 据 销售 方 向 的不 同 ，已 分别 达 到 英 国 阻 燃 标 准 和 美 国加 卅 标 准 以 及 中 国 香 港 标 准 。但 是 ，这 些 企 ｌ
参 考 文 献
１ 吴 培熙 ，张 留城 ． 合 物 共 混 改 性 ． 京 ：中 国 轻 工 业 出 聚 北
版 社 ， １９ １ ８ ９ ７．６
反应增 容作用 。在 金相显 微镜 照片 中表现 为熔融 共 混 过程生 成的物 质 使 相 畴 尺 寸 大 幅度 减 小 ，Ｐ Ｐ以更 小
能 ；尤其 对 吸水 率 和 冲击 韧 性 的改 善 效 果尤 为 显 著 。
吸水率从 纯 Ｐ ６的 １３ ％降 为 Ｏ ３ 。简支梁 缺 口冲 Ａ ．２ ．％ 击 强 度则 由 ４ １ Ｊ ｍ 提 高至 ｌ ．１Ｉ／ｎ。 ．４ｋ／ ５ ５ Ｊｒ 【 ２
近，由结构相近相容原则可知 ，这将进一步增加共混
日本旭化成公司开发出液晶显示器 （， ）用 的新型反射 板 。因为新产品全部用树脂制成 而不含一般所 使用的无机材料 ，所 ＩＤ ． Ｃ 以与一般市售产品相 比，其质量 只有 一半左右 ，可 达到轻量 化的 目的 。同时在基材的 Ｐ Ｐ中把粒状树脂 做均 匀而微细 的分 散 ，就 可实现高达 ９ ．％的反射率 ，比一般制品高 １ ８５ ％。 Ｌ Ｄ用 的反射板是把背光光源的光有效率 地入射 到导光 板 ，目前 既有 的制品是 在基 材 的树脂 中分 散无 机填充 材的硫 酸钡 ， Ｃ 在填充材与基材树脂之间形成空隙 （ｏ ）效果而呈现反射 机能。新开发 的反射 板是在 基材 的 Ｐ ｖｉ ｄ Ｐ中 以泛用树 脂制成 的粒状树脂 取代无机填充材进行充填分散 ，密度 则达 到 ５Ｖｃ ３ ／ ｍ ，质量 约为 既有 产品的一半。此外 ，若树 脂中含有 无 机物太 多时 ，板材会 失 ， 去柔 软性 ，但是使用树脂填充材时就不会有 此问题 ，因此充填量可 以更多 ，进而生成更多的 ｖｌ ｏ ｄ提高反射效果 。
工程塑料行业迎来黄金期
（ 文于 ２１ 本 ０ １—１ ０—１ 到 ） ９收
工程塑料行业迎来 黄金期
工 程 塑 料 主 要 应 用 于 电 子 电 器 、机 械 、汽 车 、建
国家发改委 已制定相关政策 ，加速 汽车零部件 的国
产化进程 ，同时也 限定 了汽车的燃 油消耗标准 。这无疑
材 、轻工等领 域 。与 全球 ４ ％ 的工程 塑料 用 于汽 车行 ２
标 志之 一 。
展 ，行业 结构 和产 品结 构将 更趋 合理 。预计 到 “ 二 十
五”末 ，我国将真正形成 以国 内企业 为主导 的比较完整
的工程塑料工业体 系。
普立万特种着色剂在深 圳投产
普 立万公 司的 明星产 品 Ｓ ｎＴ ｎ ｔ —ｏｅ特种着 色剂 近 日 ａ
பைடு நூலகம்
Ｓａ ‘ｏｅ ｔ Ｔ ｎ 色浆产品除了具有广泛 的标准颜色外 ，还 可根 ｎ 据 客户需求定制特殊颜色的产品。该产 品配方专为满 足
求保持稳定 ，汽车工业 的增长也较 为强劲 ，仅房地产业 的市场表现疲软 。随着太阳能和电动 汽车等新兴应用领
每辆汽 车塑料 用量仅 为 ７ ，约 占汽车 自重 的 ５ 至 ８ ％
１％ 。由此可以预测 ，我 国汽车用工程 塑料有 很大 的发 ０
展空间。
域不断扩大 ，未来工程塑料市场将继续高 速增长 。
技术 要求 与市场 需求 。 参 考 文 献
［ ］赵成刚 编著．建筑 材料及 制品燃烧 性能 分级 评价 ［ ］ １ Ｓ．
３ 无 卤高 阻 燃 防 火 铝塑 板 的 Ｇ ／ ６５ ２０ ） Ｂ Ｔ８２ － ０５ 难 燃炉 试验参 数 ，均达 到并超 过 Ｂ １级 与 Ａ 级 的技 术 指 标要 求 ；按 Ｇ ／ ０ ８－２０ Ｂ 单 体燃 烧 试 验 Ｂ Ｔ２２ ４ ０６Ｓ Ｉ 时 ，无 卤高 阻燃 防火铝 塑板 的燃烧 性能等 级较 高可 达 Ｂ级 ，燃 烧烟 气和滴 落 物 附加 分 级 分别 可 达 ｓ ｌ和 ｄ ０ 级 ，完 全满 足 国家 强制 标 准 Ｇ ０ ８－２ ０ Ｂ２ ２６ ０ ６对公 共
表面结皮对喷涂聚氨酯泡沫燃烧性能的影响
表面结皮对喷涂聚氨酯泡沫燃烧性能的影响
赵成刚;张巍
【期刊名称】《消防科学与技术》
【年(卷),期】2017(000)003
【摘要】选取不同的喷涂聚氨酯泡沫,采用《建筑材料或制品的单体燃烧试验》方法测量热释放速率指数FIGRA、热释放速率HRR、总热释放量THR、烟气生成总量TSP和烟气生成速率指数SMOGRA,研究其带表面结皮和不带结皮时的燃烧特性.样品厚50 mm,喷涂在12 mm厚硅钙板标准基材上,一组为喷涂后保留自然发泡形成的表面结皮,一组切削掉表面结皮.通过对试验结果的分析,发现保留表面结皮层的喷涂聚氨酯泡沫在热释放速率、总热释放量、烟气生成速率等数据明显差于切除表面结皮层的相同试样,表明喷涂聚氨酯泡沫结皮层比芯层阻燃程度低,在工程施工时应加强对喷涂聚氨酯泡沫结皮层的火灾风险控制,同时在对其防火性能进行评估时,应切除表面结皮层以反映该材料本身的性质.
【总页数】4页(P299-301,312)
【作者】赵成刚;张巍
【作者单位】公安部四川消防研究所,四川都江堰611830;公安部四川消防研究所,四川都江堰611830
【正文语种】中文
【中图分类】X924.4;TK121;TU532
【相关文献】
1.汽车方向盘用低VOC全水发泡自结皮聚氨酯泡沫的研制∗ [J], 范才发;幺庆金;万小龙
2.硬质自结皮聚氨酯泡沫 [J], 周正欣;徐翔青
3.压力罐装可表面喷涂单组分聚氨酯泡沫的研制 [J], 毛建军;王东;辜建勇
4.喷涂硬质聚氨酯泡沫表面用弹性保护涂层 [J], 刘东晖;刘培礼;黄微波;陈酒姜;王宝柱
5.用聚合物多元醇制备自结皮聚氨酯泡沫 [J], 石晓;庞顺强
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建筑材料火灾性能测试与评估
安全逃生时间
根据烟气毒性测试结果，计算在 特定条件下安全逃生的时间。
01 02 03 04
毒性评估
根据烟气中有毒气体的浓度和种 类，评估其对人员和环境的危害 程度。
烟气控制措施
根据烟气毒性测试结果，采取有 效的控制措施降低烟气对人员和 环境的危害。
测量材料在燃烧过程中释放热量的速度，评 估火灾的燃烧强度。
热释放速率曲线
绘制材料燃烧时热释放速率随时间变化的曲 线，了解其燃烧特性。
热释放总量
测量材料燃烧过程中释放的总热量，评估火 灾的规模和危害。
热辐射对周围环境的影响
了解材料燃烧时产生的热辐射对周围环境和 人员的影响。
烟气毒性测试
有毒气体成分分析
防火保护涂层
防火保护涂层是一种覆盖在材料表面的 涂层，通过隔绝空气和降低温度等机制
起到防火作用。
防火保护涂层主要分为膨胀型涂层和非 膨胀型涂层两类，其中膨胀型涂层在高 温下能够迅速膨胀形成致密的泡沫层， 隔绝空气并降低温度，起到很好的防火
作用。
防火保护涂层的选用需要根据不同材料 的性质和用途进行选择，同时需要考虑
02
随着建筑材料的多样化和新型材料的出现，评估其火灾性能对于保障建筑安全和 人民生命财产安全具有重要意义。
目的与任务
目的
通过对建筑材料进行火灾性能测试与评估，了解其 在火灾中的行为和性能表现，为建筑防火设计和火 灾防控提供科学依据。
任务
建立和完善建筑材料火灾性能测试与评估的方法和 标准，研究不同类型建筑材料的燃烧特性、耐火性 能、烟气毒性等方面的表现，为建筑材料的选择和 防火设计提供技术支持。
材料燃烧烟气毒性综合评价
hazard. HCN and CO from effluents of burning acrylic fibre wool are corporate effect toxicity, HCN is the main component that caused effluents toxicity of burning acrylic fibre wool and animals are also suffered from anaesthesia hazard . HCl and CO from effluents of burning fire retarded PVC cable box are corporate effect on animals , HCl is the main component that caused effluents toxicity of burning fire retarded PVC cable box, and animals are suffered from thrill Key words: Material, Effluents toxicity, hazard.
I
重庆大学硕士学位论文
英文摘要
ABSTRACT
The fire statistics reveal that effluents inhalation is the main reason of fire victims.
With the developments of material industry , many new material come forth, effluents toxicity of fire become more complicated, more casualty and more property loss were made. It’ s one of the important problems that the effluents hazard of burning material for fire protection now. Evaluation of material burning effluents hazard is the key that resolve problem of fire effluents toxicity . Methods of components analysis and animal contaminated are two main technology ways used for evaluating the effluents hazard of burning material in the world. Usually the evaluation method of burning material effluents hazard is based on the animal tests ,there has been no report that using both FTIR technology and contaminated methods to comprehensively. Thus this paper proposed animal evaluate the effluents hazard of burning material tests using the apparatus that materials can
2024年高聚物及其燃烧和热分解产物毒性的知识（3篇）
2024年高聚物及其燃烧和热分解产物毒性的知识2024年高分子材料及其燃烧和热分解产物的毒性已经成为当今科技研究和工程设计中的重要问题。
高聚物是一种由大量分子单元组成的长链聚合物，这类物质广泛应用于塑料、橡胶、纤维和涂层等领域。
然而，由于其化学结构和燃烧特性，高聚物在发生火灾或高温条件下可能产生各种烟雾、气体和残留物，其中可能包含有毒物质。
因此，了解高聚物及其燃烧和热分解产物的毒性对于保护人类和环境健康至关重要。
首先，高聚物的毒性主要与其化学结构和分解产物有关。
不同的高聚物由不同的单体组成，因此其毒性也有所不同。
一些高聚物在燃烧或热分解过程中产生的烟雾和气体可能含有有害的有机化合物、卤素化合物和重金属等物质。
例如，聚氯乙烯（PVC）在燃烧时会产生有毒的氯化氢气体和二恶英等致癌物质。
另外，一些添加剂和阻燃剂也可能对高聚物的毒性产生影响。
因此，高聚物本身的化学结构和添加剂的选择都对其毒性产生重要影响。
其次，在燃烧和热分解过程中，高聚物所产生的烟雾、气体和残留物对人体健康可能产生直接或间接的危害。
一方面，烟雾和气体可以通过呼吸道进入人体，引起呼吸系统和心血管系统的问题。
例如，部分烟雾和气体可能引发哮喘、支气管炎和其他呼吸道疾病。
另一方面，烟雾中的微尘和残留物可能在皮肤和眼睛接触时产生刺激和损伤。
此外，燃烧产物中的有毒物质可能通过皮肤渗透、食物链传递或其他途径进入人体，在体内积累并产生潜在的毒性效应。
对于高聚物及其燃烧和热分解产物的毒性评估，研究人员采用了一系列的实验方法和模型，以获取相关信息。
毒性评估通常包括对高聚物样品在实验室条件下的燃烧和分解过程进行分析，并通过测量烟雾、气体和残留物的成分和浓度来评估其毒性。
此外，还可以使用动物实验和细胞模型来评估高聚物和其燃烧产物对健康的影响。
这些方法提供了一些关于高聚物毒性的初步信息，但也存在一定局限性，例如动物实验的伦理和可靠性问题，以及细胞模型与真实人体情况的差异。
我国与欧洲, 日本建筑材料燃烧性能分级体系浅析
１１ 我国的分级体系 ．
我国涉足材料对火反应研究领域的工作较晚， 经 过多年的探索 ， 直至２ 世纪８ 年代末才编制出台了建 ０ ０ 材燃烧性能分级标准 Ｇ ８２ ， Ｂ ４ 主要参照德国 ＤＮ ６ Ｉ
４０－１并在标准中根据某些材料的使用特性针对特 １２ ，
殊用途材料做出了相应的规定， 如铺地材料、 窗帘幕布 类纺织物、 电线电缆塑料导管和管道保温用泡沫材料。 Ｇ ８２ Ｂ ４的颁发实施是在１８ 年，９７ ６ ９８ １９ 年进行了首次 修订， 第二次是于２０ 年。 ０２ 该标准被《 建筑设计防火规 范》《 、高层民用建筑设计防火规范》 建筑内部装修 和《 设计防火规范》 等多个强制性规范所引用， 经过十多年 的发展与完善， 已逐步形成了较为系统的我国的建材 燃烧性能分级体系， 涉及试验方法十余个 ， 其中主要包
摘防科争寿技术２０ 年３ ０４ ． ２ 卷第 ２ 月第 ３ 期
Ｔ ３３一直以来为我国消防安全产品行业的发展和 ８３ ， 消防监督工作发挥着重要作用。 １２ 欧洲体系 ． ２０ 年以前的欧洲尚无统一的分级体系， ００ 各国对 建材燃烧等级的划分五花八门， 例如法国将材料划分
为ＭＯＭ１Ｍ２Ｍ３Ｍ４Ｍ５ 英国和北爱尔兰将材 ， ， ， ， ， 级；
文献标识码 ： Ｂ
取得了一些成绩 ， 了建材燃烧性能分级体系， 建立 但在 标准趋于统一的国际形势下 ， 我们也应该认真地审视
文章编号 １０ －０２ （０４ ０ －０ ２ －０ ：０ ９ ０ ９２０ ）２ １ ５ ４
为保障火灾 中人员生命和财产 的安全 ， 满足消防
安全的要求 ， 首先在建筑设计阶段就会对建筑物的防 火设计提出严格的要求 ， 譬如对材料燃烧性能、 结构防 火、 安全疏散、 建筑布局、 消防设施等的规定， 以上条款 均列入各国建筑设计规范中。同时为了更加合理地应 用建筑材料， 世界各国又依据本土的国情和经济发展水 平建立了与规范有机结合的建材燃烧等级分级体系。 所谓建材燃烧性能分级体系包括分级方法与试验 方法， 一些国家和地区未单独制定有分级标准 ， 而关于 这部分内容是涵盖在建筑规范里的， 如北美国家和 日 本； 而我国与欧洲则制定有专门的分级标准， 例如我国 的强制性国家标准Ｇ ８２ 建筑材料燃烧性能分级方 Ｂ ４ ６ 法、 欧洲的Ｅ １５１ Ｎ ０１日 有关建材燃烧等级的 划分是在 日本建筑基准法中， 而我国与欧洲却制定有 专门的分级标准， 分别为Ｇ ８２ 和Ｅ １５１ Ｂ ４ Ｎ ００ ６ ３ （） ２我国和欧洲按照使用场合将建材划分为平板 材料、 管状保温材料和铺地材料三大类 ， 并做出相应的 等级划分， 日本的分级体系不含铺地材料 ， 而 有关铺地 材料的规定是在 日本消防法中Ｅ ２ １ （） ３欧洲将材料划分为 ＡｌＡ２Ｂ Ｃ Ｄ， ， ， ， ， ， Ｅ Ｆ七个 等级， 除此之外还有针对烟气生成和燃烧滴落物的附
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建材制品燃烧产物毒性评价技术赵成刚国家防火建筑材料质量监督检验中心四川省都江堰市外北街266号，611830摘要：本文分析了建材毒性危险评价需要解决的问题，毒效的影响因素以及毒性效果同材料热分解的关系。
本文简要介绍了目前国际上对毒性评估采用的动物染毒和化学分析方法。
分析了小规模试验设计需要同实际火灾发展过程相对应的关系，并简单介绍了目前国际上几种相对典型的毒性试验小规模试验，最后提出目前各种毒性试验结果都不能简单的被用于对建筑材料火灾安全性的评估，而应明确提高建材只凭的燃烧性能等级就能降低建材制品在火灾中的毒性危险。
关键词：烟气毒性；毒效；染毒；热分解；燃烧热释放；质量损失率一、前言火灾是严重危害人民生命财产、直接影响经济发展和社会稳定的最常见的一种灾害，可造成的严重的人身伤亡、财产损失和极其恶劣的社会负面影响，其危害越来越严重。
在众多火灾中，人员聚集的公共场所发生群死群伤火灾成为当前我国火灾危害中的一个突出问题，引起了国家的高度重视。
火灾危害主要包括两个方面：火灾燃烧放热所带来的危害和燃烧产生烟气所带来的危害。
火灾燃烧释放热量，产生高温高热是火灾蔓延和扩大的主要原因，同时也是造成财产损失的主要原因，对火灾中热释放的危害评价已经有较成熟的原理和方法，形成了一系列国际标准、地区标准和国家标准。
燃烧产烟的危害往往是造成人身伤害的最大原因，烟气的危害又主要分为1：烟密度大，材料大量产烟造成人员心理恐慌和遮蔽作用影响逃生人员的视线；2：烟气毒性较大，火场中人员吸入含有害成份的毒性气体后，对身体器官和呼吸系统造成损害，使人员丧失逃生能力。
烟的组成主要由燃烧热分解产物和水蒸汽、粉尘微粒等的混合物，水蒸汽和粉尘微粒是烟具有较强的遮光性，在火灾中会对人员逃生、救援和环境造成极大的危害，火灾科学中常用烟密度、遮光系数等参数来表征，并统一采用光学原理来进行评价，已形成了一系列测试方法。
火灾中各种可燃物燃烧会分解出多种有毒气体，如一氧化碳、氰化氢、二氧化硫、二氧化氮、卤化氢、247甲醛、苯等，人体吸入后会感到恶心、呕吐、目眩、头晕等生理现象，当毒性气体超过人体能承受的最低浓度时，就会造成中毒死亡。
对燃烧烟气毒性的危险评价得到世界各国的普遍重视，但目前还没有被普遍采用的能较科学反映实际火灾发展状况的烟气制取和毒性评价方法，属于火灾科学研究中较前沿的领域。
二、毒性的危险评价参数评价实际火灾中燃烧产物的危险不能仅仅考虑烟气成分的毒性效应，还需要考虑建筑材料在火灾中的表现，因为不同的热分解阶段，烟气的生成量、烟气成分和毒性效力是不同的。
因此，评价建筑材料燃烧烟气毒性需要考虑的问题应包括以下几方面：1）燃烧或被热解的材料的量；2）材料的燃烧速率和热解速率；3）燃烧产物的生物毒性。
任何燃烧都会产生气相分解物，伴随着水蒸汽和其他微粒则表现为烟。
烟气的产生量同材料的热分解或燃烧量是线性相关的。
材料在火灾中燃烧的越多，产生的烟就越多，材料燃烧速率或热分解速率越大，其产生烟的速率就越大。
ISO/TR 9122-1的3.3部分指出有“需要将毒性和可燃性信息结合（而不仅是使用毒性信息作为选择材料的根据）。
”8.4部分也指出“降低毒性危险可能首要需要考虑的是建材制品的阻燃性能。
”从这点来看，为了减小火灾生成物的毒性危害，在建筑物中选用阻燃效果好，燃烧性能等级高的建筑材料及制品，降低火灾发生时的材料燃烧速率是有效的。
火灾科学中对烟气毒性的评估常常采用毒效来度量产生特有毒性效应的有毒物质的量，广泛应用的一种特有毒效是能导致暴露于有毒物质的生物中50%死亡的暴露剂量，亦即LC t50。
暴露剂量的单位为体积分数×时间，体积分数可由气体浓度与其密度之比得出。
在某些情况下，m/V（即“质量损失浓度”）可取代体积分数，此时暴露剂量的单位为浓度×时间，如：g·min·m-3。
假设暴露30min，质量损失浓度20g·m-3，并产生了明显效果，那么物质的毒效为600g·min·m-3。
则假设暴露10min，质量损失浓度60g·m-3，即可认为能够产生明显效果；以此类推，暴露时间20分钟，质量损失浓度30g·m-3也同样可认为能够产生明显效果。
在烟气分散体积一定的情况下，烟气毒性危险程度与烟气的毒效、制品燃烧质量损失率是成比例的。
因此，一个有着高毒效和低质量损失率的材料和一个有着低毒效和高质量损失率的材料具有相似的烟气毒性。
这对于设计小型试验以获得建材制品的毒效数据非常重要。
248三、毒性的危险评估试验对建筑材料的烟气毒性进行评估不可能完全采用实体火灾试验，世界各国都建立了各种适用的小规模毒性试验方法，不论何种方法，在设计小规模方法时，都包括两部分：a）分解条件（着火模型）：应能产生与火灾某一特定阶段相同成份的燃烧或分解产物；b）评估或计算燃烧产物毒效的评价方法：一种动物染毒法，另一种是对燃烧烟气进行成分分析。
从上面的介绍可知，无论采用何种试验，其设计关键是将毒性效应和试验样品的质量损失联系在一起。
小规模毒性试验本身仅仅是对试验样品在某种受热条件下烟气毒性的评估，不能对制品在火灾中的危险的进行评估。
但在设计小规模试验时，其分解条件（着火模型）应考虑模拟火灾的发展过程，尽量使试验获得的毒效数据被火灾工程设计所选用。
在确定着火模型时，要充分考虑分解温度和通风状态。
这两个参数是影响燃烧产物的重要因素，也即会影响可燃材料重要分解产物的CO2和CO的量，较高的温度和较多的O2会降低CO的浓度，从而对材料的烟气毒效产生重要影响。
正因为毒效有多个影响因素，所以毒效并不是建材制品的固有属性，不能简单的在建筑防火安全设计中将毒效数据独立使用。
火灾都要经历发生和发展的过程，因此在试验设计时重现这个过程是非常重要的。
ISO已在ISO/TR 9122-1中公布了这个过程的一些参数，在进行小规模毒性试验设计时可采用这些信息。
但是，由于火灾是包含一系列复杂和相互关联的物理和化学现象，小规模模拟很难全方位的表现一场火灾的实际状态，这也成为目前国际上没有统一的且被广泛认可的毒性试验方法的主要原因。
ISO/TR 9122-1对火灾发展的分类大致分为三个阶段，即发生、发展和轰然。
第一个阶段是材料被点燃并维持燃烧的阶段，着火房间温度几乎没有增加。
通常表现为闷燃、阴燃，制品因为不充分的燃烧而释放大量的烟，这时的烟气生成物主要组成以CO为主，毒性较大，毒效值低。
随着温度的增加，制品表面分解物被引燃，室内温度成指数增加，这就发展到第2阶段，火灾开始在房间内蔓延，同时更多的材料被分解或燃烧，也释放出更多的有毒气体，温度和烟气毒性成为这个阶段的主要危害；当火灾房间的温度使内部所有材料表面都发生分解时，整个室内会在某一时刻全部着火，发生轰然，这个阶段的主要危249250害是温度。
当发生轰然后，房间内的可燃物和氧气已被大量消耗，室内温度逐渐下降呈现衰退阶段。
整个发展阶段可由图1表示。
表1 ISO/TR9122-1过火灾发张过程的划分火灾发展过程氧气 % CO 2/CO 比率 温度 ℃ 辐照 kW·m -2 无火焰的分解·阴燃（自维持） 21 无适用的 ﹤100 无适用的·无火焰（氧化） 5-21无适用的 ﹤500 ﹤25 阶段1 ·无火焰（热分解） ﹤5 无适用的 ﹤1000 无适用的阶段2 发展中的火（有火焰）10-15 100-200 400-600 20-40 轰然（有火焰） ·相对较低的空气流量1-5﹤10 600-900 40-70 阶段3 ·相对较高的空气流量5-10﹤100 600-1200 50-150图1 火灾发展的不同阶段可燃建材燃烧产生的烟气成分较复杂，不同浓度的气体对生物的反应表现出不同的特征。
烟气毒性的中毒反应主要表现为两种方式：麻醉性和刺激性。
火灾科学研究材料燃烧的烟气毒性首要目的是保证火灾中人员安全逃生，并且尽可能减少因烟气毒性带来的人员伤害。
麻醉性和刺激性作为两种主要的中毒表象，其重要性各有不同。
麻醉窒息是火灾中引起死亡的主要原因，是一种急性中对，人员吸入这类毒性后会造成缺氧，引起意识丧失，失去逃生能力并最终导致死亡。
通常这类毒性效应随有毒物质的剂量增大而严重性增加，关注较多的麻醉性气体主要是一氧化碳、一氧化氮和氰化氢气体。
而刺激性气体被人体吸入后，会对肺部等呼吸系统造成刺激伤害，如通常塑料燃烧闻到的刺鼻气味等，当气体浓度累积到一定程度后，对肺部的损害可能导致严重后果如肺水肿等。
但刺激性中毒不是急性的，被认为并不影响安全逃生。
这类毒性气体主要有卤素氢化物、二氧化硫、硫化氢、甲醛、丙烯醛等。
评估烟气毒性的方法一般采用动物曝露染毒和气体成分分析法。
在化学分析方法还相对落后的上世纪80年代，要考虑单一气体之间的相互作用以及可能存在不可知毒性对毒效结果的影响，大多采用试验动物方法。
在试验设计时，使试验动物（通常为小鼠）曝露在建材燃烧形成的烟气环境中染毒，通过观察动物的生理反应和记录动物试验前后体重的变化来对毒性效果进行评判。
现在，更多的毒性评价采用对烟气中的典型气体进行成份分析，也即采用化学分析法。
化学分析方法是采用传统的实验室分析技术对着火模型释放的燃烧产物中各种气体浓度进行静态或动态的测定。
常用的方法有红外光谱，包括傅里叶变换红外和非色散红外，气相色谱-质谱，以及离子色谱等等。
世界各国设计了多个针对烟气毒性的小规模试验，现简要介绍世界各国的一些试验室规模毒性试验方法。
采用化学分析法进行毒性评价的标准主要有如采用ASTM E662烟箱作为发烟模型，并以气体成份分析为毒性评价方法的空客标准ABD 0031、国际海事组织IMO FTP Code和联邦适航局认可的波音公司标准。
这些标准从设计上来说并不能重现火灾发展阶段的任何过程，并且其毒性评估并不和质量损失相关，因此也不能用毒效来表示，其结果适用范围并不广阔。
法国标准NFC 20-454、意大利电工委员会标准CEI 20-37/7和国际电工协会标准IEC 60695-7-50则都采用将样品放入石英管内进行加热分解产烟的热解模型，并且都是采用气体成份分析来进行毒性判定，监测的气体主要有一氧化碳、二氧化碳、氯化氢、溴化氢、氰化氢和二氧化硫等。
意大利和法国标准标准都规定了加热石英管的环型炉温度为800℃，通过的空气流量为120l/h±5l/h，不对应火灾发展的任何阶段。
但如果能调节加热温度和空气流量则能模拟火灾发展的第2阶段。
而IEC标准是新公布的方法，该方法的试验样品呈条状，放置在石英管内的石英舟上，空气流过石英管将分解产物带到混合测试箱。