灭火 剂萼： 燎礴 挤塑聚苯乙烯泡沫塑料燃烧性能判定 金辉 （杭州市消防支队，浙江杭州３１０００６） 摘要：通过对比试验的方法，对挤塑聚苯乙烯泡沫塑料 对于同一种ＸＰＳ材料采用两种不同的试验方法，是 否可以得到相同判定结果，并且符合消防部门防火 （ＸＰＳ）进行难燃性实验、氧指数实验、烟密度实验，研究其燃烧 性能，并分析常用燃烧性能分级所采用试验方法的合理性。难 燃性试验对ＸＰＳ燃烧性能判定缺乏足够细致的区分度，但氧指 监督工作的需要是笔者研究的主要内容。此外，在 消防部门的防火监督工作中，为验证材料燃烧性能的真 数试验的方法更好地表现出了对ＸＰＳ燃烧性能的区分能力。对 ＸＰＳ建筑外保温材料进行燃烧性能评级时，有必要引入氧指数 的试验方法，对燃烧性能进行更为全面和准确的评价。 关键词：ＸＰＳ；外墙外保温；燃烧性能 中图分类号：Ｘ９２４．４，ＴＫ１２１，ＴＱ３２８．４ 支献标志码：Ｂ 文章编号：１００９—００２９（２Ｏ１１）０８—０７２５—０４ 近年来，我国相继发生了多起与建筑外保温材料质 量有关的重特大火灾，如哈尔滨经纬３６０度双子星大厦、 济南奥体中心、北京央视新址附属文化中心大楼、上海胶 州路教师公寓、沈阳皇朝万鑫大厦等火灾事故，造成了严 重的人员伤亡和财产损失。因此，在可燃及易燃建筑外 保温材料使用中产生的一系列问题，特别是聚苯乙烯泡 沫塑料建筑外保温材料的使用已经成为了社会密切关注 的火灾隐患，挤塑聚苯乙烯泡沫塑料（ＸＰＳ）就是该类建 筑外保温材料中最常见的一种，准确判定ＸＰＳ的燃烧性 能是消除建筑外保温材料火灾隐患的前提。 １研究背景和目的 我国对建筑材料燃烧性能的评级是参照标准ＧＢ ８６２４（（建筑材料及制品燃烧性能分级》进行。由于标准使 用延续性的问题，虽然早已发布了ＧＢ ８６２４—２００６，但在 许多规章和标准规范中还引用ＧＢ ８６２４—１９９７的标 准分级，笔者以ＧＢ ８６２４—１９９７的分级方法作为参考。 在ＧＢ ８６２４—１９９７中将建筑材料根据燃烧性能分为４个 级别，分别是Ａ、Ｂ１、Ｂ２和Ｂ３，即为不燃、难燃、可燃和易 燃材料。用于建筑外保温材料的挤塑聚苯乙烯泡沫塑料 （ＸＰＳ）如需达到Ｂ１级，应进行ＧＢ／Ｔ ８６２５《建筑材料难 燃性试验方法》、ＧＢ／Ｔ ８６２６（（建筑材料可燃性试验方法》 和ＧＢ／Ｔ ８６２７（（建筑材料燃烧或分解的烟密度试验方法》 ３项试验，其中不包括ＧＢ ２４０６．２—２００９（（塑料用氧指数 法测定燃烧行为第２部分：室温试验》的氧指数试验。 对于特定用途的材料，如电线电缆套管类材料和用于管 道隔热保温的泡沫塑料，根据材料使用的特殊要求和无 法取得较大尺寸规格的原因，还特别规定了检验方法，其 中将ＧＢ ２４０６．２—２００９氧指数试验引入，Ｂ１级要求氧指 数大于等于３２ ，Ｂ２级要求大于等于２６ 。 消防科学与技术２０１１年８月第３Ｏ卷第８期 实性，经常需要从建筑外墙上直接取样送检，而目前所采 用的试验方法能否适应实际工作也是讨论的重要内容。 ２试验方法 要客观评价ＸＰＳ建筑外保温材料的燃烧性能，应分 析两个方面因素：一是材料是否容易被点燃，即在特定氧 气浓度中，材料能否被点燃并维持燃烧的特性，通常使用 ＧＢ ２４０６氧指数实验来判定；二是材料被点燃后能否维 持燃烧的能力，即材料的燃烧状态和改变燃烧环境的特 征，又常用ＧＢ／Ｔ ８６２５—２００６难燃性试验来印证。 ２．１试验试样 为做好两种试验方法判定效果的对比，选取了两家 生产单位５个批次的ＸＰＳ，见表１。 表１试验样品列表 样品编号 材料特征 样品Ｉ 浅红，厚度 样品Ⅱ 蓝色，厚度 样品Ⅲ 蓝色，厚度 样品Ⅳ 浅红，厚度 样品Ｖ 浅红，厚度 据样品生产单位提供的资料，试样燃烧性能的差异 是由于原料中含阻燃剂的比例不同而产生的，其中样品 Ｉ、样品Ⅱ和样品Ⅲ的组分不同，样品Ⅳ与样品Ｖ的组分 相同。 为确保试验完成，样品按照表２的要求进行取样。 表２试验样品尺寸 试验 名称 试验样品规格 实际取规格 １．每组１９０ ｍｍ×１ ０００ ｍｍ四块， 且厚度不超过８０ ｍｍ 难燃性 ２．均向性材料取３组；非均向性材 试验 料取４组，横竖方向各２组 １９Ｏ ｍｍ×１ ０００ ｍｍ Ｘ ３．非对称性材料取４组，正反面各２ 原厚１２块，２５０ｍｉｎｘ ９０ 组；若只需一面，取２组 ｌｎｍ×原厚６块，３００ 可燃性 ｒｎｍ×３００ ｒｎｒｌ＇ｌ Ｘ原厚１ 试验 每件２５０ ｍｍ×９０ ｍｍ，共６件 块 烟密度 每件２５．４ ｆｉｌｍ×２５．４ ｍｍ，共３件 试验 厚度不超过２０ ｍｍ 氧指数 １．比较法：１５０ ｍｍ×１０ ｍｍ，１Ｏ根 比较法：３００ ｎａ＿ｍ×３００ 试验 ２．极限法：１５０ ｍｍ×１０ ｍｍ，３Ｏ根 ｆｉｌｍ×原厚１块 ７２５ 个要素。 该试验要求的试样尺寸较小，如ＸＰＳ只需满足单件 试样长度８Ｏ～１５０ ｍｍ、宽度１０ ｍｍ、厚度小于１０ ｍｍ的 生弯曲、起皱、鼓泡、熔化、烧结、滴落、脱落等变化均不作 为燃烧判断依据”的描述，在试验中ＸＰＳ试件受热熔化 收缩部分不应被看作烧损的长度。从试验过程分析， ＸＰＳ材料遇热熔化、滴落和收缩的特性影响了对其燃烧 性能的直接反映；从试验结果看，难燃性试验对ＸＰＳ燃 烧性能判定缺乏足够细致的区分度。 表４烟密度试验与可燃性试验结果 要求。氧指数ＯＩ以体积分数表示。对５组ＸＰＳ分别进 行氧指数试验，检测结果与难燃性试验结果对比见表３。 表３难燃性试验与氧指数试验判定结果的比较 编号 难燃性试验 数据 结果判定 Ｂ１ 氧指数试验 数据 结呆判定 Ｂ２ 因密度试验 可燃性试验 平均烟气温度最大值为６７℃ 样品Ｉ 平均剩余长度为４８０ ｍｍ； ２６Ｏ ～ ．２７．Ｏ％ 编号 Ｂ１级 Ｂ１级 试验数据 标准值 试验数据 结果判定 标准值／ｍ结果判定 无任一试件被完全烧毁 样品Ⅱ 平均剩余长度为５２２平均烟气温度最大值为７３℃ ｍ１３３￣ Ｂ１ ３２．Ｏ ～ Ｂ１ 无任一试件被完全烧毁 ３２．５％ 样品Ⅲ 平均剩余长度为５４０平均烟气温度最大值为６９℃ ２９ｍｍｌ １３１ ．Ｏ％～ ］３２ 无任３０．Ｏ％ 一试件被完全烧毁 样品Ⅳ 平均剩余长度为５９０ ｎ１平均烟气温度最大值为７８℃ ｍ３２Ｏ ～ 无任； Ｂ１ ３３．Ｂ１ ．ｏ Ａ ｏ一试件被完全烧毁 样品Ｖ 平均剩余长度为６４８ 平均烟气温度最大值为７Ｏ℃ ３２．ｍｒｎ］ Ｂ１ ｏＨ～ Ｂ１ 无任一试件被完全烧毁 ３３．Ｏ 通过对比两种试验方法发现，５组ＸＰＳ样品均达到 难燃性试验Ｂ１级的标准，但在氧指数试验中，样品Ｉ和 样品Ⅲ未达到Ｂ１级。因此，燃烧性试验和氧指数试验对 于ＸＰＳ燃烧性能Ｂ１级的判定中是存在差别的。此外， 氧指数试验在不同组分材料（样品Ｉ、样品Ⅱ和样品Ⅲ） 的检测结果比较中表现了更好的区分度；在相同组分材 料（样品Ⅳ和样品Ｖ）的检测结果比较中，氧指数试验也 很好表现了较好的一致性。 ２．４烟密度试验和可燃性试验 通过难燃性试验判定材料是否达到Ｂ１级还需通过 烟密度试验和可燃性试验。 烟密度试验是测量建筑材料在燃烧或分解的试验条 件下的静态产烟量的试验方法，常被用来测量和描述在 可控制的实验室条件下材料对热和火焰的反应，确定建 筑材料可能释放烟的程度。 可燃性试验是在没有外加辐射条件下，用小火焰直 接冲击垂直放置的试样以测定建筑材料可燃性的方法。 在判定Ｂ２级材料时，该试验方法为唯一判定的条件，但 在判定Ｂ１级材料时，该试验只是难燃性试验的补充。通 过测试，５组样品均达到两项试验Ｂ１级的标准，其结果 如表４所示。 ２．５试验现象分析 （１）难燃性试验。ＸＰＳ在进行难燃性试验过程中均 出现了熔化和滴落的现象，火焰主要在燃烧边缘出现，部 分材料未被引燃就发生滴落的现象，且受热熔化收缩部 分明显大于被引燃炭化的部分。根据ＧＢ ８６２５—２００５标 准中有“试件在试验中产生变色，被烟熏黑及外观结构发 消防科学与技术２０１１年８月第３Ｏ卷第８期 ｍ ／ｍｍ 样品Ｉ ３３．３ 合格 ５Ｏ 合格 样品Ⅱ ４２．５ 合格 ３０ 合格 样品Ⅲ 小于７５．０ ４２．８ 合格 小于１５０ ３Ｏ 合格 样品Ⅳ ６Ｏ．８ 合格 ３５ 合格 样品Ｖ ６Ｏ．３ 合格 ３４ 合格 （２）氧指数试验。虽然在ＧＢ ８６２４—１９９７标准中引 用氧指数试验仅限于电线电缆套管类材料和用于管道隔 热保温泡沫塑料的燃烧性能判定，但氧指数试验的方法 更好地表现出了对ＸＰＳ燃烧性能的区分能力。在ＧＢ／Ｔ １０８０１．１—２００２（（绝热用模塑聚苯乙烯泡沫塑料》和ＧＢ／Ｔ １０８０１．２—２００２（（绝热用挤塑聚苯乙烯泡沫塑料（ＸＰＳ）》 中也引用氧指数试验，对聚苯乙烯泡沫塑料的燃烧性能 要求在达到Ｂ２级的同时，氧指数应不小于３Ｏ。 （３）烟密度试验。烟密度试验的结果指标不直接反 映材料的燃烧性能，但对于消防安全有特殊要求的材料， 将在火灾环境中直接产生烟气作为对人体毒害和影响疏 散施救的因素，此项试验判定也是非常有必要的。 ３ 结 论 挤塑聚苯乙烯泡沫塑料（ＸＰＳ）用于建筑外保温材料 时，由于该类材料本身遇热熔化、收缩和滴落等原因，ＧＢ ８６２５—２００５难燃性试验的判定条件不足以区分该类材 料燃烧性能的差异，应在原有试验方法组合的基础之上 引入其他试验方法作为补充和完善，如氧指数法等。 为满足防火监督工作的需求，消防部门需要从 建筑物上直接取样，但取样材料的尺寸一般很难达到难 燃性试验的试样尺寸标准。不过，氧指数法需要的试样 尺寸较小，容易获得足够的试样材料，且该试验简便易 行，因此该试验方法具备较好的实用性。如在监督抽样 中无法取足样品，单独采用氧指数试验的方法，也能取得 较为准确的燃烧性能判定结果。因此，参照ＧＢ ８６２４对 ＸＰＳ建筑外保温材料进行燃烧性能评级时，有必要引入 氧指数的试验方法，对该类材料燃烧性能进行更为全面 和准确的评价。 参考文献： ［１］黄振利．外保温技术理论与应用［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社， ２Ｏｌ１． ７２７ 加油加气站地下储罐泄漏事故模拟及影响因素分析 张瑞华 （仲恺农业工程学院机电工程学院，广东广州５１０２Ｚ５） 摘 要：利用多相混合数值模拟模型对加油加气站常用石 漏事故。地下储罐泄漏事故通常发生在使用７ ａ以后， 油燃料（汽油、液化石油气）地下储罐不同位置发生泄漏事故在 罐池中渗流扩散过程进行模拟，得到汽油、液化石油气（ＬＰＧ） 气相和液相饱和度、危险浓度区域、流速等空间分布规律以及 流动趋势变化，并对影响汽油、ＬＰＧ流动的主要因素进行分析， 在使用１Ｏ～１５ ａ期间泄漏事故频繁。在美国，至少ｌＯ 的石油燃料产品储存于地下，南卡罗莱纳州一年发生的 石油燃料产品地下储罐泄漏事故就有３ ８００多起。 地下储罐常采用修建罐池填充细砂方式埋设在地 下，相对地面的储罐其受力状态和所处环境更加复杂，在 役检测比较困难，不易发现泄漏。加油加气站所建位置 通常在人口密度较高、交通较便利的区域。若发生泄漏 事故，石油燃料扩散到外界，不仅污染周围环境，而且液 化类燃料易形成爆炸性混合气体，引起火灾爆炸事故 对比讨论其泄漏渗流扩散的特点。模拟结果表明：在泄漏口周 围地下环境条件相同情况下，地下储罐泄漏时汽油渗流扩散比 液化石油气渗流扩散缓慢；汽油地下储罐泄漏主要对地下环境 造成污染，液化石油气对地下环境造成污染而且给外界环境带 来火灾爆炸危险；汽油渗流速度低，整个流场只存在层流，渗流 扩散方向主要受重力影响。ＬＰＧ液相泄漏受重力影响尤为明 显；ＬＰＧ气体渗流扩散方向受出口位置、泄漏速度方向、重力、 笔者采用前期研究成果多相混合数值模拟模型对城 市加油加气站常用石油燃料（汽油、液化石油气）地卞储 罐泄漏事故过程进行数值模拟分析，充分地认识常用石 油燃料在地下环境中渗流扩散规律，确定对其泄漏渗流 扩散影响较大的因素，划分地下储罐泄漏渗流事故的影 响范围，指导城市加油加气站地下储罐设计及周围环境 介质要求，为事故的预防、控制和应急提供技术支持。 ｌ 汽油地下储罐泄漏事故过程模拟 １．１初始条件 储罐罐壁形状影响；出口位置是控制气体渗流方向关键因素。 关键词：地下储罐；汽油；液化石油气；泄漏；渗流 中图分类号：Ｘ９１３．４，ＴＵ２４９．６ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００９—００２９（２０１１）０８—０７２８—０４ 目前，在城市中建有许多加油加气站，其中的石油燃 料多采用地下储罐储存。地下储罐安全性比地面储罐 好。但其长期埋在地下，储罐易被腐蚀，若储罐本身材料 存在缺陷或施工失误，地下储罐在使用过程中易发生泄 ［２］宋长友，黄振利，季广其，等．外墙外保温防火技术现状及其问题探 讨口］．建筑科学，２００８，２４（２）：１—７． 以某典型加油加气站地下储罐为研究对象，泄漏事 Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｆｌａｍｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｔｅｓｔ，０ｘｙｇｅｎ ｉｎｄｅｘ ｔｅｓｔ，ｓｍｏｋｅ ｄｅｎｓｉｔｙ ｔｅｓｔ ｗｅｒｅ ｄｏｎｅ ｔｏ ｅｘｔｒｕｄｅｄ ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ ｆｏａｍ（ＸＰＳ）ｔｏ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｔｓ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ａｎｄ ｔｏ ａｎａｌｙｓｉｓ ｔｈｅ ｒａｔｉｏｎａｌｉｔｙ ｏｆ ｔｅｓｔ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｇｒａｄｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｐｒｏｐｅｒｔｙ．Ｆｌａｍｅ ｒｅ— ｓｉｓｔａｎｃｅ ｔｅｓｔ ｃａｎ ｎｏｔ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｔｈｅ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ＸＰＳ ｗｉｔｈ ｄｅｔａｉｌｅｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ，ｂｕｔ Ｏｘｙｇｅｎ ｉｎｄｅｘ ｔｅｓｔ ｃａｎ．Ｉｔ ［３］宋长友，陈丹林，黄振利，等．高层建筑耐火外墙外保温系统技术研 究［Ｊ］．建筑科学，２００８，２４（２）：９３—１０４． ［４］赵成刚，曾绪斌，邓小兵．阻燃泡沫保温材料燃烧特征研究［Ｊ］．消 防科学与技术，２００６，２５（３）：３６８—３７２． ［５］王庆国，张军，周宇，等．几种热塑性塑料的燃烧行为研究［Ｊ］．中国 塑料，２００２，１６（１２）：５５—５９． ｓ ｎｅｅｄｅｄ ｔｏ ｂｒｉｎｇ ｔｈｅ Ｏｘｙｇｅｎ ｉｎｄｅｘ ｔｅｓｔ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｇｒａｄｉｎｇ ｏｆ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ＸＰＳ，ａｓ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ ｍａｔｅｒｉ— ［６］易爱华，刘建勇，赵侠．有机保温材料的热解分析［Ｊ］．化工新型材 料，２０１ｉ，３９（１）：９４—９６． ａｌｓ，ｔｏ ｅｖａｌｕａｔｅ ｔｈｅ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ ａｎｄ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＸＰＳ；ｅｘｔｅｒｉｏｒ ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ；ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｔｈｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｏｆ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ ｅｘｔｒｕｄｅｄ ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ ｆｏａｍ ＪＩＮ Ｈｕｉ （Ｈａｎｇｚｈｏｕ Ｆｉｒｅ Ｄｅｔａｃｈｍｅｎｔ，Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３１０００６， Ｃｈｉｎａ） 作者简介：金 辉，男，杭州市消防支队，主要从事 建筑防火和消防监督管理工作，浙江省杭州市鲲鹏路 ３６３号，３１００１６。 收稿日期：２０１１－－０４—１２ 基金项目：仲恺农业工程学院科研项目“地下工程对地下燃料储足工程风险预测及事故防治研究”（Ｇ２３６０２８９） ７２８ Ｆｉｒｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ ｃｈ珊１０ ，Ａｕｇｕｓｔ ２０１１，Ｖｏｌ ３０，Ｎｏ．８
