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【摘要】主要对酚醛、聚氨酯、石膏板的燃烧热值进行测量，通过使用氧弹式热量仪设备，在不同的样品形态、不同的环境温度、不同的人流量环境和是否有助燃剂的条件下测量得到实验数据，并对实验数据进行分析，得出不同的因素对测量结果的影响并不相同，从而得出影响建筑材料燃烧热值测试结果的主要因素，并给出了相应的措施来减小测量误差，提高测量结果的准确性。
【关键字】 氧弹式热量仪 建筑材料燃烧热值影响因素 解决措施
中图分类号：TU5文献标识码： A
一、前言
建筑材料的燃烧热值是表征建筑材料潜在火灾危险性的重要参数，是计算建材燃烧释放热量和火灾荷载必不可少的基础数据[1]。燃烧热值是物体的固有特性，与物体的使用情况和大小形状无关。在工业和实际应用上，燃烧热值一般是通过实验确定，目前普遍采用的测试方法为氧弹量热法[2]。但是，在目前测量实验中，由于外界因素的影响，普遍存在数据极差大、可靠性不高等情况。
本文主要通过控制不同的测量变量，探索出影响建筑材料燃烧热值测试结果的主要因素，并给出一些简单可行的相应的减小测量误差的方法，以尽可能的提高测量结果的可靠性和准确性，并为今后建筑材料燃烧热值测试实验提供指导作用。
二、测试依据及方法
在本文中，以GB/T 14402-2007 为依据，主要采用氧弹热量仪对建筑材料的燃烧热值进行测试，经分析实验数据得出主要影响建筑材料燃烧热值测试结果的因素，并给出相应的解决措施。
三、测试步骤及数据
由于测试结果与测试仪器和测试环境息息相关，因此，通过探索使用不同形态的测试样品和控制不同的环境变量进行测试，可以分析得出主要影响测试结果的因素。
（一）测试样品形态的影响
目前，常用的测试样品的形态主要有散状和片状两种。测试样品的形态往往对样品燃烧热值的测试结果存在一定的影响。本实验主要针对测试样品的形态不同而做的试验。
分别取0.5g片状酚醛、聚氨酯、石膏板和0.5g散状酚醛、聚氨酯、石膏板在氧弹热量仪中进行实验，得出测试结果如表1所示。
表1测试样品的形态测试结果的影响
环境温度 测试样品 散状 片状
24℃，50% 热值（MJ/Kg） 热值（MJ/Kg）
酚醛 -4.331 21.617
聚氨酯 6.440 28.851
石膏板 1.102 0.775
（二）环境温度的影响
在不同的环境温度中，往往会得出不同的测试结果，这就是环境温度对测试结果的影响。本节实验主要探究环境温度对测试结果的影响。取国家一级标准物质苯甲酸(热值为26.456 MJ/Kg)进行测试，得到的测试数据如表2所示。
表2环境温度对测试结果的影响
环境温度 热值（MJ/Kg） 统计量（MJ/Kg）
21℃，50% 26.453 平均值26.454
极差0.002
26.454
26.455
23℃，50% 26.456 平均值26.456
极差0.000
26.456
26.455
25℃，50% 26.458 平均值26.458
极差0.002
26.458
26.459
（三）人流量的影响
在热值测试实验中，测试仪器对于环境条件往往有很大的依赖性，细微的环境变化都可能导致得到不一样的结果。取国家一级标准物质苯甲酸(热值为26.456 MJ/Kg)，在实验环境没有人员走动和有10人在实验仪器边来回走动两种不同的环境中进行测试，得到的实验数据如表3所示。
表3人流量对测试结果的影响
人流情况 热值（MJ/Kg） 统计量（MJ/Kg） 人流情况 热值（MJ/Kg） 统计量（MJ/Kg）
无人走动 26.456 平均值26.456
极差0.000 10人在走动 26.446 平均值26.449
极差0.007
无人走动 26.457 10人在走动 26.448
无人走动 26.455 10人在走动 26.453
无人走动 26.456 10人在走动 26.449
无人走动 26.455 10人在走动 26.450
（四）助燃剂的影响
加入助燃剂有助于难燃测试样品充分燃烧，通过计算从实验结果中减去助燃剂的热量，照样可以得到测试样品的燃烧热值[3]。对于某些难以燃烧的样品，必须加入助燃剂方能使样品燃烧，否则无法点燃，测试失败。在试验中，一般是按1:1的比例加入助燃剂苯甲酸，即取0.5g试验样品和0.5g苯甲酸进行试验。通过试验，我发现助燃剂对试验结果存在很大的影响，试验结果出现了普遍偏高的现象。实验数据见表4。
表4助燃剂对测试结果的影响
编号 酚醛与苯甲酸混合比例（MJ/Kg）
10：0 10：1 5：1 2：1 1：1
1# 20.565 20.976 21.039 21.336 21.617
2# 20.569 20.979 21.048 21.340 21.614
3# 20.639 20.982 21.042 21.338 21.613
平均值 20.591 20.979 21.043 21.338 21.615
四、数据分析与结论
由表1数据可知，测试样品的形态对测试结果存在很大的影响。测试样品的形态不同，在测试过程中样品的燃烧程度不同，所以测试结果也不同。一般情况下，密度小的测试样品在燃烧过程中，散状样品易溅出坩埚外，不利于样品的充分燃烧，因此测量得到的建筑材料燃烧热值偏小，而片状样品不易溅出，燃烧较为充分，测量得到的建筑材料燃烧热值与其真实值较为接近；而密度大的测试样品为散状时有利于样品的充分燃烧，片状样品燃烧较为不充分，有未燃烧的残留物。因此，在做建筑材料燃烧热值测试试验时，对于密度小的样品就选择片状燃烧的状态，密度大的样品应选择散状的燃烧状态，以便使测试样品充分燃烧，得到更准确的测试结果。
由表2数据可知，环境温度对建筑材料燃烧热值测试结果具有十分重要的影响。在23℃的环境中测试结果较为准确。随着环境温度的下降或者升高，测试结果均出现了较大的偏差。因此，建筑材料燃烧热值测试必须在一个合适的环境温度中，最好选择与测试仪器要求相符的测试环境，以便得到正确的测试结果。环境温度过高或过低，都会影响测试结果的准确度，从而得到错误的结论。
表3中的测试数据说明，在人员流动频繁的环境中测试建筑材料燃烧热值得出的结果将比实际偏低。这是由于人员的流动使得测试环境的光照、温度和湿度等环境状态发生了改变，从而影响了测试结果。因此，做建筑材料燃烧热值测试时，必须选择一个安静的、无人员频繁流动的测试环境，以提高测试结果的准确性。
表4测试数据说明，在某些建筑材料燃烧热值测试中加入助燃剂，测试结果明显上升。这是由于助燃剂能够使测试样品更充分的燃燒。同时，在某些非易燃的建筑材料燃烧热值测试试验中，必须加入助燃剂实验才能进行，否则样品无法燃烧。因此，在进行建筑材料燃烧热值测试试验时，必须考虑助燃剂对测试结果的影响，对试验数据进行合理的修正。
通过以上试验可知，测试样品形态和测试环境直接影响建筑材料燃烧热值的测试结果。测试样品的形态对建筑材料燃烧热值的测试结果准确度和精确度至关重要，使用与实际状态相符的测试样品，是建筑材料燃烧热值测试结果正确的基础。同时，建筑材料燃烧热值测试仪器对环境的温度、湿度、光照等环境条件的变化极其敏感，任何环境条件的改变，都有可能直接影响测试结果。因此，使用与实际形态相同的测试样品和高质量的测试仪器是保证建筑材料燃烧热值测试结果正确性的基础。同时，必须在测试仪器标明的使用环境中进行测试，否则环境因素将会对测试结果产生影响，甚至可能会直接得出错误的测试结论。
建筑材料燃烧热值测试的制样方法、试样质量对测试结果没有明显影响。助燃物会使高热值试样的测试结果产生明显的向上偏差，关键是要保证试样燃烧后的系统温升不要超出仪器进行自动修正的冷却校正范围。因此，必须控制好助燃剂在建筑材料燃烧热值测试过程中的使用。如果必须使用，则应该利用测试仪器和测试数据进行修正。
参考文献
[1] 何郁文.用氧弹式热量计测定材料燃烧热值影响因素的探讨[J].消防科技，1992（4）：4-7
[2] GB/T14402-2007 《建筑材料及制品的燃烧性能燃烧值的测定》
[3] 张希瑜 等.建筑材料燃烧热值测定[J]. 消防科学与技术,2013.6,32(6):582-585
【关键字】 氧弹式热量仪 建筑材料燃烧热值影响因素 解决措施
中图分类号：TU5文献标识码： A
一、前言
建筑材料的燃烧热值是表征建筑材料潜在火灾危险性的重要参数，是计算建材燃烧释放热量和火灾荷载必不可少的基础数据[1]。燃烧热值是物体的固有特性，与物体的使用情况和大小形状无关。在工业和实际应用上，燃烧热值一般是通过实验确定，目前普遍采用的测试方法为氧弹量热法[2]。但是，在目前测量实验中，由于外界因素的影响，普遍存在数据极差大、可靠性不高等情况。
本文主要通过控制不同的测量变量，探索出影响建筑材料燃烧热值测试结果的主要因素，并给出一些简单可行的相应的减小测量误差的方法，以尽可能的提高测量结果的可靠性和准确性，并为今后建筑材料燃烧热值测试实验提供指导作用。
二、测试依据及方法
在本文中，以GB/T 14402-2007 为依据，主要采用氧弹热量仪对建筑材料的燃烧热值进行测试，经分析实验数据得出主要影响建筑材料燃烧热值测试结果的因素，并给出相应的解决措施。
三、测试步骤及数据
由于测试结果与测试仪器和测试环境息息相关，因此，通过探索使用不同形态的测试样品和控制不同的环境变量进行测试，可以分析得出主要影响测试结果的因素。
（一）测试样品形态的影响
目前，常用的测试样品的形态主要有散状和片状两种。测试样品的形态往往对样品燃烧热值的测试结果存在一定的影响。本实验主要针对测试样品的形态不同而做的试验。
分别取0.5g片状酚醛、聚氨酯、石膏板和0.5g散状酚醛、聚氨酯、石膏板在氧弹热量仪中进行实验，得出测试结果如表1所示。
表1测试样品的形态测试结果的影响
环境温度 测试样品 散状 片状
24℃，50% 热值（MJ/Kg） 热值（MJ/Kg）
酚醛 -4.331 21.617
聚氨酯 6.440 28.851
石膏板 1.102 0.775
（二）环境温度的影响
在不同的环境温度中，往往会得出不同的测试结果，这就是环境温度对测试结果的影响。本节实验主要探究环境温度对测试结果的影响。取国家一级标准物质苯甲酸(热值为26.456 MJ/Kg)进行测试，得到的测试数据如表2所示。
表2环境温度对测试结果的影响
环境温度 热值（MJ/Kg） 统计量（MJ/Kg）
21℃，50% 26.453 平均值26.454
极差0.002
26.454
26.455
23℃，50% 26.456 平均值26.456
极差0.000
26.456
26.455
25℃，50% 26.458 平均值26.458
极差0.002
26.458
26.459
（三）人流量的影响
在热值测试实验中，测试仪器对于环境条件往往有很大的依赖性，细微的环境变化都可能导致得到不一样的结果。取国家一级标准物质苯甲酸(热值为26.456 MJ/Kg)，在实验环境没有人员走动和有10人在实验仪器边来回走动两种不同的环境中进行测试，得到的实验数据如表3所示。
表3人流量对测试结果的影响
人流情况 热值（MJ/Kg） 统计量（MJ/Kg） 人流情况 热值（MJ/Kg） 统计量（MJ/Kg）
无人走动 26.456 平均值26.456
极差0.000 10人在走动 26.446 平均值26.449
极差0.007
无人走动 26.457 10人在走动 26.448
无人走动 26.455 10人在走动 26.453
无人走动 26.456 10人在走动 26.449
无人走动 26.455 10人在走动 26.450
（四）助燃剂的影响
加入助燃剂有助于难燃测试样品充分燃烧，通过计算从实验结果中减去助燃剂的热量，照样可以得到测试样品的燃烧热值[3]。对于某些难以燃烧的样品，必须加入助燃剂方能使样品燃烧，否则无法点燃，测试失败。在试验中，一般是按1:1的比例加入助燃剂苯甲酸，即取0.5g试验样品和0.5g苯甲酸进行试验。通过试验，我发现助燃剂对试验结果存在很大的影响，试验结果出现了普遍偏高的现象。实验数据见表4。
表4助燃剂对测试结果的影响
编号 酚醛与苯甲酸混合比例（MJ/Kg）
10：0 10：1 5：1 2：1 1：1
1# 20.565 20.976 21.039 21.336 21.617
2# 20.569 20.979 21.048 21.340 21.614
3# 20.639 20.982 21.042 21.338 21.613
平均值 20.591 20.979 21.043 21.338 21.615
四、数据分析与结论
由表1数据可知，测试样品的形态对测试结果存在很大的影响。测试样品的形态不同，在测试过程中样品的燃烧程度不同，所以测试结果也不同。一般情况下，密度小的测试样品在燃烧过程中，散状样品易溅出坩埚外，不利于样品的充分燃烧，因此测量得到的建筑材料燃烧热值偏小，而片状样品不易溅出，燃烧较为充分，测量得到的建筑材料燃烧热值与其真实值较为接近；而密度大的测试样品为散状时有利于样品的充分燃烧，片状样品燃烧较为不充分，有未燃烧的残留物。因此，在做建筑材料燃烧热值测试试验时，对于密度小的样品就选择片状燃烧的状态，密度大的样品应选择散状的燃烧状态，以便使测试样品充分燃烧，得到更准确的测试结果。
由表2数据可知，环境温度对建筑材料燃烧热值测试结果具有十分重要的影响。在23℃的环境中测试结果较为准确。随着环境温度的下降或者升高，测试结果均出现了较大的偏差。因此，建筑材料燃烧热值测试必须在一个合适的环境温度中，最好选择与测试仪器要求相符的测试环境，以便得到正确的测试结果。环境温度过高或过低，都会影响测试结果的准确度，从而得到错误的结论。
表3中的测试数据说明，在人员流动频繁的环境中测试建筑材料燃烧热值得出的结果将比实际偏低。这是由于人员的流动使得测试环境的光照、温度和湿度等环境状态发生了改变，从而影响了测试结果。因此，做建筑材料燃烧热值测试时，必须选择一个安静的、无人员频繁流动的测试环境，以提高测试结果的准确性。
表4测试数据说明，在某些建筑材料燃烧热值测试中加入助燃剂，测试结果明显上升。这是由于助燃剂能够使测试样品更充分的燃燒。同时，在某些非易燃的建筑材料燃烧热值测试试验中，必须加入助燃剂实验才能进行，否则样品无法燃烧。因此，在进行建筑材料燃烧热值测试试验时，必须考虑助燃剂对测试结果的影响，对试验数据进行合理的修正。
通过以上试验可知，测试样品形态和测试环境直接影响建筑材料燃烧热值的测试结果。测试样品的形态对建筑材料燃烧热值的测试结果准确度和精确度至关重要，使用与实际状态相符的测试样品，是建筑材料燃烧热值测试结果正确的基础。同时，建筑材料燃烧热值测试仪器对环境的温度、湿度、光照等环境条件的变化极其敏感，任何环境条件的改变，都有可能直接影响测试结果。因此，使用与实际形态相同的测试样品和高质量的测试仪器是保证建筑材料燃烧热值测试结果正确性的基础。同时，必须在测试仪器标明的使用环境中进行测试，否则环境因素将会对测试结果产生影响，甚至可能会直接得出错误的测试结论。
建筑材料燃烧热值测试的制样方法、试样质量对测试结果没有明显影响。助燃物会使高热值试样的测试结果产生明显的向上偏差，关键是要保证试样燃烧后的系统温升不要超出仪器进行自动修正的冷却校正范围。因此，必须控制好助燃剂在建筑材料燃烧热值测试过程中的使用。如果必须使用，则应该利用测试仪器和测试数据进行修正。
参考文献
[1] 何郁文.用氧弹式热量计测定材料燃烧热值影响因素的探讨[J].消防科技，1992（4）：4-7
[2] GB/T14402-2007 《建筑材料及制品的燃烧性能燃烧值的测定》
[3] 张希瑜 等.建筑材料燃烧热值测定[J]. 消防科学与技术,2013.6,32(6):582-585