1 范围

      GB/T 5169的本部分给出了电工电子产品及其构成材料的热释放测量和说明的导则。

      如IEC 60695-1-11^［2］和IEC 60695-1-12^［3］所述，热释放数据可作为着火危险评定和防火安全工程的组成部分。

      本部分旨在供产品委员会根据IEC Guide 104和ISO/IEC Guide 51中规定的原则编写标准时使用。

      产品委员会的任务之一就是在编写自己的标准时，凡适用之处都要使用本系列标准。除非有关标准特别提及或列出不适用，否则本部分的要求、试验方法或试验条件都适用。

2 规范性引用文件

      下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

      GB/T 5169.1-2015 电工电子产品着火危险试验 第1部分：着火试验术语（IEC 60695-4：2012,IDT)

      ISO 13943：2008 消防安全 词汇（Fire safety-Vocabulary）

      ISO/IEC Guide 51 安全方面 标准中涉及安全内容的导则（Safety aspects-Guidelines for theirinclusion in standards)

      IEC 60695-8-2 着火危险试验 第8-2部分：热释放 试验方法概要和相关性（Fire hazard tes-ting-Part 8-2:Heat release-Summary and relevance of test methods)

      IEC Guide 104 安全出版物的编写及基础安全出版物和多专业公用安全出版物的应用导则（Thepreparation of safety publications and the use of basic safety publications and group safety publica-tions)

3 术语和定义

      ISO 13943：2008和GB/T 5169.1-2015界定的以及下列术语和定义适用于本文件。为了便于使用，以下重复列出了ISO 13943：2008和GB/T 5169.1-2015中的某些术语和定义。

3.1

      燃烧 combustion

      物质与氧化剂的放热反应。

      注：燃烧通常会放出燃烧流，并伴有火焰和/或灼热。

      ［ISO 13943：2008，定义4.46］

3.2

      燃烧产物 combustion product/product of combustion

      燃烧后产生的固体、液体和气体。

      注：燃烧产物可包括燃烧流、灰烬、烧焦物、余渣和/或烟炱。

      ［ISO 13943：2008，定义4.48］

3.3

      完全燃烧 complete combustion

      所有燃烧产物被完全氧化的燃烧。

      注1：这意味着，当氧化剂为氧气时，所有的碳转化为二氧化碳，而所有的氢转化为水。

      注2：如果燃烧材料中存在除碳、氢和氧以外的其他元素，则这些元素在298K的标准状态下转化为最稳定的产物。［ISO 13943：2008，定义4.50］

3.4

      有效燃烧热 effective heat of combustion

      在给定的时间间隔内，试样燃烧产生的热释放除以同一时间段内的质量损失。

      注1：如果试样全部转化为挥发性的燃烧产物或者所有燃烧产物均被完全氧化，则该有效燃烧热等同于燃烧的净热值。

      注2：其代表性单位为千焦每克（kJ·g^-1）

      ［ISO 13943：2008，定义4.74］

3.5

      着火 fire

      （通常）以排放热和燃烧流为特征的燃烧过程，常伴有烟和/或火焰和/或灼热。

      注：在英语中，“fire”用于表示三种概念，其中的着火（3.6）和火灾（3.7）两个是关于不同方式的自支持燃烧的特定类型，它们在法语和德语中为两个不同的术语。

      ［ISO 13943：2008，定义4.96］

3.6

      着火 fire

      （受控的）有意提供有用效果的自燃，其燃烧程度在时间和空间上受到控制。

      ［ISO 13943：2008，定义4.97］

3.7

      火灾 fire

      （非受控的）无意提供有用效果的自燃，其燃烧程度在时间和空间上不受控制。

      ［ISO 13943：2008，定义4.98］

3.8

      燃烧流 fire effluent

      在着火情况下，由燃烧或热解产生的所有气体和气溶胶，包括悬浮颗粒。

      ［ISO 13943：2008，定义4.105］

3.9

      着火危险 fire hazard

      由着火引起不期望的潜在性物质或条件。

      ［ISO 13943：2008，定义4.112］

3.10

      防火安全工程 fire safety engineering

      通过分析特定火情或量化一组火情风险，以基于科学原理的工程方法来改进或评定建筑环境方面设计的一种应用。

      ［ISO 13943：2008，定义4.126］

3.11

      着火试验 fire test

      测量着火性能或暴露物品于火灾影响范围内的试验。

      注：着火试验的结果可用于定量试样着火的严重性或测定其耐火性或着火反应。

      ［ISO 13943：2008，定义4.132］

3.12

      轰燃 flashover

      （着火阶段）在一定范围内，可燃材料的整个表面突然转入着火状态。

      ［ISO 13943：2008，定义4.156］

3.13

      总燃烧热 gross heat of combustion

      指定条件下，物质完全燃烧且生成的水完全凝结时的燃烧热。

      参见：完全燃烧（3.3）。

      注：其代表性单位为千焦每克（kJ·g^-1）。

      ［ISO 13943：2008，定义4.170］

3.14

      燃烧热 heat of combustion

      潜热能 calorific potential（不推荐）

      热值 calorific value（不推荐）

      单位质量的物质燃烧时产生的热能。

      参见：有效燃烧热（3.4），总燃烧热（3.13），净燃烧热（3.19）。

      注：其代表性的单位为千焦每克（kJ·g^-1）。

      ［ISO 13943：2008，定义4.174］

3.15

      热释放 heat release

      燃烧产生的热能量。

      注：其代表性单位为焦耳（J）。

      ［ISO 13943：2008，定义4.176］

3.16

      热释放速率 heat release rate

      燃烧速率 burning rate（不推荐）

      燃烧的速率 rate of burnig（不推荐）

      燃烧产生热能量的速率。

      注：其代表性单位为瓦特（W）。

      ［ISO 13943：2008，定义4.177］

3.17

      中规模着火试验 intermediate-scale fire test

      在中等尺寸试样上进行的着火试验。

      注：在最大尺寸为1m～3m的试样上进行的着火试验通常称为中规模着火试验。

      ［ISO/IEC 13943：2008，定义4.200］

3.18

      大规模着火试验 large-scale fire test

      在大尺寸试样上进行的，不能在典型试验箱里进行的着火试验。

      注：在最大尺寸超过3m的试样上进行的着火试验通常称为大规模着火试验。

      ［ISO 13943：2008，定义4.205］

3.19

      净燃烧热 net heat of combustion

      当生成的所有水都为气态时的燃烧热。

      注1：净燃烧热通常比总燃烧热小，因为其未考虑水凝结时所释放的热。

      注2：其代表性的单位为千焦每克（kJ·g^-1）。

      ［ISO 13943：2008，定义4.237］

3.20

      氧化 oxidation

      物质中氧元素或者其他带负电元素比例增加的化学反应。

      注：本术语在化学领域有更广泛的含义，包括原子、分子或离子失去一个或多个电子的过程。

      ［ISO 13943：2008，定义4.245］

3.21

      氧化剂 oxidizing agent

      具有氧化能力的物质。

      注：燃烧就是一种氧化。

      ［ISO 13943：2008，定义4.246］

3.22

      耗氧原理 oxygen consumption principle

      燃烧时，消耗的氧气质量与释放的热量之间的比例关系。

      注：常用值为13.1kJ·g-。

      ［ISO 13943：2008，定义4.247］

3.23

      热解 pyrolysis

      由热作用引起的物质的化学分解。

      注1：热解通常针对有焰燃烧开始之前的着火阶段。

      注2：在火灾科学中，不设定有无氧气的存在。

      ［ISO 13943：2008，定义4.266］

3.24

      小规模着火试验 small-scale fire test

      在小尺寸试样上进行的着火试验。

      注：在最大尺寸不超过1m的试样上进行的着火试验通常称为小规模着火试验。

      ［ISO 13943：2008，定义4.292］

3.25

      试样 test specimen

      经受评定或测量过程的物体。

      注：在着火试验中，这类物体可以是材料、产品、部件、结构组件，或可能是它们的组合。也可以是一个可模拟产品表现的传感器。

      ［ISO 13943：2008，定义4.321］

4 热释放量测量原理

4.1 用氧弹式量热仪测量完全燃烧

      测量燃烧热的最重要的装置是绝热恒定体积的氧弹式量热仪。“弹”是一个中央容器，能承受足够强度高压，因此内部体积恒定。弹浸在搅拌的水池中，弹和水池的组合就是量热仪。量热仪也浸在一个外部的水池中。在燃烧反应期间，量热仪中的水温和外部水池的水温被持续监控，并通过电加热调整到相同温度。这是为了确保量热仪对周围环境没有净热量损失，即确保量热仪是绝热的。

      在测量之前，将一个已知质量的样品放进弹内并与电引燃线接触。在加压条件下对容器充氧，随之将容器密封，允许其达到热平衡。然后用标准的输入能量点燃样品。由于燃烧发生在高压富氧条件下，因此样品完全燃烧。根据已知的量热仪热容量和燃烧反应导致的温升可以计算出释放的热量试验给出了恒定体质下释放的热量，即内能的变化ΔU。总燃烧热量是热函差ΔH。由式（1）计算。

ΔH = ΔU + Δ(PV)  ……………………………………………………(1)

      式中：

      Δ（PV）——采用理想气体定律计算获得，见式（2）。

Δ(PV) = Δ(nRT)    ……………………………………………………(2)

      注：ISO 1716描述了建筑产品燃烧热弹式量热仪测量法。

4.2 不完全燃烧

4.2.1 测量方法

      通常发生在空气中和在大气压下的火灾，几乎都是不完全燃烧，因此释放的热量会小于相关材料的混合燃烧热量。

      热释放量可通过以下方法之一间接测量：

      a）耗氧量；

      b）二氧化碳生成量；

      c）气体温升。

4.2.2 采用耗氧量计算热释放

      对于大多数有机燃料，消耗单位质量的氧气所释放的热量接近一个常数^{［5］▪［6］}。这个常数的平均值是13.1kJ·g^-1（每消耗1g氧气释放13.1kJ热量），该常数值广泛应用于大规模和小规模试验。这种关系说明，为了测量热释放量，只要测量燃烧系统中的耗氧量和排风道里的质量流量即可。

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