GB/T16172-2007锥形量热仪热释放速率试验器

一、GB/T16172-2007锥形量热仪热释放速率试验器产品介绍

本试验装置为基于锥形量热仪原理的建筑材料热释放速率测试系统，核心由辐射加热系统、试样支撑系统、排气净化系统、气体分析系统及数据采集系统组成。试验时将试样置于水平定位（可通过装置调整实现），在可控热辐射条件下，通过测量燃烧产物中氧气浓度及排气流量，依据耗氧原理计算热释放速率，同时记录引燃时间、质量损失等参数。装置整体设计符合 GB/T 16172-2007/ISO 5660-1:2002 标准要求，适用于各类建筑材料及制品的火灾特性评估。

二、GB/T16172-2007锥形量热仪热释放速率试验器适用范围与标准

本装置严格按照 GB/T 16172-2007 标准生产用于测定建筑材料及制品在水平定位、受可控热辐射时的热释放速率，同时可测量引燃时间、质量损失速率、有效燃烧热等参数，适用于金属、石材、木材、混凝土、矿纤、聚合物等单一材料或复合材料的火灾危险性评估，广泛应用于建筑、消防、材料生产等行业。

三、仪器工作条件

环境温度：15℃～30℃

相对湿度：20%～80%

环境要求：无明显气流扰动，试验区域配备通风及灭火设施

电源：规定电压，带接地线

气源：甲烷（纯度≥99.5%），管路无泄漏

试验要求：（客户准备）

1 380V、50Hz交流市电，35A三相漏电开关。

2 房间高3.2米以上，有排风管道，风量100L/s至200L/s。排烟口在房间的顶部，直径为130mm。

3 标准气体及耗材：

3.1 氮气99.9%

3.2 二氧化碳 8.5%（混合气体氮气中的二氧化碳含量为8.5%）

3.3 一氧化碳 0.85%（1瓶）（混合气体氮气中的一氧化碳含量为0.85%）

3.4 甲烷 99.5%（1瓶）

3.5 相应气体减压阀。

4 干燥剂：硫酸钙白色颗粒或硅胶颗粒。

5 铝箔纸

6 配备燃气安全报警柜

7设备外形尺寸：1685*805*2750（含烟囱）

四、产品使用注意事项

试验前，连接信号控制线及电源，检查各部件连接正确无误；连接燃气气瓶，确认管路无漏气后，方可开启电源。

试验前需按要求完成预标定、工作标定及非经常性标定，确保设备参数准确。

试样制备需符合标准要求，状态调节至质量恒定后再进行安装。

试验过程中，操作人员不得离开现场，需做好高温防护，避免接触辐射锥、点火器等高温部件。

试验结束后，关闭电源及气源总阀，确认无燃烧物残留后，清理试验装置及残留样品；若有有毒有害气体产生，需保持通风至气体排出。

计算机控制部分需定期杀毒，防止病毒侵袭影响数据采集。

五、技术参数

辐射锥：额定功率 5kW，电加热管缠绕成圆锥台形。

辐射照度范围：0kW/m²～100kW/m²，试样表面中心 50mm×50mm 范围内均匀性偏差≤±2%

温度控制：通过 3 支 K 型热电偶

控制平均温度，偏差≤±10℃

辐射屏蔽层：总厚度≤12mm，水冷型表面发射系数 ε=0.95±0.05；非水冷型为反射金属或陶瓷材质

试样安装架：方形敞口盘

定位架：方盒尺寸 (111±1) mm×(111±1) mm×(54±1) mm，开口尺寸 (94.0±0.5) mm×(94.0±0.5) mm，不锈钢板厚度 (1.9±0.1) mm

定位方式：辐射锥与试样表面距离：标准 25±1mm，尺寸不稳定材料 60±1mm

隔热层：底部铺设厚度≥13mm、密度 65kg/m³ 的耐热纤维垫

排气流量：标准状态下≥0.024m³/s，可调节并稳定控制

集烟罩：底部与试样表面距离 (210±50) mm，内置节流孔板（内径 57±3mm）

气体取样：环形取样器距集烟罩 (685±15) mm，12 个直径 (2.2±0.1) mm 小孔

氧分析仪：顺磁型，量程 0%~25%，30min 漂移≤50×10⁻⁶，响应时间（10%~90%）≤12s

温度测量：铠装热电偶

点火器：10kV 火花塞，火花隙 (3.0±0.5) mm，位于试样表面中心上方 (13±2) mm，点火计时器：分辨力 1s，计时误差＜1s/h

称重设备

采集参数：氧浓度、排气流量、温度、质量损失、热释放速率等

采集周期：燃烧时间≤3min 时≤2s，燃烧时间＞3min 时 5s

技术特点:

1.自动剔除算坏热电偶

2.燃气校准可实现自动校准，不需要人工称量再填入重量,减少认为操作误差

3.遮挡板可实现自动移动，无需收到操作

六、试验方法

（一）试样制备及准备

试样要求

尺寸：100mm×100mm 正方形，公称厚度≤50mm 用实际厚度，＞50mm 切割至 50mm

数量：每种辐射照度和暴露表面至少 3 个试样

表面特性：暴露表面基本平整（不平整处与平面偏差≤±1mm），或符合均匀分布要求

状态调节：按 ISO 554 标准，在 (23±2)℃、相对湿度 (50±5)% 条件下养护至质量恒定（相隔 24h 质量差≤0.1% 或 0.1g，取较大者）；聚酰胺类材料养护≥1 周

试样包覆与安装

用厚度 0.025mm~0.04mm 铝箔包覆试样底面和侧面，光面朝向试样，上表面超出部分≤3mm

定位架倒置，试样暴露表面向下放入，顶部铺 1~2 层耐热纤维垫，盖上试样安装架并固定，确保无铝箔外露

尺寸不稳定材料：用 4 根直径 (1.0±0.1) mm、长度≥350mm 金属丝固定，防止过度变形

非经常性标定：工作热流计每 100 工作小时标定 1 次，热释放速率线性每 100 工作小时标定 1 次，流量计每 6 个月校验 1 次

（二）试验步骤

试验准备

检查气体取样系统：更换失效吸附剂，排净冷阱凝结水，检查气密性

调节装置：设定辐射锥与试样表面距离，接通辐射锥、风机电源，调节排气流量至 (0.024±0.002) m³/s

完成工作标定，在称重设备上方放置隔热层

试验操作

开始数据采集：移去隔热层，将制备好的试样安装到位，采集 1min 基线数据

点火：插入辐射屏蔽层（冷却至＜100℃），按规定时间移去屏蔽层，插入并开启点火器

记录现象：记录闪燃、短暂燃烧、持续燃烧（≥10s）出现时间，持续燃烧时关闭点火器（熄灭则重新开启）

试验终止条件（满足任一即可）：持续燃烧 32min；30min 内未引燃；氧浓度回到试验前 0.01% 范围内并持续 10min；试样质量为零；最短试验持续时间≥5min

试验结束：移去试样及安装架，放置隔热层，清理装置

重复试验：3 个试样的 180s 内平均热释放速率偏差＞10% 时，追加 3 个试样，报告 6 个数据的算术平均值

（四）试验结果评价

主要评价指标：引燃时间、持续燃烧时间、单位面积热释放速率（峰值、180s/300s 平均值）、放热总量、质量损失速率、有效燃烧热等

结果要求：试验结果仅反映特定条件下试样特性，需结合相关产品标准综合评价火灾危险性

复检要求：结果有争议时，追加 2 次试验，若均符合要求则判定通过