我國(guó)與美國(guó)材料燃燒技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)比較研究

陳文青 ,管 杰 ,匡 龍 ,朱 劍

(廣東省深圳市計(jì)量質(zhì)量檢測(cè)研究院,廣東深圳518000)

1 引言

近年來,我國(guó)建筑材料與制品、紡織品、家具等遭遇貿(mào)易摩擦的一個(gè)重要原因,是因?yàn)槟壳拔覈?guó)絕大多數(shù)企業(yè)對(duì)國(guó)外有關(guān)產(chǎn)品技術(shù)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)等了解甚少,難以跨越國(guó)外相關(guān)產(chǎn)品技術(shù)性貿(mào)易壁壘。因此,研究發(fā)達(dá)國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)法規(guī),在相關(guān)產(chǎn)品國(guó)際貿(mào)易中所實(shí)施的技術(shù)性貿(mào)易措施具有十分重要的意義。

由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、政治環(huán)境、標(biāo)準(zhǔn)體制以及政府、企業(yè)和消費(fèi)者對(duì)燃燒安全的重視程度等方面的不同,我國(guó)材料燃燒標(biāo)準(zhǔn)的制定主要是參考?xì)W洲標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),并在此基礎(chǔ)上等同采用或者根據(jù)我國(guó)國(guó)情修改采用,因此在技術(shù)原理上我國(guó)與歐盟標(biāo)準(zhǔn)是一致的,只是在細(xì)節(jié)上作一些修改。隨著國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)的不斷修訂和更新,我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)也隨之更新,但在時(shí)間上總是落后于西方發(fā)達(dá)國(guó)家。

我國(guó)與美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)在覆蓋范圍、技術(shù)原理、測(cè)試方法和性能要求等方面存在很大差異。兩國(guó)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)同一類產(chǎn)品的測(cè)試方法和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)可能有所不同,而且對(duì)于同一類產(chǎn)品,兩國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施要求也可能有差別,如美國(guó)在強(qiáng)制性技術(shù)法規(guī)中規(guī)定的的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)在我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)體系中則可能是自愿性的。美國(guó)的燃燒技術(shù)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)比較健全,我國(guó)在這方面與美國(guó)相比還比較落后,需要進(jìn)一步完善和縮小差距。國(guó)內(nèi)的出口企業(yè)應(yīng)該清楚認(rèn)識(shí)中美對(duì)燃燒安全性能不同的要求,以避免因阻燃性能方面的問題而影響出口。

2 我國(guó)與美國(guó)建筑材料與制品燃燒技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)差異

我國(guó)建筑材料與制品燃燒性能分級(jí)依據(jù)GB 8624-2006,將建筑材料及制品的燃燒性能分為7個(gè)等級(jí)即 ：A 1、A 2 、B、C 、D、E 、F,并且在部分級(jí)別中以附加分級(jí)方式附加了燃燒滴落物、產(chǎn)煙能力和煙氣毒性大小的信息。GB 8624-2006對(duì)3大類材料進(jìn)行分級(jí),總體分級(jí)結(jié)構(gòu)一致,但以級(jí)別下標(biāo)方式區(qū)分出鋪地材料和管狀隔熱材料,鋪地材料沒有燃燒滴落物附加分級(jí)要求。鋪地材料的分級(jí)為A 1 fl、A 2fl、Bfl、Cfl、Dfl、Efl、Ffl,管狀隔熱材料的分級(jí)為A 1L 、A 2L 、BL 、CL 、DL 、EL 、FL[1]。

美國(guó)對(duì)建筑材料表面燃燒特性的主要試驗(yàn)方法是ASTM E 84,7.6m的Steiner隧道爐試驗(yàn)。該試驗(yàn)是在樣品的一末端施加長(zhǎng)1.35m的火焰作為燃燒源,來觀察材料表面的火焰?zhèn)鞑ヌ匦院腿紵^程的煙密度。根據(jù)所觀察的火焰?zhèn)鞑?通過計(jì)算火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x——時(shí)間曲線下的面積得到相對(duì)無因次火焰?zhèn)鞑ブ笖?shù)(Flame Spread Index,FSI)。根據(jù)ASTM E 84的FSI測(cè)試結(jié)果,將內(nèi)裝飾材料分為3個(gè)等級(jí)：A級(jí)要求FSI值不大于25;B級(jí)要求FSI值在26～75之間;C級(jí)要求FSI值在76～200之間。如果材料的FSI值超過了C級(jí)的上限值,則判定材料不達(dá)等級(jí),該材料就不能在對(duì)材料燃燒性能有一定要求的場(chǎng)所使用。以上3個(gè)等級(jí)的SDI值都要求不大于450[2]。

3 我國(guó)與美國(guó)家具燃燒技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)差異

我國(guó)現(xiàn)行關(guān)于床墊阻燃性的標(biāo)準(zhǔn)GB 17927-1999《軟體家具彈簧軟床墊和沙發(fā)抗引燃特性的評(píng)定》,適用于供賓館、家庭等場(chǎng)合使用的彈簧軟床墊和沙發(fā)等軟體家具。在本標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定,在溫度為15～25℃,相對(duì)濕度為40%～70%,空氣流動(dòng)速率在(0.02～0.2)m/s的試驗(yàn)環(huán)境中,將點(diǎn)燃的香煙沿著試件立面和水平面結(jié)合部位,且緊貼立面(或者其他最有可能引燃床墊的部位,如縫邊內(nèi)側(cè)和諸如線束的凹坑等局部凹陷處),同時(shí)開始計(jì)時(shí)。在1h內(nèi),若觀察到檢測(cè)部位有陰燃或有焰燃燒現(xiàn)象,則試件未通過測(cè)試;若未發(fā)現(xiàn)上述現(xiàn)象,則在新位置重復(fù)試驗(yàn);若仍未觀察到上述現(xiàn)象,則進(jìn)行最后檢查,立即拆開試件,檢查試件內(nèi)部是否有陰燃現(xiàn)象出現(xiàn)。若無陰燃現(xiàn)象,則試件通過測(cè)試,否則未通過測(cè)試。

在2006年6月19日,我國(guó)還發(fā)布了強(qiáng)制性的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 20286-2006《公共場(chǎng)所阻燃制品及組件燃燒性能要求和標(biāo)識(shí)》,并在2007年3月1日正式實(shí)施,標(biāo)準(zhǔn)對(duì)公共場(chǎng)所室內(nèi)使用的床、床墊、沙發(fā)等家具及組件的燃燒性能提出了要求,阻燃1級(jí)軟墊家具的明火判定標(biāo)準(zhǔn)為熱釋放速率峰值≤150kW,5min內(nèi)放出的總能量≤30M J,最大煙密度≤75%;阻燃2級(jí)軟墊家具的明火判定標(biāo)準(zhǔn)為熱釋放速率峰值≤250kW,5min內(nèi)放出的總能量≤40M J,試件為整體燃燒[3]。

美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)床墊阻燃性的要求是由兩部分組成：床墊和床墊套可燃性標(biāo)準(zhǔn)16 CFR 1632和床墊和床架易燃性要求16CFR 1633。在可燃性標(biāo)準(zhǔn)16 CFR 1632中要求利用沒有過濾嘴的天然煙草作為點(diǎn)火源,每個(gè)床墊至少進(jìn)行18次香煙阻燃試驗(yàn),9個(gè)“Baremattress tests”和 9 個(gè)“Two sheets tests” 。該項(xiàng)法規(guī)要求,床墊6個(gè)面必須全部通過測(cè)試,否則該床墊不合格[4]。

16CFR 1633《床墊和床架易燃性要求》設(shè)定了2個(gè)指標(biāo)來限定火焰在床墊或床墊套裝上的蔓延,這兩項(xiàng)指標(biāo)是利用2個(gè) T型噴燃器,在指定的位置,把一個(gè)噴燃器火焰噴到床墊的上部表面,另一個(gè)噴燃器火焰噴到床墊和床底架的側(cè)面。一是,在丙烷氣體噴燃器內(nèi)自由燃燒30m in的峰值熱,釋放率不得超過200kW;二是最初10m in內(nèi)熱釋放總量不得超過15M J[5]。據(jù)統(tǒng)計(jì),床墊標(biāo)準(zhǔn)的生效,可以減少84%的傷害事故。

4 我國(guó)與美國(guó)紡織織物燃燒技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)差異

4.1 阻燃織物方面

我國(guó)紡織品產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)主要有GB 17591《阻燃機(jī)織物》,該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了阻燃機(jī)織物的產(chǎn)品分類、技術(shù)要求、實(shí)驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則及包裝和標(biāo)志,適用于裝飾用、交通工具(包括飛機(jī)、火車、汽車和輪船)內(nèi)飾用、阻燃防護(hù)服用的機(jī)織物和針織物。其它阻燃紡織品的燃燒性能可參照該標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。標(biāo)準(zhǔn)將阻燃機(jī)織物的阻燃性能分為2個(gè)級(jí)別：1)B1級(jí)：損毀長(zhǎng)度≤150mm,續(xù)燃時(shí)間≤5s,陰燃時(shí)間≤5s;2)B2級(jí)：損毀長(zhǎng)度≤200mm,續(xù)燃時(shí)間≤15s,陰燃時(shí)間≤10s。阻燃性能的測(cè)試方法按照GB/T 5455。此外,我國(guó)GB 20286-2006《公共場(chǎng)所阻燃制品及組件燃燒性能要求和標(biāo)識(shí)》對(duì)公共場(chǎng)所使用的裝飾墻布(氈)、窗簾 、帷幕、裝飾包布(氈)、床罩、家具包布等阻燃織物的燃燒性能分為阻燃1級(jí)(織物)和阻燃2級(jí)(織物)。

美國(guó)紡織品阻燃標(biāo)準(zhǔn)覆蓋全面,且要求嚴(yán)格。16 CFR 1610服裝紡織阻燃標(biāo)準(zhǔn)對(duì)服裝用紡織品(不包含：帽子、鞋襪、手套、夾層),將服裝紡織品分為三個(gè)等級(jí),規(guī)定燃燒性能為1級(jí)及2級(jí)的紡織品可用于服裝。而燃燒性能為3級(jí)的紡織品由于燃燒迅速且猛烈,存在較大安全隱患,故不適用于服裝。

兒童睡衣褲方面,16 CFR 1615和1616對(duì)兒童睡衣褲或用于兒童睡衣褲的織物和相關(guān)材料的阻燃性能作了規(guī)定,這兩個(gè)法規(guī)規(guī)定的試驗(yàn)方法、試驗(yàn)原理及技術(shù)指標(biāo)都相同。所檢測(cè)樣品需同時(shí)滿足以下兩個(gè)指標(biāo)才能符合標(biāo)準(zhǔn)要求：①5個(gè)樣品的平均炭化長(zhǎng)度≤17.8cm;②沒有單個(gè)樣品的炭化長(zhǎng)度達(dá)到25.4cm。

美國(guó)聯(lián)邦法規(guī)16CFR 1611乙烯基塑料阻燃標(biāo)準(zhǔn)還對(duì)乙烯基塑料的阻燃性能作了規(guī)定。16 CFR 1611的目的是為服從《易燃織物法案》,為乙烯基塑料薄膜頒布的最低標(biāo)準(zhǔn)。法規(guī)要求5個(gè)縱向和5個(gè)橫向樣品的平均燃燒速率不得超過1.2cm/s。

美國(guó)紡織品阻燃標(biāo)準(zhǔn)具有法規(guī)的強(qiáng)制性強(qiáng)、標(biāo)準(zhǔn)的適用性強(qiáng)、標(biāo)準(zhǔn)的覆蓋面廣、檢測(cè)方法的多樣性的特點(diǎn),比較適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)基本為生產(chǎn)和貿(mào)易型體系,更多在指導(dǎo)生產(chǎn)方面作用較大,在貿(mào)易方面的主導(dǎo)作用明顯處于劣勢(shì)。我國(guó)阻燃性標(biāo)準(zhǔn)目前以強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)和推薦性標(biāo)準(zhǔn)為主,沒有法規(guī)上的要求。在標(biāo)準(zhǔn)水平方面,我國(guó)也應(yīng)不斷提高。我國(guó)在方法標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容上還不夠詳盡,涉及產(chǎn)品分類較籠統(tǒng)模糊,專用性差。標(biāo)準(zhǔn)的更新速度和制定上還比較緩慢。如GB 8965-1998阻燃防護(hù)服至今已有近10年未做修訂,對(duì)一些紡織品、服裝的阻燃性能標(biāo)準(zhǔn)至今仍然空白(如兒童服裝的阻燃標(biāo)準(zhǔn))。

4.2 地毯方面

我國(guó)GB/T 14252-2008《機(jī)織地毯》對(duì)地毯類燃燒性能試驗(yàn)采用GB/T 11049《地毯燃燒性能室溫片劑試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn),試驗(yàn)原理與16 CFR 1630、16 CFR 1631類似,都是采用六亞甲基四胺作為引燃劑,觀察燃燒的長(zhǎng)度。但是我國(guó)GB 20286-2006《公共場(chǎng)所阻燃制品及組件燃燒性能要求和標(biāo)識(shí)》和GB 8624-2006《建筑材料及制品燃燒性能分級(jí)》對(duì)鋪地材料包括地毯采用的燃燒性能試驗(yàn)方法采用GB/T 11785-2005《鋪地材料的燃燒性能測(cè)定 輻射熱源法》(等同采用 ISO 9239-1：2002),該方法是在試驗(yàn)燃燒箱中,用小火焰點(diǎn)燃水平放置并暴露于傾斜的熱輻射場(chǎng)中的鋪地材料,評(píng)估其火焰?zhèn)鞑ツ芰彤a(chǎn)煙特性,報(bào)告參數(shù)為臨界輻射通量、煙氣總值和最大光衰減。GB/T 11785-2005與ASTM E 648-2009在試驗(yàn)原理上是一致的,但是在具體的操作程序上會(huì)有細(xì)微的差別。

美國(guó)聯(lián)邦法規(guī)中對(duì)地毯阻燃性標(biāo)準(zhǔn)由兩部分組成：家庭、辦公室或賓館里使用的單向尺寸大于1.83m、表面積大于2.23m2的地毯16CFR 1630和單向尺寸小于1.83m、表面積小于2.23m2的地毯16CFR 1631,這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都采用內(nèi)徑為20.32cm的扁平框架壓在樣品上,將六亞甲基四胺置于樣品中心,用火柴引燃六亞甲基四胺,觀察燃燒長(zhǎng)度。兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的要求基本相同,在8個(gè)給定進(jìn)行測(cè)試的地毯或墊子中至少有7個(gè)滿足該標(biāo)準(zhǔn)的要求,單個(gè)樣本在測(cè)試中炭化部分的尺寸在2.54cm范圍以內(nèi)為合格。美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ASTM E 648-2009將水平安裝的隔材試樣置于(30±5)°傾斜空氣-燃?xì)廨椛錈嵩窗逑旅?短暫預(yù)熱后,用校準(zhǔn)小火焰點(diǎn)燃試樣最熱端,測(cè)量火焰前進(jìn)的最遠(yuǎn)距離,按預(yù)先準(zhǔn)備好的輻射通量曲線圖轉(zhuǎn)換成千瓦每平方米,報(bào)告為臨界輻射通量[6]。

我國(guó)關(guān)于地毯的燃燒性能標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法既有與美國(guó)相同的采用六亞甲基四胺作為引燃劑測(cè)試方法,也有等同采用 ISO 9239-1：2002的輻射熱源法。美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ASTM E 648-2009也采用輻射熱源法對(duì)鋪地材料進(jìn)行測(cè)試,方法原理與我國(guó)、歐盟標(biāo)準(zhǔn)一致,但是在試驗(yàn)程序上有一定差異。

5 結(jié)語

法律法規(guī)在國(guó)際貿(mào)易中成為維護(hù)本國(guó)利益的基本依據(jù)。我國(guó)企業(yè)出口商品受阻的一個(gè)重要原因,就是目前我國(guó)絕大多數(shù)企業(yè)獲取國(guó)外有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)法規(guī)等的信息渠道不暢,對(duì)進(jìn)口國(guó)的各種技術(shù)限制知之不多,與貿(mào)易有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)難以收集,或缺乏最新版本,貽誤了成交機(jī)會(huì)。因此,研究發(fā)達(dá)國(guó)家在國(guó)際貿(mào)易中所實(shí)施的技術(shù)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、合格評(píng)定等狀況具有十分重要的意義。收集有關(guān)進(jìn)口國(guó)/地區(qū)的技術(shù)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、合格評(píng)定程序的相關(guān)信息,并提供切實(shí)有效的咨詢服務(wù),已是當(dāng)前一項(xiàng)刻不容緩的、幫助企業(yè)擴(kuò)大產(chǎn)品出口的重要的基礎(chǔ)性技術(shù)工作。同時(shí),深入細(xì)致地對(duì)其研究,對(duì)建立我們的技術(shù)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)能起到事半功倍的效果。

[1]中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.GB 8624-2006建筑材料及制品燃燒性能分級(jí)[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2007.

[2]美國(guó)防火協(xié)會(huì).NFPA 703-2009 Standard for Fire Retardant-Treated W ood and Fire-Retardant Coatings for Building M aterials[S].Washington DC：美國(guó)防火協(xié)會(huì),2009.

[3]消費(fèi)品安全委員會(huì).公共場(chǎng)所阻燃制品及組件燃燒性能要求和標(biāo)識(shí)[S].Washington DC：消費(fèi)品安全委員會(huì),2008.

[4]消費(fèi)品安全委員會(huì).16 CFR 1632 Standard for the Flammability of Mattresses and M attress Pads[S].Washington DC：消費(fèi)品安全委員會(huì),2006.

[5]消費(fèi)品安全委員會(huì).16 CFR 1633 Standard for the Flammability(Open Flam e)of Mattress Sets[S].W ashington DC：消費(fèi)品安全委員會(huì),2006.

[6]美國(guó)試驗(yàn)與材料學(xué)會(huì)國(guó)際組織.ASTM E 648-2009 Standard Test M ethod for Critical Radiant Flux of Floor-Covering Systems Using a Radiant Heat Energy[S].W ashington DC：美國(guó)試驗(yàn)與材料學(xué)會(huì)國(guó)際組織,2009.