ASTM E84 斯坦纳隧道试验—烟密度ASTME84防火测试

很多装修材料外表看起来差不多，但在火灾中，它们的火焰蔓延速度和浓烟密度的表现可能天差地别，这些差异会影响到火灾时人员逃生的时间和消防员灭火的难度。随着高层建筑、公共设施和商业空间的不断发展，企业该如何科学地评估自己的建筑材料在火灾中的真实表现？

美国建筑法规针对建材的火焰传播性设立了要求，常用的测试方法是ASTM E84斯坦纳隧道试验——建筑材料表面燃烧性能标准测试。它通过测定火焰传播指数（FSI）和烟雾发展指数（SDI），将材料清晰划分为Class A、Class B、Class C三个等级，为建筑设计和材料选型提供了可靠依据。

ASTM E84是什么？

ASTM E84，又称“斯坦纳隧道试验（Steiner Tunnel Test）”，是美国材料与试验协会制定的一项标准测试方法，用于评估建筑材料的表面燃烧特性，根据火焰传播指数（FSI）和烟气生成指数（SDI）判定。在北美市场，内装材料以及天花材料需要经过ASTM E84的测试进行评级后才能被合适地应用在具体的建筑项目中。

ASTM E84的适用范围

ASTM E84主要适用于建筑内部装修和天花板材料。如石膏板、木材、纤维板、塑料板、保温材料、涂层和织物等。

ASTM E84斯坦纳隧道试验（Steiner Tunnel Test）测试是怎么做的？

●测试在一个长24英尺（约7.32米）、宽20英寸（约508毫米）的隧道内进行。

●样品安装好后，暴露在受控的气流和火焰中。

●测试开始后，两个煤气喷灯在样品下方点火，火焰从隧道一端向另一端蔓延。整个过程持续10分钟。

●测试时记录FSI 火焰传播指数（Frame spread index）和烟扩散值（Smoke developed value ）。

为了让结果有参照，ASTM E84用了两种基准材料：一种是纤维水泥板，它的火焰传播指数和烟雾发展指数都被定义为0；另一种是红橡木，两项指数都被定义为100。被测材料的结果就是跟它们比较得来的。

ASTM E84斯坦纳隧道试验（Steiner Tunnel Test）如何分级？

ASTM E84的分级主要看两个指标：

（1）FSI 火焰传播指数（Frame spread index）：反映火焰在材料表面蔓延的速度。数值越低，说明火焰越不容易扩散。

计算步骤：
●绘制火焰传播曲线：在测试的10分钟内，记录火焰前锋随时间推移所到达的距离，以时间为横坐标、火焰传播距离为纵坐标，绘制出一条曲线。

●计算曲线下方面积（AT）：测量火焰传播曲线与坐标轴之间围成的总面积，再根据总面积不同计算FSI，取整到非常接近5的倍数。

若AT≤97.5ft.min, 则FSI=0.5151AT；若AT>97.5ft.min,则FSI=4900/(195-AT)

（2）SDI烟扩散值（Smoke developed value ）：反映材料燃烧时产生多少烟雾。数值越低，意味着烟雾越少。

计算步骤：

●绘制烟密度曲线：测试过程中每隔15秒记录一次光管读数（即光线穿过烟雾后的吸收率），以时间为横坐标、光吸收率为纵坐标，绘制出烟密度变化曲线。

●计算曲线下方面积：测量被测材料烟密度曲线与坐标轴之间围成的总面积，记为A（试样），SDI取整到非常接近5的倍数，如果SDI大于200，则取整到非常接近的50的倍数。

●与红橡木对比计算：SDI = 100 × A（试样） / A（红橡木）

（3）等级划分

根据FSI 火焰传播指数（Frame spread index）和SDL烟扩散值（Smoke developed value ）这两个指数的不同范围，ASTM E84将材料划分为A、B、C三个等级：

Class A：FSI 0–25，SDI ≤ 450

Class B：FSI 26–75，SDI ≤ 450

Class C：FSI 76–200，SDI ≤ 450

其中Class A是性能非常好的等级，通常用于逃生通道、医院、学校、商场等人员密集场所，以极大限度降低火灾风险。

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