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1、GB/T 5169.4420XX/IEC 60695-1-11:2014 19 A A 附 录 A （资料性） 在简单的设定火情条件下，电工绝缘材料的可接受毒性产值计算 注：在着火危险评定中，需要用到一个预测毒性燃烧流致无能力效力的模型。该模型在IEC 60695-7-1中有描述。 以致命性为基础的质量损失模型不同之处在附录B中有给出。 A.1 火情的定义 至少用以下6个问题的答案来定义火情： a) 燃烧的是什么？ b) 燃烧了多少？ c) 燃烧流扩散至什么样的容积中？ d) 火势发展曲线是什么类型的？ e) 可用逃生时间是多少？ f) 着火模型是怎样的高温或低温，良好通风或缺氧？ 为了理解实
2、际中是如何操作的，可以参考以下示例： 假设一个0.5kg的电工绝缘材料在100m 3的环境中燃烧。逃生时间是15min，且假定火势发展曲线是 抛物线，即曲线的增长是与时间的平方成函数关系。该着火模型是高温且通风良好的。 A.2 刺激性的燃烧流 A.2.1 F值 刺激性气体的致无能力性质取决于气体的体积分数而非暴露时间。 F值是致无能力的体积分数。 值较小时， 暴露在其中的人很可能感觉不舒服而不能理性地逃离着火。 七种常见的着火气体刺激物F值在表A.1中有给出。 A.2.2 刺激物公式 对于假定的火情，用以下的公式确保没有人被致无能力： 1 i i X y . (A.1) 式中： yi来自电工绝
3、缘材料的刺激物i的毒性产生率，在高温且通风良好的条件下，用毒性试验测得； Xi由刺激物的F值和确定火情的参数计算得到，表A.1的第3列有给出。 注：“1”的情况适用于健康的成年人人群。对于幼儿、老人和残疾人则考虑更低的数值比较合适。 GB/T 5169.4420XX/IEC 60695-1-11:2014 20 表A.1 刺激物的 F 值和确定火情计算得到的 X 值 刺激物 F 值10 6 X mg/g 丙烯醛 30 14 二氧化硫 150 78 甲醛 250 61 二氧化氮 250 94 氟化氢 500 82 溴化氢 1000 661 氯化氢 1000 298 注：F值是由ISO 13571
4、 13给出的。 在使用表A.1中所给的X值时，可接受的电工绝缘材料毒性产生率值是满足不等式A.1的。 如果假定的火情不同，则X值也将不同。 A.2.3 Xi值的计算 用F值按以下公式计算Xi值： FmVX)/( . (A.2) 式中： V为扩散体积（100m 3）； m为燃料燃烧的质量（500g）； 为毒性气体（在标准温度和大气压下）的密度。 A.3 窒息性的燃烧流 A.3.1 暴露剂量 燃烧流中两种重要的窒息物是一氧化碳和氰化氢。 窒息物的效果与刺激物不同。 致无能力性质取决 于由体积分数和暴露时间组合得到的暴露剂量。 A.3.2 窒息物公式 为了得到良好的近似值，窒息物公式如下： 1 3
5、HCN HCN CO CO X y X y . (A.3) 式中： yCO和yHCN为电工绝缘材料的一氧化碳和氰化氢毒性产生率，在高温且通风良好的条件下，用毒 性试验测得； XCO和XHCN由A.3.3和A.3.4中的计算方式算得，表A.2中有给出。 有立方项是因为氰化氢的非线性效力（见IEC 60695-7-1:2010 4的4.3.2）。 注：“1”的情况适用于健康的成年人人群。对于幼儿、老人和残疾人则考虑更低的数值比较合适。 GB/T 5169.4420XX/IEC 60695-1-11:2014 21 表A.2 由确定火情计算得到的窒息物的 X 值 窒息物 X mgg -1 一氧化碳
6、2140 氰化氢 50 在使用表A.2中所给的X值时，可接受的电工绝缘材料毒性产生率值是满足不等式A.3的。 如果假定的火情不同，则X值也将不同。 A.3.3 XCO的计算 对于一氧化碳，其致无能力剂量的临界值为3.51min（0.035min）。 这意味着：例如某个人在3.5的CO环境下1min，或者在0.35的CO环境下10min，或者在0.1的 CO环境下35min都可能被致无能力。 在着火中，任何毒性气体的体积分数都不稳定，而是随时间变化的，因此应结合时间考虑以得出暴 露剂量。即体积分数/时间曲线下方的面积。 随后，用暴露剂量除以临界值0.035min得到有效剂量分数FED。 如果FE
7、D1， 那么认为人仍然可以成功逃生。 但是， 如果FED1， 则认为会对人产生致无能力效果。 在确定的火情中，对于t 2火势发展曲线，V100m3、m500g，时间t的CO体积分数（ CO）按下式 计算可得到： 333 min27004tymg CO . (A.4) 式中： y 为电工绝缘材料的CO毒性产生率； 为CO（在标准温度和大气压下）的密度（1144gm -3）。 当t015min时，用以下公式计算暴露剂量（ED）： ymgED min75.18 3 . (A.5) XCO为FED1时的毒性产生率值，且由以下公式算得： 13 2140min75.18 gmgmgFXCO . (A.6)
8、 式中： F为CO的临界值（0.035min）。 A.3.4 XHCN的计算 氰化氢的效力不同于一氧化碳。其效力也取决于体积分数和暴露时间，但反应是极度非线性的。对 于0.01体积分数的HCN，其致无能力时间约为21min，但当大于0.04时，HCN几乎可以瞬间致无能力。 表A.3给出了一些致无能力时间。 表A.3 氰化氢的致无能力时间 HCN 的体积分数 致无能力时间 0.005 69min 0.01 21min GB/T 5169.4420XX/IEC 60695-1-11:2014 22 0.015% 6.7min 0.02% 2.1min 0.03% 12s 0.04% 几乎瞬时 由于
9、是非线性的，FED的计算有所不同。 在确定的火情中，对于t 2火势发展曲线，V100m3、m500g，时间t的HCN体积分数（ HCN）按下式 计算可得到： 333 min27004tymg HCN . (A.7) 式中： y 为电工绝缘材料的HCN毒性产生率； 为HCN（在标准温度和大气压下）的密度（1104gm -3）。 当体积分数小于3010 -6时，使用以下公式： tFED t t HCN 2 1 1 min4 .304 . (A.8) 当体积分数大于3010 -6时，使用以下公式： tFED t t HCN 2 1 min220 103 . 4exp 5 . (A.9) 式中： t1
10、0min，而t215min。 FED的计算最好用计算机电子制表软件完成， 所用HCN的毒性产生率起始值为1mgg -1。 将不同的毒性 产生率值输入电子制表系统，直到FED等于临界值时（即，FED1）。在该火情中，XHCN值被证实为50 mg g -1。 注：计算机电子制表软件，如Excel就很合适。 A.4 二氧化碳 二氧化碳不是有毒物，但却是一种能引发换气过度进而加剧一氧化碳和氰化氢窒息物作用的气体。 如果二氧化碳体积分数超过2，那么，计算暴露剂量前，指数增长因子M应该用于二氧化碳和氰化 氢的体积分数计算。 05. 0exp 2 CO M . (A.10) 表A.4给出了实际情况下的平均值
11、。 表A.4 二氧化碳的倍增因子 CO2的体积分数 M 2 1 2.5 1.65 3 1.82 3.5 2.01 GB/T 5169.4420XX/IEC 60695-1-11:2014 23 4 2.23 然而，对于大多数火情，这些数据不太可能用到。在一个容积为100m 3的环境中，需要将约1kg的碳 完全燃烧生成CO2以得到2的体积分数。目前为止，包括这种情况的大多数火情，其CO2都可以被忽略。 A.5 结论 对于刺激物，不等式A.1所用的Xi值在表A.1中有给出。 对于窒息物，不等式A.3所用的XCO和XHCN值在表A.2中有给出。 二氧化碳可忽略。 GB/T 5169.4420XX/I
12、EC 60695-1-11:2014 24 B B 附 录 B （资料性） 硬塑料导管的使用着火危险评定 B.1 概述 硬塑料导管（RPC）是全世界都在使用的公共建筑物电工产品。用于制造RPC的材料要具有良好的阻 燃性和极小的火焰蔓延性，因此，这类材料更可能成为着火受害者而非有助于起燃的因素。 RPC可能是一种热源、烟源和毒气源。对于这类电工产品对假定着火的总体不良后果起到的促进作 用，本文件描述的着火危险评定技术为其提供了一个量化方法。 本附录是本文件所描述的着火危险评定技术应用于RPC假定装置的说明性举例，其定量地说明这类 塑料导管在暴露于可能出现着火条件的内部走廊和凹室内时所起的作用。
13、精确的房间着火模型用于预测 RPC可能遇到的热状态。 然后， 可利用这些热状态和已发布的RPC的燃烧特性及建筑物内的其他物体评估 它们在整个着火危险中所起的作用。 B.2 术语和定义 有关硬塑料导管和导管内布线的定义见IEC 61386-21 9。适用于本附录的其他术语和定义可在第3 章中找到。本附录同时也使用下述定义： B.2.1 暴露火源 exposure fire 导管所暴露于的产生热条件的火（也称火源）。 B.2.2 燃料 fuel（s） 被燃烧的任何产品或材料。 B.3 本着火危险评定涉及的产品 本附录所评定的产品符合IEC 61386-21 9的要求且外径不超过25mm。 B.4
14、使用情况 B.4.1 导管和布线 B.4.1.1 概述 电路的数量，也是RPC的数量，因建筑物和设施的不同而不同。 B.4.1.2 导管的位置和数量 GB/T 5169.4420XX/IEC 60695-1-11:2014 25 本示例是在一个典型的建筑物平面图上使用单管RPC。其示意图见图B.1。沿着走廊布有一条直径 25mm的导管，导管中装有一组典型线路，支管从走廊进入每个房间。在30m长的走廊中，导管和连接件 的重量等于21kg。导管和连接件的存在对建筑物中的着火负载起促进作用。 在本分析中不考虑走廊两旁房间内的导管，因为该导管应穿过防火墙离开走廊。反之亦然：在一个 房间内开始的火灾应穿
15、过防火墙或防火门才能进入走廊。 B.4.1.3 导管内的布线 就本说明性示例而言， 假设了塑料导管内的布线在该导管实际被烧完前被保护着不受到该火灾的热 作用，这在所考虑的阶段之后才出现。因而，布线的影响没有详细考虑。 B.4.2 建筑物的结构 本分析仅限于不可燃材料的建筑物。建筑物的墙和天花板的热性能对着火的各种效应有重要影响。 最常见的建筑结构类型为混凝土或砖石结构， 但也有采用石膏灰泥板结构的。 对这两种结构都要进行计 算。一种典型的情况是在走廊的天花板以下采用灰泥板隔板，而上部采用能大量吸热的砖石、水泥或类 似材料的面层。此类情况下，火势大致就会是全水泥/砖石走廊和全灰泥板走廊之间呈现的
16、火势。 B.5 火情 对于RPC暴露在发展中的火的情况，选作其原型火情的各种条件汇总在表B.1中。通常，着火开始于 一个小型引燃源引燃一个重要的燃料源， 这种小型引燃源可以是一支被丢弃的香烟或一处有缺陷的电气 连接点。这种情况下，暴露火源以家具燃烧为代表（见图B.1）。在家具上的火（暴露火源）迅速增长 达到3.0MW峰值，热的燃烧流充满了走廊的上部和凹室中。此时全部导管均暴露于高温层中，火附近的 物体也暴露在火焰辐照中。将导管的燃烧流和暴露火源的燃烧流混合，并评定它们的特性。 表B.1 火情信息概要 隔室 现场 室内走廊和内部凹室 尺寸 走廊：30.1m2.4m3.0m 凹室：4.3m4.3m3.0m 墙体 混凝土砌块 石膏灰泥板 墙厚 100mm 16mm 暴露火源（家具）火源 位置 走廊中部的凹室内 强度分布图数据 100s 时：300kW 200s 时：3.0MW 275s 时：3.0MW 450s 时：300kW 1200s 时：100kW 燃料的性质 软垫 质量：42kg 有效燃烧热：20MJ/kg 烟的毒效：810mgmin/L GB/T 5169.4420XX/IEC 6
