燃燒速率是火災(zāi)科學(xué)和材料阻燃性能評估中的核心參數(shù)，它定量描述了物質(zhì)在單位時間內(nèi)發(fā)生燃燒反應(yīng)的速度或材料被燒毀的程度。這一指標(biāo)對于評估火災(zāi)危險性、制定防火標(biāo)準(zhǔn)及開發(fā)阻燃材料至關(guān)重要。

燃燒速率通常以兩種方式表示：

化學(xué)反應(yīng)速率：從化學(xué)動力學(xué)角度，指單位時間內(nèi)可燃物或氧化劑的消耗量，或燃燒產(chǎn)物的生成量。其單位為 mol/(L·s) 或 kg/(m3·s)。

火焰?zhèn)鞑ニ俾剩涸诠こ毯蛻?yīng)用領(lǐng)域更常見，指火焰前沿沿可燃物表面蔓延的線速度（mm/s 或 m/s），或材料單位時間內(nèi)的質(zhì)量損失率（g/s）及線損失率（mm/min）。

為何它如此重要？

燃燒速率直接決定了火災(zāi)發(fā)展的速度和規(guī)模。

高燃燒速率意味著火焰蔓延迅速，熱量和有毒煙氣在極短時間內(nèi)大量釋放，極大地縮短了人員的逃生窗口和救援響應(yīng)時間，火災(zāi)危險性極高。

低燃燒速率則表明材料即使被點燃，火焰也難以傳播和維持，甚至可能自熄，從而有效抑制火勢擴大，為人員疏散和火災(zāi)撲救贏得了寶貴時間。

因此，測量和控制材料的燃燒速率是提升公共安全、特別是航空航天、軌道交通、建筑及電子電器等領(lǐng)域安全性的核心環(huán)節(jié)。

燃燒速率并非材料的固有屬性，而是受多種復(fù)雜因素交織影響：

材料本質(zhì)：材料的化學(xué)成分、熱解特性、比熱容、導(dǎo)熱系數(shù)及燃燒熱等是其內(nèi)在決定因素。例如，高分子材料中加入磷、氮、溴等阻燃元素，可通過氣相或凝聚相機理有效降低燃燒速率。

外部條件：環(huán)境溫度、氧氣濃度、熱量反饋機制、氣流速度以及外部熱輻射強度等外部條件會顯著改變?nèi)紵俾?。通風(fēng)條件的改善通常會加劇燃燒。

物理形態(tài)：材料的厚度、密度、取向（水平或垂直）以及是否與其他材料復(fù)合，都會影響熱量和質(zhì)量的傳遞，從而改變?nèi)紵袨椤?/p>

測試方法

為科學(xué)評估燃燒速率，業(yè)界開發(fā)了多種標(biāo)準(zhǔn)化的測試方法。最經(jīng)典的包括UL 94垂直/水平燃燒試驗，通過測量余焰時間、燃燒長度等來評定阻燃等級；以及氧指數(shù)（LOI）測試，通過測定維持燃燒所需的最低氧氣濃度來間接評價燃燒速率和難易程度。此外，江蘇費爾曼的錐形量熱儀作為更先進的工具，能夠提供在不同輻射熱通量下的熱釋放速率（RHR）曲線，這是評價火災(zāi)危險性的關(guān)鍵參數(shù)。

綜上所述，燃燒速率是一個將燃燒過程量化的關(guān)鍵指標(biāo)，是理解火災(zāi)行為、評估材料火災(zāi)危險性以及設(shè)計和選用阻燃材料的科學(xué)基礎(chǔ)。對它的精確測量與控制，是構(gòu)筑現(xiàn)代防火安全體系的重要基石。