[發明專利]應用于建筑外墻防火性能試驗的環境風場模擬系統

有效

• 申請號: 201611197922.1
• 申請日: 2016-12-22
• 公開（公告）號: CN106526069B
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發明（設計）人: 尹航;蔣亞強;張潔玉;王屹韜;王炯
• 申請（專利權）人: 公安部四川消防研究所
• 主分類號: G01N31/12
• 分類號: G01N31/12
• 代理公司: 成都眾恒智合專利代理事務所(普通合伙) 51239
• 代理人: 王育信

本發明公開了一種應用于建筑外墻防火性能試驗的環境風場模擬系統。該單元包括殼體，以及設置于殼體內順次排布的變速風機、電動風閥、整流格柵及送風風道；所述變速風機至少與三個電動風閥對應，所述整流格柵及送風風道均與電動風閥數量相同且一一對應，且每個送風風道的末端均設有球形噴口。該系統包括多個環境風場模擬單元，用于支撐和移動各單元的支架及萬向輪，以及用于控制系統送風速度和風向的控制系統。本發明通過合理的結構設計，既可同時縮尺模擬整個建筑外墻不同高度處的環境風場，也可全尺模擬某著火層外部的環境風場，從而為準確進行高層及超高層建筑防火性能試驗提供基礎和保障。

技術領域

本發明涉及消防工程技術領域，具體涉及的是一種應用于建筑外墻防火性能試驗的環境風場模擬系統。

背景技術

隨著社會經濟的發展和城鎮化進程的加劇，城市土地資源承載力受到了前所未有的挑戰，土地資源的集約利用及建筑空間的高效整合成為必然的發展趨勢，許多高層及超高層建筑應運而生。但伴隨著巨大的建筑體量、密集的人員分布和較高的火災荷載，一旦發生火災其危害性也絕非普通單、多層建筑可比，極易造成重大的人員傷亡和財產損失。因此，對高層及超高層建筑開展火災試驗研究對火災蔓延機理的掌握、防火滅火策略的制定以及人員疏散的決策均具有極其重要的指導作用。

近些年諸多火災案例表明，建筑外墻已成為高層及超高層建筑火災迅速蔓延的重要途徑，研究不同外墻形式下的開口火溢流行為特征對保障高層及超高層建筑消防安全具有非常重要的現實意義。由于作用于高層和超高層建筑外墻的環境風場的風速大小隨建筑高度的增加依冪指規律呈逐步增大的趨勢，較高樓層處室外環境風場的風速可達十幾米每秒甚至幾十米每秒，火災工況時開口火溢流行為勢必受到環境風場的強烈影響。因此，在開展高層及超高層建筑火災試驗研究時若不考慮室外環境風場的影響將無法較為真實地反映出建筑外墻實際的火災場景，因而研發一款應用于建筑外墻防火性能試驗的環境風場模擬裝置就顯得尤為迫切和重要。

既有的各環境風場模擬裝置大多應用于火災科學以外的領域。如申請號為201110273861.3的專利公開了一種室內海面風場模擬試驗裝置，申請號為201510683151.6的專利公開了一種導線舞動試驗用的風場模擬裝置，申請號為200910196463.9的專利公開了一種模擬舒適性自然風的空調裝置。

而對于既有為數不多的應用于火災試驗的環境風場模擬裝置，其在高層及超高層建筑外墻防火性能試驗方面的應用仍存在很大的局限性。如申請號為201510906813.1的專利公開了一種環境風作用下寬闊水面油池火燃燒模擬裝置，但僅能用于縮尺火災試驗。其中用于環境風場模擬的裝置雖可實現送風風速的變頻調節，但送風角度不能改變，也無法同時于不同高度處輸出不同大小的風速。又如申請號為201420057338.6的專利公開了一種外界風作用下高層建筑樓梯井或豎井火災實驗模擬裝置，也僅能用于縮尺火災試驗。其中用于環境風場模擬的裝置雖采用了移動風幕系統，可實現對任意樓層室外環境風場的模擬，但無法實現整個建筑外墻環境風場的同時再現，此外送風角度無法改變，僅能垂直于建筑外墻，送風速度的區間也僅為0～8m/s，很難反映超高層建筑較高樓層處的室外環境風場。同時，上述兩專利中環境風場模擬裝置送風面的幾何形狀均較為單一，無法產生具有多種分布規律的環境風場，且無法較好地應用于復雜幾何形狀的建筑外墻。

因此，有必要設計一種能夠專門為高層及超高層建筑外墻全尺及縮尺防火性能試驗提供環境風場模擬的系統。

發明內容

針對上述技術不足，本發明提供了一種應用于建筑外墻防火性能試驗的環境風場模擬單元及系統，其可為高層及超高建筑防火性能試驗提供外部風場條件。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

應用于建筑外墻防火性能試驗的環境風場模擬單元，包括殼體，以及設置于殼體內順次排布的變速風機、電動風閥、整流格柵及送風風道；所述變速風機至少與三個電動風閥對應，所述的整流格柵和送風風道均與電動風閥數量相同且一一對應，且每個送風風道的末端均設有球形噴口。