[發明專利]一種多功能大尺度立面火蔓延防控阻隔的實驗裝置

有效

• 申請號: 202011383598.9
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112697954B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 孫金華;李宓;王禹;勾福海;張曼曼
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G01N31/12
• 分類號: G01N31/12;G01M99/00;G09B25/04
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明

本發明公開了一種多功能大尺度立面火蔓延防控阻隔的實驗裝置，該裝置包括鋼型材?陶瓷纖維板混合實驗架，該鋼型材?陶瓷纖維板混合實驗架預設有實驗材料安裝孔洞及熱電偶、熱流計預埋孔洞，底層設置萬向輪，上層設置有集煙罩，管道與氣體采集系統連接，通過管線連接氣體分析儀和數據采集系統；建筑主體前里面設置圖像采集系統，主立面和側立面均架設高速攝像儀和紅外攝像儀各一臺。利用該裝置可以進行多種有關建筑保溫幕墻防火阻隔技術方面的研究，模擬真實火災場景下保溫幕墻在各種阻隔技術下的燃燒現象及燃燒規律，探究有效的防火阻隔技術。

技術領域

本發明涉及火災安全技術領域，具體涉及一種多功能大尺度立面火蔓延防控阻隔的實驗裝置。

背景技術

高層建筑是指建筑高度大于27m的住宅建筑和建筑高度大于24m的非單層廠房、倉庫和其他民用建筑。高層建筑外立面通常包覆有保溫材料，而常見的有機保溫材料例如聚氨酯、聚乙烯等具有燃點低、火勢蔓延快的特點。近年來隨著高層建筑的日益增多，高層建筑火災形勢也愈加嚴峻，由于建筑外墻保溫材料導致的高層建筑內外交互火災層出不窮。高層建筑立體火蔓延行為和規律不僅與建筑外墻可燃物的物化性質、尺寸形態形狀相關，還與環境因素如風、溫度等有著密切關系。易燃有機保溫材料受熱后易熔融流淌、燃燒熱大、火蔓延速度快，有毒有害氣體生成多，具有極大的火災危險性；室內燃燒環境復雜、潛在火災隱患較多、火災荷載密度遠超常規建筑，且極易通過玻璃幕墻等途徑實現內外交互火蔓延；且高層建筑火災人員疏散和滅火救援困難，極易造成巨大的人員和財產損失。正是由于高層建筑火災場景的復雜性，目前國內外還沒有發展一套成熟的針對高層建筑外立面保溫幕墻火蔓延災害的防治技術，而近年來國內面臨著大量建筑外墻改造的難題，如何有效預防阻隔建筑外立面火蔓延亟待解決。

高層建筑火災阻隔技術是建筑火災以及消防安全中的基礎性課題，研究高層建筑內外交互火蔓延發展規律，探究多技術融合的阻隔技術，科學地認識大尺度條件下建筑立面火災發展機制和阻隔技術，不僅可以拓展和深化火災科學理論，同時也可以為發展建筑火災防治技術提供理論支撐。

目前國內外高層建筑外立面阻火及滅火主要通過防火隔離帶的布置來實現，但還沒有形成一套科學成熟的高層建筑內外交互立體火蔓延阻隔技術，本發明根據高層建筑火災發展規律，立足自防自救，設計一套可開展多種實驗方案研究加強高層建筑防火阻火能力，降低火災規模的實驗裝置。

發明內容

為了開展不同尺寸、間隔以及阻隔形式的大尺度立面火蔓延防控阻隔實驗，探究科學合理的防控阻隔技術，本發明提供一種多功能大尺度立面火蔓延防控阻隔的實驗裝置。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種多功能大尺度立面火蔓延防控阻隔的實驗裝置，包括：實驗測試系統和數據采集系統兩大部分；實驗測試系統包含實驗架、萬向輪、集煙罩、保溫材料及防火隔離帶；數據采集系統包含安置于熱電偶預設孔洞的熱電偶、置于熱流計孔洞的總熱流計和輻射熱流計、氣體采集分析系統、高速攝像機、紅外攝像儀，其中：

所述萬向輪有四個布置于在實驗架主體下部；

所述的實驗架框架由耐高溫鋼型材為骨架、中間填充硅酸鋁陶瓷纖維板進行組建；

所述的集煙罩主體具有大功率排煙裝置及功率調劑器，并通過連接風道管路的氣體采集分析系統針對燃燒氣體產物及煙氣濃度進行分析；

所述的溫度測量系統和熱流測量系統指的是安置于預設熱電偶孔洞的熱電偶樹，熱流測量系統則指的是安置于預設孔的總熱流計和輻射熱流計；

所述的圖像采集系統包括各兩臺高速攝像機和紅外攝像儀，分別置于實驗裝置正面與側面。

進一步地，所述鋼結構實驗架主體尺寸為2.0m×1.5m×4.7m，壁厚15cm，材料為鋼型材，內框架中間填充硅酸鋁陶瓷纖維板作為實驗支撐材料。

進一步地，所述集煙罩尺寸為6m×6m。