[发明专利]一种外界风作用下高层建筑楼梯井或竖井火灾实验模拟装置

权利要求书

1.一种外界风作用下高层建筑楼梯井或竖井火灾实验模拟装置，其特征在于，包括实验台主体、可移动风幕系统以及配套测控系统；

所述实验台主体，是与实际高层建筑实际尺寸成一定比例的建筑模型，包括楼梯井、竖井、前室、房间、走廊建筑构件，整体采用钢板搭建，并焊接密封而成，其对外的门和窗采用平开方式，并作高温密封处理，使之关闭时达到密封效果；实验台主体支架采用角钢搭建；实验台主体的前侧均采用钢化玻璃外墙，所述钢化玻璃方便观察建筑内部实验过程和现象，该钢化玻璃与所述角钢之间也作高温密封处理；实验台主体的其他侧面以及楼梯井内楼梯踏步均由耐高温防火板和钢板组成；楼梯井、竖井、前室、房间、走廊建筑构件均有开口，可以通过方形法兰联通；

所述可移动风幕系统，包括风幕支架、支架底端滑轮、风机、风道、电动葫芦钢丝绳、电动葫芦滑轮组成；所述风幕支架采用角钢搭建，所述支架底端轮子，用于水平方向移动风幕系统，所述风道采用钢板搭建，并焊接密封而成；所述电动葫芦钢丝绳和滑轮用于调节风机和风道高度；

所述配套测控系统，包括火焰和烟气温度测量系统、风速测量系统、压力测量系统、烟气成分分析系统、烟气流场测量系统、烟气辐射热流测量系统；所述火焰和烟气温度测量系统包括楼梯井和竖井中间一串竖向热电偶和前室、房间和走廊内部热电偶阵列；所述风速测量系统包括布置于楼梯井和竖井左侧窗户处以及前室、房间、走廊门口处的高温风速探头阵列及与其电信号连接的数据处理装置；所述压力测量系统包括布置于楼梯井和竖井内部的压力探头及与其电信号连接的数据处理装置；所述烟气成分分析系统包括布置于楼梯井和竖井内部的烟气成分测量探头及与其电信号连接的数据处理装置；所述烟气流场测量系统包括布置于楼梯井和竖井底部以及实验台右侧开口的激光片光源，在实验台正面设置摄像机，以观察实验台内片光面上的烟气流动状况，所述烟气辐射热流测量系统包括布置在楼梯井和竖井壁面上的辐射热流计与其电信号连接的数据处理装置。

2.根据权利要求1所述的一种外界风作用下高层建筑楼梯井或竖井火灾实验模拟装置，其特征在于，所述楼梯井和竖井可以通过方形法兰和前室、房间、走廊构件自由组合连接，满足不同实验需求。

3.根据权利要求1所述的一种外界风作用下高层建筑楼梯井或竖井火灾实验模拟装置，其特征在于，所述实验台按实际建筑的1：6的比例建造，共分为6层，所述楼梯井、竖井、前室、房间、走廊侧墙上具有可自由关闭的开口，也可用于实验人员布置测量装置和清洗实验台。

4.根据权利要求1所述的一种外界风作用下高层建筑楼梯井或竖井火灾实验模拟装置，其特征在于，所述楼梯井、竖井、前室、房间、走廊壁面均有由耐高温防火板和钢板组成，与实际建筑壁面传热情况类似，实验结果更加准确。

5.根据权利要求1所述的一种外界风作用下高层建筑楼梯井或竖井火灾实验模拟装置，其特征在于，所述可移动风幕系统不仅位置可以自由移动，而且风机和风道高度可以自由调节,支架的柱子起固定和支撑作用，柱子上有U形小槽，风道与U形小槽通过滑轮相接触，减少风机上下的摩擦力，增加风机运动的稳定性，U形小槽上有小孔，将风机上升到需要的高度后，将安全棒插到风幕下U形小槽上的小孔里面，以防钢丝绳断裂，增加安全性，风幕高度可调范围0-3.8m。

6.根据权利要求1所述的一种外界风作用下高层建筑楼梯井或竖井火灾实验模拟装置，其特征在于，所述可移动风幕系统的风速大小通过改变风机频率来调节，风速范围0-8m/s。

7.根据权利要求1所述的一种外界风作用下高层建筑楼梯井或竖井火灾实验模拟装置，其特征在于，所述可移动风幕系统风道内部放置直径为1cm的PVC塑料管，塑料管道长70cm，将可以塑料管道均匀布置在风道内部，构成整流段，使空气均匀的从整流段流出，从而保证提供稳定的外界风速。

8.根据权利要求1所述的一种外界风作用下高层建筑楼梯井或竖井火灾实验模拟装置，其特征在于，所述火源可位于楼梯井、竖井、前室、房间和走廊的底面。

9.根据权利要求1所述的一种外界风作用下高层建筑楼梯井或竖井火灾实验模拟装置，其特征在于，所述火源可采用正庚烷、甲醇、木垛、液化火多种标准燃料模拟实际可燃物。

10.根据权利要求1所述的一种外界风作用下高层建筑楼梯井或竖井火灾实验模拟装置，其特征在于，所述火源也可采用甲醇火，利用烟饼产生的烟颗粒示踪模拟火灾烟气，烟饼与甲醇油盘保持一定距离，实验时，先点燃烟饼，然后点燃甲醇，甲醇燃烧时卷吸空气，产生的浮力作用驱使烟饼产生的烟气在实验台内流动，即可较为清晰地模拟火灾烟气在高层建筑内的蔓延情况和从楼梯井和竖井中排出的过程。