[发明专利]一种模块化高层建筑火灾试验模拟装置

说明书

本发明涉及一种模块化高层建筑火灾试验模拟装置，模块化实验主体与实际高层建筑按照缩比例建造，其由多个外形大小相同的、矩形体结构的电梯井单元、房间单元、支撑单元纵横叠加组合而成；房间单元左右侧面贯通，并可用调节板调节贯通面的面积，上下侧面密封，前后侧面为观察窗；电梯井单元一侧面具有可开启的操作门，与其相对的另一侧面贯通，并可用调节板调节贯通面的面积，上下侧面贯通或可采用盖板模块密封；温度测量装置置于各个房间单元内部；压力测量装置置于电梯井单元内；风速测量系统置于各个房间单元水平之间开口处。本发明能够通过模块化组合开展多种楼层、多种结构的高层建筑火焰动力学、烟气蔓延机制以及烟气控制效果模拟试验。

技术领域

本发明涉及一种模拟高层建筑火灾试验的装置，具体来说，是一种模块化高层建筑火灾实验模拟装置，用于对自然通风与正压通风情况下高层建筑火灾的火焰动力学、烟气蔓延机制以及烟气控制效果进行模拟实验。

发明内容

社会经济不断发展，随着城市化建设不断推进，高层建筑成为城市建筑的主体，高层建筑火灾安全问题也得到人们的普遍重视。高层建筑中有许多竖井、电梯井、楼梯井等结构，一旦发生火灾，烟气会受到烟囱效应的作用，沿着这些竖向通道迅速蔓延至建筑各区域，对于火灾救援与人员疏散造成重大威胁。研究表明，火灾烟气的高温性、毒害性与遮光性极易对受困人员造成危害，故研究高层建筑火灾烟气蔓延机制与烟气控制对高层建筑火灾救援与疏散具有重大意义。

自然排烟与机械排烟是烟气控制的两种主要方式，而移动式正压排烟设备作为机械排烟的重要手段之一，其便携性好、灵活性高，能够有效控制烟气通过竖向进入其他楼层，并且能够控制消防电梯井，楼梯井等疏散通道内的烟气，延长可用的火灾救援与人员疏散时间。

全尺寸实验需要耗费大量的财力，还需要各方面人力配合，且进行一次实验时间较长。与全尺寸实验相比，缩尺寸实验不仅成本较低，且重复性与操作性都更优，但如何选用缩尺寸实验装置是本领域急需解决的技术问题。

背景技术

本发明的目的是提供一种模块化高层建筑火灾试验模拟装置，可以在实验室模拟多种结构的高层建筑火灾蔓延情况，采用移动式正压通风装置对高层建筑进行通风排烟，研究其烟气蔓延机制及烟气控制效果，探究适用于高层建筑火灾烟气控制的策略。

本发明采取以下技术方案：

一种模块化高层建筑火灾试验模拟装置，包括模块化实验主体、火焰燃烧单元6、测量系统、烟气收集处理装置、正压排烟设备；所述模块化实验主体与实际高层建筑按照缩比例建造，其由多个外形大小相同的、矩形体结构的电梯井单元4、房间单元3、支撑单元5纵横叠加组合而成；所述房间单元3左右侧面贯通，并可用调节板调节贯通面的面积，上下侧面密封，前后侧面为观察窗；所述支撑单元5为立方体框架结构；所述电梯井单元4一侧面具有可开启的操作门，与其相对的另一侧面贯通，并可用调节板调节贯通面的面积；所述电梯井单元4上下叠加设置为一列，其内部竖直向贯通，上下侧面可采用盖板模块密封，整体位于模块化实验主体的边侧，操作门所在侧面朝外；正压排烟设备能够设置于：模块化实验主体边侧部位的房间单元3贯通侧面的任意位置；所述火焰燃烧单元6可设置于任意一房间单元3内部；所述测量系统包括温度测量装置、压力测量装置、风速测量装置；所述温度测量装置包括置于各个房间单元内部的热电偶阵列以及与其连接的数据传输与采集装置；所述压力测量装置包括置于电梯井单元4内的压力探头以及与其连接的数据传输与采集装置；所述风速测量系统包括置于各个房间单元3水平之间开口处的风速探头以及与其连接的数据传输与采集装置；所述测量系统的控制中心与所述温度测量装置、压力测量装置、风速测量装置分别信号连接。

进一步的，压力传感器探头置于电梯井单元4内部中间位置；风速测量探头置于各个房间单元3横向贯通面处。

进一步的，所述模块化实验主体与实际高层建筑按照1:4比例缩比建造。