[发明专利]一种研究建筑防火间距的火灾模拟实验装置及实验方法

权利要求书

1.一种研究建筑防火间距的火灾模拟实验装置，包括主体框架（1）、燃烧室（2）、目标墙体（3）、测量系统（4）、火源（5），主体框架（1）为高度不小于两层实际建筑高度的钢结构框架，主体框架（1）正面安装有外墙（1-1），外墙（1-1）固定模块化墙板（1-2）；所述的燃烧室（2）位于主体钢结构框架（1）首层的外墙（1-1）后侧，其余三面燃烧室墙体（2-1）采用模块化墙板（1-2）固定于主体框架（1）的钢结构框架上，顶部采用轻钢龙骨填充岩棉并固定防火板复合组成的楼板（2-2）固定于主体框架（1）楼层间的钢结构框架上，外墙（1-1）与两侧的燃烧室墙体（2-1）成密封态，模块化墙板（1-2）采用C型轻钢龙骨（1-4）填充岩棉（1-5），表面采用螺钉固定纤维增强硅酸钙板（1-6）复合组成，模块化墙板（1-2）两侧分别为凹、凸结构，互相配合，其特征在于：后墙居中位置开有0.9m宽，2.0m高的门（2-3），燃烧室（2）正面外墙（1-1）的居中位置设置开口（1-3），其尺寸模拟真实着火房间开口尺寸，燃烧室（2）四周墙体内侧及楼板（2-2）底部的防火板表面固定一层硅酸铝棉毡（1-7）进行防火保护，燃烧室（2）中心放置火源（5）；所述的目标墙体（3）其尺寸与燃烧室外墙（1-1）尺寸相同，目标墙体（3）采用轻钢龙骨框架，表面钉胶合木板，目标墙体（3）固定在下端面安装有滚轮（3-3）的底座（3-1）上，并通过斜支撑（3-2）加固以保持稳定，目标墙体（3）位于燃烧室（2）正对面；所述的测量系统（4）包括热电偶束（4-1）、热电偶（4-2）、辐射热流计（4-3），热电偶束（4-1）由4个热电偶（4-2）连接成串，热电偶（4-2）之间的垂直间距为500mm，燃烧室（2）内置有两束热电偶束（4-1），其中一束位于燃烧室（2）中线且在模拟火源（5）与外墙（1-1）内壁的中间，另一束位于燃烧室（2）中线且在模拟火源（5）与侧墙（2-1）内壁的中间，热电偶束（4-1）顶部的热电偶（4-2）距燃烧室（2）天花板（2-2）的高度为200mm，在燃烧室（2）开口（1-3）的中心点和开口（1-3）上沿中线各布置一个热电偶（4-2），在外墙（1-1）外壁中线上布置若干热电偶（4-2），最下面一个热电偶（4-2）距离开口（1-3）上沿的垂直距离为1000mm，其他热电偶（4-2）之间的垂直间距为1000mm，在目标墙体（3）正对燃烧室（2）一侧的表面上布置若干热电偶（4-2）和热流辐射计（4-3），均位于目标墙体（3）的中线上，最下第一层热电偶（4-2）和热流辐射计（4-3）位于开口（1-2）的中心点高度，第二层热电偶（4-2）和热流辐射计（4-3）位于开口（1-2）上沿高度，其上按照1000mm的垂直间距依次布置多层热电偶（4-2）和热流辐射计（4-3），测量系统（4）与数据采集系统进行连接；所述的火源（5）包括多孔燃烧器（5-1）、燃气管道（5-2）、流量控制器（5-3）、减压阀门（5-4）和燃气瓶（5-5），多孔燃烧器（5-1）用燃气管道（5-2）经流量控制器（5-3）、减压阀门（5-4）和燃气瓶（5-5）连通。

2.采用权利要求1所述的研究建筑防火间距的火灾模拟实验装置的实验方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：实验装置的安装和调整

（一）、在外墙（1-1）上安装不同高度和宽度的模块化墙板（1-2），按照实验需求，调整开口（1-3）大小；

（二）、按照实验需求，调整燃烧室（2）的外墙（1-1）和目标墙体（3）之间的防火间距；

（三）、按照实验需求，可在外墙（1-1）表面安装可燃饰面挂板；

（四）、按测试要求，安装热电偶束（4-1）、热电偶（4-2）和热流辐射计（4-3）；

步骤二：实验准备

（一）、环境参数记录：记录实验条件下的环境温度、空气视图、大气压力、风速、风向及大气稳定程度环境参数；

（二）、安全检查：检查燃气瓶（5-5）有无破损和结霜现象，检查燃气管道（5-2）有无明显的破损，检查减压阀门（5-4）是否能正常工作；

（三）、把测量系统（4）与数据采集系统进行连接；

（四）、点燃火源（5）前5min开始数据采集和摄像记录，如果测点热电偶（4-2）或热流辐射计（4-3）出现数据异常，对测量仪器和数据采集系统进行排查，保证数据采集的正确性；

步骤三：进行火灾模拟实验

（一）、点燃多孔燃烧器（5-1），根据实验火灾功率的需求控制燃气流量，记录实验过程中的图像和数据；

（二）、实验过程中观察并记录外墙（1-1）和目标墙体（3）在点火后发生的变化及其发生时间，包括墙体整体或局部出现变形、破裂、脱落等情况及其发生时间；

（三）、如果出现燃烧室（2）的墙体（2-1）或楼板天花板（2-2）脱落、失效出现威胁平台结构或人员安全的因素、目标墙体表面的胶合木板被引燃的现象，可即时关闭减压阀门（5-4）并终止实验；否则，应持续至少30min的火灾时间；

步骤四：评估实验结果

（一）实验结束后，关闭测量系统（4），放空燃气管道（5-2）中的燃气；

（二）待实验装置自然冷却后，对实验装置及目标墙体（3）进行仔细观察，评估燃烧室（2）、外墙（1-1）及目标墙体（3）的受火情况，并做好文字和图像记录，包括燃烧室内天花板（2-2）和燃烧室墙体（2-1）表面硅酸铝棉毡的完整情况、模块化墙板（1-2）的破裂及脱落等情况、目标墙体（3）表面胶合木板的炭化和燃烧情况。