[发明专利]一种建筑构件模拟火灾实验用燃气火源装置及使用方法

说明书

本发明涉及一种建筑构件模拟火灾实验用燃气火源装置及使用方，柱构件实验：固定移动托架及配气装置安全检查；燃烧器安装、连接及清理；燃烧器点火、设定使用工况0及调试；将柱试件置于八个燃烧器中间支架区域内，打开总启闭阀的同时点燃各燃烧器并开始记录柱试件表面各测点温度变化，按照使用方案执行完毕n个单位面积热释放速率使用工况后，依次关闭各启闭阀，最终关闭总启闭阀并停止记录柱试件表面各测点温度；梁构件实验：沿着八个燃烧器所形成大矩形的长边方向用吊线将梁试件悬挂且位于八个燃烧器中心正上方；开展梁试件实验与柱试件的实验步骤基本相同；本发明能够为构件的防火设计、耐火性能评价等科学研究和工程实践现实需求服务。

技术领域

本发明涉及建筑结构防火领域，具体涉及用于工业与民用建筑的结构构件开展模拟火灾作用下温升行为及耐火性能研究的一种建筑构件模拟火灾实验用燃气火源装置及使用方法。

背景技术

英国PD 7974-1:2003提出了对部分建筑场所进行设定火灾时可考虑的火灾荷载密度取值，例如办公场所的平均值可采用420MJ/m²，同时也提出了可考虑的单位面积热释放速率取值，例如办公场所可采用290kW/m²。

利用“火灾荷载密度”作为依据开展建筑构件的模拟火灾实验研究时，常将资料提供的取值（单位MJ/m²）与构件所在建筑场所的地面面积（单位m²）相乘，并且除以木材的热值（单位MJ/kg）及密度（单位kg/m³）后换算为一定体积的木垛作为火源，此方法以燃烧物完全燃烧所释放的热量与场地面积的比值来满足资料取值，可研究一次模拟建筑火灾的全过程（包括发生、增长、完全发展、衰减和熄灭阶段）中建筑构件的温升行为及耐火性能；

利用“单位面积热释放速率”作为依据开展建筑构件的模拟火灾实验研究时，首先确定燃烧面的面积（单位m²），然后将燃烧面的面积乘以资料取值（单位kW/m²），并且除以燃气的热值（单位MJ/kg）及密度（单位kg/m³），得到需要提供的燃气流量（单位m³/s）。此方法以标准中提供的一定纯度燃气的热值为依据并假设燃气能够完全燃烧，可通过调节燃气的流量研究不同单位面积热释放速率下（即不同火灾规模下）建筑构件的温升行为及耐火性能，相当于使用木垛火源时直接进入完全发展阶段（热释放速率稳定），具有稳定、可计量、调节的特点。

在建筑制品消防检测领域，《火灾试验 表面制品的实体房间火试验方法》（GB/T25207-2010）、《复合夹芯板建筑体燃烧性能试验 第1部分：小室法》（GB/T 25206.1-2014）、《复合夹芯板建筑体燃烧性能试验 第2部分：大室法》（GB/T 25206.2-2010）均提供了一种平面正方形的箱式点火源燃烧器结构，其钢制的箱体顶面敞开，底面中心开圆孔与丙烷进气管连接，内部自下而上依次放置黄铜丝网（铜丝纱布）—粗砂（砂砾）—黄铜丝网—细沙。给出的箱体样例高宽比均在1/2~1之间，连同箱体内的填充物一同起到保证燃烧口气流均匀分布的作用。

在模拟火源设计领域，专利201010556982.4针对不同制品燃烧性能测试中所用点火源能够模拟潜在真实火源的需求，提供了一种预混/非预混使用多种气源、配合有多种可选燃烧器、电子程序自动反馈控制的模拟火源流量控制方法。该专利的特点为：（1）燃烧器针对燃烧性能测试中的点火过程，强调复现潜在真实火源燃烧形态，不需要一定燃烧面积内火焰均匀，仅需使用一个燃烧器点火；（2）热释放速率需求小，仅为0~50kW；（3）对潜在真实火源燃烧发展过程采取程序自动复现模拟。

在火灾安全技术领域，201710012629.1专利的申请，为了克服前人在稳定火焰燃烧特性研究中“模拟火源的燃烧器均由单个燃烧器构成，改变一种火源尺寸就需要设计一个新的燃烧器，不够经济”和“平面长宽比较大的燃烧器，通常纵向两个末端没有可燃气流，导致火焰均匀性差”的不足，对前述标准中燃烧器的外形进行了改进，并通过多个正方形开口燃烧器不同组合方式的摆放来改进上述不足。