[发明专利]一种模拟地震竖向振动下的小尺寸建筑火灾蔓延测试装置

说明书

本发明公开了一种模拟地震竖向振动下的小尺寸建筑火灾蔓延测试装置，包括振动台单元、模拟建筑单体单元、控制系统、风速仪、辐射热流计、电热丝点火器、高清摄像机和红外热像仪。振动台单元驱动模拟建筑单体单元上下运动，模拟地震场景；控制系统控制振动台单元的动作；电热丝点火器用以点燃模拟建筑单体单元，模拟火灾场景；风速仪、辐射热流计、高清摄像机和红外热像仪用以收集数据。与现有技术相比，本发明能够测量竖向振动及火灾耦合下的建筑群特殊火蔓延过程，为地震环境下城市建筑火灾安全测试标准的制定提供方法依据。

技术领域

本发明涉及地震与火灾耦合条件下的建筑群特殊火蔓延及相关安全技术领域，特别是涉及一种模拟地震竖向振动下的小尺寸建筑火灾蔓延测试装置。

背景技术

地震引发城市建筑群火灾是人类社会中的一类典型大规模耦合性灾害，具有破坏程度大、波及范围广等特点，在历史上也已经多次发生。例如，仅仅在邻国日本，1923年的关东大地震，诱发大火蔓延达数天，烧毁房屋超40万座、并有10多万人死伤；1948年的福井7.1级大地震，造成超3000人死亡，其中主要的致死原因之一就是火灾；1995年的神户7.2级大地震，超5000人死亡，而地震中曾产生了多达500处的火点。

地震诱发火灾的因素多种多样，对于现代城市而言，震动中若导致天然气管道、输油管道断裂和泄漏均有可能引发大火，同时，现代建筑中大量采用木材、高聚物等可燃材料作为建筑构件、外墙保温、装饰隔断等，如在地震中倒塌这些可燃物将杂乱散落，而一旦发生火灾，其扑救难度将大大增加。另一方面，此类材料在地震的晃动中还有较大几率产生高温熔融物、并四处飞溅形成飞火而引发次生火点，进一步加快火势蔓延。这种多灾种耦合的情况所造成的安全问题已经十分严峻，这也是国际城市公共安全领域中亟待解决的问题。

然而，现有的测试装置并不能全面体现城市建筑群落在发生地震诱发火灾后的火蔓延过程，在一定程度上限制了城市建筑火灾研究及相关防治方法的发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种模拟地震竖向振动下的小尺寸建筑火灾蔓延测试装置，用以耦合地震影响与火灾蔓延两种过程，模拟各种地震竖向振动下，复杂建筑群落的特殊火灾蔓延行为。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明公开了一种模拟地震竖向振动下的小尺寸建筑火灾蔓延测试装置，包括：

振动台单元，多个所述振动台单元以阵列形式排布成所需的模拟地形；

模拟建筑单体单元，所述模拟建筑单体单元放置于所述振动台单元上，所述模拟建筑单体单元为多个，形成待火灾模拟的建筑群；

控制系统，所述控制系统控制每个所述振动台单元的动作，营造出所需的地震纵波振动；

风速仪，所述风速仪布置于由所述振动台单元构成的阵列周边，用以测量烟气蔓延流速的变化；

辐射热流计，所述辐射热流计布置于由所述振动台单元构成的阵列周边，用以测量对外辐射强度变化；

电热丝点火器，所述电热丝点火器用以点燃所述模拟建筑单体单元；

高清摄像机，多个所述高清摄像机分别从不同角度对整个火场进行拍摄记录；

红外热像仪，所述红外热像仪用来记录火场中各处固体表面的温度演化。