一种建筑外立面防火性能试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种建筑外立面防火性能试验装置，包括下部设有窗口的模拟主墙，设置在模拟主墙旁并设有与窗口连通的开口的燃烧室，放置在燃烧室内的燃烧器组件，设置在模拟主墙两侧的模拟翼墙，设置在模拟主墙和两个模拟翼墙所形成的空间内的网架，设置在网架上用于实时测量热流密度的热流传感器和用于测量温度的热电偶传感器孔位，以及位于两个模拟翼墙正前方的环境风送风装置。本发明专利技术是一种针对不同高层及超高层建筑外立面形式和不同环境风速环境下建筑外立面构件防火性能的模拟试验装置，与现有技术相比，本发明专利技术能针对建筑外立面形式和外部环境风速对开口溢流火焰特征的耦合作用影响及其对外立面防火性能影响提供重要的试验模型，填补业内空白。

Fire proof performance test device for building facade

The invention discloses a building facade fire performance test device, including the main simulation wall is arranged at the lower part of the window, set in the simulation of the main window next to the wall and is provided with openings communicated with the combustion chamber, a burner assembly placed in the combustion chamber, is arranged in the wall on both sides of the analog simulation of the main wing wall, grid structure formed in the simulation of the main wall and two simulated wing wall space, set in the grid for heat flux sensor for measuring heat flux and the temperature of the thermocouple sensor is used to measure the hole position, and in the two simulated wing wall in front of the environmental wind blowing device. The present invention is a simulation test device for fire performance of building high-rise building facade in different forms and different wind speed under the environment of facade elements, compared with the prior art, the invention can influence on the facade of the building form and the external environment of wind fire performance and its influence on the coupling effect of the overflow opening Wailimian flame characteristic test the model provides, to fill the gaps in the industry.

【技术实现步骤摘要】
一种建筑外立面防火性能试验装置
本专利技术涉及消防工程
，具体涉及的是一种建筑外立面防火性能试验装置。
技术介绍
随着我国经济的不断发展，高层/超高层建筑不断涌现，其消防安全问题也日趋得到重视。高层/超高层建筑发生火灾后，燃料不完全燃烧组分经窗户等外墙竖向开口形成溢出火焰，很可能引燃外墙上的可燃保温材料，或者导致上层玻璃幕墙破裂，由此引发多楼层火蔓延。近年来国内外多起火灾事故表明，高层建筑火灾扑救难度较大，火势难以得到迅速控制，极易导致重大财产损失和人员伤亡。从近些年案例发现，外立面已成为高层建筑火灾迅速蔓延的重要途径，因此，研究不同外部环境风和不同外立面形式下的开口火溢流行为特征及其对建筑外立面防火性能的影响，对于高层建筑消防安全具有非常重要的现实意义。目前我国《建筑设计防火规范》(GB50016—2006)和《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045—952005)都是没有针对预防外墙保温材料引发的火灾而制定的相关条文，且规定中也都没有提出针对建筑外墙防火结构的设计的具体内容，即便是最新的《建筑设计防火规范》(GB50016—2014)也仅仅对民用建筑外墙保温以及其装饰时采用的保温材料的燃烧性能提出要求。此外，建筑窗口、开口所在的外墙可能与另一面毗邻单侧翼墙构成L型外立面等构造形式，可能会加剧溢流火焰竖向蔓延。实际火灾案例表明，当外墙开口附近存在另一翼墙时，火焰溢流对外墙壁面的热危害可能更加严重。因此，有必要开展不同类型建筑外立面的外部构造形式、窗口等固定结构以及外部环境风速对建筑溢流火焰行为的影响研究，为高层建筑外立面等防火设计提供理论支撑和借鉴。鉴于火灾现象的复杂性和多变性，建筑外立面防火性能主要通过缩尺寸实验模拟研究，以重点得到建筑外立面形式、窗口面积尺寸及环境风速等对建筑溢流火焰行为的影响。现有技术虽已提出类似设计研究，但均无法满足建筑外立面形式防火性能模拟试验装置的需求。如专利申请号为201510133068.1的专利文件，公开了一种针对建筑外墙防火结构及其性能的模拟实验装置，其通过建筑外墙水平挡板、竖直挡板等设计，重点研究建筑外墙防火结构如水平挡板、竖向挡板以及防火隔离带对外立面火焰行为的防火性能和影响机制研究，以及建筑外墙保温材料的防火性能研究和多种复杂建筑外墙防火结构条件下的防火性能研究，无法用于模拟建筑外立面侧墙间距变化、窗口尺寸变化、火源热释放速率测定的模拟实验。如专利申请号为200910184963.0的专利文件，公开了一种城市建筑外壁面火灾模拟实验装置,其通过斜坡板的设计,重点研究室内溢流火对建筑物外壁面的影响,以及毗邻坡地受限情况下的火焰行为的实验和研究设备,研究的重点在于建筑物外部的斜面对建筑物的影响，无法用于模拟建筑外立面等结构形式对溢流火焰行为影响的实验。如专利申请号为201010580927.9也公开了一种建筑物外墙保温系统火灾实验装置，该装置研究建筑物外墙保温材料自身的火灾蔓延规律和火蔓延抑制措施，研究重点在于建筑物外墙结构影响下火灾蔓延的动态和规律，但无法模拟双侧翼墙形势下的火焰行为试验。综上所述，如何开发出一种考虑多因素耦合作用下的试验装置，以开展不同外立面形式和环境风作用下的外立面开口火焰特征以及相应的火灾防控技术研究，已经成为本领域技术人员亟需解决的技术问题之一。
技术实现思路
针对上述技术不足，本专利技术提供了一种建筑外立面防火性能试验装置，其可以针对典型建筑外立面构造形式和不同环境风速下的外立面防火性能进行模拟和试验。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种建筑外立面防火性能试验装置，包括下部设有窗口的模拟主墙，设置在该模拟主墙旁并设有与窗口连通的开口的燃烧室，放置在该燃烧室内、用于燃烧产生火焰并由开口溢流出的燃烧器组件，设置在模拟主墙两侧的模拟翼墙，设置在模拟主墙和两个模拟翼墙所形成的空间内的网架，设置在网架上、用于实时测量模拟主墙上热流密度的热流传感器，设置在网架上并靠近模拟主墙、用于测量模拟主墙和两个模拟翼墙所形成的空间内的温度的热电偶传感器孔位，以及位于两个模拟翼墙正前方、用于产生环境风并以0～20m/s的风速均匀喷射至由模拟主墙和两个模拟翼墙构成的空间内的环境风送风装置。具体地说，所述环境风送风装置包括环境风场模拟单元和控制系统；所述的环境风场模拟单元包括位于两个模拟翼墙正前方的壳体，以及设置于壳体内顺次排布的变速风机、电动风阀、整流格栅及送风风道；所述变速风机至少与三个电动风阀对应，所述的整流格栅和送风风道均与电动风阀数量相同且一一对应，且每个送风风道的末端均设有球形喷口，所述球形喷口正对模拟主墙和两个模拟翼墙所形成的空间；所述电动风阀为单轴矩形风阀，阀体可在0°～90°范围内自由转动；每个送风风道末端的球形喷口的数量不少于三个，且呈均匀分布，每个喷口可输出0～20m/s风速，送风角度可在正负30°范围内通过人工或执行机构调整；所述控制系统同时与变速风机、电动风阀和球形喷口连接。进一步地，所述球形喷口数量至少为九个，且呈格栅状分布。再进一步地，所述环境风场模拟单元数量至少为两个，且按照平铺或者上下叠加的方式进行连接，所有的环境风场模拟单元由一个支架进行支撑，并且支架的底部还设有万向轮。具体地说，所述调节机构包括设置在燃烧室内、且位于开口两边的竖直导轨，同时与两个竖直导轨滑动连接的上移动板，同时与两个竖直导轨滑动连接的下移动板，同时与上移动板和下移动板滑动连接的左移动板，以及同时与上移动板和下移动板滑动连接的右移动板。具体地说，所述燃烧器组件包括设置在燃烧室内的支架，放置在该支架上的高精度称重系统，放置在系统上的支架底盘，以及设置在支架底盘上的燃烧器。更进一步地，本专利技术还包括同时与两个模拟翼墙滑动连接、用于使两个模拟翼墙间距发生变化的导轨。为方便移动环境风送风装置，所述外壳底部四周均设有带刹车装置的万向轮。具体地说，所述控制系统包括风速采集仪、控制柜及计算机；所述控制柜同时与环境风场模拟单元中的变速风机、电动风阀和球形喷口连接；所述风速采集仪位于球形喷口前端，用于将采集到的风速值反馈给计算机，所述计算机与控制柜连接，用于通过控制柜控制变速风机的转速、电动风阀的开度及球形喷口的送风角度，使每个送风通道的送风速度和风向稳定在预设值。作为优选，所述热电偶传感器孔位直径为3mm。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术设计合理、操作便捷，其通过模拟主墙、模拟翼墙、燃烧室、窗口、网架以及环境风送风装置的设置，很好地模拟了环境风速、高层及超高层建筑外立面等结构形式对溢流火焰行为的耦合作用影响，填补了业内的空白，并且试验灵活操作及可重复性强，数据准确性高，因此，本专利技术具有突出的实质性特点和显著的进步。(2)本专利技术设置的环境风送风装置可根据某地环境风场随高度的变化规律同时模拟多个高度处不同风速风向的环境风场，更加真实地反映出高层及超高层建筑外立面环境风场的分布特性。(3)本专利技术环境风送风装置的送风末端采用球形喷口的形式，具有送风距离远及速度衰减慢的优良特性，进行火灾试验时可在保证环境风场模拟系统与缩尺或全尺起火建筑之间安全距离的前提下，为高层及超高层建筑外立面提供符合速度要求的环境风场。(4)本专利技术中的环境风场模拟单元可设置多个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种建筑外立面防火性能试验装置，其特征在于，包括下部设有窗口(6)的模拟主墙(1)，设置在该模拟主墙(1)旁并设有与窗口连通的开口的燃烧室(3)，放置在该燃烧室内、用于燃烧产生火焰并由开口溢流出的燃烧器组件，设置在模拟主墙(1)两侧的模拟翼墙(2)，设置在模拟主墙和两个模拟翼墙所形成的空间内的网架(4)，设置在网架(4)上、用于实时测量模拟主墙上热流密度的热流传感器，设置在网架(4)上并靠近模拟主墙(1)、用于测量模拟主墙和两个模拟翼墙所形成的空间内的温度的热电偶传感器孔位(5)，以及位于两个模拟翼墙正前方、用于产生环境风并以0～20m/s的风速均匀喷射至由模拟主墙和两个模拟翼墙构成的空间内的环境风送风装置。

【技术特征摘要】
1.一种建筑外立面防火性能试验装置，其特征在于，包括下部设有窗口(6)的模拟主墙(1)，设置在该模拟主墙(1)旁并设有与窗口连通的开口的燃烧室(3)，放置在该燃烧室内、用于燃烧产生火焰并由开口溢流出的燃烧器组件，设置在模拟主墙(1)两侧的模拟翼墙(2)，设置在模拟主墙和两个模拟翼墙所形成的空间内的网架(4)，设置在网架(4)上、用于实时测量模拟主墙上热流密度的热流传感器，设置在网架(4)上并靠近模拟主墙(1)、用于测量模拟主墙和两个模拟翼墙所形成的空间内的温度的热电偶传感器孔位(5)，以及位于两个模拟翼墙正前方、用于产生环境风并以0～20m/s的风速均匀喷射至由模拟主墙和两个模拟翼墙构成的空间内的环境风送风装置。2.根据权利要求1所述的一种建筑外立面防火性能试验装置，其特征在于，所述环境风送风装置包括环境风场模拟单元和控制系统；所述的环境风场模拟单元包括位于两个模拟翼墙正前方的壳体，以及设置于壳体内顺次排布的变速风机(13)、电动风阀(14)、整流格栅(15)及送风风道(16)；所述变速风机(13)至少与三个电动风阀(14)对应，所述的整流格栅(15)和送风风道(16)均与电动风阀(14)数量相同且一一对应，且每个送风风道(16)的末端均设有球形喷口(17)，所述球形喷口(17)正对模拟主墙和两个模拟翼墙所形成的空间；所述电动风阀(14)为单轴矩形风阀，阀体可在0°～90°范围内自由转动；每个送风风道(16)末端的球形喷口(17)的数量不少于三个，且呈均匀分布，每个喷口可输出0～20m/s风速，送风角度可在正负30°范围内通过人工或执行机构调整；所述控制系统同时与变速风机(13)、电动风阀(14)和球形喷口(17)连接。3.根据权利要求2所述的一种建筑外立面防火性能试验装置，其特征在于，所述球形喷口(17)数量至少为九个，且呈格栅状分布。4.根据权利要求3所述的一种建筑外立面防火性能试验装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋亚强，尹航，
申请(专利权)人：公安部四川消防研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51