一種針對建筑外墻防火結(jié)構(gòu)及其性能的模擬實(shí)驗裝置的制造方法
【專利說明】一種針對建筑外墻防火結(jié)構(gòu)及其性能的模擬實(shí)驗裝置
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及建筑外墻防火測試技術(shù)領(lǐng)域，具體來說是一種針對建筑外墻防火結(jié)構(gòu)及其性能的模擬實(shí)驗裝置。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]隨著我國社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷深入，(超)高層建筑日益增多。我國內(nèi)地目前共有近20萬座高層建筑，其中超高層建筑有近3000多座，與高層建筑快速發(fā)展相依相伴的是其帶來的嚴(yán)重的火災(zāi)安全問題。
[0005]外墻有機(jī)保溫材料的使用可以在一定程度上減少能源消耗，而且給居民提供一個相對舒適的生活環(huán)境，但是大量可燃外墻保溫材料的使用也帶來了重大的火災(zāi)安全隱患，帶來的災(zāi)難更是不可估量。目前，可燃和易燃外墻保溫材料的大量使用，使得由建筑外立面火蔓延造成的重特大火災(zāi)事故頻繁發(fā)生；其次，高層建筑發(fā)生火災(zāi)，建筑內(nèi)部豎向間火焰和煙氣蔓延非常迅速，還會通過建筑外部可燃外立面燃燒形成內(nèi)-外-內(nèi)相互蔓延的大規(guī)模立體火災(zāi)，撲救難度大。
[0006]高層建筑火災(zāi)在致災(zāi)機(jī)理與行為方面具有很多新的特點(diǎn)，在防控方面有諸多技術(shù)難題亟待解決。首先，外墻保溫材料被廣泛應(yīng)用于高層建筑，成為降低建筑能耗的重要途徑之一。常用的外墻有機(jī)保溫材料，如聚苯乙烯和硬泡聚氨酯外墻保溫材料等，雖然具有優(yōu)越的保溫節(jié)能性能，但是這些保溫材料可燃，火蔓延速度迅速，同時又大量有毒有害煙氣，造成重大的安全隱患。再者，復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)及邊界條件會帶來特殊的火災(zāi)演化行為。高層建筑的結(jié)構(gòu)與邊界條件復(fù)雜，管網(wǎng)縱橫交錯，樓梯井、電梯井、管道井等豎向通道內(nèi)形成的煙囪效應(yīng)、活塞風(fēng)等顯著影響高層建筑內(nèi)部的火蔓延及煙氣輸運(yùn)過程，是造成群死群傷重大事故的重要原因。當(dāng)室內(nèi)火災(zāi)導(dǎo)致玻璃幕墻破裂時，將形成外立面開口火溢流，火災(zāi)給高層建筑的結(jié)構(gòu)安全帶來嚴(yán)重威脅。最后，火災(zāi)也給高層建筑的結(jié)構(gòu)安全帶來嚴(yán)重的威脅。玻璃幕墻結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和大面積燈箱廣告牌已成為高層建筑等現(xiàn)代綜合建筑的重要結(jié)構(gòu)形式，這些結(jié)構(gòu)本身的力學(xué)荷載分布就非常復(fù)雜，其關(guān)鍵構(gòu)件和節(jié)點(diǎn)在火災(zāi)非均勻強(qiáng)變熱流的作用下，很容易膨脹失效并導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)的局部或整體坍塌，形成重大的火災(zāi)次生災(zāi)害，造成災(zāi)難性后果。
[0007]目前我國《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB50016-2006)和《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB50045-95 2005)都是沒有針對預(yù)防外墻保溫材料引發(fā)的火災(zāi)而制定先關(guān)條文，規(guī)定中都沒有提出針對建筑外墻防火結(jié)構(gòu)的設(shè)計的具體內(nèi)容，即便是最新的《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB50016-2014)也僅僅對民用建筑外墻保溫以及其裝飾時采用的保溫材料的燃燒性能提出要求，對建筑外墻防火結(jié)構(gòu)沒有詳細(xì)規(guī)定。2012年2月10日，住建部就《關(guān)于貫徹落實(shí)國務(wù)院關(guān)于加強(qiáng)和改進(jìn)消防工作的意見的通知》對外墻保溫材料要求加強(qiáng)新建建筑監(jiān)管，要嚴(yán)格執(zhí)行《民用建筑外墻保溫系統(tǒng)及外墻裝飾防火暫行規(guī)定》中關(guān)于保溫材料燃燒性能的規(guī)定，特別是采用BI和B2級保溫材料時，應(yīng)按照規(guī)定設(shè)置防火隔離帶?！蓖鈮Ρ馗綦x帶與保溫材料配比單元，只有公安部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部2009年46號文件要求。從大尺寸窗口火實(shí)驗可知此標(biāo)準(zhǔn)不利于火災(zāi)防控。對已經(jīng)具有外墻外保溫系統(tǒng)的建筑很難按照現(xiàn)行法規(guī)重新安裝，相應(yīng)的通知、法律規(guī)范并未明確其使用要求。
[0008]此外，建筑物外墻固有的外部結(jié)構(gòu)，例如陽臺、窗檻墻、挑檐等類似的水平擋板結(jié)構(gòu)和豎直擋板結(jié)構(gòu)，自身具有一定的寬度和長度，該類建筑結(jié)構(gòu)在一定程度上對外墻保溫系統(tǒng)火行為有一定的影響和相應(yīng)的防火效果?？墒窍鄳?yīng)結(jié)構(gòu)的防火行為沒有具體的研宄和相應(yīng)的火災(zāi)實(shí)驗，缺少這些方面的數(shù)據(jù)支撐和實(shí)驗驗證。因此，有必要針對不同類型建筑外墻的外部結(jié)構(gòu)開展加強(qiáng)建筑防火構(gòu)造的基礎(chǔ)研宄和在建筑外部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上對外保溫火行為的影響研宄，獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)支撐，為高層建筑外立面保溫系統(tǒng)的防火設(shè)計提供有益的指導(dǎo)和借鑒，也為高層建筑火災(zāi)撲救和結(jié)構(gòu)設(shè)計等條紋規(guī)范提供有力的理論指導(dǎo)和技術(shù)支撐。
[0009]由于火災(zāi)現(xiàn)象的復(fù)雜性和不確定性，需要通過引入相似理論的思想，將實(shí)際復(fù)雜的多因素耦合作用下的火災(zāi)過程簡化為影響因子單一、條件可控的小尺寸實(shí)驗研宄，從而簡化實(shí)際火災(zāi)中的復(fù)雜性，降低實(shí)驗成本，操作性簡單，提高實(shí)驗可重復(fù)性。因此，建筑外墻防火結(jié)構(gòu)、防火性能模擬實(shí)驗裝置需要以中小尺寸實(shí)驗為基礎(chǔ)，突出防火隔離帶、水平擋板、豎直擋板等構(gòu)件的防火性能以及對外保溫系統(tǒng)火行為的模擬實(shí)驗和研宄。
[0010]現(xiàn)有技術(shù)中雖有部分文件提出了類似研宄設(shè)計，但均無法滿足建筑外墻防火結(jié)構(gòu)、防火性能模擬實(shí)驗需要。如專利申請?zhí)枮?00910184963.0的專利文件，公開了一種城市建筑外壁面火災(zāi)模擬實(shí)驗裝置，其通過斜坡板的設(shè)計，重點(diǎn)研宄室內(nèi)溢流火對建筑物外壁面的影響，以及毗鄰坡地受限情況下的火行為的實(shí)驗和研宄設(shè)備，研宄的重點(diǎn)在于建筑物外部的斜面對建筑物的影響，無法用于模擬建筑物本身的防火隔離帶、水平擋板、豎直擋板等防火結(jié)構(gòu)。
[0011]專利申請?zhí)枮?0101058927.9也公開了一種建筑物外墻保溫系統(tǒng)火災(zāi)實(shí)驗裝置，該裝置研宄建筑物外墻保溫材料自身的火災(zāi)蔓延規(guī)律和火蔓延抑制措施，研宄重點(diǎn)在于建筑物外墻結(jié)構(gòu)影響下火災(zāi)蔓延的動態(tài)和規(guī)律，而非防火結(jié)構(gòu)性能的研宄，因此同樣無法進(jìn)行防火結(jié)構(gòu)的模擬實(shí)驗。
[0012]如何開發(fā)出一種利用中小尺寸研宄建筑外墻防火構(gòu)件的模擬實(shí)驗裝置已經(jīng)成為急需解決的技術(shù)問題。
[0013]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中尚無針對建筑外墻防火構(gòu)件模擬實(shí)驗裝置的缺陷，提供一種針對建筑外墻防火結(jié)構(gòu)及其性能的模擬實(shí)驗裝置來解決上述問題。
[0015]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種針對建筑外墻防火結(jié)構(gòu)及其性能的模擬實(shí)驗裝置，包括燃燒室組件和模擬主墻，模擬主墻的中下部開有窗口，燃燒室組件固定安裝在模擬主墻上且位于窗口處；燃燒室組件包括支架，支架中部放置有電子天平，電子天平上放置有支架底盤，支架上部固定安裝有燃燒小室，燃燒小室的側(cè)部設(shè)有正門，正門上設(shè)有開口，燃燒器底盤下方安裝有燃燒器支架，燃燒器底盤位于燃燒小室內(nèi)且通過燃燒器支架貫穿燃燒小室的底部放置在支架底盤的上方，燃燒器支架、支架底盤和電子天平三者在一起的垂直高度大于電子天平至燃燒小室的垂直高度；燃燒小室的開口與模擬主墻位于同一豎直平面上，
所述的模擬主墻上位于開口的上方分別設(shè)有左支架和右支架，左支架和右支架分別位于窗口兩側(cè)且水平對應(yīng)，左支架和右支架上安裝有水平擋板；模擬主墻上位于水平擋板的左側(cè)安裝有左豎直擋板且左豎直擋板與模擬主墻構(gòu)成轉(zhuǎn)動配合，模擬主墻上位于水平擋板的右側(cè)安裝有右豎直擋板且右豎直擋板與模擬主墻構(gòu)成轉(zhuǎn)動配合。
[0016]所述的模擬主墻上位于左豎直擋板和右豎直擋板之間安裝有樣品卡槽。
[0017]所述的燃燒小室的上部設(shè)有頂部小孔，燃燒小室的側(cè)部設(shè)有側(cè)向小孔，所述的燃燒器底盤上放有燃燒器。
[0018]所述的左支架和右支架的長度均大于水平擋板的寬度，水平擋板的數(shù)量大于I個。
[0019]所述的左支架和右支架的數(shù)量均大于I個，相鄰的左支架之間呈縱向排列，相鄰的右支架之間呈縱向排列。
[0020]所述的左豎直擋板和右豎直擋板的數(shù)量均大于I個，相鄰的左豎直擋板之間互相橫向連接安裝，相鄰的右豎直擋板之間互相橫向連接安裝。
[0021]還包括熱電偶架，所述的熱電偶架包括熱電偶架底座，熱電偶架底座上安裝有熱電偶架固定盤，熱電偶架固定盤上安裝有豎向支架，豎向支架上橫向安裝有若干個套管支架，套管支架上橫向安裝有若干個熱電偶套管，所述的熱電偶架位于模擬主墻的窗口處，熱電偶套管的末梢與燃燒小室的開口中心點(diǎn)Y軸延長線相對應(yīng)。
[0022]還包括主墻填充板，主墻填充板安裝在模擬主墻的窗口處且位于燃燒小室的下方。
[0023]所述的樣品卡槽的數(shù)量為2個。
[0024]有益效果
本發(fā)明的一種針對建筑外墻防火結(jié)構(gòu)及其