本申請是多驅動力作用下高層建筑火災煙氣流動規律及控制技術研究試驗臺，該試驗臺包括高層建筑模型和室外實驗裝置，高層建筑模型包括電梯間、樓梯間、合用前室、送風豎井、排煙豎井、送風口、排煙口、環形走廊、實驗房間；室外實驗裝置包括機械加壓送風機、機械排煙機、室外風模擬產生裝置、流量計、變頻調節器、多點溫度采集系統、多點壓力采集系統。該試驗臺按照實際建筑1∶3縮尺建造，具有真實性強、功能多樣、構造精細、形象實用的優點。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于火災安全
，具體涉及城市(超)高層建筑室內火災煙氣流動規律及控制技術試驗臺。
技術介紹
近年來，隨著經濟的發展和城鎮化進程的加快，為解決城市人口增長和土地資源日益緊缺的問題，城市建筑不斷向高層發展。主要呈現出以下特點:高層建筑的數量越來越多；建筑體型和結構形式日趨復雜，功能日趨綜合，高層綜合性建筑群不斷涌現。有關統計顯示，我國目前有高層建筑大約有15萬余幢，其中高度在100m以上的超高層建筑約有1800多棟，且該數量仍在快速增長中。高層建筑給我們帶來舒適、美觀、宏偉的視覺感受和優越的居住環境，但是高層建筑所引發的安全問題，尤其是消防安全問題也相當嚴峻，由各種原因導致的高層建筑火災事故時有發生。高層建筑發生火災的起數在火災總數中所占比例雖然不是很大，但所造成的損失很大。高層建筑發生火災時，其火災煙氣在各種驅動力的作用下，在建筑內首先水平蔓延，然后豎向蔓延。蔓熱煙氣蔓延的驅動力主要包括高溫引起的熱浮力，煙囪效應、外界風力、機械加壓送風及機械排煙的影響。在各種因素的影響下，火災煙氣在高層建筑內。疏散走廊作為疏散通路的第一安全區，不能絕對防止火災煙氣的侵入，任何一個房間發生火災時所產生的煙氣都有可能侵入到疏散走廊中。普通建筑發生火災時，火災煙氣主要受熱浮力的驅動，建筑內熱壓作用、室外風壓和通風空調的驅動作用較小，因此疏散走廊中火災煙氣輸運的動能較小。而高層建筑內熱壓作用顯著，且室外風壓大，火災時外窗破碎導致室外風灌入，這兩種驅動力顯著增加了火災煙氣在疏散走廊輸運的動能。機械加壓送風啟動后，正壓送風會阻擋火災煙氣在疏散走廊的輸運，同時機械排煙會對火災煙氣造成較大的擾動。因此，在多驅動力耦合作用下，疏散走廊內火災煙氣輸運過程更加復雜，煙氣流動更加難以控制。目前高層建筑煙氣控制方法一般對樓梯間、前室或消防電梯合用前室進行機械加壓送風，對疏散走廊進行排煙，防止火災煙氣由疏散走廊進入垂直疏散通道，以確保人員安全疏散。由上述可知，高層建筑發生火災后，火災煙氣除了熱浮力驅動外，建筑內熱壓、室外風壓、機械加壓送風和機械排煙等驅動力對火災煙氣的驅動作用也比較顯著。然而目前高(超)高層建筑的防排煙設計，多數仍依照普通高層建筑有關防排煙的規定執行，此種設計方法只考慮對熱浮力驅動作用下火災煙氣進行控制，并沒有考慮高層建筑發生火災后建筑內熱壓、室外風壓等多種驅動力對火災煙氣輸運的顯著影響。雖然國外有學者對這些問題進行了關注，但缺乏進一步的深入考慮，這些因素對傳統的排煙措施和防煙措施的有效性提出了挑戰。(超)高層建筑所具備的上述特點，使其較普通建筑具有更大的火災危險性和更高的消防安全目標，需要更加完善的消防安全保障體系。然而目前國內外還沒有形成較完善的針對(超)高層建筑火災煙氣控制的規范或指南，許多建筑設計者在遇到此類建筑時都感到無章可循。因此，有必要對(超)高層建筑開展火災煙氣輸運規律與優化控制方面的系統研究。
技術實現思路
鑒于上述科學問題的解決，在現有的技術資料中未發現有關這方面專用建筑的報道，為了阻止火災煙氣的蔓延擴散，減少火災帶來的人員傷亡和財產損失，故研制開發了這樣一套控制火災蔓延擴散的試驗臺。一種多驅動力作用下高層建筑火災煙氣流動規律及控制技術研究試驗臺，試驗臺包括高層建筑模型和室外實驗裝置。進一步地，高層建筑模型按照1/3比例搭建；進一步地，高層建筑模型包括電梯間、樓梯間、合用前室、送風豎井、排煙豎井、環形走廊、送風口、排煙口、實驗房間；進一步地，樓梯間、電梯間和合用前室被環形走廊圍繞，是火災發生時需要保護的區域，是機械加壓送風的加壓區域；進一步地，環形走廊位于試驗臺的四周邊沿，是火災發生時人員水平疏散區域和機械排煙排除火災煙氣的區域，應保證著火樓層環形走廊內的清晰度；進一步地，排煙豎井位于試驗臺一角或者試驗臺一邊中心位置朝向室外的一側，用于發生火災時用來排除煙和熱氣；進一步地，高層建筑模型至少包括10層；進一步地，高層建筑模型房間周邊以及環形走廊周邊均采用透明防火玻璃8。高層建筑模型每層靠近頂棚處設置能自由開、閉狀態的排煙口，并根據量綱相似理論計算，設置相應排煙量的風機。樓梯間包括豎井，所述豎井每隔一層設置一個常開式送風口。合用前室為電梯間和樓梯間開門處公用的空間，每層設置一個可自由調節開、閉狀態的送風口，樓梯間和電梯井每層均設置能通往所述合用前室的可自由調節開、閉狀態的門。合用前室4在3、4、5層設置兩處通向走廊不同方向的可自由調節開、閉狀態的門。室外實驗裝置包括機械加壓送風機、機械排煙機、室外風模擬產生裝置、流量計、變頻調節器、多點溫度采集系統、多點壓力采集系統，該裝置用于火災發生時，為高層建筑提供實驗條件。高層建筑物模型的門窗采用采用活頁式，便于調節開、閉狀態；所述高層建筑物模型的起火房間在外側預留可變開窗，以分析室外風影響；所述排風煙機配備有變頻器，用以調節風量和風速；所述合用前室門多方向預留空間，以便于改變開門方向。一種多驅動力作用下高層建筑火災煙氣流動規律及控制技術研究試驗臺的試驗方法包括以下步驟:在所述的高層建筑模型的任意一層點燃可燃物；實驗分析不同室外風速對室內可燃物熱釋放速率、火災煙氣溫度變化規律及煙氣蔓延擴散速度的影響；研究內走道機械排煙設施布置方式不同對火災煙氣蔓延規律及溫度分布規律的影響；研究合用前室機械加壓送風口布置位置對前室機械加壓送風防煙效果的影響；研究機械加壓送風情況下，樓梯間及前室內速度和壓力分布的規律，從而確定機械加壓送風的防煙效果；還包括以下步驟:在所述高層建筑模型的3、4、5層任意一層點燃可燃物；研究前室送風口與合用前室門相對位置不同時的防煙效果；研究樓梯間機械加壓送風時不同樓層的壓力分布規律及樓梯間門出的風速分布規律；研究樓梯間、合用前室單獨送風及同時送風時壓力、速度的分布規律及防煙效果。本專利技術首次建立了一套集研究高層建筑內部火災發展蔓延規律、機械排煙策略優化設計與機械加壓送風防煙效果等多種功能為一體的實體研究平臺，該試驗臺按照實際建筑1: 3縮尺建造，具有真實性強、功能多樣、構造精細、形象實用的優點。【附圖說明】下面結合附圖和【具體實施方式】對本專利技術作進一步詳細的說明。附圖1為試驗臺剖面圖。附圖2為樓梯示意圖。附圖3為試驗臺平面圖。附圖標號:1.排煙豎井2.環形走廊 3.送風道4.合用前室5.電梯間6.樓梯間7.實驗房間 8.防火玻璃9.外掛上人簡易樓梯10.變頻風機 11.鼓風機 12.樓梯扶手【具體實施方式】以下結合附圖對本申請的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋專利技術，并非用于限定本專利技術的范圍。—種多驅動力作用下高層建筑火災煙氣流動規律及控制技術研究試臺，試驗臺包括高層建筑模型和室外實驗裝置。進一步地，高層建筑模型按照1/3比例搭建；進一步地，高層建筑模型包括高層建筑模型包括電梯間當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種多驅動力作用下高層建筑火災煙氣流動規律及控制技術研究試驗臺，其特征在于，所述試驗臺包括高層建筑模型和室外實驗裝置，所述高層建筑模型按照1/3比例搭建；所述高層建筑模型包括電梯間、樓梯間、合用前室、送風豎井、排煙豎井、環形走廊、送風口、排煙口、實驗房間；所述樓梯間、電梯間和合用前室，被環形走廊圍繞，是火災發生時需要保護的區域，是機械加壓送風的加壓區域；所述環形走廊，位于試驗臺的四周邊沿，是火災發生時人員水平疏散區域和機械排煙排除火災煙氣的區域，應保證著火樓層環形走內的清晰度；所述排煙豎井位于試驗臺一角或者試驗臺一邊中心位置朝向室外的一側，用于發生火災時用來排除煙和熱氣；所述高層建筑模型至少包括10層；所述高層建筑模型房間周邊以及環形走廊周邊均采用透明防火玻璃。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：李思成，陳穎，
申請(專利權)人：中國人民武裝警察部隊學院，
類型：發明
國別省市：河北;13
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