建筑物内部火灾烟气流动模拟装置制造方法
【专利摘要】建筑物内部火灾烟气流动模拟装置，包括一个或一个以上横向模型单元(1)横向排列与一个或一个以上纵向模型单元(2)纵向叠层组合而成，通过在模拟装置内放置发烟器观察模拟火灾烟气在楼层里、电梯竖井内、疏散楼梯内流动扩散情况，同时记录不同时间火灾烟气流程和温度，能够计算不同时间火灾烟气的流速；横向模型单元(1)与纵向模型单元(2)均采用无色透明长方形盒体作为房间模型。本实用新型可模拟不同位置着火时正在运行的电梯竖井中的火灾烟气流动；可模拟中性面以下和中性面以上楼层着火在烟囱作用下火灾烟气在竖井和楼层中的流动。如果设置多个水平房间、竖直房间和疏散楼梯的封闭或敞开状态，能模拟的种类更多。
【专利说明】建筑物内部火灾烟气流动模拟装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及建筑物内部火灾烟气流动模拟领域，尤其涉及建筑物内部火灾烟 气流动模拟装置。
【背景技术】
[0002] 燃烧或热解作用所产生的悬浮在气相中的固体和液体微粒称为烟或烟粒子，火场 上含有烟粒子的气状物称为火灾烟气。火灾烟气具有毒性、高温性、减光性和流动扩散性， 对人员疏散和火灾扑救都有较大影响。
[0003] 由于火灾烟气具有流动扩散性，建筑物内部火灾时，火灾烟气沿走廊和坚井进行 扩散，由起火区向非着火区流动，那些与起火区相连的走廊、楼梯及电梯井等都将会充入烟 气。引起火灾烟气流动的驱动力较多，如烟囱效应、燃气的浮力与膨胀力、电梯活塞效应、通 风系统通风机的抽压作用以及自然风的影响等。对建筑物内部火灾烟气流动影响较显著的 是烟@效应和电梯活塞效应。烟@效应指在垂直的围护物中，由于气体对流，促使烟尘和气 流向上或向下流动的效应。建筑物内部烟?效应泛指在有共享中庭、坚向通风（排烟）风 道、楼梯间、电梯坚井等具有类似烟囱特征一即从底部到顶部具有通畅的流通空间的建 筑物、构筑物中，火灾烟气沿着通道进行扩散或排出建筑物的现象。电梯活塞效应指电梯在 电梯坚井中运动时使井内出现瞬间压力变化产生向外排气和向内吸气的现象。
[0004] 目前建筑物内部火灾烟气流动规律的主要学习方式主要是通过学习理论知识来 掌握，由于书面知识的理论性、静态性、不直观性，使学习者很难系统掌该知识点，尤其是对 逆烟@效应、火灾烟气在中性面以上和中性面以下不同的流动规律难理解，导致学习效果 不佳。为提高学习效率，使理论的知识能够直观的呈现， 申请人:研发了建筑物内部火灾烟气 流动模拟装置，教学中，教师结合装置进行演示教学，强化了实践，缩短了学习时间，提高了 学习效果和学习效率。
【发明内容】
[0005] 本实用新型的目的正是为了克服现有建筑物内部火灾烟气流动只能够依靠书本 教学存在的缺陷，而提供一种为建筑物内部火灾烟气流动模拟装置，把建筑物简化后按照 一定的比例做成模型，实验时可假定任何一个房间发生着火，从而进行火灾烟气流动规律 实验验证。本实用新型的目的是通过如下技术方案来实现的：
[0006] 建筑物内部火灾烟气流动模拟装置，本实用新型特征是，包括一个或一个以上横 向模型单元横向排列与一个或一个以上纵向模型单元纵向叠层组合而成，通过在模拟装置 内放置发烟器观察模拟火灾烟气在楼层里、电梯坚井内、疏散楼梯内流动扩散情况，同时记 录不同时间火灾烟气流程和温度，能够计算不同时间火灾烟气的流速；横向模型单元与纵 向模型单元均采用无色透明长方形盒体作为房间模型；其中：
[0007] 横向模型单元在盒体内设有将模型空间分隔成房间和横向走廊两间的活动挡板， 在模型顶部刻有刻度尺A，并在房间模型顶板设有电子温度计A ;在横向走廊的侧面内壁上 悬挂有隐形纱窗（左右活动型）结构的防烟挡帘；
[0008] 纵向模型单元在盒体内模拟疏散楼梯和电梯在模拟电梯房前端一侧刻有刻度尺 B;在模拟疏散楼梯房后端开设有一凹槽，在凹槽内固定设有一与之相适应的矩形筒体作为 模拟疏散楼梯；在模拟电梯房前端中部开设有一圆弧槽，在圆弧槽上固定有一圆形筒体作 为模拟电梯间，并在圆形筒体内设有一能够在筒体内上下移动的活塞作为模拟电梯，在圆 形筒体外壁固定有电子温度计B。
[0009] 本实用新型使用无色透明的材质预先制作若干个横向和坚向模型单元，实验时就 像拼积木一样根据模拟的需要自由拼装。
[0010] 如图1-3,横向模型单元A模型为一长方体透明盒子，用活动隔板分为两个部分， 前部分为走廊，后部分为房间，活动隔板可封闭也可敞开，走廊上缘刻有刻度尺，用来测量 火灾烟气的流程。活动隔板通过上下两块板上设置的凹槽来固定，可以来回抽动，抽出时房 间即处于敞开状态，房间状态需在模型拼装时预先设定。B模型在A模型的基础上，走廊上 增加电子温度计，用来测量走廊中的火灾烟气温度。电子温度计为插入笔式速读温度计，在 走廊上预留小孔，测量时插入温度即可。C模型在A模型的基础上，右侧面悬挂有隐形纱窗 (左右活动型）结构的防烟挡帘，可以水平活动，该挡帘通过螺丝钉固定，既可以拉开也可 以收笼，用来模拟隔烟消防设施。
[0011] 纵向模型单元如图4-5, A模型为基本型，为一长方体透明盒子，前端模拟电梯运 动，后端模拟疏散楼梯，电台和疏散楼梯用强力胶和房间粘合，形成一体。模型前端左侧有 刻度线，用来测量火灾烟气流程。模型前端正中央设有一圆弧槽，在圆弧槽上固定有一带裂 缝的圆筒模拟电梯坚井，裂缝模拟电梯门缝，并在圆筒内设有一个能够在筒体内上下移动 的活塞，活塞山下运动用绳子牵引，模拟电梯运动，用来研究火灾烟气在电梯坚井中的运动 和向房间的扩散。模型后端开设有一凹槽，在凹槽内固定设有与之相适应的矩形筒体模拟 疏散楼梯，楼梯和房间有一块活动板，活动板通过凹槽来固定，可以向上完全抽出，当活动 板抽出时表示楼梯间敞开，活动板封闭时表示楼梯间封闭，用来研究火灾烟气在楼梯间和 楼层内的运动。B模型在A模型的基础上，电梯坚井和疏散楼梯壁上预留小孔，用来插入笔 式速读温度计，测量火灾烟气的温度。
[0012] 装置模型可自由拼装组合。横向模型单元和纵向模型单元上下两端可设有类似于 积木结构卡口，根据模拟需要，使用模型单元自由拼装组合建筑物，如图6,在任意一个房间 放置发烟器，即可观察火灾烟气在楼层里、电梯坚井内、疏散楼梯内流动扩散情况，同时记 录不同时间火灾烟气流程和温度，可计算不同时间火灾烟气的流速。
[0013] 有益效果
[0014] 本实用新型由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果，假如按照图6拼装 模型，仅仅考虑模型的运行状态，即可对32类情况下的火灾烟气水平运动、垂直运动进行 模拟。模型状态及组合见表1。可测定任意时刻火灾烟气的流程、流速和温度。可模拟不同 位置着火时正在运行的电梯坚井中的火灾烟气流动；可模拟中性面以下和中性面以上楼层 着火在烟囱作用下火灾烟气在坚井和楼层中的流动。如果设置多个水平房间、坚直房间和 疏散楼梯的封闭或敞开状态，能模拟的种类更多。
[0015] 表1模型状态与建筑物内部火灾烟气流动模拟
[0016]
【权利要求】
1.建筑物内部火灾烟气流动模拟装置，其特征是，包括一个或一个以上横向模型单元 (1)横向排列与一个或一个以上纵向模型单元（2)纵向叠层组合而成，通过在模拟装置内 放置发烟器观察模拟火灾烟气在楼层里、电梯坚井内、疏散楼梯内流动扩散情况，同时记录 不同时间火灾烟气流程和温度，能够计算不同时间火灾烟气的流速；横向模型单元（1)与 纵向模型单元（2)均采用无色透明长方形盒体作为房间模型；其中： 横向模型单元（1)在盒体内设有将模型空间分隔成房间（1. 1)和横向走廊（1. 2)两 间的活动挡板（1. 3)，在模型顶部刻有刻度尺A (1. 6)，并在房间模型顶板设有电子温度计 A(l. 4);在横向走廊（1.2)的侧面内壁上悬挂有隐形纱窗结构的防烟挡帘（1.5); 纵向模型单元（2)在盒体内模拟疏散楼梯（2. 1)和模拟电梯房（2. 2)，在模拟电梯房 (2. 2)前端一侧刻有刻度尺B (2. 9);在模拟疏散楼梯房（2. 1)后端开设有一凹槽（2. 3)，在 凹槽（2.3)内固定设有一与之相适应的矩形筒体（2.4)作为模拟疏散楼梯；在模拟电梯房 (2. 2)前端中部开设有一圆弧槽（2. 5)，在圆弧槽（2. 5)上固定有一圆形筒体（2. 6)作为模 拟电梯间，并在圆形筒体（2.6)内设有一能够在筒体内上下移动的活塞（2.7)作为模拟电 梯，在圆形筒体（2.6)外壁固定有电子温度计B(2.8)。
【文档编号】G09B25/04GK204204328SQ201420732171
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月26日 优先权日:2014年11月26日
【发明者】李海江 申请人:公安消防部队昆明指挥学校