火灾工况下排烟与通风空调管道共用井道实验平台及方法与流程

本发明涉及火灾工况下排烟与通风空调管道共用井道实验平台及方法。

背景技术：

随着我国城镇化进程的加剧，近些年新涌现的一些高层和超高层建筑中，因土地资源的集约利用及建筑空间的高效整合，排烟管道与通风空调管道被布置在了同一井道内；如此一旦发生火灾，火势和烟气经排烟管道传递给相邻通风空调管道并沿井道迅速蔓延至非着火区域的概率将大大提升，极易造成重大人员伤亡和财产损失。在当前背景下，对发生火灾时排烟管道与通风空调管道共用井道的可靠性及相关安全强化技术措施进行研究和实验验证就显得尤为重要。因此，设计一种专门用于火灾工况下排烟管道与通风空调管道共用井道可靠性研究的全尺寸实验平台及其实验方法成为所属技术领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供火灾工况下排烟与通风空调管道共用井道实验平台，解决了现有技术尚无针对火灾工况下排烟管道与通风空调管道共用井道的可靠性进行研究的平台和载体的问题。同时还提供火灾工况下排烟与通风空调管道共用井道实验平台的实验方法，运用该方法能够快速有效的在上述实验平台上进行火灾工况下排烟管道与通风空调管道共用井道的可靠性研究实验。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

火灾工况下排烟与通风空调管道共用井道实验平台，包括上部设有排烟口的起火室，设于起火室内底部的火源，设于起火室一侧的井道，竖直并排设于井道内的排烟管道和通风空调管道，从下至上设于井道内的第一防火封堵和第二防火封堵，PC机，数据线，通过数据线与PC机连接的数据采集器，以及分别与数据采集器连接且均用于采集井道内部及排烟管道和通风空调管道内部温度和烟密度的第一采集仪器组、第二采集仪器组和第三采集仪器组；所述井道位于起火室设有排烟口的一侧，所述排烟管道底端通过进烟管与排烟口连通，所述排烟管道顶端连通有出烟管，所述通风空调管道顶端连通有出风管且底端连通有进风管，所述第一采集仪器组设于井道内且位于第一防火封堵下方，所述第二采集仪器组设于井道内且位于第一防火封堵和第二防火封堵之间，所述第三采集仪器组设于井道内且位于第二防火封堵上方。

进一步地，还包括设于起火室上部且可相对于起火室上下自由移动的移动吊顶，所述移动吊顶可移动的最低位置位于排烟口上方。

进一步地，还包括与进风管连接的送风风机、与出烟管连接的排烟风机、以及补风风机，所述起火室下部设有与补风风机连接补风口。

进一步地，还包括与PC机信号连接的变频控制柜，所述变频控制柜分别与补风风机、送风风机和排烟风机电连接。

进一步地，所述第一采集仪器组包括位于同一水平面上的九个采集仪器小组，所述九个采集仪器小组中有两个分别位于排烟管道内部和通风空调管道内部，有一个位于排烟管道和通风空调管道之间，其余六个均匀分布于排烟管道和通风空调管道两者的外周；所述第二采集仪器组和第三采集仪器组均包括与第一采集仪器组相同数量的采集仪器小组且分布方式也均与第一采集仪器组相同。

进一步地，所述每一个采集仪器小组均包括一个热电偶和一个烟密度测试仪。

进一步地，所述井道上设有观察门。

进一步地，所述第一防火封堵和第二防火封堵之间的竖直距离为标准建筑层高。

进一步地，所述数据采集器为485型数据采集器，所述数据线为485型数据线。

火灾工况下排烟与通风空调管道共用井道实验平台的实验实验方法，包括以下步骤：

a、对实验平台中PC机、数据线、数据采集器、补风风机、送风风机、排烟风机、变频控制柜、热电偶和烟密度测试仪之间的连接进行校正，以及对上述设备之间的性能进行调试；

b、对热电偶和烟密度测试仪进行标定，对补风风机、送风风机和排烟风机的风速进行标定；

c、设置火源，根据实验所需火灾功率于起火室布置相应数量的木垛；

d、调节移动吊顶至指定高度；

e、根据实验所需风量开启送风风机；

f、点燃步骤c中所设木垛，并根据实验所需风量依次开启排烟风机和补风风机；

g、热电偶和烟密度测试仪分别实时的测量井道内各相应部位的温度和烟密度，并将所测量到的数据实时传送至PC机进行显示和存储；

h、步骤f中木垛基本燃尽时用消防水枪进行灭火，待井道内部冷却降温后开启井道壁上的观察门，对排烟管道与通风空调管道的外观及完整性进行观察并记录。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明火灾工况下排烟与通风空调管道共用井道实验平台结构简单、设计科学合理，使用方便，实验所测数据精准、实时并且代表性强。

(2)本火灾工况下排烟与通风空调管道共用井道实验平台首创性地提出了一种专门用于对火灾工况下排烟管道与通风空调管道共用井道的可靠性及相关安全强化技术措施进行研究和实验验证的实验平台，填补了行业内在该领域的研究空白。通过本应用于火灾工况下的实验平台获得的研究成果可为现行消防规范的制修订提供坚实的技术支撑，使排烟管道与通风空调管道共用井道的设计与建审均有法可依、有据可循。

(3)本火灾工况下排烟与通风空调管道共用井道实验平台采用全尺寸的排烟管道、通风空调管道及井道，与缩尺实验平台相比能够更加真实地反映现实场景。同时，在垂直方向上重点对一个标准层高度内的井道系统进行分析研究，避免了实验平台的庞大笨重，很好地兼顾了真实可靠与结构紧凑两方特性。

(4)本火灾工况下排烟与通风空调管道共用井道实验平台的起火室的空间净高及火源功率均可根据实际需要进行调整，能更加真实准确地反映出不同的火灾场景。本应用于火灾工况下的实验平台自动化程度高，排烟风机、补风风机及送风风机的风量均可通过变频控制柜与计算机实现变频调节，热电偶及烟密度仪采集到的数据也可通过数据采集器实时传输至计算机进行显示和存储。

(5)本火灾工况下排烟与通风空调管道共用井道实验平台在热电偶及烟密度仪的布设上，不但在水平方向上于排烟管道与通风空调管道内部，以及排烟管道与通风空调管道外周进行了设置，在垂直方向上于井道内部被两层防火封堵分隔形成的三个空腔内也进行了设置，可以对烟气经由拟研究标准层的排烟管道漏烟处溢出并沿上下两层防火封堵的缝隙处蔓延至井道内其他空间的情形进行充分研究，确保了本发明所采集数据的代表性和真实性。

(6)本发明火灾工况下排烟与通风空调管道共用井道实验平台的实验方法能够快速有效的在上述实验平台上进行火灾工况下排烟管道与通风空调管道共用井道的可靠性实验，并且为特定工况下排烟管道与通风空调管道共用井道的后期可靠性分析判断提供了详细可靠并且最接近真实情况的实验数据。

附图说明

图1为本发明实验平台的结构示意图。

图2为本发明实验平台中各采集仪器小组的分布示意图。

图3为本发明实验平台实验方法的流程图。

其中，附图标记对应的名称为：

1-起火室、2-火源、3-移动吊顶、4-补风口、5-排烟口、6-井道、7-排烟管道、8-通风空调管道、9-第一防火封堵、10-第二防火封堵、11-PC机、12-数据线、13-数据采集器、14-进烟管、15-补风风机、16-送风风机、17-排烟风机、18-变频控制柜、19-热电偶、20-烟密度测试仪、21-采集仪器小组、22-观察门、23-出烟管、24-进风管、25-出风管。

具体实施方式

下面结合附图说明和实施例对本发明作进一步说明，本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。

实施例

如图1和2所示，火灾工况下排烟与通风空调管道共用井道实验平台，能规范对火灾工况下排烟管道与通风空调管道共用井道的可靠性实验，并且运用本火灾工况下排烟与通风空调管道共用井道实验平台采集的实验数据精准真实、代表性强。本火灾工况下排烟与通风空调管道共用井道实验平台包括上部设有排烟口5的起火室1，设于起火室1内底部的火源2，设于起火室1一侧的井道6，竖直并排设于井道6内的排烟管道7和通风空调管道8，从下至上设于井道6内的第一防火封堵9和第二防火封堵10，PC机11，485型数据线12，通过485型数据线12与PC机11连接的485型数据采集器13，以及分别与485型数据采集器13连接且均用于采集井道6内温度和烟密度的第一采集仪器组、第二采集仪器组和第三采集仪器组；所述井道6位于起火室1设有排烟口5的一侧，所述排烟管道7底端通过进烟管14与排烟口5连通，所述排烟管道7顶端连通有出烟管23，所述通风空调管道8顶端连通有出风管25且底端连通有进风管24，所述第一采集仪器组设于井道6内且位于第一防火封堵9下方，所述第二采集仪器组设于井道6内且位于第一防火封堵9和第二防火封堵10之间，所述第三采集仪器组设于井道6内且位于第二防火封堵10上方。

本火灾工况下排烟与通风空调管道共用井道实验平台采用上述结构，首创性地提出了一种专门用于对火灾工况下排烟管道与通风空调管道共用井道的可靠性及相关安全强化技术措施进行研究和实验验证的实验平台，填补了行业内在该领域的研究空白。通过本火灾工况下排烟与通风空调管道共用井道实验平台获得的研究成果可为现行消防规范的制修订提供坚实的技术支撑，使排烟管道与通风空调管道共用井道的设计与建审均有法可依、有据可循。

本火灾工况下排烟与通风空调管道共用井道实验平台还包括设于起火室1上部且可相对于起火室1上下自由移动的移动吊顶3，所述移动吊顶3可移动的最低位置位于排烟口5上方。如此起火室1的空间净高可以通过移动吊顶3进行调整，而火源功率也可根据实际需要进行调整，本发明采用上述结构能更加真实准确地反映出不同的火灾场景，极大地扩展了本发明的适用范围。

本火灾工况下排烟与通风空调管道共用井道实验平台还包括与进风管24连接的送风风机16、与出烟管23连接的排烟风机17、以及补风风机15，与PC机11信号连接的变频控制柜18，所述起火室1下部设有与补风风机15连接补风口4，所述变频控制柜18分别与补风风机15、送风风机16和排烟风机17电连接。排烟风机17、补风风机15及送风风机16的风量均可通过变频控制柜18与PC机11实现变频调节，三组采集仪器组采集到的数据也可通过数据采集器13实时传输至PC机11进行显示和存储，有效实现了本发明的自动化操控。

为了使本发明火灾工况下排烟与通风空调管道共用井道实验平台在实验时所采集的数据更加精准真实、代表性更强，所述第一采集仪器组包括位于同一水平面上的九个采集仪器小组21，所述九个采集仪器小组21中有两个分别位于排烟管道7内部和通风空调管道8内部，有一个位于排烟管道7和通风空调管道8之间，其余六个均匀分布于排烟管道7和通风空调管道8两者的外周；所述第二采集仪器组和第三采集仪器组均包括与第一采集仪器组相同数量的采集仪器小组21且分布方式也均与第一采集仪器组相同，所述每一个采集仪器小组均包括一个热电偶19和一个烟密度测试仪20。

本火灾工况下排烟与通风空调管道共用井道实验平台在热电偶及烟密度仪的布设上，不但在水平方向上于排烟管道与通风空调管道内部，以及排烟管道与通风空调管道外周进行了设置，在垂直方向上于井道内部被两层防火封堵分隔形成的三个空腔内也进行了设置，可以对烟气经由拟研究标准层的排烟管道漏烟处溢出并沿上下两层防火封堵的缝隙处蔓延至井道内其他空间的情形进行充分研究，确保了本发明所采集数据的代表性、精准性和真实性。

本火灾工况下排烟与通风空调管道共用井道实验平台在进行实验时，除了实时采集井道内温度和烟密度，还需对井道内排烟管道和通风空调管道的外观与完整性进行观察，因此，所述井道6上设有观察门22。

所述第一防火封堵9和第二防火封堵10之间的竖直距离为标准建筑层高。本应用于火灾工况下的实验平台采用全尺寸的排烟管道、通风空调管道及井道，与缩尺实验平台相比能够更加真实地反映现实场景。同时，在垂直方向上重点对一个标准层高度内的井道系统进行分析研究，避免了实验平台的庞大笨重，很好地兼顾了真实可靠与结构紧凑两方特性。

同时，本发明还公开了运用上述火灾工况下排烟与通风空调管道共用井道实验平台进行实验的方法，如图3所示，火灾工况下排烟与通风空调管道共用井道实验平台的实验方法，包括以下步骤：

a、对实验平台中PC机、数据线、数据采集器、补风风机、送风风机、排烟风机、变频控制柜、热电偶和烟密度测试仪之间的连接进行校正，以及对上述设备之间的性能进行调试；

b、对热电偶和烟密度测试仪进行标定，对补风风机、送风风机和排烟风机的风速进行标定；

c、设置火源，根据实验所需火灾功率于起火室布置相应数量的木垛；

d、调节移动吊顶至指定高度；

e、根据实验所需风量开启送风风机；

f、点燃步骤c中所设木垛，并根据实验所需风量依次开启排烟风机和补风风机；

g、热电偶和烟密度测试仪分别实时的测量井道内各相应部位的温度和烟密度，并将所测量到的数据实时传送至PC机进行显示和存储；

h、步骤f中木垛基本燃尽时用消防水枪进行灭火，待井道内部冷却降温后开启井道壁上的观察门，对排烟管道与通风空调管道的外观及完整性进行观察并记录。

本发明火灾工况下排烟与通风空调管道共用井道实验平台的实验方法能够快速有效的在上述实验平台上进行火灾工况下排烟管道与通风空调管道共用井道的可靠性实验，并且为特定工况下排烟管道与通风空调管道共用井道的后期可靠性分析判断提供了详细可靠并且最接近真实情况的实验数据。

本发明结构简单、设计科学合理，使用方便，实验所测数据精准、实时并且代表性强，适用范围广，适于推广。

上述实施例仅为本发明的优选实施方式之一，不应当用于限制本发明的保护范围，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内。