[发明专利]一种火灾场景中水幕作用下玻璃响应特性实验装置

说明书

技术领域

本发明属于建筑物在火灾中的安全工程领域，具体涉及一种火灾场景中水幕作用下玻璃响应特性实验装置。

背景技术

在现代建筑中，玻璃的应用越来越广泛，包括门、窗、顶棚、幕墙等部位。目前大部分建筑物内都布置有喷淋设施，当建筑物发生火灾时玻璃在水幕（水喷淋）的作用下可能会保持其完整性，也有可能会因为喷淋开启时间不当导致玻璃受到冷水冲击而破裂脱落，从而形成新的通风口而加剧火势蔓延、影响人员疏散。因此研究火灾场景中水幕（水喷淋）作用下玻璃的响应特性是当前安全工程领域尤其是火灾科学领域的热点之一。

目前几乎尚无自行设计水幕产生装置的试验台，类似实验多以市售喷头代替，难以在玻璃上产生均匀水幕，此类试验台主要是自己设计的试验台，其规格大小不一，一般以大尺寸为主，这类试验台可以改变的试验工况不多，仅能实现少数工况的更换，如玻璃种类、喷头类型等，且绝大部分此类试验台难以完成水幕回收并准确测温的要求。因此，这类试验台难以实现多工况、多因素变化，进行水幕（水喷淋）作用下玻璃响应特性的研究。

当建筑物发生火灾时，建筑物内安装的喷淋设施会开启，研究火灾场景中水幕（水喷淋）作用下玻璃的响应特性，属于建筑物在火灾中的安全工程领域，也是当前火灾科学的热点之一，本发明设计一种火灾场景中水幕（水喷淋）作用下玻璃响应特性实验装置。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提出一种火灾场景中水幕（水喷淋）作用下玻璃响应特性实验装置，该装置能够实现多工况、多因素变化，进行水幕（水喷淋）作用下玻璃响应特性的研究。

本发明为实现其目的所采取的技术方案：

一种火灾场景中水幕（水喷淋）作用下玻璃响应特性实验装置，该装置主体部分采用组装式结构，所述组装式结构包括水幕产生系统、玻璃框架和水幕回收系统，该装置还包括供水系统、测量系统、火源模拟系统、控制系统。所述水幕产生系统包括过渡水槽、过渡水槽进水管、水槽固定支架、旋转支架和保温材料；所述过渡水槽安装在固定支架上，通过旋转支架调节水幕角度；所述玻璃框架通过卡槽和固定螺丝直接安装在集水箱上；所述水幕回收系统包括集水箱、水温传感器、刻度尺和隔热层。

进一步的，所述过渡水槽可以灵活旋转，与玻璃平面之间形成一定角度（0°～90°）的水幕。

进一步的，所述过渡水槽进水管出水口由大小不一，疏密相间的开孔组成，可保证出水速度和水槽中水面平稳。

进一步的，所述过渡水槽出水侧挡板向外倾斜一定角度（20°左右），挡板与导流板之间通过一根钢管焊接在一起，保证水流经导流板形成均匀水幕。

进一步的，所述玻璃框架可通过松紧背面固定玻璃的螺丝灵活更换玻璃厚度，可以通过更换玻璃框架改变玻璃的遮蔽宽度、横向尺寸和框架材质。

进一步的，所述集水箱与玻璃框架连接处为卡槽，如水幕形式为防火分隔型水幕，玻璃框架可在一定范围内（10cm左右）前后移动，可方便调节玻璃平面与防火分隔型水幕的距离。

进一步的，所述水幕回收装置可以通过刻度尺直接读取实验过程中回收的水量，可通过水温传感器准确记录回收水温。

进一步的，所述供水系统包括水源、水箱、连接管路、变频水泵；所述变频水泵可满足实验中足够范围内水幕流量要求，所述水箱尺寸可满足在无外接水源的情况下为系统正常供水30分钟以上。

进一步的，所述测量系统包括水温表、涡轮流量计、指针式压力表、质量损失天平、热流传感器、水温传感器、感温应变片及摄像机等，所述涡轮流量计可记录流经管路的瞬时流量和累计流量，所述质量损失天平可记录燃料的质量变化曲线。

进一步的，所述摄像机可为高速摄像仪，亦可为普通摄像机。

本发明的原理在于：