[发明专利]一种组合式地下管廊空间火灾安全研究模型装置

说明书

本发明是一种组合式地下管道空间火灾安全研究模型装置。本装置由多个结构相同且可拆卸组装的综合管廊模块自由组合而成。组合模块中含变频通风装置、火源装置、坡度调节装置、火灾探测装置及消防系统。主管廊的一端固定在支撑架上，另一端由千斤顶支撑，可调节其坡度。装有燃烧油盘和电缆架的移动小车可在管廊内滑行，从而改变火源的位置。各个管廊模块之间可自由拆卸组装。组合模块之间也可以组合形成多层或多舱管廊。火灾探测装置预警后，通过对消防系统的控制可为不同火源功率的火灾提供相应的灭火介质，如水或气体。本装置提供了综合一体、方便灵活的小尺寸综合管廊比例实验模型，能够对不同管廊结构、消防系统、火灾探测装置、通风模式、火源类型、管廊坡度进行任意组合，满足实验人员对各种复杂管廊的火灾工况开展模拟实验的需求。

技术领域

本发明涉及一种组合式地下管道空间火灾安全研究模型装置。设计多个结构简单，并且可以拆卸组装的不同尺寸的地下管道空间实验装置模块，相互之间通过凹槽组合连接。内部为消防系统、火灾探测装置、通风装置、火源等可更换设施预留槽位，实现地下管道空间尤其是综合管廊空间各种工况条件下的组合实验。

背景技术

城市综合管廊具体是指将地面、地下或架空的两种以上的市政管线集中设置于同一地下人工空间中，并留有供检修人员行走通道的隧道结构。随着城市建设飞速发展，建设城市综合管廊已经成为改善市政管线布设混乱的有效方法。。

城市综合管廊给市政及居民带来了极大方便同时，但也存在许多问题急需解决，特别是管廊安全与消防问题。管廊内一旦发生火灾，将造成严重的经济财产损失，严重影响居民生活和企业生产，甚至可能导致二次事故发生。因此，对综合管廊进行火灾特性研究显得尤为重要。

研究综合管廊为代表地下管道空间的火灾主要有火灾实验模拟、数值模拟分析和理论分析三大类。目前，针对综合管廊火灾进行的试验研究主要分为两种：(1)全尺寸实验(现场试验)研究；(2)缩比例模型实验研究。

全尺寸实验研究是对数值模拟、理论分析和缩比例模型实验研究结果进行验证的重要手段。而全尺寸实验由于实际火灾的复杂性与随机性，不能完全实现模拟火灾工况，很难进行大量火灾工况研究。基于此，以相似理论为依据而建立的缩比例火灾模型实验可以真实地再现火灾特征，并且可以节约时间成本、节省人力、物力、财力，在火灾研究方面具备独特的优越性，在管廊火灾研究中成为主流。

缩比例火灾模型实验主要是依据相似理论将原模型按一定比例缩小而建立的缩比例实验台以开展相关的研究工作。2005年，Hong-Sik Kim等为研究地下综合管廊系统的安全性，针对矩形和圆形两种断面的管廊形式，对管廊内烟气流动和温度分布进行了研究；2017年，杜长宝、赵永昌等为研究综合管廊温度场分布及烟气流动特性，搭建了1:3.6的缩尺寸管廊模型给出了管廊顶棚下方最高温升模型和顶棚纵向温度分布模型。

综合目前已公布的研究成果，国内外对于综合管廊的实验研究较少，整体而言，已有的实验模型没有体现综合现有管廊消防装置以及多层结构的管廊消防需求。

为模拟不同火灾工况时，在不同管廊结构、通风策略、火灾探测装置、消防设施、排烟策略等多种组合条件下的火灾特性，还需要进行大量的实验研究。

发明内容

根据地下管道空间尤其是综合管廊内部复杂、难以全面观测、进行多工况的火灾全尺寸实验难度大等缺陷，本发明提供了一种方便灵活的综合管廊火灾烟气运动模型装置，解决了综合管廊发展初期全尺寸实验和小比例实验困难的问题，弥补了管廊实验模型的空白点。该模型装置克服了在实验中难以观测烟气运动、管廊坡度无法多角度改变、实验成本高、难以实现高压细水雾或其他气体灭火设施对比实验、难以描述不同结构和舱室管廊模型的火灾烟气规律、难以对比不同火灾探测装置在管廊中具体的效率与效果、通风模式无法改变等缺陷，能够对不同管廊结构、消防系统、火灾探测装置、通风模式、火源类型、管廊坡度等进行任意组合，满足实验人员开展各种复杂工况的综合管廊通风及火灾烟气模拟实验。