[实用新型]一种全尺寸模拟玻璃幕墙建筑火灾实验装置

说明书

本实用新型涉及一种全尺寸模拟玻璃幕墙建筑火灾实验装置，包括实验装置主体、燃烧室、称重装置、模拟火源以及配套测控系统，实验装置主体包括数层建筑框架构造和楼梯；燃烧室位于实验装置除顶层外的任一层，燃烧室的墙壁及天花采用高温防火保护材料进行防火保护；称重装置包括电子磅秤及高温隔热垫块；测控系统包括温度测量装置、辐射热流密度测量装置及数据采集系统。火源采用木垛火，模拟火灾荷载密度为300MJ/m²～900MJ/m²的火灾场景。技术效果是开发了一套研究建筑火灾产生的火焰和烟气沿玻璃幕墙内外蔓延特性和行为的全尺寸模拟实验装置，并可对建筑玻璃幕墙层间防火构造及防火封堵的有效性进行测试评价。

技术领域

本实用新型涉及一种建筑玻璃幕墙火灾模拟实验装置，特别涉及一种全尺寸模拟玻璃幕墙建筑火灾实验装置。

背景技术

随着我国社会经济的快速发展，城市化进程的推进，大量高层、超高层建筑和城市大型综合性建筑不断涌现。与传统的建筑外墙相比，玻璃幕墙具有透明、自重轻、强度高和装饰性好的优点，因此在建筑业高速发展的背景下，玻璃建筑在高层、超高层建筑和大型综合性建筑中得到了越来越广泛的应用。据统计，中国已拥有的建筑玻璃幕墙超过2亿m²，占全世界总量的85%以上。

随着玻璃幕墙在现代建筑中的应用越来越广泛，其消防安全问题也日益突出。玻璃幕墙主要采用的玻璃、金属板、铝材和钢材等材料均不耐火，当受热或遇火烧时易破碎、变形、毁坏而造成幕墙大面积掉落，导致火势从幕墙破碎的洞口卷入上层室内；如果幕墙与楼板、房间墙之间的缝隙处理不当，烟气和火焰会向上蔓延和扩散，酿成大的灾难。玻璃幕墙层间防火系统作为整个建筑防火系统中一项重要的措施在火灾条件下能阻止或延缓火势的竖向蔓延，并为消防灭火救援提供便利。近年来国内外发生了多起高层建筑火灾，都与玻璃幕墙的防火设计和施工不当有关。2005年西班牙马德里28层的Windsor大厦发生火灾，由于玻璃幕墙与楼板间的防火封堵系统脱落，火灾迅速蔓延并失控，最后造成17层以上坍塌；1991年费城的一栋33层建筑发生火灾，火势沿破碎的玻璃幕墙向上传播，从21层烧到30层，燃烧了19个小时，导致3个消防队员死亡；1988年洛杉矶一栋62层的办公大楼失火，火焰沿破裂的玻璃幕墙上卷延烧，同时烟气通过楼板和幕墙之间的空隙向上蔓延，火灾持续了三个半小时，造成了惨重的损失。

幕墙层间主要通过楼板处的竖向防火分隔构造和幕墙与楼板之间的水平防火封堵实现，然而，在我国没有针对建筑玻璃幕墙的模拟火灾实验平台，没有建立建筑玻璃幕墙层间系统防火性能的试验方法，目前工程中普遍采用的玻璃幕墙防火构造做法缺乏科学验证，无法保障玻璃幕墙在发生火灾条件下的消防安全性。

火灾科学的试验研究，从试验尺寸上可分为小尺寸试验和全尺寸试验研究。小尺寸模拟实验主要通过引入相似理论并建立缩尺模型，多用于火灾蔓延和烟气运动的基本规律和现象、探究主要因素影响方面的研究。受火灾规模和材料尺寸的影响，建筑防火构造及材料在实际火灾条件下的行为、构造形状及尺寸的影响、防火封堵的有效性等，这些都是中小尺度实验中难以研究解决的问题。

因此，构建建筑玻璃幕墙全尺寸火灾模拟实验装置显得尤为重要，利用该实验装置可以开展多方面的研究，为建筑玻璃幕墙消防安全设计提供新的技术方案和实验数据，对于推动玻璃幕墙这种高效、节能的外墙形式在现代建筑中的安全应用，具有积极的意义和作用。

发明内容

为研究实际建筑火灾产生的火焰和烟气沿玻璃幕墙内外蔓延的特性和行为，特别是验证玻璃幕墙竖向防火分隔构造和水平防火封堵构造的有效性，本实用新型提供了一种建筑玻璃幕墙全尺寸火灾模拟实验装置。