[发明专利]模拟高层建筑暖通设备防烟系统的实验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种实验装置，特别是用于模拟高层建筑暖通设备防烟系统的实验装置。

背景技术

高层建筑防排烟系统是建筑防火设计中一项非常重要的内容。高层建筑与普通多层建筑相比，具有楼层高、疏散距离远等特点，高层建筑防排烟系统设计更加复杂。据统计，高层建筑火灾中伤亡人数70%以上是由于受到火灾烟气窒息而死的，因此高层建筑火灾状况下的烟气控制至关重要。研究建筑火灾中烟气的流动规律主要有三种手段，即全尺度火灾实验、小尺度模型实验与计算机数值模拟。全尺度火灾实验是最理想、最可靠的研究，但是需要耗费大量的财力，且实验的随机性与可重复性差；计算机数值模拟是目前研究烟气流动规律比较热门的方法，以数学物理模型为基础，能够模拟的工况多，火灾的随机性与可重复性较好，是未来研究火灾的主要手段；盐水实验属于小尺度模型试验，它采用一定浓度的盐水在清水中的流动来模拟火灾烟气的流动规律，过程直观、可重复性好，且实验费用低，逐渐受到人们的重视。

由于技术经济条件的不同，不同国家高层建筑防排烟系统设计也不尽相同。但是对高层建筑防烟楼梯间进行机械加压送风防烟系统，各国基本达成了共识。我国现行《高层民用建筑设计防火规范》（GB 50045-95）规定针对不具备自然排烟条件的防烟楼梯间加压送风，加压送风机设置在屋顶机房，每隔2～3层设置一个加压送风口。高层建筑竖井（楼梯间、电梯井、中庭）内烟气的流动称之为“烟囱效应”，在某一高度上存在一个“中和面”。“中和面”以下，冷空气进入竖井与高温烟气混合，“中和面”以上，烟气通过竖井的缝隙进入楼层，这也是烟气在建筑高度上蔓延的主要通道，即会造成火灾的扩大。建筑火灾发生后，防烟楼梯间机械加压送风系统启动，烟气无法进入楼梯间，因而电梯竖井成为烟气竖向运动的主要通道。在“中和面”以上，烟气通过竖井的缝隙进入楼层区域，会对人员造成生命威胁。一种提高火灾时高层建筑区域内人员的安全性的方案为：将“中和面”提高至建筑总高度以上，这样“中和面”以下即所有楼层的烟气或空气进入电梯竖井，再通过电梯竖井顶部的开口排至大气，从而提高高层区域内的人员安全性。鉴于此，设计一种实验装置，用以模拟高层建筑不同的电梯井顶部开口面积及不同的送风量对烟气流动的影响，为上述“中和面”提高至建筑总高度以上的方案进行直观演示并提供重要的实验数据，是十分必要的。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种能够直观显示电梯竖井内烟气流动的模拟高层建筑暖通设备防烟系统的实验装置。

本发明所述问题是以下述技术方案实现的：

一种模拟高层建筑暖通设备防烟系统的实验装置，特别之处是：它包括高位盐水箱、高位清水箱、储水箱和高层建筑模型，高位清水箱底部连接清水排水管，高位盐水箱底部连接盐水排水管，所述储水箱位于高位盐水箱、高位清水箱下部，储水箱由内水箱、外水箱构成，高层建筑模型位于内水箱内；所述高层建筑模型设有左右分布的楼层区和竖井区，楼层区由高至低设置多层，各层经清水缓冲器、清水进口调节球阀与清水排水管连通，楼层区的各层与竖井区由模拟电梯门缝隙相通，高层建筑模型顶部经盐水缓冲器与盐水排水管连通，所述竖井区顶部设有顶部开口、底部设有底部开口，底部开口与外水箱连通。

 上述模拟高层建筑暖通设备防烟系统的实验装置，所述实验装置还设有清水箱和盐水箱，清水箱经清水泵和清水供水管连通高位清水箱，高位清水箱设有连通清水箱的清水溢流管；盐水箱经盐水泵和盐水供水管连通高位盐水箱，高位盐水箱设有连通盐水箱的盐水溢流管。

上述模拟高层建筑暖通设备防烟系统的实验装置，所述清水排水管上依次设有清水转子流量计进口球阀、清水转子流量计、清水转子流量计出口球阀；所述盐水排水管上依次设有盐水转子流量计进口球阀、盐水转子流量计、盐水转子流量计出口球阀。

上述模拟高层建筑暖通设备防烟系统的实验装置，所述清水供水管上设有高位清水箱进口球阀，清水供水管与清水排水管之间由清水旁通管和高位清水箱旁通球阀连通；所述盐水供水管上设有高位盐水箱进口球阀，盐水供水管与盐水排水管之间由盐水旁通管和高位盐水箱旁通球阀连通。

所述模拟高层建筑暖通设备防烟系统的实验装置，所述竖井区旁侧设有高度标尺。