CN104568635A - 非能动实体防火构件的耐火试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种非能动实体防火构件的耐火试验方法，首先设置防火构件的尺寸及类型；然后根据防火构件的尺寸和类型，在防火构件的内部布置热电偶及棉垫；其次将防火构件放置到耐火试验炉中，并使用试验炉盖板封闭炉口；最后在耐火试验过程中，观察并记录防火构件内热电偶的温度，待防火构件内部温度超过允许温度或达到要求的耐火极限时间后，则停止试验；防火结构的耐火性能通过完整性和隔热性进行判断。本发明的耐火试验方法，在模拟真实火灾环境的条件下，实现了对核电站及其他场所用非能动实体防火结构耐火性能的测试。

Description

非能动实体防火构件的耐火试验方法

技术领域

本发明涉及防火构件的耐火性能测试，具体涉及一种非能动实体防火构件的耐火试验方法。

背景技术

非能动实体防火构件是一种应用于核电站的防火保护构件，能够在火灾发生时，在规定的耐火极限时间内，保障其内部设备功能的有效性。

非能动实体防火构件是在被保护设备的周围，采用构件支撑材料和防火材料构成一个密闭的空间，用以阻挡火焰和热量的传播。通常，根据设备的布置情况(多数设备布置在土建构件墙体上)，非能动实体防火构件会采用土建构件墙体及地板作为非能动实体防火构件的两个防火面。另一方面，为方便被保护设备的检修，在非能动实体防火构件上通常还设置有防火门，在被保护设备有散热要求时，还会在防火门上设置可遇火膨胀的开口模块。另外，被保护设备的连接管线及电缆会贯穿非能动实体防火构件的防火面。

耐火性能是评价非能动实体防火构件性能的最重要的一项。《GB/T9978-2008建筑构件耐火试验方法》可以针对垂直的分隔构件以及水平的分隔构件，进行耐火性能测试，即对非能动实体防火构件的水平面和垂直面，分别进行测试，但GB/T9978中防火构件的设置以及热电偶的布置方式，无法体现火灾条件下，非能动实体防火构件内部密闭空间的温度变化，因此，GB/T9978并不能够完全适用于非能动实体防火构件的耐火测试。甚至，在国内外的标准体系中，也没有适用于非能动实体防火构件的耐火测试方法。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种非能动实体防火构件的耐火试验方法，能够在使用前对防火构件进行耐火性能测试，确保在使用的过程中安全性及可靠性；方法简单，操作容易。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：提供一种非能动实体防火构件的耐火试验方法，包括以下步骤：

a、采用与工程实际应用一致的非能动实体防火构件，该防火构件为底部开口的六面体结构，所述防火构件一侧面上布置防火门；

b、在所述防火构件的内部布置多个热电偶；

c、在所述防火门与所述防火构件形成的缝隙处布置有用以检测是否有火焰窜入防火构件内部的棉垫；

d、将所述防火构件放置在耐火极限试验炉内，并用试验炉盖板封闭所述试验炉的开口；

e、按照GB/T9978标准规定，使试验炉内的温度和压力达到试验要求；在耐火试验过程中，观察并记录热电偶的温度，待防火构件内部温度超过允许温度或达到要求的耐火极限时间后，则停止试验；

f、上述操作完成后，即可测试出所述防火构件的完整性和隔热性，通过完整性和隔热性来综合判定该防火构件的耐火性能。

进一步，在所述步骤a中，防火门设有两扇；所述步骤b中，所述防火构件内部布置的多个所述热电偶，多个所述热电偶分别布置在防火构件内上部的四个顶角处、每扇防火门内上部两个顶角处以及防火构件内的中心部位。

进一步，所述步骤c中，所述防火门上布置的多个所述棉垫，多个所述棉垫分别布置在每扇防火门内上部的两顶角处、每扇防火门内上部两顶角之间的中点处以及每扇防火门内两竖直缝隙的中点处。

进一步，所述步骤f中，完整性表现为：未出现影响隔热性和密封性的开裂,防火构件未出现整体或局部垮塌现象，棉垫未被点燃；隔热性表现为：在达到所要求的耐火极限时间时，防火构件内部的温度低于被保护设备正常运行所要求的最高温度。

进一步，所述防火构件内上部的四个顶角处布置的热电偶，其中，每个热电偶距防火构件内顶部、内侧壁及内后壁或内前壁均为25mm处；每扇防火门内上部的两个顶角处布置的热电偶距门扇内表面25mm处。

进一步，所述步骤a中，所述防火构件上设有贯穿物组件，所述贯穿物组件包括钢管、电缆以及电缆槽盒，所述钢管、电缆以及电缆槽盒外均设有防火包覆层，并在电缆槽盒内填充防火包覆层材料。

进一步，在所述防火构件内部的每件贯穿物表面以及每件贯穿物的防火包覆层表面至少设有一个热电偶。

进一步，每件所述贯穿物表面的热电偶布置在距离其防火包覆层边缘25mm处，每件所述贯穿物的防火包覆层上的热电偶布置在距防火构件内侧壁25mm处。

进一步，所述步骤c中，每扇所述防火门上均设置两个遇火膨胀的开口膨胀模块，每个所述开口膨胀模块处设置热电偶。

进一步，所述热电偶布置在正对防火门扇开口膨胀模块开口中心处，距开口膨胀模块内表面25mm处。

本发明的有益技术效果在于：本发明提供的耐火试验方法，通过在防火构件内部、防火门以及贯穿物组件上布置热电偶，在防火门上布置棉垫，实现了对该防火构件耐火性能的测试，便于在使用该构件时，可根据测试的结果有针对性的选择所需要的防火构件；确保防火构件内部设备的安全性；方法简单，操作容易。

附图说明

图1为本发明防火构件及试验炉放置的结构示意图；

图2为图1中试验炉盖板的结构示意图；

图3为本发明防火构件的结构示意图；

图4为本发明防火构件内部热电偶布置的后视图；

图5为本发明防火构件内部热电偶布置的俯视图；

图6为本发明防火构件内部热电偶布置的侧视图；

图7为图6中A-A方向剖视图。

图中：

1.防火构件；    2.试验炉；     3.试验炉盖板；    4.防火门；

5.防火板；      6.防火包覆层； 7.开口膨胀模块；  8.电缆槽盒；

9.钢管；        10.电缆；      R.热电偶

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

如图1-3所示，本发明采用的防火构件1是与工程实际应用一致的防火构件1，将该防火构件1放置在试验炉2内，然后用试验炉盖板3封闭试验炉2的开口，按照国标的规定对实验炉2升温加压，从而可以对防火构件1耐火性能进行测试。

具体的测试步骤如下：

首先，设置防火构件1的尺寸及类型(是否需要设置开口膨胀模块、贯穿物组件等)，并在通风条件下进行养护；其次，根据防火构件1的类型，在防火构件1的内部布置热电偶及棉垫；然后，将防火构件1放置到耐火试验炉2中，并使用试验炉盖板3封闭炉口；最后，在耐火试验过程中，观察并记录测温热电偶的温度，待防火构件1内部温度超过允许温度或达到要求的耐火极限时间后，则停止试验；根据实验结果来判断防火构件1的性能。

实施例1

本实施例中，防火构件1为具有底部开口的六面体结构，其外形尺寸为2130×1810×1070mm,如图3所示。

本实施例中，防火构件1采用60×60方钢，利用螺栓连接形成六面体框架。

本实施例中，采用防火板5与六面体框架栓接，形成一个防火平面，并在该平面上设置2扇对开的密封防火门4，防火门4的尺寸为1500×470×50mm，防火门4采用硬质防火材料制成。每扇防火门4上设置有两个遇火膨胀的开口膨胀模块7。

本实施例中，除防火门4所在平面及底部开口平面外，六面体框架的其余平面均采用钢板密封，钢板外粘贴两层防火包覆层6，该防火包覆层为陶瓷纤维毯，并用钢钉将陶瓷纤维毯与钢板固定，单层陶瓷纤维毯厚度为38mm。

本实施例中，防火构件1右侧平面设置有贯穿物组件：一根外径为17.1mm的钢管9，即仪表管；一个尺寸为300×75mm的电缆槽盒8，电缆槽盒8内部放置4根电缆10，规格为3x1.0mm铜芯电缆，3x50mm电缆，1x4x1.0mm铜芯电缆，1x2x1.2mm铜芯电缆。

本实施例中，在仪表管9和电缆槽盒8上设有一层防火包覆层6，该防火包覆层为陶瓷纤维毯，在非能动实体防火结构内外的包覆长度分别为150mm，包覆厚度为38mm。电缆槽盒内使用陶瓷纤维毯填充376mm，填充位置与外侧的防火包覆层相同。

本实施例中，防火构件1内部及贯穿物组件上布置有21个热电偶R，见附图4-7。用以测量防火构件内部和贯穿物组件的温度，热电偶位置布置如下：

R1号热电偶布置在距内顶部、内左侧壁、内前壁均为25mm处。

R2号热电偶布置在距内顶部、内右侧壁、内前壁均为25mm处。

R3号热电偶布置在距内顶部、内右侧壁、内后壁均为25mm处。

R4号热电偶布置在距内顶部、内左侧壁、内后壁均为25mm处。

R5、R6号热电偶布置在正对左侧门上部两顶角处，距门扇内表面25mm处。

R7、R8号热电偶布置在正对左侧门上部两顶角处，距门扇内表面25mm处。

R9号热电偶布置在左侧门上部正对膨胀模块开口中部缝隙处，距开口膨胀模块内表面25mm处。

R10号热电偶布置在左侧门下部正对膨胀模块开口中部缝隙处，距开口膨胀模块内表面25mm处。

R11号热电偶布置在右侧门上部正对膨胀模块开口中部缝隙处，距开口膨胀模块内表面25mm处。

R12号热电偶布置在右侧门下部正对膨胀模块开口中部缝隙处，距开口膨胀模块内表面25mm处。

R13号热电偶布置在试件内部正中心位置。

R14号热电偶布置在钢管防火包覆层表面距防火构件内侧壁为25mm处。

R15号热电偶布置在钢管表面距防火包覆层边缘为25mm处。

R16号热电偶布置在电缆槽盒防火包覆层表面距防火构件内侧壁为25mm处。

R17号热电偶布置在3x1.0mm铜芯电缆表面距其防火包覆层边缘为25mm处。

R18号热电偶布置在3x50mm铜芯电缆表面距其防火包覆层边缘为25mm处。

R19号热电偶布置在1x4x1.0mm铜芯电缆表面距其防火包覆层边缘为25mm处。

R20号热电偶布置在1x2x1.2mm铜芯电缆表面距其防火包覆层边缘为25mm处。

R21号热电偶布置在电缆槽盒表面距其防火包覆层边缘为25mm处。

本实施例中，在防火门扇上部两个顶角处、门扇上部中心处、门扇两个竖直缝隙处在高度的中心位置各布置一个棉垫，用以检验是否有火焰窜入试件内部。棉垫的材料，尺寸要求及使用应符合GB/T 9978.1的规定。

本实施例中，试验炉2底部中心位置放置两层陶瓷纤维毯，将防火构件放置在试验炉中的陶瓷纤维毯上，用以封闭构件底部的开口，之后采用试验炉盖板封闭试验炉口。

本实施例中，试验炉内的温度和压力条件按照GB/T 9978.1中的规定执行。

试验采用的判定准则：试验采用完整性和隔热性两项性能来综合评判，在试验时间达到120分钟时，应停止试验，对防火构件的完整性进行判定，并记录防火构件内及贯穿物组件上热电偶的温度。

试验结果：

完整性：试验时间达到120分钟时，试件未出现影响隔热性和密封性的贯穿性开裂；试件未出现局部或整体的垮塌；预先设置的棉垫未被点燃。

隔热性：试验时间达到120分钟时，试件内部单点最高温度为133.3℃，为9号热电偶；试件内部单点最低温度为72.3℃，为18号热电偶，试件内部中心点13号热电偶，温度为83.3℃(平均温度小于140℃，单点温度小于180℃)。

综合以上结果，防火构件的耐火性能为120分钟。

实施例2

本实施例中，防火构件1外形尺寸为1830×1630×970mm,底部开口。

本实施例中，采用60×60方钢，利用螺栓连接形成六面体框架。

本实施例中，采用防火板5与六面体框架栓接，形成一个防火平面，并在防火构件的一个侧面设置有2扇对开的防火门4，尺寸为1400×470×50mm。

本实施例中，除防火门所在平面及底部开口平面外，六面体框架的其余平面采用钢板密封，粘贴两层防火包覆层6，该防火包覆层6为陶瓷纤维毯，并用钢钉将陶瓷纤维毯与钢板固定，单层陶瓷纤维毯厚度为40mm。

本实施例中，防火构件1内部布置有11个热电偶，用以测量试件内部的温度，热电偶位置如下：

R1号热电偶布置在距防火构件内顶部、内左侧壁、内前壁均为25mm处。

R2号热电偶布置在距防火构件内顶部、内右侧壁、内前壁均为25mm处。

R3号热电偶布置在距防火构件内顶部、内右侧壁、内后壁均为25mm处。

R4号热电偶布置在距防火构件内顶部、内左侧壁、内后壁均为25mm处。

R5、R6号热电偶布置在正对左侧防火门上部两顶角处，距门扇内表面25mm处。

R7、R8号热电偶布置在正对左侧防火门上部两顶角处，距门扇内表面25mm处。

R9号热电偶布置在试件内部正中心位置。

R10号热电偶布置在与R9号热电偶同一高度，在R9号热电偶左侧，距R9号热电偶的40cm的位置。

R11号热电偶布置在与R9号热电偶同一高度，在R9号热电偶右侧，距R9号热电偶的40cm的位置。

本实施例中，在门扇上部两个顶角处、门扇上部中心处、门扇两个竖直缝隙处在高度的中心位置各布置一个棉垫，用以检验是否有火焰窜入防火构件内部。棉垫的材料，尺寸要求及使用应符合GB/T 9978.1的规定。

本实施例中，试验炉2底部中心位置放置两层陶瓷纤维毯，将防火构件放置在试验炉中的陶瓷纤维毯上，用以封闭构件底部的开口，之后采用试验炉盖板3封闭试验炉口。

本实施例中，试验炉2内的温度和压力条件按照GB/T 9978.1中的规定执行。

试验采用的判定准则：试验采用完整性和隔热性两项性能来综合评判，在试验时间达到90分钟时，应停止试验，对防火构件的完整性进行判定，并记录防火构件内热电偶的温度。

试验结果：

完整性：试验时间达到90分钟时，试件未出现影响隔热性和密封性的贯穿性开裂；试件未出现局部或整体的垮塌；预先设置的棉垫未被点燃。

隔热性：试验时间达到90分钟时，试件内部单点最高温度为88.4℃，为6号热电偶；试件内部单点最低温度为60.4℃，为9号热电偶，(平均温度小于90℃，单点温度低于100℃)。

综合以上结果，防火构件的耐火性能为90分钟。

需要说明的是，在上述实施例1或实施例2中，防火构件可根据实际应用情况在薄弱环节或重点保护部位设置热电偶。

本发明的非能动实体防火构件的耐火试验方法并不限于上述具体实施方式，本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围。

Claims (10)

1.一种非能动实体防火构件的耐火试验方法，包括以下步骤：

a、采用与工程实际应用一致的非能动实体防火构件(1)，该防火构件为底部开口的六面体结构，所述防火构件(1)一侧面上布置防火门(4)；

b、在所述防火构件(1)的内部布置多个热电偶；

c、在所述防火门(4)与所述防火构件(1)形成的缝隙处布置有用以检测是否有火焰窜入防火构件(1)内部的棉垫；

d、将所述防火构件(1)放置在耐火极限试验炉(2)内，并用试验炉盖板(3)封闭所述试验炉(2)的开口；

e、按照GB/T9978标准规定，使试验炉(2)内的温度和压力达到试验要求；在耐火试验过程中，观察并记录热电偶的温度，待防火构件(1)内部温度超过允许温度或达到要求的耐火极限时间后，则停止试验；

f、上述操作完成后，即可测试出所述防火构件(1)的完整性和隔热性，通过完整性和隔热性来综合判定该防火构件的耐火性能。

2.如权利要求1所述的非能动实体防火构件的耐火试验方法，其特征是：所述步骤a中，所述防火门设有两扇；所述步骤b中，所述防火构件(1)内部布置的多个所述热电偶，多个所述热电偶分别布置在防火构件(1)内上部的四个顶角处、每扇防火门(4)内上部两个顶角处以及防火构件(1)内的中心部位。

3.如权利要求1所述的非能动实体防火构件的耐火试验方法，其特征是：所述步骤c中，所述防火门上布置的多个所述棉垫，多个所述棉垫分别布置在每扇防火门(4)内上部的两顶角处、每扇防火门内上部两顶角之间的中点处以及每扇防火门内两竖直缝隙的中点处。

4.如权利要求1所述的非能动实体防火构件的耐火试验方法，其特征是：所述步骤f中，完整性表现为：未出现影响隔热性和密封性的开裂,防火构件未出现整体或局部垮塌现象，棉垫未被点燃；隔热性表现为：在达到所要求的耐火极限时间时，防火构件内部的温度低于被保护设备正常运行所要求的最高温度。

5.根据权利要求2所述的非能动实体防火构件的耐火试验方法，其特征是：所述防火构件(1)内上部的四个顶角处布置的热电偶，其中，每个热电偶距防火构件内顶部、内侧壁及内后壁或内前壁均为25mm处；每扇防火门(4)内上部的两个顶角处布置的热电偶距门扇内表面25mm处。

6.根据权利要求1所述的非能动实体防火构件的耐火试验方法，其特征是：所述步骤a中，所述防火构件(1)上设有贯穿物组件，所述贯穿物组件包括钢管(9)、电缆(10)以及电缆槽盒(8)，所述钢管(9)、电缆(10)以及电缆槽盒(8)外均设有防火包覆层(6)，电缆槽盒(8)内填充防火包覆层材料(6)。

7.根据权利要求6所述的非能动实体防火构件的耐火试验方法，其特征是：在所述防火构件(1)内部的每件贯穿物表面以及每件贯穿物的防火包覆层表面至少设有一个热电偶。

8.根据权利要求7所述的非能动实体防火构件的耐火试验方法，其特征是：每件所述贯穿物表面的热电偶布置在距离其防火包覆层边缘25mm处，每件所述贯穿物防火包覆层表面的热电偶布置在距防火构件内侧壁25mm处。

9.如权利要求1所述的非能动实体防火构件的耐火试验方法，其特征是：所述步骤c中，每扇所述防火门上均设置两个遇火膨胀的开口膨胀模块(7)，每个所述开口膨胀模块(7)处设置热电偶。

10.如权利要求9所述的非能动实体防火构件的耐火试验方法，其特征是：所述热电偶布置在正对防火门扇开口膨胀模块(7)开口中心处，距开口膨胀模块内表面25mm处。