CN109621253B - 一种用于文物建筑的移动式防火分隔装置、应用及检验方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于文物建筑的移动式防火分隔装置、应用及检验方法，属于防火技术领域。沿消防总管道(1)长度方向分别均匀固定连接有多个长支管道(3)和短支管道(4)，长支管道(3)和短支管道(4)垂直消防总管道(1)；支管道(3)和短支管道(4)交替间隔分布，且长支管道(3)和短支管道(4)在同一平面内；每个长支管道(3)的上端部和每个短支管道(4)的上端部安装有喷头(2)，喷头(2)的喷水方向与长支管道(3)和短支管道(4)的长度方向一致；长支管道(3)、短支管道(4)均为：与消防总管道(1)的管道段(6)同轴连接的圆筒管和轴向垂直的支管固定在一起的。可用于文物建筑防火灭火。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于文物建筑的移动式防火分隔装置、应用及检验方法，属于防火技术领域。
背景技术
防火间距是一幢建筑物起火，相邻建筑物在热辐射的作用下，即使没有任何保护措施，也不会起火的最小距离。火灾能否蔓延到相邻建筑物，除建筑物间的距离外，还受建筑物发生火灾时的热辐射、热对流和飞火等三个因素的制约。在建筑物间距离一定的条件下，辐射热强度越高，相邻建筑物被引燃的可能性越大；起火建筑物内外冷热空气对流速度越快，越容易把尚未燃的物件(即飞火)抛向邻近的可燃物体，从而导致火灾蔓延。
我国北方的文物建筑大多数为砖木结构，耐火等级低，火灾荷载大，虽然在设计初期会有防火间距的设置考虑，但是文物建筑之中原本没有任何电气设备，随着经济社会的不断发展，文物建筑内的电气设备数量日渐增多，造成文物建筑火灾风险显著增大，火灾时有发生。文物建筑一旦引发火灾，燃烧蔓延快，导致文物建筑火灾难防难控。由于文物建筑具有原生性、不可复建性等诸多特点，一旦受损，不仅会造成巨大的经济损失，也会产生较大的社会影响。以上特点决定了文物建筑火灾风险大，且原有的防火间距无法满足有效控制火灾蔓延的现实需要。因此当下迫切需要研究一种用于文物建筑的防火分隔装置、应用及检验方法，以有效控制火灾蔓延的速度，在不损坏文物建筑历史风貌的前提下，避免火灾继续发展，并提供一种检验方法，验证该装置及方法的效果。
该装置与传统的水幕系统有显著差别，首先传统的用于防火分隔的水幕系统应用于建筑物室内空间的保护，通常设置在保护空间的顶部；其次防火分隔水幕系统不具备直接灭火的能力，是利用密集喷洒形成的水墙或多层水帘，封堵防火分区处的孔洞，阻挡火灾和烟气的蔓延；最后根据现有规范要求水幕系统的喷水强度为2.9L/s·m，水量计算需要根据保护位置的长度确定，主要用于水平方向的火灾蔓延控制。本装置设置根据文物建筑起火高度，一方面用于火灾发生时竖向的防火分隔，另一方面用于着火文物建筑的灭火。
CN 101785910公开了一种快速扑灭森林大火的方法及装置，通过数架大中型直升机向着火区域吊铺所需的数根专用主输水管，然后再吊铺被动防蔓延的水幕墙组管并供水，在数千米或更长的水幕管线上，从树冠到地面形成防火蔓延的水幕墙。该装置及方法能形成防火分隔水幕墙，但是水幕系统所需水量大，很多实际工程市政条件并不满足，且其对文物建筑是否适用也无法验证。
CN 205516134U公开了一种网格分布式文物建筑灭火系统，该灭火系统适用于室内固定安装，无法根据室外火灾蔓延情况建立移动式的保护系统，其应用于室外时的效果也无法验证。CN 206434750U公开了多角度地喷细水雾隔热墙喷射装置，该装置针对交通隧道风向问题进行设计研发，主要考虑对人员疏散的用于隔热及控制火灾蔓延。但该装置主要用于室内，需要提供固定水源，且为固定安装，无法根据文物建筑具体的火势特点，对室外的火灾蔓延进行有效控制。
CN 1204502225公开了一种移动式消防水幕水带，该水幕水带用于大范围火场分隔冷却的移动式消防水幕水带，通过在该水带上设置若干喷孔，套管通过喷孔固定在消防水带上。当接入消防水源上，喷孔向上方均匀连续垂直喷射水幕，形成水幕防火带，预防火灾蔓延。但是该方法仅是针对普通大范围火场，并没有考虑文物建筑特点，其应用效果也没有进行验证。由于文物建筑其价值宝贵，灭火系统压力过小无法形成有效控火作用，压力过大则会破坏文物建筑结构，甚至破坏了建筑结构，导致建筑倒塌，其验证方法显得尤为重要。
因此，当下需要解决的迫切技术问题是，采用何种系统，能够解决现有技术中的不足。
发明内容：
本发明提供一种用于文物建筑的移动式防火分隔装置、应用及检验方法，该装置能够在短时间内进行安装，用于需要进行防火隔热的建筑之间。可通过消防水箱、消火栓、天然水源等为其供水。通过本发明提供的应用方法，可根据火灾现场风向和火势发展，选取不同喷头安装角度，根据火灾发生位置，选取不同的系统供水压力。通过对着火文物建筑形成定向保护，最终达到有效降温和控制火灾蔓延的目的。通过本发明提供的检验方法，可检验该装置及其应用的控火效果，在不对文物建筑造成二次伤害的前提下，达到有效控火的目的。
为实现上述目的本发明所采用的技术方案，一种用于文物建筑的移动式防火分隔装置、应用及检验方法，
一种用于文物建筑的移动式防火分隔装置，主要由消防总管道(1)、长支管道(3)、短支管道(4)、喷头(2)、支架、卡箍及滑轮(5)组成；
消防总管道(1)主要用于消防水的传输和供给，是由多段平行地面的管道段(8)连接而成；沿消防总管道(1)长度方向分别均匀固定连接有多个长支管道(3)和短支管道(4)，长支管道(3)和短支管道(4)垂直消防总管道(1)；长支管道(3)和短支管道(4)交替间隔分布，且长支管道(3)和短支管道(4)在同一平面内；每个长支管道(3)的上端部和每个短支管道(4)的上端部安装有喷头(2)，喷头(2)的喷水方向与长支管道(3)和短支管道(4)的长度方向一致；长支管道(3)、短支管道(4)均为：与消防总管道(1)的管道段(6)同轴连接的圆筒管和轴向垂直的支管固定在一起的；
长支管道(3)、短支管道(4)与地面的夹角可调，为60°或90°，夹角采用支架进行调节和固定，长支管道(3)和短支管道(4)分别与消防总管道(1)采用支架支撑固定与地面的夹角。
长支管道(3)、短支管道(4)总称竖直消防管道，竖直消防管道长度越长或者布置间距越小时，水头损失越大，不一定有利于末端喷头的灭火效果，通过实验研究确定竖直消防管道采用两种长度规格，长度分别为2.2m和1m，长度为2.2m和长度为1m的竖直管道间距均为1m，交替间隔布置，消防总管道(1)和竖直消防管道的管径经确定均为DN32。
支架用于水平消防管道和竖直消防管道的连接，该支架能变化竖直方向消防管道的安装角度，保证喷洒角度。当需要变化竖直消防管道安装角度时，所有的竖直管道均应改变安装角度，并且向着被保护的文物建筑方向。
消防总管道(1)、长支管道(3)、短支管道(4)之间的连接均采用卡箍进行连接，卡箍可用于不同位置、不同安装角度的消防管道的连接和固定。
消防总管道(1)下面还设有滑轮(5)，滑轮(5)用于该装置的移动，便于安装好后在不同的地面上变换位置。
该装置的应用方法，其特征在于，当文物建筑着火时，该装置布置于距离文物建筑3m处，竖直消防管道喷头的固定方向应于地面呈60°，并向着文物建筑喷水。当文物建筑周围建筑着火时，竖直消防管道喷头的固定方向应于地面呈90°，形成保护水幕；系统供水压力太大，水头损失大，不一定有利于灭火效果，但是供水压力太小时，无法保证末端喷头足够的压力。因此确定供水压力为10～15MPa，其确定原则为：当文物建筑着火高度为6m及以下时，系统供水压力为10MPa；当文物建筑着火高度为6m～9m时，系统供水压力为12Mpa；当文物建筑周围着火时，系统供水压力为15MPa。
该装置及应用的检验方法，测量距离防火分隔装置保护侧1.5m的热辐射通量及温度，当辐射热通量减少2.5kw及以上，温度减少15℃及以上，该装置和方法可行。
采用上述装置进行火灾蔓延的控制，按以下步骤进行安装和操作：
1.确定布置位置，根据着火建筑周围的风向，判断可能的蔓延方向，在最不利边布置该装置。
2.确定安装角度：根据着火建筑的着火高度位置，判断竖直消防管道的安装角度，有60°和90°可供选择。
3.进行安装：在着火建筑与周围建筑间，先长边方向布置滑轮位置，安装水平方向的消防管道，安装竖直方向的消防管道及喷头，接入水源。
4.确定系统供水压力：根据着火位置及着火高度，确定系统的供水压力。
5.打开水源闸门，开始喷雾控火。
本发明具有以下优点：
1、文物建筑有的位于城市郊区地带，市政供水条件差，本装置采用雾化喷头，所需水量小，符合文物建筑特点；
2、采用水作为灭火剂，并通过试验研究确定了系统的供水压力，对文物建筑损坏小，也避免了消火栓对文物建筑较大的水压压力的不良影响；
3、该装置可变化消防管道的安装角度，既可以实现对着火建筑的控火，也可以减少对周边建筑的热辐射；
4、该装置不需要固定在文物古建上，减少了对文物建筑本体的影响，且安装快捷、操作简单、便于移动。
附图说明
图1本发明的移动式防火分隔装置示意图；
1消防总管道、2喷头、3长支管道、4短支管道、5滑轮、6管道段。
图2检验方法时火源及测点位置室外俯视图。
具体实施方式：
以下通过实施例对本发明的实施方式作详细说明，但本发明并不限于以下实施例。
实施例1：
如图1所示，支架可变化角度，从而改变竖直消防管道与地面的角度。当接入水源时，该装置可连续喷出喷雾形成防火分隔水幕，起到防火分隔的作用。当改变竖直消防管道的安装角度，使水雾喷洒到着火建筑上时，可有效降低着火建筑的温度，实现对着火建筑的控火效果。
为验证该装置的阻火隔热效果，采用实体试验的方式，测试设置该装置后的温度变化和热辐射变化。在室外设置了一组移动式防火分隔装置。
竖直消防管道采用两种长度规格，长度分别为2.2m和1m，长度为2.2m和长度为1m的竖直管道间距均为1m，交替间隔布置，供需设置4组，长度为2.2m和长度为1m的竖直管道分别需要4根，长度为1m的水平管道需要7根。水平管道和竖直管道的管径经确定均为DN32。
采用油池火，火源功率4.5MW，油盘尺寸1.5mx1.5m，20L柴油，1.5L汽油。火源距离防火分隔装置距离为3m，主要测量试验过程中的温度和热流变化，分别采用热电偶及热流计进行数据采集。在火源周围两边4.5m处各布置1组热电偶，每组3个，共6个，同时在火源中间两边4.5m处各布置1个热流计。具体测点位置及编号如图2所示。防火分隔装置系统工作压力为10Mpa，竖直管道与地面呈90°。
按照如下程序进行试验：
1)在试验场地准备火源，火源采用油池火，布置在水幕系统3m的位置；
2)水系统、测试装备(热电偶、热流计、压力传感器、摄像、照相、秒表、风速仪)；
3)将泵组位于手动控制状态，打开数据采集设备，至少在试验开始前1min开始记录并在试验结束至少1min后停止记录并保存数据；
4)点火后即刻启动水泵，并持续喷水约3min后停泵；
5)摄像、照相、秒表记录时间、水泵房记录水泵压力值，记录喷头处压力值；
6)保存数据；
7)每次试验结束后，更换火源。
根据温度结果显示,保护侧平均温度比未保护侧平均温度减少6℃，保护侧温度最高达到55℃，未保护侧温度最高达到40℃。根据辐射热结果，保护侧平均辐射热比未保护侧平均辐射热减少1.1KW。
实施例2：
本实施实例中改变竖直管道与地面呈60°，并向着文物建筑喷水，其他条件和实施例1相同。保护侧平均温度比未保护侧平均温度减少20℃，保护侧温度最高达到57℃，未保护侧温度最高达到25℃。保护侧平均辐射热比未保护侧平均辐射热减少3.2KW。
实施例3：
本实施实例中改变竖直管道与地面呈45°，并向着文物建筑喷水，其他条件和实施例1相同。保护侧平均温度比未保护侧平均温度减少10℃，保护侧温度最高达到60℃，未保护侧温度最高达到35℃。保护侧平均辐射热比未保护侧平均辐射热减少2.3KW。
实施例4：
本实施实例中改变火源距离地面高度为4m，其他条件和实施例2相同。保护侧平均温度比未保护侧平均温度减少15℃，保护侧温度最高达到52℃，未保护侧温度最高达到25℃。保护侧平均辐射热比未保护侧平均辐射热减少2.8KW。
实施例5：
本实施实例中改变火源距离地面高度为8m，防火分隔装置的工作压力为12MPa，其他条件和实施例2相同。保护侧平均温度比未保护侧平均温度减少25℃，保护侧温度最高达到70℃，未保护侧温度最高达到28℃。保护侧平均辐射热比未保护侧平均辐射热减少3.5KW。
实施例6：
本实施实例中改变防火分隔装置的工作压力为15MPa，其他条件和实施例1相同。保护侧平均温度比未保护侧平均温度减少15℃，保护侧温度最高达到65℃，未保护侧温度最高达到32℃。保护侧平均辐射热比未保护侧平均辐射热减少2.5KW。
Claims (3)
1.一种用于文物建筑的移动式防火分隔装置，其特征在于，主要由消防总管道（1）、长支管道（3）、短支管道（4）、喷头（2）、支架、卡箍及滑轮（5）组成；
消防总管道（1）主要用于消防水的传输和供给，是由多段平行地面的管道段（8）连接而成；沿消防总管道（1）长度方向分别均匀固定连接有多个长支管道（3）和短支管道（4），长支管道（3）和短支管道（4）垂直消防总管道（1）；长支管道（3）和短支管道（4）交替间隔分布，且长支管道（3）和短支管道（4）在同一平面内；每个长支管道（3）的上端部和每个短支管道（4）的上端部安装有喷头（2），喷头（2）的喷水方向与长支管道（3）和短支管道（4）的长度方向一致；长支管道（3）、短支管道（4）均为：与消防总管道（1）的管道段（6）同轴连接的圆筒管和轴向垂直的支管固定在一起的；
长支管道（3）、短支管道（4）与地面的夹角可调，为60°或90°；夹角采用支架进行调节和固定，长支管道（3）和短支管道（4）分别与消防总管道（1）采用支架支撑固定与地面的夹角；
长支管道（3）、短支管道（4）总称竖直消防管道，确定竖直消防管道采用两种
长度规格，长度分别为2.2m和1m，长度为2.2m和长度为1m的竖直管道间距均
为1m，交替间隔布置，消防总管道（1）和竖直消防管道的管径经确定均为DN32；
当文物建筑着火时，该装置布置于距离文物建筑3m处，竖直消防管道喷头的固定方向应于地面呈60°，并向着文物建筑喷水；当文物建筑周围建筑着火时，竖直消防管道喷头的固定方向应于地面呈90°，形成保护水幕；系统供水压力太大，水头损失大，不一定有利于灭火效果，但是供水压力太小时，无法保证末端喷头足够的压力；因此确定供水压力为10~15MPa，其确定原则为：当文物建筑着火高度为6m及以下时，系统供水压力为10MPa；当文物建筑着火高度为6m~9m时，系统供水压力为12MPa；当文物建筑周围着火时，系统供水压力为15MPa；
测量距离防火分隔装置保护侧1.5m的热辐射通量及温度，当辐射热通量减少2.5kw及以上，温度减少15℃及以上，该装置和方法可行。
2.按照权利要求1所述的一种用于文物建筑的移动式防火分隔装置，其特征在于，消防总管道（1）、长支管道（3）、短支管道（4）之间的连接均采用卡箍进行连接，卡箍可用于不同位置、不同安装角度的消防管道的连接和固定。
3.按照权利要求1所述的一种用于文物建筑的移动式防火分隔装置，其特征在于，消防总管道（1）下面还设有滑轮（5），滑轮（5）用于该装置的移动，便于安装好后在不同的地面上变换位置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20200623 Address after: 100013 Beijing, North Third Ring Road, No. 30 East Road, Chaoyang District Applicant after: CHINA ACADEMY OF BUILDING RESEARCH Ltd. Applicant after: Jianyan Fire Prevention Technology Co., Ltd Address before: 100013 Beijing, North Third Ring Road, No. 30 East Road, Chaoyang District Applicant before: CHINA ACADEMY OF BUILDING RESEARCH Ltd. |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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