CN110792451B - 一种基于降热阻燃的多态型地铁隧道拱形壁 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于降热阻燃的多态型地铁隧道拱形壁，属于建筑施工领域，一种基于降热阻燃的多态型地铁隧道拱形壁，可以通过内嵌多态变层和镂空溢流层的设置，在火灾或者高温即将发生火灾的情况下，不规则球被熔化，其内部含有二氧化碳的液体流出，一方面挥发带走热量进行降温，另一方可以有效提高该部分的二氧化碳浓度，进而对于火灾达到一定的抑制作用，为工作人员的延长的救火的有效时间，进而有效降低地铁隧道发生火灾对人民生命财产造成的威胁，同时，当不规则球内液体流完后，热变层内的底层骨架由于不规则球的流失，会产生空隙，这些空隙能够存储并容纳较多的热量和烟气，进一步降低火灾威胁。
Description
技术领域
本发明涉及建筑施工领域，更具体地说，涉及一种基于降热阻燃的多态型地铁隧道拱形壁。
背景技术
地铁是铁路运输的一种形式，指在地下运行为主的城市轨道交通系统，即“地下铁道”或“地下铁”（Subway、tube、underground）的简称；许多此类系统为了配合修筑的环境，并考量建造及营运成本，可能会在城市中心以外地区转成地面或高架路段。地铁是涵盖了城市地区各种地下与地上的路权专有、高密度、高运量的城市轨道交通系统（Metro），中国台湾地铁称之为“捷运”（Rapid transit）。
除了地下铁以外，也包括高架铁路（Elevated railway）或路面上铺设的铁路。因此，地铁是路权专有的、无平交，这也是地铁区别于轻轨交通系统的根本性的标志。世界上最早的（也是第一条）地铁是英国伦敦的大都会地铁，始建于1863年。
现有技术中对于地铁隧道的防雨水等研究较多，但是对于地铁隧道的防火措施较少，现有的地铁隧道空间较为密闭，因而发生火灾后，对于人员的安全威胁较大，例如1·26东京地铁火灾事故，现有的地铁隧道壁一般采用内部镶嵌钢筋，外使用混凝土浇筑而成，防火降温的性较差，不能为发生火灾时提供一定的安全保障。
发明内容
1．要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于降热阻燃的多态型地铁隧道拱形壁，它可以通过内嵌多态变层和镂空溢流层的设置，在火灾或者高温即将发生火灾的情况下，不规则球被熔化，其内部含有二氧化碳的液体流出，一方面挥发带走热量进行降温，另一方可以有效提高该部分的二氧化碳浓度，进而对于火灾达到一定的抑制作用，为工作人员的延长的救火的有效时间，进而有效降低地铁隧道发生火灾对人民生命财产造成的威胁，同时，当不规则球内液体流完后，热变层内的底层骨架由于不规则球的流失，会产生空隙，这些空隙能够存储并容纳较多的热量和烟气，进一步降低火灾威胁。
2．技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种基于降热阻燃的多态型地铁隧道拱形壁，包括内嵌多态变层和定型内衬层，所述内嵌多态变层与隧道内壁固定连接，且内嵌多态变层与定型内衬层相邻设置，所述内嵌多态变层包括镂空溢流层和两个相互对称设置的热变层，所述定型内衬层与隧道内壁之间连接有多个均匀分布的上撑支柱和侧撑支柱，多个所述上撑支柱位于镂空溢流层内，多个所述侧撑支柱位于热变层内，所述热变层包括贯穿设置的底层骨架和多个双料混合颗粒，所述底层骨架完全镶嵌在多个双料混合颗粒内，所述定型内衬层开凿有多个均匀分布的溢流孔和逆流孔，多个所述溢流孔均位于镂空溢流层下方，多个所述逆流孔位于热变层内侧，可以通过内嵌多态变层和镂空溢流层的设置，在火灾或者高温即将发生火灾的情况下，不规则球被熔化，其内部含有二氧化碳的液体流出，一方面挥发带走热量进行降温，另一方可以有效提高该部分的二氧化碳浓度，进而对于火灾达到一定的抑制作用，为工作人员的延长的救火的有效时间，进而有效降低地铁隧道发生火灾对人民生命财产造成的威胁，同时，当不规则球内液体流完后，热变层内的底层骨架由于不规则球的流失，会产生空隙，这些空隙能够存储并容纳较多的热量和烟气，进一步降低火灾威胁。
进一步的，所述上撑支柱和溢流孔的密集度均大于侧撑支柱和逆流孔的密集度，通过较为密集的上撑支柱，便于提高镂空溢流层的稳定性和强度，使其很难在使用过程中坍塌，当发生火灾或者温度过高的情况下，双料混合颗粒由固体变为液体，体积增大且流动性变强，通过较为密集的溢流孔，便于初步熔化的双料混合颗粒及时从溢流孔流出，达到一定的降温阻燃的效果。
进一步的，所述逆流孔内壁固定连接有两个变向块，两个所述变向块呈中心对称分布。
进一步的，两个所述变向块均呈楔形，且两个变向块在逆流孔内围成折线通道，在长期受热后双料混合颗粒存在老化粉化的可能性，通过两个变向块形成的折线通道，可以改变逆流孔的出口，进而有效避免其内部的双料混合颗粒的粉末从逆流孔处掉出，影响后期的阻燃效果。
进一步的，所述双料混合颗粒包括石英结晶颗粒和不规则球，所述不规则球内包裹有充入有二氧化碳的液体。
进一步的，所述不规则球采用PC材料制成，PC在215℃开始软化，225℃以上开始流动，260℃以下熔体粘度过高，超过340℃会出现分解，当发生地铁隧道发生火灾或者温度过高即将发生火灾时，不规则球被熔化，其内部含有二氧化碳的液体流出，一方面挥发带走热量进行降温，另一方可以有效提高该部分的二氧化碳浓度，进而对于火灾达到一定的抑制作用，且不规则球壁厚为2-4mm，过薄，其在施工或运输过程中易意外破裂，造成其损坏率增加，造成材料的浪费，过厚，其熔化速度会变慢，导致不能及时破裂，进而延缓火势，对于为工作人员的提供更长的救火时间的效果不明显。
进一步的，所述石英结晶颗粒和不规则球的混合比例为1：2-3，天然的石英结晶是典型的耐火材料，其熔点高达1300度以上，94%天然石英制成的石英石完全阻燃，不会因接触高温而导致燃烧，也具备人造石等台面无法比拟的耐高温特性，且石英结晶颗粒的粒径与不规则球的粒径均大于溢流孔和逆流孔的内径，使得双料混合颗粒不易因从溢流孔或逆流孔漏出而导致其内部填充密度发生变化，有效避免因双料混合颗粒变少而导致后期的阻燃效果变差。
进一步的，所述底层骨架包括多个在三维空间分布的骨杆，所述骨杆由多个相互分叉交错的中空外骨组成，在火灾或即将发生火灾的高温下，当不规则球内液体流完后，热变层内还剩下石英结晶颗粒和底层骨架，此时石英结晶能够毫无阻隔的进行隔热和吸热，进行降温，进而抑制温度进一步升高，同时，此时的底层骨架的多个中空外骨之间由于不规则球的流失，会产生较多空隙，这些空隙能够存储并容纳较多的热量，产生吸热效果。
进一步的，多个所述中空外骨相互连通，且多个中空外骨内填充有流动液体，且流动液体为液体吸热材料，使得底层骨架本身具有较强的吸热材料，从而达到抑制温度的继续升高。
进一步的，所述流动液体在中空外骨内的填充度为流动液体内空间容积的80-90%，在高温下，流动液体存在升温气化的情况，填充过于饱和，中空外骨可能存在被涨破的情况。
3．有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
（1）本方案可以通过内嵌多态变层和镂空溢流层的设置，在火灾或者高温即将发生火灾的情况下，不规则球被熔化，其内部含有二氧化碳的液体流出，一方面挥发带走热量进行降温，另一方可以有效提高该部分的二氧化碳浓度，进而对于火灾达到一定的抑制作用，为工作人员的延长的救火的有效时间，进而有效降低地铁隧道发生火灾对人民生命财产造成的威胁，同时，当不规则球内液体流完后，热变层内的底层骨架由于不规则球的流失，会产生空隙，这些空隙能够存储并容纳较多的热量和烟气，进一步降低火灾威胁。
（2）上撑支柱和溢流孔的密集度均大于侧撑支柱和逆流孔的密集度，通过较为密集的上撑支柱，便于提高镂空溢流层的稳定性和强度，使其很难在使用过程中坍塌，当发生火灾或者温度过高的情况下，双料混合颗粒由固体变为液体，体积增大且流动性变强，通过较为密集的溢流孔，便于初步熔化的双料混合颗粒及时从溢流孔流出，达到一定的降温阻燃的效果。
（3）逆流孔内壁固定连接有两个变向块，两个变向块呈中心对称分布，两个变向块均呈楔形，且两个变向块在逆流孔内围成折线通道，在长期受热后双料混合颗粒存在老化粉化的可能性，通过两个变向块形成的折线通道，可以改变逆流孔的出口，进而有效避免其内部的双料混合颗粒的粉末从逆流孔处掉出，影响后期的阻燃效果。
（4）双料混合颗粒包括石英结晶颗粒和不规则球，不规则球内包裹有充入有二氧化碳的液体。
（5）不规则球采用PC材料制成，PC在215℃开始软化，225℃以上开始流动，260℃以下熔体粘度过高，超过340℃会出现分解，当发生地铁隧道发生火灾或者温度过高即将发生火灾时，不规则球被熔化，其内部含有二氧化碳的液体流出，一方面挥发带走热量进行降温，另一方可以有效提高该部分的二氧化碳浓度，进而对于火灾达到一定的抑制作用，且不规则球壁厚为2-4mm，过薄，其在施工或运输过程中易意外破裂，造成其损坏率增加，造成材料的浪费，过厚，其熔化速度会变慢，导致不能及时破裂，进而延缓火势，对于为工作人员的提供更长的救火时间的效果不明显。
（6）石英结晶颗粒和不规则球的混合比例为1：2-3，天然的石英结晶是典型的耐火材料，其熔点高达1300度以上，94%天然石英制成的石英石完全阻燃，不会因接触高温而导致燃烧，也具备人造石等台面无法比拟的耐高温特性，且石英结晶颗粒的粒径与不规则球的粒径均大于溢流孔和逆流孔的内径，使得双料混合颗粒不易因从溢流孔或逆流孔漏出而导致其内部填充密度发生变化，有效避免因双料混合颗粒变少而导致后期的阻燃效果变差。
（7）底层骨架包括多个在三维空间分布的骨杆，骨杆由多个相互分叉交错的中空外骨组成，在火灾或即将发生火灾的高温下，当不规则球内液体流完后，热变层内还剩下石英结晶颗粒和底层骨架，此时石英结晶能够毫无阻隔的进行隔热和吸热，进行降温，进而抑制温度进一步升高，同时，此时的底层骨架的多个中空外骨之间由于不规则球的流失，会产生较多空隙，这些空隙能够存储并容纳较多的热量，产生吸热效果。
（8）多个中空外骨相互连通，且多个中空外骨内填充有流动液体，且流动液体为液体吸热材料，使得底层骨架本身具有较强的吸热材料，从而达到抑制温度的继续升高。
（9）流动液体在中空外骨内的填充度为流动液体内空间容积的80-90%，在高温下，流动液体存在升温气化的情况，填充过于饱和，中空外骨可能存在被涨破的情况。
附图说明
图1为本发明的正面的结构示意图；
图2为图1中A处的结构示意图；
图3为本发明的热变层截面部分的结构示意图；
图4为本发明的底层骨架部分的结构示意图；
图5为本发明的双态混合颗粒中不规则球初变液滴流下时的结构示意图；
图6为本发明的双态混合颗粒中不规则球全变阻燃液流下时的结构示意图；
图7为本发明的熔化的不规则球从逆流孔流出时的结构示意图。
图中标号说明：
11上撑支柱、12侧撑支柱、21溢流孔、22逆流孔、3变向块、4骨杆、41中空外骨、42流动液体。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1，一种基于降热阻燃的多态型地铁隧道拱形壁，包括内嵌多态变层和定型内衬层，内嵌多态变层与隧道内壁固定连接，且内嵌多态变层与定型内衬层相邻设置，内嵌多态变层包括镂空溢流层和两个相互对称设置的热变层，定型内衬层与隧道内壁之间连接有多个均匀分布的上撑支柱11和侧撑支柱12，多个上撑支柱11位于镂空溢流层内，多个侧撑支柱12位于热变层内，多个溢流孔21均位于镂空溢流层下方，多个逆流孔22位于热变层内侧，定型内衬层开凿有多个均匀分布的溢流孔21和逆流孔22，上撑支柱11和溢流孔21的密集度均大于侧撑支柱12和逆流孔22的密集度，通过较为密集的上撑支柱11，便于提高镂空溢流层的稳定性和强度，使其很难在使用过程中坍塌，当发生火灾或者温度过高的情况下，双料混合颗粒由固体变为液体，体积增大且流动性变强，通过较为密集的溢流孔21，便于初步熔化的双料混合颗粒及时从溢流孔21流出，达到一定的降温阻燃的效果。
请参阅图2和图7，逆流孔22内壁固定连接有两个变向块3，两个变向块3呈中心对称分布，两个变向块3均呈楔形，且两个变向块3在逆流孔22内围成折线通道，在长期受热后双料混合颗粒存在老化粉化的可能性，通过两个变向块3形成的折线通道，可以改变逆流孔22的出口，进而有效避免其内部的双料混合颗粒的粉末从逆流孔22处掉出，影响后期的阻燃效果。
请参阅图3，热变层包括贯穿设置的底层骨架和多个双料混合颗粒，底层骨架完全镶嵌在多个双料混合颗粒内，双料混合颗粒包括石英结晶颗粒和不规则球，不规则球内包裹有充入有二氧化碳的液体，不规则球采用PC材料制成，PC在215℃开始软化，225℃以上开始流动，260℃以下熔体粘度过高，超过340℃会出现分解，当发生地铁隧道发生火灾或者温度过高即将发生火灾时，不规则球被熔化，其内部含有二氧化碳的液体流出，一方面挥发带走热量进行降温，另一方可以有效提高该部分的二氧化碳浓度，进而对于火灾达到一定的抑制作用；
且不规则球壁厚为2-4mm，过薄，其在施工或运输过程中易意外破裂，造成其损坏率增加，造成材料的浪费，过厚，其熔化速度会变慢，导致不能及时破裂，进而延缓火势，对于为工作人员的提供更长的救火时间的效果不明显，石英结晶颗粒和不规则球的混合比例为1：2-3，天然的石英结晶是典型的耐火材料，其熔点高达1300度以上，94%天然石英制成的石英石完全阻燃，不会因接触高温而导致燃烧，也具备人造石等台面无法比拟的耐高温特性，且石英结晶颗粒的粒径与不规则球的粒径均大于溢流孔21和逆流孔22的内径，使得双料混合颗粒不易因从溢流孔21或逆流孔22漏出而导致其内部填充密度发生变化，有效避免因双料混合颗粒变少而导致后期的阻燃效果变差。
请参阅图3，底层骨架包括多个在三维空间分布的骨杆4，骨杆4由多个相互分叉交错的中空外骨41组成，在火灾或即将发生火灾的高温下，当不规则球内液体流完后，热变层内还剩下石英结晶颗粒和底层骨架，此时石英结晶能够毫无阻隔的进行隔热和吸热，进行降温，进而抑制温度进一步升高，同时，此时的底层骨架的多个中空外骨41之间由于不规则球的流失，会产生较多空隙，这些空隙能够存储并容纳较多的热量，产生吸热效果。
请参阅图4，多个中空外骨41相互连通，且多个中空外骨41内填充有流动液体42，且流动液体42为液体吸热材料，使得底层骨架本身具有较强的吸热材料，从而达到抑制温度的继续升高，流动液体42在中空外骨41内的填充度为流动液体42内空间容积的80-90%，在高温下，流动液体42存在升温气化的情况，填充过于饱和，中空外骨41可能存在被涨破的情况。
可以通过内嵌多态变层和镂空溢流层的设置，在火灾或者高温即将发生火灾的情况下，不规则球被熔化，请参阅图5，其内部含有二氧化碳的液体呈现初变液滴的状态从溢流孔21流出，一方面挥发带走热量进行降温，另一方可以有效提高该部分的二氧化碳浓度，进而对于火灾达到一定的抑制作用，为工作人员的提供更长的救火时间的效果，进而有效降低地铁隧道发生火灾对人民生命财产造成的威胁，同时，请参阅图6-7，当不规则球全变阻燃液并从逆流孔22的折线通道流出，图中箭头表示流出方向，进一步增大吸热面积，提高降温效果，热变层内还剩下石英结晶颗粒和底层骨架，此时石英结晶能够毫无阻隔的进行隔热和吸热，进行降温，进而抑制温度的进一步升高，并且底层骨架的多个中空外骨41之间由于不规则球的流失，会产生较多空隙，这些空隙能够存储并容纳较多的热量和烟气，进一步降低火灾威胁，同时本隧道内壁在未发生火灾时，还能起到降温吸热的作用，使得地铁运行系统的温度不至于太高，进而有效提高使用寿命。
以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种基于降热阻燃的多态型地铁隧道拱形壁，包括内嵌多态变层和定型内衬层，其特征在于：所述内嵌多态变层与隧道内壁固定连接，且内嵌多态变层与定型内衬层相邻设置，所述内嵌多态变层包括镂空溢流层和两个相互对称设置的热变层，所述定型内衬层与隧道内壁之间连接有多个均匀分布的上撑支柱（11）和侧撑支柱（12），多个所述上撑支柱（11）位于镂空溢流层内，多个所述侧撑支柱（12）位于热变层内，所述热变层包括贯穿设置的底层骨架和多个双料混合颗粒，所述底层骨架完全镶嵌在多个双料混合颗粒内，所述定型内衬层开凿有多个均匀分布的溢流孔（21）和逆流孔（22），多个所述溢流孔（21）均位于镂空溢流层下方，多个所述逆流孔（22）位于热变层内侧。
2.根据权利要求1所述的一种基于降热阻燃的多态型地铁隧道拱形壁，其特征在于：所述上撑支柱（11）和溢流孔（21）的密集度均大于侧撑支柱（12）和逆流孔（22）的密集度。
3.根据权利要求1所述的一种基于降热阻燃的多态型地铁隧道拱形壁，其特征在于：所述逆流孔（22）内壁固定连接有两个变向块（3），两个所述变向块（3）呈中心对称分布。
4.根据权利要求3所述的一种基于降热阻燃的多态型地铁隧道拱形壁，其特征在于：两个所述变向块（3）均呈楔形，且两个变向块（3）在逆流孔（22）内围成折线通道。
5.根据权利要求1所述的一种基于降热阻燃的多态型地铁隧道拱形壁，其特征在于：所述双料混合颗粒包括石英结晶颗粒和不规则球，所述不规则球内包裹有充入的二氧化碳的液体。
6.根据权利要求5所述的一种基于降热阻燃的多态型地铁隧道拱形壁，其特征在于：所述不规则球采用PC材料制成，且不规则球壁厚为2-4mm。
7.根据权利要求1所述的一种基于降热阻燃的多态型地铁隧道拱形壁，其特征在于：所述底层骨架包括多个在三维空间分布的骨杆（4），所述骨杆（4）由多个相互分叉交错的中空外骨（41）组成。
8.根据权利要求7所述的一种基于降热阻燃的多态型地铁隧道拱形壁，其特征在于：多个所述中空外骨（41）相互连通，且多个中空外骨（41）内填充有流动液体（42），且流动液体（42）为液体吸热材料。
9.根据权利要求8所述的一种基于降热阻燃的多态型地铁隧道拱形壁，其特征在于：所述流动液体（42）在中空外骨（41）内的填充度为流动液体（42）内空间容积的80%-90%。
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