CN112619017B - 一种自动喷水灭火效能测试系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种自动喷水灭火效能测试系统及方法，所述系统包括外围保温防火垂壁，内围挡烟垂壁、设置在所述外围保温防火壁上部的排烟罩测试系统、设置在内围挡烟壁测试系统上部的顶板测试系统，及设置在所述顶板测试系统上的自动喷水灭火装置测试系统，所述内围挡烟垂壁测试系统离地面的距离能够调节，所述顶板测试系统的下表面上均匀地设置有多个压力传感器(P)和温度传感器(T)，在外围保温防火垂壁测试系统与内围挡烟垂壁测试系统二者之间的空间中设置有多个风速仪(V)以及多个温度传感器(T)，在外围保温防火垂壁测试系统的外侧部设置有多个温度传感器(T)；在所述地面中还设置有排水沟测试系统，并且在排水沟中设置有温度传感器(T)；所述排烟罩测试系统的排烟通道中设置有风速仪、温度传感器、湿度传感器，氧气传感器、一氧化碳和二氧化碳传感器。

Description

一种自动喷水灭火效能测试系统
技术领域
本发明属于灭火领域，具体涉及一种自动喷水灭火效能测试系统。
背景技术
目前，现有通用的灭火试验装置一般仅能检测火场温度这一单一参数，利用该参数来判断和评估灭火是否成功，例如，目前国际上关于自动喷水灭火系统的效能测试，主要是喷头处的温度不超过50℃就认为是灭火了的单一参数。但是，利用单一参数进行判断存在诸多的不足，例如现场可能存在残余火，火灾可能死灰复燃；例如单一参数可能不能全面表征火灾的特点，由此不能准确测定灭火装置的灭火效能。
因此，需要新的检测技术和装置，以至少部分消除现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自动喷水灭火效能测试系统及方法，以不少部分解决上述现有技术中存在的问题，更加科学有效地测定灭火装置的灭火效能。
火灾的一个重要参数是热释放速率，研究表明，该参数能够与建筑的火灾危险性、可燃物的特性以及数量火灾载荷相关联，从而更好地判断灭火的效能以及灭火是否成功；另外，相比于单一参数，利用多参数综合判断，其效果的科学性、准确性更佳。
根据本发明的一方面，提供一种自动喷水灭火效能测试系统，其特征在于，包括，外围保温防火垂壁(10)，内围挡烟垂壁(20)、设置在所述外围保温防火壁(10)上部的排烟罩(30)、设置在内围挡烟壁(20)上部的顶板(40)，以及设置在所述顶板(40)上的自动喷水灭火装置(50)，
其中，所述内围挡烟垂壁(20)离地面的距离能够调节，所述顶板(40)的下表面上均匀地设置有多个压力传感器(P)和温度传感器(T)，在外围保温防火垂壁(10)与内围挡烟垂壁(20)二者之间的空间中设置有多个风速仪(V)以及多个温度传感器(T)，并且在外围保温防火垂壁(10)的外侧部设置有多个温度传感器(T)；
其中，在所述地面中还设置有排水沟(60)，并且在排水沟中设置有温度传感器(T)；
其中，所述排烟罩(30)的排烟通道中设置有风速仪、温度传感器、湿度传感器，氧气传感器、一氧化碳和二氧化碳传感器。
优选的，所述自动喷水灭火效能测试系统还包括设置在用于测试的可燃物附近的温度传感器以及辐射热测量仪。
优选的，所述外围保温防火垂壁(10)由多个第一立柱(11)以及设置在第一立柱之间的保温型防火卷帘(12)构成。
优选的，所述内围挡烟垂壁(20)由多个第二立柱(21)以及设置在第二立柱之间的防火卷帘(22)构成，防火卷帘(22)能够调节离地面的距离。
优选的，所述自动喷水灭火装置(50)还包括用于测量水温的温度传感器。
根据本发明的另一方面，还提供一种自动喷水灭火效能测试方法包括将测试用可燃物放置在本发明所述的系统中，然后进行测试的步骤。
根据本发明的另一方面，还提供一种自动喷水灭火效能测试方法，包括测算火场的热释放速率，并利用热释放速率来判定灭火效能。
优选地，所述自动喷水灭火效能测试方法还包括测算火场温度以及辐射热，综合利用温度、辐射热以及热释放速率来判定灭火效能。
目前在常规的灭火系统实验中大都仅提供喷头的启动时间、喷头处的温度等，无法提供火灾的热释放速率。本发明的测试装置和方法不仅可以测量火灾场的温度，还可以检测辐射热，烟气温度，O2，CO，CO2的浓度，以及火灾产生烟气通过排烟罩的风速，从而可以根据烟气的流速，温度，O2，CO，CO2的浓度计算出火场热释放速率，进而可以利用火场热释放速率、火场温度、辐射热等参数来更加科学和准确地判定灭火效能。
附图说明
图1为本发明的一种自动喷水灭火效能测试系统整体结构示意图；
图2为本发明的一种自动喷水灭火效能测试系统剖面示意图；
具体实施方式
下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应该理解的是，具体实施方案旨在对本发明进行说明而并非限制之意。
如图1-2所示，本发明的自动喷水灭火效能测试系统基本由不燃材料制成，具有例如相当于3h的耐火极限。所述系统的围护结构为双层结构，也即外围保温防火垂壁(10)以及内围挡烟垂壁(20)。
外围保温防火垂壁(10)用于将火灾现场与周围环境隔开，例如外围保温防火垂壁(10)可以由多个第一立柱(11)以及设置在第一立柱之间的保温型防火卷帘(12)构成。在正常使用实验时，可以控制保温型防火卷帘(12)的下降的高度，例如完全落地，或者离地面一定距离，由此可以控制并确定火场的供氧量，保证燃烧充分，并保障烟气不外溢。在保温型防火卷帘(12)的两侧设置有温度传感器T，用于测量两侧的温度，从而可以计算火灾时向环境的散热量。
内围挡烟垂壁(20)设置在外围保温防火垂壁(10)内侧，可以由多个第二立柱(21)以及设置在第二立柱之间的防火卷帘(22)构成。防火卷帘(22)能够调节离地面的距离，用于控制燃烧产生的烟雾的扩散。也即，内围挡烟垂壁(20)的高度可以根据实验要求设定，例如可以为500mm。
本发明的自动喷水灭火效能测试系统还包括设置在所述外围保温防火壁(10)上部的排烟罩(30)以及设置在内围挡烟壁(20)上部的顶板(40)。排烟罩(30)支撑并密封连接在外围保温防火壁(10)的顶部，顶板(40)密封连接在内围挡烟垂壁(20)的顶部。排烟罩(30)通过外围保温防火壁(10)与内围挡烟垂壁(20)之间的空间与火场内部空间连通。
排烟罩(30)的进烟口四周可以均匀设置风速仪v，可以检测进入排烟罩(30)的烟气的流速流量等参数。在排烟罩(30)的排烟管上可以设置风速仪(v)、温度传感器(T)、湿度传感器(m)，氧气传感器(o)、一氧化碳传感器(co)和二氧化碳传感器(co2)等，利用这些传感器的检测结果可以计算通过烟气排出的热量。
顶板(40)密封设置在内围挡烟壁(20)上部，自动喷水灭火装置(50)设置在顶板(40)的下表面上。另外，在顶板(40)的下表面上还设置有多个压力传感器(P)以及温度传感器(T)。在火场的地面上还设置有排水沟并且在排水沟中设置有温度传感器(T)。在自动喷水灭火装置(50)中可以设置温度传感器，由此可以通过检测灭火用进水以及出水的温度，由此可以计算灭火用于水带走的热量。
当利用多个用于测试的可燃物进行测试时，可以在计划首先点燃的可燃物的附近的其他可燃物上设置温度传感器以及辐射热测量仪，在点燃上述计划首先点燃的可燃物之后，所设置的温度传感器以及辐射热测量仪可以测量火灾蔓延的时间。
可燃物燃烧之后，产生火焰以及烟雾，自动灭火装置自动在感应之后启动，进行喷水灭火。
通过各传感器测试火场环境的湿度和温度、火灾烟气中的湿度和温度，灭火用的水量和温度，以及地面排水沟排水的温度，可以测试灭火过程中热量被带走的主要过程、自动灭火装置的效能参数等，从而揭示灭火机理。例如，喷头处的温度和火灾的热释放速率可以判定火灾是否熄灭，火灾的蔓延通常用过火面积、以及系统灭火时间、设计喷水强度和喷头启动个数计算的作用面积等参数来判定，这种多维度多参数判定自动灭火的效能，更能体现自动灭火系统的功能性、火灾损失的合理控制、自动灭火系统的经济合理性等。通过测试装置排烟管道处的气体检测能理论计算出火灾的热释放率等，同从燃烧物到目标堆垛可燃物之间一般有1.2m至2.4m的距离，测量目标堆垛可燃物处的辐射热来判定火灾蔓延，同时也能进一步反推火灾的热释速率，测量过火面积。
更具体地，本发明的自动灭火系统灭火效能计算公式可以为:
f＝(Q,T0,D,N,W)，
其中，Q为热释放速率、T0为灭火时间、D为喷水强度、N为喷头启动个数、W为热释放速率曲线包络的面积。通过公式根据数值处理，并比较分析，获得较小f值的自动灭火系统参数具有较好的灭火效能。
目前在常规的灭火系统实验中大都仅提供喷头的启动时间、喷头处的温度等，无法提供火灾的热释放速率，本发明除能测喷头的启动时间、喷头处的温度外，还能测火灾的热释放速率，以及火灾蔓延、喷头喷水强度和作用面积推导等，从而实现对自动灭火效能的综合评价。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种自动喷水灭火效能测试系统，其特征在于：包括，外围保温防火垂壁（10），内围挡烟垂壁（20）、设置在所述外围保温防火垂壁（10）上部的排烟罩（30）、设置在内围挡烟垂壁（20）上部的顶板（40），以及设置在所述顶板（40）上的自动喷水灭火装置（50），
其中，所述内围挡烟垂壁（20）离地面的距离能够调节，所述顶板（40）的下表面上均匀地设置有多个压力传感器（P）和温度传感器（T），在外围保温防火垂壁（10）与内围挡烟垂壁（20）二者之间的空间中设置有多个风速仪（V）以及多个温度传感器（T），并且在外围保温防火垂壁（10）的外侧部设置有多个温度传感器（T）；
其中，在所述地面中还设置有排水沟（60），并且在排水沟中设置有温度传感器（T）；
其中，所述排烟罩（30）的排烟通道中设置有风速仪、温度传感器、湿度传感器（m），氧气传感器（O2）、一氧化碳传感器（CO）和二氧化碳传感器（CO2）；
其中，所述自动喷水灭火效能测试系统还包括设置在用于测试的可燃物附近的温度传感器以及辐射热测量仪（f）。
2.根据权利要求1所述的自动喷水灭火效能测试系统，其特征在于，所述外围保温防火垂壁（10）由多个第一立柱（11）以及设置在第一立柱之间的保温型防火卷帘（12）构成。
3.根据权利要求1所述的自动喷水灭火效能测试系统，其特征在于，所述内围挡烟垂壁（20）由多个第二立柱（21）以及设置在第二立柱之间的防火卷帘（22）构成，防火卷帘（22）能够调节离地面的距离。
4.根据权利要求1所述的自动喷水灭火效能测试系统，其特征在于，所述自动喷水灭火装置（50）还包括用于测量水温的温度传感器。
5.一种自动喷水灭火效能测试方法，其特征在于，包括将测试用可燃物放置在根据权利要求1-4中任一项所述的系统中，然后进行测试的步骤。
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