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水幕保护玻璃安全防火系统有效性的研究

2017-03-09 08:55:36 作者: 来源:新浪地产 我要评论0

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   1、引言

  钢化玻璃在建筑中本身可以作为现成的防火分隔物,水膜覆盖在玻璃表面,可以延长钢化玻璃耐火时间,降低背火面的温度和辐射的热量。整个系统既可以控制火灾中烟雾的扩散,又能控制火势的蔓延,保证人员疏散和财产转移的安全。

  2、实验器材简介

  2。1、燃烧场所

  燃烧场所为白铁皮制成的0.5m*0.5m*0.5m的铁箱,无底,正面留出一个槽子用来插放玻璃,箱子的后面开了一个小门,用来流通空气,方便人员操作。

  2.2、玻璃

  实验采用钢化玻璃和普通玻璃分别实验,玻璃的尺寸为0.5m*0.5m。因普通玻璃的常用厚度为5mm,为了形成对照,同样选用厚度为5mm的钢化玻璃。

  2.3、变频泵

  实验中使用的泵的型号为SZ037,粤华牌不锈钢射流式自吸离心泵,流量为0-3m?/h,扬程为35-12m。通过调节泵的频率来改变喷头的流量。

  2.4、油盘

  本实验采用相应功率的油盘进行燃烧来控制火灾的规模,由于本实验模型规模较小,选取尺寸为5X5cm*cm、10X10cm*cm、10X15cm*cm的油盘。为了不对模型与实验室造成污染,故在实验中采用了纯度为99%的甲醇作为燃料。

  2.5、喷头

  边墙式喷头洒水的形状为半抛物线形,单面水流定向地喷向被保护区域。本实验将其垂直安装在玻璃上边的正中点。没有挡板的方向朝向玻璃,使得水能覆盖玻璃。

  2。6、温度测量

  实验用ADAM温度数据采集系统。玻璃表面一共有7个温度测点,1-6号点在温度背火面,7号点在玻璃向火面,另有测点8设置在火焰上方。

  3、实验步骤

  (1)连接好装置,调节水的流量,水达到覆盖玻璃下角的临界状态时泵的频率为19.14Hz;

  (2)选取变量油盘、流量;油盘按尺寸大小分为小、中、大三种,逐步调高泵的频率,当水能完全覆盖到玻璃中上方时频率为23。01Hz,此时玻璃的角落有部分没有被水覆盖到,当玻璃的两角基本覆盖时频率为26。37Hz;

  (3)测流量:用量筒和秒表测量水量和喷水时间,换算出喷头的流量,不同频率分别测量三次后取平均值;上述泵的频率对应的喷头流量分别为286.72ml/s,385.50ml/s,449.78ml/s;

  (4)在油盘中倒入100ml甲醇,放入燃烧铁箱中心处,点燃油盘后开启喷头,开启温度采集系统的软件记录温度;

  (5)依据正交实验表,并分别用普通玻璃和钢化玻璃进行实验,每次实验都按第6步进行,直到9次实验完成;

  (6)设置没有水幕保护的空白实验。

  由表可见较佳的水平条件为:小油盘,流量449.78ml/s。

  由于玻璃表面温度测点分布很接近,故下表中温度测点1-6由玻璃表面的平均温度来表示。

  4、结论

  在普通玻璃空白实验中,使用中油盘时,玻璃在燃烧了260s后,上方发生破裂。使用大油盘时,玻璃在燃烧进行到150s时,上方和侧边发生明显的裂痕。从温度变化的折线图中可以读出,普通玻璃在温度大约为220℃时会发生破裂;在钢化玻璃空白实验中,玻璃表面最高温度达到281.59℃并没有破裂。说明普通玻璃比钢化玻璃在高温下易碎。

  从有水幕保护的普通玻璃和钢化玻璃的正交实验中可以得出:普通玻璃和钢化玻璃都没有破碎,普通玻璃的最大温差达到39.09,钢化玻璃的最大温差达到37.07℃。钢化玻璃的温度分布更加均匀,耐火性能更好;喷头流量越大,玻璃的温度减少的百分率越大,但增大的速率减小;钢化玻璃的背火面和向火面的温差更大,温度变化速度更慢。

  从水幕保护的玻璃燃烧实验和空白实验的对照可以看出:未喷水幕时,普通玻璃外表面温度在34-49℃范围内变化,喷水幕时维持在28-30℃;未喷水幕时,钢化玻璃外表面温度在32-65℃范围内变化,喷水幕时维持在27-30℃;水幕对于玻璃具有一定的保护作用,并能降低玻璃表面的温度。普通玻璃实验中,温度减少的最大百分比可到达51.44%,钢化玻璃实验中温度减少的最大百分比的达到56.98%,其对于钢化玻璃的保护效果更加明显。


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