基本信息
- 项目名称：
- 室内火灾模拟演示装置
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 室内火灾模拟演示装置模拟实际房间空间结构形式，用于室内轰燃、回燃等特殊火灾现象研究。该装置设计科学、巧妙，便于装饰装修材料的安装及实验后的清洁处理，具有实时采集箱体内热烟气层温度、出口流出的热烟气温度、地面辐射热通量和火源质量损失速率等功能。
- 详细介绍：
- 建筑装饰材料对室内火灾的发生、发展及动力学演化过程的影响不可小视，甚至可能成为轰燃、回燃等特殊火灾现象发生的重要条件。因此，有必要就常用建筑装饰材料对室内火灾的影响展开系统研究。基于这一研究需要，我们设计、开发并制作了室内火灾模拟演示装置。 该装置按照ISO 9705标准实验房间的1/4尺寸设计，在其内部壁面可方便地装设各类材料，且可以通过预设的多点热电偶、辐射热流计、燃料托盘天平以及多路火灾信号检测系统对多种火灾数据进行实时采集，为相关研究提供技术支持。 该装置可用于研究常用建筑装饰材料对室内火灾的影响以及室内发生轰燃、回燃等特殊火灾现象的机理、途径、临界条件、危害等，也可用于确定壁面材料的轰燃危害性，为装饰装修过程中合理选材以预防室内轰燃提供参考，还可用于轰燃等特殊火灾现象的教学演示。 该装置将为消防灭火技术研发创造条件。由于轰燃、回燃等特殊火灾具有突发性，在消防灭火演练中难以再现，因而消防作战指挥人员对其发生时机和控制措施缺乏了解。本装置有利于解决这一问题：它一方面可以较方便地再现这类特殊火灾，另一方面可用于此类火灾发生规律和相应灭火措施的研究。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 在消防灭火战斗中，轰燃、回燃等特殊火灾因具有突发性而容易导致人员伤亡，相关事故常见诸报端。但由于此类火灾具有特殊性，在消防灭火演练中难以再现，因而消防指挥员对其发生时机和控制措施缺乏了解。为了解决这一问题，有必要设计特定装置来研究此类火灾发生和发展的规律。 国内已有的室内火灾实验装置壁面多采用不锈钢板，忽略了壁面材料对室内火灾的影响，与实际房间壁面材料多样这一事实不符。而壁面材料特别是新型建筑装饰材料对室内火灾的发生、发展及动力学演化过程的影响不可小视，甚至可能成为轰燃、回燃等特殊火灾现象发生的重要条件。因此，有必要就常用建筑装饰材料对室内火灾的影响展开系统研究。 基于上述实际和理论研究需要，我们设计、开发并制作了室内火灾模拟演示装置。 该装置以ISO 9705标准实验房间为模板，按照其1/4尺寸设计，主要性能和技术指标包括：(1) 能较好地再现室内火灾现象(包括轰燃、回燃等特殊现象)；(2) 能对室内火灾温度、燃料质量损失速率、辐射热通量等火灾参数实时检测；(3) 结构简单、操作安全，便于改变有关条件以设置不同室内火灾场景。
科学性、先进性
- 针对国内现有实验平台不便于研究装饰材料对火灾的影响，其框架不可拆卸，使用极其不方便的缺陷，研究者通过科学设计，巧妙制作，弥补了现有装置的不足，为国内首创，在室内火灾实验研究领域处于先进水平。 该装置可用于研究常用新型建筑装饰材料对室内火灾的发生、发展及动力学演化过程的影响以及室内特殊火灾现象的机理、途径、临界条件、危害等，特别是可用来开展实验验证轰燃等特殊火灾防控措施的可行性和有效性，还可用于教学演示。 该装置不仅为室内火灾理论研究提供了实验手段，而且为消防灭火技术研发创造了实践条件。它一方面可以较方便地再现这类特殊火灾，另一方面可用于此类火灾发生规律和相应灭火措施的研究。 此外，通过本装置，可以确定壁面材料的轰燃危害性，这将为装饰装修过程中合理选材以预防室内轰燃提供参考。
获奖情况及鉴定结果
- 在武警学院2010年11月举办的2009~2010学年学员科技创新成果评奖活动中荣获一等奖。
作品所处阶段
- 应用阶段
技术转让方式
- 专利技术转让
作品可展示的形式
- 实物、图片
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 该装置能较好地再现室内火灾现象（包括轰燃、回燃等特殊现象），对室内温度、燃料质量损失、辐射热通量等火灾参数可以实时检测，且结构简单、操作安全，便于改变有关条件特别是壁面材料以设置不同室内火灾场景。 该装置适用于建筑、车厢、舱室、车间等典型的具有单一开口的闭室火灾模拟，对于轰燃、回燃等特殊火灾具有较好的再现性。鉴于该装置的技术特点和优势，可以在火灾研究机构及消防部队灭火演练中推广使用，它将为室内火灾行为规律的研究和灭火措施探寻提供较强的技术支撑。
同类课题研究水平概述
- (1) 美国马里兰大学设计的小尺寸火灾实验箱[1] 实验箱为一长方形腔体，内尺寸为0.3m×0.3m×0.56m。箱体框架由角钢焊接而成，开口侧边间隔1cm打孔，通过插销固定开口大小。腔体壁面由硅铝板构成，确保隔热和密闭。 (2) 中科大设计的小尺寸轰燃实验台[2] 实验台为一立方形腔体，内尺寸为0.8×0.8×0.8 m3。腔体壁面分为3层，内外2层是不锈钢板，中间为硅酸铝隔热层，保证了一定的隔热效果和密闭性。 (3) 中科大设计的小尺寸回燃实验装置[3] 实验装置的长宽高为1.2m×0.6m×0.6m，其端部开口的宽高为0.2m×0.6m。小腔体的内外表面为2mm的不锈钢板，中间用200mm厚的硅酸铝刺毯棉作为隔热层。 参考文献： [1] J.G. Quintiere, A.S. Rangwala. A theory for flame extinction based on flame temperature[C]. San Francisco, USA, Fire and Materials, 2003. [2] 宋虎．小尺寸腔室轰燃现象的实验和理论研究[D]．合肥：中国科学技术大学，2007． [3] 翁文国．腔室火灾中回燃现象的模拟研究[D]．合肥：中国科学技术大学，2002．
