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      水幕保護玻璃安全防火系統有效性的研究

      2017-03-09 08:55:36 作者: 來源:新浪地產 我要評論0

      第一幕墻網

         1、引言

        鋼化玻璃在建筑中本身可以作為現成的防火分隔物,水膜覆蓋在玻璃表面,可以延長鋼化玻璃耐火時間,降低背火面的溫度和輻射的熱量。整個系統既可以控制火災中煙霧的擴散,又能控制火勢的蔓延,保證人員疏散和財產轉移的安全。

        2、實驗器材簡介

        2.1、燃燒場所

        燃燒場所為白鐵皮制成的0.5m*0.5m*0.5m的鐵箱,無底,正面留出一個槽子用來插放玻璃,箱子的后面開了一個小門,用來流通空氣,方便人員操作。

        2.2、玻璃

        實驗采用鋼化玻璃和普通玻璃分別實驗,玻璃的尺寸為0.5m*0.5m。因普通玻璃的常用厚度為5mm,為了形成對照,同樣選用厚度為5mm的鋼化玻璃。

        2.3、變頻泵

        實驗中使用的泵的型號為SZ037,粵華牌不銹鋼射流式自吸離心泵,流量為0-3m?/h,揚程為35-12m。通過調節泵的頻率來改變噴頭的流量。

        2.4、油盤

        本實驗采用相應功率的油盤進行燃燒來控制火災的規模,由于本實驗模型規模較小,選取尺寸為5X5cm*cm、10X10cm*cm、10X15cm*cm的油盤。為了不對模型與實驗室造成污染,故在實驗中采用了純度為99%的甲醇作為燃料。

        2.5、噴頭

        邊墻式噴頭灑水的形狀為半拋物線形,單面水流定向地噴向被保護區域。本實驗將其垂直安裝在玻璃上邊的正中點。沒有擋板的方向朝向玻璃,使得水能覆蓋玻璃。

        2.6、溫度測量

        實驗用ADAM溫度數據采集系統。玻璃表面一共有7個溫度測點,1-6號點在溫度背火面,7號點在玻璃向火面,另有測點8設置在火焰上方。

        3、實驗步驟

        (1)連接好裝置,調節水的流量,水達到覆蓋玻璃下角的臨界狀態時泵的頻率為19.14Hz;

        (2)選取變量油盤、流量;油盤按尺寸大小分為小、中、大三種,逐步調高泵的頻率,當水能完全覆蓋到玻璃中上方時頻率為23.01Hz,此時玻璃的角落有部分沒有被水覆蓋到,當玻璃的兩角基本覆蓋時頻率為26.37Hz;

        (3)測流量:用量筒和秒表測量水量和噴水時間,換算出噴頭的流量,不同頻率分別測量三次后取平均值;上述泵的頻率對應的噴頭流量分別為286.72ml/s,385.50ml/s,449.78ml/s;

        (4)在油盤中倒入100ml甲醇,放入燃燒鐵箱中心處,點燃油盤后開啟噴頭,開啟溫度采集系統的軟件記錄溫度;

        (5)依據正交實驗表,并分別用普通玻璃和鋼化玻璃進行實驗,每次實驗都按第6步進行,直到9次實驗完成;

        (6)設置沒有水幕保護的空白實驗。

        由表可見較佳的水平條件為:小油盤,流量449.78ml/s。

        由于玻璃表面溫度測點分布很接近,故下表中溫度測點1-6由玻璃表面的平均溫度來表示。

        4、結論

        在普通玻璃空白實驗中,使用中油盤時,玻璃在燃燒了260s后,上方發生破裂。使用大油盤時,玻璃在燃燒進行到150s時,上方和側邊發生明顯的裂痕。從溫度變化的折線圖中可以讀出,普通玻璃在溫度大約為220℃時會發生破裂;在鋼化玻璃空白實驗中,玻璃表面最高溫度達到281.59℃并沒有破裂。說明普通玻璃比鋼化玻璃在高溫下易碎。

        從有水幕保護的普通玻璃和鋼化玻璃的正交實驗中可以得出:普通玻璃和鋼化玻璃都沒有破碎,普通玻璃的最大溫差達到39.09,鋼化玻璃的最大溫差達到37.07℃。鋼化玻璃的溫度分布更加均勻,耐火性能更好;噴頭流量越大,玻璃的溫度減少的百分率越大,但增大的速率減;鋼化玻璃的背火面和向火面的溫差更大,溫度變化速度更慢。

        從水幕保護的玻璃燃燒實驗和空白實驗的對照可以看出:未噴水幕時,普通玻璃外表面溫度在34-49℃范圍內變化,噴水幕時維持在28-30℃;未噴水幕時,鋼化玻璃外表面溫度在32-65℃范圍內變化,噴水幕時維持在27-30℃;水幕對于玻璃具有一定的保護作用,并能降低玻璃表面的溫度。普通玻璃實驗中,溫度減少的最大百分比可到達51.44%,鋼化玻璃實驗中溫度減少的最大百分比的達到56.98%,其對于鋼化玻璃的保護效果更加明顯。


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