专利摘要

本实用新型公开了一种变风向条件下受限空间内对保温材料燃烧特性测试装置，包括有支撑架、支撑板，支撑架与支撑板形成四周封闭上下端面不封闭的筒状受限空间，其中一个支撑板上安装有竖向设置的保温板材，保温板材上分布有呈陈列设置的第一热电偶，保温板材对应的支撑板上安装有幕墙板材，支撑架架设在耐火石膏板上，耐火石膏板放置于高精度电子天平上，耐火石膏板一外侧安装有环境风送风装置，其另一侧架设有高清DV，筒状受限空间上下方分别架设有皮托管，筒状受限空间的正上方架设有烟气分析仪。本实用新型可以模拟真实可变环境风条件下，研究外界风从受限空间的底部和顶部产生的湍流效应对火蔓延行为以及烟气流动的影响。

权利要求

1.一种变风向条件下受限空间内对保温材料燃烧特性测试装置，其特征在于：包括有呈矩形分布的支撑架，所述支撑架的四周分别固定安装有支撑板，所述支撑架与支撑板形成四周封闭上下端面不封闭的筒状受限空间，其中一个支撑板上安装有竖向设置的保温板材，所述保温板材上分布有呈陈列设置的第一热电偶，所述保温板材的引燃处安装有电热丝点火器，所述保温板材对应的支撑板上安装有幕墙板材，所述支撑架架设在耐火石膏板上，所述耐火石膏板放置于高精度电子天平上，所述耐火石膏板一外侧安装有环境风送风装置，其另一侧通过高清DV支架架设有高清DV，所述筒状受限空间上下方分别架设有皮托管，所述皮托管上安装有第二热电偶，所述皮托管的另一端通过软管连接至差压变送器，所述皮托管通过其一侧的固定支架支撑架设，所述筒状受限空间的正上方架设有集气罩，所述集气罩通过管道连接至烟气分析仪。

2.根据权利要求1所述的变风向条件下受限空间内对保温材料燃烧特性测试装置，其特征在于：所述的支撑板的两侧通过螺丝固定安装在支撑架上，所述支撑板通过固定长钉固定保温板材，所述固定长钉在支撑板上呈间距设置。

3.根据权利要求1所述的变风向条件下受限空间内对保温材料燃烧特性测试装置，其特征在于：所述的环境风送风装置包括有通过支架架设的送风系统外主体，所述送风系统外主体呈横直的Y形，其一端为进风口，另一端为两出风口，进风口处安装有风机，所述出风口分别朝向筒状受限空间，且位于筒状受限空间的上下端，所述出风口所在的送风系统外主体内分别设有与其配合的风机变频器，且其下方的出风口处安装有高精度风速采集仪。

4.根据权利要求1所述的变风向条件下受限空间内对保温材料燃烧特性测试装置，其特征在于：所述的筒状受限空间一侧的支撑板上安装有辐射热流计。

5.根据权利要求4所述的变风向条件下受限空间内对保温材料燃烧特性测试装置，其特征在于：所述第一热电偶用于测量气相火焰温度，第二电热偶用于测量烟气的温度，所述高精度电子天平用于测量保温板材在引燃后发生阴燃或明火燃烧过程中的质量变化，所述高清DV用于记录所述保温板材燃烧过程中受限空间顶部和底部的火焰变化形态及熔融滴落现象，所述差压变送器用于测定不同高度处的烟气压差，所述烟气分析仪用以分析保温材料燃烧时产生烟气的成分，所述辐射热流计可将保温材料表面的温度和辐射数据实时传回电脑进行处理和分析，所述第一热电偶、第二电热偶、高精度电子天平、高清DV、差压变送器、烟气分析仪、辐射热流计的输出信号均接入数据采集仪，通过计算机软件进行远程实时数据采集与显示。

说明书

技术领域：

本实用新型涉及外部真实环境风作用下典型建筑保温板材受热火蔓延行为以及建筑外立面结构设计的技术领域，主要涉及一种变风向条件下受限空间内对保温材料燃烧特性测试装置。

背景技术：

随着经济的快速发展，能源的消耗量也是在不断上升，而建筑能耗在能源消耗中占30%，因此建筑节能问题越来越受到大家的广泛关注，随之而来的事各种新型保温材料被设计和发明。作为一种新型建筑材料，聚氨酯保温材料是一种具备优异隔热性能、抗腐蚀性和耐老化性、防火性强、力学性能稳定、粘结性能好、施工方便等特点的高分子材料，因而被广泛应用在建筑外墙保温体系中。同时在实际应用中聚氨酯保温材料的火灾危险性也是很大的。

近些年来发生过了许多重大火灾事故，如2009年4月19日，南京中环国际广场50层高楼，大火从外墙9楼蔓延至顶层的两个相邻空调外机井，燃烧物主要为井壁的保温层，过火面积为400平方米。火灾原因系空调安装工在安装空调外机时焊渣掉落至下方可燃物上引起。2010年5月31日南通市新城区高277.96米的中南汇源国际广场在进行外部装修时发生火灾，火灾烧毁了大楼西南角外表幕墙的保温材料，火灾原因系电焊工在切割钢筋时产生的火花引燃外墙保温材料引起火灾。2011年东北第一高的五星级酒店沈阳皇朝万鑫酒店发生火灾，大火持续近10个小时，火灾是由燃放烟花引起的。这些事故都是由建筑保温材料被引燃而引起的。

玻璃幕墙作为一种新型的建筑外围护性结构，广泛应用于现代化的建筑外立面上，它具有自身重量轻、施工方便、美观大方、采光性好等优点，深受广大建筑设计者的喜爱。然而在幕墙和墙体之间会形成一个夹层空间，如果墙体外的保温材料被点燃，由于建筑幕墙的遮挡，让人们很难一开始就发现火灾的形成，等发现火灾时火势也已经很大了，同时由于建筑幕墙的存在给消防人员救火行动也带来诸不利因素。在这个夹层空间内火灾的蔓延速度时非常快的，其原理是在这个受限空间内形成了烟囱效应。建筑通常是在有风环境中的，外界风作用在建筑物外立面，将会形成风压，外界风和烟囱效应的耦合作用将对火灾的发展和烟气的流动特性产生影响。这种影响是巨大的，往往会在很短的时间内使整个建筑淹没在火海中。

实用新型内容：

本实用新型目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种变风向条件下受限空间内对保温材料燃烧特性测试装置，用以研究真实环境风条件下建筑幕墙和墙体构成受限空间对保温板材特殊火蔓延行为的影响。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种变风向条件下受限空间内对保温材料燃烧特性测试装置，包括有呈矩形分布的支撑架，所述支撑架的四周分别固定安装有支撑板，所述支撑架与支撑板形成四周封闭上下端面不封闭的筒状受限空间，其中一个支撑板上安装有竖向设置的保温板材，所述保温板材上分布有呈陈列设置的第一热电偶，所述保温板材的引燃处安装有电热丝点火器，所述保温板材对应的支撑板上安装有幕墙板材，所述支撑架架设在耐火石膏板上，所述耐火石膏板放置于高精度电子天平上，所述耐火石膏板一外侧安装有环境风送风装置，其另一侧通过高清DV支架架设有高清DV，所述筒状受限空间上下方分别架设有皮托管，所述皮托管上安装有第二热电偶，所述皮托管的另一端通过软管连接至差压变送器，所述皮托管通过其一侧的固定支架支撑架设，所述筒状受限空间的正上方架设有集气罩，所述集气罩通过管道连接至烟气分析仪。

所述的支撑板的两侧通过螺丝固定安装在支撑架上，所述支撑板通过固定长钉固定保温板材，所述固定长钉在支撑板上呈间距设置。

所述的环境风送风装置包括有通过支架架设的送风系统外主体，所述送风系统外主体呈横直的Y形，其一端为进风口，另一端为两出风口，进风口处安装有风机，所述出风口分别朝向筒状受限空间，且位于筒状受限空间的上下端，所述出风口所在的送风系统外主体内分别设有与其配合的风机变频器，且其下方的出风口处安装有高精度风速采集仪。

所述的筒状受限空间一侧的支撑板上安装有辐射热流计。

所述第一热电偶用于测量气相火焰温度，第二电热偶用于测量烟气的温度，所述高精度电子天平用于测量保温板材在引燃后发生阴燃或明火燃烧过程中的质量变化，所述高清DV用于记录所述保温板材燃烧过程中受限空间顶部和底部的火焰变化形态及熔融滴落现象，所述差压变送器用于测定不同高度处的烟气压差，所述烟气分析仪用以分析保温材料燃烧时产生烟气的成分，所述辐射热流计可将保温材料表面的温度和辐射数据实时传回电脑进行处理和分析，所述第一热电偶、第二电热偶、高精度电子天平、高清DV、差压变送器、烟气分析仪、辐射热流计的输出信号均接入数据采集仪，通过计算机软件进行远程实时数据采集与显示。

其原理是：所述支撑架和支撑板结构形成四周封闭，上下两面不封闭的筒状受限空间；其中一个支撑板竖直线上安装有大小相等、间距相等的固定长钉，用以固定保温板材，支撑板两侧穿有小孔，用以固定热电偶；对面一个支撑板安装幕墙板材；所述保温板材，在顶部或者底部可以实现逆流火蔓延和顺流火蔓延模拟场景；二个支撑架安装在底部的耐火石膏板上；耐火石膏板放置于高精度电子天平上，在二个支撑架左侧安装一台环境风送风装置，环境风送风装置出口处的均匀供风可以通过变频风机和整流段来实现，产生的风速流场流速可以通过风速仪来进行标定。

二个支撑架右侧一定距离处放置一个可通过螺母调节高度的固定支架，用于固定测定不同高度处的烟气压差的差压变送器和测定烟气温度的热电偶；在支架右侧架设一台高清DV，用于记录所述保温板材燃烧过程中受限空间顶部和底部火焰变化形态及熔融滴落现象；在支架的上侧固定一个烟气分析仪装置，用以分析保温材料燃烧时产生烟气的成分；同时在保温板材表面处布置均匀热电偶， 用于测量气相火焰温度。

所述变频风机的出风口尺寸需要足够大，以便涵盖所述受限空间顶部和底部的洞口范围。所述电子天平测量的是所述保温板材在引燃后，发生阴燃或明火燃烧过程中的质量变化。所述电子天平、风速仪、微差压计复合气体分析仪、各个测点上布设的热电偶以及辐射热流计，其输出信号均接入数据采集模块，通

过计算机软件进行远程实时数据采集与显示。

本实用新型的优点是：

(1)本装置可以模拟真实可变环境风条件下，保温材料在墙体与幕墙夹层空间发生火灾所形成的烟囱效应对火蔓延行为的影响，研究外界风从受限空间的底部和顶部产生的湍流效应对火蔓延行为以及烟气流动的影响。

(2)本装置可实现墙体与幕墙构型结构的变化，从而可以研究单墙体构型或者墙体与幕墙构成的组合构型下保温材料受热变形、熔融流淌、以及后期火蔓延等过程的影响。

(3)在燃烧板材上布有均匀热电偶并且侧方向放置辐射热流计，可在线测量保温材料试样表面在被加热过程中实时温度变化，测得整个过程中幕墙与墙体之间受限空间与保温材料火蔓延行为之间的互为热反馈机制。

(4)在受限空间的上方设有热电偶及差压变送器，可在线测量保温材料试样燃烧时产生烟气的压差及烟气的温度和流速。

(5)在受限空间的上方设有集气罩，可在线测量保温材料试样燃烧时产生烟气的组成部分及浓度。

(6)利用电子天平实时记录保温材料燃烧过程中的质量损失，结合热电偶温度变化数据，可以进一步研究保温材料火灾特性及发展规律。

附图说明：

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1为送风系统外主体；2为风机；3为整流段；4为风机变频器；5为送风口； 6为高精度风速采集仪 ；7为保温板材；8为幕墙支撑板；9为墙体支撑板；10为辐射流量计；11为K型热电偶阵列；12为耐火石膏板；13为高精度电子天平；14为第一支撑架；15为第二支撑架；16为固定支架；17为差压变送器；18为第一软管；19为第一皮托管；20为旋转螺母；21为第二软管；22为第二皮托管；23为复合气体分析仪；24为高清DV支架；25为高清DV。

具体实施方式：

下面将结合图1说明本发明的具体实施方式，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，但不作为对本发明的限制。

一种变风向条件下受限空间内对保温材料燃烧特性测试装置，包括有呈矩形分布的支撑架，其包括有位于一侧的第一支撑架14和位于另一侧的第二支撑架15，所述支撑架的四周分别固定安装有支撑板，所述支撑架与支撑板形成四周封闭上下端面不封闭的筒状受限空间，所述支撑板包括有幕墙支撑板8、墙体支撑板9以及两侧的钢板，幕墙支撑板8和墙体支撑板9分别通过螺母与第一支撑架14和第二支撑架15相连接，在此次实施案例中，幕墙支撑板8和墙体支撑板9采用规格为长100cm、宽 60cm、厚3mm的钢制板材；第一支撑架14和第二支撑架15放置在底部的耐火石膏板12上。其中墙体支撑板9上安装一块耐火石膏板并在其表面通过粘合剂固定保温板材。另外幕墙支撑板8上安装幕墙板材，通过两块钢板将幕墙支撑板8和墙体支撑板9连接形成一个四周封闭上下开口的方筒状结构，用此来模拟实际建筑幕墙和墙体之间受限空间，在发生火灾时结合环境风的作用下将形成烟囱效应，保温板材的引燃采用一个电热丝点火器，本实施例中该点火器的功率可调，从而可使保温板材形成阴燃火蔓延与明火蔓延，且点火位置也可以多样，形成顺流向上火蔓延、逆流向下火蔓延等多种形式。

所述筒状受限空间上下方分别架设有皮托管，所述皮托管包括有第一皮托管19和第二皮托管22，所述第一皮托管19、第二皮托管22通过旋转螺母20固定安装在固定支架16上，且第一皮托管19、第二皮托管22的端部分别通过第一软管18、第二软管21连接至微差压计17。

所述的环境风送风装置包括有通过支架架设的送风系统外主体1，所述送风系统外主体1呈横直的Y形，其一端为进风口，另一端为两出风口，进风口处安装有风机2，风机吸入的风经整流段3整流之后，从朝向筒状受限空间的出风口5出风，且位于筒状受限空间的上下端，所述出风口5所在的送风系统外主体内分别设有与其配合的风机变频器4，且其下方的出风口处安装有高精度风速采集仪6，使其处于预设范围内；所述耐火石膏板12放置于一个高精度电子天平13上，左侧放置变频风机给风，在出风管道的调节下给出水平风，均匀的给到保温板材7 上，变频风机在给风时的功率可以精确控制，风机距离实验台两米，在给风时用高精度风速采集仪6进行实际风速测量，收集实际给到实验板材表面的风速。保温板材7固定在墙体支撑板8上，其正前方通过高清DV支架24架设有高清DV25，用于拍摄记录板材在燃烧时，在不同风速时燃烧的火焰高度、火焰方向、熔融滴落情况。在保温板材上面均匀分布热电偶阵列11，热电偶分布由实验板材由上到下等间距左右对称分布，用于测量燃烧不同时间，不同位置处的火焰温度变化。

测试时，开启所述高清DV25，开启所述辐射热流计10，随后利用所述电热丝点火器从构型的下部中央进行点火，通过功率控制形成阴燃火；此时，所述高精度电子天平13将记录燃料燃烧的质量变化，所述高清DV25记录下所述受限空间在底部风与顶部风作用下的火焰物理图像，此外所述辐射热流计10可分别记录所述受限空间在底部风与顶部风作用下的火焰辐射强度，所述热电偶阵列11可以对燃烧过程中火焰及烟气羽流的温度进行全程记录，所述差压变送器17可以对保温板材燃烧过程中产生的烟气压力和速度进行全程记录，所述复合烟气分析仪23可对保温材料燃烧过程中产生的烟气进行烟气的组成成分和浓度进行全程记录，所述高精度电子天13，辐射热流10，热电偶阵列11以及微差压计17等测量信号均接入数据采集卡进行实时采集。

本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者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实用的限制。此外，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。

本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限制，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，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，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介相连，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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型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，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

一种变风向条件下受限空间内对保温材料燃烧特性测试装置专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。