專利名稱：水利水電工程洞室群火災(zāi)模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)備及模擬實(shí)驗(yàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及火災(zāi)實(shí)驗(yàn)?zāi)M技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種水利水電工程洞室群火災(zāi)模擬 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及模擬實(shí)驗(yàn)方法。
背景技術(shù)：
建設(shè)于深山峽谷的水利水電工程，通常涉及由地下廠房、主變室、進(jìn)水和尾水洞、 母線洞、交通洞、泄洪洞及施工期導(dǎo)流洞等多個(gè)大規(guī)模地下洞室組成的地下洞室群。由于洞 室相互聯(lián)通，加之通風(fēng)排煙組織困難，在施工和運(yùn)行期間如果發(fā)生火災(zāi)事故，火災(zāi)及煙氣蔓 延過程將十分復(fù)雜。因此通過實(shí)驗(yàn)的方法，探索水利水電洞室群煙氣蔓延和通風(fēng)排煙規(guī)律， 以為地下洞室群建設(shè)工程設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)及施工的消防安全提供合理、正確的科學(xué)依據(jù)，是水利 水電工程領(lǐng)域迫切需要解決的一個(gè)問題。針對(duì)水利水電工程的洞室群采用全尺寸的實(shí)體模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，存在一定的困 難，采用一定比例尺的模擬實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛠黹_展研究是一種必要、科學(xué)、經(jīng)濟(jì)而又切實(shí)可行的手 段。長(zhǎng)期以來，國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)火災(zāi)實(shí)驗(yàn)?zāi)M研究主要利用尺度模擬技術(shù)，結(jié)合特定的需求 而設(shè)計(jì)研制一定比例的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)北京工業(yè)大學(xué)采用1 42的小比例尺地鐵模型開展地 鐵洞內(nèi)氣流組織及傳熱效應(yīng)的研究；中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)1 2比例的建筑模型研究室內(nèi)火 災(zāi)蔓延；Thomas等人采用1/10縮小尺寸模型來研究大空間建筑內(nèi)的煙氣蔓延現(xiàn)象；Morgan 采用1/10縮小尺寸的商場(chǎng)和中庭式大空間模型研究中廳火災(zāi)煙氣控制規(guī)律。然而，這些實(shí) 驗(yàn)系統(tǒng)的適用對(duì)象和適用功能都較為單一，一般僅能滿足某類工程的特定需求；同時(shí)其洞 室結(jié)構(gòu)較為單一，難以滿足由大長(zhǎng)隧洞及高大洞室等組成的大規(guī)模洞室群火災(zāi)模擬實(shí)驗(yàn)的 需要。目前國(guó)內(nèi)尚無針對(duì)水利水電工程洞室群開展火災(zāi)事故模擬的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，因此，如 何針對(duì)于水利水電工程洞室群火災(zāi)事故，建立多功能大比例尺的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)平臺(tái)，開展地下 洞室群空間火災(zāi)蔓延的實(shí)驗(yàn)?zāi)M以及事故通風(fēng)排煙的實(shí)驗(yàn)研究，為水利水電洞室群設(shè)計(jì)、 建設(shè)、運(yùn)行、檢修的延期管理提供合理、準(zhǔn)確的科學(xué)依據(jù)是水利水電工程領(lǐng)域迫切需要解決 的一個(gè)問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種水利水電工程洞室群火災(zāi)模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)備及實(shí)驗(yàn)方法，該 設(shè)備與方法可用于對(duì)水利水電工程洞室群火災(zāi)的發(fā)生發(fā)展機(jī)理、通風(fēng)排煙、控制與防治進(jìn) 行實(shí)驗(yàn)研究，為地下洞室群建設(shè)的工程設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)和施工的消防安全提供合理、正確的科學(xué) 依據(jù)，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。本發(fā)明提供的水利水電工程洞室群火災(zāi)模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)備，該設(shè)備包括模擬洞室群 系統(tǒng)，用于模擬火災(zāi)發(fā)生的三維限定空間，包括主廠房、主變室、母線隧洞、進(jìn)水隧洞、尾水 隧洞；火源系統(tǒng)，用于模擬不同的火災(zāi)場(chǎng)景，可置于所述模擬洞室群系統(tǒng)各組成部分中的任意位置，包括用于提供火源的燃燒器、放置于燃燒器側(cè)翼用于提供示蹤煙氣顆粒的煙氣發(fā) 生箱、以及控制器；通風(fēng)排煙系統(tǒng)，用于模擬所述洞室群的通風(fēng)排煙，包括主廠房通風(fēng)排 煙部分、主變室通風(fēng)排煙部分、進(jìn)水隧洞通風(fēng)部分、尾水隧洞通風(fēng)部分；探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，用于 進(jìn)行模擬洞室群系統(tǒng)內(nèi)部火災(zāi)的探測(cè)識(shí)別與自動(dòng)報(bào)警，包括置于所述主廠房及主變室拱 頂?shù)母袩熖綔y(cè)器，設(shè)置在所述主廠房及主變室內(nèi)兩端壁面紅外對(duì)射火災(zāi)探測(cè)器，以及與服 務(wù)器相連的報(bào)警控制器；測(cè)量采集及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，用于火災(zāi)模擬實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)測(cè)量、采 集、處理，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比、分析、驗(yàn)證及事故預(yù)測(cè)評(píng)估，包括設(shè)置于所述模擬洞室群系統(tǒng) 各組成部分內(nèi)的溫度探頭、壓力探頭、速度探頭、氣體成分探頭、攝像頭、及相應(yīng)的測(cè)量裝置 組成的測(cè)量采集部分，以及置于服務(wù)器中與所述測(cè)量裝置相連的數(shù)據(jù)分析部分。其中，所述模擬洞室群系統(tǒng)整體可拆卸組合；所述主廠房為長(zhǎng)方體空間結(jié)構(gòu)，設(shè)置 有可在其內(nèi)任意豎直高度上下移動(dòng)的主廠房中間層，所述主廠房中間層用于模擬主廠房?jī)?nèi) 不施工、檢修或運(yùn)行的狀態(tài)；所述主變室為長(zhǎng)方體空間結(jié)構(gòu)；所述母線隧洞為矩形隧洞，連 接主廠房與主變室，與所述主廠房及主變室中間閥門相連，設(shè)置有可在其內(nèi)任意豎直高度 上下移動(dòng)的母線隧洞中間層，所述母線隧洞中間層用于模擬母線隧洞施工及運(yùn)行的狀態(tài)； 所述進(jìn)水隧洞為圓管形隧洞，與所述主廠房中間閥門相連；所述尾水隧洞為矩形隧洞，與所 述主廠房主下部閥門相連。其中，所述主廠房以及主變室底面采用耐火磚鋪墊，一端側(cè)面安裝耐火玻璃，拱頂 表面和其他三個(gè)側(cè)面安裝防火板；所述母線隧洞及尾水隧洞一側(cè)面安裝耐火玻璃，頂面和 另一側(cè)面安裝防火板，底面采用耐火磚鋪墊；所述進(jìn)水隧洞管壁為鋼筋網(wǎng)材料的預(yù)置管件； 所述主廠房、母線隧洞、主變室、進(jìn)水隧洞由鋼支架托起；所述尾隨隧洞置于地面。其中，所述主廠房通風(fēng)排煙部分包括設(shè)置于主廠房頂部的主廠房風(fēng)機(jī)、主廠房通 風(fēng)排煙井，設(shè)置于主廠房拱頂?shù)闹鲝S房通風(fēng)管道，以及分布于所述主廠房通風(fēng)管道上的主 廠房排風(fēng)口，設(shè)置于主廠房壁上的主廠房送風(fēng)口 ；所述主變室通風(fēng)排煙部分包括設(shè)置于 主變室頂部的主變室風(fēng)機(jī)、主變室通風(fēng)排煙井，設(shè)置于主變室拱頂?shù)闹髯兪彝L(fēng)管道，以及 分布于所述主變室通風(fēng)管道上的主變室排風(fēng)口，設(shè)置于主變室壁上的主變室送風(fēng)口 ；所述 進(jìn)水隧洞通風(fēng)部分包括安裝于所述進(jìn)水隧洞內(nèi)的可逆轉(zhuǎn)的進(jìn)水隧洞軸流風(fēng)機(jī)；所述尾水 隧洞通風(fēng)部分包括安裝于所述尾水隧洞內(nèi)的可逆轉(zhuǎn)的尾水隧洞軸流風(fēng)機(jī)。其中，所述主廠房排風(fēng)口、主廠房送風(fēng)口、主變室排風(fēng)口、主變室送風(fēng)口為百葉風(fēng) 口，且采用風(fēng)流量罩對(duì)所述主廠房排風(fēng)口、主廠房送風(fēng)口、主變室排風(fēng)口、主變室送風(fēng)口風(fēng) 量進(jìn)行標(biāo)定，所述主廠房、主變室送風(fēng)口外接送風(fēng)風(fēng)機(jī)，通過變速調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)總風(fēng)量。其中，所述燃燒器包括用于提供增長(zhǎng)火源的氣體燃燒器燃?xì)馄?，與所述燃?xì)馄?相連的壓力表，與所述壓力表相連的流量計(jì)，與所述流量計(jì)相連的控制閥，與所述控制閥相 連的燃燒盤；或包括用于提供穩(wěn)定火源的工業(yè)甲醇池火燃燒器，包括用于盛放工業(yè)甲醇 的甲醇盤，以及具有水浴功能的油盤；所述控制器包括流量控制閥，用于自動(dòng)控制氣體流 量；電子點(diǎn)火探頭，置于所述燃燒盤或所述甲醇盤；所述煙氣發(fā)生箱包括四周及底部留有 通風(fēng)口的熱煙腔，置于熱煙腔中間、用于發(fā)煙的煙餅，熱煙腔內(nèi)用于點(diǎn)燃所述煙餅的電爐。其中，所述感煙探測(cè)器及所述紅外對(duì)射火災(zāi)探測(cè)器采用無線組網(wǎng)。其中，所述溫度探頭設(shè)置于所述主廠房拱頂水平方向、四角及中間的豎直方向， 所述主變室拱頂水平方向、兩端及中間的豎直方向，所述進(jìn)水隧洞、母線隧洞、尾水隧洞內(nèi)上部水平方向；所述壓力探頭設(shè)置于所述主廠房?jī)?nèi)四角及中間的豎直方向，所述主變室 兩端及中間的豎直方向，所述進(jìn)水隧洞、母線隧洞、尾水隧洞的洞口 ；所述速度探頭設(shè)置于 所述進(jìn)水隧洞與主廠房的連接處，所述母線隧洞與主廠房和主變室的連接處，所述尾水隧 洞與主廠房的連接處；所述氣體成分探頭設(shè)置于所述主廠房及主變室內(nèi)拱頂水平方向， 所述進(jìn)水隧洞與主廠房連接處，所述母線隧洞、尾水隧洞內(nèi)上部水平方向；所述攝像頭設(shè)置 于所述主廠房、主變室內(nèi)兩端、所述進(jìn)水隧洞入口、主變室內(nèi)朝向所述母線隧洞處。其中，所述主廠房及主變室內(nèi)還設(shè)置有用于配合攝像頭和觀測(cè)記錄的指示燈和標(biāo) 尺。本發(fā)明提供的基于上述設(shè)備的水利水電工程洞室群火災(zāi)模擬實(shí)驗(yàn)方法，該方法包 括步驟Si.根據(jù)模擬的施工階段，布置或上下移動(dòng)主廠房中間層及母線隧洞中間層，并將 火源系統(tǒng)置于模擬洞室群系統(tǒng)需要進(jìn)行火災(zāi)模擬的位置；S2.根據(jù)火災(zāi)場(chǎng)景的設(shè)計(jì)及相似性理論分析，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)火源功率增長(zhǎng)曲線，根據(jù)火 災(zāi)模式，設(shè)置通風(fēng)排煙系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)壓入或吸出，根據(jù)實(shí)體水利水電工程洞室群的設(shè)計(jì)和相 似性理論分析，對(duì)試驗(yàn)中通風(fēng)排煙系統(tǒng)進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)；S3.根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要啟動(dòng)或關(guān)閉探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)；S4.開啟測(cè)量采集及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行校驗(yàn)及標(biāo)定；S5.啟動(dòng)火源系統(tǒng)，采集、記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；S6.關(guān)閉火源系統(tǒng)，設(shè)備排煙，處理、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。有益效果(1)主廠房、主變室、進(jìn)水隧洞、尾水隧洞、母線洞均采用了模塊化設(shè)計(jì)，實(shí)體模型 整體可進(jìn)行拆卸組合，主廠房與所有隧洞連接部位通過閥門實(shí)現(xiàn)軟連接，可形成隧洞與主 廠房斜連接或垂直連接，連接交角可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要進(jìn)行選擇；(2)基于適用于火災(zāi)動(dòng)力學(xué)、煙氣流動(dòng)的相似準(zhǔn)則系數(shù)的相似理論分析，確定了 1 10的大比例尺地下洞室實(shí)體實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，可模擬施工期間、運(yùn)行期間和檢修期間的火災(zāi) 實(shí)驗(yàn)，可在主廠房和進(jìn)出主廠房的隧洞內(nèi)開展火災(zāi)實(shí)驗(yàn)研究，同時(shí)，可開展火蔓延與煙氣擴(kuò) 散實(shí)驗(yàn)研究、通風(fēng)排煙研究、有毒有害氣體擴(kuò)散研究等；(3)火源系統(tǒng)采用兩種燃料供給燃燒系統(tǒng)，通過流量計(jì)實(shí)現(xiàn)燃燒功率的自動(dòng)控制， 點(diǎn)火方式為電子自動(dòng)點(diǎn)火，功率的設(shè)置基于不同火災(zāi)場(chǎng)景的相似性理論分析而確定，產(chǎn)生 可觀測(cè)的火災(zāi)熱煙氣，且該熱煙氣體毒性小、模擬真實(shí)，裝置移動(dòng)方便，火源功率易調(diào)節(jié)、控 制，火源系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)重復(fù)性好、成本低；(3)各通風(fēng)排煙部分相對(duì)獨(dú)立，通過變速調(diào)解器分別控制每個(gè)風(fēng)機(jī)風(fēng)量，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn) 風(fēng)量和實(shí)際風(fēng)量的對(duì)應(yīng)，采用風(fēng)流量罩對(duì)每個(gè)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量進(jìn)行標(biāo)定，風(fēng)量準(zhǔn)確，通過控制各 個(gè)通風(fēng)排煙系統(tǒng)的風(fēng)量，可模擬不同排煙量對(duì)洞室內(nèi)的氣流組織和排煙效果，系統(tǒng)的自動(dòng) 控制性與準(zhǔn)確性給地下洞室內(nèi)部事故通風(fēng)的模擬提供了極大的便利，提高了實(shí)驗(yàn)的可操控 性。
圖1為依照本發(fā)明一種實(shí)施方式的水利水電工程洞室群火災(zāi)模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)備的模擬洞室群系統(tǒng)的外觀圖；圖2為模擬洞室群系統(tǒng)的平面圖；圖3為圖1的模擬洞室群系統(tǒng)的A-A剖面圖；圖4為依照本發(fā)明一種實(shí)施方式的水利水電工程洞室群火災(zāi)模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)備的火 源系統(tǒng)原理圖；圖5(a)_5(c)為依照本發(fā)明一種實(shí)施方式的水利水電工程洞室群火災(zāi)模擬實(shí)驗(yàn) 設(shè)備的測(cè)量采集及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的傳感器布置圖(分洞室表示)；圖6為依照本發(fā)明一種實(shí)施方式的水利水電工程洞室群火災(zāi)模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)備的測(cè) 量采集部分與數(shù)據(jù)分析部分的連接示意圖；圖7為依照本發(fā)明一種實(shí)施方式的水利水電工程洞室群火災(zāi)模擬實(shí)驗(yàn)方法流程 圖。圖中1、主廠房；2、主變室；3、進(jìn)水隧洞；4、母線隧洞；5、尾水隧洞；6、主廠房通 風(fēng)排煙井；7、主變室通風(fēng)排煙井；8、主廠房通風(fēng)管道；9、主廠房排風(fēng)口 ；10、主廠房送風(fēng)口 ； 11、主變室通風(fēng)管道；12、主變室排風(fēng)口 ；13、主變室送風(fēng)口 ；14、主廠房中間層；15、母線隧 洞中間層；16、主廠房風(fēng)機(jī)；17、主變室風(fēng)機(jī)；18、進(jìn)水隧洞軸流風(fēng)機(jī)；19、尾水隧洞軸流風(fēng) 機(jī)；20、21、通風(fēng)軟管；22、燃?xì)馄浚?3、壓力表；24、流量計(jì)；25、控制閥；26、燃燒盤；27、電子 點(diǎn)火器；28、熱煙腔；29、電爐；30、煙餅；31、甲醇盤；32、水浴盤；33、34、35、主廠房溫度探 頭；36、37、主廠房壓力探頭；38、39、40、主廠房氣體成分探頭；41、進(jìn)水隧洞溫度探頭；42、 進(jìn)水隧洞壓力探頭；43、進(jìn)水隧洞速度探頭；44、進(jìn)水隧洞氣體成分探頭；45、46、主變室溫 度探頭；47、主變室壓力探頭；48、49、50、主變室氣體成分探頭；51、母線隧洞溫度探頭；52、 母線隧洞氣體成分探頭；53、55、母線隧洞壓力探頭；54、56、母線隧洞速度探頭；57、尾水隧 洞速度探頭；58、尾水隧洞溫度探頭；59、尾水隧洞氣體成分探頭；60、61、主廠房攝像頭； 62、進(jìn)水隧洞攝像頭；63、64、65、主變室攝像頭；66、67、68、69、紅外對(duì)射探測(cè)器；70、71、感 煙探測(cè)器；72、74、標(biāo)尺；73、75、指示燈；76、NI SCXI-1600測(cè)量裝置；77、現(xiàn)場(chǎng)總線分布式測(cè) 量裝置；78、一線制總線溫度測(cè)量傳輸裝置；79、報(bào)警控制器；80、服務(wù)器；81、視頻矩陣。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提出的水利水電工程洞室群火災(zāi)模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)備及方法，結(jié)合附圖和實(shí)施例 說明如下。依照本發(fā)明一種實(shí)施方式的水利水電工程洞室群火災(zāi)模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)備包括模擬洞 室群系統(tǒng)，火源系統(tǒng)，通風(fēng)排煙系統(tǒng)、探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)、測(cè)量采集及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。其中，模擬洞室群系統(tǒng)用于模擬火災(zāi)發(fā)生的三維限定空間，如圖1 3所示，給出 了依照本發(fā)明一種實(shí)施方式的最常用的4臺(tái)機(jī)組的水利水電工程的洞室群系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意 圖，明示出了主廠房、母線隧洞、主變室、進(jìn)水隧洞、尾水隧洞、排煙/風(fēng)口的基本結(jié)構(gòu)與分 布，其它不同數(shù)量機(jī)組或進(jìn)水、尾水隧洞非垂直進(jìn)入的建筑結(jié)構(gòu)形式的洞室群即在此基礎(chǔ) 上可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。實(shí)體的外部尺寸為24mX15.6mX8. 5m(長(zhǎng)X寬X高，基于適用于火災(zāi)動(dòng)力學(xué)、 煙氣流動(dòng)的相似準(zhǔn)則系數(shù)的相似理論分析確定相似比例1 10)，主廠房1和主變室2分 別是長(zhǎng)X寬X高為24mX3. lmX6. 7m和17. 5mX2. 5mX2. 2m的長(zhǎng)方體大空間結(jié)構(gòu)；進(jìn)水隧洞3為4個(gè)直徑為1.5m、長(zhǎng)6m的圓管形隧洞；尾水隧洞5為4個(gè)長(zhǎng)X寬X高為 8. 2mX 1. 6mX 1. 8m矩形隧洞，進(jìn)水隧洞3和尾水隧洞5的長(zhǎng)度可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要增加；母線 隧洞4為4個(gè)長(zhǎng)X寬X高為40mX IOmX IOm的矩形隧洞，連接主廠房1和主變室2。主廠 房1主體結(jié)構(gòu)下部的閥門可連接尾水隧洞5，中間通過閥門可與進(jìn)水隧洞3、母線隧洞4連 接，各組成部分可拆卸組合，主廠房1與所有隧洞連接部位通過閥門實(shí)現(xiàn)軟連接，可形成隧 洞與主廠房1斜連接或垂直連接，連接角可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要進(jìn)行選擇。主廠房1、主變室2的拱 頂設(shè)有排煙口和送風(fēng)口。主廠房1設(shè)置有可在其內(nèi)任意豎直高度移動(dòng)的主廠房中間層14， 主廠房中間層14為一擋板，擋板上在不同位置(每臺(tái)機(jī)組位置)有開口和門，擋板四角安 裝有滑輪，主廠房1四個(gè)墻角豎直高度上安裝有導(dǎo)軌，可以根據(jù)需要將擋板放置在主廠房1 底部，也可上移至主廠房1內(nèi)任意高度，用于模擬主廠房1內(nèi)部施工、檢修或運(yùn)行的情形。母 線隧洞4內(nèi)也設(shè)置有可在其內(nèi)任意豎直高度上下移動(dòng)的母線隧洞中間層15，上下移動(dòng)母線 隧洞4內(nèi)的母線隧洞中間層15 (擋板)，可形成施工和運(yùn)行過程的母線隧洞結(jié)構(gòu)的洞室群。模擬洞室群系統(tǒng)主體由耐火板、耐火玻璃以及鋼結(jié)構(gòu)等建筑材料組成，其中主廠 房1底面采用耐火磚鋪墊，一端側(cè)面安裝耐火玻璃(觀測(cè)用)，拱頂表面和其它三個(gè)側(cè)面安 裝防火板；主變室2按照主廠房1同樣建造，一端側(cè)面安裝耐火玻璃，拱頂表面和其它三個(gè) 側(cè)面安裝防火板，底面安裝耐火磚。母線隧洞4 一側(cè)面安裝耐火玻璃，頂面和另一側(cè)面安裝 防火板，底面采用耐火磚鋪墊。進(jìn)水隧洞3管壁2cm，為鋼筋網(wǎng)材料的高強(qiáng)度預(yù)制管件。主 廠房1、母線隧洞4、主變室2、進(jìn)水隧洞3由鋼支架托起，鋼支架設(shè)計(jì)進(jìn)行強(qiáng)度核算，確保整 體模擬系統(tǒng)的穩(wěn)定性。尾水隧洞5同母線隧洞4建造，尾水隧洞5置于地面。所有側(cè)面的 防火板均采用內(nèi)外雙層加厚耐火板。火源系統(tǒng)，用于模擬不同的火災(zāi)場(chǎng)景，產(chǎn)生接近于真實(shí)的火災(zāi)熱煙氣，如圖4所 示，該系統(tǒng)包括用于提供火源的燃燒器、放置于燃燒器側(cè)翼用于提供示蹤煙氣顆粒的煙氣 發(fā)生箱、以及控制器，燃燒器可采用兩種燃料供給燃燒系統(tǒng)一種是流量可控的氣體燃燒 器，通過流量控制閥25控制燃燒器氣體的流量，從而控制氣體火源的功率，該種火源主要 適用于增長(zhǎng)火源，包括燃?xì)馄?2，與燃?xì)馄?2相連的壓力表23，與壓力表23相連的流量 計(jì)24，與流量計(jì)24相連的流量控制閥25，與流量控制閥25相連的燃燒盤26。一種是采用 工業(yè)甲醇池火燃燒器，包括用于盛放工業(yè)甲醇的甲醇盤31，以及具有水浴功能的油盤32， 以產(chǎn)生功率相對(duì)恒定的火災(zāi)功率，該種火源適用于穩(wěn)定火源?？刂破靼髁靠刂崎y25和 電子點(diǎn)火探頭27，實(shí)驗(yàn)中所采用的具體功率增長(zhǎng)曲線可依據(jù)火災(zāi)場(chǎng)景以及模型相似比例分 析來確定，通過電子流量控制閥25實(shí)現(xiàn)氣體燃燒功率的自動(dòng)控制控制，燃燒器的點(diǎn)火方式 為電子自動(dòng)點(diǎn)火，通過植入大功率的電子點(diǎn)火探頭27實(shí)現(xiàn)自動(dòng)點(diǎn)火。由于氣體燃料主要采 用天然氣、液化石油氣等燃燒較潔凈的氣體，液體燃料采用工業(yè)級(jí)甲醇，燃燒基本不會(huì)產(chǎn)生 煙顆粒，為了跟蹤煙氣的運(yùn)動(dòng)情況，需加入示蹤煙氣顆粒。因此在燃燒系統(tǒng)火源側(cè)翼放置示 蹤煙氣發(fā)生箱，煙氣發(fā)生箱的具體結(jié)構(gòu)見圖4，包括四周底部留有通風(fēng)口的熱煙腔28，置于 熱煙腔28中間、用于發(fā)煙的煙餅30，熱煙腔28內(nèi)用于點(diǎn)燃煙餅30的電爐29。煙氣發(fā)生箱 尺寸為0. 3mX0. 3mX0. 3m。煙餅30燃點(diǎn)很低，發(fā)煙效果良好，實(shí)驗(yàn)中用內(nèi)置小電爐29將其 點(diǎn)燃，煙餅30引燃發(fā)出大量的白煙，煙氣聚集擴(kuò)散至側(cè)翼，注入火羽流加以混和卷吸，產(chǎn)生 接近于真實(shí)的火災(zāi)熱煙氣。與常規(guī)火災(zāi)實(shí)驗(yàn)采用的真實(shí)燃燒物體不同，本發(fā)明用無毒的熱 煙代替了有毒有害的火災(zāi)煙氣，實(shí)驗(yàn)重復(fù)性好、成本低?；鹪垂β室渍{(diào)節(jié)、控制，火源系統(tǒng)移動(dòng)方便，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要，可放置在各隧洞和主廠房?jī)?nèi)部不同位置，模擬洞室群內(nèi)不同場(chǎng)所的 火災(zāi)事故，且火源系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)重復(fù)性好、成本低。通風(fēng)排煙系統(tǒng)，用于模擬地下洞室群正常模式和火災(zāi)模式下的通風(fēng)排煙，包括主 廠房通風(fēng)排煙部分、主變室通風(fēng)排煙部分、進(jìn)水隧洞通風(fēng)部分、尾水隧洞通風(fēng)部分。各通風(fēng) 排煙部分相對(duì)獨(dú)立，可分別進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)，各個(gè)風(fēng)口的風(fēng)量由模型相似分析確定。主廠房 通風(fēng)排煙部分由設(shè)置于主廠房頂部的主廠房風(fēng)機(jī)16 (基于尺度模擬相似準(zhǔn)則，最大風(fēng)量為 3000m3/h)、主廠房通風(fēng)排煙井6、設(shè)置于主廠房1拱頂?shù)闹鲝S房通風(fēng)管道8、分布于主廠房 通風(fēng)管道8上的主廠房排風(fēng)口 9、設(shè)置于主廠房1壁上的主廠房送風(fēng)口 10組成。主變室通 風(fēng)排煙部分由設(shè)置于主變室頂部的主變室風(fēng)機(jī)17 (最大風(fēng)量為2000m3/h)、主變室通風(fēng)排煙 井7、設(shè)置于主變室2拱頂?shù)闹髯兪彝L(fēng)管道11、分布于主變室通風(fēng)管道11上的主變室排 風(fēng)口 12、設(shè)置于主變室2壁上的主變室送風(fēng)口 13組成，主廠房1和主變室2內(nèi)的送風(fēng)口可 外接送風(fēng)風(fēng)機(jī)。4條進(jìn)水隧洞3內(nèi)分別安裝1臺(tái)可逆轉(zhuǎn)的進(jìn)水隧洞軸流風(fēng)機(jī)18 (最大風(fēng)量 為1000m3/h)，4條尾水隧洞5內(nèi)分別安裝1臺(tái)可逆轉(zhuǎn)的尾水隧洞給軸流風(fēng)機(jī)19 (最大風(fēng)量 為1000m3/h)，通過可伸縮通風(fēng)軟管20、21可以對(duì)進(jìn)、尾水隧洞內(nèi)的不同位置進(jìn)行壓入式送 風(fēng)和吸出式排風(fēng)。正常情況下主廠房、主變室通風(fēng)排煙部分做通風(fēng)用，送、排風(fēng)機(jī)運(yùn)行，事故 情況下做排煙用，排風(fēng)機(jī)開啟、送風(fēng)機(jī)關(guān)閉。主廠房、主變室通風(fēng)排煙部分的風(fēng)口具體布置 詳見圖2，進(jìn)水隧洞、尾水隧洞通風(fēng)部分具體布置詳見圖3。為了保障每個(gè)風(fēng)口流量的均勻性與可控性，主廠房、主變室通風(fēng)排煙部分分布式 布置百葉風(fēng)口，即主廠房排風(fēng)口 9、主廠房送風(fēng)口 10、主變室排風(fēng)口 12、主變室送風(fēng)口 13為 百葉風(fēng)口，采用風(fēng)流量罩對(duì)上述風(fēng)口風(fēng)量進(jìn)行標(biāo)定，并通過變速調(diào)解器調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的總風(fēng)量， 實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)風(fēng)量和實(shí)際風(fēng)量的對(duì)應(yīng)。實(shí)驗(yàn)中，各系統(tǒng)風(fēng)機(jī)的總風(fēng)量依據(jù)原有設(shè)計(jì)風(fēng)量以及模 型相似性理論分析來確定。同時(shí)，可開展不同通風(fēng)、排煙風(fēng)量下的實(shí)驗(yàn)，從而指導(dǎo)防排煙優(yōu) 化方案的設(shè)計(jì)。探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，用于進(jìn)行模擬洞室群系統(tǒng)內(nèi)部火災(zāi)的探測(cè)識(shí)別與報(bào)警，包括探測(cè) 器部分和報(bào)警控制器兩部分，探測(cè)器部分包括主廠房1及主變室2拱頂分別設(shè)置的1個(gè)感 煙探測(cè)器70、71，以及主廠房1及主變室2內(nèi)兩端壁面設(shè)置的1套紅外對(duì)射火災(zāi)探測(cè)器66、 67及68、69。由于水利水電工程在施工過程中洞體和隧洞空間大、距離長(zhǎng)，探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)需 長(zhǎng)距離傳輸以及動(dòng)態(tài)的擴(kuò)容，因此探測(cè)器部分采用無線組網(wǎng)，可實(shí)現(xiàn)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的動(dòng)態(tài) 擴(kuò)充。當(dāng)模擬的火災(zāi)煙氣濃度達(dá)到設(shè)定閾值時(shí)，產(chǎn)生的響應(yīng)電壓便驅(qū)動(dòng)與服務(wù)器連接80的 報(bào)警控制器79，如圖6所示，進(jìn)而與防排煙系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)。在實(shí)驗(yàn)中，可根據(jù)需要人為的適時(shí)關(guān) 閉或啟動(dòng)火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)。測(cè)量采集及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，用于洞室群火災(zāi)模擬實(shí)驗(yàn)中的多洞室、多點(diǎn)、多參數(shù)、 多功能的數(shù)據(jù)測(cè)量、采集和處理，以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比、分析、驗(yàn)證和并結(jié)合三維數(shù)值模擬 分析開展事故后果的預(yù)測(cè)評(píng)估。主要測(cè)量主廠房1、主變室2、母線隧洞4、進(jìn)水隧洞3、尾水 隧洞5的煙氣溫度、煙層高度、流速、壓力、氣體成分等，另外通過目測(cè)、攝像、感煙報(bào)警來確 定煙氣的蔓延情況，圖5(a)-5(c)為測(cè)量采集及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的布置圖。包括設(shè)置于模擬 洞室群系統(tǒng)各組成部分內(nèi)的攝像頭、溫度探頭、壓力探頭、速度探頭、氣體成分探頭組成的 測(cè)量采集部分，以及數(shù)據(jù)分析部分。溫度測(cè)量采用PtlOO型熱電阻和K型鎧裝熱電偶，其中熱電阻主要用于測(cè)量煙氣
10溫度，K型鎧裝熱電偶主要用于測(cè)量羽流溫度。溫度探頭包括設(shè)置在在主廠房1內(nèi)設(shè)置在 拱頂水平方向、四角和中間的豎直方向的主廠房溫度探頭33、34、35;設(shè)置在主變室2內(nèi)拱 頂水平方向、兩端和中間的豎直方向的主變室溫度探頭45、46;分別設(shè)置在各隧洞內(nèi)上部 水平方向的進(jìn)水隧洞溫度探頭41、母線隧洞溫度探頭51、尾水隧洞溫度探頭58。壓力測(cè)量采用微壓傳感器，壓力探頭包括設(shè)置在主廠房1內(nèi)的四角和中間的豎 直方向主廠房壓力探頭36、37，設(shè)置在主變室2內(nèi)兩端和中間的豎直方向的主變室壓力探 頭47，分別設(shè)置在各連接隧洞內(nèi)的連接洞口處的進(jìn)水隧洞壓力探頭42、母線隧洞壓力探頭 53、尾水隧洞壓力探頭55，對(duì)火災(zāi)后的風(fēng)壓和熱壓的變化進(jìn)行實(shí)時(shí)的測(cè)量。速度測(cè)量采用為雙向壓差皮托管，速度探頭包括設(shè)置在進(jìn)水隧洞3與主廠房1的 連接處的進(jìn)水隧洞速度探頭43，設(shè)置在母線隧洞4與主廠房1和主變室2的連接處的母線 隧洞速度探頭54、56，設(shè)置在尾水隧洞5與主廠房1的連接處的尾水隧洞速度探頭57，對(duì)煙 氣和空氣流的速度進(jìn)行測(cè)量。氣體濃度如火災(zāi)環(huán)境中的CO、C02、02等氣體成分，及毒氣泄漏濃度，通過煙氣分 析儀和紅外氣體分析儀測(cè)量，氣體成分探頭包括設(shè)置于主廠房1內(nèi)拱頂水平方向的主廠 房氣體成分探頭38、39、40，設(shè)置于主變室2內(nèi)拱頂水平方向的主變室氣體成分探頭48、49、 50，設(shè)置于進(jìn)水隧洞3與主廠房1連接處的進(jìn)水隧洞氣體成分探頭44，分別設(shè)置于母線隧洞 4、尾水隧洞5內(nèi)上部水平方向上的母線隧洞氣體成分探頭52、尾水隧洞氣體成分探頭59。在主廠房1內(nèi)和主變室2內(nèi)還設(shè)置指示燈72、74和標(biāo)尺73、75，用于配合攝像和人 工觀測(cè)記錄煙氣層的沉降高度。實(shí)驗(yàn)過程中的圖像通過分布式圖像采集系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)連續(xù)捕捉動(dòng)態(tài)圖像，由多點(diǎn) 布置的CCD攝像頭進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)圖像捕捉，由分頻多方位切換高清晰數(shù)字顯示器進(jìn)行后端顯 示。攝像頭包括主廠房1內(nèi)兩端的主廠房攝像頭60、61，進(jìn)水隧洞3入口的進(jìn)水隧洞攝像 頭62，對(duì)著母線隧洞4的母線隧洞攝像頭63，主變室2內(nèi)的兩端的攝像頭主變室攝像頭64、 65?？梢愿鶕?jù)實(shí)際需要靈活調(diào)整攝像頭的具體位置。由于實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的信號(hào)類型多，傳感器多點(diǎn)多方位布置，因此需要多套采集 裝置結(jié)合傳感器進(jìn)行信號(hào)的采集測(cè)量，如圖6所示，包括=National Instruments的多通道 采集儀裝置NI SCXI-1600 76，用于測(cè)量壓力和速度；智能型現(xiàn)場(chǎng)總線分布式測(cè)量裝置77， 用于測(cè)量溫度和濃度；一線制總線溫度測(cè)量傳輸裝置78，用于測(cè)量煙氣的溫度；視頻矩陣 81用于視頻信號(hào)采集和存儲(chǔ)，上述各裝置均與服務(wù)器80連接，將各傳感器以及攝像頭采集 的信息上傳至服務(wù)器。數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)置于服務(wù)器80中，用于對(duì)得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，獲得火災(zāi)的實(shí) 驗(yàn)數(shù)據(jù)，并采用FDS、FLUENT等軟件開展火災(zāi)流體動(dòng)力學(xué)的三維數(shù)值模擬，結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 的分析，對(duì)火災(zāi)后果進(jìn)行合適的預(yù)測(cè)評(píng)估，提出有針對(duì)性的消防措施，為水利水電洞室群設(shè) 計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行、檢修的煙氣管理提供合理、準(zhǔn)確的科學(xué)依據(jù)。如圖7所示，為本發(fā)明基于上述設(shè)備的水利水電工程洞室群火災(zāi)模擬實(shí)驗(yàn)方法， 該方法包括步驟Si.根據(jù)模擬的施工階段，布置或上下移動(dòng)主廠房中間層及母線隧洞中間層，并 將火源系統(tǒng)置于模擬洞室群系統(tǒng)需要進(jìn)行火災(zāi)模擬的位置，例如主廠房、進(jìn)水隧洞、母線隧 洞、尾水隧洞；
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S2.根據(jù)火災(zāi)場(chǎng)景的設(shè)計(jì)及相似性理論分析，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)火源功率增長(zhǎng)曲線，以在實(shí) 驗(yàn)中調(diào)整，根據(jù)火災(zāi)模式，設(shè)置通風(fēng)排煙系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)壓入或吸出，同樣，根據(jù)實(shí)體水利水電 工程洞室群的設(shè)計(jì)和相似性理論分析，對(duì)試驗(yàn)中通風(fēng)排煙系統(tǒng)進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)；S3.根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要啟動(dòng)或關(guān)閉探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)；S4.開啟測(cè)量采集及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行校驗(yàn)及標(biāo)定；S5.啟動(dòng)火源系統(tǒng)，開始實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；S6.關(guān)閉火源系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)設(shè)備排煙，處理、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。以上實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有 等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
一種水利水電工程洞室群火災(zāi)模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)備，該設(shè)備包括模擬洞室群系統(tǒng)，用于模擬火災(zāi)發(fā)生的三維限定空間，包括主廠房、主變室、母線隧洞、進(jìn)水隧洞、尾水隧洞；火源系統(tǒng)，用于模擬不同的火災(zāi)場(chǎng)景，可置于所述模擬洞室群系統(tǒng)各組成部分中的任意位置，包括用于提供火源的燃燒器、放置于燃燒器側(cè)翼用于提供示蹤煙氣顆粒的煙氣發(fā)生箱、以及控制器；通風(fēng)排煙系統(tǒng)，用于模擬所述洞室群的通風(fēng)排煙，包括主廠房通風(fēng)排煙部分、主變室通風(fēng)排煙部分、進(jìn)水隧洞通風(fēng)部分、尾水隧洞通風(fēng)部分；探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，用于進(jìn)行模擬洞室群系統(tǒng)內(nèi)部火災(zāi)的探測(cè)識(shí)別與自動(dòng)報(bào)警，包括置于所述主廠房及主變室拱頂?shù)母袩熖綔y(cè)器，設(shè)置在所述主廠房及主變室內(nèi)兩端壁面紅外對(duì)射火災(zāi)探測(cè)器，以及與服務(wù)器相連的報(bào)警控制器；測(cè)量采集及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，用于火災(zāi)模擬實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)測(cè)量、采集、處理，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比、分析、驗(yàn)證及事故預(yù)測(cè)評(píng)估，包括設(shè)置于所述模擬洞室群系統(tǒng)各組成部分內(nèi)的溫度探頭、壓力探頭、速度探頭、氣體成分探頭、攝像頭、及相應(yīng)的測(cè)量裝置組成的測(cè)量采集部分，以及置于服務(wù)器中與所述測(cè)量裝置相連的數(shù)據(jù)分析部分。
2.如權(quán)利要求1所述的水利水電工程洞室群火災(zāi)模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)備，其特征在于，所述模 擬洞室群系統(tǒng)整體可拆卸組合；所述主廠房為長(zhǎng)方體空間結(jié)構(gòu)，設(shè)置有可在其內(nèi)任意豎直高度上下移動(dòng)的主廠房中間 層，所述主廠房中間層用于模擬主廠房?jī)?nèi)不施工、檢修或運(yùn)行的狀態(tài)； 所述主變室為長(zhǎng)方體空間結(jié)構(gòu)；所述母線隧洞為矩形隧洞，連接主廠房與主變室，與所述主廠房及主變室中間閥門相 連，設(shè)置有可在其內(nèi)任意豎直高度上下移動(dòng)的母線隧洞中間層，所述母線隧洞中間層用于 模擬母線隧洞施工及運(yùn)行的狀態(tài)；所述進(jìn)水隧洞為圓管形隧洞，與所述主廠房中間閥門相連； 所述尾水隧洞為矩形隧洞，與所述主廠房主下部閥門相連。
3.如權(quán)利要求1所述的水利水電工程洞室群火災(zāi)模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)備，其特征在于，所述主廠房以及主變室底面采用耐火磚鋪墊，一端側(cè)面安裝耐火玻璃，拱頂表面和其 他三個(gè)側(cè)面安裝防火板；所述母線隧洞及尾水隧洞一側(cè)面安裝耐火玻璃，頂面和另一側(cè)面安裝防火板，底面采 用耐火磚鋪墊；所述進(jìn)水隧洞管壁為鋼筋網(wǎng)材料的預(yù)置管件； 所述主廠房、母線隧洞、主變室、進(jìn)水隧洞由鋼支架托起； 所述尾隨隧洞置于地面。
4.如權(quán)利要求1所述的水利水電工程洞室群火災(zāi)模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)備，其特征在于，所述主廠房通風(fēng)排煙部分包括設(shè)置于主廠房頂部的主廠房風(fēng)機(jī)、主廠房通風(fēng)排煙井， 設(shè)置于主廠房拱頂?shù)闹鲝S房通風(fēng)管道，以及分布于所述主廠房通風(fēng)管道上的主廠房排風(fēng) 口，設(shè)置于主廠房壁上的主廠房送風(fēng)口 ；所述主變室通風(fēng)排煙部分包括設(shè)置于主變室頂部的主變室風(fēng)機(jī)、主變室通風(fēng)排煙井， 設(shè)置于主變室拱頂?shù)闹髯兪彝L(fēng)管道，以及分布于所述主變室通風(fēng)管道上的主變室排風(fēng)口，設(shè)置于主變室壁上的主變室送風(fēng)口 ；所述進(jìn)水隧洞通風(fēng)部分包括安裝于所述進(jìn)水隧洞內(nèi)的可逆轉(zhuǎn)的進(jìn)水隧洞軸流風(fēng)機(jī)； 所述尾水隧洞通風(fēng)部分包括安裝于所述尾水隧洞內(nèi)的可逆轉(zhuǎn)的尾水隧洞軸流風(fēng)機(jī)。
5.如權(quán)利要求4所述的水利水電工程洞室群火災(zāi)模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)備，其特征在于，所述主 廠房排風(fēng)口、主廠房送風(fēng)口、主變室排風(fēng)口、主變室送風(fēng)口為百葉風(fēng)口，且采用風(fēng)流量罩對(duì) 所述主廠房排風(fēng)口、主廠房送風(fēng)口、主變室排風(fēng)口、主變室送風(fēng)口風(fēng)量進(jìn)行標(biāo)定，所述主廠 房、主變室送風(fēng)口外接送風(fēng)風(fēng)機(jī)，通過變速調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)總風(fēng)量。
6.如權(quán)利要求1所述的水利水電工程洞室群火災(zāi)模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)備，其特征在于，所述燃燒器包括用于提供增長(zhǎng)火源的氣體燃燒器燃?xì)馄?，與所述燃?xì)馄肯噙B的壓力 表，與所述壓力表相連的流量計(jì)，與所述流量計(jì)相連的控制閥，與所述控制閥相連的燃燒 盤；或包括用于提供穩(wěn)定火源的工業(yè)甲醇池火燃燒器，包括用于盛放工業(yè)甲醇的甲醇盤， 以及具有水浴功能的油盤；所述控制器包括流量控制閥，用于自動(dòng)控制氣體流量；電子點(diǎn)火探頭，置于所述燃燒 盤或所述甲醇盤；所述煙氣發(fā)生箱包括四周及底部留有通風(fēng)口的熱煙腔，置于熱煙腔中間、用于發(fā)煙的 煙餅，熱煙腔內(nèi)用于點(diǎn)燃所述煙餅的電爐。
7.如權(quán)利要求1所述的水利水電工程洞室群火災(zāi)模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)備，其特征在于，所述感 煙探測(cè)器及所述紅外對(duì)射火災(zāi)探測(cè)器采用無線組網(wǎng)。
8.如權(quán)利要求1所述的水利水電工程洞室群火災(zāi)模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)備，其特征在于， 所述溫度探頭設(shè)置于所述主廠房拱頂水平方向、四角及中間的豎直方向，所述主變室拱頂水平方向、兩端及中間的豎直方向，所述進(jìn)水隧洞、母線隧洞、尾水隧洞內(nèi)上部水平方 向；所述壓力探頭設(shè)置于所述主廠房?jī)?nèi)四角及中間的豎直方向，所述主變室兩端及中間 的豎直方向，所述進(jìn)水隧洞、母線隧洞、尾水隧洞的洞口；所述速度探頭設(shè)置于所述進(jìn)水隧洞與主廠房的連接處，所述母線隧洞與主廠房和主 變室的連接處，所述尾水隧洞與主廠房的連接處；所述氣體成分探頭設(shè)置于所述主廠房及主變室內(nèi)拱頂水平方向，所述進(jìn)水隧洞與主 廠房連接處，所述母線隧洞、尾水隧洞內(nèi)上部水平方向；所述攝像頭設(shè)置于 所述主廠房、主變室內(nèi)兩端、所述進(jìn)水隧洞入口、主變室內(nèi)朝向所 述母線隧洞處。
9.如權(quán)利要求8所述的水利水電工程洞室群火災(zāi)模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)備，其特征在于，所述主 廠房及主變室內(nèi)還設(shè)置有用于配合攝像頭和觀測(cè)記錄的指示燈和標(biāo)尺。
10.一種基于權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的設(shè)備的水利水電工程洞室群火災(zāi)模擬實(shí)驗(yàn)方 法，該方法包括步驟·51.根據(jù)模擬的施工階段，布置或上下移動(dòng)主廠房中間層及母線隧洞中間層，并將火源 系統(tǒng)置于模擬洞室群系統(tǒng)需要進(jìn)行火災(zāi)模擬的位置；·52.根據(jù)火災(zāi)場(chǎng)景的設(shè)計(jì)及相似性理論分析，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)火源功率增長(zhǎng)曲線，根據(jù)火災(zāi)模 式，設(shè)置通風(fēng)排煙系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)壓入或吸出，根據(jù)實(shí)體水利水電工程洞室群的設(shè)計(jì)和相似性理論分析，對(duì)試驗(yàn)中通風(fēng)排煙系統(tǒng)進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)；，53.根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要啟動(dòng)或關(guān)閉探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)；，54.開啟測(cè)量采集及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行校驗(yàn)及標(biāo)定；，55.啟動(dòng)火源系統(tǒng)，采集、記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；，56.關(guān)閉火源系統(tǒng)，設(shè)備排煙，處理、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水利水電工程洞室群火災(zāi)模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)備，該設(shè)備包括模擬洞室群系統(tǒng)，用于模擬火災(zāi)發(fā)生的三維限定空間；火源系統(tǒng)，用于模擬不同的火災(zāi)場(chǎng)景，可置于所述模擬洞室群系統(tǒng)各組成部分中的任意位置；通風(fēng)排煙系統(tǒng)，用于模擬洞室群通風(fēng)排煙；探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，用于進(jìn)行模擬洞室群系統(tǒng)內(nèi)部火災(zāi)的探測(cè)識(shí)別與報(bào)警；測(cè)量采集及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，用于火災(zāi)模擬實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)測(cè)量、采集、處理、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比、分析、以及事故預(yù)測(cè)評(píng)估。本發(fā)明的設(shè)備與方法可用于對(duì)水利水電工程洞室群火災(zāi)的發(fā)生發(fā)展機(jī)理、通風(fēng)排煙、控制與防治進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，為地下洞室群建設(shè)的工程設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)和施工的消防安全提供合理、正確的科學(xué)依據(jù)。
文檔編號(hào)E02B1/00GK101914904SQ20091023801
公開日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2009年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月13日
發(fā)明者何理, 史聰靈, 石杰紅, 符泰然, 鐘茂華 申請(qǐng)人:中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院