高層建筑多功能火災(zāi)避難艙的研發(fā)(答辯)

家用多功能火災(zāi)避難艙的研制姓名：閆懷超導(dǎo)師：黃俊革學(xué)號(hào)：126409060專(zhuān)業(yè)：機(jī)械電子工程研究提要研究背景研究現(xiàn)狀研究?jī)?nèi)容及技術(shù)方案需求分析上海11.15

火災(zāi)上海1115火災(zāi)2010年8月9日重慶市渝中區(qū)一座29層高層火災(zāi)

研究背景據(jù)統(tǒng)計(jì)，1999～2008年全國(guó)共發(fā)生高層建筑火災(zāi)9481起，造成427人死亡，直接經(jīng)濟(jì)損失9.7億元。高層建筑火災(zāi)造成的社會(huì)財(cái)產(chǎn)損失是巨大的，而且也無(wú)法避免人員傷亡，特別是上?！?1.15”火災(zāi)事故導(dǎo)致58人遇難。研究背景為有效減少高層建筑火災(zāi)中的人員傷亡，需要對(duì)高層建筑的防災(zāi)減災(zāi)特點(diǎn)深入研究，探索一套行之有效的辦法來(lái)避免居民在火災(zāi)中喪生。

研究背景為此我國(guó)制定了《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50045—95。該規(guī)范強(qiáng)調(diào)，超過(guò)100m的公共建筑，應(yīng)設(shè)置避難層（間）,并且從樓房第一層至第一個(gè)避難層或兩個(gè)避難層之間，不宜超過(guò)15層。高層建筑火災(zāi)特點(diǎn)：起火因素多。煙囪效應(yīng)顯著，火勢(shì)蔓延快。人員集中且難疏散?；馂?zāi)撲救難度大。

高層住宅建筑在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，為了避免人員傷亡，保證弱勢(shì)人群的生命安全，比較好的措施是在居民家中安裝一個(gè)避難室。基于這種想法，提出了“家用多功能火災(zāi)避難艙”的概念。國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀目前，避難艙的研究和應(yīng)用大多是在煤礦領(lǐng)域。如我國(guó)煤炭科學(xué)研究總院重慶研究院研制的硬體組裝移動(dòng)式避難艙。智利礦難中使用的“鳳凰號(hào)”避難艙，成功營(yíng)救33名礦工。在營(yíng)救過(guò)程中，井下應(yīng)急避難所發(fā)揮重要作用。斷水?dāng)嚯姺阑稹⒛透邷亓茉」┭跬L(fēng)降溫3-4人避難3小時(shí)研究目標(biāo)——多功能火災(zāi)避難艙主要研究?jī)?nèi)容(紅色為重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容）艙體阻燃隔熱材料研究普通門(mén)（窗）、防火門(mén)窗研究火災(zāi)避難艙的通風(fēng)、氧氣供給系統(tǒng)研究避難艙內(nèi)應(yīng)急電源設(shè)計(jì)管道及噴淋系統(tǒng)設(shè)計(jì)避難艙環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

√避難艙防火試驗(yàn)設(shè)計(jì)艙體阻燃隔熱材料研究我國(guó)現(xiàn)在大規(guī)模使用的隔熱材料主要有EPS(聚苯乙烯泡沫)、XPS(擠塑聚苯乙烯泡沫)和PU(聚氨酯泡沫)，均屬易燃有機(jī)隔熱材料。避難艙要達(dá)到耐火完整性≥3.0h，耐火隔熱性≥3.0h。防火門(mén)(窗)研究方案避難艙以雙層門(mén)體的設(shè)計(jì)方式設(shè)置普通門(mén)和防火門(mén)防火門(mén)平時(shí)處于開(kāi)啟狀態(tài)，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)才關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)與外界空氣及熱量隔絕的目的。此外，當(dāng)外部救援人員到達(dá)時(shí)，艙體窗口還可作為緊急救援逃生通道使用。火災(zāi)避難艙的通風(fēng)系統(tǒng)研究通風(fēng)系統(tǒng)要能實(shí)現(xiàn)火災(zāi)狀態(tài)下的自動(dòng)監(jiān)控，在確保安全的前提下，讓艙內(nèi)的空氣品質(zhì)達(dá)到維護(hù)人體生命與健康的基本要求。擬采用風(fēng)壓大的離心式風(fēng)機(jī)強(qiáng)排風(fēng)（工作電壓24V)，自動(dòng)監(jiān)控艙內(nèi)空氣質(zhì)量進(jìn)行啟閉，保證4人三個(gè)小時(shí)的正常呼吸。火災(zāi)避難艙的氧氣供給系統(tǒng)研究根據(jù)避難艙必須滿足的供氧、排出二氧化碳和恒壓（正壓）的要求，避難艙擬采用鋼瓶供氧的方式為主。呼吸產(chǎn)生的二氧化碳由排風(fēng)系統(tǒng)排出或藥劑置換；高壓空氣除了能給避難艙內(nèi)的逃生人員提供正常呼吸所需的氧氣外，還能為避難艙的噴淋系統(tǒng)提供噴霧動(dòng)力。避難艙應(yīng)急電源設(shè)計(jì)

考慮到避難艙內(nèi)設(shè)備正常運(yùn)行所需的電壓?jiǎn)栴}，在電力缺失時(shí)，用備用電池來(lái)承擔(dān)艙內(nèi)監(jiān)控儀表及風(fēng)機(jī)的能源供給。擬采用磷酸鐵鋰電池，整個(gè)主控板電流可以控制在150mA以內(nèi)（24V供電）。風(fēng)機(jī)的電壓是24V，這樣50Ah的蓄電池可供電3小時(shí)。避難艙系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)圖方案二：改造原有衛(wèi)生間《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》把高層民用建筑耐火等級(jí)分為一、二級(jí)；《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》分為一、二、三、四級(jí)，一級(jí)最高，四級(jí)最低。根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》，確定建筑的耐火等級(jí)，最后確定衛(wèi)生間改造方案。方案二簡(jiǎn)述：

在保證不對(duì)衛(wèi)生間造成大面積破壞的大前提下，對(duì)現(xiàn)有的衛(wèi)生間進(jìn)行改造，根據(jù)墻、柱和梁不同的耐火等級(jí)，合理添加防火材料；對(duì)衛(wèi)生間的門(mén)，窗進(jìn)行耐火處理和密封性加固；其他子系統(tǒng)可以做成模塊，方便直接安裝和調(diào)試。避難艙防火試驗(yàn)設(shè)計(jì)

火災(zāi)避難艙的研制需要大量的試驗(yàn)以研制其功能實(shí)現(xiàn)，主要涉及外層防火材料的防火性能測(cè)試、避難艙運(yùn)行可行性測(cè)試兩方面。需求分析應(yīng)用場(chǎng)所：高層住宅、賓館等上海消防部門(mén)統(tǒng)計(jì)，目前，上海已建成的高層建筑已達(dá)6000多幢，超過(guò)