一种具备烟气过滤功能的防火挑檐

1.本发明涉及建筑消防技术领域，具体涉及一种具备烟气过滤功能的防火挑檐。


背景技术：

2.高层建筑失火后，由于建筑结构的复杂性，通常应急响应不够及时，火灾很快会达到室内火灾的轰燃状态，其特征是火焰因为缺氧而伸出门窗外燃烧。这些溢出的烟气，因为裹挟了大量的可燃物质和高温火焰而成为火灾垂直蔓延的隐患。
3.为控制火焰从窗口冒出导致的火灾蔓延，目前的解决方案主要有两种：
4.1、增加窗口之间的垂直距离，让高温火焰被长距离减温之后才能到达第二个窗口，建筑规范对此要求很多。天津大学的实验发现，窗槛墙的高度不小于1.2米，才能防止竖向蔓延；
5.2、设置防火挑檐，通过把溢出的烟气收集递送到一定距离之外，避免高温烟气对其他窗口的干扰。防火挑檐的主要作用是，对火焰的蔓延有一定的阻碍作用，让高温火焰偏离墙体进行耗散。天津大学的实验发现，防火挑檐的挑岀宽度不小于1.0米，才能防止竖向蔓延。
6.然而，由于经济原因，窗口之间的距离不可能无限加大。风力的作用可能导致溢出的羽流倒向一面，发生局部过热燃烧的结果。遇到防火挑檐时，由于防火挑檐带来的额外流动阻力很小，火焰会绕过挑檐两侧，在防火挑檐上部重新汇合继续贴壁向上蔓延。有时由防火挑檐前端蔓延上来的火焰在风力的作用下也会引燃上层的燃料。也就是说，现有的防火挑檐仅仅是迟滞了火焰的流动，并没有对火焰进行足够的衰减，因此达不到控制蔓延的预期目标。上述问题亟待解决，为此，提出一种具备烟气过滤功能的防火挑檐。


技术实现要素：

7.本发明所要解决的技术问题在于：如何对火焰进行足够的衰减，以达到限制火势蔓延的目的，提供了一种具备烟气过滤功能的防火挑檐。
8.本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明包括金属斜板、第一金属防火下垂壁、第二金属防火下垂壁、烟气过滤组件、防火挑檐平板；其中，防火挑檐平板后端与外部建筑墙体一体浇筑成型，第一金属防火下垂壁与防火挑檐平板下表面的一侧相连且与烟气流动方向平行，第二金属防火下垂壁与防火挑檐平板的下表面的另一侧相连且与烟气流动方向平行，金属斜板设置在第一金属防火下垂壁、第二金属防火下垂壁之间，并与其下端连接，所述金属斜板后端与外部建筑墙体之间形成进口，所述金属斜板、第一金属防火下垂壁、第二金属防火下垂壁、防火挑檐平板之间形成通道，进口位于通道的后端，通道的前端具有出口；
9.所述烟气过滤组件包括多个竖直设置的带有多个通孔的金属板件，多个所述金属板件垂直于烟气流动方向等间距布置，其上端与所述防火挑檐平板表面连接，两侧分别与防火挑檐平板内表面连接，下端与所述金属斜板连接。
10.更进一步地，所述具备烟气过滤功能的防火挑檐还包括挡火上垂壁，所述挡火上垂壁垂直设置于所述防火挑檐平板的上表面前端，并与其一体浇筑成型。
11.更进一步地，所述金属斜板的后端与外部建筑墙体通过膨胀螺丝和金属支架相连。
12.更进一步地，所述金属斜板的后端边缘在竖直方向上位于门窗上檐0.05米至0.2米处。
13.更进一步地，各所述金属板件的通孔的孔径沿着烟气流动方向依次降低。
14.更进一步地，所述金属板件为金属孔板或金属网。
15.更进一步地，所述金属板件包括活动式金属孔板、固定式金属孔板，所述活动式金属孔板、固定式金属孔板上均设置有多个相同孔径的孔眼，所述活动式金属孔板位于固定式金属孔板的内侧，通过调节活动式金属孔板、固定式金属孔板之间的位置，调节两个金属孔板上对应位置的孔眼所形成的通孔孔径大小。
16.更进一步地，所述具备烟气过滤功能的防火挑檐还包括调节组件、卡槽板，所述调节组件包括调节丝杆、连接螺母，所述连接螺母设置在所述活动式金属孔板上，所述卡槽板设置在所述第一金属防火下垂壁、第二金属防火下垂壁内侧表面对应位置，所述活动式金属孔板、固定式金属孔板的两端均嵌入在所述卡槽板上设置的卡槽中，所述调节丝杆贯穿第一金属防火下垂壁或第二金属防火下垂壁及其上的卡槽板设置，与所述第一金属防火下垂壁或第二金属防火下垂壁通过轴承转动连接，并与所述连接螺母螺纹连接，通过转动调节丝杆带动与连接螺母相连的活动式金属孔板在固定式金属孔板内侧滑动，进而调节金属板件的通孔孔径大小。
17.更进一步地，各所述金属板件的高度均大于或等于0.1米。
18.更进一步地，所述金属斜板、第一金属防火下垂壁、第二金属防火下垂壁、金属板件的厚度在0.1厘米至2.0厘米之间。
19.本发明相比现有技术具有以下优点：
20.1)、通过设置的两个防火下垂壁与一个防火下垂壁，可以降低火焰绕过防火挑檐两侧的可能性，使火焰只能向防火挑檐的前端流动，能够改变火焰出现位置，使绝大部分火焰远离建筑墙体燃烧，减少火焰对墙体的热辐射，降低建筑墙体的表面温度，降低二次燃烧的可能。
21.2)、通过设置的可变孔径的烟气过滤组件，可以通过散热破坏燃烧过程，实现对烟气中火焰的过滤、消除和耗散作用；使得在发生火情时，烟气通过防火挑檐的过程中，将维持燃烧的能量通过金属孔板的导热作用耗散，即烟气通过，但能量留下，达到把可燃区域限制在一定范围内的目的，并通过金属耗散能量，从而降低烟气中的能量密度，改变了窗口附近的能量分布，使本来应该向上辐射的能量更加快速地向四周扩散，达到限制火势蔓延的目的。
附图说明
22.图1是本发明实施例一中防火挑檐的整体结构示意图(透视)；
23.图2是本发明实施例一中防火挑檐的局部结构示意图；
24.图3是本发明实施例一中防火挑檐的内部结构示意图；
25.图4是本发明实施例二中金属板件的结构示意图(俯视)。
具体实施方式
26.下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
27.实施例一
28.如图1-3所示，本实施例提供一种技术方案：一种具备烟气过滤功能的防火挑檐，包括金属斜板1、第一金属防火下垂壁2、第二金属防火下垂壁3、烟气过滤组件、防火挑檐平板5；其中，防火挑檐平板5后端与外部建筑墙体一体浇筑成型，第一金属防火下垂壁2与防火挑檐平板5下表面的一侧相连且与烟气流动方向平行，第二金属防火下垂壁3与防火挑檐平板5的下表面的另一侧相连且与烟气流动方向平行，金属斜板1设置在第一金属防火下垂壁2、第二金属防火下垂壁3之间，并与其下端连接，所述金属斜板1后端与外部建筑墙体之间形成进口7，所述金属斜板1、第一金属防火下垂壁2、第二金属防火下垂壁3、防火挑檐平板5之间形成通道8，进口7位于通道8的后端，通道8的前端具有出口；
29.所述烟气过滤组件包括多个竖直设置的带有多个通孔的金属板件4，多个所述金属板件4垂直于烟气流动方向等间距布置，其上端与所述防火挑檐平板5表面连接，两侧分别与防火挑檐平板5内表面连接，下端与所述金属斜板1连接。
30.在本实施例中，所述具备烟气过滤功能的防火挑檐还包括挡火上垂壁6，改变火焰出现的位置，所述挡火上垂壁6垂直设置于所述防火挑檐平板5的上表面前端，并与其一体浇筑成型
31.在本实施例中，所述金属斜板1的后端与外部建筑墙体通过膨胀螺丝和金属支架相连。
32.在本实施例中，所述金属斜板1的后端边缘在竖直方向上位于门窗上檐0.05米至0.2米处。
33.在本实施例中，各所述金属板件4的通孔的孔径沿着烟气流动方向依次降低，金属孔板可以通过散热破坏燃烧过程，实现对烟气中火焰的过滤、消除和耗散作用。使得在发生火情时，烟气通过防火挑檐的过程中，将维持燃烧的能量通过金属孔板的导热作用耗散，即烟气通过，但能量留下，达到把可燃区域限制在一定范围内的目的，并通过金属耗散能量，从而降低烟气中的能量密度，改变了窗口附近的能量分布，使本来应该向上辐射的能量更加快速地向四周扩散，达到限制火势蔓延的目的。
34.在本实施例中，所述金属板件4为金属孔板或金属网。
35.在本实施例中，各所述金属板件4的高度均大于或等于0.1米。
36.在本实施例中，所述金属斜板1、第一金属防火下垂壁2、第二金属防火下垂壁3、金属板件4的厚度在0.1厘米至2.0厘米之间，通过设置的金属板件4，配合金属斜板1、第一金属防火下垂壁2、第二金属防火下垂壁3、能够通过金属耗散能量，从而降低烟气中的能量密度，改变了窗口附近的能量分布，使本来应该向上辐射的能量更加快速地向四周扩散，达到限制火势蔓延的目的。
37.在本实施例中，所述挡火上垂壁6为矩形。
38.在本实施例中，所述第一金属防火下垂壁2/第二金属防火下垂壁3为直角梯形，直角梯形的下底贴墙安装，直角梯形的上底远离墙壁，直角梯形的直角边与防火挑檐平板5两侧边缘连接。
39.工作原理：通过在门窗上檐设置本防火挑檐，第一金属防火下垂壁2/第二金属防火下垂壁3可以降低火焰绕过防火挑檐平板两侧的可能性，使火焰只能向防火挑檐平板的前端流动。多个金属板件4通过散热破坏燃烧过程，实现对烟气中火焰的过滤、消除和耗散作用；使得在发生火情时，烟气通过防火挑檐的过程中，将维持燃烧的能量通过金属板件4(配合金属斜板1、第一金属防火下垂壁2、第二金属防火下垂壁3)的导热作用耗散，即烟气通过，但能量留下，达到把可燃区域限制在一定范围内的目的，并通过金属耗散能量，从而降低烟气中的能量密度，改变了窗口附近的能量分布，使本来应该向上辐射的能量更加快速地向四周扩散，达到限制火势蔓延的目的。
40.实施例二
41.在本实施例中，金属板件4为可变式孔径结构，通过两片孔板交叠，实现通孔孔径大小可改变。如图4所示，具体的，所述金属板件4包括活动式金属孔板41、固定式金属孔板42，所述活动式金属孔板41、固定式金属孔板42上均设置有多个相同孔径的孔眼43，所述活动式金属孔板41位于固定式金属孔板42的内侧(靠近建筑外墙的一侧)，通过调节活动式金属孔板41、固定式金属孔板42之间的位置，调节两个金属孔板上对应位置的孔眼43所形成的通孔孔径大小。
42.在本实施例中，所述具备烟气过滤功能的防火挑檐还包括调节组件、卡槽板11，所述调节组件包括调节丝杆121、连接螺母122，所述连接螺母122设置在所述活动式金属孔板41上，所述卡槽板11设置在所述第一金属防火下垂壁2、第二金属防火下垂壁3表面对应位置，所述活动式金属孔板41、固定式金属孔板42的两端均嵌入在所述卡槽板11上设置的卡槽中，所述调节丝杆121贯穿第一金属防火下垂壁2或第二金属防火下垂壁3及其上的卡槽板11设置，与所述第一金属防火下垂壁2或第二金属防火下垂壁3通过轴承转动连接，并与所述连接螺母122螺纹连接，通过转动调节丝杆121带动与连接螺母122相连的活动式金属孔板41在固定式金属孔板42内侧滑动，进而调节金属板件4的通孔孔径大小。
43.在本实施例中，所述固定式金属孔板42与所述卡槽板11之间通过定位螺栓421固定连接。
44.需要说明的是，调节丝杆121可通过电机等驱动组件驱动。
45.在建筑内发生火情时，前期通孔正常放开，待火焰向防火挑檐前端、挡火上垂壁6集中时，滑动防火挑檐靠建筑外墙的一侧孔板(活动式金属孔板41)，使孔径变小，将火焰持续向挡火上垂壁6收拢，实现防火灭火。
46.如果被保护对象燃料负荷高，火灾持续时间长，三层金属板件4有可能不足以吸收所有的能量，这时可以在防火挑檐平板5下添加多道金属板件4或导热肋片，一样可以发挥吸热和耗散的作用，利用金属的高导热性，把烟气中的能量传递到整个金属结构，通过对流和辐射对环境进行散热，从而降低排出的烟气温度。经过一段卷吸之后，烟气中可燃气体的温度降低不再可燃，实现了对烟气的能量控制。
47.除上述实施方式外，本实施例中其余实施方式均与实施例一相同。
48.实施例三
49.在本实施例中,针对现有建筑进行挑檐改造，若建筑已设有防火挑檐，可在现有外部的挑檐平板下加装与烟气流动方向平行的第一金属防火垂壁2和第二金属防火垂壁3。并在第一金属防火垂壁2和第二金属防火垂壁3之间垂直于烟气流动方向设置若干金属板件4。使烟气通过防火挑檐的过程中，将维持燃烧的能量通过金属板件4的导热作用耗散，即烟气通过，但能量留下，达到把可燃区域限制在一定范围内的目的，并通过金属耗散能量，从而降低烟气中的能量密度，改变了窗口附近的能量分布，使本来应该向上辐射的能量更加快速地向四周扩散，达到限制火势蔓延的目的。
50.除上述实施方式外，本实施例中其余实施方式均与实施例一相同。
51.综上所述，上述实施例的具备烟气过滤功能的防火挑檐，通过设置的两个防火下垂壁与一个防火下垂壁，可以降低火焰绕过防火挑檐两侧的可能性，使火焰只能向防火挑檐的前端流动，能够改变火焰出现位置，使绝大部分火焰远离建筑墙体燃烧，减少火焰对墙体的热辐射，降低建筑墙体的表面温度，降低二次燃烧的可能；通过设置的可变孔径的烟气过滤组件，可以通过散热破坏燃烧过程，实现对烟气中火焰的过滤、消除和耗散作用，改变了窗口附近的能量分布，使本来应该向上辐射的能量更加快速地向四周扩散，达到限制火势蔓延的目的。
52.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：
1.一种具备烟气过滤功能的防火挑檐，其特征在于，包括金属斜板、第一金属防火下垂壁、第二金属防火下垂壁、烟气过滤组件、防火挑檐平板；其中，防火挑檐平板后端与外部建筑墙体一体浇筑成型，第一金属防火下垂壁与防火挑檐平板下表面的一侧相连且与烟气流动方向平行，第二金属防火下垂壁与防火挑檐平板的下表面的另一侧相连且与烟气流动方向平行，金属斜板设置在第一金属防火下垂壁、第二金属防火下垂壁之间，并与其下端连接，所述金属斜板后端与外部建筑墙体之间形成进口，所述金属斜板、第一金属防火下垂壁、第二金属防火下垂壁、防火挑檐平板之间形成通道，进口位于通道的后端，通道的前端具有出口；所述烟气过滤组件包括多个竖直设置的带有多个通孔的金属板件，多个所述金属板件垂直于烟气流动方向等间距布置，其上端与所述防火挑檐平板表面连接，两侧分别与防火挑檐平板内表面连接，下端与所述金属斜板连接。2.根据权利要求1所述的一种具备烟气过滤功能的防火挑檐，其特征在于：所述具备烟气过滤功能的防火挑檐还包括挡火上垂壁，所述挡火上垂壁垂直设置于所述防火挑檐平板的上表面前端，并与其一体浇筑成型。3.根据权利要求1或2所述的一种具备烟气过滤功能的防火挑檐，其特征在于：所述金属斜板的后端与外部建筑墙体通过膨胀螺丝和金属支架相连。4.根据权利要求1所述的一种具备烟气过滤功能的防火挑檐，其特征在于：所述金属斜板的后端边缘在竖直方向上位于门窗上檐0.05米至0.2米处。5.根据权利要求4所述的一种具备烟气过滤功能的防火挑檐，其特征在于：各所述金属板件的通孔的孔径沿着烟气流动方向依次降低。6.根据权利要求5所述的一种具备烟气过滤功能的防火挑檐，其特征在于：所述金属板件为金属孔板或金属网。7.根据权利要求5所述的一种具备烟气过滤功能的防火挑檐，其特征在于：所述金属板件包括活动式金属孔板、固定式金属孔板，所述活动式金属孔板、固定式金属孔板上均设置有多个相同孔径的孔眼，所述活动式金属孔板位于固定式金属孔板的内侧，通过调节活动式金属孔板、固定式金属孔板之间的位置，调节两个金属孔板上对应位置的孔眼所形成的通孔孔径大小。8.根据权利要求7所述的一种具备烟气过滤功能的防火挑檐，其特征在于：所述具备烟气过滤功能的防火挑檐还包括调节组件、卡槽板，所述调节组件包括调节丝杆、连接螺母，所述连接螺母设置在所述活动式金属孔板上，所述卡槽板设置在所述第一金属防火下垂壁、第二金属防火下垂壁内侧表面对应位置，所述活动式金属孔板、固定式金属孔板的两端均嵌入在所述卡槽板上设置的卡槽中，所述调节丝杆贯穿第一金属防火下垂壁或第二金属防火下垂壁及其上的卡槽板设置，与所述第一金属防火下垂壁或第二金属防火下垂壁通过轴承转动连接，并与所述连接螺母螺纹连接，通过转动调节丝杆带动与连接螺母相连的活动式金属孔板在固定式金属孔板内侧滑动，进而调节金属板件的通孔孔径大小。9.根据权利要求6所述的一种具备烟气过滤功能的防火挑檐，其特征在于：各所述金属板件的高度均大于或等于0.1米。10.根据权利要求9所述的一种具备烟气过滤功能的防火挑檐，其特征在于：所述金属斜板、第一金属防火下垂壁、第二金属防火下垂壁、金属板件的厚度在0.1厘米至2.0厘米之间。

技术总结
本发明公开了一种具备烟气过滤功能的防火挑檐，属于建筑消防技术领域。本发明通过设置的两个防火下垂壁与一个防火下垂壁，可以降低火焰绕过防火挑檐两侧的可能性，使火焰只能向防火挑檐的前端流动，能够改变火焰出现位置，使绝大部分火焰远离建筑墙体燃烧，减少火焰对墙体的热辐射，降低建筑墙体的表面温度，降低二次燃烧的可能；通过设置的可变孔径的烟气过滤组件，可以通过散热破坏燃烧过程，实现对烟气中火焰的过滤、消除和耗散作用，改变了窗口附近的能量分布，使本来应该向上辐射的能量更加快速地向四周扩散，达到限制火势蔓延的目的。目的。目的。


技术研发人员：代长青 万杨旭 袁慧
受保护的技术使用者：安徽建筑大学
技术研发日：2023.05.22
技术公布日：2023/7/21