一种构件防火保护设计及防火监督用电炉装置的制作方法

[0001]
本实用新型涉及建筑结构防火设计、防火材料（组合系统）隔热性能测试及消防监督领域，具体涉及一种构件防火保护设计及防火监督用电炉装置；是一种能够模拟被保护材料（组合系统）与隔热材料真实边界关系（连接固定边界、传热边界），设定简单的等效升温曲线，易于研究、尝试构件防火保护（组合系统）效果，便于现场消防抽检时开展见证性实验及快速形成监督结果报告的构件防火保护设计及防火监督用电炉装置。


背景技术：

[0002]
按照被动防火原则，目前构件的防火保护设计主要采用在被保护构件材料的表面涂覆、包覆固定隔热材料的方式。外层隔热材料可以是单一材料也可以是几种材料的层叠体。特殊的构造还包括在被保护构件材料与隔热材料之间存在空腔，如轻钢龙骨空心隔墙等。
[0003]
这些带有防火隔热材料的构件加工完毕后，置于墙炉、柱炉或梁板炉内固定，按照标准升温曲线进行耐火测试，以获得满足不同要求的耐火极限测试报告，满足消防设计、审核、施工、监督的需要。从构件防火保护设计而言，当前更多的停留在经验性层面，尚未能够开展精细化的防火保护设计。如柱构件在标准耐火测试中175min失效，则判定其具备二级耐火等级，若按照这样的结果使用则浪费隔热材料，且若目标为获得一级耐火等级（耐火极限达到3.00h），则仍需对构件重新开展防火保护设计并再次送检，承担很高的测试等费用；从构件大小而言，一般高度（长度）可达3.0m，如不能一次获得预想的测试结果，多次制作测试构件，则十分浪费时间、材料、人力和运输费用。这都不利于相关产品研发、科学研究中的大量重复性或复现性尝试；从采用的升温曲线而言，绝大多数耐火检测采用gb/t 9978规定的标准升温曲线，少部分有特殊用途的采用gb/t 26784。执行这些升温曲线的耐火炉均为喷射燃气炉，因为这些曲线前期升温迅速、且炉内空间较大，使用电加热十分难以满足升温速率要求。但燃气炉从构造和安全性看，仅可作为固定设备，无法满足现场消防抽检时开展见证性试验对便捷可靠的需求；即便对于小型电炉设备，标准升温曲线的升温特点也对加热（加热元件数量）和控制（反馈及电流响应）能力提出了相对高的要求，不免增加造价，因而可以通过设定简单等效升温曲线的方法，改善这一困难。
[0004]
当前相关领域的整体技术概况如下：
[0005]
（1）电炉使用广泛；
[0006]
当前对板材、防火涂料的耐火、耐高温、隔热性能进行测试和评价的装置从热源提供方式（加热方式）分，主要为电加热、喷火、红外加热。而采用电加热方式时，则主要依托于电炉。同时电炉广泛的应用于各行各业，控制、安全、节能技术已十分成熟，申请号：cn201911084659.9即介绍了一种当前典型组成的电炉装置，类似的还有申请号：cn201721644799.3。而且还针对不同用途增加了相应的附加功能，申请号：cn201810684454.3介绍了一种带有轮子和弹簧的电炉底座，保证了搬运过程中的电炉安全；申请号：cn200710053436.7介绍了一种摄像机与观察孔分离安置来观察记录试样测试
过程中状态的电炉装置，以获得其高温面情况；
[0007]
（2）主要针对防火涂料，少部分针对单一防火板材；
[0008]
在建筑材料（防火涂料）耐火、隔热性能测试方面，申请号：cn200610167761.1公布了一种能使试样获得的形状特征与国家型式检验和中型耐火极限梁炉测试时接近的背温-时间曲线的试验电炉和方法，其炉温执行型式检验所用的gb/t 9978标准升温曲线，涂覆于钢制矩形薄板的膨胀型防火涂料厚度执行gb 14907的要求。还包括数据采集器、程序仪、计算机等组件；申请号：cn201520084481.9公布了一种为钢结构涂料生产企业自建涂料产品隔热效率测试使用的燃油炉装置，具有结构简单、空间小的特点。其炉盖具有下陷的开洞凹槽，可以承托涂料试样，且通过覆盖隔热棉，减少试件背火面的热量散失。还包括采集模块和计算机测试显示部分。分析发现，移动燃油装置易引发安全问题，燃油炉无法满足防火监督现场携带的需求。同时，试件仅在背面保温而不在四周立面做绝热处理，这种构造方案仅适用于涂覆厚度较薄的防火涂料试件，对于较厚的板状试件或组合试件则无法形成一维传热条件。且图中所示意的与涂料试件四周立面接触的炉盖立面材料与炉盖顶面、炉体表面均一致，易公知的想到为薄铁皮，如是将加快热量从试样四周立面的散失；类似的技术还有申请号：cn201420684921.x，使用涂覆防火涂料的钢结构试件作为测试基件，同样涂料面朝向炉内，背面覆盖绝热垫，一同置于由带有方形通孔和卡位台的炉盖形成的基件放置槽内，且基件四周立面未做额外绝热处理。同时还通过重块、气缸活塞向基件背面（绝热垫）施加竖向力，模拟涂覆有涂料的构件承重的情况。这种设计将使炉盖、炉体承受额外的竖向压力，对炉体结构强度提出了很大挑战；申请号：cn201721644799.3公布了一种建筑材料置于炉体内部测试耐火性的试验炉装置。分析发现，此试验方式不区分建筑材料的受火面与背火面，完全置于高温环境中，且无法观察过程中材料性状的变化特征，也无法研究一维传热问题；申请号：cn201010170539.3公布了一种混凝土隧道试件表面防火涂料隔热性能的燃气测试炉装置，是在现有国家检测机构大型水平耐火试验炉装置基础上的改进，具有不可移动性和试件规格必须一致且较大的特点；申请号：cn201721661011.x公布了一种借鉴《混凝土结构防火涂料》（gb 28375）和《钢结构防火涂料》（gb 14907）标准，自行设计的防火涂料高温耐火测试装置，分析发现，其提出的判定涂料达到耐火极限的失效准则低于国家标准；将炉体的内腔加热到2000℃或者更高温度不具有必要性，即便能够实现也将造价昂贵；设置进风口不利于炉腔内温度均匀，且如此高温的空气经由出风口排出，无必要且一般设备组件难以实现，所以这些设计自来就不存在实现模拟出“不同的炉内环境”目的的可能；在测试样品的安装方面，与gb 14907-2012中的图3无本质区别，仅在样品的背面增加了中部具有方形开口的回字形隔热压板，且其开口与样品测试台的方形缺口大小一致。该隔热压板在起到压实测试样品与样品测试台之间缝隙作用的同时，将会对方形开口处的涂料膨胀产生不利影响，且影响测试样品内部的温度场；申请号：cn201410352396.6公布了一种钢结构防火涂料和饰面型防火涂料的耐火性能测试仪器及方法，分析发现，按照gb 12441-2005制作的饰面型防火涂料构件，涂层朝向炉腔扣放于炉腔上部的凹槽内。列举的3个实施例提出了不同规格的炉体内腔直径，饰面型防火涂料构件的平面形状可为圆形或方形，且能够完全覆盖炉体内腔，但明显与炉腔上部凹槽立面之间存在缝隙（构件小于炉盖下侧堵头的尺寸）。应用于较厚的板状试件或组合试件时，与申请号：cn201520084481.9一样无法形成一维传热条件，且要建造多个炉体内腔甚至炉体来满足不同试件规格的需求。另外还
设有纤维火或者烃类火控制程序，显示理论或实测温度曲线的显示屏，可导出excel表的usb口；申请号：cn201711434084.x公布了一种针对规格1.75m
×
1.75m
×
0.05m的复合瓦块材的模拟室外太阳垂直照射及空气流动条件下的隔热性能测试装置，其中复合瓦块材搭置于竖向剖面l形的檐口内，l形檐口的水平末端与保温箱顶部外侧壁连接。类型原理的装置还包括申请号：cn201620569006.5等；申请号：cn201520053281.7公布了一种将两块样品分别安放固定在箱体顶面的两个样品安放槽内，使用红外灯加热，通过对比隔热保温材料样品背向表面温度来评价不同材料隔热保温效果的装置；
[0009]
总结以上相关现有技术可以发现：
[0010]
（1）对于被保护材料与隔热材料的真实边界关系模拟不到位。在防火涂料的耐火性能测试方面，仅注重防火涂料（薄型、厚型）与被保护材料（钢板）之间的表面粘附，以及被保护材料背面的保温，未有明确提出使被测试件四周立面形成绝热边界的技术方案，因而无法精确模拟一维传热问题。对于防火板材的测试也是同样的周边边界情况，且仅针对单层板（单层复合板）开展测试，未有对“板+板”或“板+棉”与被保护材料构成的组合保护系统试样的测试，自然无法考虑这种多层材料之间的连接固定关系和各层接触面之间的热阻影响。
[0011]
（2）所使用的升温曲线合乎标准，但对电炉加热能力、控制系统要求较高，限制了现有大量的手动设置“时间-温度”阶梯状升保温曲线的电炉的应用，技术门槛高，即相应的提高了造价。同时将从小电炉试验获得的隔热材料保护构造应用于标准耐火炉的大尺寸试件时，缺乏可靠性，常常是偏于不安全，即获得的隔热效果不能达到设计预期的。
[0012]
（3）尚未有能让相关企业、研究研发单位等自行开展“板+板”、“板+棉（空腔）”对被保护材料隔热效果测试的整套实验装置。
[0013]
（4）针对现场消防抽检开展见证性实验的技术方案尚缺乏，部分装置虽可使用但非针对此设计初衷，存在移动搬运不便等问题。部分技术（申请号：cn201310610330.8、cn201220055111.9）仅针对膨胀型防火涂料或其自身的理化性能参数，未针对被保护材料与隔热材料形成的带保护构件或保护系统。另一方面，虽然注意到了测试数据的实时显示、与电脑之间的有线传输，但不能够满足消防抽检现场“随检随记（实物图片及现象描述判定记录）”快速形成监督结果报告的需要。


技术实现要素：

[0014]
鉴于相关领域现有技术的状况及存在的不足，本实用新型提供了一种构件防火保护设计及防火监督用电炉装置。
[0015]
本实用新型克服了现有技术中：被保护材料与隔热材料的真实边界关系未有完善技术方案支持，即防火涂料保护钢板未注意被测试件四周立面绝热边界的模拟、“板+棉（空腔）”保护方案（系统）被测试件的连接固定边界、各层接触面之间的传热边界（界面热阻）未受到关注；使用标准规定的升温曲线，限制了常规采用阶梯状升保温曲线设定方式的电炉的利用，对电炉加热能力、控制系统要求较高，即增加了相应的造价，且未有简单的等效升温曲线能提高同样隔热构造测试于大型耐火试验炉时的预期结果可靠性；未有能让企业、研究研发单位使用包覆法（被保护材料外层包覆防火板、防火棉等）对被保护材料进行隔热效果测试的专用试验装置未有便携的适用于现场消防抽检开展隔热效果见证性实验及快
速形成防火监督结果报告的软硬件。
[0016]
本实用新型能够实现真实的模拟被保护材料与隔热材料之间的连接固定边界及传热边界关系，特别是包覆法中的“板+板”、“板+棉”、“空腔”等含有螺钉、嵌缝等连接固定及界面热阻关系的构造样式；提供给了一种“两折线”的阶梯状“时间-温度”设定硬件，降低了对电炉加热能力和控制系统要求，使常规电炉能够具备测试能力，且增加了相同防火保护构造在大型耐火试验炉中获得同样隔热效果的可靠性；为相关企业和研究研发单位提供了使用包覆法对被保护材料开展隔热性能测试的整套实验装置，降低了“一次送检”国家监测机构无法获得满意的耐火极限等级进而引起浪费的可能以及改善了相关单位无法建设昂贵的耐火炉而影响科学研究及研发的现状；为对防火保护材料及构造样式开展现场消防抽检见证性试验补充了专用、灵活搬运的硬件设备，使抽检过程第一时间记录真实情况，具备了快速形成监督结果报告的能力。
[0017]
应用本技术方案获得的被保护材料与隔热材料之间的边界关系真实可靠且实现方式便捷，简单的等效升温曲线降低了电炉的造价及常规电炉用于测试的门槛，使相关企业、研究研发单位均可具备试制、研究及开展构件防火保护设计的条件，提高“一次送检”的成功率、为现场消防抽检见证性试验提供了专用硬件设备及相关软件，满足了快速形成防火监督结果报告的需求，大大提高了消防执法效率。
[0018]
本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：一种构件防火保护设计及防火监督用电炉装置，包括矩形中空炉壁和方形炉腔底盘构成的炉体，所述矩形中空炉壁通过内设加热体实现炉腔内加热，其特征在于：还包括控显传输箱、炉腔热电偶、约束绝热组件、绝热盖、附加热电偶；
[0019]
所述矩形中空炉壁上端设有一圈l型内缩檐口，所述方形炉腔底盘的中心处设有固定孔；
[0020]
所述控显传输箱为中空的矩形箱体，在控显传输箱的上表面中心设有一个贯通线孔，在控显传输箱一侧面板上分别设有显示部、控制部和线缆部，控显传输箱内部装有控制模块、数据采集模块、无线通讯模块；
[0021]
所述约束绝热组件分为约束绝热组件ⅰ或约束绝热组件ⅱ；
[0022]
所述约束绝热组件ⅰ由井形绝热夹持格栅、绝热侧向顶块、螺栓、螺栓帽、绝热填充块ⅰ构成；
[0023]
绝热填充块ⅰ由四块高填充条块和四块高填充角块构成；
[0024]
两只所述井形绝热夹持格栅水平相对间隔设置，在两只井形绝热夹持格栅上下相对的八对螺栓板之间分别设置一个绝热侧向顶块，位于井形绝热夹持格栅每条井形内筋首尾端的两个绝热侧向顶块的顶压面ⅰ面面对中，
[0025]
八枚所述螺栓的螺杆分别依次插入下层井形绝热夹持格栅八个螺栓板的螺栓板孔、八个绝热侧向顶块的贯穿圆孔ⅰ，自上层井形绝热夹持格栅八个螺栓板的螺栓板孔伸出，并与八枚螺栓帽螺接，
[0026]
每枚螺栓的端板、下层井形绝热夹持格栅的每个螺栓板、每个绝热侧向顶块的下部方凸台ⅰ自下而上依次紧密面面接触，每个绝热侧向顶块的上部方凸台ⅰ、上层井形绝热夹持格栅的每个螺栓板、每个螺栓帽自下而上依次紧密面面接触；
[0027]
在八个绝热侧向顶块之间形成的四个条形空隙区域中分别塞入一块高填充条块，
在八个绝热侧向顶块之间形成的四个角形空隙区域中分别塞入一块高填充角块，
[0028]
四块高填充条块的底面、四块高填充角块的底面、八个端板的底面和下层井形绝热夹持格栅外包绝热层的下表面处于同一平面；
[0029]
所述约束绝热组件ⅱ由井形绝热夹持格栅、绝热侧向顶框、螺栓、螺栓帽、绝热填充块ⅱ构成；
[0030]
所述绝热填充块ⅱ由四块矮填充条块和四块矮填充角块构成；
[0031]
两只所述井形绝热夹持格栅水平相对间隔设置，在两只井形绝热夹持格栅之间设置一个绝热侧向顶框，
[0032]
八枚所述螺栓的螺杆分别依次插入下层井形绝热夹持格栅八个螺栓板的螺栓板孔、绝热侧向顶框八个贯穿圆孔ⅱ，自上层井形绝热夹持格栅八个螺栓板的螺栓板孔伸出，并与八枚螺栓帽螺接，
[0033]
每枚螺栓的端板、下层井形绝热夹持格栅的每个螺栓板、绝热侧向顶框的每个底面方凸台ⅱ自下而上依次紧密面面接触，绝热侧向顶框的每个顶面方凸台ⅱ、上层井形绝热夹持格栅的每个螺栓板、每个螺栓帽自下而上依次紧密面面接触；
[0034]
在绝热侧向顶框下面的下层井形绝热夹持格栅八个螺栓板之间形成的四个条形空隙区域中分别塞入一块矮填充条块，八个螺栓板之间形成的四个角形空隙区域中，分别塞入一块矮填充角块；
[0035]
四块矮填充条块的底面、四块矮填充角块的底面、八个端板的底面和下层井形绝热夹持格栅外包绝热层的下表面处于同一平面；
[0036]
所述炉体通过方形炉腔底盘固定于控显传输箱的上表面，且固定孔与线孔对中；
[0037]
所述约束绝热组件为约束绝热组件ⅰ的下端紧密嵌入在炉体上端一圈l型内缩檐口中，
[0038]
所述绝热盖扣装在约束绝热组件为约束绝热组件ⅰ上面，绝热盖盖底凹嵌井字槽与约束绝热组件为约束绝热组件ⅰ上层井形绝热夹持格栅对位并扣合，上层井形绝热夹持格栅的八个螺栓板与绝热盖的八个竖向方通槽上下相对，绝热盖底面的试样边缘对位线与四块高填充条块和四块高填充角块顶面内边缘贴合，
[0039]
在绝热盖的热电偶固定通孔ⅰ、热电偶固定通孔ⅱ、热电偶固定通孔ⅲ内分别固定一支附加热电偶；
[0040]
或所述约束绝热组件为约束绝热组件ⅱ的下端紧密嵌入在炉体上端一圈l型内缩檐口中；
[0041]
所述绝热盖扣装在约束绝热组件为约束绝热组件ⅱ上面，绝热盖盖底凹嵌井字槽与约束绝热组件为约束绝热组件ⅱ上层井形绝热夹持格栅对位并扣合，上层井形绝热夹持格栅的八个螺栓板与绝热盖的八个竖向方通槽上下相对，绝热盖底面的试样边缘对位线与绝热侧向顶框试样孔上沿圆周相切，
[0042]
在绝热盖的热电偶固定通孔ⅰ、热电偶固定通孔ⅱ、热电偶固定通孔ⅲ内分别固定一支附加热电偶；
[0043]
所述控制模块分别与加热体、数据采集模块、无线通讯模块、显示部、控制部、线缆部连接，所述炉腔热电偶竖直固定于炉体内方形炉腔底盘固定孔中，且穿过线孔分别与控制模块、数据采集模块连接，三支附加热电偶分别通过线缆部与数据采集模块连接，无线通
讯模块与移动终端无线连接实现通讯。
[0044]
本实用新型的有益效果是：本实用新型的一种构件防火保护设计及防火监督用电炉装置为“板+板”或“板+棉（空腔）”与被保护材料构成的保护组合系统试样，即包覆法构件防火保护试样开展隔热性能测试提供了模拟螺钉在平面外和平面内对多层保护材料连接固定的边界条件和考虑界面热阻的传热边界条件，同时弥补了因为测试试样四周立面不具备绝热边界条件或缝隙未被注意引起的一维传热假设失效，进而无法对防火保护构造的隔热性能进行准确评价的不足，能够兼顾防火板、棉毡、涂料及空腔等构造需求。提供的等效炉内升温曲线设置简便、效果可靠、降低了硬件设备的造价及利用现有电炉改装测试的准入门槛。为相关防火保护材料研发单位及生产单位自行开展测试提供了简便的实验装置，为多次复现性试验提供了技术与经济上的保障，提高了产品“一次送检”型式检验达到耐火极限目标的成功率，避免了不必要的浪费。为现场防火监督见证性试验同时提供了软硬件条件，能够及时的记录第一手情况，快速的形成监督结果报告，极大地提高了消防监督执法效率。
[0045]
通过控显传输箱的设计充分兼顾了实验室一般性试验和现场消防监督见证性试验的功能集成性需求；
[0046]
通过约束绝热组件的设计，模拟了单、多层隔热材料（含空腔）固定于被保护材料引起的试样平面外和平面内受力约束情况和由于面外挤压带来的界面热阻真实情况。且在试样的四周立面采用可靠的绝热边界，能够满足一维瞬态传热假设，进而准确评价防火保护材料（构造组合系统）的隔热性能。约束绝热组件与被测试件之间形成自平衡的反力（夹持固定）系统，炉体仅承受被测试件与约束绝热组件较轻的自身重量，无来自外界的额外加载力，对炉体的力学强度要求低；
[0047]
通过绝热盖的设计能够研究被测试件背面绝热或与空气热交换两种边界条件，即模拟了柱构件被隔热构造四周包裹和隔墙构件一侧房间起火，另一侧房间初始为室温的情况，具有广泛的传热边界适用性；
[0048]
通过移动终端的功能设计，完全满足了当前现场消防抽检时开展见证性试验及快速记录、汇总、公布监督结果及保存数据文件的需要。
[0049]
本实用新型提供了构件防火保护设计及防火监督需必备的软硬件条件，是从可靠性、便捷性方面的全面提升，既面向企业、研究单位实验室级测试需求也满足消防执法现场的亟需，具有巨大的社会安全和经济效益，能够有力提升建筑结构防火及监督的科学化、精细化、专业化水平。
附图说明
[0050]
图1 本实用新型的电炉装置整体图；
[0051]
图2 本实用新型的电炉装置结构的分解图；
[0052]
图3 本实用新型控显传输箱结构示意图；
[0053]
图4 本实用新型井形绝热夹持格栅的剖切图；
[0054]
图5 本实用新型绝热侧向顶块的透视图；
[0055]
图6 本实用新型绝热侧向顶框的透视图；
[0056]
图7 本实用新型螺栓的结构图；
[0057]
图8 本实用新型的绝热填充块ⅰ组成图；
[0058]
图9 本实用新型的绝热填充块ⅱ组成图；
[0059]
图10 本实用新型的绝热盖俯视图；
[0060]
图11 本实用新型的绝热盖仰视图；
[0061]
图12 本实用新型约束绝热组件ⅰ的结构示意图；
[0062]
图13 本实用新型约束绝热组件ⅱ的结构示意图；
[0063]
图14 本实用新型的电路连接框图；
[0064]
图15 本实用新型的使用流程示意图；
[0065]
图16 本实用新型约束绝热组件ⅰ与绝热盖装配使用方式图；
[0066]
图17 本实用新型约束绝热组件ⅱ与绝热盖装配使用方式图；
[0067]
图18 本实用新型的电炉装置炉腔热电偶中面横切面图；
[0068]
图19 本实用新型的电炉装置螺栓中面横切面图；
[0069]
图20 本实用新型图19中a局部放大图；
[0070]
图21 本实用新型图19中b局部放大图；
[0071]
图22 本实用新型的立方体试样ⅰ组成示意图；
[0072]
图23 本实用新型的立方体试样ⅰ测试安装示意图；
[0073]
图24 本实用新型的立方体试样ⅱ组成示意图；
[0074]
图25 本实用新型的立方体试样ⅱ测试安装示意图；
[0075]
图26 本实用新型的立方体试样ⅲ组成示意图；
[0076]
图27 本实用新型的立方体试样ⅲ测试安装示意图；
[0077]
图28 本实用新型的圆柱体试样ⅰ组成示意图；
[0078]
图29 本实用新型的圆柱体试样ⅰ测试安装示意图。
具体实施方式
[0079]
如图1至图29所示，一种构件防火保护设计及防火监督用电炉装置，包括矩形中空炉壁1-1和方形炉腔底盘1-2构成的炉体1，矩形中空炉壁1-1通过内设加热体实现炉腔内加热，还包括控显传输箱2、炉腔热电偶3、约束绝热组件4、绝热盖5、附加热电偶6。
[0080]
矩形中空炉壁1-1上端设有一圈l型内缩檐口1-3，所述方形炉腔底盘1-2的中心处设有固定孔1-4。
[0081]
控显传输箱2为中空的矩形箱体，在控显传输箱2的上表面中心设有一个贯通线孔2-1，在控显传输箱2一侧面板上分别设有显示部2-2、控制部2-3和线缆部2-4，控显传输箱2内部装有控制模块、数据采集模块、无线通讯模块。
[0082]
约束绝热组件4分为约束绝热组件ⅰ4a或约束绝热组件ⅱ4b。
[0083]
约束绝热组件ⅰ4a由井形绝热夹持格栅4-1、绝热侧向顶块4-2、螺栓4-4、螺栓帽4-5、绝热填充块ⅰ4-6构成，
[0084]
绝热填充块ⅰ4-6由四块高填充条块4-6-1和四块高填充角块4-6-2构成。
[0085]
两只井形绝热夹持格栅4-1水平相对间隔设置，在两只井形绝热夹持格栅4-1上下相对的八对螺栓板4-1-2之间分别设置一个绝热侧向顶块4-2，位于井形绝热夹持格栅4-1每条井形内筋4-1-1首尾端的两个绝热侧向顶块4-2的顶压面ⅰ4-2-4面面对中；
[0086]
八枚螺栓4-4的螺杆4-4-1分别依次插入下层井形绝热夹持格栅4-1八个螺栓板4-1-2的螺栓板孔4-1-3、八个绝热侧向顶块4-2的贯穿圆孔ⅰ4-2-3，自上层井形绝热夹持格栅4-1八个螺栓板4-1-2的螺栓板孔4-1-3伸出，并与八枚螺栓帽4-5螺接，每枚螺栓4-4的端板4-4-2、下层井形绝热夹持格栅4-1的每个螺栓板4-1-2、每个绝热侧向顶块4-2的下部方凸台ⅰ4-2-1自下而上依次紧密面面接触，每个绝热侧向顶块4-2的上部方凸台ⅰ4-2-1、上层井形绝热夹持格栅4-1的每个螺栓板4-1-2、每个螺栓帽4-5自下而上依次紧密面面接触；
[0087]
在八个绝热侧向顶块4-2之间形成的四个条形空隙区域中分别塞入一块高填充条块4-6-1，在八个绝热侧向顶块4-2之间形成的四个角形空隙区域中分别塞入一块高填充角块4-6-2，四块高填充条块4-6-1的底面、四块高填充角块4-6-2的底面、八个端板4-4-2的底面和下层井形绝热夹持格栅4-1外包绝热层4-1-4的下表面处于同一平面。
[0088]
约束绝热组件ⅱ4b由井形绝热夹持格栅4-1、绝热侧向顶框4-3、螺栓4-4、螺栓帽4-5、绝热填充块ⅱ4-7构成；
[0089]
绝热填充块ⅱ4-7由四块矮填充条块4-7-1和四块矮填充角块4-7-2构成。
[0090]
两只井形绝热夹持格栅4-1水平相对间隔设置，在两只井形绝热夹持格栅4-1之间设置一个绝热侧向顶框4-3，八枚螺栓4-4的螺杆4-4-1分别依次插入下层井形绝热夹持格栅4-1八个螺栓板4-1-2的螺栓板孔4-1-3、绝热侧向顶框4-3八个贯穿圆孔ⅱ4-3-3，自上层井形绝热夹持格栅4-1八个螺栓板4-1-2的螺栓板孔4-1-3伸出，并与八枚螺栓帽4-5螺接，每枚螺栓4-4的端板4-4-2、下层井形绝热夹持格栅4-1的每个螺栓板4-1-2、绝热侧向顶框4-3的每个底面方凸台ⅱ4-3-1自下而上依次紧密面面接触，绝热侧向顶框4-3的每个顶面方凸台ⅱ4-3-1、上层井形绝热夹持格栅4-1的每个螺栓板4-1-2、每个螺栓帽4-5自下而上依次紧密面面接触；
[0091]
在绝热侧向顶框4-3下面的下层井形绝热夹持格栅4-1八个螺栓板4-1-2之间形成的四个条形空隙区域中分别塞入一块矮填充条块4-7-1，八个螺栓板4-1-2之间形成的四个角形空隙区域中，分别塞入一块矮填充角块4-7-2；
[0092]
四块矮填充条块4-7-1的底面、四块矮填充角块4-7-2的底面、八个端板4-4-2的底面和下层井形绝热夹持格栅4-1外包绝热层4-1-4的下表面处于同一平面。
[0093]
炉体1通过方形炉腔底盘1-2固定于控显传输箱2的上表面，且固定孔1-4与线孔2-1对中；
[0094]
约束绝热组件4为约束绝热组件ⅰ4a的下端紧密嵌入在炉体1上端一圈l型内缩檐口1-3中；
[0095]
绝热盖5扣装在约束绝热组件4为约束绝热组件ⅰ4a上面，绝热盖5盖底凹嵌井字槽5-5与约束绝热组件4为约束绝热组件ⅰ4a上层井形绝热夹持格栅4-1对位并扣合，上层井形绝热夹持格栅4-1的八个螺栓板4-1-2与绝热盖5的八个竖向方通槽5-4上下相对，绝热盖5底面的试样边缘对位线5-8与四块高填充条块4-6-1和四块高填充角块4-6-2顶面内边缘贴合，在绝热盖5的热电偶固定通孔ⅰ5-1、热电偶固定通孔ⅱ5-2、热电偶固定通孔ⅲ5-3内分别固定一支附加热电偶6；
[0096]
或约束绝热组件4为约束绝热组件ⅱ4b的下端紧密嵌入在炉体1上端一圈l型内缩檐口1-3中，绝热盖5扣装在约束绝热组件4为约束绝热组件ⅱ4b上面，绝热盖5盖底凹嵌井字槽5-5与约束绝热组件4为约束绝热组件ⅱ4b上层井形绝热夹持格栅4-1对位并扣合，上
层井形绝热夹持格栅4-1的八个螺栓板4-1-2与绝热盖5的八个竖向方通槽5-4上下相对，绝热盖5底面的试样边缘对位线5-8与绝热侧向顶框4-3试样孔4-3-4上沿圆周相切，在绝热盖5的热电偶固定通孔ⅰ5-1、热电偶固定通孔ⅱ5-2、热电偶固定通孔ⅲ5-3内分别固定一支附加热电偶6。
[0097]
控制模块分别与加热体、数据采集模块、无线通讯模块、显示部2-2、控制部2-3、线缆部2-4连接，所述炉腔热电偶3竖直固定于炉体1内方形炉腔底盘1-2固定孔1-4中，且穿过线孔2-1分别与控制模块、数据采集模块连接，三支附加热电偶6分别通过线缆部2-4与数据采集模块连接，无线通讯模块与移动终端无线连接实现通讯。
[0098]
井形绝热夹持格栅4-1四条井形内筋4-1-1的八个末端分别连接一个水平放置的螺栓板4-1-2，每个螺栓板4-1-2的中心设有一个贯通的螺栓板孔4-1-3，在井形内筋4-1-1外表面包裹有横截面为方形的一层外包绝热层4-1-4。
[0099]
绝热侧向顶块4-2的绝热顶块4-2-2为长方形，在其上下端面同侧靠边相对设有一対方凸台ⅰ4-2-1，两个方凸台ⅰ4-2-1的中心连线上设有贯穿一对方凸台ⅰ4-2-1和绝热顶块4-2-2的贯穿圆孔ⅰ4-2-3，绝热顶块4-2-2远离一对方凸台ⅰ4-2-1的立面为顶压面ⅰ4-2-4。
[0100]
绝热侧向顶框4-3的绝热顶框4-3-2为平面方形的块体，在其中心处设有一个贯通的试样孔4-3-4，所述试样孔4-3-4的圆环立面为顶压面ⅱ4-3-5，在绝热顶框4-3-2顶面的四周贴边且对称的设有八个方凸台ⅱ4-3-1，在绝热顶框4-3-2的底面与每个顶面方凸台ⅱ4-3-1相对的位置，再分别设置一个方凸台ⅱ4-3-1，在顶面和底面竖向每对方凸台ⅱ4-3-1的中心连线上均设有贯穿该对方凸台ⅱ4-3-1和绝热顶框4-3-2的贯穿圆孔ⅱ4-3-3。
[0101]
炉腔热电偶3的上端头与待测试样朝向炉腔的表面垂直距离为10cm。
[0102]
井形内筋4-1-1的平面外轮廓大于矩形中空炉壁1-1的内横截面。
[0103]
绝热侧向顶块4-2在垂直于顶压面ⅰ4-2-5方向的厚度等于绝热填充块ⅰ4-6的厚度，等于l型内缩檐口1-3的内缩厚度。
[0104]
热电偶固定通孔ⅰ5-1的平面位置位于绝热盖5的中心。
[0105]
热电偶固定通孔ⅱ5-2的平面位置位于一块方形凸面5-7与试样边缘对位线5-8相交构成的正方形的中心。
[0106]
热电偶固定通孔ⅲ5-3的平面位置位于一块矩形凸面5-6与试样边缘对位线5-8相交构成的内侧矩形的中心。
[0107]
移动终端功能如下：
[0108]
第一项、具备通过无线通讯的方式向控显传输箱2内的无线通讯模块发送控制指令及接收执行情况，如故障情况，特别是通过无线通讯模块实时获得数据采集模块记录的温度数据；
[0109]
第二项、具备语音转录文字输入及按键输入功能；
[0110]
第三项、具备拍照及照片计时器功能，即所摄照片附带以试验开始为零点的时刻，单位为秒；
[0111]
第四项、移动终端的显示主界面包括：控制及设定模块、过程监视模块、报告生成模块、资料库模块、打包传输模块，其中：
[0112]
（1）控制及设定模块功能包括：移动终端与无线通讯模块的连接或断开控制，移动终端显示时间与控显传输箱2控制模块内置客观时间一键同步，同步控制试验开始与温度
数据记录开始，非同步控制试验结束与温度数据记录结束，表格填空式的输入时间及对应的炉体1目标温度值，设定与线缆部2-4连接的每支附加热电偶6的报警阈值；
[0113]
（2）过程监视模块功能包括：显示移动终端与无线通讯模块的无线连接状况，显示电炉装置各组件运行故障情况，显示与线缆部2-4连接的每支附加热电偶6及炉腔热电偶3的“温度-时间”实时发展情况及相应的报警阈值达到情况；
[0114]
（3）报告生成模块功能包括：a、一般信息填写页面，如工程名称、时间地点、防火保护取样信息、防火保护现状描述；b、温度结果页面，显示温度数据记录结束时刻，与线缆部2-4连接的每支附加热电偶6及炉腔热电偶3的“温度-时间”全过程情况；c、典型时刻照片显示页面，插入试验过程中拍摄的、附带相对时刻的试样照片；d、监督测试问题及结论页面，将文字分别输入至问题描述框和结论框中；额外，点击进入a~d任何一个页面时，其它页面将自动处于最小化状态，并已自动完成保存；
[0115]
（4）资料库模块功能包括：查阅常用防火保护材料热工性能、构造要求和样式、相应的国家及地方标准资料；
[0116]
（5）打包传输模块功能包括：将过程监视模块获得的全过程“温度-时间”数据能够转化为电子表格，将报告生成模块各页面合并转化为pdf文件，且均能通过无线网络传输至电脑、电子邮箱及按需发送至接受监督检测的业主；
[0117]
（6）额外，打包传输模块仅在温度数据记录结束后方可访问，进入（1）~（5）任何一个模块时，其它模块均处于最小化状态，并已自动完成保存；
[0118]
一种构件防火保护设计及防火监督用电炉装置的使用方法，流程如下：
[0119]
拟开展四组实施例试样测试，包括：立方体试样ⅰ7a、立方体试样ⅱ7b、立方体试样ⅲ7c、圆柱体试样ⅰ8a。
[0120]
s1.确定测试场景：
[0121]
按用途需要确定测试场景，其中s1a类为实验室测试，常见的对应于使用电炉装置的控显传输箱2对电炉装置进行操控即可满足需求；s1b类为现场监督测试，常见的对应于使用移动终端对电炉装置进行操控才能满足需求；
[0122]
s1a、对立方体试样ⅰ7a、立方体试样ⅱ7b开展实验室测试；
[0123]
s1b、对立方体试样ⅲ7c、圆柱体试样ⅰ8a开展现场监督测试；
[0124]
s2.装置现场就位：将电炉装置移动至现场，放置于平稳位置；
[0125]
s3.待测试样安装：待测试样可选外形种类包括平面方形的立方体试样7和圆柱体试样8，其中：
[0126]
立方体试样ⅰ7a由两块方形隔热试样a10-1、一块方形隔热试样b11和方形目标试样9-1四周边缘对齐，自下向上依次压紧组成，且最下层方形隔热试样a10-1的底面朝向炉腔；
[0127]
立方体试样ⅱ7b由两块方形隔热试样a10-1和方形目标试样9-1四周边缘对齐，自下向上依次压紧组成，且最下层方形隔热试样a10-1的底面朝向炉腔；
[0128]
立方体试样ⅲ7c由一块方形隔热试样a10-1、一块带有一条接缝材料12的方形隔热试样a10-1和方形目标试样9-1四周边缘对齐，自下向上依次压紧组成，且最下层方形隔热试样a10-1的底面朝向炉腔；
[0129]
圆柱体试样ⅰ8a由两块圆形隔热试样a10-2和圆形目标试样9-2四周边缘对齐，自
下向上依次组成，且上层圆形隔热试样a10-2与圆形目标试样9-2之间为一层试样空腔13，最下层圆形隔热试样a10-2的底面朝向炉腔；
[0130]
s3a、当测试立方体试样ⅰ7a时，安装步骤如下：
[0131]
第一步、使用约束绝热组件ⅰ4a，即将立方体试样ⅰ7a设置在两只井形绝热夹持格栅4-1之间，在两只井形绝热夹持格栅4-1上下相对的八对螺栓板4-1-2之间分别设置一个绝热侧向顶块4-2，八个绝热侧向顶块4-2的顶压面ⅰ4-2-5均与立方体试样ⅰ7a的四周立面接触；
[0132]
第二步、用八枚螺栓4-4的螺杆4-4-1分别依次插入下层井形绝热夹持格栅4-1八个螺栓板4-1-2的螺栓板孔4-1-3、八个绝热侧向顶块4-2的贯穿圆孔ⅰ4-2-3，自上层井形绝热夹持格栅4-1八个螺栓板4-1-2的螺栓板孔4-1-3伸出，并与八枚螺栓帽4-5螺接，每枚螺栓4-4的端板4-4-2、下层井形绝热夹持格栅4-1的每个螺栓板4-1-2、每个绝热侧向顶块4-2的下部方凸台ⅰ4-2-1自下而上依次紧密面面接触，每个绝热侧向顶块4-2的上部方凸台ⅰ4-2-1、上层井形绝热夹持格栅4-1的每个螺栓板4-1-2、每个螺栓帽4-5自下而上依次紧密面面接触，使上下两只井形绝热夹持格栅4-1在厚度方向上给予立方体试样ⅰ7a足够的夹持力，使八个位于立方体试样ⅰ7a周边的绝热侧向顶块4-2在水平面内给予立方体试样ⅰ7a足够的夹持力；
[0133]
第三步、在八个绝热侧向顶块4-2之间形成的四个条形空隙区域中分别塞入一块高填充条块4-6-1，在八个绝热侧向顶块4-2之间形成的四个角形空隙区域中分别塞入一块高填充角块4-6-2，四块高填充条块4-6-1的底面、四块高填充角块4-6-2的底面、八个端板4-4-2的底面和下层井形绝热夹持格栅4-1外包绝热层4-1-4的下表面处于同一平面；
[0134]
第四步、将上述第一步至第三步形成的组装件整体紧密嵌入在炉体1的l型内缩檐口1-3中。
[0135]
当测试立方体试样ⅱ7b时，安装步骤同立方体试样ⅰ7a；
[0136]
当测试立方体试样ⅲ7c时，安装步骤同立方体试样ⅰ7a；
[0137]
s3b、当测试圆柱体试样ⅰ8a时，安装步骤如下：
[0138]
第一步、使用约束绝热组件ⅱ4b，即在下层的井形绝热夹持格栅4-1上面设置一个绝热侧向顶框4-3，将圆柱体试样ⅰ8a设置在绝热侧向顶框4-3中心的试样孔4-3-4中，在绝热侧向顶框4-3上面再设置一只井形绝热夹持格栅4-1；
[0139]
第二步、用八枚螺栓4-4的螺杆4-4-1分别依次插入下层井形绝热夹持格栅4-1八个螺栓板4-1-2的螺栓板孔4-1-3、绝热侧向顶框4-3八个贯穿圆孔ⅱ4-3-3，自上层井形绝热夹持格栅4-1八个螺栓板4-1-2的螺栓板孔4-1-3伸出，并与八枚螺栓帽4-5螺接，每枚螺栓4-4的端板4-4-2、下层井形绝热夹持格栅4-1的每个螺栓板4-1-2、绝热侧向顶框4-3的每个底面方凸台ⅱ4-3-1自下而上依次紧密面面接触，绝热侧向顶框4-3的每个顶面方凸台ⅱ4-3-1、上层井形绝热夹持格栅4-1的每个螺栓板4-1-2、每个螺栓帽4-5自下而上依次紧密面面接触；使位于圆柱体试样ⅰ8a周边的绝热侧向顶框4-3在水平面内给予圆柱体试样ⅰ8a足够的夹持力；
[0140]
第三步、在绝热侧向顶框4-3下面的下层井形绝热夹持格栅4-1八个螺栓板4-1-2之间形成的四个条形空隙区域中分别塞入一块矮填充条块4-7-1，在八个螺栓板4-1-2之间形成的四个角形空隙区域中分别塞入一块矮填充角块4-7-2，四块矮填充角块4-6-3的底
面、四块矮填充角块4-7-2的底面、八个端板4-4-2的底面和下层井形绝热夹持格栅4-1外包绝热层4-1-4的下表面处于同一平面；
[0141]
第四步、将上述第一步至第三步形成的组装件整体紧密嵌入在炉体1的l型内缩檐口1-3中。
[0142]
s4.背火面保温选择：选择对待测试样非加热面是否采取绝热边界条件，其中s4a为使用绝热盖5，即在待测试样非加热面模拟绝热边界条件，s4b为不使用绝热盖5，即在待测试样非加热面模拟自然对流边界条件；
[0143]
对于四组实施例试样测试，背火面保温选择具体如下：
[0144]
s4a、对于立方体试样ⅱ7b，使用绝热盖5的安装步骤如下：
[0145]
在s3a中立方体试样ⅱ7b的安装第一步至第四步完成后，进入如下安装步骤：
[0146]
第一步、将绝热盖5扣装在约束绝热组件ⅰ4a上层井形绝热夹持格栅4-1上面，绝热盖5盖底凹嵌井字槽5-5与上层井形绝热夹持格栅4-1对位并扣合，使四块矩形凸面5-6及四块方形凸面5-7均与立方体试样ⅱ7b和绝热填充块ⅰ4-6的上表面接触；
[0147]
第二步、在绝热盖5的热电偶固定通孔ⅰ5-1、热电偶固定通孔ⅱ5-2、热电偶固定通孔ⅲ5-3分别固定一支附加热电偶6，使三支附加热电偶6的端头均与立方体试样ⅱ7b的上表面接触，三支附加热电偶6分别通过线缆部2-4与数据采集模块连接。
[0148]
对于圆柱体试样ⅰ8a，使用绝热盖5的安装步骤如下：
[0149]
在s3b中圆柱体试样ⅰ8a的安装第一步至第四步完成后，进入如下安装步骤：
[0150]
第一步、将绝热盖5扣装在约束绝热组件ⅱ4b上层井形绝热夹持格栅4-1上面，绝热盖5盖底凹嵌井字槽5-5与上层井形绝热夹持格栅4-1对位并扣合，使四块矩形凸面5-6及四块方形凸面5-7均与圆柱体试样ⅰ8a和绝热顶框4-3-2的上表面接触；
[0151]
第二步、在绝热盖5的热电偶固定通孔ⅰ5-1、热电偶固定通孔ⅱ5-2、热电偶固定通孔ⅲ5-3分别固定一支附加热电偶6，使三支附加热电偶6的端头均与圆柱体试样ⅰ8a的上表面接触，三支附加热电偶6分别通过线缆部2-4与数据采集模块连接；
[0152]
s4b、立方体试样ⅰ7a或立方体试样ⅲ7c的上表面除与上层井形绝热夹持格栅4-1的下表面紧密贴合区域外，均暴露于室内空气中；
[0153]
s5.炉温设定准备：根据四组实施例试样测试的需要，分别通过计算确定待输入于控显传输箱2或移动终端的等效升温曲线“温度-时间”数据，具体准备步骤如下：
[0154]
第一步、确定目标耐火极限t=x小时t≥2.00h；
[0155]
第二步、选择gb/t 9978.1规定的升温曲线或gb/t 26784中规定的“缓慢升温曲线”、“碳氢hc升温曲线”、“室外火灾升温曲线”、“电力火灾升温曲线”、“隧道火灾rabt升温曲线”，将时间t带入相应的“温度-时间关系式”，求得目标温度t；
[0156]
第三步、根据目标耐火极限设定等效升温曲线；
[0157]
情况1：对于选择gb/t 9978.1规定的升温曲线或gb/t 26784中规定的“缓慢升温曲线”：当t=2.00h时，通过控显传输箱2或移动终端设定“0.50h内炉温线性升温到炉内目标温度t，并持续保温至t=2.00h”；当t=3.00h时，通过控显传输箱2或移动终端设定“1.00h内炉温线性升温到炉内目标温度t，并持续保温至t=3.00h”，并均交由控制模块在试验开始后执行；
[0158]
情况2：对于选择gb/t 26784中规定的“碳氢即hc升温曲线”、“室外火灾升温曲
线”、“电力火灾升温曲线”、“隧道火灾rabt升温曲线”：通过控显传输箱2或移动终端设定“1.00h内炉温线性升温到炉内目标温度t，并继续保温t=x小时”，并交由控制模块在试验开始后执行；
[0159]
s6.操控方式选择：按照s1确定的场景操作测试过程，其中s6a为使用控显传输箱2，包括对于立方体试样ⅰ7a、立方体试样ⅱ7b；s6b为使用移动终端，包括对于立方体试样ⅲ7c、圆柱体试样ⅰ8a；
[0160]
s6a、使用控显传输箱2的操控测试过程：
[0161]
第一步、通过线缆部2-4和控制部2-3上电启动电炉装置；
[0162]
第二步、在控制部2-3通过按键的方式或在显示部2-2通过触屏的方式，按照“温度-时间”模式输入已准备好的等效升温曲线，设定与线缆部2-4连接的每支附加热电偶6的报警阈值；
[0163]
第三步、通过控制部2-3同步控制试验开始与温度数据记录开始，通过显示部2-2观察所测试每支附加热电偶6及炉腔热电偶3的实时“温度-时间”曲线，各组件运行故障情况，报警阈值视觉提示情况及无线通讯模块工作情况；
[0164]
第四步、通过控制部2-3控制试验结束或温度数据记录结束；
[0165]
第五步、通过线缆部2-4拷贝出数据采集模块记录的电子表格数据，用于分析目标试样在设计耐火时间内的温度是否达到失效准则，即是否能够达到目标耐火极限，也即对测试采用的防火保护构造进行效果评价，以进一步优化保护方案。并断电关闭电炉装置；
[0166]
s6b、使用移动终端的操控测试过程：
[0167]
第一步、通过线缆部2-4和控制部2-3上电启动电炉装置，通过控制部2-3启动无线通讯模块并通过显示部2-2观察其工作情况；
[0168]
第二步、将移动终端与无线通讯模块通过无线通讯的方式连接，将移动终端显示时间与控显传输箱2控制模块内置客观时间进行一键同步，在移动终端的控制及设定模块按照“温度-时间”模式输入已准备好的等效升温曲线及设定与线缆部2-4连接的每支附加热电偶6的报警阈值，进入报告生成模块并在一般信息填写页面对待测试样所属的工程名称、时间地点、防火保护取样信息、防火保护现状描述进行输入；
[0169]
第三步、通过移动终端的控制及设定模块同步控制试验开始与温度数据记录开始；
[0170]
第四步、通过移动终端的过程监视模块观察与线缆部2-4连接的每支附加热电偶6及炉腔热电偶3的“温度-时间”实时曲线，观察各组件运行故障情况及移动终端与无线通讯模块的无线连接状况，报警阈值视觉提示情况，根据需要切换至报告生成模块的典型时刻照片显示页面，拍摄试样照片并插入该页面；
[0171]
第五步、通过移动终端的控制及设定模块控制试验结束或温度数据记录结束，将移动终端与无线通讯模块的无线通讯连接断开，断电关闭电炉装置；
[0172]
第六步、切换至报告生成模块的监督测试问题及结论页面，通过语音转录文字或按键输入将测试问题及结论填充至该界面；
[0173]
第七步、进入打包传输模块，将报告生成模块各页面合并转化为pdf文件，将过程监视模块获得的全过程“温度-时间”数据转化为电子表格，将pdf文件及电子表格通过无线网络传输至电子邮箱，用于对本次防火监督过程资料进行备份以便复核，同时发送至接受
监督检测的防火保护施工方，用于进一步指导防火保护材料的选购、施工工艺的改进提高；
[0174]
s7.测试全过程完毕：将电炉装置及移动终端收纳保存。

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