一種便于火災(zāi)逃生的墻窗結(jié)構(gòu)研究與設(shè)計(jì)

唐佳賓　朱浩楠　李琪

摘? ?要：本文設(shè)計(jì)了一種便于火災(zāi)逃生的墻窗結(jié)構(gòu)，該墻窗主要由窗框部分、滑移系統(tǒng)和密封條組成。在此窗戶結(jié)構(gòu)中，我們運(yùn)用電磁控制啟動(dòng)，用重力作為其主要驅(qū)動(dòng)力，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性強(qiáng)，可靠性高。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，滑移系統(tǒng)中的滑條滑入墻體，使整個(gè)墻窗結(jié)構(gòu)易于被取下或被打破，對(duì)低樓層被困人員形成一個(gè)可供跳窗逃生的出口、對(duì)高樓層被困人員擴(kuò)展一個(gè)向外求救及營(yíng)救人員進(jìn)入的通道，也能有效通風(fēng)，避免有毒有害氣體侵入人體或者煙霧窒息的情況，具有較好的安全保證作用。

關(guān)鍵詞：墻窗? 火災(zāi)逃生? 滑移

中圖分類號(hào)：TU398? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2020）06（b）-0038-02

Abstract： This paper designs a kind of wall window structure which is convenient for fire escape. The Wall Window is mainly composed of window frame， sliding system and sealing strip. In this window structure， we use electromagnetic control of its start， with gravity as its main driving force， simple structure， strong stability， high reliability. When the fire occurs， the sliders in the sliding system slide into the wall， making the whole wall window structure easy to be taken down or broken， it can also effectively ventilate the trapped people on the lower floors by forming an exit for them to escape through a window， and it can also expand a passageway for the trapped people on the upper floors to call for help and for rescue personnel to enter， to avoid toxic and harmful gases into the human body or the case of smoke suffocation， with a better safety guarantee.

Key Words： Windows and walls; Fire escape; Sliding

近年來，室內(nèi)失火事件時(shí)有發(fā)生，部分公共場(chǎng)所因?yàn)槿肆髅芗?，物品擺放不規(guī)范等原因，一旦發(fā)生火災(zāi)，往往造成較大的生命財(cái)產(chǎn)損失。鑒于公共場(chǎng)所的窗戶往往是封閉的，研究設(shè)計(jì)一種具有穩(wěn)定性好、及時(shí)、引導(dǎo)性強(qiáng)且原理簡(jiǎn)單的室內(nèi)逃生裝置——自動(dòng)開啟逃生窗戶。該裝置可應(yīng)用在各種公共場(chǎng)所的墻壁上，方便低樓層被困人員破窗自救，也便于救援人員對(duì)高樓層被困人員進(jìn)行施救。為突發(fā)事件來臨時(shí)人員的及時(shí)逃生和求救提供便利與保障，盡最大可能為乘客爭(zhēng)取寶貴的生存機(jī)會(huì)。

1? 逃生墻窗的研究與設(shè)計(jì)總述

完整的墻窗火災(zāi)逃生系統(tǒng)應(yīng)該由三部分組成，即監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（針對(duì)煙霧、溫度等起火特征的檢測(cè)）、傳遞系統(tǒng)（起火后信號(hào)傳輸）和執(zhí)行系統(tǒng)（打開墻窗）。前兩部分國(guó)內(nèi)外已有較為成熟研究與設(shè)計(jì)，故本文不在贅述。本文涉及的一種便于火災(zāi)逃生的墻窗結(jié)構(gòu)是在現(xiàn)有公交車窗結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行新一步的調(diào)整和改進(jìn)，以更好的達(dá)到緊急逃生的作用。

2? 逃生墻窗結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

該墻窗主要由窗框部分、滑移系統(tǒng)和橡膠密封條組成。墻窗玻璃與窗框做成一體，滑移系統(tǒng)置于墻壁內(nèi)（見圖1）。

2.1 窗框部分的設(shè)計(jì)

在本設(shè)計(jì)中，墻窗玻璃與窗框做成一體，共同構(gòu)成窗框部分，在運(yùn)動(dòng)關(guān)系中，認(rèn)為兩者為同一物體。

窗框上下部應(yīng)該設(shè)有凹槽，以容納滑移系統(tǒng)中的部件;左右兩側(cè)應(yīng)設(shè)置凸起，以連接密封條（見圖2）。

2.2 滑移系統(tǒng)設(shè)計(jì)

滑移系統(tǒng)主要由滑條、滑槽、擋板及附于各部件上的磁鐵、線圈和電池、導(dǎo)線等組成。其中，滑條位于窗框上部與墻體之間，滑槽置于墻體內(nèi)部（見圖3）?；瑮l與滑槽均需傾斜一定角度。如有必要，可在滑條底部安裝滑輪以減小摩擦系數(shù)。

擋板應(yīng)設(shè)置于滑條右下側(cè)的墻體內(nèi)部，用于防止正常情況下滑條的移動(dòng)，其上應(yīng)附有磁鐵，墻體對(duì)應(yīng)處應(yīng)設(shè)置線圈，并用彈簧將擋板與墻體對(duì)應(yīng)處連接。也應(yīng)該設(shè)置有彈簧、磁鐵、線圈等，其中，彈簧的彈性系數(shù)k不宜過大（見圖4）。

2.3 密封條的設(shè)計(jì)

密封條主要用于填補(bǔ)車廂殼體與窗框部分之間的縫隙，以提高房屋的整體密封性，避免在空調(diào)開啟時(shí)，房屋內(nèi)外產(chǎn)生空氣對(duì)流，減少不必要的溫度損失，提高空調(diào)效果，減低能耗。但也要注意，密封條應(yīng)有較好的密閉性，此外，在較高的溫度下，其強(qiáng)度剛度不宜過高。

3? 逃生車窗的工作說明

3.1 滑移系統(tǒng)的工作說明

當(dāng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)到火災(zāi)的相關(guān)參數(shù)時(shí)，即向逃生墻窗發(fā)出信號(hào)。此時(shí)，電源向擋板上的線圈供電，當(dāng)磁力與重力沿彈簧方向的分力之和大于彈簧彈力時(shí)，擋板開始下降（見圖5）。當(dāng)下降至一定程度時(shí)，滑條可以通過擋板，進(jìn)入滑槽，并在重力的作用下完全滑入墻體。當(dāng)上下兩個(gè)滑條全部滑入墻體后，滑移系統(tǒng)即完成工作。此時(shí)，窗框部分與墻體間存在一個(gè)縫隙。

3.2 窗框部分及密封條的工作說明

滑移系統(tǒng)完成工作后，窗框部分和墻體間僅有密封條連接，當(dāng)屋內(nèi)溫度因?yàn)榛馂?zāi)而上升時(shí)，密封條的連接不再緊密，高樓層可以利用窗框部分與墻體間的縫隙將窗框部分取下。低樓層在確認(rèn)樓下行人安全后，可直接將窗框部分撞出窗外。

4? 結(jié)語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)了一種用于火災(zāi)求救和逃生的墻窗裝置，具有穩(wěn)定性好、及時(shí)、引導(dǎo)性強(qiáng)且原理簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，可用于火災(zāi)發(fā)生時(shí)，室內(nèi)被困人員的自救與求救。此外，該裝置在不被破壞的情況下，可多次重復(fù)使用，在一定程度上降低了成本，減少了火災(zāi)后重建的工作量。

該墻窗裝置適用于人流密集的大型公共場(chǎng)所，考慮到了突發(fā)事件時(shí)室內(nèi)人員的生存問題，對(duì)建筑的布局與設(shè)計(jì)具有一定的參考價(jià)值。

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作者簡(jiǎn)介：唐佳賓（1998，9—），男，回族，河南焦作人，本科在讀，研究方向：機(jī)械工程。

朱浩楠（2000，5—），男，漢族，河南洛陽(yáng)人，本科在讀，研究方向：電氣工程及其自動(dòng)化。

李琪（1998，11—），男，回族，山東棗莊人，本科在讀，研究方向：電氣工程及其自動(dòng)化。