论文.高楼逃生装置研究

高楼逃生装置研究申报者：徐子喻臧一萱薄弘泽学校：山东省日照第一中学完成时间：2014年3月摘要安全重于泰山，但危险总是不期而至。近几年，我国的房地产业发展迅速，居民小区越建越多，楼房越来越高，人们的居住条件不断改善，但居住危险性也不断提高，火灾等危险频发，人们通过楼梯逃生费时费力，且火灾时楼梯基本是一条死胡同，好多人因此而失去了生命。消防救援云梯车最高也就达到百余米，常规的云梯高度只有四五十米，水枪的喷射高度也非常有限。因此，当高楼发生火灾或地震等危险后，首要的问题是如何让楼内居民迅速安全的逃离大楼，远离危险。我国的消防安全逃生装置相对较薄弱，部分城市内安装有外置固定滑梯，如台湾奎山学校。但作为居民楼安装此种滑梯不仅成本太高，而且不利于平时的安全例如儿童安全或防盗，在火灾发生时也不能阻挡烟气和热量的侵入，一旦是中间或较低楼层失火就可能把救生通道变成地狱入口。在这样的背景下，考虑到设计一种在居民楼中遇到特殊情况下能迅速逃生的装置，就选择了通过弹射出伸缩臂，固定于楼外竖杆，逃生人员通过吊篮按照需要的速度释放吊绳降至地面实现逃生。在反复尝试后制作出模型，发现存在许多缺陷，于是又进行了重新设计。经过反复论证，我们最终设计了折叠式多进出口消防逃生滑梯，一种适用于高层建筑的折叠式多进出口消防逃生滑道装置，包括存储箱、滑道和外包防火布袋，滑道为阻燃材料制成的可折叠落地通道，管道外有防火织物组成密闭安全布袋，安全布袋在每层都有可以自动闭合的伸缩入口，可以供不同楼层的人员共同使用，底部有多个弹性缓冲出口。通过火灾报警器联动或按压控制键触发开关，存储箱侧盖弹开并坠落，侧盖及附着的重物在下降时拖曳折叠管道向下展开至地面。本高楼逃生设置可预设或在现有建筑上简单改装，不占用内部空间。本发明操作简便，安全性好，特别适用于学校、酒店、商场等人员密集、有紧急逃生出口的高层建筑，适宜不同年龄段的不同体质的大量人员同时逃生。关键词：高楼逃生装置伸缩式折叠式吊篮滑梯目录1.前言1.1选题依据……………………………………………………………………………………………………11.2文献综述1.2.1楼内逃生装置的研究………………………………………………………………………11.2.2楼外逃生装置的研究…………………………………………………………………………31.3参观考察1.3.1参观日照市消防支队…………………………………………………………………………41.3.2考察兴业银河华府小区………………………………………………………………………42.方法及原理2.1研究方法2.1.1文献法…………………………………………………………………………………………………52.1.2实验法…………………………………………………………………………………………………53.研究思路3.1研究目的……………………………………………………………………………………………………63.2研究设想……………………………………………………………………………………………………64.研究过程4.1伸缩逃生装置的研究4.1.1设计图纸…………………………………………………………………………………………64.1.2递送臂的设计…………………………………………………………………………………74.1.3滑道和固定扣的设计………………………………………………………………………74.1.4问题与改进………………………………………………………………………………………84.2折叠式多进出口逃生滑梯的研究4.2.1设计图纸…………………………………………………………………………………………94.2.2滑梯材质的选择和结构的设计……………………………………………………104.2.3入口和出口的设计……………………………………………………………………………124.2.4包装箱设计…………………………………………………………………………………………134.2.5启动装置的设计…………………………………………………………………………………134.3改进提高……………………………………………………………………………………………………145.研究成果5.1最终方案…………………………………………………………………………………………………145.2项目贡献及创新部分…………………………………………………………………………156.感想与体会………………………………………………………………………………………………………177.参考文献……………………………………………………………………………………………………………171高楼逃生装置研究1前言1.1选题依据2014年2月25日上午10时许，洪山区东湖景园小区一栋30层住宅楼位于9楼的配电房失火，浓烟迅速向上弥漫，数十名居民发现浓烟进入家中后，自行下楼逃生。当时9楼电梯配电房冒出大量黑烟，没有明火。消防官兵断电并向配电房喷水降温后，将9楼多名居民疏散下楼。2014年01月02日14时许，兰州中心市区一30余层高楼意外着火。30人左右被困，紧急疏散260余名群众。2013年12月15日下午18时50分，广州市越秀区起义路217号建业大厦突发大火。2013年8月13日晚八点半左右，江宁恒岸边嘉园十一幢电路起火，从地下室到十一层都冒出浓烟。事发后，高层住户多数都选择了乘坐电梯逃生。……在2010年11月15日上海高楼的大火导致58人遇难以后，高楼的火灾仍旧接二连三，在火灾总数中所占比例呈上升态势。在火灾发生后，人们通过楼梯逃生费时费力，且火灾时楼梯基本是一条死胡同，好多人因此而失去了生命。目前，城市高层建筑灭火和救援可以说是世界性难题，当高楼火灾发生后，首要的问题是如何让楼内居民迅速安全的逃离大楼，远离危险。许多城市的高层建筑如雨后春笋般涌起，多数居民没有过高层居住的经验，更没有高层避险的知识、意识和能力，一旦发生火灾或地震等危险后果不堪设想。在这样的背景下，我们考虑到设计一种在居民楼中遇到特殊情况下能迅速逃生的装置，可为人们逃生提供重要帮助，从而使危害减弱甚至避免。1.2文献综述目前对高层逃生装置的研究，主要集中在以下几个方面：1.2.1楼内逃生装置的研究2上海的周妙荣设计并安装了“高楼快速逃生滑梯”,它从消防通道楼梯内侧延伸下来,在每个楼层分为直与弯两部分,平时直部分收起,弯部分高悬。其外形像家中抽油烟机排气管道被剖成了一半,尤其是弯的部分。这两个部分正确的名称分别为直梯滑槽和转弯滑槽。打开'`滑梯”依靠的是一套简单而实用的机械装置,当最高层的“滑梯”打开后,下面楼层的“滑梯”如同多米诺骨牌一样,依次展开、放下。每个楼层的滑槽既可以单独展开,也可以全部展开。高楼快速逃生滑梯改造后的楼梯对于这套全新逃生装置,存在许多质疑和不足。质疑一,一旦安装,会不会挤占消防通道,高悬的转弯滑槽会不会意外掉落砸人。质疑二,平时不用收起在楼梯内侧,会不会有调皮小孩趁大人不注意将其当成玩具。质疑三,它只在关键时候起到关键作用,或许高楼安装之后,10年或20年都不会用到,万一真到用时,却不能起到作用,该当如何。质疑四,躺着在滑槽内逃生的人们,怎样预防高温和浓烟,多人滑行中会不会出现阻塞。质疑五,高速滑行中,人员会不会在转弯时被惯性甩出来。上海的季网宝在楼梯下楼时的步行增设滑行机构,发生意外电梯停运时,沿楼梯抓住防冲扶手坐在滑板上滑下,省力、安全、快速,解决了高层楼宇步行下楼的困难,既快又安全。此设计和周妙荣的设计非常类似，都需要外置的滑道，所以也会存在改造难度大，占用空间大等问题。此外，还有许多楼内逃生滑梯的研究，楼梯增设滑行机构3都需要占用楼梯等楼内空间，成本较高。而火灾如果在大楼的中部或底部发生，会把这个逃生通道封闭；如果多人采用此滑道，非常容易发生堵塞或碰撞等问题。1.2.2楼外逃生装置的研究福建的钟强设计了一种高空逃生气囊式螺旋通道，提供了一种高空逃生气囊式螺旋通道，它包括桶状螺旋式气囊（1），桶状螺旋式气囊顶部和底部设有气囊固定装置（2），桶状螺旋式气囊底部设有气囊出口缓冲部位（3），桶状螺旋式气囊底部设有气囊充气装置（4）。当需要在高层逃生时，只需将气囊通道充满气，人便可在高层进入气囊式螺旋通道，顺着螺旋通道向下滑来逃生。高空逃生气囊式螺旋通道相对单独设置在楼层外的固定螺旋逃生通道来说成本较低，并且可以折叠收起，减小空间的占用，不影响大楼主体的美观。高空逃生气囊式螺旋通道山西兰德消防装备有限公司设计了一种新型逃生滑道，提供一种安全且能使受困人员连续逃生的新型逃生滑道；采用的技术方案为：一种新型逃生滑道，包括防护套（1）以及在防护套上间隔设置的多个收缩口（2），防护套的顶部和底部分别设置有入口（3）和出口，所述收缩口用弹性材料制作；所述多个收缩口之间的间距为1.7m～2.2m；所述防护套的外层为防火材料；本实用新型特别适用于高楼逃生。新型逃生滑道此外，文献检索显示还有多种外置的逃生通道，其中大多是固定安装的滑梯，少数为充气滑梯，但因为气源的问题会非常不实用。其他通道多为软质，不适合老人和儿童使用，更不适合伤残者使用。1.3参观考察我们主要是到日照市消防市消防指挥中心进行了参观和访问，在日照市兴业银河华府小区进行了调查和考察，因为这个小区是日照市唯一已经安装了逃生滑道的小区。41.3.1参观日照市消防指挥中心日照市消防指挥中心建设的我市首个面向社会大众宣传消防科普知识的综合型多功能展馆——日照消防科普教育馆在市消防指挥中心一楼。该展馆位于市消防指挥中心一楼，总面积460平方米，总投资300余万元，设计有日照市城市消防规划、日照消防发展与成就、志愿者建设、消防装备展示、烟雾逃生体验等20大功能区。展区通过声、光、电、信息技术等科技手段，能够给体验者带来逼真感受，对火灾预防和扑救、火场逃生自救、正确报警等消防常识、技能有更为直观、系统的学习。参观日照市消防指挥中心消防科普教育馆在消防器材区，我们并没有发现有高层逃生滑梯类的器材或模型，经过询问得知有缓降绳，可悬挂在楼外还需要自己控制降落速度，这对于受到火灾威胁的逃生者来说可是一个很大的挑战。1.3.2考察日照市兴业银河华府小区因为在消防科普教育馆处得知，我市只安装了四个高楼逃生滑道，且都分布在兴业银河华府小区，于是我们利用周末和家长一起到这个小区进行了考察。高楼逃生滑道安置箱安置箱内景在物业管理人员的带领下，我们来到了三楼。逃生滑道安装在楼侧的一个铁质箱5子里，使用时需要打开并翻开箱盖，把滑道放到地面，然后逐一从入口进入滑至地面。操作繁琐且无人敢尝试，边上还有“束腹带”，也许是担心上衣在下降过程中被卷曲阻挡在滑道中间。我们有些失落，看来人们逃生时，首先要跑到连廊上，再经过繁琐的操作才能实现。我们想尝试一下，但物业管理人员担心安全问题，不允许进行实验，沟通无果只好返回。幸运的是，防火布对我们启发很大。2.方法及原理2.1研究方法我们主要采用了文献法、实验法等研究方法，文献法主要用来查新和发现创新点，实验法主要是用来实际验证设想和实际之间是否符合。2.1.1文献法我们利用中国学术期刊网（1994-2012）、万方数据资源系统(1999-2012)、中国专利信息网（1985-2012）、维普科技期刊文摘索引（1989-2012）等数据库进行了搜索，采用Soopat专利搜索进行专利书的搜索和下载。借助高级搜索，我们对伸缩、吊篮、折叠、进出口、滑梯、滑道、逃生滑梯、消防滑梯、高楼、高层建筑、消防滑梯等关键词进行了组合搜索，如搜索（高楼or高层建筑）and(吊篮or滑梯or滑道)and（消防）；（折叠or进出口）and(滑梯or滑道)；（逃生滑梯or消防滑梯or消防滑梯）and折叠等。我们对搜索得到的信息进行分析和处理，发现我国在高层建筑内部楼梯改造加滑梯和外置固定硬质滑道或半固定气囊式软体滑道等方面已有相关研究报道，但未发现吊篮式逃生装置和折叠式多进出口的滑梯。文献搜索基本完成了查新工作，初步找到了研究的方向，坚定了进一步研究的信心。2.1.2实验法我们边设计边制作