高层建筑物火灾地震自救通道及自控式快速下滑装置的制作方法

技术领域：本发明涉及一种紧急情况下逃生用的高层建筑物火灾地震自救通道及自控式快速下滑装置。

技术背景：高层建筑物一旦发生火灾，被困人员难免惊慌失措，情急之下跳楼逃生反尔造成伤亡者不在少数。在高楼内预设自救装置是绝地逃生的有效措施，国内外媒体上见过几次相关设计报导，但由于技术难度或其它原因，多种设计未见付诸实施。

技术实现要素：
：本发明涉及的高层建筑物火灾地震自救通道及自控式快速下滑装置，附设于建筑物外侧，为封闭式竖直的筒状结构，所用的材料与主体建筑物相同，并与主体建筑同步施工建成。根据不同建筑物的具体情况，同单元的建筑住户设置一条上下共用的通道，上达顶层并封口，下端直至地面并深入地下至少一层，通道可以附设于卫生间或阳台一侧。通道内预制爬梯和自控式快速安全下滑装置。当火灾发生时，被困人员迅速躲进卫生间或阳台，穿过卫生间(阳台)与自救通道之间的防火门出口进入通道，使用预设的自控式快速下滑装置或沿爬梯攀援逃至地面。

在下述的实施例说明中，自救通道附设于卫生间外侧。因为卫生间内可燃物较少，门窗小而严密，封闭性较好，而且都有水源，一旦发生火灾，卫生间相对比较安全，虽然不可久留，但是能争取一点宝贵时间，以便做好逃生的准备。防火门出口设置在卫生间与自救通道间隔的墙壁上，位置不可过高，面积不可太大，尽量减少火灾烟气进入通道的机会。出口上装一件只能单向开启、用毕自动关闭的吊挂式防火门，防火门的门面用金属薄板包裹隔热耐火材料做成，两面装有把手，防火门门面与墙壁接触处衬垫密封圈，门面下端两边连接两件平衡重物。门面下端与平衡重物上端的连接处，按照门面平面方向横穿一件水平方向的承重轴，使门面能在推力作用下由竖直变位水平，失去推力后能自动复位。在正常情况下，防火门的平衡重物下垂、门面竖直，封闭防火门出口。为保证日常安全防盗，防火门用坚固的插销由室内固定，以防外人从通道入室，(不可用锁，以免紧急情况下找不到钥匙)。一旦发生火灾，可以拔出插销向通道内推平防火门，逃生者弯腰进入通道，踏上门面作为临时平台，镇静地做好自救准备，自救开始，逃生者离开门面，攀援爬梯或使用专用的快速安全下滑装置准备下滑，此时防火门平衡重物因重力自然下垂使门面复位，重新封闭防火门出口。万一有毒气体进入卫生间，因逃生口位置较低且密封严密，能有效地阻止毒气进入自救通道。建筑物的一层以下不预留防火门出口。

自救通道的内外结构与自控式快速安全下滑装置如下文所述：

自救通道结构的承重部分与楼房总体框架及居室地面浇筑为一体，其承重、坚固程度特别是抗压及耐冲击强度应极大地高于楼房整体。在不妨碍整体强度的前提下，可以在通道的墙壁上预留小型壁橱，用于存放饮用水和食物，以备地震时避难所需。通道横断净面积约1×1米，通道内部相对于室内地平部位都浇筑有∏形水平隔板层，隔板层上开设一个只能容一人穿过的隔板孔，隔板孔上装一个向下开启的翻板，在正常情况下，翻板在弹簧作用下呈水平状态，与隔板层组成一个视觉完整的平台。平台的功能为：1、降低自救通道的视觉高度，消除逃生者的高空恐惧感。2、隔板层的浇筑部分可以作为逃生者由卫生间进入通道后的第二个临时落脚点。3、供上层逃生者特别是体弱人员稍事喘息。4、万一失控，逃生者的跌落高度只有2-3米，不会造成严重伤害。

自救通道朝向建筑物外侧的一面墙上开设窗口，窗口用途有三：1、采光，白天依靠阳光，晚上断电后依靠外部散射光，通道内不至于漆黑一团。2、消除孤独恐惧感，便于逃生者与外界沟通。3、便于消防人员从外部施救。

自救通道直达地面并深入地下至少一层，设计为隧道式出口，出口处设置防雨建筑物及防止雨水倒灌护栏。

自救通道内临近隔板孔的一面墙壁上预制自上而下的两列爬梯，供被困者攀援逃生。

自控式快速下滑装置的结构如下文描述：

自控式快速下滑装置由下滑轨道和阻尼减速器组成。下滑轨道由钢板弯制，其横断面如同两个[形相向对接而成的形。其完整的一面贴近墙面并垂直固定于墙体上，开口的一面朝向自救通道空间。在下滑轨道的内里两侧，分别装有一条自上而下连续的齿条。另外，在下滑轨道内里完整一面的中间部位，自上而下有两条平行于导轨的凸起，两凸起组成一个导向槽。下滑轨道从自救通道顶端直通地下，在每层的适当部位，留有一个阻尼减速器置入缺口，缺口设置在下滑轨道的朝向自救通道的一面。

阻尼减速器是一件由多个相同模数的大小齿轮按顺序啮合而成的齿轮组合，由主动齿轮，从动齿轮，主动齿轮轴，从动齿轮轴，三组(六件)一、二、三级变速齿轮组，阻尼轮，摩擦轮及手柄，以及其它附件，用螺栓共同组装在前后两块组装板内。其中，主动齿轮和从动齿轮的模数与下滑轨道里的齿条模数相同，当阻尼减速器置入下滑轨道时，主动齿轮和从动齿轮必须与两齿条精确啮合。

一、二、三级变速齿轮组包括三大、三小共六个齿轮，依次命名为：一级变速大轮(简称1-1)一级变速小轮(简称1-2)、二级变速大轮(简称2-1)、二级变速小轮(简称2-2)、三级变速大轮(简称3-1)、三级变速小轮(简称3-2)。在主动齿轮的中心垂直固定一根主动齿轮轴，在从动齿轮的中心也垂直固定一根从动齿轮轴，六件变速齿轮和阻尼轮就分装在这两根齿轮轴上。在主动齿轮轴上，由内至外依次是1-1、2-2、3-1，在从动齿轮轴上，由内至外依次是1-2、2-1、3-2、阻尼轮，其中1-2和2-1，2-2和3-1，3-2和阻尼轮，每两件分别固定组合为一体，并且，1-1和1-2，2-1和2-2，3-1和3-2都分别精确啮合。组装要求为：1-1与主动齿轮轴固定组装，其余1-2、2-1组合，2-2、3-1组合，3-2、阻尼轮组合都是活动套装在齿轮轴上，这样，当阻尼轮快速旋转时，根据齿轮传递原理，主动齿轮会以极低的转速转动(实际上是在下滑轨道的齿条上缓慢移动)。

在阻尼减速器前组装板上有一件杠杆式手柄，手柄上套一件能转动的摩擦轮，摩擦轮圆周与阻尼轮圆周相切并紧紧压靠在阻尼轮的圆周外沿，以制约阻尼轮转动。杠杆式手柄的支点是位于前组装板上的把手销轴，销轴穿过支撑架和自控把手。在非使用状态下，自控把手被一根拉力弹簧提起，弹簧的上端挂在前组装板上，下端钩挂在把手销轴与摩擦轮之间的适当位置，使摩擦轮接触阻尼轮。为叙述方便，自控把手以把手销轴为界视为两段，装有摩擦轮的一段称之为前段，另一段称之为后段。在自控把手的后段适当位置装一件吊钩，用于吊挂逃生安全带。

为防止阻尼减速器在下滑轨道中偏斜致使齿轮脱离齿条造成下滑失控，在阻尼减速器后组装版外侧的中间位置，装有两个导向轮，两导向轮上下排列，并间隔一定距离。当阻尼减速器置入下滑轨道时，导向轮同时被置于导向槽中，导向轮的直径尺寸略小于导向槽的内宽度，导向轮在导向槽内能灵活上下，但不可左右移动，以确保主动齿轮、从动齿轮与齿条密切啮合。

当发生火灾等紧急情况时，逃生者进入自救通道，从阻尼器置入缺口放进阻尼减速器，并使主动齿轮和从动齿轮正确与齿条啮合，若不能顺利放入，只需稍许转动从动齿轮微调小把手即可。此时因弹簧拉紧摩擦轮，制约了阻尼轮的转动，阻尼减速器不会下滑。逃生者将救生安全带带好，依靠爬梯的帮助，将自己的身体慢慢悬挂在阻尼减速器上，因为吊钩悬挂点在自控把手后段，自身重量会使摩擦轮紧紧压迫阻尼轮，阻尼减速器仍然不会下滑。用手握住自控把手，缓缓用力下拉，以减轻摩擦轮对阻尼轮的压力，阻尼轮旋转，阻尼减速器在自己的控制下吊住逃生者随意下滑，到达地下由隧道逃向地面。自救通道极为坚固，也可以作为地震时的紧急避难所。

附图说明：

图1是高层建筑物火灾地震自救通道及自控式快速下滑装置结构示意图。

图2-a是自救通道隔板层及翻版结构示意图。

图2-b是图2-a的a向视图。

图3-a是防火门外形正视图。

图3-b是图3-a的右视剖面图。

图4是下滑轨道正视图

图5是下滑轨道的的左视纵剖图。

图6是下滑轨道的俯视横剖图。

图7是下滑阻尼器正视图。

图8是下滑阻尼器俯视图。

图9是下滑阻尼器左视图。

附图中，0是自救通道，1是下滑轨道，2是导向凸起，3是齿条，4是金属爬梯，5是导向槽，6是下滑阻尼器置入缺口，7是防火门出口，8是吊挂式防火门门面，9是密封条，10是绝热材料，11是防火门承重轴，12是防火门托板，13是平衡重物，14窗户，15是隔板层，16是翻版，17是隔板孔，18是弹簧，19是铰链，20是卫生间，21是阻尼器后组装板，22是阻尼器前组装板，23是组合螺栓，24是主动齿轮，25是从动齿轮，26是主动齿轮轴，27是从动齿轮轴，28是一级变速大轮(1-1)，29是一级变速小轮(1-2)，30是二级变速大轮(2-1)，31是变速二级变速小轮(2-2)，32是三级变速大轮(3-1)，33是三级变速小轮(3-2)，34是阻尼轮，35是阻尼轮小把手，36是从动齿轮微调小把手，37是自控把手，38是摩擦轮，39是自控把手支撑架，40是自控把手销轴，41导向轮。42是定位环，43是安全带吊钩，44是弹簧，45是隧道，46是地面。

以下结合附图对本发明做进一步阐述。

自救通道(0)的四面墙壁以整体浇筑为佳，最上端是封闭的，一则防雨，二则用于阻断上升气流，火灾发生时避免吸入烟尘。两列爬梯(4)分装在下滑轨道(1)的两侧。防火门出口(7)的面积约90×60厘米(高×宽)，其下沿高出室内地平约五十厘米，防火门托板(12)与防火门出口(7)下沿的高度持平。防火门门面(8)的面积应适用防火门出口(7)，防火门出口的开启位置以防火门能顺利放平为度(不被爬梯等妨碍)。翻版(16)的铰链(19)设置在两翻版外侧，正常情况下两翻版被限位保持水平(限位体未画出)。

下滑轨道(1)内，两齿条(3)应有足够的宽度，以保证与主动齿轮(24)、从动齿轮(25)可靠啮合。每个置入缺口(6)的开启位置，以成年人站立在隔板层(15)上的高度为佳。

在阻尼减速器内部的主动齿轮轴(26)和从动齿轮轴(27)上，各有一件定位环(42)，用于限制各变速齿轮的位置，图中大小齿轮的锁紧、防脱落部件及安全带吊钩未画出。

摇动阻尼轮小把手(35)旋转阻尼轮(34)，可以使阻尼减速器缓慢上升或下降。

具体实施方式

具体实施中，应遵照以下计算原则处理：

1、防火门门面(8)的高度在翻转为水平位置时能搭在防火门托板(12)上；平衡重物(13)与门面(8)要有足够大的重量比；

2、翻板弹簧(18)的弹力足以使翻版(16)保持水平状态但不能给逃生者的通过造成阻力；

3、一、二、三级变速齿轮大小齿轮的直径比约5∶1，这样阻尼轮(34)与主动齿轮(24)的转速比大约是5×5×5＝125倍，根据齿轮省力原理，如果整个阻尼比减速器的重量是1250克，不考虑摩擦力的影响，阻尼轮只要受到大于10克得制约力，主动齿轮就不能转动，亦即不能在齿条(3)上因自重下滑，如果弹簧(18)下端勾住自控把手(37)的着力点与着力点到摩擦轮(38)的距离之比是1∶3，那么很容易就能算出，只要弹簧(18)的拉力大于30克就能满足要求。

安全带吊钩(43)的安装位置也可以用同样的方法计算出来。如果安全吊钩上吊挂的人体重是100公斤，计算得出，阻尼轮(34)只要受到大于100/125＝0.8公斤的力就不会下滑，如果安全带吊钩的着力点到把手销轴(40)的距离与把手销轴(40)到摩擦轮(38)的距离之比是1∶10，那么一个体重100公斤的人对阻尼轮(34)的制约力就是10公斤，阻尼减速器肯定不会下滑。此时握住自控把手(37)的外端向下拉，人在吊挂的状态下，在自控把手(37)的杠杆作用下给摩擦轮(38)一个大于10公斤的向下拉力是很容易的。一旦失去拉力，阻尼减速器会立即停止下滑，所以，逃生者能很容易地控制自己的下滑速度，安全到达地面。万一摩擦轮失效，还可以直接用手控制阻尼轮的转速，甚至只依靠各级变速论的摩擦力和阻尼轮的阻尼作用，阻尼减速器也不会失控。