专利名称：高层建筑特种逃生电梯系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高层建筑应急逃生装备，特别涉及一种高层建筑火灾时应急逃生疏散专用的特种电梯系统。
背景技术：
随着世界发展，高层建筑大量修建，而且高度更高。高层建筑再面对火灾，地震，恐怖时，人员逃生疏散问题更加突出，已经成为一个严重的世界性难题。高层建筑逃生疏散的主要设备是疏散楼梯，它实际上也是高层建筑逃生疏散的唯一设备。随着楼层的步步升高，疏散楼梯的逃生疏散能力严重不足，20几层已经不能胜任，30层以上就无能为力了。·高层楼梯安全性差，楼层越高烟 效应越严重，楼梯极易遭受烟火侵袭，危及走楼梯逃生的人员生命安全，并且发生踩踏事故。楼梯疏散速度太慢。据测算，楼梯逃生疏散仅有0. 2-0. 25米/秒降速。长期以来，电梯仅作为高层建筑正常情况下的上下交通工具，而非火灾等紧急情况下的逃生疏散工具。这是由于电梯井有严重烟 效应，极易引起烟火流窜，扩大火灾传播，也容易伤害逃生人员；还有，电梯的电源线路易被火灾破坏，引起断电，甚至引起电路起火，加大火灾。所以世界各国电梯均有一条铁律发生火灾，电梯停运，禁止人员坐电梯逃生！随着高层建筑火灾形势变得严峻，也确有不少案例，火灾人员在火灾初期通过电梯逃生获得成功。因此，人们开始研究火灾情况下使用电梯进行逃生疏散。最有名的是1994年美国学者John H. Klote等人提出了电梯紧急疏散系统EEES (Emergency ElevateEvacuation Systems)的概念,第一次将电梯疏散作为一个系统来考虑，并从理论和实践上初步确定了电梯在高层建筑中用于人员疏散的可行性。图I是John H. Klote等人的EEES系统简图。由图可见，EEES系统加强防护的部分包刮了基本电梯设备，电梯井道，机房及其它安全操作设备和控制手段，他们采取增加辅助电源，和电梯井正压送风等方法，提高了电梯井及电梯前室抵抗烟火侵袭的能力，火灾人员可以坐此电梯逃生疏散，取得初步成功。从此，开始了世界范围内对高层建筑火灾采用电梯逃生疏散的较大规模的研究。但是，近20年过去了，这项研究还没有取得重大进展，火灾时用电梯进行逃生疏散还远未普及，警示语“火灾时禁止坐电梯”还在各国电梯旁张贴着火灾时乘坐电梯的重大隐患1，安全性很难保证。由于电梯是一种超大型机电设备，既要防烟火，又要防水，防止电源断绝，防止控制系统故障，防止送风系统故障，真是防不胜防。尤其要求火灾发生20-30分钟后，火灾顶盛之时，火势凶猛，破坏力极大，电梯系统还要正常运行，还要保护前室及人员安全，难度极大，人员安全的不确定性很高。2，疏散能力有限。通常认为，电梯运行速度快，疏散能力一定很大，其实，这是一种误解。下面提供几组数据加以说明。30层楼，60人一层，4部电梯，一个楼梯疏散。结果，全部用楼梯疏散1161秒，全部用电梯疏散2184秒，比单用楼梯疏散慢I. 9倍。当然，当楼层30层以上时，电梯疏散速度要明显高于楼梯。电梯疏散能力差的根本原因在于电梯是靠加长时间来实现全部运量的，是细水长流式运输工具，它不具有火灾发生初期10分钟内将大楼所有人员疏散出来的能力。这是由于高层建筑电梯数量的设置标准所限制。高层建筑电梯数量标准规定居民楼，5分钟，将5-7%的人员全部运上楼，90-100分钟才将全部人员运上楼；办公楼，5分钟，将13-18%的人员运上楼，30-40分钟才将全部人员运上楼。火灾时，也要30多分钟才能全部疏散，此时的安全形势很难保证。即使将电梯与楼梯混用，在30-60层楼的情况下，也无能力将火灾人员在火灾初期的10分钟左右全部疏散出来。专利ZL200710075883. 2公开了一种高速逃生机。包括主机组件、下落承载装置、吊索组件和手持遥控。主机组件设置于避难逃生口或逃生间，下落承载装置与主机组件相连，吊索组件分别与下落承载装置和主机组件相连。逃生者通过下落承载组件吧身体绑好，即可通过遥控控制吊索下落，完成逃生目的。终上所述，目前各国的电梯疏散研究基本上是现有电梯的改造挖潜办法，只是增加了逃生疏散的安全性，适当延长了电 梯的可安全工作时间，并没有增加瞬间运输能力疏散能力。可以断言，对普通电梯系统用于逃生疏散不能寄托太大和全部希望，应该探索更加安全更加快速的特种电梯系统，来解决高层建筑逃生疏散这一问题。
实用新型内容针对现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种更安全快速高层建筑特种逃生电梯系统。本实用新型的技术方案是这样实现的一种高层建筑特种逃生电梯系统，包括设置于建筑外墙边的一条垂直共用的逃生井道和一种高速逃生机，M层楼中一列共M个逃生电梯间与每个逃生间中N个逃生电梯组成M*N矩阵电梯；所述逃生电梯间通过逃生门与逃生井道相通，逃生电梯间开有通向单元房的进入门；所述逃生电梯间内安装多组逃生电梯，逃生电梯包括钩挂在逃生电梯间顶部且距逃生门近的一侧设置高速逃生机；每个逃生电梯间内都配有供内部设施工作的独立电源；逃生井道背离逃生门裸露于室外的一面为开有若干通气孔的井道面板。所述逃生井道内的逃生门两侧各设置有上下不连续的第一扶手杠，第一扶手杠远离逃生门一侧各设置有上下不连续的第二扶手杠，第二扶手杠远离逃生门一侧各设置有上下连续第三扶手杠；逃生门同一侧的第二扶手杠和第三扶手杠之间的通道为扶梯通道。所述逃生电梯还包括逃生门侧边于逃生电梯间一侧安装的控制显示终端。所述独立电源包括安装在逃生电梯间内的市电插座和蓄电池组。所述逃生电梯间为进入门和逃生门隔出的单元房的一间；逃生门侧边上边安装有正压风膜机；逃生门两侧门框之间钩挂有安全绳；逃生门的门槛左右两端有凹槽；逃生门于逃生电梯井道一侧的两个边框上安装有指示信号灯。所述逃生井道下方开设有一个方坑，方坑里固定有夹板。所述井道面板上的通气孔由防护网遮挡；井道面板上还安装有喷淋头和正压风膜机。所述逃生井道侧面安装有监视系统、照明系统和红外发射管，均由上到下布置于逃生井道侧面。[0019]所述逃生电梯间内壁还安装有排风扇、电话、照明系统、电源分配器和充电器，逃生电梯间内还设有灭火器，外壁安装有喷淋头。一种控制所述的的高层建筑特种逃生电梯系统的群控系统，包括M层楼中每层N个逃生电梯组成的M*N矩阵电梯，控制上述矩阵电梯的群控系统包括疏散指挥中心的中心控制电脑、与其无线互联的各逃生电梯间的控制显示终端和各逃生电梯间的所有逃生电梯微电脑；每一逃生电梯间的控制显示终端与本逃生电梯间的逃生电梯微电脑有线互联。本实用新型的有益效果是I、安全性大幅提高。( I)特种逃生电梯系统中，一旦逃生电梯间的进入门关闭，逃生电梯间将与建筑内隔绝，能够起到暂时避难的作用。避难逃生间与逃生井道相通，逃生井道内的安全水平已与楼外地面非常接近。这是特种逃生电梯系统安全性高的关键所在，是坐落在大楼围墙内部的疏散楼梯和电梯所无法拥有的地利优势。(2)特种逃生电梯系统只用低压小功率供给逃生电梯和其它小型装置，大大简化了系统的复杂性，大幅提高了系统安全性，这也是电梯或安全改进电梯所无法相比的。(3)逃生电梯间设在单元房或办公室中，一旦发生火灾，全体人员只要I分钟即可全部进入逃生电梯间避难，生命安全快速得到保护，起到家用避难间的作用。这是楼梯和电梯无法实现的。(4)特种逃生电梯系统安全通道中全体人员逃生时间控制在10分钟左右，全大楼逃生也是如此。此10分钟为火灾初期可安全逃生时间，是特种逃生电梯系统的时间优势，是楼梯逃生或电梯逃生所不具备的；(5)特种逃生电梯系统将逃生电梯间设置在家庭单元房或办公室中，实为家庭或办公室小团队组织逃生，充分发挥家庭和办公室人员相互帮扶的，对老弱病残弱势群体有效照顾，对全员安全逃生非常有意义。2、逃生疏散能力超强。以50层高层建筑为例，一条逃生井道，50户人家或办公室，每间20人，共1000人。每户10台特种逃生电梯单元。其运输模式与直线电梯不同，而类似扶梯，属于流水线连续运输模式，效率远高于单箱直线往复式电梯运输。扶梯通道相当于一组50个位的上客站和两条50级扶梯，一级上2人。逃生开始时由指挥人员操控，一次上满左边道50条吊索，共100人，一齐下降，降速2-2. 5米/秒。接着又可以给右边道上满100人也向下下降。下口接应人员不停接应逃生人员。鉴于逃生井道中人员众多，逃生疏散能力主要取决于下出口的泄出能力。设3人在下端口接应，帮助到达人员断绳，固绳，一人3秒接应2人(一条吊索)，3人3秒可接应6人落地，则本特种逃生电梯系统的疏散能力为2人/I秒。1000人需500秒钟，合8. 33分钟全部疏散完成。此为理论最大疏散能力，考虑到不连续因素，此特种逃生电梯系统一条通道可在10分钟内将1000人疏散出来。若是一台单箱电梯井道，每箱15人,50层楼平均高度25层楼，电梯速度一层楼/每秒，来回一趟50秒，上下客各10秒，共70秒一箱15人到地，1000人要运67箱，共4690秒，78分钟完成疏散。由此可见，特种逃生电梯系统一条通道的疏散能力是普通电梯一条井道的8倍！ 50层的楼梯只会更慢。若楼梯加电梯一起疏散，特种逃生电梯系统的疏散能力也大于它们的4倍以上。由于特种逃生电梯系统体积小，造价低廉，可以沿高层建筑四周大量配置，所以它能在火灾初期的10分钟内将高层建筑全体人员疏散完毕。这是楼梯，电梯或楼梯加电梯所无法做到的。3、技术含量高。本实用新型的特种逃生电梯系统去除了普通电梯的机电装置，采用群控系统，运量大，智能化程度高。所有逃生电梯不但自控，而且互相跟踪，保证了逃生人员之间的安全间距。本系统可以进入物联网，智能大厦，实现远程监测和控制。4、成本低。特种逃生电梯系统中逃生电梯间代替电梯房和前室，逃生井道中清空代替电梯井，缩小了电梯井和前室的体积，大大减少了成本。这为它在高层建筑中大量配置提供了条件。
图I为EEES系统原理示意图。图2为高层建筑特种逃生电梯系统原理图。图3为高层建筑特种逃生电梯系统结构俯视图。 图4为井道面板示意图。图5为逃生井道内部结构图。图6扶手杠示意图。图7红外线发射管安装示意图。图8电梯逃生间内部示意图。图9电梯逃生间内控制显示终端示意图。图10控制矩阵编码示意图。图11中心控制电脑、控制显示终端和逃生电梯控制连接示意图。图12开启逃生门准备下降时状态图。图13人员在左侧扶梯通道下降时状态图。图14人员在右侧扶梯通道下降时状态图。图15人员在两侧扶梯通道下降时状态图。图中I-逃生电梯间，2_闻速逃生机,3_逃生井道,4_进入门，5_逃生门，6_井道面板，7-高层建筑外墙，8-通气孔，9-防护网，10-喷淋头，11-正压风膜机，20-控制显示终端，21-中心控制电脑，22-高速逃生机微电脑，101第一扶手杠，102第二扶手杠，103第三扶手杠，104-摄像头，105-照明灯，106-红外发射管，107-方坑，108-夹板，109-正压风膜机，110-信号指示灯，201-市电插座，202-蓄电池组，203-电源分配器，204-充电器，205-照明灯，206-电话，207-正压风膜机，208-灭火器，209-护栏绳，210-喷淋头。
具体实施方式
结合附图对本实用新型做进一步的说明如图2所示，高层建筑特种逃生电梯系统，逃生井道3裸露于室外的一面为井道面板6 ;背离室外的一面与通过逃生门5与逃生电梯间I相通，逃生电梯间I开有通向单元房的进入门4 ;每个逃生电梯间I内安装M组钩挂在逃生电梯间顶部且距逃生门近的一侧设置高速逃生机2。N层需要安装逃生电梯的建筑内共安装M*N个高速逃生机。如图3所示的高层建筑特种逃生电梯系统的俯视图，垂直共用的逃生井道3设置在建筑外墙边，井道面板6与高层建筑外墙7齐平。如图4所示，为了避免烟囱效应，井道面板中部开有多个长方形通气孔8。井道面板3上的通气孔8由防护网9遮挡，防止人员逃生时被从通气孔8中吹出；井道面板上还安装有喷淋头10和正压风膜机11。井道面板3为钢筋水泥板，厚15公分左右。内部埋有水管，水管连接喷淋头10。喷淋头10与水泥板外表面相平。正压风膜机11安装在长方形通气孔8的内侧，由逃生电梯间的电源供电。如图5所不,逃生井道3内的逃生门两侧各设置有第一扶手杠101,第一扶手杠101远离逃生门5 —侧各设置有第二扶手杠102，第二扶手杠102远离逃生门5 —侧各设置有第三扶手杠103 ;逃生门同一侧的第二扶手杠102和第三扶手杠103之间的通道为扶梯通道。第一扶手杠101之间的通道为人员出门通道。为方便钢丝绳进入左右边道，中间4条扶手杠不连续，留有20公分长的缺口。扶手杠(图6所示)由不锈钢制成。逃生井道侧面安装有红外摄像头104，照明灯105和红外发射管106，均由上到下布置于逃生井道3侧面，并由逃生电梯间I内的电源供电。PCB板条上每距10公分远装一个红外发射管106，整个板条安装在凹槽侧面的防水槽中，覆盖耐温防水透明盖板(红外发射管安装方式如图7所示)。照明灯105及摄像头104每层安装一个。逃生井道3下方开设有一个方坑107，方坑107里固定有有绳夹板108。逃生门5侧边上边安装有正压风膜机109。逃生门5于逃生电梯井·道3 —侧的两个边框上安装有指示信号灯110。如图8所示，逃生电梯间I独立电源包括安装在逃生电梯间内的市电插座201和蓄电池组202。逃生电梯间I为进入门4和逃生门5隔出的单元房的一间。逃生门5是一双面钢板门，内部填充高温耐火材料，边缘有耐温泡棉密封条密封；逃生门口 5侧边上边配置耐温正压风膜机207，用于阻挡烟火进入；逃生电梯间侧墙外配置适量感温式高压水喷淋头210，用于高温时为逃生电梯间降温，保护逃生人员安全.逃生电梯间内的市电插座201上有多种插口，电源分配器203给所有逃生电梯间及逃生井道3内的用电器低压供电，发生火灾一小时内确保供电。充电器204为蓄电池202专门配备，蓄电池组202通常有12V，24V两种低压。逃生电梯间I顶部安装有照明灯205，墙壁上有应急电话206，并放置有灭火器208。安全护栏绳209钩挂在逃生门5侧框I米高处，防止逃生人员意外跌落。逃生门5由钢板制成，总厚度不大于IOmm;逃生门5槛由不锈钢板冲压而成，左右两端有光滑凹槽，方便高速逃生机2下降吊索进入，不影响逃生门5开关。逃生电梯包括高速逃生机2,还包括一个如图9所示的控制显示终端20。疏散指挥中心的中心控制电脑21、与其无线互联的各逃生电梯间I的控制显示终端20和各逃生电梯间I的所有高速逃生机微电脑22 ;每一逃生电梯间I的控制显示终端20与本逃生电梯间I的逃生电梯微电脑22有线互联。如图11所示。本层中即有N个逃生电梯，可以编码为Μ01，Μ02···Μ0Ν进行控制。组成控制矩阵的行元素。M为层数，当M取不同的值时，会产生一个Μ*Ν控制矩阵。矩阵编码如图10所示。若50层大楼，50个逃生电梯间，矩阵系统的第一列元素为101，201，301…5001。中心控制电脑可以对此控制矩阵群控，通常一次调动一个列的50台逃生电梯单元，同步调运100人下降逃生。接着第二列，第三列…依次进行。高速逃生机2包括主机组件、下落承载装置、吊索组件。它与普通电梯的机电驱动及控制装置具有同等功能，都是为了控制钢丝绳吊索的运动，实现索降；它利用重力作为下降动力，省去了驱动电源，驱动电机，电梯机房，重量轻到只有5KG左右，可以方便地悬挂在逃生电梯间内。每间有8-10台，一台可索降2人。该逃生电梯只用一条航空级钢丝绳吊索，代替普通电梯的钢丝绳组。钢丝绳卷盘也悬挂在逃生电梯间上方的悬挂装置上。逃生人员承载装置采用带有安全吊带的防火安全服，全身防护，并带有防烟口罩。防火安全服代替大型电梯厢，并除去电梯导轨，极大地简化了特种逃生电梯系统的承载工具。高层建筑发生火灾报警后，全大楼各单元房中所有人员，立即进入各自的逃生电梯间1，进入门4，穿好防火安全服，开启逃生门5。指挥中心人员携带中心控制电脑21到通道出口指挥接应。根据各单元房人数情况，由指挥中心控制电脑21编程下达逃生人员出门逃生命令。通常采用分批出门，第一批控制矩阵的第I列的吊索，每条吊索吊装2人出门下降，出门移向左边道下降。此时最下端人员立即到达地面，接应人员立即协助断绳让其离去，并将钢丝绳挂到夹板108上。同时第二批开始，各逃生电梯间I出第2列吊索，人员由右扶梯通道下降，两通道均有人员下降。当第一批人员全部到达地面后第三批又从左边道一齐开始下降。接着第四批。。。逃生准备及逃生疏散过程如图12至图15说明。高速逃生机2速度由微电脑精确控制在2米/秒(误差千分之3 )，部分距离不合适人员由微电脑智能调整，直到最后所有人员逃生疏散完毕。每一单元房逃生电梯间I人员 全部出门后，由最后出门人员给指挥中心回传本房人员全部撤离信号，指挥中心核实，则逃生疏散成功结束。为了非常驻人员也能参与逃生，各逃生电梯间I预设20%逃生电梯给来客使用。每层增设一到两个备用逃生电梯间I供临时人员使用，逃生疏散能力足够通常临时人员使用。同层逃生电梯间电话互联解决本层临时人员安排，只要没有烟火影响，可开门接纳临时人员一齐逃生，实在无法容纳，临时人员马上可通过无烟火的电梯或楼梯逃生。上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型创造所作的举例，而并非对本实用新型创造具体实施方式
的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所引伸出的任何显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造权利要求的保护范围之中。
权利要求1.一种高层建筑特种逃生电梯系统，包括设置于建筑外墙边的一条垂直共用的逃生井道和一种高速逃生机，其特征在于，M层楼中一列共M个逃生电梯间与每个逃生间中N个逃生电梯组成M*N矩阵电梯；所述逃生电梯间通过逃生门与逃生井道相通，逃生电梯间开有通向单元房的进入门；所述逃生电梯间内安装多组逃生电梯,逃生电梯包括钩挂在逃生电梯间顶部且距逃生门近的一侧设置高速逃生机；每个逃生电梯间内都配有供内部设施工作的独立电源；逃生井道背离逃生门裸露于室外的一面为开有若干通气孔的井道面板。
2.如权利要求I所述的高层建筑特种逃生电梯系统，其特征在于，逃生井道内的逃生门两侧各设置有上下不连续的第一扶手杠，第一扶手杠远离逃生门一侧各设置有上下不连续的第二扶手杠，第二扶手杠远离逃生门一侧各设置有上下连续第三扶手杠；逃生门同一侧的第二扶手杠和第三扶手杠之间的通道为扶梯通道。
3.如权利要求I所述的高层建筑特种逃生电梯系统，其特征在于，所述逃生电梯还包括逃生门侧边于逃生电梯间一侧安装的控制显示终端。
4.如权利要求I所述的高层建筑特种逃生电梯系统，其特征在于，独立电源包括安装在逃生电梯间内的市电插座和蓄电池组。
5.如权利要求I所述的高层建筑特种逃生电梯系统，其特征在于，所述逃生电梯间为进入门和逃生门隔出的单元房的一间；逃生门侧边上边安装有正压风膜机；逃生门两侧门框之间钩挂有安全绳；逃生门的门槛左右两端有凹槽；逃生门于逃生电梯井道一侧的两个边框上安装有指示信号灯。
6.如权利要求I所述的高层建筑特种逃生电梯系统，其特征在于，逃生井道下方开设有一个方坑，方坑里固定有有夹板。
7.如权利要求I所述的高层建筑特种逃生电梯系统，其特征在于，井道面板上的通气孔由防护网遮挡；井道面板上还安装有喷淋头和正压风膜机。
8.如权利要求I所述的高层建筑特种逃生电梯系统，其特征在于，逃生井道侧面安装有监视系统、照明系统和红外发射管，均由上到下布置于逃生井道侧面。
9.如权利要求I所述的高层建筑特种逃生电梯系统，其特征在于，逃生电梯间内壁还安装有排风扇、电话、照明系统、电源分配器和充电器，逃生电梯间内还设有灭火器，外壁安装有喷淋头。
10.一种控制如权利要求I的高层建筑特种逃生电梯系统的群控系统，其特征在于，包括M层楼中每层N个逃生电梯组成的M*N矩阵电梯，控制上述矩阵电梯的群控系统包括疏散指挥中心的中心控制电脑、与其无线互联的各逃生电梯间的控制显示终端和各逃生电梯间的所有逃生电梯微电脑；每一逃生电梯间的控制显示终端与本逃生电梯间的逃生电梯微电脑有线互联。
专利摘要本实用新型公开一种高层建筑特种逃生电梯系统，包括设置于建筑外墙边的一条垂直共用的逃生井道和一种高速逃生机，M层楼中一列共M个逃生电梯间与每个逃生间中N个逃生电梯组成M*N矩阵电梯；所述逃生电梯间通过逃生门与逃生井道相通，逃生电梯间开有通向单元房的进入门；所述逃生电梯间内安装多组逃生电梯，逃生电梯包括钩挂在逃生电梯间顶部且距逃生门近的一侧设置高速逃生机；每个逃生电梯间内都配有供内部设施工作的独立电源；逃生井道背离逃生门裸露于室外的一面为开有若干通气孔的井道面板。在发生火灾或其他危急情况时，本实用新型能提供一种安全、快速的逃生电梯系统。
文档编号B66B11/02GK202785172SQ20122050987
公开日2013年3月13日 申请日期2012年9月29日 优先权日2012年9月29日
发明者唐海山 申请人:唐海山