鐘東階

（武漢科技大學機械自動化學院，湖北 武漢430081）

隨著國民經濟的迅速發(fā)展，結構復雜、人員密集的高層建筑逐漸增多，一旦發(fā)生火災就會給消防工作帶來極大的困擾和危機，高層建筑的火災人員疏散及救援困難，目前消防應急救援裝備能力與高層建筑的發(fā)展嚴重失衡［1－2］。輔助性的逃生裝置是現(xiàn)有高層建筑火災應急救援方式的有益補充。因此，高層建筑跨樓層逃生通道就顯得尤為必要。

目前市場上有關火災逃生的器械非常多，其中關于樓層逃生的裝置也很多，但是大部分都只是涉及到樓層緩降，用于單人逃生的裝置，使用范圍不廣，同時考慮到安全因素，使用樓層也有很大的局限性［3］。而高層跨樓層逃生通道就能很好的解決這些問題，逃生站的思想也能帶來其他一些類似的逃生方式，其中多人重復使用的逃生方式在高層建筑中尤其顯現(xiàn)出其優(yōu)勢，相對于其他逃生方式，安全性也好得多。逃生站主要由普通的鋼架結構組成，在實際批量生產時成本會很低，裝置的安裝方便和安裝環(huán)境的隨意性也凸顯出了跨樓層逃生站的優(yōu)勢。在實際生活中如果逃生站能大量應用于建筑群，就可以通過建筑外觀的設計將逃生站用于其他用途，實現(xiàn)設備的多功能化，同時也可以使建筑外觀更漂亮。

本文設計了一種新型高層建筑火災跨樓層逃生通道，該設計將有效地緩解高層建筑救援的困難，為火災逃生開辟一條新的途徑，逃生通道的重復可利用性也保證了在一次投入后循環(huán)使用，逃生通道安裝簡單，能廣泛應用于各種類型的建筑。與其他逃生裝置相比，更為安全可靠。

1 整體結構及工作原理

圖1所示為新型高層建筑火災跨樓層逃生通道設計整體結構。

圖1 整體結構

該裝置固定在建筑外墻體上，通過一吊橋與建筑的窗戶或其他靠墻的出口相連接，如果建筑的陽臺或其它戶外的外伸平臺上有空間，裝置還可以直接固定在空閑空間上，使用時也會更加方便（在以后的說明上也主要以此種安放方式為參照）。逃生主體部分安放在一密封逃生站內，通過鏈輪、鏈條等傳送機構以及平行在鏈條上的折疊梯與下一級逃生站相連接，每一個逃生站都可以與建筑的出口相通?；馂陌l(fā)生后，處于火災上層的人員不能安全通過樓梯等逃生出口，就可以進入逃生站內，當逃生人員越過發(fā)生火災的樓層，到達安全樓層后，還可以通過逃生站回到建筑內，通過安全逃生通道到達安全地點。

逃生站內安裝了一套緩降裝置，平時吊橋通道、緩降傳送機構等逃生設施安放在逃生站內，可較好的存放，減少維護保養(yǎng)費用，延長存放時間，可極大地降低故障率。緩降裝置。圖2裝置由鏈條、鏈輪、

圖2 緩降裝置工作原理

大齒輪、小齒輪軸、離心裝置、摩擦塊、摩擦盤、離合器、壓桿、凸輪軸、連桿及其它傳動和連接零件等構件組成（圖2）。工作時由人體重量作為原動力，通過鏈條帶動鏈輪轉動，同時是大齒輪以相同的角速度轉動來帶動小齒輪軸，摩擦塊由于離心力作用由離心裝置中甩出緊壓在摩擦盤上，以達到加速的效果，同時在人站上鏈條組成的折疊梯時，壓桿使凸輪軸轉動帶動連桿轉動，離開定位孔處，使連接半離合器的連桿右移離合器制動，使鏈輪不能轉動。當人需要向下運輸時，可手動撥動連桿，使離合器分離，機構正常運動，達到人以安全速度下移的效果。

2 主要零部件設計及強度校核

2.1 軸系零件的設計

齒輪已知參數見表1。齒輪的設計關鍵參數見表2。選擇軸的材料為45鋼（調質），查《機械設計手冊》可得材料的力學性能見表3［4］。

表1 齒輪已知參數

表2 齒輪設計關鍵參數

表3 材料的力學性能

2.2 鍵連接的選用

1）聯(lián)軸器與大齒輪連接軸的周向定位平鍵

由軸的結構尺寸可以確定，聯(lián)軸器與大齒輪連接軸的周向定位采用平鍵連接。查《機械設計手冊》，選用平鍵的型號為 鍵 C 5×5（GB／T 1096—2003），鍵的材料為鋼，許用擠壓應力 ［σp］＝120 MPa，鍵長L＝36mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k＝0.5，h＝0.5×5mm＝2.5mm。

2）鏈輪與大齒輪連接軸的周向定位平鍵

由軸的結構尺寸可以確定，鏈輪與大齒輪連接軸的周向定位采用平鍵連接。查《機械設計手冊》，選用平鍵的型號為 鍵B 6×6（GB／T 1096—2003），鍵的材料為鋼，許用擠壓應力 ［σp］＝120MPa；鍵長L＝8mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k＝0.5，h＝0.5×6mm＝3mm。

3）大齒輪與連接軸的周向定位平鍵

由軸的結構尺寸可以確定，聯(lián)軸器與大齒輪連接軸的周向定位采用平鍵連接。查《機械設計手冊》，選用平鍵的型號為 鍵8×7（GB／T 1096—2003），鍵的材料為鋼，許用擠壓應力 ［σp］＝120 MPa；鍵長L＝22mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k＝0.5，h＝0.5×7mm＝3.5mm。

3 結論

1）裝置適用于高層建筑逃生，解決了其他逃生裝置的緩降高度限制，逃生站跨樓層逃生的思想能很好地解決這一問題。

2）整個通道采用框架的鋼制結構，使用方便，結構可靠性好，在災難發(fā)生時，可以快速形成穩(wěn)固安全的逃生通道。

3）緩降鏈輪的機構可反復利用，解決了緩降器等逃生裝置每套只能供一個人使用的缺陷。設施安裝在戶外，也為消防官兵的救援提供了一條快速通道。設施平時放置在相對密封的逃生站內，可避免室外環(huán)境的侵蝕，維護保養(yǎng)費用低。

4）逃生通道在視覺上是密封的，可避免高空恐懼現(xiàn)象，增強逃生信心。逃生站位置相對固定，使逃生人員能快速準確地找到逃生站逃生。

［1］ 張 睿，遲 興，王曉龍.一種可折疊式火災逃生通道［J］.消防科學與技術，2012（01）：57－60.

［2］ 林 立，冉險生，隗寒冰，等.針對高層建筑的火災逃生設備創(chuàng)新設計研究［J］.包裝工程，2010，32（24）：29－41.

［3］ 白孝林.制定高層建筑逃生器材配備標準的探討［J］.消防科學與技術，2003，22（09）：390－391.

［4］ 聞邦椿.機械設計手冊 ［M］.第五版.北京：機械工業(yè)出版社，2010.