◆ 廣西藤縣第六中學(xué) 戴國豪

本期點評專家

譚迪熬中國發(fā)明協(xié)會院士專家咨詢工作委員會首任專家，中國發(fā)明協(xié)會中小學(xué)創(chuàng)造教育分會會長，科技創(chuàng)新教育特級教師，教育部國培計劃專家?guī)鞂＜摇?/p>

我校每一棟樓的樓梯口都有一扇防火門，這種門是內(nèi)開式的常閉門，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時可起到阻止火勢蔓延、防止煙氣流動的作用。但在課間做操、臨時集會、放學(xué)等特殊時段，門一開、一關(guān)降低了師生的通行速度。此外，高頻率地開關(guān)，自動關(guān)門器易損壞。為了讓師生快速通行，有的同學(xué)會手動將門撐開。

在其他單位參觀時，我發(fā)現(xiàn)很多建筑物樓梯口的防火門被強行撐開，失去了防煙火的作用。如何讓防火門既能保持原有作用又方便日常進出？

一、基本思路

我設(shè)計的防火門具備如下功能：在人流高度集中出入的時間段，門能敞開并固定，既避免頻繁開關(guān)門又方便人們快速通過。一旦有火災(zāi)發(fā)生，門自動或手動關(guān)閉。

目前使用的常閉式防火門主要依靠安裝在門扇和門框上的關(guān)門器實現(xiàn)自動關(guān)門。我在防火門后方墻壁上增加一個電磁門吸，起到固定門的作用。電磁門吸上有一個應(yīng)急（釋放）開關(guān)，用于緊急狀態(tài)下手動關(guān)閉防火門。延時開關(guān)用來控制門敞開的時長，若設(shè)定時長到，電磁門吸斷電釋放，防火門自動關(guān)閉。

圖/東方IC

一旦發(fā)生火災(zāi)，在設(shè)定時長未結(jié)束又無人去關(guān)門的情況下，新增的煙感開關(guān)感應(yīng)到煙霧后切斷電源，電磁門吸釋放，防火門自動關(guān)閉。這樣即使樓道斷電，防火門能自動關(guān)閉。

二、結(jié)構(gòu)和控制原理

在目前使用的防火門的基礎(chǔ)上，我增加了電磁門吸、煙感開關(guān)、延時開關(guān)、應(yīng)急開關(guān)和配套穩(wěn)壓電源。煙感開關(guān)固定在門框上方外側(cè)。電磁門吸的電磁主體固定在墻上，銜鐵固定在門板上。延時開關(guān)、應(yīng)急開關(guān)和配套電源等固定在門內(nèi)墻壁合適的位置，相互間由導(dǎo)線連接。

圖2是門吸控制原理圖。穩(wěn)壓電源輸入端接220 V市電，輸出端電壓24 V，分別為電磁門吸、煙感開關(guān)、延時開關(guān)供電。電磁門吸由電磁鐵和銜鐵組成，電磁鐵主體固定在門后的墻壁上，接24 V電源，銜鐵固定在電磁鐵正對著的門板上。煙感開關(guān)固定在門框上方外側(cè)，接入24 V電源，輸出端（繼電器）串接在門吸的供電電路上，控制門吸的釋放。

圖1 結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 門吸控制原理圖

延時開關(guān)固定在墻上，接入24 V電源，帶啟動開關(guān)，輸出端（繼電器）串接在門吸的供電電路上，通過觸發(fā)開關(guān)控制門吸的釋放。應(yīng)急開關(guān)串接在門吸的供電電路上。

應(yīng)急開關(guān)常閉，煙感開關(guān)、延時開關(guān)的電路工作，它們輸出端的繼電器均處于閉合狀態(tài)，電磁門吸正常供電，電磁鐵主體帶磁。第一個從防火門出來的人將防火門推開靠近墻面，門板上的銜鐵和電磁主體接觸而被吸緊，門處于敞開狀態(tài)，人員可快速進出。

為了保證防火門處于關(guān)閉狀態(tài)，我設(shè)計了三種關(guān)閉途徑，一種需人工操作，另外兩種能自動進行。

需關(guān)閉防火門時，手動按下應(yīng)急開關(guān)，電路斷開，電磁門吸失磁，防火門自動關(guān)閉。松手后，應(yīng)急開關(guān)復(fù)位，重新閉合。

如果開門的同時按延時開關(guān)上的啟動開關(guān)（自帶的），則延時開關(guān)進入關(guān)門設(shè)定時長狀態(tài)。一旦到達設(shè)定時長，串接在電磁門吸供電電路上的繼電器斷開，電磁門吸釋放，防火門也會自動關(guān)閉。

火災(zāi)發(fā)生時，如果防火門處于敞開的狀態(tài)，既無人關(guān)門又沒有設(shè)定延時關(guān)門，煙感開關(guān)探測到煙火信號后，煙感開關(guān)（繼電器）輸出的信號斷開，電磁門吸釋放，防火門自動關(guān)閉。煙火消除，煙感開關(guān)自動恢復(fù)導(dǎo)通狀態(tài)。

三、制作過程

1.材料準備

按照制作要求，購買24 V配套用穩(wěn)壓電源套件、電磁門吸套件、煙感開關(guān)套件、延時開關(guān)套件、常閉式按鈕開關(guān)、導(dǎo)線、螺釘?shù)仍骷?/p>

2.檢測器材

（1）對購買的24 V配套用穩(wěn)壓電源套件進行調(diào)試，確定其輸出電壓符合設(shè)計要求。

（2）對電磁門吸套件、煙感開關(guān)套件、延時開關(guān)套件、常閉式按鈕開關(guān)分別進行通電測試，確保各元器件達到使用要求。

3.完成組裝

圖3 作品模型

（1）把煙感開關(guān)固定在門框上方外側(cè)，電磁門吸的電磁主體固定在墻上，吸板固定在防火門上，延時開關(guān)、應(yīng)急開關(guān)和配套電源等固定在墻壁合適的位置。

（2）按照圖2，將電源輸出端、電磁門吸、煙感開關(guān)、延時開關(guān)、應(yīng)急開關(guān)用導(dǎo)線連接。

（3）將220 V電源接到穩(wěn)壓電源輸入端。

（4）檢查無誤后通電、調(diào)整、試用，確保防火門能正常工作。

四、創(chuàng)新點

我設(shè)計的便于疏散的防火門具有如下特點。

1.科學(xué)性

應(yīng)用了主體附加法等科學(xué)方法，設(shè)計方案合理，制作完成的模型效果良好。

2.新穎性

該防火門能根據(jù)需要固定敞開，讓人們快速通行。一旦發(fā)生火災(zāi)，門能及時關(guān)閉。經(jīng)查新，目前市面上并沒有這種防火門。

我應(yīng)用主體附加法，在常規(guī)防火門的基礎(chǔ)上，僅增加了電磁門吸、煙感開關(guān)、延時開關(guān)、應(yīng)急開關(guān)等部件，制作過程簡單。

3.實用性

便于疏散的防火門既能快速疏散人群，在火災(zāi)發(fā)生時又能有效阻止火勢蔓延、防止煙氣流動，解決了消防與安防的矛盾問題，具有良好的推廣價值。