一種便于火災逃生的墻窗結構研究與設計

唐佳賓　朱浩楠　李琪

摘? ?要：本文設計了一種便于火災逃生的墻窗結構，該墻窗主要由窗框部分、滑移系統和密封條組成。在此窗戶結構中，我們運用電磁控制啟動，用重力作為其主要驅動力，結構簡單，穩定性強，可靠性高。當火災發生時，滑移系統中的滑條滑入墻體，使整個墻窗結構易于被取下或被打破，對低樓層被困人員形成一個可供跳窗逃生的出口、對高樓層被困人員擴展一個向外求救及營救人員進入的通道，也能有效通風，避免有毒有害氣體侵入人體或者煙霧窒息的情況，具有較好的安全保證作用。

關鍵詞：墻窗? 火災逃生? 滑移

中圖分類號：TU398? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）06（b）-0038-02

Abstract： This paper designs a kind of wall window structure which is convenient for fire escape. The Wall Window is mainly composed of window frame， sliding system and sealing strip. In this window structure， we use electromagnetic control of its start， with gravity as its main driving force， simple structure， strong stability， high reliability. When the fire occurs， the sliders in the sliding system slide into the wall， making the whole wall window structure easy to be taken down or broken， it can also effectively ventilate the trapped people on the lower floors by forming an exit for them to escape through a window， and it can also expand a passageway for the trapped people on the upper floors to call for help and for rescue personnel to enter， to avoid toxic and harmful gases into the human body or the case of smoke suffocation， with a better safety guarantee.

Key Words： Windows and walls; Fire escape; Sliding

近年來，室內失火事件時有發生，部分公共場所因為人流密集，物品擺放不規范等原因，一旦發生火災，往往造成較大的生命財產損失。鑒于公共場所的窗戶往往是封閉的，研究設計一種具有穩定性好、及時、引導性強且原理簡單的室內逃生裝置——自動開啟逃生窗戶。該裝置可應用在各種公共場所的墻壁上，方便低樓層被困人員破窗自救，也便于救援人員對高樓層被困人員進行施救。為突發事件來臨時人員的及時逃生和求救提供便利與保障，盡最大可能為乘客爭取寶貴的生存機會。

1? 逃生墻窗的研究與設計總述

完整的墻窗火災逃生系統應該由三部分組成，即監測系統（針對煙霧、溫度等起火特征的檢測）、傳遞系統（起火后信號傳輸）和執行系統（打開墻窗）。前兩部分國內外已有較為成熟研究與設計，故本文不在贅述。本文涉及的一種便于火災逃生的墻窗結構是在現有公交車窗結構的基礎上進行新一步的調整和改進，以更好的達到緊急逃生的作用。

2? 逃生墻窗結構設計

該墻窗主要由窗框部分、滑移系統和橡膠密封條組成。墻窗玻璃與窗框做成一體，滑移系統置于墻壁內（見圖1）。

2.1 窗框部分的設計

在本設計中，墻窗玻璃與窗框做成一體，共同構成窗框部分，在運動關系中，認為兩者為同一物體。

窗框上下部應該設有凹槽，以容納滑移系統中的部件;左右兩側應設置凸起，以連接密封條（見圖2）。

2.2 滑移系統設計

滑移系統主要由滑條、滑槽、擋板及附于各部件上的磁鐵、線圈和電池、導線等組成。其中，滑條位于窗框上部與墻體之間，滑槽置于墻體內部（見圖3）。滑條與滑槽均需傾斜一定角度。如有必要，可在滑條底部安裝滑輪以減小摩擦系數。

擋板應設置于滑條右下側的墻體內部，用于防止正常情況下滑條的移動，其上應附有磁鐵，墻體對應處應設置線圈，并用彈簧將擋板與墻體對應處連接。也應該設置有彈簧、磁鐵、線圈等，其中，彈簧的彈性系數k不宜過大（見圖4）。

2.3 密封條的設計

密封條主要用于填補車廂殼體與窗框部分之間的縫隙，以提高房屋的整體密封性，避免在空調開啟時，房屋內外產生空氣對流，減少不必要的溫度損失，提高空調效果，減低能耗。但也要注意，密封條應有較好的密閉性，此外，在較高的溫度下，其強度剛度不宜過高。

3? 逃生車窗的工作說明

3.1 滑移系統的工作說明

當監測系統檢測到火災的相關參數時，即向逃生墻窗發出信號。此時，電源向擋板上的線圈供電，當磁力與重力沿彈簧方向的分力之和大于彈簧彈力時，擋板開始下降（見圖5）。當下降至一定程度時，滑條可以通過擋板，進入滑槽，并在重力的作用下完全滑入墻體。當上下兩個滑條全部滑入墻體后，滑移系統即完成工作。此時，窗框部分與墻體間存在一個縫隙。

3.2 窗框部分及密封條的工作說明

滑移系統完成工作后，窗框部分和墻體間僅有密封條連接，當屋內溫度因為火災而上升時，密封條的連接不再緊密，高樓層可以利用窗框部分與墻體間的縫隙將窗框部分取下。低樓層在確認樓下行人安全后，可直接將窗框部分撞出窗外。

4? 結語

本文設計了一種用于火災求救和逃生的墻窗裝置，具有穩定性好、及時、引導性強且原理簡單的特點，可用于火災發生時，室內被困人員的自救與求救。此外，該裝置在不被破壞的情況下，可多次重復使用，在一定程度上降低了成本，減少了火災后重建的工作量。

該墻窗裝置適用于人流密集的大型公共場所，考慮到了突發事件時室內人員的生存問題，對建筑的布局與設計具有一定的參考價值。

參考文獻

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作者簡介：唐佳賓（1998，9—），男，回族，河南焦作人，本科在讀，研究方向：機械工程。

朱浩楠（2000，5—），男，漢族，河南洛陽人，本科在讀，研究方向：電氣工程及其自動化。

李琪（1998，11—），男，回族，山東棗莊人，本科在讀，研究方向：電氣工程及其自動化。