一种便于火灾逃生的墙窗结构研究与设计

唐佳宾　朱浩楠　李琪

摘   要：本文设计了一种便于火灾逃生的墙窗结构，该墙窗主要由窗框部分、滑移系统和密封条组成。在此窗户结构中，我们运用电磁控制启动，用重力作为其主要驱动力，结构简单，稳定性强，可靠性高。当火灾发生时，滑移系统中的滑条滑入墙体，使整个墙窗结构易于被取下或被打破，对低楼层被困人员形成一个可供跳窗逃生的出口、对高楼层被困人员扩展一个向外求救及营救人员进入的通道，也能有效通风，避免有毒有害气体侵入人体或者烟雾窒息的情况，具有较好的安全保证作用。

关键词：墙窗  火灾逃生  滑移

中图分类号：TU398                                文献标识码：A                       文章编号：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，室内失火事件时有发生，部分公共场所因为人流密集，物品摆放不规范等原因，一旦发生火灾，往往造成较大的生命财产损失。鉴于公共场所的窗户往往是封闭的，研究设计一种具有稳定性好、及时、引导性强且原理简单的室内逃生装置——自动开启逃生窗户。该装置可应用在各种公共场所的墙壁上，方便低楼层被困人员破窗自救，也便于救援人员对高楼层被困人员进行施救。为突发事件来临时人员的及时逃生和求救提供便利与保障，尽最大可能为乘客争取宝贵的生存机会。

1  逃生墙窗的研究与设计总述

完整的墙窗火灾逃生系统应该由三部分组成，即监测系统（针对烟雾、温度等起火特征的检测）、传递系统（起火后信号传输）和执行系统（打开墙窗）。前两部分国内外已有较为成熟研究与设计，故本文不在赘述。本文涉及的一种便于火灾逃生的墙窗结构是在现有公交车窗结构的基础上进行新一步的调整和改进，以更好的达到紧急逃生的作用。

2  逃生墙窗结构设计

该墙窗主要由窗框部分、滑移系统和橡胶密封条组成。墙窗玻璃与窗框做成一体，滑移系统置于墙壁内（见图1）。

2.1 窗框部分的设计

在本设计中，墙窗玻璃与窗框做成一体，共同构成窗框部分，在运动关系中，认为两者为同一物体。

窗框上下部应该设有凹槽，以容纳滑移系统中的部件;左右两侧应设置凸起，以连接密封条（见图2）。

2.2 滑移系统设计

滑移系统主要由滑条、滑槽、挡板及附于各部件上的磁铁、线圈和电池、导线等组成。其中，滑条位于窗框上部与墙体之间，滑槽置于墙体内部（见图3）。滑条与滑槽均需倾斜一定角度。如有必要，可在滑条底部安装滑轮以减小摩擦系数。

挡板应设置于滑条右下侧的墙体内部，用于防止正常情况下滑条的移动，其上应附有磁铁，墙体对应处应设置线圈，并用弹簧将挡板与墙体对应处连接。也应该设置有弹簧、磁铁、线圈等，其中，弹簧的弹性系数k不宜过大（见图4）。

2.3 密封条的设计

密封条主要用于填补车厢壳体与窗框部分之间的缝隙，以提高房屋的整体密封性，避免在空调开启时，房屋内外产生空气对流，减少不必要的温度损失，提高空调效果，减低能耗。但也要注意，密封条应有较好的密闭性，此外，在较高的温度下，其强度刚度不宜过高。

3  逃生车窗的工作说明

3.1 滑移系统的工作说明

当监测系统检测到火灾的相关参数时，即向逃生墙窗发出信号。此时，电源向挡板上的线圈供电，当磁力与重力沿弹簧方向的分力之和大于弹簧弹力时，挡板开始下降（见图5）。当下降至一定程度时，滑条可以通过挡板，进入滑槽，并在重力的作用下完全滑入墙体。当上下两个滑条全部滑入墙体后，滑移系统即完成工作。此时，窗框部分与墙体间存在一个缝隙。

3.2 窗框部分及密封条的工作说明

滑移系统完成工作后，窗框部分和墙体间仅有密封条连接，当屋内温度因为火灾而上升时，密封条的连接不再紧密，高楼层可以利用窗框部分与墙体间的缝隙将窗框部分取下。低楼层在确认楼下行人安全后，可直接将窗框部分撞出窗外。

4  结语

本文设计了一种用于火灾求救和逃生的墙窗装置，具有稳定性好、及时、引导性强且原理简单的特点，可用于火灾发生时，室内被困人员的自救与求救。此外，该装置在不被破坏的情况下，可多次重复使用，在一定程度上降低了成本，减少了火灾后重建的工作量。

该墙窗装置适用于人流密集的大型公共场所，考虑到了突发事件时室内人员的生存问题，对建筑的布局与设计具有一定的参考价值。

参考文献

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作者简介：唐佳宾（1998，9—），男，回族，河南焦作人，本科在读，研究方向：机械工程。

朱浩楠（2000，5—），男，汉族，河南洛阳人，本科在读，研究方向：电气工程及其自动化。

李琪（1998，11—），男，回族，山东枣庄人，本科在读，研究方向：电气工程及其自动化。