磁力缓降安全逃生装置及其实施方法
【专利摘要】本发明提供一种磁力缓降安全逃生装置及其实施方法。在高层建筑施工及运营过程中，依建筑物设置导电性能良好非铁磁性材料制成的竖向支撑装置，竖向支撑装置通过附着装置与建筑物固定连接；涉险人员借助逃生承重装置，沿竖向支撑装置由上至下运动，所述逃生承重装置由安全护具和固定在其上的环向高强磁体组成。本发明能够解决目前高层、超高层建筑在建造或正常运营过程中，遇到突发事件需要逃生时，逃生效率低，安全保障系数低等问题，从而快速、安全逃生。
【专利说明】磁力缓降安全逃生装置及其实施方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及建筑安全防护设施【技术领域】，具体涉及到一种用于超高层建筑建造或 正常运营过程中的磁力缓降安全逃生装置及其实施方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，高层、超高层建筑在各地兴起，其建造技术以及建筑结构正常运营管理技 术得到了长足的发展。然而，高层、超高层建筑在建造过程中的紧急逃生通道，正常运营过 程中的办公楼、住宅楼、商场等人员较密集区域高层建筑的消防设施、紧急情况安全逃生设 施等建设一直没有得到很好的解决。
[0003] 在国内，市面上有很多缓降绳、缓降器等安全逃生产品在售，但此类产品的使用限 制条件较多，仅能在十几米或者几十米范围内使用，且存在一定的安全隐患。在高层、超高 层建筑物中，当发生火灾、地震，以及外力撞击等突发灾害，涉险人员需要逃生，当楼层较矮 时多通过缓降器、缓降绳等逃离；当楼层较高时，多先到达避难层等待救援，或由避难层通 往疏散楼梯，从上至下沿楼梯进行逃离。在日本、英国、德国等发达国家也只是少量应用螺 旋形室外滑梯，充气尼龙膜槽型倾斜滑道，通过齿轮、齿轨运动的运载器等逃生设施，较国 内现有逃生设施虽有一定的改进，但结构相对复杂，逃生效率较低，突发灾害来临之时，不 能在短时间内转移涉险人员。在建的高层、超高层建筑安全逃生装置更为简陋，有很多工程 甚至没有设置，存在着巨大的安全隐患。
[0004] 本发明提出一种高层、超高层高效便捷安全逃生装置及其实施方法，可在短时间 内疏散涉险人员，安全、可靠，为高层、超高层的紧急情况安全逃生设施的建造提供了一条 新思路。
[0005]
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是针对上述存在的不足，提供一种解决目前高层、超高层 建筑在建造或正常运营过程中，遇到突发事件需要逃生时，逃生效率低，安全保障系数低等 问题，从而快速、安全逃生的磁力缓降安全逃生装置及其实施方法。
[0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 磁力缓降安全逃生装置，其特征在于：包括有依建筑物核心筒体或外框柱而设的坚向 支撑装置，坚向支撑装置为导电性能良好的柱状结构，并通过附着装置与墙体连接，从楼底 一直延伸到楼顶，涉险人员借助逃生承重装置，沿坚向支撑装置由上至下运动；坚向支撑 装置底部设有逃生出口，建筑物顶部或中间部位设有逃生入口，逃生入口处摆放有逃生承 重装置；所述的逃生承重装置包括有舱体和固定在舱体上的高强度环形永磁体，高强磁铁 形成固有磁场，高强磁铁套装在坚向支撑装置外，并与坚向支撑装置保持有一定距离，且距 离为可调，形成悬浮磁结构，并使得高强磁铁的平面与坚向支撑装置的轴线垂直。根据楞次 定律，当涉险人员借助逃生承重装置，沿坚向支撑装置向下运动时，高强磁铁与坚向支撑装 置产生相对运动，使穿过坚向支撑装置的磁通量发生变化，在坚向支撑装置内产生感应电 流，而感应电流则产生阻碍原磁场磁通量变化的磁通，使本应以加速下落的涉险人员受到 向上的阻力，阻力和重力达到平衡状态后，人员以安全的、均匀的速度下落，实现高层建筑 在施工及运行过程中突发紧急情况的安全逃生。
[0007] 在上述方案中，所述的坚向支撑装置，其作为逃生装置的轨道系统，贯穿整个建筑 物，坚向支撑装置可以为一根或多根立柱组成，可分段加工；当逃生承重装置上的高强磁铁 沿其下落时，由于穿过坚向支撑装置的磁通量发生变化，使其内部产生感应电流，而感应电 流所产生的磁通，总是阻碍原磁通的变化，从而使载人的逃生承重装置缓慢、匀速下降。
[0008] 在上述方案中，所述的坚向支撑装置由导电性能良好的非铁磁性材料制成，可采 用铜、铝，或者铁、钴、镍含量较少的其他合金材料。
[0009] 在上述方案中，所述的附着装置，作为连接坚向支撑装置和核心筒或外框柱的紧 固装置，为等距离分布在墙体上，并采用卡箍结构，将坚向支撑装置卡紧。
[0010] 在上述方案中，所述的逃生出口与逃生入口，均由非导磁的材料制成，具有一定容 纳空间，与坚向支撑装置的连接处通过密封通道连接。
[0011] 在上述方案中，所述的逃生承重装置的舱体设有舱门，舱门与逃生出口和逃生入 口均可实现无缝对接，保证逃生人员的安全。
[0012] 在上述方案中，所述的逃生承重装置安装有辅助刹车装置，其主由橡胶类材料制 成，安装在逃生承重装置与坚向支撑装置的结合处，可通过改变相互摩擦力调整下落速度， 或采取紧急制动。
[0013] 当紧急情况发生需要启用安全逃生装置时，作业人员有序进入逃生入口，借助逃 生承重装置，依托坚向支撑装置，由上至下运动，利用楞次定律的相关原理，以安全的、均匀 的速度降落至支撑装置底部，从逃生出口进行逃离，实现超高层建筑在施工及正常运行过 程中突发紧急情况的安全逃生。
[0014] 该装置原理简单、可靠，无需电能或其他机械能驱动，利用楞次定律在装有涉险人 员的载重装置沿支撑装置下落的过程中，原本进行自由落体运动载重装置在磁场与支撑装 置共同作用下，使其匀速下降，并可通过设定磁场的体积、强度，以及与支撑装置之间的距 离，调整载重比及下落速度。
[0015] 采用上述装置进行逃生的方法，其特征在于，采用如下步骤： 在建筑物底板或相应水平楼板上设置逃生出口，逃生出口顶部预留连接坚向支撑装置 的空间与接口；在施工模架或建筑物相应部位设置逃生入口，逃生入口底部预留连接坚向 支撑装置的空间与接口。
[0016] 随建筑物核心筒和外框柱的增高，在核心筒墙体、坚向井道或外框柱上通过附着 装置固定导电性能良好的坚向支撑装置，坚向支撑装置根据层高的不同分段安装，上下分 别与逃生入口和逃生出口相连。
[0017] 在逃生入口与逃生出口内划定逃生承重装置的摆放专区。
[0018] 当紧急情况发生需要启用安全逃生装置时，作业人员有序进入逃生入口，借助逃 生承重装置，依托坚向支撑装置，使高强磁铁与坚向支撑装置保持合理间距，并沿坚向支撑 装置由高空下落至地面，下落过程中高强磁铁与坚向支撑装置产生相对运动，使穿过坚向 支撑装置的磁通量发生变化，在坚向支撑装置内产生感应电流，而感应电流则产生阻碍原 磁场磁通量变化的磁通，使本应以加速下落的涉险人员受到向上的阻力，最终以安全的、均 匀的速度下落，实现高层建筑在施工及运行过程中突发紧急情况的安全逃生。
[0019] 本发明产生的有益效果是： 1、扩展了高层、超高层建筑的安全逃生技术，较以往主要借助缓降器、缓降绳或避难层 及疏散楼梯进行逃生，效率更高，更安全，且无需过多的组织培训，在专人指挥下便可快速 适应。
[0020] 2、结构形式简单，原理清晰，可根据结构形式和不同用途，自由进行组合，可贯穿 整个楼层，也可设置在局部区域。
[0021] 3、无需电能、机械力，利用磁力作为主要的驱动力，不受高度限制，安全系数高。
【专利附图】
【附图说明】
[0022] 图1是本发明实施例整体结构主视图； 图2是本发明实施例整体逃生承重装置结构图； 图中：1_墙体、2-逃生入口、3-附着装置、4-坚向支撑装置、5-辅助刹车装置、6-逃生 承重装置、7-逃生出口。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合【具体实施方式】，对本发明作进一步的说明： 如图1图2所示的磁力缓降安全逃生装置，包括有依建筑物核心筒体或外框柱而设的 坚向支撑装置4,坚向支撑装置4为导电性能良好的柱状结构，并通过附着装置3与墙体1 连接，从楼底一直延伸到楼顶；坚向支撑装置4底部设有逃生出口 7,建筑物顶部或中间部 位设有逃生入口 2,逃生入口 2处摆放有逃生承重装置6 ;所述的逃生承重装置6包括有舱 体和固定在舱体上的高强度环形永磁体，永磁铁套装在坚向支撑装置4外，并与坚向支撑 装置4保持有一定距离，且距离为可调，形成悬浮磁结构，并使得永磁铁的平面与坚向支撑 装置4的轴线垂直。
[0024] 在本实施例中，所述的坚向支撑装置4作为逃生装置的轨道系统，贯穿整个建筑 物，坚向支撑装置4可以为一根或多根立柱拼接组成；可分段加工，根据建筑结构的分布， 分段安装，强度及垂直度应满足设计要求。
[0025] 在本实施例中，所述的坚向支撑装置4由导电性能良好，但不导磁的铝材料制成。
[0026] 在本实施例中，所述的附着装置3作为连接坚向支撑装置4和核心筒体或外框柱 的紧固装置，为等距离分布在墙体1上，并采用卡箍结构，将坚向支撑装置4卡紧。
[0027] 在本实施例中，所述的逃生出口 7与逃生入口 2,均由非导磁的材料制成，具有一 定容纳空间，与坚向支撑装置4的连接处通过密封通道连接。
[0028] 在本实施例中，所述的逃生承重装置6的舱体设有舱门，舱门与逃生出口 7和逃生 入口 2均可实现无缝对接，保证逃生人员的安全。
[0029] 在本实施例中，所述的逃生承重装置6安装有辅助刹车装置5,其主由橡胶类材料 制成，安装在逃生承重装置6与坚向支撑装置4的结合处，可通过改变相互摩擦力调整下落 速度，或采取紧急制动。
[0030] 当紧急情况发生需要启用安全逃生装置时，作业人员有序进入逃生入口，借助逃 生承重装置，依托坚向支撑装置，由上至下运动，利用楞次定律的相关原理，以安全的、均匀 的速度降落至支撑装置底部，从逃生出口进行逃离，实现超高层建筑在施工及正常运行过 程中突发紧急情况的安全逃生。
[0031] 该装置原理简单、可靠，无需电能或其他机械能驱动，利用楞次定律在装有涉险人 员的载重装置沿支撑装置下落的过程中，原本进行自由落体运动载重装置在磁场与支撑装 置共同作用下，使其匀速下降，并可通过设定磁场的体积、强度，以及与支撑装置之间的距 离，调整载重比及下落速度。
[0032] 采用本发明实施例进行安全逃生的方法，采用如下步骤： 在建筑物底板或相应水平楼板上设置逃生出口，逃生出口顶部预留连接坚向支撑装置 的空间与接口；在施工模架或建筑物相应部位设置逃生入口，逃生入口底部预留连接坚向 支撑装置的空间与接口。
[0033] 随建筑物核心筒和外框柱的增高，在核心筒墙体、坚向井道或外框柱上通过附着 装置固定导电性能良好的坚向支撑装置，坚向支撑装置根据层高的不同分段安装，上下分 别与逃生入口和逃生出口相连。
[0034] 在逃生入口与逃生出口内划定逃生承重装置的摆放专区。
[0035] 当紧急情况发生需要启用安全逃生装置时，作业人员有序进入逃生入口，借助逃 生承重装置，依托坚向支撑装置，使高强磁铁与坚向支撑装置保持合理间距，并沿坚向支撑 装置由高空下落至地面，下落过程中高强磁铁与坚向支撑装置产生相对运动，使穿过坚向 支撑装置的磁通量发生变化，在坚向支撑装置内产生感应电流，而感应电流则产生阻碍原 磁场磁通量变化的磁通，使本应以加速下落的涉险人员受到向上的阻力，最终以安全的、均 匀的速度下落，实现高层建筑在施工及运行过程中突发紧急情况的安全逃生。
[0036] 以上说明仅为本发明的应用实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范 围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。
【权利要求】
1. 磁力缓降安全逃生装置，其特征在于：包括有依建筑物核心筒体或外框柱而设的坚 向支撑装置，坚向支撑装置为导电性能良好的柱状结构，并通过附着装置与墙体连接，从楼 底一直延伸到楼顶，涉险人员借助逃生承重装置，沿坚向支撑装置由上至下运动；坚向支 撑装置底部设有逃生出口，建筑物顶部或中间部位设有逃生入口，逃生入口处摆放有逃生 承重装置；所述的逃生承重装置包括有舱体和固定在舱体上的高强度环形永磁体，高强磁 铁形成固有磁场，高强磁铁套装在坚向支撑装置外，并与坚向支撑装置保持有一定距离，且 距离为可调，形成悬浮磁结构，并使得高强磁铁的平面与坚向支撑装置的轴线垂直。
2. 如权利要求1所述的磁力缓降安全逃生装置，其特征在于，所述的坚向支撑装置，其 作为逃生装置的轨道系统，贯穿整个建筑物，坚向支撑装置可以为一根或多根立柱组成，可 分段加工。
3. 如权利要求1所述的磁力缓降安全逃生装置，其特征在于，所述的坚向支撑装置由 导电性能良好的非铁磁性材料制成，可采用铜、铝，或者铁、钴、镍含量较少的其他合金材 料。
4. 如权利要求1所述的磁力缓降安全逃生装置，其特征在于，所述的附着装置作为连 接坚向支撑装置和核心筒或外框柱的紧固装置，为等距离分布在墙体上，并采用卡箍结构， 将坚向支撑装置卡紧。
5. 如权利要求1所述的磁力缓降安全逃生装置，其特征在于，所述的逃生出口与逃生 入口，均由非导磁的材料制成，具有容纳空间，与坚向支撑装置的连接处通过密封通道连 接。
6. 如权利要求1所述的高楼安全逃生装置，其特征在于，所述的逃生承重装置的舱体 设有舱门，舱门与逃生出口和逃生入口均可实现无缝对接，保证逃生人员的安全。
7. 如权利要求1所述的磁力缓降安全逃生装置，其特征在于，所述的逃生承重装置安 装有辅助刹车装置，其主由橡胶类材料制成，安装在逃生承重装置与坚向支撑装置的结合 处，可通过改变相互摩擦力调整下落速度，或采取紧急制动。
8. 采用如权利要求1-7所述的磁力缓降安全逃生装置进行安全逃生的方法，其特征在 于，采用如下步骤： 在建筑物底板或相应水平楼板上设置逃生出口，逃生出口顶部预留连接坚向支撑装置 的空间与接口；在施工模架或建筑物相应部位设置逃生入口，逃生入口底部预留连接坚向 支撑装置的空间与接口； 随建筑物核心筒和外框柱的增高，在核心筒墙体、坚向井道或外框柱上通过附着装置 固定导电性能良好的坚向支撑装置，坚向支撑装置根据层高的不同分段安装，上下分别与 逃生入口和逃生出口相连； 在逃生入口与逃生出口内划定逃生承重装置的摆放专区； 当紧急情况发生需要启用安全逃生装置时，作业人员有序进入逃生入口，借助逃生承 重装置，依托坚向支撑装置，使高强磁铁与坚向支撑装置保持合理间距，并沿坚向支撑装置 由高空下落至地面，下落过程中高强磁铁与坚向支撑装置产生相对运动，使穿过坚向支撑 装置的磁通量发生变化，在坚向支撑装置内产生感应电流，而感应电流则产生阻碍原磁场 磁通量变化的磁通，使本应以加速下落的涉险人员受到向上的阻力，最终以安全的、均匀的 速度下落，实现高层建筑在施工及运行过程中突发紧急情况的安全逃生。
【文档编号】A62B1/00GK104208823SQ201410480755
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年9月19日 优先权日:2014年9月19日
【发明者】张琨, 王辉, 刘志茂, 刘卫军, 孙金桥, 刘彬, 伍勇军 申请人:中建三局集团有限公司