高层建筑应急悬挂装置及二维升降吊篮

    慧聪消防网讯    威盾杯2014年(第七届)消防行业品牌盛会现场实录    

    1引言   

    随着高层建筑的迅速发展，高楼火灾事故也在不断增多，消防救援缺乏应急升降手段，现有消防车受举高能力、作业灵活性限制，火灾发生时往往不能快速运送消防人员到达高楼火源实施灭火，无法及时解救楼内被困人员脱险，因此延误最佳灭火救援时机，以致小火酿成大灾造成重大伤亡和经济损失。

    高层建筑火灾时楼内情况复杂多变，烟囱效应使楼梯通道多被浓烟封锁，内攻的道路举步维艰，楼内火源一旦形成立体火势，将阻断消防灭火和楼内逃生路线，常有出现消防人员束手无策的被动局面。因此，人们寻求一种快速机动的楼外应急升降手段。

ACC型自动升降机

多用途智能升降器

    于是，各种应急救援升降器应运而生，瑞典生产的ACC型自动升降机如图1所示，最大工作载荷为200kg，自重18kg，上升和下降速度为每分钟22m，能够用于高层建筑火灾的应急升降救援。我国也成功研制了多用途智能升降器如图2所示，自重只有13kg,可以载荷180公斤，速度可达每分钟72米，该产品已经开始装备于消防部门。

    救援升降器的作业载体为载荷绳索，包括附加安全绳，作业时需要悬挂连接在高层建筑楼顶。限于防腐能力它们不能长期置于露天环境，只能采用作业时悬挂、作业后拆除方式，每次悬挂和拆除都需要人员到达楼顶。

    救援升降器的重要用途，是在高层建筑发生火灾时楼内通道无法通行的情况下，快速实施楼外应急升降作业，由于此时人员已经无法到达楼顶悬挂绳索，因此造成救援升降器不能使用的尴尬局面，没有悬挂绳索的救援升降器形同虚设，现有的悬挂技术不能满足应急升降的实时性要求，这对高层建筑火灾救援又提出了新的课题。

    高层建筑火灾属于突发性事件，从火源起火到火势蔓延仅仅只有数十分钟，对于升降作业的实时性有着很高的要求；高层建筑火灾又属于小概率事件，高楼的数量成几何性增长，这对楼外悬挂设施形成成本制约，极低的设备利用率以及维护管理工作量，也对社会的公共认知形成挑战,这些因素的叠加造成了楼外悬挂设施的难产。

    2预置拉绳的升降作业方法

    中国专利【预置拉绳的高处作业方法及吊篮】，提出了一种全新的高层建筑应急升降作业方法，该方法包括如下步骤：

    2.1事先在作业的建筑物上架设悬挂装置，在悬挂装置与地面之间预置拉绳；

    2.2事先在消防部门装备升降器，还包括装备挂钩和载荷绳索；

    2.3高楼火灾时消防人员携带这些装备到达失火现场；

    2.4顺序连接拉绳、挂钩与载荷绳索；

    2.5操控拉绳牵引挂钩使之挂接在悬挂装置上，载荷绳索容许载荷；

    2.6连接升降器与载荷绳索，操控升降器沿着载荷绳索进行升降作业；

    2.7完成作业后依次对上述步骤反向操作，进行系统复原。

    该方法首次提出在建筑物与地面之间预置拉绳，通过挂钩取代载荷绳索与建筑物之间的悬挂连接，在需要升降作业的任意时刻，利用拉绳在地面进行操控，使挂钩与楼顶的悬挂装置实现远距离挂接，挂接的载荷绳索对升降器构成临时载体，从而实现高层建筑楼外应急升降作业。

    该方法把占据升降作业可靠性最大权重的载荷绳索，设置为消防部门的装备设施，避免了长期置于露天环境遭受风雨侵蚀，有效化解了绳索老化的技术难题。

    该方法预置的拉绳不承担载荷，即便发生锈蚀老化也不会对升降作业造成安全影响，只需定期检查保障应有的牵引功效。

    3应急悬挂装置

    基于预置拉绳的升降作业方法和原理，能够设计出不同构造的预置拉绳的悬挂装置，以适应不同建筑物或构筑物的结构场景需要。

    该项专利同时列举了一种应急悬挂装置产品实例,该装置包括一个上下贯通的圆筒、拉绳和挂钩，其结构如图3所示，其中，圆筒通过支架和预埋件架设在高层建筑的楼顶，拉绳穿过圆筒通向地面，挂钩装备在消防部门。

    发生高楼火灾时消防人员携带升降器、挂钩和载荷绳索到达失火现场，顺序连接拉绳、挂钩、载荷绳索，操控拉绳牵引挂钩及载荷绳索使之挂接在楼顶的圆筒上，挂接后的状态如图3；挂钩底部的一个挂环连接载荷绳索容许载荷，另一个挂环连接安全绳作为后备保护，操控升降器即可在载荷绳索上实施升降作业，作业完成后再通过拉绳将挂钩与圆筒分离，然后回收挂钩、载荷绳索以及升降器。

    应急悬挂装置尽可能地简化了结构，降低了楼顶设施的成本，圆筒的构造简单便于防腐，拉绳采用涂塑钢丝绳可延长使用寿命，挂钩与载荷绳索之间采用连接环，便于快速连接和拆卸。

    应急悬挂装置可以为救援升降器随时提供作业载体，救援升降器利用该载体可以快速展开升降作业，拉绳操控挂钩可以在3分钟内升至90米高的楼顶对载荷绳索进行快速挂接，能够满足高层建筑火灾应急救援的实时性要求。

应急悬挂装置

    4主要技术指标

    应急悬挂装置为系列产品，可分别用于高层建筑外墙施工、装修；玻璃幕墙清洗、维护；高层建筑应急升降救援；桥梁施工作业等多种领域；可以为各类升降器和吊篮提供临时挂点和作业载体；其悬挂方式分为单边悬挂、双边悬挂两类，载重量主要有200、300、500、630、800kg几种。

    下面列举两种常用的高层建筑应急悬挂装置的主要技术指标： 名称  应急悬挂装置（单边） 应急悬挂装置（双边） 型号  GXD 200   GXS 630 额定载重量 200kg 630kg 拉绳速度 30m /min 30m /min   最大尺寸 0.1 X 0.1 X 0.6m 0.16 X 0.16 X 0.9m   伸出长度 0.6m 0.9m 预埋件螺栓直径 16mm 16mm  

    5二维升降吊篮

    为了进一步提高灭火救援的载荷能力，克服救援升降器只能垂直升降而不能水平运行的缺陷，中国专利【二维作业吊篮】提出了一种能够沿着二维楼面运行的升降设备,该吊篮由双边悬挂装置、载荷钢丝绳和悬吊平台构成，其结构原理如图4所示。

    双边悬挂装置采用一对上述应急悬挂装置，它们分别架设在高层建筑楼面的两个顶点，它们形成了固定挂点而无需位移；在悬吊平台上设置龙门架，它将双提升机所构成的两个吊点汇集至悬吊平台的顶部尽量靠近重心垂线；两个挂点的间距远远大于两个吊点的间距，双边载荷钢丝绳从两个挂点斜拉至两个吊点，悬吊平台被平衡地悬吊在其间；作业时操控双提升机分别改变两边钢丝绳的作用长度，即可驱动悬吊平台在楼面上二维升降运行，到达所需的楼层和任意需要位置。

    二维升降吊篮的结构具有如下特点：

    5.1该吊篮采用双边斜吊方式，吊点的汇集使悬吊平台自行平衡，双提升机非同步操控使悬吊平台的运行灵活机动。

    5.2该吊篮设置的龙门架与楼面平行，龙门架上转弯处设置导向滑轮用于传导钢丝绳，龙门架的高度大于人的身高，同时满足悬吊平台的平衡与稳定。

    5.3该吊篮的提升机选用爬升式提升机，作业时依靠绳轮与钢丝绳间的摩擦力来改变钢丝绳的作用长度，驱动悬吊平台运行。

    5.4该吊篮的载荷钢丝绳还包括备用的安全钢丝绳，其走向和路径与上述工作钢丝绳并列，在悬吊平台两端对应安装安全锁，安全钢丝绳与安全锁对应配合。运行中工作钢丝绳的任意一根发生断裂时，同一侧的安全锁可以自动锁住安全钢丝绳，可避免坠落事故。

    5.5该吊篮还设置提升机超载保护装置，通过该装置制止提升机或钢丝绳超载运行，也可避免斜吊夹角过大造成事故。

    5.6该吊篮还设置限位装置，包括在悬吊平台顶部安装行程开关和钢丝绳端部设置限位装置，用于限制悬吊平台超过预设的极限高度。

    5.7该吊篮的悬挂装置通过预埋件架设在建筑物楼顶，其结构满足吊篮的抗倾覆力矩，以及悬吊平台的重力平衡。

    二维升降吊篮的载重量主要有200、300、500、630、800kg几种，能够兼顾高层建筑灭火救援一定的载荷量和作业的灵活性。

    6结束语

    山西太原龙源电力有限公司采用上述两项专利技术，综合设计的高层建筑应急救援二维升降吊篮产品，具有下列优势：

    6.1实时，高层建筑的楼顶设置应急悬挂装置，为救援升降器或者升降吊篮提供作业载体，能够随时展开升降作业。

    6.2快速，挂钩的悬挂速度可达30m/min，悬吊平台的升降速度约10m/min，能够满足应急救援要求。

    6.3灵活，悬吊平台可沿高层建筑二维楼面多方向运行，动作犹如蜘蛛灵活机动，能够方便到达所需楼层和任意需要位置。

    6.4经济，楼顶设施结构简单、成本低、免维护，升降设备包括悬吊平台、载荷绳索、挂钩均为公用，统一装备在消防部门，最大程度地节约了社会资源。

    该吊篮的应急悬挂装置能够有效化解高楼火灾实时悬挂技术难题，该吊篮的悬吊平台突破了现有升降器水平移动的限制，能够在高层建筑火灾时快速组合、灵活升降，运送消防人员及器材到达失火楼层任意需要位置实施灭火，解救楼内被困人员有序脱险。

    山西太原龙源电力有限公司 温建 13903438427