ПОЖАРНО-СПАСАТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС С ПОДЪЕМНИКОМ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ СНАРУЖИ ВЫСОТНЫХ ЗДАНИЙ
THE FIREFIGHTING AND RESCUE COMPLEX WITH THE LIFTING PLATFORM FOR APPLICATION FROM OUTSIDE OF HIGH-RISE BUILDINGS

Пожарно-спасательный комплекс с подъемником для применения снаружи высотных зданий относится к средствам спасения и пожаротушения. Предлагаемое изобретение, далее именуемое пожарно-спасательный комплекс или Комплекс, позволяет спасателям и пожарным при возникновении чрезвычайных ситуаций подниматься снаружи высотного здания на любой этаж, тушить пожары, проводить аварийные и спасательные работы. Изобретение может быть использовано для обслуживания фасадов и атриумов зданий.
Для высотных зданий более 50 м эффективная система пожаротушения снаружи здания практически отсутствует, и если система противопожарного водоснабжения внутри здания сломается, то тушение здания будет невозможно, а при возгорании или задымлении эвакуационных путей внутри здания невозможным будет спасение людей.
Известно множество всевозможных устройств-подъемников, которые с земли поднимают различные приспособления к зданиям на тот или иной этаж. К недостаткам таких устройств относится малочисленность и дороговизна, затруднения при проезде к месту назначения, но самое главное, их ограниченность по высоте, наибольшую длину на сегодняшний день имеет 101-метровый подъемник Bronto GL101.
Известно множество всевозможных канатно-спускных устройств, которые позволяют спускаться с верхних этажей, например Spider. К недостаткам таких устройств относятся отклонения от вертикали или раскачивания с человеком при ветре (чем больше длина каната и сильнее ветер, тем большая угроза для человека), а также невозможность использования таких устройств для подъема.
Развитие подъемников и спусковых устройств не привело к появлению оптимального и эффективного технического решения для наружных пожарно-спасательных и аварийных работ.
В качестве прототипа рассмотрим Секционную лестницу «Невидимку» (патент RU 2388892 C1, E06C). «Невидимка» выгодно отличается от вышеназванных решений для пожарно-спасательных работ. Она устранила все вышеназванные недостатки аналогов, но все же не может быть оптимальным решением. К недостаткам этой конструкции относится следующее: не все люди могут спускаться-подниматься по вертикальной лестнице; подготовленным спасателям подниматься на большую высоту и долго, и сложно; бороться с пожаром, находясь на таких лестницах, нереально.
Комплекс устраняет недостатки аналогов и прототипа. Сущность изобретения состоит в том, что Комплекс является многофункциональным пожарно-спасательным устройством и может включать в себя средства спасения в виде подъемника с двигателем, вертикальной и маршевых лестниц, площадок для размещения оборудования и ведения работ по тушению пожара.
Заявленное изобретение решает задачу комплектования сколь угодно высоких зданий устройством, обеспечивающим спасение людей и возможность тушения пожаров снаружи здания.
Технический результат достигается благодаря тому, что конструкция каркаса Комплекса может устанавливаться на зданиях любой высоты. На каркасе могут крепиться элементы, составляющие вертикальную лестницу, маршевую лестницу, площадки для размещения оборудования и тушения пожара, и направляющие элементы, обеспечивающие перемещение по нему подъемника с двигателем.
На фиг.1, 2, 3 - три вида на Комплекс: сбоку, спереди и сверху. На фиг.1 к зданию 1 крепится каркас, состоящий из направляющих элементов 2, закрепляемых к зданию узлами крепления 3. По направляющим элементам перемещается вверх-вниз подъемник, состоящий из рамы 4, площадки подъемника 5, двигателя 6, трансмиссии 7, прижимов 8 и пульта управления 9. На фиг.2 - другие элементы подъемника: держатели 10, за которые можно держаться при перемещении, питание двигателя 11, такелажный трос с карабином 12 для закрепления подъемника за каркас.
На фиг.4 - конструкция прижима с роликами. Прижимы 8 с роликами 13 имеют два положения, одно рабочее - обеспечивает плотный контакт подъемника с направляющим элементом, второе монтажное - для установки подъемника на направляющие элементы 2 или снятия с них. На фиг.5 специальные зацепы 14 на направляющих элементах 2 обеспечивают зацепление с зубчатым колесом 15 трансмиссии при движении вверх-вниз и предохранителя падения 16. На фиг.6 - аналог фиг.3, а на фиг.7 - аналог фиг.5 виды сверху и сбоку на соединение со смешанным направляющим элементом, гибким в виде каната и жестким в виде двутавра. Канат 17 протягивается вокруг ведущих колесиков 18 и зажимается ведомым колесиком 19, перемещающимся вдоль прорези 20. Закрывается крышка 21 и прижимы 22 устанавливаются в рабочее положение.
На фиг.8 и 9 - вид сверху на альтернативный вариант каркаса с подъемником и без подъемника. На фиг.8 - направляющие элементы в виде квадратной трубы 23. Прижимы 24 здесь - плоские элементы с малым коэффициентом сопротивления трению. Ролики 25 предотвращают качание подъемника вокруг вертикальной оси направляющего элемента. На фиг.9 каркас спрятан в короб 26 и закрыт шторками 27.
На фиг.10 и 11, 12 и 13 - другой альтернативный вариант каркаса (здесь и далее подъемник не показан) с удлиненными поперечными элементами: вид сверху с развернутым и сложенным каркасом, вид сбоку с развернутым и сложенным каркасом. На фиг.10 направляющие элементы удалены от здания больше, чем на предыдущих вариантах, они образуют вертикальную лестницу. Здесь применены удлиненные поперечные элементы 28, для борьбы с огнем иногда это важно. Но "торчащие" конструкции ухудшают внешний вид фасада здания, поэтому целесообразно убирать каркас, когда в нем нет необходимости. Удлиненные поперечные элементы выполняются в виде жестких конструкций, крепятся за узлы крепления и направляющие элементы, они не описываются подробно, т.к. не являются предметом данного изобретения, аналогичные элементы известны и описаны, например, в прототипе. На фиг.11 и 13 поперечный элемент 28 сложен в вертикальное положение и спрятан вместе с направляющим элементом 23 в короб, встроенный в здание. На фиг.12 в отверстия 29 на поперечных элементах устанавливается площадки для оборудования 30.
На фиг.14, 15, 16 - еще один альтернативный вариант каркаса, образующего маршевую лестницу: вид сверху, сбоку и спереди. С одной стороны поперечных элементов 31, образующих вертикальную лестницу, закреплены ступени 32 и площадки 33, образующие маршевую лестницу. Ступени и площадки могут сворачиваться в положение 34. С другой стороны поперечных элементов может крепиться декоративная панель 35. На фиг.17 - тот же вид, что на фиг.14, но каркас, ступени и площадки маршевой лестницы сложены и убраны в специальный проем 36 здания с термоизоляционной дверью 37. С межэтажного перекрытия 38 какого-либо этажа можно самостоятельно подниматься или спускаться по ступеням и площадкам образованной маршевой лестницы. Площадки для оборудования 39 также сворачиваются и разворачиваются, но расположены они не на марше (см. фиг.15), а в местах, не препятствующих движению по ступеням и площадкам, на них можно установить, например, насос. Каркас сворачивается и разворачивается благодаря шарнирам 40 с помощью ручек 41.
Каркас закреплен по всей высоте здания и включает в себе узлы крепления, направляющие элементы, ступени и площадки, поперечные и другие элементы.
Узлы крепления могут быть различных конструкций, обеспечивающих жесткое крепление каркаса к зданию крепежом, они не являются объектом предлагаемого изобретения, из уровня техники известны множество вариантов крепления и поэтому подробно не описываются, как не описывается и крепеж.
Направляющие элементы могут быть разных форм, размеров и материалов, жесткие, гибкие и смешанные, т.е. и жесткие и гибкие одновременно. Жесткие направляющие элементы: профили разных сечений, швеллеры, тавры, двутавры и пр., трубы разных сечений круглые, прямоугольные, многоугольные и пр. Гибкие направляющие элементы: канаты, тросы, веревки и пр., они закрепляются только верхним концом, нижний конец может оставаться свободным.
Подъемник перемещается вверх-вниз, его корпусом служит рама.
Рама обеспечивает целостность конструкции подъемника и может быть изготовлена из разного рода профилей, уголков, труб и других элементов, жестко соединенных между собой. На раме крепятся различные элементы подъемника.
Двигатель может применяться любой конструкции, он крепится к раме и призван вырабатывать механическую энергию для перемещения подъемника.
Площадка подъемника закреплена жестко на раме и представляет собой плоский элемент небольшой площади любой конструкции (иногда роль площадки может выполнять корпус двигателя), на ней можно поднимать и спускать спасателей, спасаемых, пожарных, спасательное, пожарное и другое оборудование или груз, далее именуемые люди и оборудование.
Предохранители падения крепятся за раму, они предназначены для предотвращения падения подъемника при каких-либо сбоях в двигателе, трансмиссии или энергоснабжении и могут исполняться в виде жестких элементов, обеспечивающих блокирование самопроизвольного спуска или падения подъемника упором за сцепные элементы на направляющих элементах или в виде любых других аналогичных известных и не очень конструкций, они не являются предметом изобретения, а потому подробно не описываются, как не описываются двигатели.
При возникновении пожара необходимо подготовить к работе каркас и подъемники. Поднести подъемник к каркасу, поднять и закрепить такелажным тросом с карабином 12 за каркас. Могут применяться и другие устройства (различные канаты, цепи и пр., с разнообразными крюками, замками и т.д.), закрепленные на подъемнике, каркасе или здании, а также нигде не закрепленные, например трос, обхватывающий выступающие элементы каркаса и подъемника с зацепленными крюками на обоих концах. Перечисленные устройства разных конструкций, обеспечивающие фиксацию подъемника в нерабочем положении в подвешенном состоянии или на площадках для оборудования, далее именуем фиксаторами подъемника. Целесообразно иметь фиксаторы подъемника по всей высоте здания.
Подвести зубчатое колесо 15 к специальным зацепам 14 и обеспечить плотный контакт подъемника с направляющим элементом. Для перемещения тележки необходима сцепка трансмиссии с направляющими элементами. Применяются различные приспособления: с жесткими направляющими элементами - зубья и выступы или углубления и отверстия всех возможных конфигураций на направляющих элементах, далее именуемые сцепными элементами на направляющих, совместно с зубчатыми колесами в трансмиссиях; с гибкими направляющими элементами - колесики, ролики, валы, прижимы, захваты, закрепленные на трансмиссии, далее именуемые сцепными элементами на трансмиссии. Трансмиссия обеспечивает передачу движения от двигателя для подъема, в ее корпус устанавливаются различные зубчатые колеса с различным передаточным отношением, подшипники и другие элементы; и торможение для плавного спуска установленными в ней различными муфтами, тормозными колодками и/или любыми другими аналогичными механизмами. Тормозящее усилие регулируется в зависимости от веса спускаемых людей и/или оборудования. Известны трансмиссии разных конструкций и подробно не раскрываются.
Перевести из монтажного положения в рабочее положение прижимы 8 нижние и верхние. Прижимы обеспечивают во время движения плотный контакт подъемника с направляющими элементами и делают возможными установку и снятие подъемника, могут быть различной конструкции, вращающимися роликами, валиками и т.д. или скользящими элементами из материла с малым коэффициентом трения.
Подключить питание к двигателю подъемника. На подъемнике могут располагаться аккумуляторы и батареи всех возможных типов. Вместо электродвигателей могут применяться двигатели других типов с иными источниками питания, например бензиновые с топливным баком. Энергоснабжение будем называть автономным, если источник энергии размещен на подъемнике. Топливные баки, электрические аккумуляторы и батареи всех возможных типов будем именовать элементами, обеспечивающими автономное энергоснабжение.
Закрепить на подъемнике оборудование и застегнуть на себе страховочный пояс. На подъемнике крепятся держатели 10 в виде жестких ручек, проушины или крюки, предусматриваются отверстия, имеются веревки, канаты, страховочные пояса и аналогичные устройства, необходимые для крепления оборудования и страховки людей, далее именуемые страховочные элементы подъемника, на чертежах (кроме 10) они не показываются, т.к. это очень понятно и без чертежей.
Запустить двигатель 6 и, управляя пультом управления 9, одновременно освободить фиксатор подъемника. Целесообразно, чтобы были еще дополнительные дистанционные пульты управления подъемниками, что позволит спускать людей без сопровождения, пристегнув страховочным элементам подъемника. Управляя подъемниками пультами из разных местоположений, можно оптимизировать аварийно-спасательные работы.
Крепить второй подъемник можно после поднятия первого хотя бы на пару метров, не надо ждать пока первый достигнет требуемой высоты или вернется. Второй может подниматься наверх сразу после установки на направляющий элемент. После поднятия второго подъемника хотя бы на пару метров можно стыковать третий подъемник и т.д. Перемещение подъемников один за другим, предложенное здесь, далее будем именовать односторонней транспортировкой, она позволяет быстро поднять большое число людей и оборудования на любой этаж.
Поднятый на необходимую высоту подъемник скорей всего будет мешать другим подъемникам, необходимо освободить направляющий элемент. Надо подвесить первый подъемник на фиксаторы подъемника, имеющиеся на этой высоте, освободить верхний и нижний прижимы, убрать подъемник с направляющего элемента, оставив висеть, или снять его на площадку для оборудования и закрепить его фиксаторами подъемника.
Вероятно, потребуется спуск спасаемых вниз, и если здание с большим числом людей, целесообразно чтобы один подъемник мог поднимать или как минимум спускать двоих людей и/или использовать каркас, имеющий два направляющих элемента. При двух направляющих элементах подъемники наверху переставляются с одного на другой. По одному направляющему элементу подъемники будут подниматься, а по другому - спускаться. Такое перемещение вверх-вниз далее будем именовать двухсторонней транспортировкой. Двухсторонняя транспортировка позволяет одновременно спускать спасаемых и поднимать пожарных, спасателей и оборудование, она принципиально сократит суммарное время обоих процессов.
Закрепленные на подъемнике различные устройства в виде роликов и/или плоских твердых элементов с малым коэффициентом сопротивления трению, используемые для предотвращения качания подъемника вокруг вертикальной оси направляющего элемента при перемещении вверх или вниз, далее именуем стабилизирующими элементами.
Могут применяться альтернативные виды энергоснабжения, например электродвигатели с электропроводами на катушках или без них. Энергоснабжение будем называть проводным, если энергия на подъемник подается по проводам. Но если здание высокое, то длины электропровода на катушке не хватит. Вдоль всей высоты здания целесообразно закрепление электропровода с установкой розеток с интервалом, равным длине электропровода на подъемнике. Закрепленные на каркасе, закрывающих элементах, здании или частях здания электропроводы и розетки далее именуем стационарными. Для сокращения времени подъема на подъемниках целесообразно установить две катушки. На уровне земли подключают электропровод первой катушки, и подъем осуществляется, пока не закончится его длина. Как отмечалось, на этой высоте будет закреплена стационарная розетка от стационарного электропровода, к ней подключают электропровод второй катушки подъемника, а первый электропровод подъемника отключается от розетки. Расположение розеток должно способствовать самостоятельному отсоединению при дальнейшем подъеме подъемника. Катушки подъемника скреплены между собой, и если электропровод второй катушки разматывается, то вращается и первая катушка, значит первый электропровод будет наматываться на катушку. Когда второй электропровод весь размотается, первый электропровод весь замотается на катушку. Это должно случиться там, где закреплена следующая стационарная розетка. Электропровода с розетками могут быть переносными, но в этом случае их надо будет поднимать на подъемнике. Катушки, стационарные и переносные электропровода и розетки будем называть элементами, обеспечивающими проводное энергоснабжение. Передачу энергии наверх элементами, обеспечивающими проводное энергоснабжение, соединенными, размещенными и подключенными по изложенному выше порядку, далее будем называть каскадным энергоснабжением.
На практике целесообразно стандартизировать длину электропровода на катушках подъемников аналогичных конструкций, параметры всех элементов каскадного энергоснабжения, направляющих элементов и трансмиссий подъемников. Стандартизация обеспечит взаимозаменяемость элементов, когда любой подъемник сможет работать на любом каркасе любого здания - это важно. Электропровода, катушки, стационарные и переносные розетки, а также сцепные элементы на направляющих и трансмиссии подъемников, обеспечивающие взаимозаменяемость, далее будем именовать стандартизованными элементами.
Для тушения пожара снаружи здания необходимо подавать на верхние этажи воду, пенообразователь или какую-либо другую жидкость или газ (далее обобщенно именуемые вода). Если насос с уровня земли способен поднять воду на высоту, например, 10-го этажа, а трубопровод способен выдержать такое давление, то, подняв на каждый десятый этаж насосы и трубопроводы, можно тушить пожар на любой высоте. Вдоль всей высоты здания на каркасе, закрывающих элементах, частях здания можно закрепить трубопроводы с разъемами и вентилями, которые далее именуем стационарными. Трубопровод на каркасе можно не закреплять, в этом случае трубопровод или шланги будут переносными, и их надо будет поднимать на подъемнике. Названные и другие элементы, их взаимное расположение, соединение и подключение, обеспечивающие подъем воды наверх, далее именуем каскадным водоснабжением.
При большой высоте здания аналогичным каскадным образом может формироваться и конструкция самого каркаса, когда элементы каркаса, описанные ранее, имеющие определенную длину и высоту, образуют своеобразный модуль, закрепленный на здании описанным ранее способом. Над этим модулем, сверху может аналогично крепиться другой модуль аналогичной конструкции, образуя каскад из двух модулей. Так, нагрузка распределяется по всему зданию, каждый модуль нагружается лишь весом самого модуля, подъемника, людей и оборудования на них. Модули могут собираться в заводских условиях. Целесообразно, чтобы габариты модуля позволяли обеспечить его транспортировку и особенно подъем и монтаж на здании. Очевидно, увеличивая число модулей, можно обеспечить установку модульного каркаса на сколь угодно высоких зданиях или иначе на зданиях «бесконечно» большой этажности. Изложенная конфигурация каркаса и метод его возведения далее именуются модульным каркасом. В каркас также могут включаться различные элементы, располагаемые, как правило, горизонтально или почти горизонтально, и по ним можно спускаться или подниматься как по вертикальной лестнице, такие элементы именовались удлиненными поперечными элементами. В каркас могут включаться различные площадки с разнообразными элементами крепления складывающиеся, съемные, не съемные и/или другие, выполняющие роль площадок для размещения и установки оборудования, именуемые площадки для оборудования и роль ступеней и/или площадок маршевой лестницы для перемещения людей. Каркас и стационарные элементы каскадного энергоснабжения и каскадного водоснабжения могут складываться и закрываться (прятаться), когда в них нет потребности, для этого имеются ручки, рычаги, захваты, доводчики, дополнительные двигатели с трансмиссией и другие элементы всевозможных конструкций, далее именуемые элементы складывания. Благодаря этому каркас и стационарные элементы не ухудшают внешний вид здания и незаметны. Шторки могут быть различных конструкций раздвижные, на петлях, одностворчатые, двухстворчатые и т.д. Конструкция короба также может быть различной, более того, на примере фиг.9 видно, что короб вообще может отсутствовать, ведь каркас полностью встроен (спрятан) в здание. Короб может выступать над поверхностью фасада частично или полностью, следовательно, скрываться может часть только каркаса. Декоративные панели и шторки могут быть из стекла, керамики, металла или любого другого материала и конфигурации. Элементы различных конструкций и материалов, имеющие различные варианты крепления с элементами здания и между собой, обеспечивающие «невидимость» и защиту конструкции каркаса или части каркаса, стационарных элементов каскадного энергоснабжения и каскадного водоснабжения далее именуем закрывающими элементами.
Конструкция Комплекса также включает в себя замки, упоры, кронштейны, крюки, втулки, подшипники и разные другие элементы, обеспечивающие фиксацию стационарных элементов каскадных энерго- и водоснабжения, каркаса и/или его отдельных подвижных частей в сложенном и раскрытом состояниях, далее именуемые фиксирующие элементы. Конструкции разнообразных фиксирующих элементов известны и не описываются.
Технический результат достигается. Мы получаем устройство, позволяющее проводить спасательные работы и тушить пожары снаружи высотных зданий. Как видно из описания, высота здания может быть любой, ведь на каждом этаже здания может быть закреплен модуль (или часть модуля) модульного каркаса и по нему можно поднимать подъемник с людьми и оборудованием. На этом же подъемнике можно спускать на землю людей как стоячих, так и лежачих, с сопровождением или без сопровождения. Люди могут подниматься и спускаться по образованным вертикальной и маршевой лестницам. На любой высоте можно установить и/или развернуть площадку для оборудования, поднять туда насос и, пользуясь каскадным водоснабжением и каскадным энергоснабжением, тушить пожар снаружи здания. Предлагаемое изобретение устраняет все недостатки вышеназванных аналогов и прототипа. Все компоненты могут быть изготовлены промышленным способом за короткое время и установлены снаружи зданий (существующих или новых) какими бы высокими они не были.
Комплекс также может применяться при строительстве зданий для подъема легких стройматериалов и рабочих, а также при эксплуатации зданий для обслуживания фасадов и атриумов.