消火栓箱石材暗門180°開啟門軸裝置研究

儲秋實

上海市建筑裝飾工程集團有限公司 上海 200010

隨著建筑裝飾技術的不斷發展和市場競爭的加劇，我國裝飾行業進入了一個更為激烈的競爭環境。在裝飾設計中，設計師把握整體美觀，裝飾單位在深化設計和實際施工中，滿足設計要求的同時，還要考慮美觀性、實用性和可施工的便捷性。

在寶鋼總部基地項目1#樓地上工程中，原設計方案中出現大量的干掛石材消火栓暗門，在樣板段施工過程中發現常規的工藝及配件無法滿足現行要求[1-3]。

常規干掛石材裝飾面距基層為150～200 mm，采用普通門軸的暗門開啟角度最大只能達到95°，暗門存在開啟后遮擋消火栓箱的現象；消火栓箱石材暗門即使在鑿墻的基礎上，也僅能打開90°左右，無法滿足消防驗收要求（圖1）。

圖1 傳統垂直插銷軸開啟示意

1 工程概況

本項目為中國寶武集團上海總部辦公樓，大樓為鋼框架和混凝土核心筒結構，總建筑面積約為9.6萬 m2，主樓24層建筑高度為120 m，裙樓5層，高30 m，地下共4層。其中，主樓地下2—4層為設備用房及地下停車庫，地下1層為辦公配套以及設備房等，地下2層結合世博地下通道設置商業主樓，地上主要功能為辦公。裙樓共5層，1—2層設置商業，其余為辦公配套。

本項目墻面大面積應用干掛石材（逾10 000 m2），所以石材消火栓箱暗門的處理便成了一個比較突出的問題。如按傳統做法，將會加大基層空間，減小實際使用面積，在經濟上是極大的浪費。

2 優化內容及特點

傳統垂直插銷軸開啟裝置在裝飾完成面與結構面距離很小的情況下，如果采用普通暗門門軸，將會導致消火栓箱石材暗門無法打開；即使在鑿墻的基礎上，也僅能打開90°左右，無法滿足消防驗收要求。

對于本工程中石材暗門開啟角度的技術難題，通過采用優化門軸的方法，來改變暗門開啟的行程方式。為了解決以上技術難題，特此設計了一種簡單有效、開啟方便的消火栓箱暗門門軸裝置。

本裝置自帶限位系統，在滿足消火栓箱暗門開啟角度的同時，可保證其安全性。在基層空間有限的情況下，借鑒大巴車車門的設計原理，將轉動軸心從門上移至門外，將天地軸改為懸臂軸（圖2）。

圖2 懸臂軸樣品

采用懸臂軸后，暗門開啟，門扇完全不占用門洞位置。在實際應用中，只需在墻體與轉軸碰撞點處開鑿出1個寬150 mm、高100 mm、深100 mm的龕體便能滿足開啟要求，墻體基礎鑿除體積單扇從60 dm3減少至3 dm3。同時改進弧形懸臂的新連接形式，弧臂半徑可根據現場情況進行調整。

通過調整懸臂軸半徑，這一轉軸的形式可以適用于任何形式的暗門，而且可以保障門扇的開啟角度大于120°（圖3）。

圖3 懸臂軸開啟示意

在此基礎上通過3D建模軟件輔助模擬，又對懸臂軸進行了二次改進，設計了一款創新有效、開啟方便的消火栓箱暗門門軸裝置。本裝置通過2個轉軸系統的設置，使得消火栓箱暗門能完成2次90°的旋轉，最終達到開啟180°的效果。

當裝飾面和結構距離足夠滿足弧形連接件轉動半徑時，無需開槽，門軸裝置可正常工作；當裝飾面和結構距離不能滿足弧形連接件轉動半徑時，本裝置僅需將門軸部位的墻體切割出1個凹槽（作為合頁藏箱），既減小了墻體鑿除的工作量，又能確保門扇開啟角度。

本裝置自帶限位系統，在滿足消火栓箱暗門開啟角度的同時，也可保證其使用安全性。

3 施工工藝流程

3.1 實施過程和要點

本套消火栓箱暗門門軸裝置由連墻裝置、弧形連接件、連門裝置組成（圖4）。

圖4 新型門軸裝置分解示意

弧形連接件是由90°的圓弧構件、套筒1、套筒底座2組成的。套筒1和連墻件的套筒1連接，形成轉軸系統A；套筒底座2和連門件的套筒2連接，形成轉軸系統B；連門件和套筒底座2同時設置限位裝置，限制連門件在90°范圍內轉動。

連墻件是由焊接片一端和干掛石材的豎向龍骨通過焊接連接，另一端和弧形連接件通過套筒1、套筒底座1連接。套筒底座1同時設置限位裝置，限制弧形連接件在90°范圍內轉動，使得弧形連接件的直臂不會與石材背部撞擊（圖5）。

圖5 連墻件3D示意

轉軸系統A是通過套筒1和套筒底座1連接，限位裝置限制弧形連接件在90°范圍內轉動。

連門件是由焊接片一端通過焊接和消火栓箱暗門連接，另一端通過套筒2、套筒底座2和弧形連接件連接，形成轉軸系統B（圖6）。

圖6 連門件3D示意

轉軸系統B為弧形連接件的套筒底座2設置了限位裝置，限制連門件（消火栓箱暗門）在90°范圍內轉動。

合頁藏箱是在消火栓箱暗門門軸處裝置的安裝位置，根據弧形連接件的轉動半徑，配套在結構上鑿出可供消火栓箱暗門使用過程中，弧形連接件自由旋轉的空間。消火栓箱暗門關閉時，弧形連接件收進合頁藏箱中，開啟過程中，弧形連接件轉出合頁藏箱（圖7）。

圖7 合頁藏箱及暗門開啟示意

90°圓弧構件半徑要求是圓弧構件半徑R＞套筒1圓心到石材墻面距離D1＋套筒2圓心到消火栓箱暗門石材墻面距離D2，即R＞D1＋D2，才能保證消火栓箱暗門開啟180°的要求（圖8）。

圖8 安裝尺寸示意

整套門軸裝置的工作方式如下：

開啟狀態1：此時轉軸系統A工作，弧形連接件（套筒1）圍繞連墻件（套筒底座1）旋轉90°，消火栓箱暗門開啟90°，弧形連接件轉出合頁藏箱。

開啟狀態2：此時轉軸系統B工作，連門件（套筒2）圍繞弧形連接件（套筒底座2）旋轉90°，消火栓箱暗門開啟180°。

3.2 安裝步驟

1）豎向龍骨校核：對和連墻件連接的豎向龍骨進行垂直校核，保證消火栓箱暗門安裝好后的垂直度。

2）通過預裝確定連墻件、連門件、合頁藏箱位置。

3）合頁藏箱開槽：根據門軸裝置的安裝位置確定開槽位置，根據弧形連接件的轉動半徑，確定開槽深度。

4）焊接連墻件：將連墻件焊接在豎向龍骨上。

5）焊接連門件：將連門件焊接在暗門背部結構上。

6）連接弧形連接件：通過套筒1和套筒底座1將弧形連接件和連墻件進行連接。

7）吊裝暗門：將暗門整體吊裝，自上而下通過套筒2和套筒底座2連接。

8）暗門開啟驗收：關閉、開啟時無碰撞，開啟最大角度為180°（圖9）。

圖9 成品安裝

4 結語

在寶鋼總部基地項目1#樓地上工程中，運用此技術發明攻克了干掛石材消火栓箱暗門的技術難點。

這種干掛石材暗門安裝方式的特殊設計，創造了一種有效、開啟方便的暗門門軸裝置。通過加工廠開模量產該裝置，可比定制鉸鏈的制作成本更加低廉，加工過程簡單，大大地降低了施工成本。在安裝及使用過程中滿足業主、設計以及規范要求。

該裝置可以自帶限位系統，既滿足開啟角度，又保證了安全性。隨著使用范圍的擴大，應用研究的深入，將來必定會在更多石材甚至其他飾面材料上運用到此產品技術，以此來提高更多飾面材料對于現行各種規范要求的適用性。