Nhóm thực hiện

Cao Minh Tuyết

Nguyễn Đức Dũng

Công ty Cổ phần Phát triển và ứng dụng Công nghệ NDT

A.GIỚI THIỆU TÓM TẮT GIẢI PHÁP

Cùng với sự phát triển chung của xã hội, các tòa nhà cao tầng hiện nay phát triển mạnh mẽ và nó là xu hướng tất yếu của tương lai. Vì vậy, việc đảm bảo an toàn cho con người và làm việc trong các tòa nhà cao tầng ngày càng cấp thiết. Hiện nay trên Thế giới và Việt Nam cũng có một số giải pháp cho việc chữa cháy và cứu nạn cứu hộ nhà cao tầng như sửu dụng máy bay trực thăng, hệ thống thang máy cứu hỏa, xe thang, vận thăng các loại, ống trượt, cầu thang bộ trong nhà và ngoài trời…Tuy nhiên các giải pháp này còn tồn tại nhiều hạn chế như: Đầu tư lớn, khó khăn trong công tác hậu cần, kỹ thuật, đào tạo, khó tiếp cận trong điều kiện giao thông nhỏ hẹp, nhiều khói lửa, sức khỏe và tâm lý của người cần cứu hộ…Từ thực trạng các giải pháp cứu nạn, cứu hộ và thoát hiểm nhà cao tầng kể trên hệ thống thang cứu hộ và thoát hiểm DNT được nghiên cứu và phát triển đã khắc phục được các hạn chế của các giải pháp trên.

Hệ thống thang cứu hộ và thoát hiểm nhà cao tầng DNT Escape Rescue là giải pháp kỹ thuật mới sáng tạo trên cơ sở của thang máy, vận thăng (chuyển động dọc thẳng đứng) kết nối với chuyển động ngang của cầu trục. Hệ thống DNT Escape Rescue được lắp đặt trên nóc các tòa nhà cao tầng thông qua một hệ thống ray dẫn hướng được gắn vào dầm và khung chịu lực tòa nhà. Khi không hoạt động, hệ thống sẽ được thu gọn lại, khi có tình huống khẩn cấp hệ thống có thể tiếp cận đến các tọa độ khác nhau của tòa nhà để cứu nạn, cứu hộ một cách nhanh chóng và an toàn. Hệ thống DNT là giải pháp cứu hộ và thoát hiểm phát huy các yếu tố tại chỗ, có tính ứng dụng cao – đặc biệt là các công trình cao tầng ở các khu vực có đường giao thông nhỏ, hẹp khó khăn trong công tác chữa cháy và cứu nạn cứu hộ.Hệ thống không sử dụng giếng thang nên sẽ giúp các chủ đầu tư tăng thêm quỹ đất.Giải pháp có khả năng ứng dụng rộng rãi trong nước, khu vực và trên thế giới.

B.TÍNH SÁNG TẠO CỦA GIẢI PHÁP KỸ THUẬT

Hệ thống được đăng ký bảo hộ sáng chế tại Cục sở hữu trí tuệ theo các quyết định chấp nhận đơn hợp lệ:

• Số 84592 ngày 26/12/2016 – Hệ thống vận thăng vạn năng
• Số 32703 ngày 16/05/2018 – Hệ thống vận thăng chữa cháy và cứu hộ nhà cao tầng;
• Số 62723 ngày 31/8/2018 – Hệ thống vận thăng chữa cháy và cứu hộ nhà cao tầng.

Hệ thống DNT bao gồm các bộ phận chính là Robot di chuyển ngang, Robot di chuyển ngang dọc, hệ thống thu nhận tín hiệu, điều khiển. Hệ thống được đặt trên tầng cao nhất của tòa nhà và nằm trên mâm quay.Khi xảy ra cháy nổ, thông qua tín hiệu báo cháy (Chuông, cảm biến khói, cảm biến nhiệt…) Robot (Tự động hoặc điều khiển từ xa) sẽ di chuyển ngang trên hệ thống Ray dẫn hướng đến các tọa độ khác nhau phía mặt ngoài của Tòa nhà.Ở tọa độ đó các cặp ray dọc được gắn vào dầm bê tông dọc từ trên xuống dưới. Robot sẽ đưa cabin (Robot di chuyển dọc) ra ngoài và sẽ tự kết nối vào cặp ray dọc, hệ thống tời thủy lực sẽ thả cabin xuống dọc theo tòa nhà, dừng đỗ tại tọa độ cần thiết để thực hiện công tác cứu hộ và thoát hiểm. Robot di chuyển dọc được liên kết bằng bộ ngàm ray vào cặp ray dọc để đảm bảo cho nó di chuyển an toàn không tuột ra khỏi ray, không rung lắc, di chuyển lên xuống linh hoạt nhờ bộ tời cáp. Cabin tiếp cận trực tiếp với các khu vực có thể thoát hiểm hoặc cửa sổ, ban công của tòa nhà, căn hộ. Các vị trí và khu vực thoát hiểm đã được thiết kế thuận tiện nhất để hỗ trợ cho người di tản, sơ tán nhanh chóng và an toàn.

Chu trình được thực hiện lặp đi, lặp lại cho đến khi toàn bộ người mắc kẹt trong tòa nhà được đưa hết ra ngoài. Hệ thống có thể di chuyển đến nhiều vị trí để cứu hộ được nhiều điểm khác nhau.

Bên trong và bên ngoài cabin gắn camera, hệ thống thông tin liên lac và được kết nối với trung tâm điều khiển để người chỉ huy bên dưới có thể quan sát và chỉ đạo toàn bộ quá trình cứu hộ.

Cabin được thiết kế dạng vừa có thể kín vừa có thể hở để khi đi qua vùng lửa, khói, khí độcthì người cứu hộ đóng kín chống khói khí độclọt vào bên trong (Cabin sử dụng hệ thống lọc khói độc). Tuy nhiên khi cần thiết thì người cứu hộ có thể mở các khe thoáng để lấy không khí bên ngoài.

• Tính năng chung của hệ thống cứu hộ và thoát hiểm DNT

+ Hệ thống được sử dụng như một thang máy ngoài trời và có thể lắp đặt nhiều Cabin hoặc mở rộng Cabin theo chiều ngang, mỗi cabin (Standard System) có sức chứa từ 10-20 người và hệ thống mở rộng (Extended System) có sức chứa trên 20 người trở lên. Hệ thống cho phép sơ tán người già, trẻ con, người khuyết tật phải sử dụng xe lăn, người nằm trên giường bệnh, cáng cứu thương từ bất cứ độ cao nào của tòa nhà, vận tốc có thể lên tới trên 90m/phút. Hệ thống có thể cứu hộ đối với tòa nhà có chiều cao lên đến 200m và nâng lên đến 300m.

+ Cabin của hệ thống có thể cứu hộ đối với tòa nhà có chiều cao tối đa 120 phút, có thể chịu được nhiệt độ lên tới 600⁰C trong tình trạng khói lửa, luôn luôn giữ an toàn cho người sơ tán và các lực lượng trong cabin.

+ Khung ra ngang và dọc, một khung quay chuyển hướng cho phép robot xuống được nhiều điểm khác nhau của Tòa nhà. Điểm nổi trội của hệ thống cứu hộ DNT là tính linh hoạt, dựa vào thực trạng phát sinh đám cháy,chiều gió,kết cấu của tòa nhà mà lựa chọn điểm tiếp cận tác nghiệp cho phù hợp với nguyên tắc chịu tác động ít nhất về nhiệt độ và khói bụi.

+ Công nghệ điều khiển từ xa, có thể điều khiển trực tiếp tại mặt đất. Hệ thống điện độc lập, không phụ thuộc vào nguồn điện chung của tòa nhà, chủ động thao tác vận hành khi có sự cố xảy ra.

+ Khi không hoạt động, hệ thống sẽ được thu gọn lại, không phô trương bên ngoài, không chiếm diện tích đất, không gian và không bị mất mỹ quan tòa nhà. Đối với các công trình mới được tích hợp hệ thống DNT khi thiết kế từ đầy sẽ tạp ra tính hợp lý và mỹ thuật cao nhất.

• Các cấp độ an toàn của hệ thống

+ Hệ thống tời kéo Cabin chịu lực tác động an toàn có hệ số k≥10.

+ Trên bộ tời có lắp hệ thống phanh chống vượt tốc bằng cơ học để đảm bảo rằng mọi trường hợp mà tốc độ cabin vượt tốc độ cho phép phanh sẽ tác động bằng nguyên lý cơ học không phụ thuộc vào các tín hiệu khác.

+ Trên Robot di chuyển dọc gắn liền với cabin có bố trí hai hệ thống phanh cơ thủy lực có tác dụng như sau:

Khi qua tải, bộ phanh thứ nhất sẽ tác động để điều chỉnh lực phanh thông minh hỗ trợ cho lực căng của cáp và vẫn cho phép robot di chuyển xuống bình thường, an toàn và không dừng hoạt động giống như thang máy. Tùy theo mức độ quá tải mà bộ xử lí của hệ thống sẽ cho lực phanh tương ứng để giảm áp lực căng cáp mà robot vẫn chuyển động xuống an toàn…Khả năng quá tải có thể lên đến 200%.

Bộ phanh thứ hai sẽ tác động khi cáp bị đứt hoặc kết cấu bị phá dỡ (không còn tải) tín hiệu sẽ tác động đến cả hai bộ phanh để giữ cho cabin bám chặt vào ray mà không rơi tự do. Trong trường hợp này người điều khiển sẽ tác động vào bộ cơ thủy lực để mở phanh cho.

• Hệ thống điện:

Nguồn điện để cho hệ thống thủy lực robot hoạt động và hệ thống tín hiệu từ xa là nguồn điện acquy 12V được thiết kế an toàn trong vỏ bảo vệ. Có thể hoạt động ằng ba nguồn điện khác nhau:

+ Sử dụng nguồn điện PCCC của tòa nhà.

+ Nguồn điện 1 chiều từ 24 đến 48 là nguồn điện cung cấp ban đầu để robot di chuyển ngang hoạt động và đưa cabin về tầng 1. Nguồn điện này có dung lượng từ 150 đến 500 AH và luôn được nạp đầy bới các tấm pin năng lượng mặt trời và năng lượng của bộ nguồn xoay chiều khi nó hoạt động.

+ Nguồn điện xoay chiều 3 pha 380VAC có công suất đáp ứng cho tải trọng lớn nhất của toàn bộ hệ thống. Hệ thống được khởi động bằng điều khiển từ xa hoặc trực tiếp.

+ Đặc biệt hệ thống sử dụng công nghệ điều khiển từ xa nên không có dây và cáp điện dọc theo ray của tòa nhà do vậy đảm bảo cho hệ thống hoạt động một cách an toàn và tin cậy tuyệt đối trong trường hợp hỏa hoạn xảy ra ngay tại các nơi cabin di chuyển qua.

+ Hệ thống nguồn điện được đặt trên phần cao.

• Hệ thống ray, kết cấu chịu lực và cửa thoát hiểm:

+ Hệ thống ray chạy ngang được khảo sát và thiết kế đến các vị trí thoát hiểm phù hợp. Toàn bộ tải trọng của hệ thống là từ 3-15 tấn.

+ Hệ thống ray được gắn vào dầm bê tông của nóc tòa nhà và được phân bố đều trên kết cấu thép liên kết vào khung chịu lực của tòa nhà.

+ Tùy theo từng tòa nhà trên cơ sở thẩm định đối với tòa nhà cũ hoặc tính toán thiết kế ở tòa nhà mới và yêu cầu về cứu hỏa cứu hộ để lựa chọn vị trí thích hợp. Robot từ từ di chuyển đến vị trí an toàn gần nhất.

Trường hợp cabin bị kẹt tại một vị trí do các lí do khác người trong cabin sẽ thoát ra ngoài bằng cửa lật ở trong khoang tác nghiệp bằng thang dây đến một tầng gần nhất của tòa nhà nên ít chịu tác động của nhiệt và khói bụi, hoạt động an toàn và khonng phụ thuộc vào nguồn điện của tòa nhà.

+Thứ tự ưu tiên sử dụng nguồn điện trong tình huống cứu hộ: Nguồn điện PCCC – Nguồn máy phát điện – Nguồn điện PCCC – Nguồn máy phát điện – Nguồn điện Ắc quy (Thời gian sử dụng tùy theo yêu cầu thiết kế).

+ Tùy theo yêu cầu, để đảm bảo an toàn tuyệt đối nguồn cung cấp điện dự phòng cho hệ thống thì có thể lắp đặt thêm 1 máy phát điện thứ hai.

1. Hệ thống Ray dọc và ray ngang được tổ hợp theo các mô đun thiết kê thuận lợi cho việc lắp ráp, sửa chữa, thay thế.
2. Đáp ứng yêu cầu về chịu lực và giãn nở nhiệt tự nhiên và nhiệt tác động của hỏa hoạn.
3. Ray chạy dọc dẫn hướng được thiết kế đảm bảo mỹ thuật dọc theo mặt tiền và theo đường viền cửa sổ thoát hiểm của tòa nhà.
4. Ray chạy dọc dẫn hướng giúp cho Cabin cân bằng và chống rung lắc khi di chuyển lên xuống cũng như đảm bảo an toàn.
5. Các ray chạy dọc được lắp đặt dọc theo kết cấu và được gắn vào dầm bê tông của từng tầng với khoảng cách 3m tùy từng tòa nhà.

C.HIỆU QUẢ VỀ KINH TẾ – CHÍNH TRỊ

– Hạn chế thấp nhất thiệt hại về người và của cho Nhà nước và xã hội

– Đặc biệt khi có tình huống khủng bố bắt cóc con tin xảy ra tại các tòa nhà cao tầng thì DNT Escape Rescue sẽ là phương án khả thi nhất để các lực lượng đặc nhiệm nhanh chóng tiếp cận các vị trí để giải cứu con tin.

– DNT Escape Rescue là một trong những giải pháp thay thế,sử dụng như thang máy chữa cháy có giếng thang giúp cho lực lượng PCCC & CNCH dễ dàng tiếp cận triển khai nhiệm vụ đối với mọi công trình cao tầng mà xe thang không với tới.

– Đặc biệt DNT khắc phục tình trạng các tòa nhà không đủ điều kiện về đường giao thông cho xe chữa cháy theo QCVN 06:2010

– Lắp đặt hệ thống DNT Escape Rescue cứu hộ và thoát hiểm trên tòa nhà cao tầng giúp làm tăng giá trị tòa nhà, giúp cho người dân sinh sống và làm việc trong các tòa nhà cao tầng với một tâm lý yên tâm, an toàn.

---

Nguồn: “Cuộc thi sáng tạo khoa học và công nghệ về PCCC và CNCH năm 2019”. -Hà Nội 2019.-Tr. 47-52.