Đọc thêm: Bài 1: Thực trạng thang máy chung cư và phương pháp tính, chọn số lượng, tải trọng 

5. Thông tin thang máy

5.1 Yêu cầu đặc biệt về khả năng tiếp cận thang máy đối với người khuyết tật và các nhóm dân cư khác bị hạn chế khả năng di chuyển

Khi tính, chọn thang máy cho bất kỳ loại hình tòa nhà nào cũng cần chú ý đến các biện pháp việc giải quyết các nhu cầu đặc biệt về khả năng tiếp cận thang máy của người khuyết tật và nhóm cư dân khác bị hạn chế khả năng di chuyển.

Các biện pháp này có thể ảnh hưởng đến việc xử lý giao thông trong tòa nhà và có thể bao gồm:

a) cabin thang máy lớn hơn và cửa rộng hơn

b) kích thước mặt sàn cabin

c) thời gian vận hành cửa dài hơn (đặc biệt là thời gian đóng)

d) thời gian di chuyển dài hơn

e) thang máy được tách riêng biệt khỏi hệ thống thang tòa nhà để phục vụ độc lập

5.2 Lựa chọn tốc độ định mức của thang máy

Lựa chọn tốc độ thang máy là một phần quan trọng trong thiết kế thang máy cho các tòa nhà. Tốc độ định mức của thang máy được xác định bởi tỷ lệ giữa chiều cao hành trình với thời gian thang máy di chuyển hết hành trình đó.

Thời gian thang máy di chuyển theo tốc độ định mức dựa trên loại hình tòa nhà được nêu trong bảng sau:

Bảng 5: Thời gian định mức của thang máy

Tốc độ định mức của thang máy được xác định bởi tỷ lệ giữa chiều cao hành trình nâng với thời gian thang máy di chuyển hết chiều cao hành trình.

V_n = D/t_nt          (1)

Trong đó:

V_n là tốc độ định mức mà thang máy được thiết kế

D là chiều cao vận chuyển (hành trình cabin)

t_nt là thời gian để thang máy di chuyển hết hành trình cabin theo tốc độ định mức mà không dừng tầng

Tốc độ được chọn có thể thấp hơn hoặc cao hơn giá trị được tính toán bằng công thức trên  tùy thuộc vào chất lượng hiệu suất yêu cầu.

Dải thời gian di chuyển định mức khuyến cáo cho từng tòa nhà tương đối lớn. Ví dụ như với chức năng tòa nhà văn phòng, dải thời gian di chuyển định mức từ từ 20-30 giây, chênh lệch đến 1.5 lần. Ở đây người ta lại phân ra ba cấp độ để đánh giá về chất lượng di chuyển, như sau:

– Chất lượng di chuyển cơ bản

– Chất lượng di chuyển tiêu chuẩn

– Chất lượng di chuyển hoàn hảo

Tiêu chuẩn ISO 8100-32:2020 cũng đưa ra biểu đồ để xác định tốc độ định mức của thang máy cho các tòa nhà chức năng khác nhau như sau:

Bảng 6: Khuyến cáo lựa chọn tốc độ định mức theo chiều cao hành trình

5.3 Lựa chọn tải trọng định mức và diện tích mặt sàn cabin thang

P_calc và P_sim mô tả số lượng hành khách có thể được vận chuyển cùng lúc trong một cabin thang máy. Chúng được định nghĩa và sử dụng trong phương pháp tính toán và mô hình hóa:

– Nếu sử dụng phương pháp tính toán, P_calc là số lượng hành khách trong cabin khi khởi hành từ tầng chính. P_calc là số thập phân.

– Nếu sử dụng phương pháp mô hình hóa, P_sim là số lượng hành khách tối đa được phép có trong cabin thang máy trong quá trình mô hình hóa. P_sim là một số nguyên.

Để cabin thang máy có khả năng vận chuyển khối lượng cần thiết, tải trọng định mức Q (kg) của cabin phải được chọn sao cho

– Tải trọng định mức đối với phương pháp tính toán,

– Tải trọng định mức đối với phương pháp mô hình hóa

Trong đó:

m_p là khối lượng trung bình của 1 người, phụ thuộc vào tiêu chuẩn hoặc quy định từng quốc gia.

F₁ là giới hạn tải trọng. Đây là tỷ lệ giữa số lượng hành khách tối đa được phép có trong cabin thang máy trong quá trình mô hình hóa (P_sim) và sức chứa hành khách định mức. Giới hạn tải nằm trong khoảng từ 0,5 đến 1,0, trong đó nên chọn giá trị 0,8 hoặc thấp hơn để tránh tình trạng quá tải.

Lưu ý: Việc lựa chọn giá trị F₁ lớn hơn 0,8 có thể dẫn đến cấu hình nâng thấp. Trong phương pháp tính toán, P_calc là giá trị trung bình. Trong mô phỏng, cabin có thể tải nhiều hơn giá trị trung bình, được biểu thị bằng P_sim.

Để đảm bảo cabin cung cấp đủ diện tích (m²) cho hành khách, diện tích mặt sàn cabin thang máy (A_car) có thể được lựa chọn sao cho:

– Diện tích mặt sàn cabin đối với phương pháp tính toán

– Diện tích mặt sàn cabin đối với phương pháp mô hình hóa

Trong đó: A_p (m²) là diện tích trung bình của một người đứng trong cabin thang máy. Diện tích trung bình/người có thể phụ thuộc vào các tiêu chuẩn của quốc gia.

Hơn nữa, để tạo thêm không gian cho hành khách trên cabin thang máy, hệ số F₁ trong Công thức (2) và (3) hoặc giá trị A_p cho mỗi người trong Công thức (4) và (5) có thể được thay đổi.

Ví dụ, nếu hệ số F₁ là 0,8 có thể được hạ xuống 0,5 hoặc giá trị A_p 0,21 m² cho mỗi người có thể được tăng lên 0,30 m² trong các tòa nhà như khách sạn, nơi có thể cần thêm không gian cho mỗi người do hành lý.

Tiêu chuẩn ISO 8100-32 cũng đưa ra bảng lựa chọn để xác định tải trọng định mức và diện tích mặt sàn cơ bản của thang máy, như sau:

Bảng 7: Lựa chọn kích thước cabin và tải trọng định mức theo P_calc hoặc P_sim

6. Tính, chọn thang máy cho tòa nhà

6.1 Tính chọn theo năng suất tại giờ cao điểm

Phương pháp này được áp dụng cho các tình huống lưu lượng đơn giản, dựa vào lưu lượng hành khách cao điểm. Nếu kết quả của phương pháp tính toán đáp ứng được các tiêu chí thiết kế tại Bảng 1 (Phần 4.1) liên quan đến loại tòa nhà, thì hệ thống thang máy cho tòa nhà được coi là phù hợp.

Phương pháp tính toán sẽ tuân theo quy trình sau.

Thiết kế thang máy phải giải quyết phương trình sau:

Trong đó:

C_h  là công suất của thang lúc cao điểm UPPHC (lượng hành khách mà thang máy có thể chở được trong khoảng thời gian 5 phút)

λ         là nhu cầu của hành khách cần vận chuyển trong vòng 5 phút (người/5 phút)

C_h của một thang máy có thể được tính bằng cách sử dụng công thức:

Trong đó:

P_calc là số lượng hành khách trong cabin khi khởi hành từ tầng chính.

t_rt (round trip time) là thời gian khứ hồi (giây) của một thang máy trong giờ cao điểm

Nếu có một nhóm L thang máy, công suất vận chuyển sẽ được tính theo công thức:

Trong đó t_int là khoảng thời gian cần thiết lúc cao điểm (thời gian khứ hồi lúc cao điểm, giây) được tính theo công thức:

Trong đó: L là số lượng thang máy

Phần trăm công suất vận chuyển so với cư dân tòa nhà được phục vụ trong 5 phút được tính bằng công thức:

Trong đó:

U là dân số trong tòa nhà

Thời gian khứ hồi theo giây của một thang máy trong thời gian cao điểm được tính toán theo công thức:

Trong đó:

H là  tầng cao nhất trung bình mà hành khách gọi thang máy để di chuyển xuống

t_v là thời gian di chuyển giữa hai tầng liền kề với độ cao tiêu chuẩn và tốc độ định mức (giây)

S là số điểm dừng trung bình

t_s là thời gian tiêu tốn khi dừng tại mỗi tầng (giây)

t_p là thời gian ra vào cabin của người đi thang máy. Giá trị tp có thể ước tính theo bảng sau (lưu ý, khoảng thời gian này có thể lớn hơn trong trường hợp tính toán đến khả năng tiếp cận của người khuyết tật):

Bảng 8: – Thời gian tính toán một hành khách vào hoặc ra khỏi thang máy tùy theo chiều rộng cửa cabin thang máy.

Thời gian di chuyển giữa hai tầng cạnh nhau với độ cao tiêu chuẩn ở tốc độ định mức được tính toán bằng công thức:

Trong đó:

d_f là khoảng cách trung bình giữa các tầng (m)

v_n là tốc độ định mức trong thiết kế(m/s)

Thời gian tiêu tốn lúc dừng lại được tính toán bằng công thức:

Trong đó:

tpre: Thời gian mở cửa trước, giây (door pre-opening time: khoảng thời gian được tính từ lúc cửa cabin bắt đầu mở cho đến khi thang máy ở trạng thái cân bằng tại điểm dừng tầng)

t_c: Thời gian đóng cửa cabin, giây

t_cd: Thời gian đóng cửa bị trì hoãn, giây

t_f(1): Thời gian di chuyển một tầng, giây

t_o: Thời gian mở cửa, giây

t_sd: Thời gian khởi động trì hoãn, giây (thời gian từ lúc cửa cabin đóng đến lúc thang máy bắt đầu di chuyển)

Thời gian tiêu tốn lúc dừng được thể hiện bằng:

Trong đó:

t_perf là thời gian vận hành giữa hai tầng liền kề, giây. t_perf được định nghĩa là khoảng thời gian khi cửa bắt đầu đóng tới lúc cửa bắt đầu mở đến độ rộng được chỉ định giữa hai tầng liền kề, còn gọi là door- to-door. Các phép đo có thể được thực hiện khi cửa mở rộng 800mm hoặc cho đến khi cửa mở hoàn toàn.

Thời gian vận hành giữa hai tầng liền kề t_perf được tính theo công thức:

t_perf là yếu tố ảnh hưởng lớn nhất đến thời gian khứ hồi tổng thể t_rt. t_perf có thể được sử dụng để đánh giá chất lượng dịch vụ. Đối với một hệ thống thang máy tốt, t_perf nên khoảng 9 đến 10 giây.

Giả sử phân bổ dân cư đồng đều, giá trị của S (số điểm dừng trung bình) được tính toán theo công thức:

Trong đó:

N là số lượng sàn phục vụ, không tính mặt sàn lối vào chính.

Giả sử phân bổ dân cư đồng đều, giá trị H (trung bình tầng cao nhất mà hành khách gọi thang máy để di chuyển xuống) được tính bằng

Công suất của nhóm thang (%C_h) cần được cân bằng với lưu lượng hành khách trong tòa nhà và đáp ứng nhu cầu của hành khách (%POP).

 6.2 Lựa chọn theo biểu đồ

Tiêu chuẩn ISO 8100-32 cũng đưa ra biểu đồ lựa chọn thang máy cho tòa nhà dân cư, khách sạn và văn phòng. Biểu đồ này được xây dựng bằng cách sử dụng các phương pháp tính toán năng suất tại giờ cao điểm (phần 6.1)

Biểu đồ lựa chọn thang máy trong Tiêu chuẩn ISO 8100-32:2020 cho thang máy chung cư được xây dựng trên các giả thuyết sau:

a) Hệ thống điều khiển thông thường;

b) Một tầng ra vào;

c) Tất cả các cabin có kích thước giống nhau;

d) Độ dày của các tấm trang trí trong thang máy nhỏ hơn hoặc bằng 15mm;

e) Phân bố dân cư đồng đều trên các tầng;

f) Chiều cao tầng của tòa chung cư là 3,0m;

g) Để lựa chọn trong các biểu đồ, các tiêu chí lựa chọn thang máy được lấy từ Bảng 3 và tốc độ thang máy được chọn là giá trị trung bình từ phạm vi cho trong Bảng 5 (ví dụ: thời gian di chuyển theo tốc độ định mức là 35s cho các tòa nhà chung cư);

h) Thời gian chuyển đổi hành khách theo Bảng 8;

i) Thời gian khởi động trì hoãn t_sd 0,6s, thời gian đóng cửa trì hoãn t_cd là 2,0s, thời gian mở cửa trước t_pre là 0,0s;

j) Chiều rộng cửa và thời gian tiêu tốn khi dừng được sử dụng trong Bảng 9, giả sử cửa mở bên (SO) cho các tòa nhà chung cư; thời gian hoạt động cửa biểu thị tổng thời gian mở và đóng. Thời gian mở cửa được đo cho đến khi cửa mở hoàn toàn;

k) Thứ tự ưu tiên lựa chọn là:

1) Số lượng thang máy tối thiểu;

2) Tốc độ tối thiểu;

3) Tải trọng định mức tối thiểu.

Nếu có nhiều tầng hơn hoặc dân số trong tòa nhà cao hơn so với các thông số trong biểu đồ thì sẽ không thể sử dụng làm căn cứ lựa chọn lắp đặt thang máy. Thay vào đó phải sử dụng phương pháp tính toán như đã trình bày (6.1) hoặc phương pháp mô hình hóa.

Bảng 9: Thời gian tiêu tốn khi dừng dành cho tòa nhà chung cư có chiều cao tầng 3m

6.2.1 Chọn tải trọng thang máy theo bảng biểu

Chẳng hạn như, trọng lượng trung bình của một người là 75 kg và diện tích trung bình của một người đứng trong cabin là 0,21 m2. Giá trị này được lựa chọn tùy thuộc vào tiêu chuẩn của từng quốc gia.

Theo Bảng 11, một tòa nhà chung cư có 23 tầng (phía trên tầng trệt) và có số cư dân là 1.000 người có thể được phục vụ bằng 4 thang máy, mỗi thang cho phép số lượng trung bình là 10 người (Pcalc) trong cabin và tốc độ định mức là 2,0 m/giây.

Ví dụ 1: Chỉ xét khối lượng

Theo Bảng 11, 4 cabin thang máy có số hành khách trung bình là 10 người, kết hợp Công thức (2):

Q≥ (10 x 75/0,8) (= 938)

Như vậy, thang máy có tải trọng định mức 1.000 kg đáp ứng được yêu cầu.

Ví dụ 2: Xét diện tích và khối lượng

Lấy 10 người làm số lượng hành khách tối đa được bố trí và Công thức (4):

Acar ≥ (10 x 0,21 / 0,8) (= 2,63)

Một chiếc cabin 1.275 kg có thể có diện tích lên tới 2,95 m² và đủ để đáp ứng cả Công thức (2) và (4). Ngoài ra, có thể sử dụng giá trị P_calc là 10 để lựa chọn tải trọng định mức tương tự trong Bảng 7.

Bảng 10: Lựa chọn tải trọng định mức với khối lượng trung bình 75 kg/ người và diện tích trung bình 0,21 m²/người

Bảng 11: Biểu đồ lựa chọn thang máy chở khách cho tòa nhà chung cư có chiều cao tầng 3m

Trong đó:

Y là số tầng phục vụ phía trên tầng chính

X tổng dân số trên tầng chính

1A một thang máy có tải trọng định mức 630 kg (xem Bảng 10)

2A một nhóm gồm hai thang máy có tải trọng định mức 630 kg (xem Bảng 10)

…

nA một nhóm gồm n thang máy có tải trọng định mức 630 kg (xem Bảng 10)

nB một nhóm gồm n thang máy có tải trọng định mức từ 800 đến 1 000 kg (xem Bảng 10)

nC một nhóm gồm n thang máy có tải trọng định mức từ 1 000 đến 1 275 kg (xem Bảng 10)

nD một nhóm gồm n thang máy có tải trọng định mức từ 1 275 đến 1 600 kg (xem Bảng 10)

nE một nhóm gồm n thang máy có tải trọng định mức từ 1 350 đến 1 800 kg (xem Bảng 10)

LƯU Ý:

1. Các đường chéo trong biểu đồ cho thấy dân số trung bình trên mỗi tầng.

2. Biểu đồ chỉ áp dụng cho các thông số được xác định ở trên. Ví dụ, nếu chiều cao từ sàn đến sàn thay đổi hoặc thời gian dừng thay đổi, cần có một bộ biểu đồ khác dựa theo phương pháp tính toán (Mục 6).

3. Biểu đồ lựa chọn chỉ cho thấy bố trí thang máy tối thiểu. Các tiêu chuẩn hoặc yêu cầu khác theo quốc gia có thể yêu cầu cabin lớn hơn.

Khi tính chọn thang máy dựa trên biểu đồ, cần lưu ý cung cấp ít nhất một thang máy trong nhóm có tải trọng định mức 1.000 kg hoặc lớn hơn để đáp ứng các yêu cầu về khả năng tiếp cận, di chuyển đồ đạc, xe lăn, v.v.

Dựa trên tiêu chuẩn tại một số quốc gia, kích thước cabin tối thiểu cho tất cả các thang máy có thể lớn hơn 630 kg. Khi kích thước cabin được chọn quá nhỏ so với tiêu chuẩn, quy định cần sử dụng kích thước cabin lớn hơn kế tiếp.

Khi sử dụng biểu đồ này, việc chọn kích thước cabin lớn hơn kế tiếp sẽ đưa ra giải pháp khả thi nhưng có thể không phải là giải pháp tối ưu. Ngoài ra, trong các tòa nhà dân cư cao hơn bảy tầng, dựa trên quy định tại một số quốc gia, tối thiểu phải có hai thang máy.

Kết luận:

Với sự phát triển mạnh mẽ của các chung cư cao tầng, hệ thống thang máy đã trở thành yếu tố không thể thiếu, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng cuộc sống của cư dân. Chính vì vậy, việc đầu tư và thiết kế hệ thống thang máy một cách hợp lý, hiện đại là điều vô cùng quan trọng. Các nhà đầu tư và đơn vị thiết kế cần đặc biệt chú trọng đến yếu tố này để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người dân và đảm bảo tính cạnh tranh của dự án. Đặc biệt, cần tính toán để tránh trong tương lai, khi xã hội phát triển, nhu cầu đòi hỏi lên cao sẽ không có cơ hội bổ sung thang máy trong chung cư cao tầng.

TÀI LIỆU THAM KHẢO:

[1] Thực trạng hệ thống thang máy trong các chung cư cao tầng tại Hà Nội – TS.KTS Vương Hải Long

[2] Tiêu chuẩn ISO 8100-32:2020 – Quy định về lập kế hoạch và lựa chọn thang máy cho các tòa nhà

Bài 1: Thực trạng thang máy chung cư và phương pháp tính, chọn số lượng, tải trọng