פינוי מגדל בטיחותי במקרה חירום

פינוי המגדל במקרה חירום

17 בספטמבר 2001

לפנות אל המחבר:
Jean-Pierre Petit, אסטרופיזיקאי, צרפת

תורגם על ידי Benjamin Rottier

כולנו ראינו עד כמה גורדי שחקים הם פגיעים, כפי שהיו Twin Towers, גאווה של מנהטן, מבנה של ברזל ובטון.

הערה, 30/1/2008. כתבתי שורות אלו ב-17/9/2001: כאשר הטרוריסטים התרסקו עם מטוסיהם על המגדלים, הם בחרו מטוסים מלאים עד קצה בדלק, בידיעה שההצתה שלו תגרום להתמוטטות המגדלים. ללא שימוש זה בחום, המגדלים היו ניזוקים קשות אך היו נשארים עומדים. תופעת הנפילה המדורגת של הקומות היא בלתי נמנעת. אם אירוע כזה יחזור על עצמו, דיירי הבניינים היו צריכים להיות מסוגלים להתפנות בזמן קצר מאוד, לפני שהחום יתחיל להשפיע השפעותיו ההרסניות.

זה מראה עד כמה האמנו מיד בתזה הרשמית. הדברים השתנו מאז.

לאחר השריפה בסן פרנסיסקו, האמריקאים, טראומטיים מהשפעותיה, הפכו גרמי המדרגות החיצוניים לפתרון כללי. אך פתרון זה לא יכול היה להיות מיושם בבניינים גבוהים מאוד. אנו מציעים כאן פתרון אחר, לבדיקה.

להלן, תוכנית הפינוי הכללית של המגדל, המתבצעת בחוץ, לאורך כבלים. כבלים אלו מחוברים לתופים, הממוקמים בגובה שונה בהתאם למספר האנשים שיש לפנות. כך, הכבל המרכזי A היה מיועד להצלת תושבי הקומות הנמצאות בצד המתאים של הבניין. למעלה משמאל, מערכת הפריסה. התוף נפתח באמצעות הפעלת מנגנון בפנים, ליד עמדת הפינוי המתאימה. הכבל נמשך למטה על ידי משקל מעוצב (כדי שלא ייתקל בבליטות של החזית), והמהירות מוגבלת על ידי בלם אווירודינמי.

כפי שציין Alexandre Berube, מהנדס קנדי, היו נדרשים יותר כבלים לקומות העליונות. עם כל הכבוד לחברי הקנדי Norman, השימוש במכשירי טיפוס סטנדרטיים ובחבלים לעלייה אינו אפשרי. אכן, יש לגרום לחבל לעבור בזיג-זג כדי לחבר אליו מכשיר טיפוס. זה בלתי אפשרי אם החבל מתוח על ידי מספר אנשים שעדיין יורדים מתחתיו.

מערכת הפינוי באמצעות "גרביים" הוזכרה. היא מאוד יצירתית. צינורות ניילון ארוכים נפרשים לאורך החזית. אנשים נכנסים אליה דרך הצוואר העליון. אף אחד לא יכול למות מחנק בזכות חדירותם. אי אפשר לעצור את הנפילה, כי אין בליטות בפנים; זה מונע מגופות חסות חיים להיתקע. המהירות מוגבלת על ידי החיכוך של הבגדים על הקיר הפנימי של הצינור. היא כמעט זהה לכולם, ללא קשר לגובה או לבנייה. אכן, Norman אמר שאדם גדול יותר יהיה בעל שטח מגע גדול יותר עם הצינור. המהירות האנכית היא כ-2 מטר/שנייה. מכיוון שהצינורות אינם מגיעים לקרקע, הפינוי הוא אוטומטי. כמובן, אנשים יכולים להיכנס לצינור רק בנקודה אחת, אך הגדלת מספר הצינורות תפתור בעיה זו. מכשירים אלו הם גם די זולים וניתן לייצרם בכמויות גדולות. החיסרון היחיד: אם אנשים לבושים בחולצות עם שרוולים קצרים או במכנסיים קצרים ואם הבניין גבוה מאוד, החיכוך על העור עלול לגרום לכוויות. אך לסבול מכוויות קלות עדיף על להיות קבורים תחת פסולת ברזל ובטון, האם לא?

הערה: האם בניינים הממוקמים באזורים בעלי סיכון סיסמי גבוה מצוידים במערכות פינוי כאלה? זכרו כמה דברים. כאשר מתרחש רעידת אדמה ואם הבניין אינו מתמוטט, עיוותו חוסם באופן שיטתי כל הדלתות במסגרותיהן, ובלתי אפשרי לפתוח אותן. תצטרכו לשבור אותן, אם אתם מסוגלים לכך. יתרה מכך, כמו במקרה של שריפה, גרמי המדרגות הם המבנים הראשונים שנפגעים. זכרו גם שרעידות אדמה לעיתים קרובות מתרחשות ברצף. כמה אנשים היו ניצלו, אפילו בבניינים של כמה קומות, אם הם היו יכולים להתפנות מהסימנים המבשרים הראשונים?

בשרטוט הבא, מבט פנימי של עמדת הפינוי. רק חלונות אלו יכולים להיפתח לחלוטין ומובילים לפלטפורמה קטנה עליה כמה אנשים יכולים לעמוד ללא סיכון להחליק. מדרגות מאפשרות להגיע במהירות לפלטפורמת הפינוי. ניתן לראות את הכבל הפרוש (קוטר: כ-5 מ"מ). מתחת: פריסת הכבל ומבט על הבלם האווירודינמי המסתובב.

בשרטוט להלן, קבוצה של אנשים (זוג עם ילד) על סף קפיצה. כל ציוד יפורט בהמשך.

להלן, הבסיס של המנגנון. מדובר בבלם נפילה הפועל על חיכוך. ב-A, מערכת להבים גמישים,Derived ממרכבים של מכוניות, בתוך ביתה. מערכת הלהבים מוצגת מחוץ לביתה ב-D. הלהבים הגמישים של פלדה מחוברים לאלמנטים ששורט על החלק הפנימי של התוף E. ב-B, ניתן לראות את הכבל שורט על אחד הגלגלים, תלוי בגלגל שיניים שמגדיל את הסיבוב. ב-C, תרשים: מימין, הגלגל וגלגל השיניים; משמאל, להבי הבלם המסתובבים במסלולם. ב-G, ארון אחסון לשני ציודים, השונים בדרך בה הם מחוברים לבלם הנפילה. משמאל, רתפה פשוטה (דומה לרתפות המשמשות להרמת אדם מהליקופטר).

השרטוטים הבאים: בלם הנפילה המלא. הלהבים הפועלים על חיכוך אינם נראים עוד. הם סגורים בביתם. A: אלמנט "כיסוי הכבל" הוא למעלה, במצב לא נעול. המכשיר מאוחסן במקרה זה, תלוי על ידי וו התלייה. מתחת, לוח תלוי בשני הבתים (השני מכיל את גלגל השיניים המגדיל, תלוי בגלגל הגומי שחלקו נראה, בצבע שחור). הלוח מצויד בקרבינה כדי שאנשים יוכלו להיתלות בו. למערכת יש חריץ שבו הכבל מוכנס. הכבל מתוח בחוזקה על ידי המשקל הכבד שהוריד אותו עד לקרקע, הוא מחובר על ידי קפיץ מתח (כדי למנוע מהכבל להיות מוזז על ידי הרוח). הכבל לאחר מכן חייב להיות סגור בחריץ על ידי סיבוב כיסוי הכבל וידית הבלם הידני ב-180°. B: מערכת מוכנה לנפילה. הכיסוי בצורת משולש מסתיר את החריץ שבו הכבל הוכנס. בעשות זאת, הכבל נלחץ כנגד הגלגל הראשון של גומי. ידית הבלם הידנית היא למטה. ב-C, מבט צדדי של המכשיר.

השרטוט הבא: האחסון. A: בלם הנפילה תלוי, הבלם הידני למעלה, במצב לא נעול. ניתן לראות את החריץ שבו הכבל עובר. ב-B, רתפה ניילון דומה למכנסיים כדי שאנשים חסות חיים או אנשים המועדים לפאניקה יוכלו להתפנות. להיות מורם מהליקופטר או לקפוץ מגובה של 400 מטר לא נותן לך אותה תחושה. אנשים מבוגרים, אנשים עם מגבלות תנועה או ילדים לא צריכים להיות נשכחים. ב-C, מישהו מושך את רתפת-המכנסיים. ב-D, הוא הדוק את רצועות הכתפיים. לידו, אדם מצויד ברתפה פשוטה (כמו להרמה). החיבור מתבצע על ידי רצועת ניילון תפורה, המסתיימת בקרבינה.

להלן, גבר מוכן לקפוץ. בלם הנפילה שלו ממוקם. כיסוי הכבל סגור, מבטיח thereby מגע של הכבל עם הגלגלים. הוא הדוק את רצועות הכתפיים ומחובר לבלם. הוא מחזיק את רצועת התלייה שלו בידו הימנית ועומד לתפוס את ידית הבלם בידו השמאלית. אף אחת מהאחזות אינה חיונית לבטיחות, המכשיר יכול לרדת אוטומטית עד לקרקע.

במבט אווירי זה, מישהו יורד. ידו השמאלית היא על ידית הבלם, בה הוא ישתנה תיאורטית רק ליד הקרקע כדי להימנע מהתנגשות באדם שהגיע כבר ליעדו אך שעדיין לא עזב או הוסר. אדם במשקל "רגיל" יכול לרדת בכ-2 מטר/שנייה. החיכוך הוא פרופורציונלי לריבוע מהירות הנפילה, מהירות זו לא תגדל כל כך אם מספר אנשים תלויים על אותו בלם או אם אנשים הם כבדים יותר. כאשר קפצתי עם מצנחים המיספריים עתיקים, המהירות האנכית הרגילה בזמן ההתנגשות הייתה 6 מטר/שנייה.

המבט הבא: מספר אנשים על אותו מכשיר טיפוס. בכל מקרה, אדם אחראי על עמדת הפינוי היה עומד על כל פלטפורמה. הוא היה מחבר את בלם הנפילה לכבל ואת הקרבינה לאנשים המגיעים. הוא היה מראה להם את ידית הבלם, מזכיר להם את השימוש בה ובודק שכל דבר בסדר לפני אישור הקפיצה.

לבסוף, אנשים צריכים להתקבל. כדי שהפינוי יהיה מהיר ככל האפשר, אנשים היו מרווחים על ידי כמה רגלים בלבד על אותו כבל. האחריות עליהם היא לשלוט במהירות הנפילה שלהם באמצעות הבלם הידני, ולשמור על מרחק מהאדם מתחתיהם, מבלי להפחית את הזרימה האנכית. שני אנשים היו ממלאים תפקיד מרכזי בפעולות הפינוי (צריך להיות הכשרה תקופתית): הראשון היה משתמש בכבל כדי לחכות על הקרקע ל"מטענים". הוא היה מסיר במהירות את מכשירי הטיפוס, מסובב את כיסוי הכבל למעלה ומאפשר thereby לכבל לצאת מהחריץ. למעלה, מישהו השתמש בבלם שלו ומחכה, כדי לא להפריע לפעולה (B). בחזית, מישהו מתרחק במהירות (D).

אם מערכת כזו הייתה מותקנת על כל אחד מארבעת הצדדים של המגדלים בניו יורק, אלפי חיי אדם היו יכולים להיות ניצלים. אך מי יכול היה לחזות אימה כזו?

היום, אנו יודעים.

17 בספטמבר 2001

פריסת הכבלים נשארת בעייתית, במיוחד מאות מטרים ומעלה, בגלל השפעת הרוח הצדדית. הכבלים לא צריכים להתבלבל בגלל משב רוח, אחרת אנשים היו מתנגשים זה בזה. פשוט חשבנו על משקל כבד. אך אף משקל לא יכול היה למתוח את הכבל אם הוא ארוך שניים, שלושה או ארבע מאות מטרים. הפתרון יהיה thereby לנעול את הכבל למטה. כדי לעשות זאת, משקלים יכולים להיות מעוצבים כקונכיות (B) וליפול (A) די במהירות (בלם אווירודינמי מינימלי) לעבר בורות חסומים על ידי מכסי ביוב פלסטיק, חזקים מספיק כדי לשאת את משקל של אדם, אך שבירים מספיק כדי להתפוצץ בזמן ההתנגשות. הקונכיות היו מיושרות במדריכים בצורת קונוס. הנעילה יכולה להיות אוטומטית.

ב-D, האדם שהפעיל את נפילת הכבל יכול היה למתוח אותו באמצעות ידית פשוטה (M). אם, כפי שכתוב למעלה, הכבלים היו מיועד לפינוי של מספר סופי של קומות, פריסת הכבל ומתיחתו יכולה להתבצע מעמדות תפעול ופינוי רבות (כי אחת מהן יכולה להיות בלתי נגישה).

כאן דיברנו על בלם חיכוך, Derived ממרכבים של מכוניות. מערכת Derived מהמווסט הקלאסי של James Watt עם כדורים נעים יכולה להבטיח מהירות נפילה קבועה, ללא קשר למטען (כי מערכת זו יש לה תגובה מאוד "לא ליניארית").

מווסט עם כדורים נעים

בתנאים אלו, הבלמים הידניים יכולים היו להיות מוסרים, וזה כנראה עדיף. אכן, היה סיכון שאדם בפאניקה או שהופך לסחרחורת ידוק חזק מדי את ידית הבלם, חוסם thereby את כל שרשרת הפינוי. אם אנשים יורדים במהירות דומות מאוד, רווח הקפיצות מהפלטפורמה היה מבטיח לאדם על הקרקע מספיק זמן לשחרר אנשים המגיעים.

כל מה שכתוב למעלה הוא רק רעיונות שרשמתי כפי שהם עלו לי. אך הם נראים מראים שניתן, ללא שינוי הבניינים הקיימים, לצייד אותם במערכת פינוי יעילה. אף אחד לא חזא את השפעות התקפות טרוריסטיות כאלה על מבנה הבניינים. אף כבאי, אף אדריכל, אף מומחה לבטיחות לא יכול היה לחשוב שהמבנה יכול היה להיות מותקף בזמן קצר מאוד בגלל נוכחות של אלפי ליטרים של קרוסין שמרכך את מוטות הפלדה המזוינים, גורם thereby להתמוטטות הקומות כמו דומינו. בעתיד, אפילו הרעיונות המדהימים ביותר צריכים להיות נלקחים בחשבון.

מילה נוספת:

טקסט זה לא ילווה בהגשת פטנט. אני מאמין שדברים מסוימים הם דחופים יותר מניסיון לעשות כסף בתחום הבטיחות. מעל הכל, חיי אדם צריכים להיות ניצלים. thereby, רעיונות אלו הם חופשיים לחלוטין לכל אדם המעוניין ליישם אותם. כאשר הבית שלך בוער, אתה לא מבזבז זמן על ניקוי הסלון.

מ-15 בנובמבר 2001, מספר החיבורים: ---