비상 상황 시 안전 탑 대피
비상 상황 시 탑 대피
2001년 9월 17일
저자와 연락을 원하시면:
Jean-Pierre Petit, 천체물리학자, 프랑스
번역: Benjamin Rottier
우리는 모두 고층 빌딩이 얼마나 취약한지를 보았습니다. 이는 맨해튼의 자랑이었던 트윈 타워와 마찬가지였습니다. 철과 콘크리트로 구성된 건물이었습니다.
참고, 2008년 1월 30일. 이 글은 2001년 9월 17일에 쓰여졌습니다. : 테러범들이 타워에 충돌시킨 비행기는 연료로 가득 차 있었고, 이 연소가 타워의 붕괴를 유발할 것임을 알고 있었습니다. 이 열을 사용하지 않았다면, 타워는 심각하게 손상되었을지 모르지만, 여전히 서 있었을 것입니다. 이와 같은 단계적 층 붕괴 현상은 피할 수 없습니다. 만약 이와 같은 사건이 다시 발생한다면, 건물의 거주자들은 열이 파괴적인 영향을 미치기 전에 매우 짧은 시간 내에 대피해야 합니다.
이것은 우리가 공식적인 이론에 즉시 믿음을 가졌음을 보여줍니다. 그러나 지금은 상황이 달라졌습니다.
샌프란시스코의 화재 이후, 미국인들은 그 영향에 충격을 받았고, 외부 계단을 일반화시켰습니다. 그러나 이 해결책은 매우 높은 건물에는 적용할 수 없었습니다. 여기서 우리는 다른 해결책을 제안합니다. 검토해 주세요.
아래는 외부에 있는 케이블을 따라 탑의 일반적인 대피 계획입니다. 이 케이블은 대피할 사람의 수에 따라 다양한 높이에 고정된 드럼에 고정됩니다. 따라서 중앙 A 케이블은 건물의 해당 측에 있는 층 주민들의 구조에 사용됩니다. 왼쪽 상단에는 풀어내는 시스템이 있습니다. 드럼은 대피 지점과 인접한 내부의 메커니즘을 작동시켜 해제됩니다. 케이블은 프로파일된 무게로 아래로 당겨지며( façade의 돌출부에 걸리지 않도록), 공기역학적 브레이크로 속도가 제한됩니다.
캐나다 공학자 알렉산드르 베루브가 지적했듯이, 상층부에는 더 많은 케이블이 필요합니다. 친구 노먼에게 존중을 바치며, 표준 하강 장치와 오르막 줄 사용은 불가능합니다. 왜냐하면 줄을 꺾어 하강 장치를 고정해야 하기 때문입니다. 이는 아래에 있는 여러 사람이 줄을 당기고 있을 때 불가능합니다.
"스커트" 방식의 대피 시스템이 언급되었습니다. 매우 창의적인 아이디어입니다. 긴 나일론 파이프는 건물 외벽을 따라 펼쳐집니다. 사람들이 상단의 목을 통해 들어갑니다. 그들의 투과성 덕분에 질식으로 사망하는 일은 없습니다. 내부에 돌출부가 없기 때문에 내려가는 것을 멈출 수 없습니다. 이는 무의식 상태의 몸이 갇히는 것을 방지합니다. 속도는 옷이 파이프 내벽과 마찰하는 것으로 제한됩니다. 이 속도는 높이나 체격과 관계없이 거의 동일합니다. 실제로 노먼은 더 큰 사람은 파이프와 더 큰 접촉면을 가지므로, 수직 속도는 약 2m/s입니다. 파이프는 지면에 도달하지 않기 때문에 대피는 자동으로 이루어집니다. 물론, 사람들은 단일 지점에서만 파이프에 들어갈 수 있지만, 파이프 수를 늘리면 이 문제를 해결할 수 있습니다. 이 장치는 또한 매우 저렴하고 대량 생산이 가능합니다. 유일한 단점은, 사람들이 짧은 소매 셔츠나 반바지를 입고 있고, 건물이 매우 높다면 피부에 마찰로 인해 화상이 생길 수 있다는 것입니다. 그러나 가벼운 화상은 철과 콘크리트 잔해 아래에 묻히는 것보다 낫지 않겠습니까?
참고: 지진 위험이 높은 지역에 위치한 건물들은 이러한 대피 시스템을 갖추고 있습니까? 몇 가지 기억해 두세요. 지진이 발생하고 건물이 무너지지 않는다면, 변형으로 인해 모든 문이 프레임에 고정되어 열기 어렵습니다. 가능하다면 부수어야 합니다. 또한, 화재와 마찬가지로 계단은 손상되는 첫 번째 구조물입니다. 또한 지진이 반복되는 경우를 기억하세요. 처음 나타나는 징후에서 대피할 수 있었다면, 단층 건물에서도 많은 사람들이 구조되었을 것입니다.
다음 그림은 대피 포스트의 내부 보기입니다. 오직 이 창문만 완전히 열릴 수 있으며, 이는 작은 플랫폼으로 이어지며, 몇 명의 사람들이 미끄러지지 않도록 서 있을 수 있습니다. 계단은 빠르게 대피 플랫폼에 도달할 수 있게 해줍니다. 당신은 펼쳐진 케이블(직경: 약 5mm)을 볼 수 있습니다. 아래에는 케이블의 풀림과 회전하는 공기역학적 브레이크의 시야가 있습니다.
아래 그림은 한 쌍과 아이가 뛰어내리려는 모습입니다. 각 장비는 이후에 자세히 설명됩니다.
아래는 메커니즘의 기초입니다. 이는 마찰을 통해 하강을 늦추는 장치입니다. A에서는 자동차의 원심 클러치에서 유래한 유연한 날개 시스템이 케이스에 있습니다. 날개 시스템은 D에서 케이스 밖에 보여집니다. 유연한 강철 날개는 E 드럼의 내부 부분과 마찰하는 요소와 연결됩니다. B에서는 케이블이 롤러 중 하나에 마찰하고, 회전을 증가시키는 기어와 상호작용하는 것을 볼 수 있습니다. C에서는 다이어그램: 오른쪽에는 롤러와 기어, 왼쪽에는 브레이크 날개가 그 안에서 회전하는 모습입니다. G에서는 하강 브레이크에 연결되는 방식이 다른 두 장비를 위한 수납장입니다. 왼쪽에는 헬리코프터에서 사람을 들어 올릴 때 사용되는 것과 유사한 단순한 하네스가 있습니다.
다음 그림: 완전한 하강 브레이크. 마찰을 통해 작동하는 날개는 더 이상 보이지 않습니다. 이들은 케이스 안에 갇혀 있습니다. A 이미지: 케이블 커버가 위쪽에 위치하고, 해제된 상태입니다. 이 경우 장치는 수납장에 매달려 있습니다. 아래에는 두 개의 케이스와 상호작용하는 플레이트(두 번째 케이스는 케이블을 증가시키는 기어를 포함하고, 검은색으로 부분적으로 보이는 고무 롤러와 상호작용합니다). 플레이트는 사람들이 매달릴 수 있는 클립이 장착되어 있습니다. 시스템에는 케이블이 놓이는 홈이 있습니다. 무거운 무게가 케이블을 지면까지 내려보내고, 바람에 의해 케이블이 이동하지 않도록 탄력 스프링으로 연결됩니다. 그런 다음 케이블 커버와 손 브레이크 핸들을 180도 회전하여 케이블을 홈에 고정해야 합니다. B 그림: 하강 준비 상태. 삼각형 모양의 케이블 커버는 케이블이 삽입된 홈을 가립니다. 이렇게 하면 케이블이 첫 번째 고무 롤러에 압착됩니다. 손 브레이크 핸들은 아래쪽입니다. C에서는 장치의 측면 보기입니다.
다음 그림: 보관. A: 하강 브레이크가 매달려 있고, 손 브레이크가 위쪽, 해제된 상태입니다. 케이블이 지나가는 홈을 볼 수 있습니다. B: 사람들을 구조하기 위해 바지처럼 생긴 나일론 하네스. 헬리코프터에서 들어 올리는 것과 400미터 높이에서 뛰어내리는 것은 다른 느낌을 줍니다. 노인, 이동이 불편한 사람 또는 어린이를 잊지 마세요. C: 바지 하네스를 당기는 사람. D: 그는 끈을 조입니다. 그 옆에는 단순한 하네스를 착용한 사람이 있습니다(헬리코프터에서 들어 올릴 때 사용되는 것과 유사). 고정은 나일론 스트랩으로 봉제되어 클립으로 끝납니다.
아래에는 뛰어내리기 준비가 된 사람이 있습니다. 그의 하강 브레이크가 위치해 있습니다. 케이블 커버가 닫혀 있어 케이블이 롤러와 접촉하게 됩니다. 그는 끈을 조이고 브레이크에 고정되어 있습니다. 그는 오른손으로 구조 스트랩을 들고, 왼손으로 브레이크 핸들을 잡을 준비를 하고 있습니다. 이 두 가지 잡이 모두 안전에 필수적이지는 않으며, 장치는 자동으로 지면까지 내려갈 수 있습니다.
이 공중 시야에서 내려가는 사람이 있습니다. 그의 왼손은 브레이크 핸들에 있으며, 이는 이론적으로 지면 근처에서 사용되어 이미 도착한 사람과 충돌하지 않도록 합니다. 일반적인 무게의 사람은 약 2m/s의 속도로 내려갈 수 있습니다. 마찰은 하강 속도의 제곱에 비례하므로, 여러 사람이 동일한 브레이크에 매달려 있거나, 사람들이 더 무거우면 속도가 크게 증가하지 않습니다. 저는 오래된 반구형 낙하산을 사용하여 떨어졌을 때, 충격 시 일반적인 수직 속도는 6m/s였습니다.
다음 보기: 동일한 하강 장치에 여러 사람이 있습니다. 어쨌든, 각 플랫폼에는 대피 지점 담당자가 서 있습니다. 그는 하강 브레이크를 케이블에 고정하고, 도착하는 사람들에게 클립을 고정합니다. 그는 브레이크 핸들을 보여주고, 사용법을 상기시켜, 이전에 모든 것이 정상인지 확인한 후 점프를 허용합니다.
마지막으로, 사람들이 도착해야 합니다. 대피가 가능한 한 빠르게 이루어지도록, 같은 케이블에 몇 발자국만 떨어져 있게 됩니다. 이들은 손 브레이크를 통해 하강 속도를 조절하고, 아래 사람과의 거리를 유지해야 하며, 수직 흐름을 줄이지 않아야 합니다. 대피 작업에서 두 사람이 주요 역할을 합니다(정기적인 교육이 필요함): 첫 번째 사람은 케이블을 사용하여 지면에서 '하중'을 기다릴 것입니다. 그는 빠르게 하강 장치를 제거하고, 케이블 커버를 올려 케이블이 홈에서 나올 수 있도록 합니다. 위쪽에서는 누군가가 자신의 브레이크를 사용하고, 작업을 방해하지 않기 위해 기다리고 있습니다(B). 전경에서는 누군가가 빠르게 떠나고 있습니다(D).
만약 뉴욕 타워의 네 면에 이러한 시스템이 설치되어 있었다면, 수천 명의 인명을 구할 수 있었을 것입니다. 그러나 누구도 이러한 비극을 예측할 수 있었을까요?
지금 우리는 알고 있습니다.
2001년 9월 17일
케이블의 풀림은 여전히 문제입니다. 특히 수백 미터 이상의 거리에서는 측면 바람의 영향으로 인해 문제가 됩니다. 바람의 충격으로 인해 케이블이 엉키면 사람들이 서로 충돌할 수 있습니다. 우리는 단순한 무거운 무게를 고려했지만, 케이블이 200m, 300m 또는 400m 길이일 경우, 어떤 무게도 케이블을 조이지 못할 것입니다. 따라서 케이블을 아래쪽에서 고정하는 것이 해결책이 될 것입니다. 이를 위해 무게는 껍질 형태로 프로파일되어(B) 빠르게 떨어지며(A) 공기역학적 브레이크가 최소한으로 작용하여 플라스틱 뚜껑이 닫힌 구멍으로 떨어집니다. 이 뚜껑은 사람의 무게를 견딜 수 있지만, 충격 시 폭발할 정도로 약합니다. 껍질은 콘 모양의 가이드에 정렬됩니다. 잠금은 자동으로 이루어질 수 있습니다.
D에서는 케이블을 떨어뜨린 사람이 간단한 레버(M)를 사용하여 케이블을 조일 수 있습니다. 위에서 언급했듯이, 케이블이 특정 층의 대피를 위해 할당되어 있다면, 케이블의 풀림과 조임은 여러 운영 및 대피 지점에서 수행될 수 있습니다(단, 한 지점은 접근 불가능할 수 있음).
여기서 우리는 자동차 클러치에서 유래한 마찰 브레이크에 대해 말했습니다. 제임스 왓트의 고전적인 볼 기구에서 유래한 시스템은 하중에 관계없이 일정한 하강 속도를 보장할 수 있습니다(이 시스템은 매우 '비선형' 반응을 가지고 있기 때문입니다).
볼 기구
이 조건에서 수동 브레이크는 제거될 수 있으며, 이는 아마도 더 나은 선택일 것입니다. 왜냐하면, 패닉에 빠지거나 어지러워진 사람이 브레이크 핸들을 너무 강하게 잡아 전체 대피 체인을 멈출 수 있기 때문입니다. 사람들이 매우 유사한 속도로 하강한다면, 플랫폼에서 점프 간격이 지상의 사람에게 도착하는 시간을 충분히 제공할 것입니다.
위의 모든 내용은 제가 떠오르는 대로 적어놓은 아이디어입니다. 하지만 이 아이디어들이 기존 건물을 수정하지 않고도 효과적인 대피 시스템을 제공할 수 있음을 보여줍니다. 아무도 이 테러 공격이 건물 구조에 미치는 영향을 예측하지 못했습니다. 소방관, 건축가, 안전 전문가조차도 수천 리터의 케로신이 강철 구조물을 부드럽게 하고, 이로 인해 층이 도미노처럼 붕괴될 수 있다는 것을 상상하지 못했습니다. 미래에는 가장 황당한 아이디어도 고려해야 합니다.
한 마디 더:
이 글은 특허 출원을 따르지 않을 것입니다. 저는 보안 산업에서 돈을 벌기보다 더 긴급한 것이 있다고 생각합니다. 특히, 인명 구조가 우선되어야 합니다. 따라서 이 아이디어는 누구나 적용할 수 있도록 완전히 자유롭습니다. 집이 불타고 있을 때, 당신은 거실을 청소하는 시간을 낭비하지 않습니다.
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