紧急情况下的安全疏散塔

紧急情况下的塔楼疏散

2001年9月17日

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让-皮埃尔·皮特，天体物理学家，法国

由本杰明·罗蒂埃翻译

我们都看到摩天大楼有多脆弱，就像“双子塔”那样，曼哈顿的骄傲，由钢铁和混凝土组成。

备注，2008年1月30日。我在2001年9月17日写下了这些话：当恐怖分子将飞机撞向大楼时，他们选择了装满燃料的飞机，知道燃料的燃烧会导致大楼倒塌。如果没有这种热量的使用，大楼会受到严重损坏，但会保持直立。这种楼层连续倒塌的现象是不可避免的。如果再次发生这种情况，大楼的住户必须在热量造成灾难性后果之前迅速撤离。

这表明我们多么迅速地相信了官方的说法。事情已经改变了。

在旧金山火灾之后，美国人因火灾的影响而受到创伤，于是普遍采用了外部楼梯。但这一解决方案无法应用于非常高的建筑物。我们在这里提出另一种解决方案，值得考虑。

下面是塔楼疏散的总体计划，沿着电缆在外部进行。这些电缆固定在不同高度的卷筒上，根据需要疏散的人数而定。因此，中央A号电缆将用于疏散建筑物该侧楼层的居民。左上角是展开系统。卷筒通过内部的机制解锁，靠近相应的疏散点。电缆由一个流线型的配重（以防止其卡在建筑外立面的凸起处）向下拉，速度由空气动力制动器限制。

正如加拿大工程师亚历山大·伯贝所指出的，上层楼需要更多的电缆。尽管我非常尊重我的加拿大朋友诺曼，但使用标准的下降设备和攀登绳索是不可行的。事实上，你必须让绳子呈Z字形，以便将下降设备固定在上面。如果下面还有几个人在下降，这将不可能实现。

“袜子”式疏散系统已经被提及。这非常巧妙。长尼龙管沿着外立面展开。人们从顶部进入。由于其透气性，没有人会因窒息而死亡。无法停止下降，因为内部没有凸起，这防止了尸体被卡住。速度由衣物与管内壁的摩擦限制。无论高度或体型如何，速度几乎相同。事实上，诺曼说，一个体型较大的人会与管子有更大的接触面积。垂直速度约为2米/秒。由于管道没有到达地面，疏散是自动的。当然，人们只能从一个点进入管道，但增加管道数量可以解决这个问题。此外，这些设备成本低廉，可以大量生产。唯一的缺点是：如果人们穿着短袖衬衫或短裤，且建筑物很高，皮肤与管道的摩擦可能会导致烧伤。但轻微烧伤总比被钢铁和混凝土废墟埋葬要好，不是吗？

请注意：位于高地震风险地区的建筑物是否配备了这样的疏散系统？请记住几件事。当地震发生时，如果建筑物没有倒塌，其变形会将所有门卡在门框中，根本无法打开。你必须设法打破它们，如果你能做到的话。此外，像火灾一样，楼梯是首先受损的结构。请记住，地震往往接二连三地发生。如果人们能在最初的征兆出现时就疏散，即使是一些几层楼的建筑，能救多少人呢？

下图是疏散点的内部视图。只有这些窗户可以完全打开，通向一个小平台，几个人可以站在上面而不会滑倒。楼梯可以快速到达疏散平台。你可以看到展开的电缆（直径：约5毫米）。下方：电缆展开和空气动力制动器旋转的视图。

下图是即将跳下的一个群体（一对夫妇带着一个孩子）。每个设备将在之后详细说明。

下面是该机制的基础。这是一个通过摩擦工作的下降制动器。在A中，是来自汽车离合器的柔性叶片系统，安装在壳体内。在D中显示了叶片系统在壳体外的视图。柔性钢叶片连接到摩擦卷筒E内侧的部件。在B中，你可以看到电缆摩擦在一个滚筒上，与一个增加旋转的齿轮相互依赖。在C中，一个示意图：右边是滚筒和齿轮；左边是制动叶片在其槽中旋转。在G中，是一个存放两个设备的储物柜，它们通过不同的方式连接到下降制动器。左边是一个简化的安全带（类似于从直升机吊起某人的安全带）。

以下图示：完整的下降制动器。通过摩擦工作的叶片不再可见。它们被封闭在壳体内。A：电缆盖在上方，处于解锁位置。在这种情况下，设备被存放在柜子里，通过悬挂钩悬挂。下方是一块相互依赖的板，带有两个外壳（第二个外壳包含一个增加齿轮，与部分可见的黑色橡胶滚筒相互依赖）。该板配有钩环，以便人们可以挂在上面。系统有一个沟槽，电缆放置其中。电缆由重的配重拉下至地面，通过张力弹簧连接（以防止风将其移动）。然后通过旋转电缆盖和手动制动杆180度将电缆放入沟槽中。B：准备下降的系统。三角形电缆盖遮盖了已插入电缆的沟槽。这样做时，电缆被压在第一个橡胶滚筒上。手动制动杆向下。在C中，设备的侧面视图。

下一张图：存放状态。A：悬挂的下降制动器，手动制动杆向上，处于解锁位置。你可以看到电缆运行的沟槽。B：一个看起来像裤子的尼龙安全带，以便让无意识或容易恐慌的人被疏散。从直升机吊起或从400米高处跳下，感受是不一样的。老年人、行动不便者或儿童不应被遗忘。C：有人正在拉动裤子式安全带。D：他系紧了肩带。在他旁边，有人配备了简化安全带（如用于吊起）。通过缝合的尼龙带连接，末端是钩环。

下面是准备跳下的一个人。他的下降制动器已就位。电缆盖关闭，从而确保电缆与滚筒接触。他系紧了肩带并固定在制动器上。他右手拿着悬挂带，准备用左手抓住手动制动杆。这些抓握对安全并不重要，因为设备可以自动下降到地面。

在这张鸟瞰图中，有人正在下降。他的左手放在手动制动杆上，理论上只在接近地面时使用，以避免撞到已经到达目的地但尚未离开或被移走的人。一个正常体重的人可以以大约2米/秒的速度下降。由于摩擦力与下降速度的平方成正比，如果多个人员同时挂在同一个制动器上，或人员更重，速度不会增加太多。当我使用旧式半球形降落伞跳伞时，落地时的垂直速度通常为6米/秒。

下一张图：多人使用同一套下降设备。无论如何，每个平台都会有一名负责疏散的人员。他会将下降制动器固定在电缆上，并将钩环固定在到达的人身上。他会向他们展示手动制动杆，提醒他们使用方法，并在允许跳跃前检查一切是否正常。

最后，人们需要被接收。为了使疏散尽可能快速，人们在同一条电缆上仅相隔几英尺。他们有责任通过手动制动器控制自己的下降速度，并与下方的人保持距离，永远不要减少垂直流量。两个人将在疏散操作中发挥重要作用（应定期进行培训）：第一个将使用电缆在地面等待“负载”。他会迅速取下下降设备，将电缆盖抬起，从而让电缆从沟槽中出来。在上方，有人已经使用了他的制动器并等待，以避免干扰操作（B）。前景中，有人迅速离开（D）。

如果纽约的四座塔楼都安装了这样的系统，数千人的生命可能得以挽救。但谁又能预见到这样的恐怖呢？

今天，我们知道了。

2001年9月17日

电缆的展开仍然存在问题，尤其是在几百米以上，因为侧风的影响。电缆不能因一阵风而缠绕，否则人们会互相碰撞。我们只是考虑了一个重的配重。但如果没有配重，当电缆长达两百、三百甚至四百米时，无法拉紧。因此，解决方案是在底部锁定电缆。为此，配重可以设计成壳体（B），并迅速（空气动力制动最小）掉落到被塑料井盖封闭的井中，这些井盖足够坚固以承受一个人的重量，但又足够脆弱，在撞击时会爆炸。壳体将沿着锥形导轨对齐。锁定可以是自动的。

在D中，触发电缆掉落的人可以用一个简单的杠杆（M）将其拉紧。如果如上所述，电缆被分配用于疏散有限数量的楼层，那么电缆的展开和拉紧可以从多个操作和疏散点进行（因为其中一个可能无法进入）。

我们这里讨论的是来自汽车离合器的摩擦制动器。一个来自詹姆斯·瓦特经典飞球调速器的系统可以确保无论负载如何，下降速度恒定（因为该系统有非常“非线性”的响应）。

飞球调速器

在这种情况下，手动制动器可以被移除，这可能是更好的选择。因为有人恐慌或头晕时可能会紧握制动杆，从而阻塞整个疏散链。如果人们以非常相似的速度下降，从平台跳下的间隔将为地面的人提供足够的时间来释放到达的人。

以上内容只是我随时记录的想法。但它们似乎表明，无需改变现有建筑，就可以为它们配备有效的疏散系统。没有人预见到这种恐怖袭击对建筑物结构的影响。没有消防员、建筑师或安全专家能想象到，由于数千升航空煤油软化了钢筋，结构会在短时间内被攻击，导致楼层像多米诺骨牌一样倒塌。未来，即使是最不可思议的想法也必须被考虑。

再补充一点：

本文不会附带专利申请。我相信，有些事情比在安全领域赚钱更为紧迫。最重要的是拯救人类生命。因此，这些想法对任何想要应用它们的人都完全免费。当你的房子着火时，你不会花时间打扫客厅。

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