Tìm hiểu về lối thoát nạn thiết kế trong tòa nhà chung cư

Đặt vấn đề

Lối thoát nạn trong nhà chung cư đã được quy định trong Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về An toàn cháy cho nhà và công trình: QCVN 06:2010/BXD. Đây là cơ sở để thiết kế xây dựng nhà chung cư đảm bảo an toàn. Tuy nhiên trên thực tế, việc xác định chính xác khái niệm về “Lối thoát nạn” và các nguyên tắc thiết kế Lối thoát nạn phù hợp và tuân thủ các quy định của QCVN 06 lại chưa được nhận thức và thực hiện đúng mức dẫn đến việc nhiều dự án nhà chung cư có hệ thống Lối thoát nạn không đảm bảo việc thoát người khi có sự cố cháy nổ.

Hình 1. Lối thoát nạn an toàn đảm bảo nguyên tắc “căn hộ luôn nằm giữa hai Lối thoát nạn”

1. Khái niệm về Lối thoát nạn trong nhà chung cư

Theo QCVN, Lối thoát nạn là không gian dẫn từ các gian phòng, căn hộ trong tòa nhà đi ra đến bên ngoài an toàn như: Hành lang, sảnh, phòng trung gian, buồng thang, cầu thang…trong đó các không gian này phải được bảo vệ an toàn bằng tổ hợp các giải pháp quy hoạch không gian, tiện nghi, kết cấu, kỹ thuật công trình và tổ chức.

Nhìn chung các quy định để đảm bảo cho người trong tòa nhà thoát ra an toàn khi có sự cố cháy khá cụ thể và rõ ràng. Tuy nhiên có một số vấn đề rất quan trọng nhưng lại ít được chú ý trong khâu thiết kế, xét duyệt, thẩm tra hồ sơ thiết kế, đó là: Vị trí đặt Lối thoát nạn; khoảng cách giữa hai Lối thoát nạn đối với việc bố trí căn hộ nhà chung cư; bảo vệ chống nhiễm khói cho các đường thoát nạn; Lối thoát nạn khẩn cấp.

2. Các nguyên tắc thiết kế Lối thoát nạn trong nhà chung cư

– Thiết kế tương quan vị trí giữa hai Lối thoát nạn

Quy định quan trọng nhất trong bộ QCVN 06 về Lối thoát nạn là các tầng nhà của chung cư phải có ít nhất hai Lối thoát nạn, tuy nhiên hai Lối thoát nạn này phải được bố trí sao cho mỗi căn hộ đều có thể lựa chọn một trong hai Lối thoát nạn khi có sự cố cháy ở lối còn lại. Đây là yêu cầu quan trọng nhưng hay bị bỏ qua trong việc thiết kế hệ thống thoát nạn trong nhà chung cư.

Mục 3.2.6 quy định: Các tầng nhà thuộc nhóm F1.3 (nhà chung cư) có tổng diện tích căn hộ trên 1 tầng lớn hơn 500m2 phải có không ít hơn hai lối ra thoát nạn. Đồng thời, phải tuân thủ nguyên tắc luôn phải có một Lối thoát nạn đảm bảo an toàn trong trường hợp Lối thoát nạn còn lại không sử dụng được do ảnh hưởng của đám cháy. Điều này đã được quy định rõ tại mục 3.2.8: “Nếu trong gian phòng, trên một tầng hoặc trong ngôi nhà có từ hai lối ra thoát nạn trở lên, thì khi tính toán khả năng thoát nạn của các lối ra cần giả thiết là đám cháy đã ngăn cản không cho người sử dụng thoát nạn qua một trong những lối ra đó. Các lối ra còn lại phải đảm bảo khả năng thoát nạn an toàn cho tất cả số người có trong gian phòng, trên tầng hoặc trong ngôi nhà đó.”

Để đảm bảo an toàn thoát người theo quy định trên khi có sự cố cháy, việc thiết kế vị trí căn hộ trên mặt bằng các tầng nhà chung cư phải được bố trí theo nguyên tắc “căn hộ luôn nằm giữa hai Lối thoát nạn” hay cụ thể hơn là “căn hộ luôn nằm giữa hai cầu thang (buồng thang) thoát nạn”. (Hình 1,2)

Nguyên tắc này tưởng chừng như rất đơn giản và dễ thực hiện, tuy nhiên vì những nguyên nhân khác nhau, nhiều dự án nhà chung cư cao tầng đã và đang xây dựng trong thời gian qua lại không tuân thủ theo nguyên tắc này dẫn đến tiềm ẩn nhiều nguy cơ đối với việc thoát người khi có sự cố cháy nổ xảy ra. Dưới đây là một số tình huống bố trí Lối thoát nạn trong nhà chung cư.

Đối với nhà chung cư hành lang đơn (chỉ có một tuyến hành lang) (Hình 3)

Đối với nhà chung cư có 2 tuyến hành lang song song. (Hình 4,5)

Đối với nhà chung cư có tuyến hành lang vuông góc. (Hình 6,7)

Đối với nhà chung cư có hành lang đa hướng. (Hình 8,9)

– Thiết kế khoảng cách giữa hai Lối thoát nạn

Công tác thiết kế hệ thống hành lang, thang bộ trong các tòa nhà chung cư nhìn chung chỉ tuân thủ việc đảm bảo tiêu chí: Khoảng cách từ căn hộ xa nhất đến cửa vào buồng thang, cầu thang thoát nạn theo quy định mà hầu như bỏ qua yêu cầu thiết kế khoảng cách giữa hai buồng thang, cầu thang thoát nạn. Trên thực tế, nhiều tòa nhà chung cư có bố trí đủ hai cầu thang thoát nạn nhưng vị trí hai cầu thang lại quá gần nhau và do đó làm giảm hiệu quả sử dụng và không đảm bảo an toàn khi có sự cố xảy ra.

Khoảng cách giữa hai Lối thoát nạn là khoảng cách giữa hai cửa vào buồng thang, cầu thang (loại thông thường, có thể nhiễm khói) thoát nạn và theo quy định tại mục 3.2.8, khoảng cách giữa hai Lối thoát nạn phải lớn hơn 0,33 lần chiều dài hành lang trong trường hợp tòa nhà có hai Lối thoát nạn.

Các giải pháp bảo vệ đường thoát nạn

Đường thoát nạn trong nhà chung cư tại các tầng bố trí căn hộ chính là hành lang và sảnh tầng, trong một số trường hợp đường thoát nạn có thể đi qua một không gian đệm trước khi tiếp cận với thang thoát hiểm. Các tòa nhà chung cư hiện nay chủ yếu có cấu trúc hành lang giữa và dạng hành lang giữa kết hợp với nút sảnh tại các tầng. Hành lang thường được thiết kế theo các dạng sau:

Hành lang có tiếp xúc với không gian ngoài trời (hành lang hở);

Hành lang đóng kín hoàn toàn;

Hành lang có mở khe thông gió và chiếu sáng tự nhiên qua vách kính;

Hành lang tiếp xúc với không gian giếng trời (atrium).

Các quy định về bảo vệ đường thoát nạn mang tính tổng hợp nhiều phương diện như: Thiết kế, kỹ thuật, công nghệ…xét về mặt kỹ thuật và công nghệ, một hành lang thoát nạn tối thiểu phải có hệ thống báo cháy, chữa cháy tự động, hệ thống cửa hút và thổi gió chống nhiễm khói. Trong đó, việc chống nhiễm khói cho hành lang thoát nạn là một yêu cầu quan trọng vì khi hành lang thoát nạn bị nhiễm khói thì toàn bộ Lối thoát nạn bị vô hiệu.

Hình 3. Bố trí Lối thoát nạn trong nhà chung cư hành lang giữa.

Các căn hộ có hai Lối thoát nạn (màu xanh) và các căn hộ có một Lối thoát nạn (màu đỏ).

Hình 4. Bố trí Lối thoát nạn trong chung cư có 2 tuyến hành lang song song.

Các căn hộ có hai Lối thoát nạn (màu xanh) và các căn hộ có một Lối thoát nạn (màu đỏ)

Hình 5. Bố trí Lối thoát nạn trong chung cư có 2 tuyến hành lang so le.

Các căn hộ có hai Lối thoát nạn (màu xanh) và các căn hộ có một Lối thoát nạn (màu đỏ)

Hình 6. Bố trí Lối thoát nạn trong chung cư có 2 tuyến hành lang vuông góc.

Các căn hộ có hai Lối thoát nạn (màu xanh) và các căn hộ có một Lối thoát nạn (màu đỏ)

Hình 7. Chung cư hành lang giữa có thiết kế Lối thoát nạn hợp lý – Các căn hộ đều có 2 lối thoát

Ngoại trừ trường hợp hành lang được thiết kế dạng hở, tiếp xúc trực tiếp với không gian ngoài trời và được tính như một đường thoát nạn không nhiễm khói. Trong các trường hợp còn lại, Lối thoát nạn trong nhà chung cư chỉ thực sự có hiệu quả nếu các đường thoát nạn là hành lang, sảnh tầng được bảo vệ bằng vật liệu hoàn thiện, thiết bị công nghệ chống cháy theo quy định và đặc biệt là có hệ thống chống nhiễm khói hoạt động. Tuy nhiên, hệ thống chống nhiễm khói cho đường thoát nạn lại chỉ hoạt động có hiệu quả trong môi trường hành lang kín. Nếu hành lang tiếp xúc trực tiếp với không gian bên ngoài (như trường hợp hành lang có mở khe thông gió) thì do tác động của luồng gió thổi dọc hành lang, hệ thống quạt hút, quạt đẩy khói sẽ hoạt động không hiệu quả thậm chí bị vô hiệu hóa. Trong trường hợp đó, hành lang thoát nạn để đến các thang thoát hiểm sẽ không an toàn và do đó cư dân trong các căn hộ hầu như không có đường thoát ngoại trừ lối thoát duy nhất qua lô gia hoặc cửa sổ – theo quy định gọi là lối ra khẩn cấp.

Hình 8. Bố trí Lối thoát nạn trong chung cư có hành lang đa hướng, Các căn hộ đều có tối thiểu hai Lối thoát nạn (màu xanh) (Hình trên) Hình 9. Chung cư dạng tháp có hành lang nhiều phía – Các căn hộ đều có 2 lối thoát (Hình dưới)

Trong trường hợp hành lang tiếp xúc trực tiếp với không gian giếng thông tầng có mái kín (atrium), khi giếng thông tầng bị nhiễm khói, lửa, hệ thống hành lang tiếp xúc với giếng trời có nguy cơ bị khói lửa xâm nhập rất cao. (Hình 10,11)

Trường hợp hành lang tiếp xúc trực tiếp với không gian giếng thông tầng không có mái (giếng trời), do cấu trúc hở nên hệ thống quạt hút và thổi chống nhiễm khói cho hành lang nếu có cũng sẽ bị vô hiệu. Khi có đám cháy, giếng trời sẽ nhanh chóng bị nhiễm khói và trong quá trình khói bị hút lên các tầng phía trên (hiệu ứng ống khói) sẽ lan vào các không gian hành lang, cầu thang, căn hộ làm vô hiệu hóa Lối thoát nạn.

Chung cư Carina Plaza phường 16 quận 8, TPHCM, vào tháng 3 năm 2018 đã xảy ra vụ cháy gây nhiều tổn thất lớn về tài sản và sinh mạng, trong đó đồng thời xảy ra nhiều vấn đề liên quan đến Lối thoát nạn như: Hệ thống chống nhiễm khói hành lang và thang thoát nạn không hoạt động, thang thoát nạn tại tầng hầm không có phòng đệm, hành lang thoát nạn tiếp xúc trực tiếp với giếng trời. Đây là những vấn đề quan trọng sống còn đối với việc thiết kế hệ thống thoát nạn trong nhà chung cư. (Hình 12,13)

Hình 10. Nguồn lửa 5KW đặt ở Atrium (Hình trái)

Hình 11. Biểu độ phân bố mật độ khói (Hình phải)

– Lối ra khẩn cấp

Trong nhà chung cư, lối ra khẩn cấp có thể là lối ra ban công, lô gia hoặc ra sân mái. Đây là những vị trí hay khu vực có thể giúp mọi người di chuyển ra bên ngoài an toàn nếu có sự trợ giúp của phương tiện và lực lượng cứu hộ. Tuy nhiên với hoàn cảnh hiện nay của Việt Nam, khi giải pháp cứu hộ trên mái bằng trực thăng không có đủ điều kiện triển khai thì việc ra khỏi tòa nhà bằng lối ra khẩn cấp trong các sự cố cháy nổ chủ yếu qua đường ban công, lô gia trong các căn hộ.

Theo quy định tại QCVN 06:2010/BXD, mục 3.2.12: “Các lối ra không thoả mãn các yêu cầu đối với lối ra thoát nạn có thể được xem là lối ra khẩn cấp để tăng thêm mức độ an toàn cho người khi có cháy. Các lối ra khẩn cấp không được đưa vào tính toán thoát nạn khi cháy.”

Trên thực tế, tại nhiều vụ cháy nổ nhà chung cư, khi hệ thống đường thoát nạn, Lối thoát nạn bị vô hiệu hóa do khói, lửa, việc thoát hiểm trong tòa nhà hoàn toàn trông cậy vào các lối ra khẩn cấp. Đó chủ yếu là tình huống thoát hiểm qua đường lô gia trong các tòa nhà chung cư. Đối với các hộ ở tầng thấp (dưới 18 tầng) có thể trông cậy vào các xe thang của lực lượng chữa cháy. Hiện nay ở Hà Nội, xe thang có tầm với cao nhất là 56m, tuy nhiên với trọng lượng toàn tải 26 tấn, bề rộng 2,55 m, chiều dài 12 m, xe thang 56m có tải trọng quá lớn, kích thước cồng kềnh nên khó tiếp cận với các tòa nhà nằm sâu trong các khu dân cư, đường vào nhỏ hẹp. Chỉ các xe thang loại nhỏ có tầm với dưới 30m mới có thể tiếp cận với các chung cư không có lối vào thuận lợi (Hình 14).

Hình 12. Chung cư Carina plaza. Hành lang tiếp xúc trực tiếp với giếng trời

Hình 13. Mặt bằng block A chung cư Carina plaza.

Hành lang bị nhiễm khói do tiếp xúc trực tiếp với giếng trời

Như vậy, việc thoát hiểm qua các lối ra khẩn cấp cũng gần như bất khả thi. Để có thể coi sân mái, ban công, lô gia là các lối thoát khẩn cấp cần có thêm những giải pháp khác phối hợp để trong những tình huống khẩn cấp, có thể sử dụng như một lối thoát an toàn hiệu quả cho người dân. Nhiều nước trên thế giới đã thử nghiệm lắp các ống trượt cho các tòa nhà chung cư để thoát hiểm khẩn cấp khi có đám cháy. Đó là loại ống trượt đứng xoắn, được thiết kế ba lớp. Lớp ngoài chịu lửa được chế tạo từ vải sợi thủy tinh tráng cao su silicon chống cháy có khả năng chịu nhiệt tới 600 độ C, giúp nạn nhân không phải chịu hơi nóng, khí độc và sự va đập. Lớp giữa co giãn để giữ tốc độ trượt ở mức an toàn. Lớp bên trong chịu lực được chế tạo từ vải polyester, giúp nhiều người có thể cùng trượt trong ống. Độ cao sử dụng đến 100m, kích thước lắp đặt ngang 80, cao 850, sâu 600, tốc độ 2m/s, công suất 15-20 người/phút. Đường kính ống ngoài chịu nhiệt d700, đường kính ống trong d600.

Vị trí lắp ống có thể lắp trên mái, lắp kết hợp với các phòng lánh nạn, lắp gắn vào lô gia hoặc cửa sổ. Khi lắp đặt ống sử dụng chung cho nhiều tầng, có thể bố trí cửa tiếp cận riêng tại mỗi tầng với thân ống trượt. Đối với các tòa nhà cao có thể bố trí phân đoạn, mỗi ống trượt cao khoảng 30-45m tương đương với từ 10-15 tầng nhà, kết thúc và chuyển tiếp sang một ống trượt khác. Hiện nay ống trượt cao nhất có độ cao 100m tương đương với hơn 30 tầng nhà.

Kết luận và kiến nghị

Hình 14. Xe thang 56m hiện đại nhất Hà Nội, trọng lượng toàn tải 26 tấn, bề rộng 2,55m, chiều dài 12m

Để có thế khắc phục những vấn đề còn bất cập nêu trên trong việc thiết kế, xét duyệt, nghiệm thu các dự án nhà chung cư để Lối thoát nạn thực sự hoạt động hiệu quả và hoàn thành các mục tiêu, công năng đã được quy định trong QCVN 06:2010/BXD cần thực hiện những việc sau:

Nhấn mạnh nguyên tắc “căn hộ luôn nằm giữa hai Lối thoát nạn” trong QCVN 06:2010/BXD và quy trình thẩm duyệt phòng cháy chữa cháy đối với các hồ sơ thiết kế nhà chung cư.

Tăng cường quản lý trong khâu phê duyệt, thẩm duyệt thiết kế đối với quy định về khoảng cách giữa hai Lối thoát nạn trong nhà chung cư.

Các cơ quan quản lý cần bổ sung những quy định cụ thể về việc thiết kế hành lang trong nhà chung cư trên cơ sở các tình huống: Hành lang hở tiếp xúc với không gian bên ngoài, hành lang đóng kín, hành lang có mở khe thông gió – chiếu sáng, hành lang tiếp xúc với không gian giếng trời (atrium), để đảm bảo yêu cầu “không nhiễm khói” khi có sự cố cháy.

Cần có những nghiên cứu về việc kết hợp bổ sung các phương án thoát hiểm bằng ống trượt đứng gắn liền với các lối ra khẩn cấp đang được quy định trong QCVN 06:2010/BXD, như gắn với ban công, lô gia, sân mái, cửa sổ và hành lang, để các lối ra khẩn cấp thực sự đạt hiệu quả thoát được người trong các sự cố có đám cháy. Đặc biệt là có những điều chỉnh bổ sung trong quy định về Phòng lánh nạn trong nhà chung cư cao tầng một cách cụ thể để đáp ứng công năng thoát người khi có sự cố cháy nổ. Trong đó việc lánh nạn cần được thiết kế xây dựng theo hướng chủ động ngoài mục đích lánh nạn thụ động như quy định hiện nay. Để mở rộng công năng thoát nạn theo hướng chủ động, nên kết hợp phòng lánh nạn với không gian mở tiếp xúc với mặt ngoài nhà để lắp đặt hệ thống ống trượt đứng liên tầng dọc theo chiều cao tòa nhà.

Nguyễn Như Hoàng

(Bài đăng trên Tạp chí Kiến trúc số 05-2019)

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

Tài liệu tham khảo

1. Quy chuẩn ký thuật quốc gia về an toàn cháy cho nhà và công trình – QCVN 06 : 2010/BXD

2. A NOVEL SMOKE CONTROL SYSTEM FOR TALL ATRIUM

Daniel P.C. Chan and S.K. Lau, Daniel Chan & Associates Ltd., Hong Kong, China