Tổng quan luận án

Vấn đề an toàn cháy trong công trình siêu cao tầng đặt ra những thách thức lớn đối với công tác quy hoạch, thiết kế kiến trúc, xây dựng và quản lý vận hành. Khi xảy ra sự cố hỏa hoạn, việc di chuyển thoát hiểm từ độ cao hàng chục đến hàng trăm mét xuống mặt đất là trở ngại nghiêm trọng đối với người sử dụng, đặc biệt là nhóm đối tượng yếu thế như người già, trẻ em, người bệnh và người khuyết tật. Thực tiễn đòi hỏi công trình phải bố trí các khu vực an toàn trung gian để người sử dụng có thể tạm lánh trước khi tiếp tục di chuyển xuống mặt đất hoặc chờ lực lượng cứu nạn, cứu hộ can thiệp.

Mặc dù Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về an toàn cháy cho nhà và công trình (QCVN 06:2020/BXD) đã quy định công trình có chiều cao trên 100 mét bắt buộc phải bố trí tầng lánh nạn, nhưng văn bản quy chuẩn còn bộc lộ một số khoảng trống thực tế:

  • Quy chuẩn chủ yếu đề cập đến không gian lánh nạn tập trung trên toàn bộ một tầng, gây khó khăn cho các công trình có diện tích mặt bằng sàn nhỏ, hình khối kéo dài hoặc đa diện tuyến.
  • Giải pháp thoát nạn hiện hữu chủ yếu dựa vào trục đứng (thang bộ thoát hiểm), chưa tích hợp chiến lược thoát hiểm kết hợp đồng thời phương đứng và phương ngang.
  • Tầng lánh nạn thường chiếm diện tích sàn xây dựng nhưng không mang lại lợi nhuận trực tiếp, khiến chủ đầu tư có xu hướng tối thiểu hóa hoặc bố trí mang tính đối phó.
  • Chưa có giải pháp thiết kế tích hợp không gian lánh nạn với các chức năng kỹ thuật, dịch vụ tiện ích và không gian xanh nhằm tối ưu hóa hiệu quả sử dụng và thích ứng với khí hậu nhiệt đới gió mùa tại Việt Nam.

Mục đích nghiên cứu: Nghiên cứu các giải pháp kiến trúc tổ chức không gian lánh nạn trong nhà siêu cao tầng ở Việt Nam theo các tiêu chí đảm bảo an toàn, hiệu quả kinh tế, nhân văn và bền vững.

Mục tiêu nghiên cứu cụ thể:

  1. Đề xuất các giải pháp kiến trúc tổ chức không gian lánh nạn cho nhà siêu cao tầng tập trung trong và ngoài nhà, kết hợp với giải pháp thoát người đồng thời theo phương đứng và phương ngang.
  2. Đề xuất các giải pháp kiến trúc tổ chức không gian lánh nạn xanh, tối ưu hóa hiệu quả sử dụng khi kết hợp với các chức năng khác (vườn trên cao, dịch vụ công cộng tiện ích, tầng kỹ thuật).
  3. Đề xuất các giải pháp kiến trúc tổ chức không gian lánh nạn phân tán (dạng gian lánh nạn) trong nhà siêu cao tầng có mặt bằng đặc thù.
  4. Xây dựng hệ thống tiêu chí đánh giá tổ chức không gian lánh nạn tại Việt Nam bằng phương pháp chấm điểm số, đảm bảo các yêu cầu về an toàn, kinh tế, nhân văn và bền vững.

Đối tượng, phạm vi và giới hạn nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Không gian lánh nạn trong công trình kiến trúc siêu cao tầng đa chức năng, chung cư và tổ hợp đa chức năng.
  • Phạm vi không gian: Các công trình nhà siêu cao tầng tại các đô thị lớn ở Việt Nam, trọng tâm là Hà Nội, Đà Nẵng và Thành phố Hồ Chí Minh.
  • Giới hạn thời gian: Định hướng ứng dụng và dự báo phát triển đến năm 2050.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Luận án tiến hành điểm luận có hệ thống về lịch sử phát triển nhà cao tầng, siêu cao tầng và hệ thống an toàn cháy trên thế giới và tại Việt Nam:

  • Cơ sở phát triển kỹ thuật công trình cao tầng: Ghi nhận các dấu mốc phát minh quan trọng như hệ thống phanh an toàn cho thang máy của Elisha Graves Otis (1852, ứng dụng thực tế năm 1857 tại New York); kết cấu khung và dầm thép thay thế tường gạch của William Le Baron Jenny (1885) tại tòa nhà Home Insurance Building (Chicago, cao 10 tầng, 55m).
  • Các công trình siêu cao tầng biểu tượng qua các thời kỳ: Tòa nhà Masonic Temple (Chicago, 1892, 21 tầng, 92m); Empire State Building (New York, thiết kế bởi Shreve, Lamb và Harmon, 1931, 102 tầng, 381m - 443m tính cả tháp truyền hình); John Hancock Center (Chicago, 1968, thiết kế bởi Skidmore, Owings & Merrill - SOM); World Trade Center (New York, 1973, thiết kế bởi Minoru Yamasaki, Emery Roth & Sons, 110 tầng, 526,3m); Willis Tower / Sears Tower (Chicago, 1974, SOM, 108 tầng, 527m); Petronas Twin Towers (Kuala Lumpur, 1998, Cesar Pelli, 88 tầng, 451,9m); Taipei 101 (Đài Loan, 2004, C.Y. Lee & Partners, 101 tầng, 509,2m); Burj Khalifa (Dubai, 2010, SOM, 164 tầng, 828m); các dự án Kingdom Tower (Jeddah, Adrian Smith & Gordon Gill) và Nakheel Harbour & Tower (Dubai, Woods Bagot).
  • Lý thuyết an toàn và an toàn cháy: Dẫn chiếu các định nghĩa chuẩn hóa của ISO/IEC Hướng dẫn 50 và các công trình nghiên cứu của GS. Shinichi Sugahara (Trung tâm Khoa học và Công nghệ Phòng cháy chữa cháy, Viện nghiên cứu Khoa học và Công nghệ PCCC, Trưởng dự án Chương trình COE toàn cầu, Nhật Bản).
  • Kinh nghiệm thiết kế tầng lánh nạn quốc tế:
    • Nhật Bản: Mô hình phân vùng lánh nạn theo chiều dọc nhằm duy trì tính liên tục của hoạt động kinh doanh và an toàn cháy sau động đất (điển hình tại tòa nhà Abeno Harukas, Osaka).
    • Trung Quốc: Mô hình bố trí tầng lánh nạn định kỳ (như tháp Jin Mao Tower năm 1999, SEG Plaza Thâm Quyến, CITIC Plaza Quảng Châu, Trung tâm Tài chính Quốc tế Quảng Châu do Wilkinson Eyre thiết kế).
    • Hồng Kông: Quy định bố trí không gian lánh nạn như điểm dừng chân của thang bộ thoát hiểm phục vụ đối tượng yếu thế (các công trình như Bank of China Tower của I.M. Pei, Central Plaza của Dennis Lau & Ng Chun Man, International Commerce Centre của Kohn Pedersen Fox).
  • Vị trí và khoảng trống luận án giải quyết: Tiếp thu các bài học quốc tế về phân vùng theo phương đứng, luận án định vị trọng tâm giải quyết bài toán đặc thù của Việt Nam: chuyển đổi mô hình lánh nạn đơn công năng sang mô hình đa năng kết hợp yếu tố xanh (Sky garden, Green roof), bổ sung phương thức sơ tán ngang bằng cầu trên cao (Skybridge), và thiết lập giải pháp gian lánh nạn phân tán cho các công trình có diện tích sàn giới hạn.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Luận án xây dựng trên các khung khái niệm và hệ thống cơ sở khoa học đa ngành:

  • Khái niệm công cụ:
    • Nhà siêu cao tầng (NSCT): Văn bản xác lập theo QCVN 06:2020/BXD là công trình có chiều cao phòng cháy trên 100 mét (hoặc theo TCXDVN 323:2004 là công trình có số tầng trên 40).
    • Không gian lánh nạn (KGLN), Tầng lánh nạn (TLN), Gian lánh nạn (GLN): Không gian chuyên dụng bảo đảm khả năng chống cháy, cách nhiệt và ngăn khói tối thiểu 2 giờ, kết nối trực tiếp với hệ thống lối thoát nạn và phục vụ công tác cứu nạn cứu hộ từ bên ngoài.
    • Kiến trúc xanh và KGLN Xanh - An toàn: Khái niệm tích hợp các thành phần cây xanh, thông gió, cảnh quan nhưng được kiểm soát về an toàn cháy (bao gồm Vườn trên cao - Sky garden, Mái nhà xanh - Green roof, Cầu trên cao - Sky bridge).
    • Cơ sở vật lý và kỹ thuật PCCC: Phân tích tam giác cháy, các giai đoạn phát triển của đám cháy, cơ chế lan truyền nhiệt và khói theo phương đứng (hiệu ứng ống khói), yêu cầu cấu tạo buồng thang bộ thoát hiểm không nhiễm khói (loại N1, N2, N3), hệ thống kết cấu chịu lực (hệ lõi cứng, hệ khung giằng, hệ outrigger, hệ lưới biên diagrid) và thiết bị kỹ thuật PCCC (hệ thống báo cháy từ 1-2 loop đến 10 loop, sprinkler, màng ngăn cháy, máng trượt, dây thoát hiểm, bãi đỗ trực thăng).

Hệ thống phương pháp nghiên cứu thực hiện:

  • Phương pháp khảo sát: Thu thập số liệu sơ cấp và thứ cấp từ cư dân sinh sống trong các nhà cao tầng/siêu cao tầng tại Việt Nam; khảo sát trực tiếp các kiến trúc sư, kỹ sư xây dựng, các chủ đầu tư dự án và đại diện các cơ quan quản lý nhà nước về cấp phép, thẩm duyệt PCCC.
  • Phương pháp thống kê, so sánh, đối chiếu: Phân tích dữ liệu thực tế trước và sau khi áp dụng QCVN 06:2010/BXD và QCVN 06:2020/BXD; thống kê phân loại các vụ cháy nhà cao tầng tại Việt Nam và trên thế giới nhằm làm rõ nguyên nhân, vị trí xuất phát cháy, diễn biến lan truyền khói và thiệt hại.
  • Phương pháp liên ngành: Phối hợp nguyên lý thiết kế không gian kiến trúc với các tiêu chuẩn kỹ thuật an toàn phòng cháy chữa cháy và kết cấu xây dựng.
  • Phương pháp chuyên gia: Sử dụng kỹ thuật phỏng vấn sâu chuyên gia và tổ chức các hội đồng thảo luận chuyên đề đa ngành để thẩm định các giải pháp đề xuất.
  • Phương pháp dự báo: Phân tích xu hướng nhân khẩu học, đô thị hóa, biến đổi khí hậu và tiến bộ khoa học vật liệu để xác lập các mô hình không gian lánh nạn thích ứng đến năm 2050.

Nguồn dữ liệu: Dữ liệu thống kê cháy của Cục Cảnh sát Phòng cháy, chữa cháy và Cứu nạn, cứu hộ (Bộ Công an); văn bản quy chuẩn xây dựng Việt Nam (QCVN 06:2020/BXD, QCVN 06:2010/BXD, TCXDVN 323:2004); tài liệu của Hội đồng Nhà cao tầng và Môi trường sống đô thị (CTBUH); hồ sơ kỹ thuật của 7 công trình siêu cao tầng khảo sát tại Việt Nam.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1. TỔNG QUAN TỔ CHỨC KHÔNG GIAN LÁNH NẠN TRONG KIẾN TRÚC NHÀ SIÊU CAO TẦNG

Chương 1 hệ thống hóa thực trạng phát triển công trình siêu cao tầng và tình hình an toàn cháy trên thế giới và tại Việt Nam. Tác giả tổng hợp dữ liệu khảo sát 7 công trình siêu cao tầng tiêu biểu tại Việt Nam để đánh giá mức độ đáp ứng về tầng và gian lánh nạn.

Tên công trình Địa điểm / Năm hoàn thành Quy mô số tầng / Chiều cao Công năng chính Hiện trạng bố trí TLN / GLN
Bitexco Financial Tower TP. Hồ Chí Minh (2010) 68 tầng / 258,5 m TTTM, Nhà hàng, Rạp chiếu phim, Văn phòng, Khách sạn Tầng lánh nạn tại tầng 29 - 30; Sân đỗ trực thăng tầng 52; Đài quan sát tầng 49
Keangnam Hanoi Landmark Tower Hà Nội (2011) 72 tầng TTTM, Dịch vụ công cộng, Văn phòng, Khách sạn, Căn hộ cao cấp Không có tầng lánh nạn
Lotte Centre Hanoi Hà Nội (2013) 65 tầng TTTM, Văn phòng, Khách sạn, Căn hộ Gian lánh nạn tại tầng 33
Landmark 81 TP. Hồ Chí Minh (2018) 81 tầng / 461,3 m TTTM, Căn hộ thương mại, Officetel, Nhà hàng, Khách sạn Tầng lánh nạn tại tầng 21, 46, 65; Thang máy cứu hỏa, tích hợp MEP
Tòa nhà Thiên niên kỷ (Hatay Millennium) Hà Đông, Hà Nội (2020) 44 tầng Dịch vụ thương mại, Văn phòng, Căn hộ Tầng lánh nạn tại tầng 17; Có cầu trên cao kết nối, sân vườn/DVCC
Tòa nhà số 70 Tây Sơn Quy Nhơn (Đang hoàn thiện) 47 tầng / 170 m Chung cư, Dịch vụ thương mại Không có tầng lánh nạn
Tòa nhà Xuân La Tây Hồ, Hà Nội (Đang hoàn thiện) 41 tầng / 164 m Văn phòng, Khách sạn, Nhà ở, Dịch vụ công cộng Gian lánh nạn tại tầng 15 (Tòa A, B); Cầu trên cao tầng 30 - 36

Kết quả phân tích hiện trạng công trình tại Việt Nam:

  • Trong số 7 công trình khảo sát, có 5 công trình bố trí tầng lánh nạn hoặc gian lánh nạn; 2 công trình không bố trí (Keangnam Landmark Tower xây dựng trước QCVN 06:2020 và Tòa nhà 70 Tây Sơn).
  • Vật liệu xây dựng chủ đạo là khung bê tông cốt thép, 4/7 công trình sử dụng tường kính bao che (curtain wall); 2/7 công trình ứng dụng sân vườn trên cao và 2/7 công trình sử dụng cầu trên cao liên kết khối tháp.

Thống kê các vụ cháy nhà cao tầng tại Việt Nam giai đoạn 2016 - 2018:

Công trình xảy ra cháy Địa điểm Thời điểm Vị trí phát cháy / Nguyên nhân Hậu quả và ghi nhận kỹ thuật
Chung cư Rainbow Linh Đàm Hà Nội 31/10/2016 Căn hộ tầng 8 / Sự cố điện Không có tầng lánh nạn
Tòa nhà Topaz Tower (Saigon Pearl) TP. Hồ Chí Minh 17/4/2017 Tầng 18 / Đang điều tra Không có tầng lánh nạn
Chung cư Golden Westlake Tây Hồ, Hà Nội 25/12/2017 Căn hộ tầng 18 / Sự cố lửa Không có tầng lánh nạn
Chung cư Carina Plaza TP. Hồ Chí Minh 23/3/2018 Tầng hầm / Sự cố điện xe máy 13 người tử vong, 60 người bị thương; Khói lan nhanh qua giếng trời và buồng thang hở cửa ngăn cháy
Tòa nhà Park Spring Quận 2, TP. Hồ Chí Minh 01/4/2018 Căn hộ tầng 8 / Sự cố điện Không có tầng lánh nạn
Tòa nhà CT6 Ecocity Thanh Trì, Hà Nội 06/5/2018 Tầng hầm / Đang điều tra Không có tầng lánh nạn
Tòa nhà Bắc Hà - Fodaco Hà Nội 25/5/2018 Căn hộ tầng 8 / Sự cố lửa Không có tầng lánh nạn

Phân tích nguyên nhân hỏa hoạn: Số liệu thống kê chỉ ra nguyên nhân do sự cố điện chiếm 56% (3/7 vụ), sự cố lửa trực tiếp chiếm 35% (2/7 vụ), nguyên nhân khác hoặc đang điều tra chiếm 9% (2/7 vụ). Các vụ cháy tập trung vào mùa hè (tháng 5 đến tháng 7). Điểm cốt yếu được phát hiện là đa số các trường hợp tử vong và thương tật xuất phát từ ngạt khói và khí độc, do hệ thống thang thoát nạn không bảo đảm độ kín khói và công trình hoàn toàn thiếu không gian lánh nạn trung gian.

Chương 2. CƠ SỞ KHOA HỌC TỔ CHỨC KHÔNG GIAN LÁNH NẠN TRONG KIẾN TRÚC NHÀ SIÊU CAO TẦNG Ở VIỆT NAM

Chương 2 phân tích các cơ sở kỹ thuật, công nghệ và tự nhiên chi phối việc tổ chức không gian lánh nạn:

  • Quy chuẩn pháp lý: Khảo sát chi tiết QCVN 06:2020/BXD, làm rõ quy định đối với nhà có chiều cao trên 100 mét: diện tích tầng lánh nạn phải tính toán dựa trên chỉ tiêu số người cần lánh nạn, kết cấu ngăn cháy phải có giới hạn chịu lửa theo quy chuẩn, diện tích tầng lánh nạn không tính vào chỉ tiêu hệ số sử dụng đất và diện tích sàn thương mại.
  • Đặc tính cháy và lan truyền khói: Phân tích quá trình cháy diễn biến qua các giai đoạn (bùng phát ban đầu, phát triển toàn phần, suy thoái). Nghiên cứu hiệu ứng chênh lệch áp suất nhiệt (hiệu ứng ống khói) làm khói và khí độc di chuyển với vận tốc lớn theo trục đứng qua buồng thang, giếng thang máy, giếng kỹ thuật.
  • Cơ sở giải pháp kiến trúc và công năng: Phân loại hình thái mặt bằng (tháp đơn, tháp đôi, đa tháp, tổ hợp khối lớn); phân loại không gian thoát nạn theo tiêu chuẩn buồng thang không nhiễm khói (loại N1 thoát qua ban công hở, loại N2 có áp suất không khí dương, loại N3 có sảnh đệm ngăn khói với áp suất dương).
  • Cơ sở kỹ thuật và công nghệ PCCC: Yêu cầu vật liệu chịu lửa cho hệ thống chịu lực chính (khung thép bọc chống cháy, bê tông cốt thép dự ứng lực); các hệ thống báo cháy quy mô từ 1 - 2 loop đến 10 loop; hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler, hệ thống màng ngăn cháy Drencher; thiết bị hỗ trợ thoát nạn cục bộ như máng trượt cứu hộ, cáp treo thoát nạn, sân đỗ trực thăng trên mái.
  • Điều kiện tự nhiên và khí hậu Việt Nam: Phân tích tác động của khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm, bức xạ nhiệt cao và tần suất dông bão. Việc bố trí các khoảng mở thông gió tự nhiên, giếng trời hoặc sân vườn trên cao nếu không tính toán kỹ về phòng cháy sẽ tạo luồng hút gió làm ngọn lửa lan nhanh hơn khi có cháy.

Chương 3. MÔ HÌNH VÀ GIẢI PHÁP TỔ CHỨC KHÔNG GIAN LÁNH NẠN TRONG KIẾN TRÚC NHÀ SIÊU CAO TẦNG Ở VIỆT NAM

Chương 3 trình bày các quan điểm, nguyên tắc thiết kế, đề xuất các mô hình kiến trúc và xây dựng bộ tiêu chí đánh giá không gian lánh nạn.

Bốn nguyên tắc thiết kế cốt lõi:

  1. Nguyên tắc an toàn: Bảo đảm kết cấu ngăn chia KGLN chịu lửa tối thiểu 2 giờ; duy trì áp suất dương chống khói xâm nhập; kết nối thông suốt với buồng thang bộ thoát hiểm và bảo đảm tiếp cận cho lực lượng cứu hộ từ bên ngoài.
  2. Nguyên tắc kỹ thuật: Tích hợp đồng bộ với hệ thống kỹ thuật công trình (hút khói, cấp khí tươi, chiếu sáng sự cố, liên lạc khẩn cấp, cấp nước chữa cháy cục bộ).
  3. Nguyên tắc đa chức năng: Kết hợp không gian lánh nạn với các chức năng sử dụng thường nhật (vườn cây trên cao, không gian sinh hoạt cộng đồng, tầng kỹ thuật MEP) nhằm tránh lãng phí diện tích sàn và tạo sự thân thuộc cho cư dân khi có sự cố.
  4. Nguyên tắc dựa trên tính toán và xây dựng kịch bản thoát người: Phân bổ diện tích và vị trí KGLN dựa trên kịch bản dòng người di chuyển theo phương đứng, phương ngang và kịch bản phân kỳ theo độ cao (tham khảo Bảng 3-1 về các kịch bản thoát người).

Các mô hình và giải pháp kiến trúc đề xuất:

Nhóm giải pháp Loại hình mô hình Nội dung giải pháp kiến trúc
KGLN tập trung trong và ngoài nhà Mô hình kết nối phương ngang (Skybridge) Ứng dụng cầu trên cao kết nối giữa các khối tháp đơn/đôi ở các cao trình tầng lánh nạn, cho phép người di chuyển ngang sang tòa tháp an toàn lân cận hoặc bổ trợ thoát nạn cho khối tháp cũ.
KGLN xanh Mô hình Sky Garden (Vườn trên cao) Tổ chức sân vườn trên cao tại các tầng lánh nạn trung gian; sử dụng tỷ lệ cây xanh và thảm thực vật chịu lửa, tạo dải ngăn cách nhiệt, kết hợp thông gió tự nhiên có kiểm soát bằng van chặn lửa.
Mô hình Green Roof (Mái xanh) Phủ xanh bề mặt mái của công trình kết hợp với bãi đáp trực thăng hoặc sân tập kết cứu nạn ngoài trời, giảm bức xạ nhiệt mái và tăng diện tích an toàn lộ thiên.
KGLN phân tán Mô hình Gian lánh nạn (GLN) cục bộ Bố trí các gian lánh nạn phân tán tại các tầng (hoặc mỗi cụm tầng nhất định) cho các công trình có diện tích sàn nhỏ, mặt bằng trải dài; gian lánh nạn tiếp giáp trực tiếp mặt ngoài công trình và kết nối lõi thang thoát hiểm.
KGLN tích hợp kỹ thuật Mô hình tích hợp tầng MEP Kết hợp không gian lánh nạn với tầng kỹ thuật trung gian của tòa nhà, phân tách bằng tường ngăn cháy có giới hạn chịu lửa tiêu chuẩn, tối ưu hóa diện tích sàn kỹ thuật không tính vào hệ số sử dụng đất.

Xây dựng tiêu chí đánh giá KGLN: Luận án thiết lập bảng điểm tiêu chí đánh giá hiệu quả tổ chức không gian lánh nạn trong nhà siêu cao tầng (tham chiếu Bảng 3-3 và Bảng 3-4), chấm điểm dựa trên 4 nhóm tiêu chí: An toàn phòng cháy (hệ thống kết cấu, ngăn khói, thoát nạn), Hiệu quả kinh tế (tỷ lệ tận dụng diện tích, chi phí đầu tư), Giá trị nhân văn (khả năng tiếp cận của người yếu thế, tiện ích cộng đồng) và Tính bền vững (tích hợp kiến trúc xanh, tiết kiệm năng lượng). Mô hình đã được thử nghiệm đối chiếu trên công trình thực tế (như dự án Sky Forest Ecopark và Tòa nhà Thiên niên kỷ - Hà Đông).

Kết quả và những đóng góp mới

Căn cứ vào nội dung thuyết minh luận án, các kết quả và đóng góp mới của công trình bao gồm:

  1. Giải pháp tổ chức KGLN tập trung trong và ngoài nhà kết hợp sơ tán đa phương: Xây dựng chiến lược sơ tán người theo phương đứng kết hợp với phương ngang nhằm tối ưu hóa thời gian thoát hiểm; ứng dụng hình thái cầu trên cao (Skybridge) để liên kết các không gian lánh nạn trên cùng cao trình giữa các khối tháp trong điều kiện xây dựng tại Việt Nam.
  2. Giải pháp tích hợp KGLN đa chức năng và KGLN xanh: Đề xuất phương án kết hợp không gian lánh nạn với tầng kỹ thuật (MEP), dịch vụ công cộng tiện ích và sân vườn trên cao (Sky garden), mái xanh (Green roof), giúp chủ đầu tư giảm thiểu áp lực chi phí diện tích sàn không sinh lợi và tăng giá trị sử dụng cho cư dân.
  3. Giải pháp tổ chức KGLN phân tán (Gian lánh nạn): Đề xuất bố trí các gian lánh nạn phân tán thay vì chỉ tập trung trên một tầng trọn vẹn đối với các công trình siêu cao tầng có mặt bằng sàn nhỏ, mặt bằng trải dài đa diện tuyến và mật độ người không quá cao; kiến nghị bổ sung cơ chế cho phép bố trí chức năng ở cùng tầng có gian lánh nạn vào Quy chuẩn Việt Nam.
  4. Hệ thống tiêu chí đánh giá KGLN bằng thang điểm: Xây dựng bộ tiêu chí định lượng đánh giá tính hiệu quả của không gian lánh nạn dựa trên 4 trụ cột: An toàn, Kinh tế, Nhân văn và Bền vững, làm công cụ định hướng thiết kế và thẩm định cho các nhà chuyên môn.

Kiến nghị của tác giả:

  • Kiến nghị Bộ Xây dựng và các cơ quan hữu quan cập nhật, bổ sung các hướng dẫn chi tiết vào QCVN 06 liên quan đến thiết kế cầu liên kết trên cao phục vụ thoát nạn, quy định cụ thể cho gian lánh nạn phân tán và tiêu chuẩn an toàn cho vườn trên cao.
  • Đề xuất các cơ chế khuyến khích chủ đầu tư áp dụng giải pháp KGLN xanh thông qua ưu đãi chỉ tiêu quy hoạch kiến trúc.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Nghiên cứu giới hạn phạm vi khảo sát đối với các công trình kiến trúc siêu cao tầng (chiều cao trên 100 mét hoặc trên 40 tầng) tại ba trung tâm đô thị lớn gồm Hà Nội, Đà Nẵng và Thành phố Hồ Chí Minh; dữ liệu thực nghiệm chủ yếu dựa trên các dự án nhà ở hỗn hợp, chung cư và văn phòng thương mại.
  • Hướng nghiên cứu tiếp:
    • Ứng dụng các phần mềm mô phỏng động lực học chất lưu (CFD) để kiểm chứng chi tiết đường truyền khói và phân bố nhiệt độ trong các mô hình không gian lánh nạn xanh có kết cấu vườn mở trên cao.
    • Mở rộng phạm vi đánh giá tiêu chí điểm số cho các tổ hợp công trình siêu cao tầng phức hợp quy mô lớn và trung tâm trung chuyển giao thông đô thị ngầm gắn với nhà chọc trời.
    • Tính toán chi tiết kết cấu chịu lực của hệ thống cầu trên cao (Skybridge) dưới tác động đồng thời của tải trọng gió bão, động đất và nhiệt độ cao do hỏa hoạn.

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo cho nhiều nhóm đối tượng chuyên môn:

  • Nghiên cứu sinh, học viên cao học và giảng viên chuyên ngành Kiến trúc, Quy hoạch, Kỹ thuật Công trình Xây dựng và PCCC: Tham khảo phương pháp tiếp cận liên ngành giữa kiến trúc và an toàn công trình, phương pháp phân loại hình thái NSCT và cơ sở dữ liệu lịch sử phát triển nhà siêu cao tầng thế giới và Việt Nam.
  • Kiến trúc sư và kỹ sư thiết kế: Ứng dụng trực tiếp 4 nguyên tắc thiết kế và các sơ đồ bố trí không gian lánh nạn kết hợp tầng MEP, giải pháp gian lánh nạn phân tán, giải pháp thiết kế vườn trên cao ngăn cháy và cầu liên tháp.
  • Cơ quan quản lý nhà nước và nhà làm chính sách (Bộ Xây dựng, Cục Cảnh sát PCCC & CNCH): Sử dụng các phát hiện bất cập của QCVN 06:2020 và hệ thống tiêu chí chấm điểm KGLN để hoàn thiện, sửa đổi bổ sung các quy chuẩn kỹ thuật quốc gia.
  • Chủ đầu tư và đơn vị quản lý vận hành tòa nhà: Tham khảo mô hình tích hợp không gian tiện ích vào tầng lánh nạn để nâng cao hiệu quả khai thác kinh tế mà vẫn bảo đảm an toàn sinh mạng.

Câu hỏi thường gặp

1. Luận án định nghĩa tiêu chí chiều cao của nhà siêu cao tầng tại Việt Nam như thế nào?
Luận án căn cứ theo QCVN 06:2020/BXD xác định nhà siêu cao tầng là công trình có chiều cao phòng cháy trên 100 mét (bắt buộc bố trí tầng lánh nạn), đồng thời kế thừa định nghĩa của TCXDVN 323:2004 coi các công trình có số tầng từ 40 tầng trở lên là nhà siêu cao tầng.

2. Qua khảo sát 7 tòa nhà siêu cao tầng tại Việt Nam, thực trạng bố trí tầng/gian lánh nạn diễn ra như thế nào?
Kết quả khảo sát cho thấy có 5/7 tòa nhà có bố trí tầng hoặc gian lánh nạn (Bitexco có TLN tầng 29-30; Lotte Centre có GLN tầng 33; Landmark 81 có TLN tầng 21, 46, 65; Tòa nhà Thiên niên kỷ có TLN tầng 17; Tòa nhà Xuân La có GLN tầng 15 tại 2 tòa A, B). Có 2/7 tòa nhà không có tầng lánh nạn là Keangnam Hanoi Landmark Tower (hoàn thành năm 2011) và Tòa nhà 70 Tây Sơn Quy Nhơn.

3. Số liệu thống kê các vụ cháy nhà cao tầng (2016 - 2018) chỉ ra nguyên nhân và cơ chế gây thương vong chính là gì?
Thống kê 7 vụ cháy chung cư cao tầng tại Hà Nội và TP.HCM cho thấy nguyên nhân do sự cố điện chiếm tỷ lệ cao nhất với 56% (3/7 vụ), tiếp theo là sự cố lửa chiếm 35% (2/7 vụ) và 9% chưa rõ nguyên nhân. Phần lớn nạn nhân tử vong và bị thương là do ngạt khói và khí độc lan truyền qua các khoảng thông tầng, buồng thang hở chứ không phải do tác động trực tiếp của lửa.

4. Giải pháp thoát nạn theo phương ngang bằng "Cầu trên cao" (Skybridge) được luận án đề xuất với cơ chế hoạt động ra sao?
Luận án đề xuất sử dụng cầu trên cao liên kết giữa các khối tháp độc lập tại đúng cao trình của các tầng lánh nạn. Khi một khối tháp gặp sự cố hỏa hoạn, người sử dụng di chuyển đến tầng lánh nạn và có thể sơ tán theo phương ngang qua cầu sang tầng lánh nạn của khối tháp an toàn kế bên, giúp giải tỏa nhanh mật độ người trên trục thang bộ đứng.

5. Luận án đề xuất giải pháp nào cho các tòa nhà siêu cao tầng có mặt bằng hẹp không thể bố trí trọn vẹn một tầng lánh nạn tập trung?
Đối với công trình có diện tích sàn nhỏ hoặc hình khối trải dài, luận án đề xuất giải pháp "Gian lánh nạn" (KGLN phân tán) đặt tại các tầng cục bộ, tiếp giáp trực tiếp với ban công mặt ngoài để đón khí tươi và kết nối thẳng vào lõi buồng thang bộ thoát hiểm không nhiễm khói.

Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Trần Phương Mai đã giải quyết bài toán an toàn cháy trong kiến trúc nhà siêu cao tầng tại Việt Nam thông qua việc hệ thống hóa cơ sở khoa học và đề xuất các giải pháp tổ chức không gian lánh nạn thích ứng. Bằng phương pháp nghiên cứu liên ngành kết hợp khảo sát thực tế và phân tích quy chuẩn, tác giả đã đề xuất các mô hình không gian lánh nạn xanh, không gian lánh nạn kết hợp cầu trên cao và gian lánh nạn phân tán, đồng thời xác lập bộ tiêu chí đánh giá hiệu quả bằng điểm số. Kết quả nghiên cứu đóng góp cơ sở lý luận và giải pháp thực tiễn có giá trị cho công tác thiết kế kiến trúc, quản lý xây dựng và hoàn thiện hệ thống quy chuẩn an toàn cháy cho công trình siêu cao tầng tại Việt Nam.