ủy ban nhân dân thành phố Hồ Chí Minh
Viện kỹ thuật nhiệt đới và bảo vệ môi trờng

57A Trơng Quốc Dung, Phú Nhuận, TP. Hồ Chí Minh.

Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật đề tài:
NGHIÊN CứU CHế TạO VậT LIệU CAO SU
BLEND CHốNG CHáY Và CáC kết cấu CứU Hộ
HỏA HOạN KHẩN CấP NHà CAO TầNG ks. Nguyễn thành nhân
5946
10/7/2006

TP. Hồ chí minh, 4-2006.

Bản quyền thuộc về Viện kỹ thuật nhiệt đới và bảo vệ môi trờng TP. Hồ Chí Minh.

16. Th.S. Vũ NGọC PHAN, Viện Hóa học.
17. KS. NGÔ Kế THế, Viện Hóa học.
Báo cáo nghiệm thu đề tài cấp nhà nớc KC.02.24
Tóm tắt

Nội dung nghiên cứu chính của đề tài này gồm những phần sau:

1) Thiết kế kết cấu và hình dạng của đệm hơi và ống tuột cứu
hộ để cứu ngời kịp thời nhanh chóng và an toàn khi hỏa
hoạn xảy ra nhng khả thi về công nghệ và tài chính.
2) Nghiên cứu chế tạo blend cao su, nhựa chống cháy đáp
ứng yêu cầu chế tạo đệm hơi và ống tuột cứu hộ.
3) Công nghệ chế tạo đệm hơi, ống tuột cứu hộ và các thiết bị
phụ kiện kèm theo.
4) Thí nghiệm và đánh giá toàn diện về đệm hơi và ống tuột
cứu hộ ngoài hiện trờng.
5) Thiết lập quy trình vận hành đệm hơi và ống tuột cứu hộ
khi có hỏa hoạn xảy ra.

i
Báo cáo nghiệm thu đề tài cấp nhà nớc KC.02.24

Mục lục
Lời mở đầu i
Chơng 1: Tổng quan 1
1.1.Tình hình cháy trên thế giới và ở Việt Nam 1
1.1.1.Tình hình cháy trên thế giới 1

1.8. Kết luận 63
Chơng 2: CáC điều kiện thực nghiệm 64
2.1. Vật liệu nghiên cứu 64
2.2. Phơng pháp nghiên cứu 67
chơng 3: Nhiên cứu chế tạo blend nhựa cao su
chống cháy 70
3.1. Nghiên cứu chế tạo vật liệu trên cơ sở PVC và NBR 70
3.1.1. Nghiên cứu chế tạo vật liệu cao su-nhựa blend nhiệt dẻo bền nhiệt,
chống cháy 70
3.1.1.1. Thành phần đơn chế tạo vật liệu 70
3.1.1.2. Chế tạo vật liệu cao su nhựa blend nhiệt dẻo 71
3.1.1.3. ảnh hởng của hàm lợng PVC ở giai đoạn tạo bột cao su
lên tính chất của polyme blend 71
3.1.1.4. ảnh hởng của nhiệt độ trộn ở giai đoạn tạo bột cao su lên tính
chất của polyme blend 73
3.1.1.5. Tính chất cơ nhiệt của polyme blend 74
3.1.1.6. So sánh tính chất của các vật liệu 75
3.1.1.7. Kết luận 76
3.1.2. Nghiên cứu chế tạo vật liệu cao su-nhựa blend bền nhiệt,chống cháy.77
3.1.2.1. Thành phần đơn chế tạo vật liệu 77
3.1.2.2. Chế tạo vật liệu cao su- nhựa blend tính năng cơ lý cao, bền
nhiệt, chống cháy 77
3.1.2.3.ảnh hởng của hàm lợng PVC tới tính chất cơ lý của vật liệu .78
3.1.2.4. ảnh hởng của hàm lợng PVC tới độ trơng trong dầu của vật
liệu 79
3.1.2.5. ảnh hởng của hàm lợng PVC tới hệ số già hoá của vật liệu 80
iii
Báo cáo nghiệm thu đề tài cấp nhà nớc KC.02.24

3.1.2.6. ảnh hởng của các loại độn gia cờng tới tính chất cơ lý của vật
4.2. Chế tạo vật liệu đệm hơi cứu hộ 130
4.2.1. Chế tạo vật liệu khung chịu lực 131
4.2.2. Chế tạo keo dán KKC 133
4.2.3. Chế tạo vật liệu áo bọc ngoài 134
4.3. Chế tạo vật liệu ống tuột cứu hộ 138
4.3.1. Chế tạo vật liệu lớp chịu lực ống tuột cứu hộ 138
4.3.2. Chế tạo vật liệu lớp co dãn ống tuột cứu hộ 141
4.3.3. Chế tạo lớp chịu lửa 143
4.3.4. Kết luận 144
Chơng 5: Thiết kế chế tạo đệm hơi v ống tuột
cứu hộ 145
5.1. Thiết kế chế tạo đệm hơi cứu hộ 145
5.1.1. Thiết kế hình dạng và tính toán kết cấu đệm hơi cứu hộ 145
5.1.1.1. Lựa chọn hình dáng 145
5.1.1.2. Tính toán kết cấu đệm hơi cứu hộ 145
5.1.1.2.1. Khung chịu lực 146
5.1.1.2.2. áo bọc ngoài 152
5.1.2. Chế tạo đệm hơi cứu hộ 152
5.1.2.1. Chế tạo khung chịu lực 152
5.1.2.2. Chế tạo áo bọc ngoài 153
5.1.3. Nguồn cung cấp hơi cho đệm hơi cứu hộ 155
5.1.4. Đo đạc các thông số kỹ thuật của đệm hơi cứu hộ 156
5.1.5. Hớng dẫn sử dụng đệm hơi cứu hộ 159
5.1.6. Kết luận 161
5.2. Thiết kế chế tạo ống tuột cứu hộ 162
5.2.1. Thiết kế chế tạo ống tuột cứu hộ nghiêng 165
5.2.1.1. Thiết kế ống tuột cứu hộ nghiêng 165
5.2.1.2. Thiết kế và chế tạo khung đầu ống tuột 166

ACM Cao su acrylat.
ATH Nh«m hydroxyt.
BDP Bisphenol A bis–diphenyl Photphat.
CDP Cresyl–di-phenylphotphat.
CPF Polyetylen Clo hãa.
C.R Cao su Clopren.
CSTN Cao su thiªn nhiªn
DBP Dibuthylphlatat.
DCHP Dicyclohexylphtalate.
DOA Dioctyladypate.
DOP Dioctylphtalate.
DMF Dimethylformamide.
EPDM Cao su Etylen Propylen dien ®ång trïng hîp.
ENR Cao su Epoxy hãa.
EVA Etylen Vinyl Acetat ®ång trïng hîp.
MEK Methylethylketone
MH Magie Hydroxyt.
NBR Cao su Nitryl Butadien.
IIR Cao su butyl.
LOI Lowest Oxygen Index.
RDP Resorcinol bis di-phenyl Photphat.
PA Polyamide.
PC Polycacbonate.
PDMS Cao su Silicon
PE Polyethylene.
PES Polyester.
PET Polyetylen Terephtalat.

vii
B¸o c¸o nghiÖm thu ®Ò tµi cÊp nhµ n−íc KC.02.24

tế một số đệm hơi và ống tuột cứu hộ. Sau khi tính toán các thông số Kỹ thuật nh:
Độ bền, độ chịu nhiệt, áp suất làm việc, đờng kính các lớp,. . .
Đề tài đã chế tạo vật liệu thích hợp với yêu cầu và công nghệ chế tạo từ vật
liệu dệt và blend cao su nhựa chống cháy. Các quy trình công nghệ chế tạo cũng
nh huớng dẫn sử dụng các sản phẩm cứu hộ cũng đợc xây dựng.
Trong quá trình thực hiện, đề tài đã sử dụng các phơng tiện và công cụ khảo
sát tiên tiến nhất hiện có trong nớc để nghiên cứu vật liệu và thiết kế thử nghiệm
sản phẩm . Tất cả những công việc đó đợc bởi các cán bộ của Viện kỹ thuật nhiệt
đới và bảo vệ môi trờng TP. Hồ Chí Minh, Viện Hóa học vật liệu, Viện Hóa học,
Cục Cảnh sát Phòng cháy chữa cháy.
Đề tài đã đợc hoàn thành với sự giúp đỡ nhiệt tình của ban chủ nhiệm chủ
nhiệm chơng trình KC.02 của Bộ Khoa học công nghệ,. . .
Chúng tôi xin chân thành cám ơn tất cả các đơn vị và cá nhân nói trênix
Báo cáo nghiệm thu đề tài cấp nhà nớc KC.02.24

Chơng 1
TổNG QUAN

1.1.
Tình hình cháy trên thế giới và ở Việt Nam.
1.1.1.
Tình hình cháy trên thế giới.
Hỏa hoạn là một trong những sự cố xảy ra rất phổ biến trong hoạt động
của con ngời. Nguyên nhân của hỏa hoạn rất đa dạng, có thể là do chập điện,
sản xuất bất cẩn, do sinh hoạt (nấu nớng, sởi nóng, thờ tự (thắp nến, hơng,
đốt vàng mã, đốt pháo)) hoặc do cháy nổ bất ngờ, do khủng bố, tai nạn, cẩu thả
trong sử dụng, vận hành thiết bị, phơng tiện. Các quốc gia công nghiệp hóa đều

Thống kê các thiệt hại do hỏa hoạn gây ra theo vị trí, nguyên nhân, kiểu
loại và mức độ cháy cũng rất đáng chú ý. Trong số hơn 9,794 tỷ USD thiệt hại về
cháy cả năm 2004, có 8,314 tỷ USD là do cháy trong các công trình xây cất.
Trong số đó thiệt hại về cháy trong các khu c dân chiếm tỷ lệ áp đảo là 5,948 tỷ
USD (71,54%), thiệt hại do cháy ở các trờng học là 68 triệu USD (0,81%), các
công sở công cộng là 316 triệu USD, các nhà hàng, siêu thị là 586 triệu USD
(7,05%). Kết quả này cho thấy nhu cầu cấp thiết của việc cần nghiên cứu chế tạo
các trang bị cứu hộ hỏa hoạn khẩn cấp ở các khu dân c đông đúc.
Trong những năm qua, việc sử dụng thiết bị báo khói, báo cháy, cảnh báo
sớm đã làm giảm đáng kể số thiệt hại nhân mạng do hỏa hoạn gây ra ở các quốc
gia phát triển. Một số kết quả thống kê điển hình về hỏa hoạn và thiệt hại ở Mỹ
trong giai đoạn 1977 - 2004 đợc minh hoạ ở các hình 1, 2, 3 kèm theo. Bảng
thống kê số liệu chi tiết điển hình đợc nêu ở các trang sau về số liệu các vụ hỏa
hoạn ở nhóm G - 7 và các quốc gia công nghiệp phát triển hàng đầu. Các số liệu
không mới nhng rất đáng xem xét. Bảng 2 thống kê các nguyên nhân gây hỏa
hoạn ở các quốc gia này và một số nhận xét của chúng tôi có liên quan đến các
con số cụ thể đã nêu.
2
Báo cáo nghiệm thu đề tài cấp nhà nớc KC.02.24
Hình 2. Số liệu thiết hại về nhân mạng do hỏa hoạn ở Mỹ (1977-2004)

3
Báo cáo nghiệm thu đề tài cấp nhà nớc KC.02.24
H
ình 3 - Thống kê thiệt hại trên đơn vị cơ sở xây dựng (1977 - 2004)

5. Pháp (số liệu 1968) (*) 49,795 219 62.206 190,36 4,4 3055 3,82
6. Italia (*) 53,648 - 48.180 - - - -
7. Nhật Bản (*) 101,090 1334 56.304 189,22 13,2 3360,7 1,87
8. Hà Lan 12,798 73 17.779 49,815 5,7 2802 3,89
9. Thụy Điển 7,95 110 20.000 48,275 13,8 2413,8 6,07
10. Nauy 3,819 85 10.000 45,08 22,3 4508 11,8
11. Anh Quốc (*) 55,272 987 253.225 288,96 17,9 1141 5,23
12. Hoa Kỳ (*) 203,000 12200 2425350 2447,6 60,1 1009,2 12,06
(*) Các quốc gia thuộc khối G - 7 ( nền công nghiệp phát triển hàng đầu )
Nguồn t liệu: C. F. Cullis et. al Combust. of org. polym., pp 39, Clarendon Press; Oxford, (1981)

5
Báo cáo nghiệm thu đề tài cấp nhà nớc KC.02.24
Bảng 2 - Các nguyên nhân gây cháy nổ v hỏa hoạn
Tỷ lệ tử vong
TT Nguồn bắt cháy % Vụ cháy
% Tổn hại
về vật chất
% Đàn ông % Đàn bà
% Tổng số
tử vong
1. Vật liệu sinh khói 12 4 53 40 47
2. Thiết bị sởi ấm 16 8 15 22 18
3. Bếp điện, bếp ga, đồ điện gia dụng 16 12 13 21 17
4. Nến, diêm, trẻ con nghịch ngợm 14 13 11 3 7
5. Đám cháy, ngọn lửa, sét đánh, cháy dầu mỡ,
chập điện, đánh lửa
25 19 5 5 5
6. Các nguyên nhân không rõ ràng khác 17 44 3 9 6
Tổng cộng 100

Thành phố Hồ Chí Minh đã cao gấp đôi so với năm 1975. Toàn thanh phố
có trên 100 nhà có chiều cao hơn 28m. Những siêu thị, ký túc xá, trờng học
không cao nhng mật độ ngời rất lớn nên khi xảy ra sự cố thì rất khó thoát hiểm
theo các cửa và cầu thang. Sự cố thơng tâm xảy ra vào ngày 29/10/2002 khi tòa
nhà Trung tâm thơng mại quốc tế (ITC) cháy dữ dội làm chết và bị thơng hàng
7
Báo cáo nghiệm thu đề tài cấp nhà nớc KC.02.24

trăm ngời. Việc trang bị các phơng tiện cứu hộ, cứu nạn là một đòi hỏi bức
bách hiện nay. Hình 5. Vụ cháy toà nhà ITC ngày 29/10/2002
1.2.
Sơ lợc về một số phơng tiện cứu hộ
Do hậu quả nặng nề của hỏa hoạn, quy phạm xây dựng dân dụng và công
nghiệp ở nhiều quốc gia đã bắt buộc chủ đầu t phải dành một phần kinh phí
cho thiết kế, thi công hệ thống cứu hỏa và trang bị cứu hộ khẩn cấp cho các nhà
cao tầng.
Nhu cầu phát triển xã hội và điều kiện kỹ thuật công nghệ đã cho phép các
chuyên gia thờng xuyên đầu t cải tiến, đa dạng hóa hoặc đa ra các giải pháp
cứu hộ, cứu nạn ngày càng tin cậy và an toàn hơn. Mặt khác hiệu quả chữa cháy
và cứu hộ khẩn cấp của các xe phun nớc chữa cháy cho các nhà cao tầng rất hạn
chế.


Hình 7. Bạt cứu hộ căng trên khung đỡ

9
Báo cáo nghiệm thu đề tài cấp nhà nớc KC.02.24

1.2.2. Lới cứu hộ: [13], [14], [15] đây là một bớc cải tiến của bạt cứu
hộ. Lới đợc gắn trên một khung cứng hoặc giá đỡ bằng một hệ thống lò xo
theo phơng nằm ngang hoặc thẳng đứng. Nhợc điểm chung của loại thiết bị
này là khi ngời bị nạn nhảy xuống từ trên cao và va chạm vào bề mặt thiết bị
khi đó phản lực của lò xo sẽ tng ngời lên cao dễ gây tại nạn nhất là đối với
phụ nữ và trẻ em. Để khắc phục nhợc điểm này một số nhà thiết kế đa ra một
số giải pháp nh làm thành hứng xung quanh nhng vẫn không khắc phục đợc
hết các nhợc điềm của loại phơng tiện cứu hộ này.



Hình 10. Lới cứu hộ hỏa hoạn theo thiết kế của Kennedy
(US. Pat 3921.757)
1.2.3.
Đệm cứu hộ [17], [18], [19]: một bớc cải tiến của các phơng tiện
cứu hộ trớc đó. Ngời ta sử dụng hệ thống lò xo - để định hình và giảm chấn-
hoặc một số loại vật liệu xốp đàn hồi để chế tạo đệm. Nhợc điểm của loại
phơng tiện này là cồng kềnh, khó cơ động và có độ nảy rất lớn.
Hình 11. Đệm cứu hộ hình trụ giảm chấn bằng hệ thống lò xo 11
Báo cáo nghiệm thu đề tài cấp nhà nớc KC.02.24
số trờng hợp không triển khai đợc do ngọn lửa, khói trùm ra bên ngoài.
Nệm hơi và ống tuột cứu hộ chúng ta sẽ khảo sát riêng ở các mục sau. Hình 14. Bộ thoát hiểm xuống bằng dây
Hình 16. Đệm hơi cứu hộ hình lục giác

14