kếT QUả NGHIÊN CứU Và ứNG DụNG Số 10/9-2011 Tạp chí khoa học công nghệ xây dựng 106 NGHIấN CU THIT K THIT B THU GOM, VN CHUYN RC V BèNH GAS DN DNG TRONG CHUNG C CAO TNG ThS. Hoa Vn Ng 1 ; ThS. Nguyn Kim Anh 1 ; TS. Lu c Thch 1 ; ThS. Nguyn Duy Thỏi 1 ; KS. Nguyn Thanh Tun 2 Túm tt: Ni dung bi bỏo nờu ra cỏc bt cp trong cụng tỏc thu gom v vn chuyn rỏc cng nh vn chuyn bỡnh gas dõn dng hin nay trong cỏc chung c cao tng Vit Nam. Trờn c s phõn tớch u nhc im ca cỏc h thng thit b thu gom, vn chuyn rỏc, bỡnh gas trờn th gii v trong nc, nhúm tỏc gi ó xut mt gii phỏp cụng ngh trong ú cú h thng thit b thu gom, vn chuy n rỏc v bỡnh gas mang tớnh c gii húa v t ng húa cao ng thi m bo v sinh mụi trng, an ton v tin li. Summary: The article presents inadequacies in the collection and transportation of garbage as well as transporting gas in the current residential condominiums in Vietnam. Based on the analysis of advantages and disadvantages of the systems and equipment for collecting and transporting garbage, gas in the world and in the country, the authors proposed a technology solution including systems receiving equipment collection and transportation of waste, gas and nature of mechanization and automation at the same time in order to ensure environmental hygiene, safety and convenience. Nhn ngy 17/8/2011; chnh sa 24/8/2011; chp nhn ng 30/9/2011 1. M u 1.1 Vn vn chuyn rỏc Trờn th gii v trong nc ó cú nhiu nghiờn cu v ng dng h thng ng x rỏc trong cỏc chung c cao tng nhng cha ỏp ng c tớnh tin ớch khi mc sng cng ngy cng c nõng cao. Mt khỏc, v mụi trng cha c gii quyt tt, mụi trng khớ trong khu chung c vn b ụ nhim. Ngoi ra, yu t gõy chỏy vn cũn nhng hi m ha tim n v cú th xy ra khụng th kim soỏt c. Trờn th gii, thu gom rỏc vn theo phng phỏp truyn thng, dựng ng x rỏc theo phng thng ng trong cỏc chung c nh Cng hũa Liờn bang Nga, Cng hũa Phỏp, Trung Quc i vi cỏc khỏch sn hoc cụng s thng dựng cỏc thựng rỏc bng nha cú bỏnh xe di chuyn bng th cụng. Cỏc thựng rỏc c t ti cui hnh lang ca tng tng. Rỏc c phõn loi ngay t õy, sau ú cỏc nhõn viờn phc v a vo thang mỏy dch v a ra ngoi. Vt liu lm ng x rỏc thng dựng vt liu bng kim loi hoc bng vt liu composite. Cỏc tng cú cỏc ca b rỏc. Lm sch ng bng cỏc chi xoay di chuyn t trờn xung di dc theo ng x. Rỏc c x xung tng di cựng vo xe cha rỏc v c vn chuyn ra ngoi tũa nh. 1 Khoa C khớ xõy dng, Trng i hc Xõy dng. E-mail: vannghoa@yahoo.com 2 Hitech, Trng i hc Bỏch khoa H Ni. kếT QUả NGHIÊN CứU Và ứNG DụNG Tạp chí khoa học công nghệ xây dựng Số 10/9-2011 107 Hin nay, trờn th gii ó sn xut v a vo s dng cỏc loi mỏy ộp rỏc. Mỏy ộp rỏc c sn xut ti Chõu u, Nht Bn v c s dng nhiu trong cỏc cụng trỡnh xõy dng hin i. Vi cụng ngh thu gom v nộn hon ton kớn, m bo khụng gõy mựi cho h thng, rỏc s c a t cỏc tng vo thit b. Ti õy, rỏc s c nộn cht gim th tớch v gim bt nc. Rỏc sau nộn s r t xung h thng thựng cha bờn di. H thng bng chuyn t ng xoay lm y thựng. Quy trỡnh s ngng li khi tt c cỏc thựng u y v phỏt ra tớn hiu bỏo cho ngi vn hnh. Nu s dng cỏc loi mỏy Vit Nam thỡ giỏ thnh quỏ cao, khụng phự hp vi sc mua ca ngi dõn. Vit Nam, vic thu gom v vn chuyn rỏc trong cỏc chung c cao tng u bng h thng ng x rỏc. Nh ng chung c ó xõy dng trc õy thỡ rỏc c x trc tip vo h sn bng bờ tụng hoc khung bờ tụng gch xõy chốn, cú cỏc ca b rỏc rt n s úng m quay quanh khp bn l cỏc tng. Thi gian gn õy ngi ta dựng h thng ng x rỏc t ch to trong nc hoc nhp ngoi bng vt liu composite, cỏc ca b rỏc m xoay ỏy. ng x c lm sch bng chi xoay c dn ng bng mt b ti t phớa trờn cựng. Hin nay, ngi ta s dng ng x rỏc bng vt liu kim loi (ng Inox) phũng chng chỏy. Mc dự vy, h thng x rỏc ny vn cũn mt s tn ti: do cỏc ca thu gom khụng kớn khớt lm khụng khớ ụ nhim vn cú th t ng vn chuyn di chuyn vo to nh. Rỏc bỏm vo v tớch t thnh ng khụng c lm sch do chi quột ch n thun di chuyn lờn v xung khụng cú tỏc dng lau quột sch b mt trong ca ng x rỏc. Ngoi ra, chuyn ng lờn v xung ca chi quột khụng n nh d b va p vo thnh ng gõy nguy him. Hn na, hnh trỡnh ca chi quột l khụng th kim soỏt c nờn khú cú kh nng thụng tc cỏc v trớ nh trc trong ng mt cỏch chớnh xỏc. S thụng khớ ca h th ng thu gom rỏc ny l s thụng khớ t do, do ú khụng th khng ch c ỏp sut khụng khớ trong ng x. Trng hp ỏp sut ny ln hn ỏp sut trong to nh thỡ khụng khớ ụ nhim s khuych tỏn vo to nh qua cỏc ca b rỏc khụng kớn khớt hoc ca x. 1.2 Vn cung cp gas Hin nay, trong cỏc khu chung c xõy mi hu ht c thit k v s dng h thng cung cp gas trung tõm ó em li tin ớch cho ngi s dng. Kinh phớ cho h thng ny chim t trng ỏng k vn u t ban u. Nhng nhng chung c riờng l (m cụi) v nhng khu chung c ó xõy t trc nm 2003 khụng cú h thng cung cp gas trung tõm, hin nay vic cung cp cỏc bỡnh gas dõn dng cho cỏc gia ỡnh sng trong chung c l mt vn khụng nh. Vn chuyn bỡnh gas trong chung c: õy l mt vn tn ti nhiu nm m cha cú gii phỏp no a ra khc phc. Cỏc chung c cao tng ó xõy dng a vo s dng t 2003 tr v trc u cha c trang b h thng cung cp gas trung tõm. c bit, thnh ph H Chớ Minh hin nay khu trung tõm thnh ph cú nhiu chung c khụng c trang b h thng ny. H Ni, khu ụ th Linh m, cỏc khu tỏi nh c nh khu Nam Trung Yờn (phng Trung Hũa, qun Cu Giy), khu n L qun Hong Mai cỏc tũa chung c xõy riờng l u khụng cú h thng cung cp gas trung tõm. a c gas vo tn tng cn h phi xõy dng mt h thng ng ng cung cp gas nhng vn khú khn nht cú h thng cung cp gas trung tõm cho nhng chung c ó xõy dng t trc khụng phi gii phỏp k thut m khú ng thun ca cỏc cn h cựng s ng trong chung c. Nguyờn nhõn ch yu do giỏ thnh quỏ cao so vi thu nhp ca ngi dõn. kÕT QU¶ NGHI£N CøU Vµ øNG DôNG Sè 10/9-2011 T¹p chÝ khoa häc c«ng nghÖ x©y dùng 108 Vì vậy, muốn xây bổ sung hệ thống cung cấp gas trung tâm cho những chung cư đã xây dựng trước đây là điều khó thành hiện thực. Hiện nay, ở Việt Nam chưa có giải pháp nào để giải quyết vấn đề này. Hàng ngày, những người vận chuyển bình gas chỉ phải chọn hoặc là đi theo cầu thang bộ rất vất vả, mệt nhọc và người sử dụng phải trả thêm một kho ản chi phí gọi là “phí leo cầu thang bộ”. Hoặc đi “chui” cùng thang thang máy chở người thì vi phạm quy định sử dụng thang máy và phòng cháy chữa cháy, không đảm bảo an toàn. Thu gom, vận chuyển rác và bình gas trong các chung cư hiện nay chưa có một hệ thống nào kết hợp cả hai vấn đề trên mà chỉ tách riêng phần thu gom và vận chuyển rác thành một hệ thống. Vận chuyển gas chỉ bằng cầu thang bộ hoặc vận chuyển “chui” bằng cầ u thang chở người. Bài báo đã trình bày các kết quả nghiên cứu của đề tài “Nghiên cứu thiết kế thiết bị vận chuyền rác, bình gas dân dụng trong khu chung cư cao tầng” nhằm kết hợp cả hai vấn đề trên trong cùng một hố xả rác đã được thiết kế như hiện nay. Đây là ý tưởng thiết kế “hai trong một” vừa thu gom, vận chuyển rác vừa vận chuyển bình gas dân dụng trong các chung cư. N ếu những chung cư đã có hệ thống cung cấp gas trung tâm thì chỉ sử dụng thiết bị thu gom và vận chuyển rác vừa đảm bảo môi trường trong sạch, không còn mùi hôi thối, không còn phải lo lắng hỏa hoạn có thể xảy ra từ hệ thống xả rác vừa tiện ích và đảm bảo vệ sinh cho người sử dụng. 2. Giải pháp tổng thể, cấu tạo của thiết bị thu gom, vận chuyển rác và bình gas T ừ kết quả nghiên cứu và khảo sát ở trên, nhóm tác giả đã đề xuất các giải pháp để đạt được mục đích cơ giới hóa và tự động hóa công tác thu gom rác, vận chuyển rác và bình gas dân dụng trong các chung cư cao tầng. Cụ thể: thu gom và vận chuyển rác trong các chung cư an toàn, tiện lợi; loại trừ ô nhiễm môi trường khí trong khu chung cư mà không cần các thiết bị phụ trợ như quạt hút, thiết bị chổi xoay; tránh được hiện t ượng rác bị kẹt trong ca bin; loại trừ tiếng ồn khi rác bỏ vào trong ca bin; cải thiện điều kiện làm việc của nhân viên môi trường (cơ giới hóa và tự động hóa cao); vận chuyển bình gas an toàn và tiện lợi. 2.1 Cấu tạo Để đạt được mục đích trên, nhóm tác giả đã nghiên cứu thiết kế được thiết bị thu gom, vận chuyển rác và bình gas đươc thể hiện (Hình 1). Thiết bị bao gồm các bộ phận chính sau: Cụm ca bin được thiết kế thành hai phần: Phần dưới là ca bin (thùng) chứa rác 6, phía dưới có đáy 9 đóng mở tự động nhờ một cơ cấu 8, phía trên có miệng nhận rác. Phía trên ca bin chứa rác là ca bin chứa bình gas, ca bin này được thiết kế có gờ hoặc dây chằng để giữ cho bình ga không dịch chuyển trong quá trình ca bin di chuyển, không có cửa ca bin. Trong ca bin, vách bên có bảng vận hành gồm các nút ấn tương đương với số tầng của tòa nhà. Nhờ có bảng này mà ng ười cung cấp bình gas sau khi đưa bình gas vào ca bin thì ấn nút để đưa ca bin về tầng cần đến. Cả hai ca bin đều được làm bằng vật liệu không cháy, không thấm nước, không thấm khói, không thấm khí và có đủ độ dày để chịu được tác dụng cơ học do quá trình bỏ rác và xếp bình gas gây ra. Bộ tời kéo 1 là bộ tời điện lắp ngay trên hố thang, cáp 2 được dẫn động bằng pu li ma sát. Cụm cửa bỏ rác 15 cũng được làm từ v ật liệu không cháy, không thấm nước, không thấm khói, không thấm khí và đảm bảo độ kín khít. Nó được đóng mở tự động nhờ một cơ cấu riêng. Hệ thống ray dẫn hướng cho ca bin 18 và cho đối trọng 3 được cố định vào vách hố nhờ các bản mã 19 và 4. Tủ điện điều khiển 20 được đặt tại phòng đặt máy ngay trên hố thang. Hệ thống vận hành và tín hiệu: tất cả các tầng đề u có nút ấn gọi tầng cho ca bin chứa rác và ca bin chứa bình gas, tín hiệu chiều chuyển động của ca bin và vị trí ca bin dừng. Ngoài ra, còn có các hệ thống giảm chấn, ngàm dẫn hướng. kếT QUả NGHIÊN CứU Và ứNG DụNG Tạp chí khoa học công nghệ xây dựng Số 10/9-2011 109 Hỡnh 1. Thit b thu gom v vn chuyn rỏc trong cựng mt h 2.2 Nguyờn lý hot ng a. Thit b hot ng theo chc nng thu gom v vn chuyn rỏc Khi cú lnh gi (n nỳt) thớ cabin s di chuyn v tng ó gi. Cm cabin 5 v 6 c di chuyn dc theo h gom rỏc t cỏc tng v ch bỡnh gas nh b ti kộo 1. Khi cm ca bin chuyn ng i lờn thỡ i trng i xung hoc ng c li. Cm ca bin s dng tt cỏc tng ó cú lnh gi nhn rỏc hoc nhn tr bỡnh gas, nhng u tiờn theo chiu chuyn ng. Khi cm ca bin dng, nu lnh ca chc nng thu gom v vn chuyn rỏc thỡ ca b rỏc t ng m. Sau khi b rỏc vo ca t ng úng kớn li. Nu ca b rỏc khi úng khụng kớn do b kt bi rỏc ho c bt k vt gỡ cn li thỡ tip im in an ton khụng úng, ca bin khụng di chuyn c v sau mt thi gian c t trc, h thng bỏo s c s phỏt tớn hiu bng chuụng hoc ốn ngi qun lý bit v kp thi x lý. Sau khi ca ca bin úng kớn thỡ cú th: - Nu ca bin cú mt trong hai iu kin hoc l y ti (c kim soỏt b ng cm bin ti trng) hoc y th tớch (c kim soỏt bng t bo quang in) thỡ ca bin di chuyn v tng trt, t ng m ca x, rỏc c ri t do vo xe cha rỏc ó c m np trc ú. Rỏc c x xong, ca x c úng kớn li, t ng di chuyn v tng cn phc v, nu, khụng cú l nh thi ca bin s di chuyn v tng trung gian v ch ú. Xe cha rỏc sau khi nhn rỏc xong t ng úng np. 1. B ti kộo 2. Dõy cỏp 3. Ray dn hng i trng 4. Bn mó ray i trng 5. Ca bin cha bỡnh gas 6. Ca bin cha rỏc 7. i trng 8. C cu úng m ỏy ca bin 9. ỏy ca bin 10. Gim chn ca bin 11. Gim chn i trng 12. Cht chn xe cha rỏc 13. C c u úng m np thựng xe cha rỏc 14. Xe cha rỏc 15. Ca b rỏc 16. Ca ly bỡnh gas 17. C cu úng m ca b rỏc 18. Ray dn hng ca bin 19. Bn mó ray ca bin 20. T in kếT QUả NGHIÊN CứU Và ứNG DụNG Số 10/9-2011 Tạp chí khoa học công nghệ xây dựng 110 - Nu cú lnh gi tip thỡ ca bin tip tc di chuyn v ca tng ó gi phc v v khi mt trong hai iu kin nh trng hp (a) thỡ ca bin di chuyn v tng trt x rỏc. - Nu ca bin cha mt trong hai iu kin trờn thỡ t ng di chuyn v tng trung gian v ch lnh gi. Xe cha rỏc sau khi ó y thỡ t ng di chuy n ra ngoi v nhng ch cho xe khỏc vo nhn rỏc. Lm sch ca bin: Ca bin cha rỏc c lm sch nh k vo thi im nht nh trong ngy bng cỏch phun nc vi ỏp lc cao ty rỏc bn bỏm vo thnh ca bin. b. Thit b hot ng theo chc nng vn chuyn bỡnh gas Ti tng 1, ngi vn chuyn bỡnh gas n nỳt a ca bin v tng 1. Khi ca bin ó dng, nhanh chúng m ca tng ch bỡnh gas v a bỡnh gas vo trong ca bin (t ỳng v trớ ó thit k), n nỳt tng ng tng cn n sau ú úng kớn ca tng. Ca bin s t ng di chuyn n tng ó lnh. Ngi vn chuyn bỡnh gas nhanh chúng i thang mỏy ch ngi lờn tng ó chn nhn bỡnh gas. Ca bin s ch n khi no bỡnh gas c ly ra v ca tng úng kớn li thỡ mi nhn lnh phc v tip theo. Trong khi vn chuyn bỡnh gas thỡ ốn tớn hiu cỏc ca tng u sỏng v hin th chiu lờn xung, v trớ ca bin dng. 2.3 Nhn xột u nhc im ca thit b u im: so vi h thng ng x rỏc hin nay + Tin li trong vic b rỏc, khụng phi m ca. + Khụng b hớt phi khớ ụ nhim do rỏc gõy nờn khi b rỏc, khụng gõy n khi x rỏc. + Mụi trng khớ c ci thin rt nhiu, ca bin c v sinh hng ngy. + Khụng phi trang b thờm thit b lm sch (chi xoay) v sinh ng x. + Xỏc sut xy ra hin tng tc rỏc ca bin rt bộ, nu xy ra thỡ x lý d dng, nhanh chúng. + Khụng cn trang b h thng qut hỳt. + S dng chung mt h ó sn cho h thng ng x rỏc. + Vn chuyn bỡnh gas ging nh ch c nng mt thang ch hng chuyờn dng khụng cú ngi i kốm. Ngi vn chuyn bỡnh gas khụng phi vỏc bỡnh gas i cu thang b v ngi s dng khụng phi thanh toỏn khon tin leo cu thang b cho mi bỡnh gas. Nhc im: + Ph thuc vo in li nu trong chung c khụng cú mỏy phỏt d phũng. + Hng nm phi chi phớ cho cụng tỏc bo trỡ thit b. 3. Kt lun v kin ngh Nu so sỏnh tng th v u im ni bt ca vn mụi trng trong chung c v mc ớch m con ngi ang m uc, phn u t c mt cuc sng tin nghi hn, khe mnh, bỡnh an, ti p v tui th cao hn trong mt xó hi vn minh, hin i thỡ phng ỏn ny hn hn h thng ng x rỏc ang dựng v hng ngy phi chng kin ngi vỏc bỡnh gas leo cu thang b hoc i cựng vi bỡnh gas trong thang mỏy. Nu c u t kinh phớ nghiờn cu thỡ ti cú th hon thin ỏp dng th nghim vo mt cụng trỡnh c th, lm c s cho vic ng dng rng rói ca cụng ngh v thit b ny. kÕT QU¶ NGHI£N CøU Vµ øNG DôNG T¹p chÝ khoa häc c«ng nghÖ x©y dùng Sè 10/9-2011 111 Tài liệu tham khảo 1. Vũ Liêm Chính; Phạm Quang Dũng; Hoa Văn Ngũ (2000); Thang máy, cấu tạo, lắp đặt và sử dụng, Nxb Khoa học kỹ thuật; Hà Nội. 2. Hoa Văn Ngũ; Lưu Đức Thạch; Nguyễn Văn Hồng: Nghiên cứu giải pháp thiết kế cơ giới hóa và tự động hóa vận chuyển rác trong các chung cư - Đề tài NCKH - MS 58-2007/ KHXD. 3. Lưu Đức Thạch, Trần Văn Tuấn; Nghiên cứu, thiết k ế, chế tạo thử nghiệm hệ thống thu gom vận chuyển rác thải trong các nhà cao tầng ở khu đô thị có mật độ dân số cao - Đề tài KH&CN cấp Bộ 2009. 4. Trương Quốc Thành, Phạm Quang Dũng (1999); Máy và thiết bị nâng; Nxb Khoa học kỹ thuật; Hà Nội. 5. Lubomír Janovský (2004); Elevator Mechanical Design-Thirt Edition; Published by Elevator World, Inc. 6. H.Чавушян, Aсансъори и шахтни подемни машини 7. TCVN 6395:2008, Thang máy điện - yêu cầu an toàn về cấu tạo và lắ p đặt. 8. TCVN 7628-3:2007, Lắp đặt thang máy - Phần 3: Thang máy phục vụ loại V. . hóa và tự động hóa công tác thu gom rác, vận chuyển rác và bình gas dân dụng trong các chung cư cao tầng. Cụ thể: thu gom và vận chuyển rác trong các chung. báo đã trình bày các kết quả nghiên cứu của đề tài Nghiên cứu thiết kế thiết bị vận chuyền rác, bình gas dân dụng trong khu chung cư cao tầng” nhằm kết