TÓM TẮT
Thang máy là phương tiện vận chuyển không thể thiếu trong các tòa nhà chung cư, cao ốc, khách sạn và bệnh viện. Các cảm giác như “dừng đột ngột”, “giật khựng”, “hơi chóng mặt” hay “mất thăng bằng” thường xuất hiện trong giai đoạn dừng – thời điểm thang máy giảm tốc và dừng tại tầng. Những cảm giác khó chịu này liên quan trực tiếp đến gia tốc, đặc biệt là tốc độ biến thiên của gia tốc theo thời gian (jerk – độ giật).
Độ giật lớn phản ánh sự thay đổi đột ngột của lực tác động lên cơ thể, làm gia tăng kích thích hệ tiền đình, gây khó chịu và tăng nguy cơ mất thăng bằng đối với các đối tượng nhạy cảm. Báo cáo này trình bày tổng quan cơ sở lý thuyết về giảm tốc thang máy, khả năng cảm nhận gia tốc và độ giật theo phương thẳng đứng của con người, phân tích các nguyên nhân kỹ thuật gây ra độ giật lớn trong quá trình dừng, đồng thời đề xuất các giải pháp về điều khiển, cảm biến, bảo trì và quản lý gia tốc – độ giật phù hợp với từng nhóm hành khách mục tiêu.
Ngoài ra, nghiên cứu cũng chỉ ra các hướng nghiên cứu tiềm năng liên quan đến mối quan hệ giữa độ giật và sức khỏe hành khách sử dụng thang máy.
Từ khóa: Gia tốc, thang máy, độ giật, sức khỏe hành khách, giai đoạn dừng, hệ tiền đình.
1. GIỚI THIỆU
Quá trình đô thị hóa và xu hướng phát triển các công trình cao tầng đã làm gia tăng nhu cầu vận chuyển theo phương đứng. Theo kết quả khảo sát mới nhất của Hiệp hội Thang máy Việt Nam, Việt Nam hiện đang sử dụng khoảng 400.000 thang máy, thang cuốn và băng chuyền, với mục tiêu đạt quy mô thị trường khoảng 1.250.000 thang máy vào năm 2045 khi đất nước trở thành quốc gia phát triển.
Thang máy là thiết bị có yêu cầu nghiêm ngặt về an toàn, thuộc nhóm sản phẩm và hàng hóa bắt buộc phải kiểm định chất lượng an toàn [1][2]. Bên cạnh các yêu cầu về an toàn, tải trọng và tốc độ, yếu tố “độ êm ái khi vận hành” ngày càng được chú trọng do ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe, tâm lý và mức độ hài lòng của hành khách. Trong nhiều công trình công cộng hoặc bệnh viện, nhóm người sử dụng bao gồm người cao tuổi, phụ nữ mang thai, trẻ em và người có bệnh nền; vì vậy tiêu chí vận hành êm ái cần được xem là một phần cấu thành của an toàn.
Trong thực tế, phản ứng của con người thường tập trung vào giai đoạn dừng của thang máy với các hiện tượng như “dừng giật”, “khựng mạnh”, “nảy cabin” hoặc “sốc rung”.
Từ góc độ tiêu chuẩn hóa, tại Việt Nam, tiêu chuẩn cơ sở TCCS 01:2023/VNEA của Hiệp hội Thang máy Việt Nam đã bước đầu đưa ra các thông số định lượng về rung động và độ giật [3]. Tiêu chuẩn ISO 18738-1 hệ thống hóa phương pháp đo chất lượng chuyển động của thang máy thông qua các chỉ tiêu gia tốc, độ giật và rung động, cùng với quy trình xử lý dữ liệu và lập báo cáo [4]. Đáng chú ý, ISO 18738-1 không quy định một ngưỡng chấp nhận chung mà cung cấp khung đo lường để các dự án và nhà sản xuất xây dựng tiêu chí nội bộ phù hợp với nhóm người sử dụng, tốc độ định mức và điều kiện công trình. Điều này cho thấy “độ êm ái” vừa là vấn đề kỹ thuật có thể đo lường được, vừa là yếu tố liên quan trực tiếp đến cảm nhận và sức khỏe con người.
Trong các hướng dẫn thiết kế hệ thống vận chuyển theo phương đứng, trải nghiệm người dùng được nhấn mạnh như một thành phần của chất lượng dịch vụ [5]. Bên cạnh các chỉ số truyền thống như thời gian chờ và năng lực vận chuyển, các nghiên cứu cũng đề cập đến sự thoải mái, tiếng ồn và độ tin cậy như những yếu tố ảnh hưởng đến mức độ hài lòng của con người. Các tòa nhà cao tầng, bệnh viện và trung tâm thương mại thường yêu cầu thang máy có độ êm cao hơn mức trung bình do tính đa dạng và nhạy cảm của nhóm hành khách sử dụng. Vì vậy, xu hướng nghiên cứu hiện đại không chỉ tối ưu năng suất vận chuyển mà còn tối ưu gia tốc và độ êm như một mục tiêu thiết kế.
Nghiên cứu trong [6] xác định độ phức tạp của chuyển động là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sự thoải mái của hành khách. Một loạt nghiên cứu thực nghiệm đã được tiến hành, trong đó mức độ thoải mái của hành khách được đánh giá theo thang đo cảm nhận.
Từ góc độ điều khiển, nhiều nghiên cứu tập trung thiết kế quỹ đạo chuyển động tối ưu nhằm hạn chế độ giật, trong đó đường cong S (S-curve) là lựa chọn phổ biến. Các nghiên cứu về truyền động và điều khiển thang máy cho thấy khi gia tốc thay đổi theo dạng đường cong S, độ giật tại các điểm chuyển pha giảm đáng kể, đồng thời rung động và dao động cabin cũng giảm theo, từ đó cải thiện độ êm ái [7]. Một số phương pháp tiên tiến còn kết hợp điều khiển dự đoán hoặc điều khiển thích nghi theo tải trọng nhằm duy trì độ êm ổn định khi số lượng hành khách thay đổi. Các nghiên cứu đều thống nhất rằng giai đoạn dừng là khu vực nhạy cảm nhất cần được tối ưu, bởi đây là thời điểm hành khách cảm nhận rõ hiện tượng “giật” và có thể mất thăng bằng.
Ngoài ra, các nghiên cứu [8], [9], [15] cũng đề cập đến hệ thống cân bằng và phanh với mục tiêu giảm độ giật theo hướng thích nghi với sức khỏe con người.
Từ góc độ sinh lý học và nhận thức, các nghiên cứu về cảm nhận chuyển động theo phương đứng thường được thực hiện trong phòng thí nghiệm bằng ghế chuyển động hoặc thiết bị gia tốc tuyến tính [10][11]. Những nghiên cứu gần đây đã tận dụng chính chuyển động của thang máy như một “môi trường thí nghiệm thực tế” nhằm đánh giá ảnh hưởng đến sinh lý và sức khỏe con người. Ví dụ, nghiên cứu [10] đề xuất mô hình đánh giá cảm nhận chuyển động thẳng đứng dựa trên giai đoạn dừng của thang máy. Các nghiên cứu trong ngành cho thấy độ giật nhỏ hơn khoảng 1,0 m/s³ thường được xem là dễ chịu, do con người nhạy cảm với độ giật hơn so với gia tốc [13][14]. Điều này cho thấy thang máy không chỉ là hệ thống cơ điện mà còn là môi trường kích thích cảm giác, có khả năng tạo ra các phản ứng đo lường được từ hệ tiền đình và hệ thần kinh.
Các hướng nghiên cứu liên ngành này cho thấy việc tối ưu độ giật không chỉ nhằm tạo cảm giác “êm hơn”, mà còn có thể giúp giảm nguy cơ say chuyển động, chóng mặt và phản ứng căng thẳng ở những hành khách nhạy cảm.
Do đó, việc nghiên cứu ảnh hưởng của gia tốc và độ giật trong giai đoạn dừng đến độ thoải mái và sức khỏe của hành khách thang máy là cần thiết, có ý nghĩa thực tiễn và giá trị khoa học cao.
Tác giả: Trương Giang Dương, Lưu Đức Thạch, Phó Bảo Bình*
Khoa Cơ khí, Trường Đại học Xây dựng Hà Nội, 55 Giải Phóng, Hà Nội, Việt Nam
Bài báo được công bố tại: Kỷ yếu Hội thảo Khoa học Quốc tế về Công nghệ và Sức khỏe số - INCOTEH 2026
ISBN: 978-604-357-503-3