Luận văn thạc sĩ Cấp thoát nước: Nghiên cứu đề xuất áp dụng mô hình tính toán thiết kế hệ thống chữa cháy tự động Sprinker cho nhà cao tầng

Lịch sử ra đời, quá trình hình thành và phát triỂn của hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler “Từ 1852-1885, hệ thống ống đục lỗ được sử dụng trong các nhà máy đệttrên khắp New England như

Trong quá trình làm luận văn, tác giả đã có cơ hội học hoi và tích lũy

thêm được nhiêu kiến thức và kinh nghiệm quý bau phục vụ cho công việc của mình Tuy nhiên, do thời gian có hạn, trình độ còn hạn chế, số liệu và công tác xử lý số liệu với khối lượng lớn nên những thiếu sót của Luận văn là không thể tránh khỏi Do đó, tác giả rất mong tiếp tục nhận được sự chỉ bảo giúp đỡ của các thay cô giáo cũng như những ý kiến đóng góp của bạn bè và đồng nghiệp.

Tac giả cũng xin được gửi lời cảm ơn tới các bạn trong lớp 21CTN21,

các anh, chị khóa trước đã động viên, đóng góp ý kiến và hỗ trợ trong suốt

qua trình học tập và làm luận văn.

Ngày 05 thang 01 năm 2016

Tác gia

Pham Thị Hai

LOI CAM DOAN

Tôi xin cam đoan rang, luận văn “Nghién cứu dé xuất áp dung mô hình tính toán thiết kế hệ thong chữa cháy tự động Sprinkler cho nhà cao tang”

là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi Các số liệu là trung thực, kết quả nghiên cứu của luận văn này chưa từng được sử dụng trong bất cứ một

luận văn nào khác mà đã bảo vệ trước.

Tôi xin cam đoan mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được

cảm ơn và các thông tin, tài liệu tham khảo đều được ghi rõ nguồn gốc

trích dẫn.

Ngày 05 tháng 01 năm 2016

Tác giả

Phạm Thị Hải

CHUONG 1 TONG QUAN VE THIẾT KE HỆ THONG CHỮA CHÁY TỰ

DONG SPRINKLER ooscsssssssssssssssssssssssssscsnscessccssscenscensccssscsnscsssccssecenscenscsssecenscenseesses 4

1.1 Lịch sử ra đời, quá trình hình thành và phát triển của hệ thống chữa

1.2 Phương pháp thiết kế hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler trên thế

1.2.1 Ung dụng hệ thong chữa cháy tự động Sprinkler ở các nước trên 71-8PSESEEEREEERERRR 5 1.2.2 Phương pháp thiết kế hệ thong chữa cháy tự động Sprinkler của

1.3 Tình hình ứng dụng hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler tại Việt

NAM 0 9

1.4 Cac loại hệ thống và cau tạo của đầu phun Sprinkle 10

1.4.2 Các loại hệ thong 'SptrinkÏer +©¿+ce+ce+£kerkeEkerEerrrrerrsees 12 1.5 Đánh giá hiện trạng thiết kế hệ thống chữa cháy cho các nhà cao tầng

¬ 14

1.5.1 Hệ thong cấp nước chữa cháy cho nhà cao tầng - - - 14

A Khái niệm nhà Cao tẲH: -5-55-52SES£+E‡EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEerkerkrrees 14

b Những đặc điểm của nhà cao tang liên quan đến phòng cháy chữa cháy

1.6 Những tôn tại khi thiết kế hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler cho

CHUONG 2 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THIET KE HE THONG CHỮA

CHAY TỰ ĐỘNG SPRINKLER CHO NHÀ CAO TẰNG - 19

2.1 Cơ sở tính toán thiết kế hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler 19

2.1.1 Khai niệm, nguyên lý hoạt động hệ thống chữa cháy tự động

J7Z/737/20PẼẼPẼẺẼ8®8h 19

2.1.2 Nguyên tắc thiết kế hệ thong chữa cháy tự động Sprinhler 21 2.2 Lập mô hình tính toán dé thiết kế hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler sử dụng phan mém Epanet sceccessessesssssessssssessessessessessssssssseesesseess 25

2.2.1 Phan mém Epanet cvcesccccsscessessessessessessessessessessessessssssssessesseeseeseeses 25 2.2.2 Tình hình sử dung phan mém Epanet trong thiết kế hệ thong chữa

lJ/11)081/82/01/1-061/147/1112EREPEEREEEERE- 27

CHƯƠNG 3 UNG DỤNG MÔ HÌNH EPANET DE TÍNH TOÁN THIET KE

HỆ THÓNG CHỮA CHÁY TỰ ĐỘNG SPRINKLER CHO TÒA NHÀ GEMEK, :7060)00777 28

3.2 Tính toán thiết kế hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler cho nhà cao

7 29

3.2.1 Yêu cẩu đối với hệ thống PCCC cho công trình 29 3.2.2 Các căn cứ để thiết kế -cc:-ccc++cttEEkkeeirttkktrrrrttrirrrrrrie 30 3.2.3 Chọn giải pháp thiẾt kế +©52©5e+Sk+E‡EEEEEEEeEEEEErkrrrrerred 31 3.2.4 Tính toán các thông số của hệ thong và lựa chon thiết bị 3] 3.2.5 Tinh toán thủy lực bằng mô hình Epanet: c.cecccccescescessessesseeseeseeees 39

3.3 Đánh giá mô hình thiết kẾ 2-2-2 +E£+E£2E£2E£+EE+EE+rxerxerxcred 39

KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ - 5° 5£ 5£ << s£ssEssEseEseEseEsexsersessessese 40 TÀI LIEU THAM KHAO 2- 5° 2s s£©S£©S<Ss£EsEssESsESseEseEssrssessrrsers 41

3:080090015 42

Kết quả mô phỏng bằng mô hình Epanet -. -s- 2< s52 se se ssessessessese 42

DANH MỤC HÌNH VE

Hinh 1.1: Dau phun sprinkler 08.8 Ả 10 Hình 1.2: Đầu phun sprinkler khi hoạt động - 2-2 252 s+zE+z+++z£zzzzxzzxee 12 Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý hệ thống chữa cháy tự động kiểu ướt - 19 Hình 2.2: So đồ nguyên lý hệ thống chữa cháy tự động kiểu khô - 20 Hình 2.3: So đồ hệ thống trên phần mềm Epanet 2- 2 ¿++2+s++cxzz 26 Hình 3.1: Vị trí khu đất . 22+c+ttE HH HH re 28 Hình PL 1: Lưu lượng trên đoạn Ống - - 2 2 2+SE+E£+E££E££E£EEEEESEEzEErEerrerxee 47 Hình PL 2: Áp lực dư tại các nút và các đầu phun ¿2 s+xezxe+xezrxered 48 Hình PL 3: Đường kính ống và cột áp tại nút -¿ -¿s¿©++x++zxtzzxvrxesrxer 49 Hình PL4: Sơ đồ tính toán hệ thống chữa cháy tự động : 5: ‹ 50 Hình PL 5: Mặt bằng chữa cháy tang kỹ thuật 2-2-5 ©52+c<ccxcrxrrerrxrred 51

Bảng 2.1: Phan loại cường độ phun nước theo nguy cơ cháy.

Bảng 3.1: Thông số của hit bị tới kiến spinker

Bảng 3.2: Phân loại cường độ phun nước theo nguy cơ chy.

Bang 3.3: Ton that áp suất qua van điều khiển hệ thông chữa cháy tự động

Bing 34: Sức cân đơn vị ng nước theo đường kính ông,

Bảng PL 1: Bảng tính thủy lực đoạn ông

Bảng PL 2: Bảng tinh thủy lực tại các nút

34 36 36

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu

Hệ thông phòng cháy chữa cháy (PCCC) lả một trong những hệ thông,quan trọng và không thể thiếu đối với bất kỳ chung cư cao ốc, tòa nhà cao.ting hiện nay Nó dong một vai trò hết sức quan trọng trong việc bảo vệ taisản và tính mạng con người Vì thế mà việc đầu tư lắp đặt đến bảo trì bảo.dưỡng hệ thống luôn được dé lên hàng đầu Tat cả các tòa nha cao ốc đã xây

dựng và lắp đặt, bố trí ha ting, thiết bị CCC một cách tốt nhất đảm bảo chohoạt động an toàn, kịp thời xử lý các vấn đề về cháy nỗ xây ra

Công tác phòng cháy chữa cháy (PCCC) đóng một vai trò hết sức

quan trọng trong việc bảo vệ tính mạng và tài sản của mọi gia đình và xã hội.

Chi cần một phút lơ là, bắt cân thì hậu quả để lại là rất lớn Đã có nhiều vụ.chấy xảy ra gây thiệt hại nặng nề về người và tải sản, qua đó đòi hỏi việc nâng

cao ý thức PCCC là không thể xem nhẹ

Ngày 4/10/1961, Bác Hồ đã ky ban hành Pháp lệnh quy định vi

quản lý Nhà nước về PCCC Đây là một trong những Pháp lệnh được banhành sớm nhất của Nhà nước ta đã nói lên tầm quan trọng của công tácPCCC Tir đó đã làm day lên các phong trào PCCC mà kết quả đã góp phần

không nhỏ vào việc bảo vệ tính mạng, tài sản của người dan và của xã hội Theo báo cáo của Cục Cảnh sát PCCC và CNCH thi trong năm 2013 đã xảy

ra 2.624 vụ cháy, làm chết 60 người, bị thương 199 người và gây thiệt hại về

tải sản ước tinh 1.656,148 ty đồng Trong đó phải kể đến vụ cháy lớn tại công

ty may Hà Phong - Bắc Giang, thiêu trụi phân xưởng sản xuất cùng hàng ngàn

xe gin máy của công nhân; vụ cháy trung tâm thương mại Hai Dương phútchốc biến hàng trăm tỷ đồng của các tiểu thương thành tro bụi; vụ cháy chung

cư JSC 34(Hà Nội), hàng chục vụ cháy nhà cao ting, khu din cư, gây hoảng

loạn trong dân chúng do thiệt hai quá lớn về người và tài sản Nguyên nhân

của các vụ chảy trên 1 phin lớn là hệ thống chữa cháy không đáp ứng đượcyêu cầu đập tắt đám cháy ngay khi đám cháy vừa xảy ra Việc hệ thống chữacháy không hoạt động được có thẻ do nhiều nguyên nhân : thiết kế hệ thốngchữa cháy không đạt tiêu chuẩn kĩ thuật, hệ thống không được bảo dưỡng,bảo trì thường xuyên, không tổ chức tập huấn phòng cháy chữa cháy theo

định Ki

Cé thể nói, trong bồi cảnh đất nước không ngừng xây dựng và phát triểnnhư hôm nay thì công tác PCCC cảng chiếm giữ một vai trò quan trọng Ít có

tai nạn nào mà củng lúc có thể gây thiệt hai lớn về tính mạng và tai sin của

‘con người như trong các vụ héa hoạn.

Với vai trò đặc biệt quan trong của hệ thống Phòng cháy chữa cháy trong

các nhà cao ting, trung tâm thương mại, chung cư “Nghiên cứu dé xuất áp

‘dung mô hình tinh toán thiết kế hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler cho nhacao ting” là hết sức cần thiết

IL Myc tiêu nghiên cứu

- Đánh giá mô hình thiết kế hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler trong

IIL Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.

1, Đối tượng nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống chữa cháy tự động cho nhà cao ting

2 Phạm vỉ nghiên cứu

- Pham vi nghiên cứu:

Pham vi nghiên cứu của đề tài tập trùng vào các tỏa nhà cao ting, chung

cư cao cấp

Ứng dụng mô hình Epanet để tinh toán thiết kế hệ thông chữa cháy tự

động (Sprinkler) cho nhà cao tang

IV Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

~ _ Tiếp cận đáp ứng nhu cau: tính toán, đánh giá khả năng hoạt động của

các hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler.

2 Phương pháp nghiên cttw

Luận văn sử dụng các phương pháp sau:

~ Phuong pháp điều tra, khảo sát, thu thập và nghiên cứu tài liệu

= Phuong pháp phân tích, xử lý, đánh giá số liệu.

= Phương pháp kế thừa,

~ Phuong pháp thống kê va phân tích hệ thống

~ Phuong pháp mô hình toán.

- Phương pháp chuyên gia

CHƯƠNG 1

TONG QUAN VỀ THIẾT KE HỆ THONG

CHỮA CHAY TỰ DONG SPRINKLER1.1 Lịch sử ra đời, quá trình hình thành và phát triỂn của hệ thống chữa

cháy tự động Sprinkler

“Từ 1852-1885, hệ thống ống đục lỗ được sử dụng trong các nhà máy đệttrên khắp New England như một phương tiện phòng cháy chữa cháy Tuynhiên, đó không phải là hệ thống tự động, nó không thể tự khởi động hệ

thống Nhà phát minh đầu tiên bắt đầu thử nghiệm với vòi phun nước tự độngxung quanh năm 1860 Hệ thống phun nước tự động đầu tiên được cấp bằng

sáng chế Philip W Pratt Abington, MA, vào năm 1872.

Henry S.Parmalee được coi là người phát minh ra hệ thống đầu phun tự.động đầu tiên Sau đó Parmalee đã cải thiện các bằng sáng chế Pratt và tạo ramột hệ thống phun tự động tốt hơn Nam 1874, ông đã cai đặt hệ thống đầu.phun tự động của mình vào các nhà máy sản xuất đàn piano mà ông sở hữu

Tiếp đến Frederick Grinnell cải thiện thiết kế Parmalee và vào năm 1881 bằngsáng chế hệ thông đầu phun tự động mang tên ông Ông tiếp tục cải tiến thiết

bi và vào năm 1890 đã phát minh ra đĩa thủy tỉnh phun nước, vé cơ bản giống

như trong sử dụng ngày nay.

Hiện tại trên thế giới đã xuất hiện rit nhiều thiết bị đạt trình độ công nghệtrong lĩnh vực báo cháy và chữa cháy Trong hệ thống báo cháy tự động đãxuất hiện những đầu báo khói siêu nhạy (0,00! fim), hay những trung tâm

thể báo cháy thông minh báo chính xác tới vị trí của từng đầu báo cháy và

kết nỗi từ trung tâm báo cháy tới các đội chữa cháy khu vực để báo cháy.

Ở nước Nga, hệ thống chữa cháy tự động bằng nước đã đc sử dụng tir

những năm 1770 Ở Mạc Tư Khoa các tòa nhà cao ting (10 ting) đều được

lắp đặt hệ thống báo cháy tự động Các khu chung cư cao ting, các cơ sở sản

xuất được xây dựng sau năm 1980 đều có hệ thống báo cháy và chữa cháy tựđộng Tại nước Nhật, nhờ sự phát triển kinh tế than kỳ sau chiến tranh nên cácthiết bị báo cháy tự động và chữa cháy tự động được sử dụng hau hết ở các co

sở kinh tế và khu đô thị Tại Việt Nam, ngay sau khi đất nước thống nhất,

công tác tự động báo cháy và tự động chữa cháy đã de chính phủ và các

ngành quan tâm Các hệ thông chữa cháy tự đông được ứng dụng rộng rãi ởcác công trình trọng điểm quốc gia: Nhà ga sân bay quốc tế Nội Bai (Hà Nội),

‘Tan Sơn Nhất, Kho tiền Trung Ương II, Chợ Đồng Xuân

Nhờ có hệ thống báo cháy và chữa cháy tự độngmả nhiều cơ sở phát hiện

chảy kịp thời và xử lý có hiệu quả.

1.2 Phương pháp thiết kế hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler trên.thế giới

1.2.1 Ứng dụng hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler ở các nước trên thế

#

Voi phun nước đã được sử dụng tại Hoa Kỳ tir năm 1874, và đã được sử dụng trong các nhà máy công nghiệp, nơi đá n cháy thường thảm khốc và thiệt hại cả người và tài sản Tai Mỹ thời điểm hiện tại, hệ thống chữa chảy tự.

động được yêu cầu trong tit cả các building mới và các tòa nhà dưới lòng đất

thường 75 feet (23 m) ở trên hoặc dưới, mà khả năng của nhân viên cứu hỏa

để cung cấp đầy đủ các đường Ống chữa cháy bị hạn chế,

Với sự chủ động trong mọi tình huống, người Mỹ đặt ra năm nguyên tắccho hệ Sprinkler và đã trải qua tám năm tiếp theo nghiên cứu Lim thé nào để

ắc đó là

có thể dat được, Những nguy

h của hệ thống là sự an toàn của cuộc sống, cùng với việc

‘bao vệ tai sản và rất nhiều các mục tiêu tiếp theo

- Hệ thống Sprinkler chỉ diing để kiểm soát ngọn lửa đủ lâu để người cưngụ để thoát hoặc được giải cứu, và không nhất thiết phải để dập tắt ngọn lửa

-Hệ thống phải phù hợp với xây dựng và trang trí trong công trình, có nghĩa là, nó phải riêng biệt và được gắn vào sin nhà và tường của tài sản

- Hệ thống phải có tính kinh tế, Có ý kiến cho rằng, chỉ phí có khả năng,

sẽ là nhân tổ chính trong việc xác định liệu một hệ thống được trang bị haykhông và việc lắp đặt không bao gồm bắt kỳ tính năng hoạt động nào không.cần thiết

~ Từ 85% nguy cơ tử vong hoặc chấn thương xuất phat từ đám cháy bắtnguồn từ nhà bếp, phỏng ngủ và phòng khách, những khu vực riêng biệt có

thé được bảo vệ nếu điều này tiết kiệm được chỉ phí đáng kể Cuộc tranh luận

này vẫn chưa được giải quyết ở Anh

Từ khi bắt đầu, Cục Quan lý hỏa hoạn Mỹ đã quan tâm rất nhiều đến

việc nghiên cứu và phát triển của hệ Sprinkler, ngay khi nó trở nên phổ biển.

Để thể hiện cam kết của minh, họ cũng thiết lập một quy tắc mà tắt cả các

nhân viên chính phủ Mỹ phải ở trong những nơi có sự bảo vệ của hệ Sprinkler khi đi du lịch, làm việc hoặc chỉ phí của họ sẽ không được thanh

toán, Điều này đã dẫn đến các chuỗi khách sạn, chẳng hạn như các nhómMarriott, lắp đặt hệ thống Sprinkler trong tit cả các khách sạn của họ, cả &

Mỹ và trên toàn thể giới

Năm 1981, đầu phun Sprinkler trở thành có sẵn và một vai năm sau đó,vào năm 1985, thành phố Scottsdale trở thành nơi đầu tiên của hơn 2.000thành phố trên toàn nước Mỹ là một trong những thành phố đầu tiên vượt quamột sắc lệnh yêu cầu đầu phun Sprinkler được trang bị trong tit cả các tòa

nhà mới, cả thương mại và dân cư Không có thương vong trong các tỏa nhà

được báo vệ bởi hệ thông Sprinkler ở Scottsdale, hay bat cứ nơi nào khác, và

hệ Sprinkler đã chịu trách nhiệm giảm thiểu đáng kể các tổn thương liên quanđến cháy và thiệt hại tải sản trong tit cả các loại của các tòa nha

"Những lợi ich cho Scottsdale đã không chỉ đem lại 1 cuộc sống an toàn,

mà các tài sản và thiệt hại môi trường đã được ngăn chặn Những người vận

động hành lang cho đạo luật Sprinkler này hiểu rằng sẽ rất khó để thuyết phục

hội đồng thành phố để thực hiện việc cài đặt hệ Sprinkler bắt buộc trong các

cơ sở công nghiệp và thương mại trên cơ sở bảo vệ tài sản đơn lẻ Tuy nhiên, khi <é hợp với tiết kiệm trong cuộc sống, đặc biệt là nhà ở, điều này đã trở.thành một chiến thắng thuyết phục khi để nghị Hội đồng

Hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler có thé được yêu cầu phải được cảiđặt theo quy chuẩn xây dựng, hoặc có thể được khuyến cáo bởi các công ty

bảo hiểm để giảm tổn thất tài sản tiểm năng hoặc gián đoạn kinh doanh Qui

chuẩn xây dựng của Hoa Kỳ đối với những nơi hội họp, nói chung là hơn 100

người, và những nơi có người ngủ qua đêm như khách sạn, nhà điều dưỡng,

ký túc xá, và các bệnh viện thường yêu cầu đầu phun chữa cháy tự động hoặctheo quy chuẩn xây dựng địa phương, như một điều kiện để nhận tài trợ củaNhà nước và liên bang hoặc như một yêu cầu để có được chứng nhận (cinthiết cho các tổ chức có nhu cầu đảo tạo nhân viên y tế)

Tir năm 2011, Pennsylvania và California đòi hỏi hệ thống phun nước

trong tat cả các công trình dân dụng mới - các tiéu bang Hoa Kỳ đầu tiên làm

như vậy.

'Khi nhìn vào Vương quốc Anh, có vẻ như tắt cả các luật an toàn lớn đều

ra đời sau một thảm họa, và dường như họ không muốn học hỏi kinh nghiệmcủa các nước khác Tuy nhiên, Chính phủ hiện đang tiến hành một đánh giásâu sắc về pháp luật phòng cháy chữa cháy và hiện đại hóa các dich vụ cứu

hoa ở Anh và xứ Wales Tắt cả các luật an toàn cháy nỗ Vương quốc Anh đều theo tiêu chí tiết kiệm chỉ phí cho cuộc sống, cũng như những quy định xây

dựng ở Anh và xứ Wales Do đó, hệ Sprinkler sẽ được bao gồm trong phápluật Vương quốc Anh và các quy định xây dựng, nó sẽ được xây dựng chủ.yếu cho khả năng tiết kiệm chỉ phí cho cuộc sống của họ

Mặc dù số người chết trong các vụ cháy ở Anh đã giảm trong những năm gần.

đây, thương vong tiếp tục lên cao, đạt đến hon 18.000 vào năm 2000 Chính

phủ đã giao nhiệm vụ cho đơn vị cứu hỏa với việc giảm các tỷ lệ thương vong

và các sing kiến khác nhau đã được đưa ra trong những năm gin đây Thậtkhông may, người đứng đầu đơn vị cứu hỏa thừa nhận rằng chiến lược hiện

nay, dựa trên giáo dục an toàn cháy và báo động khói, đã không được hiệu

quả như họ kì vọng và bây giờ nhận ra rằng họ cin một vũ khí trong cuộcchiến chống lại hỏa hoạn Đó là vũ khí mà họ tin là hệ Sprinkler

Té chức cứu hỏa

sire quan trọng Họ cũng nhận ra rằng mặc dit thị trường cho các hệ thống

phun nước tự động trong nhà ở dân dụng vẫn còn nhỏ, so với khu vực thương

mại / công nghiệp, an toàn của cuộc sống sẽ là động lực thúc day sự mở rộng.của thị trường Sprinkler rộng lớn hơn ở Anh, do đó tiết kiệm chí phí cho cuộcsống, tài sản và môi trường từ sự tàn phá của hỏa hoạn Một giải pháp cho tit

củ chúng ta,

1.2.2 Phương pháp thiết ké hệ thing chữa cháy tự động Sprinkler của các

nước trên thé giới

Hệ thống đầu phun tự động được dinh cho một trong hai mục đích: kiểm.soát ngọn lửa và để ngăn chặn ngọn lửa Chế độ đầu phun nước được dùng đẻ.kiểm soát sức nóng của ngọn lửa và làm ướt các chất dễ cháy xung quanh déngăn chặn sự cháy Ngọn lửa sẽ không được dập tắt cho đến khi cạn kiệt cácchất dé cháy hoặc các thao tác sử dụng thiết bị chữa cháy được thực hiện bởi

nhân viên cứu hỏa.

a phan các hệ thông phun nước được cải đặt ngày nay được thiết kế sir

dụng trong khu vực với phương pháp tiếp cận mật độ Đầu tiên các đặc điểmxây dung của tỏa nhà được phân tích để xác định mức độ nguy cơ hỏa hoạn

‘Thuong các tòa nhà được phân loại : mức độ nguy hiểm chiếu sáng, nhóm

nguy hiểm thông thường 1, nguy hiểm thông thường nhóm 2, thêm nguy hiểm

nhóm 1, hoặc nhóm nguy hiểm 2, Sau khi xác định việc phân loại nguy hiểm,

một khu vực thiết kế và mật độ có thể được xác định bằng cách tham khảo

bang trong Hiệp hội bảo vệ tiêu chuẩn cháy quốc gia (NFPA) Khu vực thiết

kế là một khu vực lý thuyết của tòa nhà đại điện cho các khu vực trường hợp.xấu nhất, nơi một ngọn lửa có thé bing cháy

Sau khi khu vực thiết kế và mật độ đã được xác định, tính toán được thực.hiện để chúng mink rằng hệ thống có thé đảm bảo yêu cầu trong khu vực thiết

kế Tính toán đảm bảo tit cả các áp lực đã mắt hoặc đã đạt được giữa cánguồn cung cấp nước và đầu phun nước sẽ hoạt động trong khu vực thiết kể

Điều này bao gồm tổn that áp suất do ma sát bên trong đường ống và sựchênh lệch về chiều cao từ bể chứa tới các đầu phun tự động Đôi khi áp lực

từ vận tốc nước bên trong đường ống cũng được tính toán Thông thườngnhững tính toán này được thực hiện bằng sử dụng phần mềm máy tính, tuynhiên trước sự ra đời của hệ thống máy tính thì những tính toán phức tạp đôi

vẫn được yêu cầu đào tạo cho một kỹ thuật viên thiết kế dang tìm kiếm chứng

nhận trình độ cao cấp của tổ chức chứng nhận kỹ thuật như Viện Chứng nhận

kế và lắp đặt hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler Trước đó, đa phần các tòanha chỉ được bảo vệ bởi hệ thang chữa cháy vách tường và bình chữa cháy

Nam 2009, nhà nước ban hành TCVN 3890: 2009 quy định về trang bị vànhững yêu cầu căn bản đối với việc bố trí, kiểm tra, bảo dưỡng phương tiện

phòng cháy và chữa cháy cho nhà và công trình Trong đó có nói rõ nhà cao

từ 25m trở nên phải thiết kế hệ thong chữa cháy Sprinkler

Việc thành lập đơn vị Sở phòng cháy chữa cháy ở các tình thành phố đãđược quan tâm đúng mức, các điều luật và các tiêu chuẩn về phòng cháy chữa.cháy được ban hành Chính vì thế, việc thiết ké hệ thông chữa cháy tự độngcho nhà cao ting theo đúng tiêu chuẩn, quy chuẩn hiện hành được các đơn vị

thực hiện nghiêm chỉnh.

1.4 Các loại hệ thống và cấu tạo của đầu phun Sprinkle

1.4.1 Cấu tạo đầu phun Sprinkler

Đầu phun Sprinkler là một trong những thiết bị phòng cháy thường được

sử dụng trong các công trình đỏi hoi yêu cầu về chữa cháy cao, đầu phun đượcthiết kế dé nước tỏa đều lên trên khu vực cháy, mỗi loại đầu phun khác nhauđược thiết kế làm việc ở mỗi ngưỡng hoạt động riêng và kiểu đầu phun theo.loại cấu trúc của thân đầu phun Có rit nhiều loại đầu phun, nhưng phần lớnvẫn dựa trên các thành phần sau:

Hình 1.1: Đầu phun sprinkler

«Thân: Tạo nên cấu trúc cho đầu phun, chịu đựng được áp lực nước

trong đường ống phun ra Thân sẽ giữ bộ cảm ứng nhiệt và nút chặn để làm

kin nước, nâng đỡ tắm lá dẫn hướng phun nước Được chế tạo bằng đồng thau

hoặc thép mạ crôm để chống gi Chọn đúng kiểu thân đầu phun phụ thuộc vàodiện tích khu vực cần chữa cháy

« Bộ cảm ứng nhiệt: La thành phần kiểm soát nhiệt độ để phun nước Ở

nhiệt độ bình thường, bộ cảm ứng sẽ chặn giữ nút chặn lại lâm kin nước, khi

nhiệt độ cao dat đến ngưỡng hoạt động bộ cảm ứng sẽ giải phóng lam rơi nútchặn ra Thông (hường bộ cảm ứng nhiệt sử dụng là bầu thủy tỉnh có chứa

thường của đầu phun là quay lên, quay xuống và quay ngang Việc lắp đặt đầuphun Sprinkler phải theo đúng thiết kế, việc lựa chọn kiểu đầu phun phải dựa

theo kiến trúc của tòa nha.

Mỗi đầu phun Sprinkler sẽ hoạt động riêng lẻ khi đạt đến nhiệt độ kíchhoạt được thiết kế sẵn Phần lớn các đầu phun Sprinkler phun khoảng 80-100liviphat, điều nảy còn phụ thuộc vào thiết kết của hệ thống Một số loạiSprinkler đặc biệt được thiết kế cho phép phun lên đến 400 líphút

Hinh 1.2: Dé phun sprinkler khi hoạt động

1.4.2 Các loại hệ thắng Sprinkler

1 Hệ thống ướt (Wet Pipe System)

Hệ thống Sprinkler ướt (Wet Pipe Systems) là hệ thống mà đường ống.luôn có chứa sẵn nước và được kết nối với nguồn nước cung cấp, nhờ đó.nước sẽ phun ra ngay lập tức khi đầu phun Sprinkler được kích hoat bởi

nhiệt độ của đám cháy Do các thiết bị của hệ thống đơn giản va dé dàng sir

dụng nên hệ thống Sprinkler ướt được ứng dụng rộng rãi hơn so với các hệthống khác

2 Hệ thống khô (Dry Pipe System)

Hệ thống Sprinkler khô trong đường ống sẽ không có nước ma thay bằng.không khí hay Nitrogen nén Khi đầu phun Sprinkler họat động bởi nhiệt độ

của đám cháy, khí sẽ théat ra qua da phun làm giảm áp lực mở van hệ thống

khô cho phép nước chảy vào hệ thong đường Ong đi đến đầu phun đã mở

Hệ thống khô được sử dụng cho những khu vực mà hệ thống ướt không

ap ứng được như những nơi nhiệt độ có thé gây ra đóng bing nước So với

hệ thống ướt đòi hoi phức tạp hơn vẻ thiết kế, lắp đặt, bảo dưỡng cũng như hệ

thống duy trì khí nén

3 Hệ thống xả tràn (Deluge system)

Hệ thống xã tran được sử dung ở những nơi đôi hỏi cần một lượng nước lớn phun ra để nhanh chóng kiểm sóat được đám cháy trên một phạm vi rộng, không cho đám cháy lan truyền đi Van xã tràn có thể kích để hoat động bằng

hệ thống điện, khí nén hay áp lực nước,

Bồ trí sắp xếp đường dng của hệ thống xả tràn cũng giống như hai hệthống đường dng ướt và khô nhưng có hai điểm khác biệt lớn

+ Sử dụng các dau phun Sprinkler theo tiêu chuẩn, nhưng các đầu phun

này không có nút chặn và luôn mở do y oat cảm ứng nhiệt của phun bởi nhiệt độ của đám cháy đã lọai bỏ, vì vậy khi van xả trằn mở ra, nước

chảy vào hệ thống đường ống và đi đến tắt cả các đầu phun đã mở, phun nước

ra cùng một lúc.

+ Van xã tran luôn luôn đóng và chỉ mở khi được kích họat do hệ thống

bao cháy lắp riêng rẽ độc lập trong củng khu vực với hệ thống đầu phun

Sprinkler mỡ.

4, Hệ thống kích hoat trước (Pre-Action Sprinkler system)

Hệ thống kích hoat trước cũng giống như hệ thống Sprinkler xả trần ngọại trừ là sử dụng đầu phun Sprinkler kín Hệ thống nảy thích hợp cho

những nơi chứa các thiết bị vật phẩm có giá trị hay những nhà kho mà khônggian làm ảnh hưởng đến tinh họat động hiệu qua của đầu phun như dé va đập

gây hư hỏng đầu phun Van của hệ thống kích họat trước luôn luôn đồng vàchỉ mở khi được kích họat do hệ thống báo cháy lắp riêng rẽ độc lập

Hệ thống báo cháy sẽ kích hoat mở van kích hoat trước, để cho nước đivào hệ thống đường ống Nước vẫn chưa phun ra từ đầu phun cho đến khi

nhiệt độ kích họat cho đầu phun mở ra và phun nước ra ngòai Họat động của

lúc này của van kích họat trước giống như kiêu lọai hệ thong Sprinkler ướt.5.Hệ thống kết hợp xả tràn - kích hoạt trước (Combined Dry Pipe-Preaction

System)

Hệ thống sprinkler có các đầu sprinklers tự động được gắn vào hệ

thống đường ống có chứa không khi, có áp lực, và có một hệ thống đồ cháy

đặt đầu sprinkler Khi hệ

bổ sung được lắp đặt tại cùng những vị

thống đồ cháy kích hoạt, nó sẽ kích các thiết bị nha và rồi thiết bịi nha này

sẽ mở các (dry pipe valves) cùng lúc mả không mắt áp lực không khí trong

hệ thống Việc kích hoạt hệ thống báo cháy cũng làm mở các van xả khí đặt

ở điểm cuối của (feed main) Các van xa khí, thông thường, sẽ được mởtrước khi các đầu sprinkler mở Hệ thống dò cháy đồng thời cũng hoạtđộng như một hệ thống báo động "

1

1.5.1 Hệ thống cấp nước chữa cháy cho nhà cao ting

Đánh giá hiện trạng thiết kế hệ thống chữa cháy cho các nhà cao tầng

a Khái niệm nhà cao tang:

Khái niệm “nha cao ting” trong xã hội hiện nay được coi là tương đối đốivới các quan niệm khác nhau về quy mô xây dựng ở mỗi nơi, mỗi thời điềm

Ở Việt Nam, trong xây dựng thường phân loại theo sé ting như sau:

= Logi 1: Từ 9 đến 16 tang (cao đến 50m)

~ Loại 2: Từ 17 đến 25 ting (cao đến 75m)

= Loại 3: Từ 26 đến 40 ting (cao đến 100m),

~ Loại 4: Siêu cao ting từ 41 ting trở lên (cao hơn 100m)

‘Theo TCVN 6160:1996 (PCCC - Nhà cao ting - Yêu cầu thiết kế) định

nghĩa nhà cao tng như sau:

~ Nhà cao tả 1g là nhà và các công trình công cộng có chiều cao từ 25m đến

100m (tương đương 10 đến 30 tầng)

b Những đặc điểm của nhà cao tang liên quan đến phòng cháy chữa cháyQua nghiên cứu cho thay, nhà cao tang có một số đặc điềm chính liênquan đến phòngcháy chữa cháy như sau:

1 Diện tích sử dụng lớn, số lượng người đông, công năng sử dụng phức tạp,tập trung nhiều chất cháy, có nhiều hệ thống thiết bị kỹ thuật, nguy cơ xảy ra

chấy cao.

2 Lối thoát nạn chính cho người trong nha cao tang la qua các cầu thang bộ

đi xuống mặt đắt rồi ra ngoài nhà Vi vậy, nhà cảng cao thì đường thoát nạn

cangdai, thời gian thoát nạn ra khỏi nhà cảng lâu, nguy cơ đám cháy de doa tính mang con người cing cao.

3 Tốc độ, áp lực của gió trên cao làm tăng tốc độ cháy lan và mức độ phứctạp của đám cháy Hành lang giữa và các buồng thang bộ trong nhà cao tingnếu không có giải pháp bảo vệ sẽ là các con đường lan truyền lửa, khói, hoi

nóng, khí độc từ đám cháy lên các ting trên và lan ra toàn nhà, đồng thời cản

trở việc thoát nạn và de dog tinh mạng những người chưa thoát kịp ra khỏi

nhà

4 Khó khăn cho việc cắp nước chữa cháy và khó khăn cho việc cứu hộ, cứunạncũng như việc triển khai các hoạt động chữa cháy trên các ting cao nhất

là đối với các nhà cao ting xây dựng ở các địa phương chưa được trang bị các

xe thang chữa cháy chuyên dung hoặc các nhà cao ting có chiều cao vượt quá

tầm với của các xe thang, hoặc không có đường bãi diitiéu chuẩn cho các xe

thang hoạt động.

- Các nhà cao ting làm căn hộ cao cấp thuộc đầu tư nước ngoài xây dựng,trongnhững năm gần đây thường được đầu tư về phòng cháy chữa cháy đầy.đủ theo thiết kế và thiết bị phòng cháy chữa cháy của nước ngoài

~ Một số nha cao ting làm căn hộ cao cấp đầu tư trong nước xây dựng những

năm gần đây cũng được đầu tư cho phòng cháy chữa cháy day đủ theo các

tiêuchuẫn Việt nam và tiêu chị nước ngoài.

- Đa số nha cao ting làm nha ở chung cư xây dựng trước đây và một số nha

cao ting xây dựng ở các khu đô thị mới gin đây, việc đầu tư cho phòng cháychữa cháy chưa đầyđú theo yêu cầu tiêu chuẩn

1.5.2 Những thiểu sót, sai phạm về chất lượng thiết bị phòng cháy chữa

cháy chữa cháy ở một số nhà cao ting cho thấy còn nhi sốt, sai phạm

it lượng thiết bị phòng cháy chữa cháy, cụ thé là:

kế

liên quan tới ct

~ Không thiết ấp đặt hệ thống báo cháy tự động như quy định của tiêu

chuẩn.Nguồn nước cấp vào bể yếu, không đảm bảo phục hồi đủ nước

chữa cháy trong thời gian 24 giờ.

- Không có trạm bơm chữa cháy cổ định (chỉ có một máy bơm xăng di động),

không trang bị

thiết

lầy đủ các trang bị phương tiện chữa cháy, cứu hộ cần

= Có bơm chữa cháy nhưng không đảm bảo lưu lượng, áp lực đẻ chữa cháy ởcác tầng cao Một số công trình thiết kế cấp nước chữa cháy theo kiểu twchảy từ bể nước trên mái, như vậy không dim bảo lưu lượng và áp lựcchữa cháy, nhất là cho các tằngtrên cùng

~ Bé trí các họng nước chữa cháy không đảm bảo yêu cầu mỗi điểm cháy phải

có 2 họng cùng phun đến

- Chỉ có một buồng thang thoát nạn, nhưng buông thang ho, không đảm bảo

yêu cầu chống cháy, chống khói hoặc có thiết kế buồng thang kín nhưngkhông có hệ thống điều áp buồng thang, hoặc có nhưng áp lực yếu khôngđảm bảo yêu cầu chống tụ khói trong buồng thang,

- Không có hệ thống chiếu sáng sự cổ và chỉ dẫn lỗi thoát nạn

- Chỉ có một nguồn di cho máy bơm chữa cháy, không có nguồn điện dự phòng hoặc máy phát điện dự phòng.

- Cửa ngăn cháy không đảm báo về giới hạn chịu lửa theo tiêu chuẩn.

- Chất lượng các hệ thống, thiết bị phòng cháy chữa cháy chưa đảm bảo yêu.cầu như: hệ thống báo cháy hay báo giả hoặc không hoạt động sau mộtthời gian sử dụng; đường ống cấp nước chữa cháy bị rò ri, không duy tri

được áp lực chữa cháy theo yêu cầu; máy bơm chữa cháy (chủ yếu là

bơm xăng) hay bị hư hỏng, trục tric; hệ thống đèn chiếu sáng sự cổ

thường bị hỏng ác quy sau một thời gian hoạt động

1.6 Những tồn tại khi thiết kế hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler chocác nhà cao ting

~ Trong quá trình thiết kế, việc chọn đường kính ống nhỏ để giảm giáthành dẫn đến việc tôn that áp trên đường ống tăng lên, đồng nghĩa với áp lực

tại đầu voi phun không đảm bảo.

- Sử dung gid trị tổn thất áp lực qua van giám sit (Alarm Valve) theo

công thức của nhà sản xuất mà không quan tâm tới tính pháp lý

= Thiết kế dựa nhiều vào kinh nghiệm, áp dụng từ các nhà máy cũ, dẫn

đến tiếp tục tổn tại những lỗi sai

~ Không thiết kế mạng vòng cho hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler

- Bồ trí vượt quá số đầu phun qui định cho từng loại hệ thống chữa cháy

tự động Sprinkler.

= Lựa chọn đầu phun sprinkler không hợp lý.

Hệ thống chữa cháy tự động S Kler là tộ hợp các thiết bị kỹ th

chuyên dùng, đường ống và chất chữa cháy được điều khiển tự động dé daptit các đám cháy hoặc ngăn chặn cháy lan khi xảy ra cháy

5, Nguyên lý hoạt động.

Đối với hệ thẳng chữa cháy tự động kiểu ướt: Đây là hệ thông Sprinklertiêu chuẩn thường xuyên nạp đầy nước có áp lực ở cả phía trên và phía dudivan báo động đường ống ướt

inh thường hệ thống chữa cháy tự động ở chế độ thường trực, trung

tâm điều khiển hệ thống sẽ hiển thị va giám sát trạng thái Lim việc của các

khối chức năng trong hệ thống

Khi có cháy xảy ra trong các khu vực bảo vệ, các yếu tố môi trường cháy.thay đổi đạt đến ngưỡng làm việc tạo ra tín hiệu chuyền về trung tâm điềukhiển Trung tâm điều khiển sẽ xử lý tin hiệu truyền về dé phát lệnh báo động,

bị

ngoại vi để điều khiển các role làm việc Rowle Lim việc sẽ kích thích cácchỉ thị khu vực xảy ra cháy đồng thời tạo ra các tín hiệu điều khiển thi

thiết bị truyền dẫn để mở các van lựa chọn khu vực chữa cháy đến vòi phun

và phun vào đám chai

Hệ thống chữa cháy sau khi đã làm việc thì không có khả năng tự hồiphục lại trạng thái ban đầu Vì vậy sau khi hệ thống chữa cháy hoạt động ta

trí trạng thái

phải bỏ sung đủ lượng dự trữ chất chữa cháy, đưa các van về

'bình thường, phục hỏi hệ thống về trang thái thường trực ban đầu

Doi với hệ thông chữa cháy tự động miéu khô: Hệ thông đường ông khô

là hệ thống Sprinkler tiêu chuẩn mà đường ống thường xuyên được nạp khínến ở phía trên van báo động đường ống khô và được nạp nước có áp lực ở

phía dưới van này.

Hình 2. lơ đô nguyên lý hệ thông chữa cháy tự động kiểu khô

Bình thường mạng đường ống luôn được duy tri một áp lực làm việc nhất

định nhờ máy nén khí Khi xảy ra cháy, nhiệt độ khu vực có đám cháy tăng

cao đến nhiệt độ gây nổ đầu phun Sprinkler, khí sẽ thoát ra ngoài ra đầu phunlàm giảm áp lực mở van hệ thống khô (Dry Valve) cho nước chảy vào hệthống đường ống đi đến đầu phun đã mở Khi đó áp suất nước trong đường

ng giảm làm mở công tắc áp suất và kích hoạt bơm cứu hỏa hoại động

2.1.2 Nguyên tắc thiết kế hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler

- Hệ thống Sprinkler được phân loại dựa trên mức độ nguy cơ phát sinh đám cháy tại các cơ sở và được gọi theo các mức tương ứng

+ Hệ thống cho cơ sở có nguy cơ cháy thấp;

+ Hệ thing cho cơ sở có nguy cơ cháy trung bình;

+ Hệ thống cho cơ sở có nguy cơ cháy cao.

Việc phân loại các cơ sở theo mức độ nguy cơ phát sinh đám cháy quy định trong Phụ lục A TCVN 7336:2003.

~ Cường độ phun nước, diện tích bảo vệ bởi 1 Sprinkler, khoảng cách giữa các đầu phun và thời gian hoạt động của hệ thống chữa cháy bing nước phải lấy theo bảng 2.1

Bang 2.1: Phân loại cường độ phun nước theo nguy cơ cháy

aide Diễntíeh | Diệntích | Thờigian | Khoảng

Nguồn: Bang 2 điều 6.4 TCVN 7336/2003

ip đặt các cụm sprinkler

+ Một cụm chữa cháy chỉ được bồ trí tối đa 800 sprinkler.

+ Trong các tòa nha có dam trần (mái) làm bằng vật liệu khó cháy và vậtliệu cháy có các phần nhô ra có chiểu cao trên 0.2m va trần (mái) lâm bằngvật liệu khó cháy có phần nhô ra cao hơn 0,32m thì các sprinkler được bố trígiữa các dim, vì kèo và các cấu trúc xây dựng khác

+ Khoảng cách giữa các đầu phun nước chữa cháy và mặt phẳng tran

(mái) không được lớn hơn 0,4m và không được nhỏ hơn 0,8m Khoảng cách

giữa mặt dưới của đầu phun bọt của hệ thống chữa cháy bằng bọt đến mặt

phẳng tran (mái) không được lớn hơn 0,5m.

+ Các sprinkler được phép lấp hướng lên trên hoặc xuống dưới Đầusprinkler phải lắp đặt vuông góc với mặt phẳng trần (mái)

+ Trong các phòng đặt sprinkler mã có các sin thao tác và các hộp

thông gió tiết diện tròn hoặc vuông với đường kính hoặc kích thước cạnh lớn

+ Trong các tòa nhà có một mái đốc hoặc 2 mái dốc có độ dốc lớn hơn

1/3 khoảng cách theo chiều ngang tính tir sprinkler đến tường và từ sprinklercđến mép mái không được vượt quá 0.8m đối với mái đễ cháy và khó cháy, vàkhông quá 1,5m đối với mái không cháy

- Đường ống của hệ thống sprinkler:

+ Các đường ống cấp nước chữa cháy (đường ống trong và đường ống

ngoài) cần phải được thiết kế kiêu mạng vòng khép kín

Các đường ống cấp nước chữa cháy mang cụt chỉ được phép thiết kếcho 3 van điều khién hoặc ít hơn

+ Các đường ống cấp nước mạng vòng khép kín (đường ống trong vàđường ống ngoài) phải được phân chia thành từng phân đoạn bởi các van

ngăn cách; mỗi một phân đoạn không có quá 3 van điều khiển.

+ Thông thường, các đường ống cấp nước chữa cháy (đường ống ngoài)

của hệ thống sprinkler và các đường ống dẫn nước chữa cháy của loại hệthống chữa cháy bằng nước khác có thể chung nhau

+ Dường kính đường ống dẫn đến sprinkler được chọn trên cơ sở tính

toán thủy lực nhưng phải không nhỏ hơn 15mm,

+ Không cho phép kết nỗi hệ thống nước phục vụ thiết bị sản xuất và thiết

bị vệ sinh với đường ống cấp nước của hệ thống chữa cháy

+ Cho phép lắp đặt họng nước chữa cháy vách tường và lăng phun bọt

cầm tay trên đường ống cấp nước cung cấp có đường kính từ 70mm trở lêncủa hệ thống sprinkler chữa cháy bằng nước và bằng bot

+ Cum thiết bị sprinkler với 12 hong nước chữa cháy trở lên và 12 lăng

phun bọt trở lên phải có 2 đường ống cấp Đối với các thiết bị đầu phun có từ

2 cụm trở lên thì cho phép nối đường cấp thứ hai có khóa với cụm bên cạnh,nhưng phải đảm bảo là trên van điều khiến phải bé trí van đóng mở bằng tay.+ Cho phép lấp đặt tối đa 6 sprinkler với đường kính trong lỗ phun12mm trở xuống hoặc 4 sprinkler với đường kính lỗ phun trên 12mm trênđường ống phân phối của hệ thống sprinkler bằng nước và bằng bọt

+ Không cho phép lắp đặt van chặn và kết nối mặt bích trên các đường.ống phân phối chính và đường ống phân phối nhánh Trong các trường hop

đặc biệt, cho phép Lip đặt van chặn nhưng phải kiểm soát được trang thái

đồng mở của van

+ Các đường ống chính, đường ống nhánh nước chữa cháy và đường ốngkích hoạt với các kết nối hàn được thiết kế từ các đường ống thép theo tiêuchuẩn hiện hành Cho phép sử dụng đường ống thép dẫn khí, nước kết nối với

nhau bing cit nổi ống trong các phòng của cơ sở sản xuất vật liệu chấy nỗ đang hoạt động.

“Các đường ống din nước chữa cháy bên ngoài có thể được thiết kế từ cá

đường ống phi kim loại, cũng như từ các đường ống gang đúc ly tâm và đúc

"bán liên tục theo tiêu chuẩn hiện hành.

~ Cung cấp nước cho hệ thống chữa cháy tự động sprinkler:

+ Bể nước cho hệ thống chữa cháy tự động sprinkler phải đảm bảo hệthống hoạt động trong thời gian 60 phút

+ Thể tích bể chứa phải tính đến lượng nước tự động nạp vào bé trong

thời gian chữa cháy.

+ Để đảm bảo áp suất tính toán trong các hệ thống sprinkler chữa cháy

bằng nước trước thời điểm khởi động bơm, cần phải bố trí trong các đườngđống dẫn của hệ thống sprinkler và trong các đường ống cấp của hệ thốngsprinkler thiết bị tạo xung (bình áp lực)

2.2 Lập mô hình tính toán để thiết kế hệ thống chữa cháy tự động

Sprinkler sử dụng phan mềm Epanet

3.2.1 Phần mm Epanet

EPANET Ia một chương trình máy tính được phát triển bởi kho cung cấpnước và nguồn nước thuộc tổ chức Bảo vệ môi trường của Mỹ (US EPA)nhằm thực hiện các mô phỏng tính chất thủy lực và chất lượng nước theo thờigian trong mạng lưới đường ống có áp Xuất phát từ một mô tả mạng lước.đường ống (bao gồm các đoạn ống, điểm nối các ống, bơm, van, đài nước và

bể chứa), các điều kiện ban đầu, các lượng nước về nhu cầu nước và các qui

luật về sự vận hành của hệ thống (van, bơm, dai nước), chương trìnhEPANET sẽ dự báo lưu lượng trong mỗi ống, áp suất tại mỗi nút, chiều sâu

nước trong mỗi dai nước và chất lượng nước trong toàn mạng Iwowisc cho.một mô phỏng theo thời gian Ngoài ra tuổi của nước và theo vết nguồn nước

cũng có thể được mô phỏng.

Epanet là một trong những công cụ hữu hiệu dé thiết kế các hệ thống cấp

nước bao gồm cả việc xác định các thông số kỹ thuật của các thiết bị và công

trình trên mạng Khả năng mô phỏng khá mạnh của Epanet cho phép người sit

dụng có thể xét đến hầu hết những tình huồng thực tế phức tạp trong tính toáncấp nước

Hình 2.3: So dé hệ thông trên phần mềm Epanet

Epanet cho phép:

- Mô phỏng hệ thống với quy mô bắt ki

+ Tinh toán tổn thất thủy lực theo công thức Hazen-Williams,

Darcy-Weisbach hay Chezy-Manning.

= Xét đến những tổn thất cục bộ gây ra bởi thiết bị, việc nồi ống, các vi

trí lồn cong hay thay đổi ích thước trong mạng.

toán hiệu suất bơm và chỉ phí năng lượng.

~_ Mô phỏng các loại van khác nhau như van giảm áp, van duy trì P van tiết lưu, van một cl

= Mô phỏng các loại vòi phun có lưu lượng phụ thuộc áp lực (vỏi phun

trong hệ thống chữa cháy, vòi phun trang trí ở công viên)

= Mô phỏng hoạt động của hệ thống cấp nước theo những điều kiện tự

động hóa cho trước.

Việc sử dung phần mềm tinh toán thủy lực Epanet trong tính toán thiết kế

hệ thống sprinkler giúp cho việc tính toán thiết kế được nhanh chóng, chính

ty trong nước chủ yếu sử dung các bảng tính Excel dé tính toán thủy lực Tuy

nhiên, việc sử dung bảng tính Excel không thể hiện được áp lực tại đầu phun,

dẫn đến những sai lầm trong thiết kế hệ thống chữa cháy tự động Ở nướcngoài, một số công ty thiết kế chuyên nghiệp của Nhật, Han Quốc yêu cầu bắt

‘bude sử dụng phần mềm này trong thiết kế hệ thống chữa cháy

'CHƯƠNG 3

UNG DUNG MÔ HÌNH EPANET DE TÍNH TOÁN THIET KE,

THONG CHỮA CHAY TỰ DONG SPRINKLER CHO TOA NHÀ

GEMEK, HÀ NỘI

3.1 Tổng quan về tòa nhà Gemek

“Trong phạm vi luận văn, lấy làm đại diện đưa ra mô hình thiết kế điển.hình cho tòa nhà Gemek, Lô A44-HH2, Khu đô thị mới Lẻ Trọng Tắn

'Geleximeo, huyện Hòa Đức, Hi Nội

hu đất xây dựng Téa nhà hỗn hợp HH2 nằm tại lô đất A44-HH2thuộc Khu đô thị mới Lê Trọng Tan - Geleximeo, Hoài Đức, Hà Nội Đây là

khu đất nằm trong một khu đô thị mới đang trong quá trình xây dựng, hiện đãhoàn chỉnh xong ha ting cơ sở Xung quanh vị tri lô dit xây dựng hiện dangxây dựng các nhà lién ké thấp ting

‘Vi trí đẹp là lợi thé lớn của khu đất do chung cư nằm trong khu vực phátbit động sản thuộc loại “nóng” nhất của Hà Nội Với khoảng cách từ

Trung tâm Hội nghị Quốc gia theo đại lộ Thăng Long khoảng 4 km theođường bộ, tọa lạc tại khu vực giao nhau giữa đường Lê Trọng Tan và đại lộ

Thăng Long, một vị trí "đắc địa”, thuận lợi về cả giao thông và các định

hướng phát triển đô thị trong tương lai

Cong trình: *Tỏa nhà văn phòng kết hợp nhà ở là một công trình xâydựng mới, được xây dựng bao gồm: 2 tng him, phía trên được xây dựng quy

mô 8 ting được sử dụng làm văn phòng làm việc Công trình được sử dụnglàm trường quay, văn phòng làm việc Đây là công trình có kiến trúc cao ting

với diện tích rộng, tập trung đông người Vì vậy trong trường hợp có cháy xảy

ra việc sơ tần người và tác chiến chữa cháy của lực lượng chữa cháy chuyênnghiệp có những khó khan nhắt định trong tinh kinh tẾ nước ta hiện nay Do

mức độ quan trọng trên nên việc đầu tư trang thiết bị PCCC tại chỗ cho công

trình là một mục tiêu rất quan trọng và thiết thực Thực tế trong thời gian qua

đã xảy ra nhiều vụ cháy trên toàn quốc gây thiệt hại lớn về người và tài sản,lâm ảnh hưởng xấu tới nền kinh tế và an ninh chính trị nước ta

“Thực hiện ý tưởng trên, tác giả đã chọn phương án thiết kế hệ thống

PCCC cho công trình Căn cứ vào tính chất và mục đích sử dụng tiêu chuẩn

'Việt Nam về an toàn PCCP, dé thiết ké các hệ thống PCCC của công trình, đề

ra thiết kế các hệ thông PCCC cho công trình gồm các hạng mục sau:

1- Hệ thống báo cháy tự động dia chỉ

2- Hệ thống chữa cháy Sprinkler

3- Hệ thống chữa cháy họng nước vách tường

3.2 Tinh toán thiết kế hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler cho nhà caotầng

3.2.1 Yêu cầu đãi với hệ thing PCCC cho công trình

Can cứ vào tính chất sử dụng, nguy hiểm cháy nỗ của công

thống PCCC cho công trình phải đảm bảo các yêu cầu sau:

a Yêu cau về phòng cháy"

- Phải áp dụng các giải pháp phòng cháy đảm bảo hạn chế ti đa khả năng xây ra hod hoạn Trong trường hợp xảy ra hoa hoạn thì phải phát hiện đám cháy nhanh để cứu chữa kịp thời không để đám cháy lan ra các khu vực khác sinh ra cháy lớn khó cứu chữa gây ra hậu quả nghiêm trọng,

- Biện pháp phòng cháy phải đảm bảo sao cho khi có cháy thì người và

tài sản trong toà nha đễ ding sơ tán sang các khu vực an toàn một cách nhanh

chóng nhất

- Trong bắt cứ điều kiện nào khi xây ra cháy ở những vị trí dé xây ra

cháy như các khu vực kỹ thuật, Trường quay, phòng làm việc, sảnh giao

dịch trong toà nhà phải phát hiện được ngay ở nơi phát sinh cháy để tổ chức

cứu chữa kịp thời.

+b Yêu cầu về chữa cháy

Trang thiết bị chữa cháy của công trình phải đảm bảo các yêu cầu sau:

~ Trang thiết bị chữa cháy ph

ra cháy phải được đập tắt ngay

~ Thiết bị chữa cháy phải 14 loại phủ hợp va chữa cháy có hiệu quả đối

với các đám cháy có thể xảy ra trong công trình

- Thiết bị chữa cháy trang bị cho công trình phải là loại dé sử dung, phùhợp với công trình và điều kiện nước ta

- Thiết bị chữa cháy phải là loại chữa cháy không làm hư hỏng các

dụng cụ, thiết bị khác tại các khu vực chữa cháy thiệt hại thứ cấp

- Trang thiết bị hệ thông PCCC được trang bị phải đảm bảo hoạt động

lâu dai, hiện đại.

~ Trang thiết bị phải đạt được các ti

như các tiêu chuẩn chủa Việt nam.

3.2.2 Các căn cứ dé thiết kế:

- Căn cứ vào các tiêu chuẩn TCVN 7336 : 2003, TCVN 2622 : 1995, TCVN 4513 : 1988, QCVN 06 : 2010.

~ Các tai liệu kỹ thuật của các thiết bị chính trong hệ thống

sảng ở chế độ thường trực, khi xây

chuẩn của Mỹ, Châu Au cũng

~ Các bản vẽ kiến trúc, điện, nước và các tài én quan đến công trình.

~ Các tải liệu kỹ thuật, tiêu chuẩn nước ngoài (nếu có)

3.2.3 Chọn giải pháp thiết ké:

Sau khi nghiên cứu đặc điểm kiến trúc, quy mô, tính chất hoạt động nguy

hiểm cháy cua công trình, phải dé ra giải pháp thiết ế hệ thống chữa cháy tự.động bằng nước phủ hợp với tính chất nguy hiểm cháy nỗ của công trình và

vật liệu bảo quản trong đó Tiếp theo phải xác định được nhóm công trình và

những khu vực cần chữa cháy Cuối cùng phải xác định được phương án bố.trí cac đầu phun và hệ thống đường ống, phương án lắp đặt đường ống dẫn

nước (thông thường dùng phương án bổ trí mạng xương cá hoặc mạng đường

ống to dần về phía máy bơm), phương án bố trí thiết bị

3.2.4 Tinh toán các thông sé của hệ thống và lựa chọn thiết bị:

~ Xác định loại công trình cần bảo vệ từ đó xác định được cường độ phunchat chữa cháy và diện tích lớn nhất cần bảo vệ

“Trước tiên phải xác định được nhóm công trình theo danh mục các tòa nhà và công trình được nêu trong phụ lục A (TCVN 7336-2003)

~ Tính toán số lượng đầu phun phải căn cứ vào diện tích phưn của một

đầu phun và khoảng cách giữa các đầu phun

- Tinh toán lưu lượng phun chất chữa cháy khi chữa cháy điện tích tôi đa

cin bảo vệ và lưu lượng của đầu phun Diện tích phun và lưu lượng của đầu

phun phải căn cứ vào đặc tính kỹ thuật của từng loại đầu phun theo catalog

thiết bị

sau khi đã xác định vị trí ic bộ phận của hệ thống ta tiến hành tính toán

thủy lực mạng đường ống của hệ thống

Mục đích tỉnh toán thủy lực mạng đường ống là xác định tốn thất cột áp

trên toàn bộ hệ thống đường ống , lưu lượng nước cần thiết, cột áp của máy

bơm để chọn máy bơm cho phủ hợp So sánh lưu lượng riêng tính toán với lưu lượng tiêu chuẩn.

-Lựa chọn đầu phun Sprinkler

"Xác định hệ số vòi phun (lưu lượng phun ứng với áp lực tại vòi là

10m.c.n)

Bang 3.1: Thông số của thiết bj tea kiểu sprinker

Đường kính Hệ sốK Ap suất tự do | Ấp suất tự do.

trong lỗ, mm cực tiểu Huy | cực đại Hạ

10 03 4 100

12 0488 5 100

7 092 8 100

E3 1454 10 100

‘Ngudn: Bang 5, điều 10.5, TCVN 7336: 2003

‘Theo điều 10.5 TCVN 7336 : 2003, lưu lượng nước qua mỗi đầu

Sprinkler được tính toán theo công thức

Q=Kým

Với

K - Hệ số tổn thất cột nước qua sprinkler Được xác định theo đường kính

AB;

H - Cột áp tự do trước sprinkler; Ap lực cần thiết để đảm bảo voi phun

phun được bán kính 2m, theo TCVN 7336 : 2003 ta chọn Ï

trong miệng vòi phun theo bang $ TCVN 7336 - 2003 chon

‘Theo Catalogue chọn đầu phun sprinkler loại KS.6 có lưu lượng đầu phun

80,6 (/ph), áp lực cần thiết ở vôi chủ đạo là 1,0at (10 me.n

“Thông số kỹ thuật của đầu phun Sprinkler:

- Hệ số đồng chay K=56US

- Đường kính đầu nối 15mm

= Nhiệt độ tác động, 68°C hoặc 141°C