Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế hệ thống chữa cháy trong công trình:• Thiết kế hệ thống chữa cháy bằng nước:- Chọn các thành phần của hệ thống chữa cháy sprinkler, họng nước chữa cháy vách tường, chữa cháy ngo
Trang 1BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI
KHOA KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
HỆ THỐNG PHÒNG CHÁY CHỮA CHÁY
GVHD : Ths Nguyễn Thị Huệ Họ và tên : Phùng Đức Lộc MSSV : 0080666 Lớp : 66HKC3
Hà Nội, ngày 29, tháng 02, năm 2024.
Trang 2Mục lục
NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1
I TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH; CÁC QUY CHUẨN, TIÊU CHUẨN, TÀI LIỆU SỬ DỤNG 4
1.1 Tổng quan về công trình 4
II CĂN CỨ THIẾT KẾ, YÊU CẦU, GIẢI PHÁP ĐỐI VỚI HỆ THỐNG BÁO CHÁY 4
2.1 Các căn cứ thiết kế 4
2.2 Yêu cầu đối với hệ thống báo cháy tự động, điều khiển chữa cháy 5
2.3 Giải pháp thiết kế hệ thống báo cháy, chữa cháy 6
2.3.1 Xác định nguy cơ cháy, tính chịu lửa và phương án thiết kế PCCC của công trình 6
2.3.2 Tính chịu lửa của công trình 6
2.3.3 Phương án thiết kế PCCC của công trình 7
III LỰA CHỌN, BỐ TRÍ CÁC ĐẦU BÁO CHÁY VÀ CÁC THIẾT BỊ 7
3.1 Lựa chọn bố trí đầu báo cháy 7
3.1.1 Đầu báo khói quang điện khuếch tán 8
3.1.2 Đầu báo cháy nhiệt gia tăng 10
3.2 Xác định vị trí lắp đặt đầu báo cháy 12
IV TÍNH TOÁN VÀ CHỌN THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG 14
4.1 Chọn cách nối dây cho đầu báo cháy 14
4.2 Lựa chọn và chia loop báo cháy 14
4.3 Lựa chọn thiết bị cho hệ thống 15
4.3.1 Lựa chọn các thiết bị 15
4.3.1 Chi tiết các thiết bị 16
V TÍNH TOÁN HỆ THỐNG CHỮA CHÁY TRONG CÔNG TRÌNH 21
5.1 Các yêu cầu khi thiết kế hệ thống chữa cháy trong công trình 21
5.1.1 Giải pháp thiết kế hệ thống chữa cháy 23
5.1.2 Nguy cơ cháy 24
5.2 Xác định cường độ, diện tích bảo vệ và thời gian hoạt động của hệ thống chữa cháy 24
5.2.1 Hệ thống chữa cháy tự động bằng sprinkler 24
5.2.2 Hệ thống chữa cháy vách tường 26
5.2.3 Hệ thống chữa cháy ngoài nhà 26
5.3 Xác định lưu lượng và thể tích nước của hệ thống 26
Trang 35.3.1 Hệ thống chữa cháy tự động 26
5.3.2 Hệ thống chữa cháy vách tường 27
5.3.3 Hệ thống chữa cháy ngoài nhà 27
5.4 Lựa chọn phương án cấp nước chữa cháy 27
5.5 Tính toán thủy lực hệ thống chữa cháy 27
5.5.1 Yêu cầu chung 27
5.5.2 Tính toán mạng đường ống phân phối 28
5.5.2.1 Xác định số lượng đầu phun SPRINKLER cho tầng được giao 28
5.5.2.2 Tính toán thủy lực hệ thống cấp nước chữa cháy 29
5.5.2.3 Chọn Bơm 33
5.6 Tính toán hệ thống chữa cháy bằng khí 34
NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Họ và tên sinh viên: Phùng Đức Lộc MSSV: 0080666 Lớp: 66HKC3
Thầy cô hướng dẫn: Nguyễn Thị Huệ
1- Các số liệu cho ban đầu.
+ Tên công trình: TTTM Đề: 13.5
+ Đặc điểm kết cấu: Chiều cao công trình: Xem thiết kế kiến trúc Khẩu độ công trình: Xem thiết kế kiến trúc Hệ thống chịu lực: Khung chịu lực
Công trình có 9 tầng
2- Nhiệm vụ thực hiện.
a Phần thuyết minh a1 Giới thiệu chung:
Giới thiệu tổng quan về công trình
Các qui chuẩn, tiêu chuẩn, tài liệu được sử dụngXác định nguy cơ cháy và tính chịu lửa của công trình.
a2 Thiết kế hệ thống báo cháy trong công trình:TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI
KHOA KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNGBỘ MÔN VI KHÍ HẬU - MTXD
MÔN HỌCĐỒ ÁN HỆ THỐNG PCCC
Trang 4Lựa chọn thành phần của hệ thống báo cháy
Bố trí thiết bị, kết nối thiết bị và chọn tủ báo cháy trung tâm.
a3 Thiết kế hệ thống chữa cháy trong công trình:• Thiết kế hệ thống chữa cháy bằng nước:
- Chọn các thành phần của hệ thống chữa cháy sprinkler, họng nước chữa cháy vách tường, chữa cháy ngoài nhà
- Tính toán thủy lực hệ thống cấp nước chữa cháy, chọn bơm, bình tích áp
- Tính toán dung tích nước chữa cháy
Tính toán hệ thống chữa cháy bằng khí FM200
- lựa chọn các khu vực cần chữa cháy bằng khí Tính toán khối lượng bình chứa, bố trí đầu phun
Lựa chọn và bố trí bình chữa cháy xách tay, xe đẩy
b.Phần bản vẽ.
Bản vẽ thể hiện các sơ đồ nguyên lý báo cháy, chữa cháy.
Bản vẽ thể hiện mặt bằng thiết bị báo cháy tầng được giao nhiệm vụ.Bản vẽ thể hiện mặt bằng thiết bị chữa cháy tầng được giao nhiệm vụ.Bản vẽ chi tiết lắp đặt điển hình.
3- Kế hoạch thực hiện.
GVHDký xác nhận
1 Giao nhiệm vụ và số liệu ban đầu cho từng SV (các nội dung
của đồ án, file thiết kế kiến trúc công trình) Tuần 12 Xác định nguy cơ cháy, tính chịu lửa và phương án thiết kế
PCCC của công trình Tuần 2
Thiết kế hệ thống báo cháy.
• Các tiêu chuẩn, quy chuẩn thiết kế hệ thống báo cháy
• Lựa chọn các thiết bị chính trong hệ thống.
• Xác định diện tích bảo vệ và khoảng cách của các loại đầubáo.
• Xác định số lượng đầu báo.
• Xác định vị trí và số lượng chuông báo, đèn báo và nút ấn.
• Bố trí thiết bị, kết nối thiết bị và chọn tủ báo cháy trung tâm
Vẽ sơ đồ nguyên lý hệ thống báo cháy
Tuần 3-4
Trang 5STTNội dung thực hiệnTuần thựchiện
GVHDký xác nhận
Thiết kế hệ thống chữa cháy.
4.1.Các tiêu chuẩn, quy chuẩn thiết kế hệ thống chữa cháy,các hệ thống chữa cháy sử dụng trong công trình; các yêu cầukhi thiết kế hệ thống chữa cháy
4.2.Thiết kế hệ thống chữa cháy bằng nước bên trong côngtrình
• Tính toán dung tích nước chữa cháy
- Tính toán dung tích nước chữa cháy của hệ thống chữa cháy tự đông Sprinkler
- Tính toán dung tích nước chữa cháy của hệ thống họng nước chữa cháy vách tường
- Tính toán dung tích cho trụ nước chữa cháy ngoài nhà
• Tính toán thủy lực hệ thống cấp nước chữa cháy
- Lựa chọn loại đàu phun
- Bố trí đầu phun nước, họng nước chữa cháy vách tường
- Lựa chọn vùng tính toán thủy lực
- Vạch tuyến ống
- Tính thủy lực, chọn bơm, bình tích áp
• Tính toán khối tích bể nước chữa cháy
4.3 Thiết kế hệ thống chữa cháy khác
• Thiết kế hệ thống chữa cháy bằng khí FM200
- Các khu vực được bảo vệ
5-6-5 Thể hiện thiết kế trên bản vẽ Tuần 9-106 Bảo vệ đồ án môn học
THẦY CÔ HƯỚNG DẪN
Trang 6I TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH; CÁC QUY CHUẨN, TIÊU CHUẨN, TÀI LIỆU SỬ DỤNG
1.1 Tổng quan về công trình
Công trình có:
+ Chức năng công: Công trình công cộng
+ Số tầng : 9 tầng
+ Chức năng, diện tích, chiều cao 1 tầng đại điện của toà nhà :
Bảng 1.1 Thống kê diện tích các phòng và chiều cao của tầng điển hình
1 Phòng tổ chức cán bộ 4 107,5
3 Phòng họp nhỏ 4 2004 Phòng làm việc 4 223,445 Phòng họp giao ban 4 140
1.2 Các quy chuẩn, tiêu chuẩn, tài liệu sử dụng
Trang 7- QCVN 06: 2022/BXD Quy chuẩn kỹ thuật Quốc Gia về an toàn cháy cho nhà vàcông trình
- TCVN 2622:1995: Phòng chống cháy cho nhà và công trình - Yêu cầu thiết kế- TCVN 5738/ 2021: Hệ thống báo cháy tự động - yêu cầu kỹ thuật
II CĂN CỨ THIẾT KẾ, YÊU CẦU, GIẢI PHÁP ĐỐI VỚI HỆ THỐNG BÁO CHÁY
Với quy mô công trình gồm 13 tầng nổi chủ yếu là trung tâm thương mại dịch vụ
nên tòa nhà yêu cầu phải được trang bị hệ thống báo cháy tự động, báo cháy theo
địa chỉ với mục đích phát hiện và ngăn chặn cháy sớm.
Ngoài các yêu cầu chung đối với hệ thống báo cháy tự động, ta đưa ra một số yêucầu cụ thể như sau:
- Hệ thống báo cháy tự động là loại địa chỉ thông minh.- Tích hợp hệ thống quản lý tòa nhà BMS ở mức cao nhất.
- Tích hợp hệ thống chữa cháy sớm, hệ thống thoát hiểm mức cao nhất.
2.2 Yêu cầu đối với hệ thống báo cháy tự động, điều khiển chữa cháy
Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5738 – 2021 “Hệ thống báo cháy tự động – Yêucầu thiết kế” có quy định hệ thống báo cháy tự động phải đáp ứng các yêu cầu sau:+ Phát hiện cháy nhanh chóng theo chức năng đã được đề ra.
+ Chuyển tín hiệu cháy thành tín hiệu báo động rõ ràng để những người xung quanhcó thể thực hiện ngay những biện pháp thích hợp.
+ Có khả năng chống nhiễu tốt (nhiễu thường xảy ra khi dây dẫn tín hiệu nằm trongvùng có điện trường mạnh hoặc khi dây dẫn đặt cạnh dây điện) Như vậy để chốngnhiễu có thể sử dụng dây tín chống nhiễu hoặc dây tín hiệu thông thường nhưng phảiđược đi trong ống kim loại.
+ Báo hiệu nhanh chóng và rõ ràng mọi trường hợp sự cố của hệ thống.
+ Không bị tê liệt một phần hay toàn bộ do cháy gây ra trước khi phát hiện ra cháy.+ Hệ thống phải hoạt động liên tục trong mọi điều kiện (nguồn AC, DC)
Trang 8+ Việc lắp đặt các đầu báo cháy với trung tâm báo cháy phải chú ý đến sự phù hợpcủa hệ thống (Điện áp cấp cho đầu báo cháy, dạng tín hiệu báo cháy, phương phápphát hiện ra sự cố…).
+ Hệ thống báo cháy phải đảm bảo độ tin cậy Hệ thống này phải thực hiện đầy đủ cácchức năng đã được đề ra mà không xảy ra sai sót.
+ Những tác động bên ngoài gây ra sự cố cho một bộ phận của hệ thống không đượcgây ra những sự cố tiếp trong hệ thống.
+ Hệ thống báo cháy tự động ngoài đáp ứng những yêu cầu trên thì các bộ phận củahệ thống cũng cần phải đáp ứng những yêu cầu riêng của nó theo đúng như tiêu chuẩnđã đề ra.
2.3 Giải pháp thiết kế hệ thống báo cháy, chữa cháy
2.3.1 Xác định nguy cơ cháy, tính chịu lửa và phương án thiết kế PCCC của công trình
- Các nguyên nhân có thể gây cháy:+ Cháy do đốt
+ Cháy do vi phạm các qui định về an toàn PCCC cho nhà cao tầng+ Cháy do tác động của hiện tượng thiên nhiên
+ Cháy do sự cố kỹ thuật
- Dựa vào TCVN 7336:2021-Phụ lục A ta phân loại nguy cơ cháy của các phòng như sau:
Bảng 2.1 Xếp loại nguy cơ cháy của các phòng
5 Dịch vụ ăn uống Nguy cơ cháy – nhóm II
2.3.2 Tính chịu lửa của công trình
- Theo TCVN 6160:1996-Mục 3.1: Nhà cao tầng là nhà và các công trình công cộng có chiều cao từ 25m đến 100m (tương đương từ 10 đến 30 tầng) Như vậy công trình thiết kế thuộc công trình nhà cao tầng vì vậy khi thiết kế chữa cháy phải tuân thủ các yêu cầu về chữa cháy nhà cao tầng
- Nhà và công trình, khoang cháy đưuọc phân thành 5 bậc chịu lửa I, II, III, IV, V Bậcchịu lửa của nhà và công trình, khoang cháy được xác định theo giới hạn chịu lửa của các cấu kiện xây dựng chủ yếu của nó Căn cứ theo TCVN 6160:1996-Mục 5.1: Công trình nhà cao tầng phải được thiết kế với bậc chịu lửa của công trình là bậc I
Bảng 2.2 Giới hạn chịu lửa của cấu kiện với bậc chịu lửa loại I
Trang 9Chú thích: Kết cấu thép cho tầng hầm, mái và sàn phải được bảo vệ bằng vật
liệu không cháy, kết cấu phải có giới hạn chịu lửa không nhỏ hơn 60 phút.2.3.3 Phương án thiết kế PCCC của công trình
- Hệ thống báo cháy tự động được lắp đặt tại tất cả các khu vực có nguy hiểm cháy của công trình bằng hệ thống báo cháy địa chỉ Với hệ thống báo cháy địa chỉ ngoài chức năng báo cháy thông thường hệ thống còn có khả năng kết nối và điều khiển cáchệ thống kỹ thuật bằng các đường điều khiển chuyên dụng và phần mềm điều khiển:+ Tự động phát hiện cháy nhanh và thông tin chính xác địa điểm xảy ra cháy, chuyểntín hiệu báo cháy khi phát hiện cháy thành tín hiệu báo động rõ ràng bằng âmthanh đặc trưng, đồng thời phải mô tả cụ thể địa chỉ bằng màn hình đồ họa (thể hiện mặt bằng các tầng) để những người có trách nhiệm có thể thực hiện ngay các giải pháp tích hợp.
+ Điều khiển và giám sát toàn bộ hệ thống chữa cháy tự động bằng nước.
+ Hệ thống phải có chức năng điều khiển liên động và nhận tín hiệu phản hồi sau khi điều khiển với các hệ thống khác có liên quan như thang máy, thông gió, cắt điện, âm thanh nhằm phục vụ cho công tác sơ tán và chữa cháy trong thời gian ngắn nhất.+ Các sự cố phải được lưu trữ trong bộ nhớ và được in ra giấy đồng thời hoặc khi cần thiết bằng máy in phục vụ cho việc xác định sự cố hoặc công tác giám định của các cơ quan chức năng.
+ Báo động cháy bằng âm thanh đặc trưng (Còi, chuông )
+ Báo hiệu nhanh và mô tả rõ ràng trên màn hình tinh thể lỏng, màn hình đồ hoạ các trường hợp sự cố và vị trí xảy ra sự cố làm ảnh hưởng đến hoạt động của hệ thốngnhư đứt dây, chập mạch, mất đầu báo,
+ Có khả năng chống nhiễu, không báo giả, không bị tê liệt một phần hay toàn bộ do cháy gây ra trước khi hệ thống phát tín hiệu báo cháy.
III LỰA CHỌN, BỐ TRÍ CÁC ĐẦU BÁO CHÁY VÀ CÁC THIẾT BỊ3.1 Lựa chọn bố trí đầu báo cháy
Căn cứ vào công năng của từng khu vực, tham khảo phụ lục A – TCVN 5738: 2021
Bảng 3.1 Chọn đầu báo cháy tự động theo tính chất các cơ sở được trang bị
Trang 10STT Tính chất cơ sở được trang bị Thiết bị báo cháy
C Nhà và công trình công cộng:
14 Phòng bệnh, cơ sở thương mại, ăn uống công cộng, dịch
vụ, phòng, khách sạn lưu trú và ký túc xá Nhiệt, khói
Hệ thống báo cháy tự động - yêu cầu kỹ thuật, căn cứ vào chức năng của công trìnhcũng như ưu, nhược điểm của từng loại đầu báo ta lựa chọn đầu báo địa chỉ cho côngtrình.
Dưới đây là lựa chọn đầu báo cháy cho công trình:
- Công năng chính là trung tâm thương mại và dịch vụ sẽ bao gồm một lượng lớn đồgia dụng nên khi cháy sẽ phát sinh khói trước tiên Vì thế ta lựa chọn đầu báo khói đểlắp đặt cho khu vực này Tuy nhiên trong đầu báo khói có đầu báo cháy ion và đầubáo khói quang.
+ Đầu báo khói quang điện đáp ứng nhanh hơn (thường là 30 phút hoặc hơn) tronggiai đoạn âm ỉ trước khi ngọn lửa bắt đầu, Khói âm ỉ thường tạo ra các hạt đốt lớngiữa 0,3 và 10 micromet.
+ Đầu báo ion hóa đáp ứng nhanh hơn (30-60s) trong giai đọa lửa bùng cháy Khóitạo hạt nhỏ 0.01-0.3 micromet Ngoài ra đầu báo ion hoạt động yếu trong môi trườngcó luồng gió mạnh và vì điều này đầu báo quang điện là tin cậy hơn để phát hiện khóitrong cả 2 trường hợp âm ỉ và cháy rực lửa.
Sự hiện diện của chất phóng xạ trong đầu báo ion hóa, có nghĩa là tất cả các đầu báokhi hết thời gian hoạt động phải được xử lí để tránh tạo thành mối nguy hại đối vớimôi trường.
Đầu báo khói quang dễ dàng sửa chữa, bảo trì, đầu ion có chất phóng xạ nên khôngthể mở buồng ion để vệ sinh, sửa chữa.
Đầu báo ion sẽ báo giả nếu được lắp đặt tại nơi có luồng khí mạnh thổi qua Đầu báokhói quang có tuổi thọ cao hơn đầu báo khói ion.
=> Từ những đặc điểm trên, ta có thể kết luận chon đầu báo khói quang điện, cụ thểđầu báo khói quang theo nguyên lý khuếch tán ánh sáng sẽ phù hợp hơn với khônggian nhỏ so với đầu báo quang theo nguyên lý hấp thụ ánh sáng, vừa có giá thành hợplý, thời gian sử dụng có thể kéo dài hàng chục năm, độ tin tưởng cao và rất dễ bảo trí,sửa chữa, khả năng phát hiện đám cháy sớm và đang được dùng phổ biến hiện nay.
3.1.1 Đầu báo khói quang điện khuếch tán
Đầu báo cháy khói quang học được cấu tạo gồm hai phần chính là : phần điện vàphần quang.
Trang 11+ Phần điện : bản chất là khoá điện tử, tương tự như đầu báo nhiệt điện trở.
+ Phần quang : các phần tử quan trọng trong phần quang chủ yếu được chế tạo từ cáclinh kiện quang điện tử Đây là các linh kiện có tính chất biến đổi quang năng thànhđiện năng hoặc ngược lại biến đổi điện năng thành quang năng Nhóm các linh kiệnbiến đổi điện năng thành quang năng (nói đơn giản là cho dòng điện chạy qua thì nóphát sáng) như đi ốt phát quang (Light Emitting Diode viết tắt là LED) v.v… được sửdụng làm thiết bị phát tia hồng ngoại trong đèn phát hồng ngoại của đầu báo cháy Nhóm các linh kiện biến đổi quang năng thành điện năng (cho ánh sáng chiếu vàothì dòng điện chạy qua nó thay đổi) như phôto điốt, quang trở, transistor quang v.v…Trong đầu báo cháy phôto điốt được sử dụng làm phần tử cảm biến trong đầu thu củamạch điện tử.
- Cấu tạo : Bộ phận cơ bản trong cấu tạo đầu báo quang theo nguyên lý khuếch tánánh sáng là một buồng tối, trong đó có các vách ngăn sắp xếp theo hình dích dắc đểngăn không cho đầu thu (thường là tế bào quang điện) có thể trực thu trực tiếp ánhsáng phát ra từ nguồn phát sáng (thường là các loại diode phát tia hồng ngoại) Nguyên lý cấu tạo phần quang của đầu báo được giới thiệu trong hình sau:
Sử dụng đầu báo khói quang điện khuếch tán địa chỉ của hãng HORING có mã HORING Q01-2 có các thông số kỹ thuật như sau:
Trang 12- Chức năng: giúp xác định thiết bị báo động rõ ràng và nhanh chóng.- Địa chỉ mã hóa bằng công tắc.
- Tính năng kiểm tra từ tính giúp bảo trì dễ dàng và đơn giản.- Địa chỉ mã hóa: Binary (Nhị phân).
- Dòng điện báo động: 24VDC, 6mA- Dòng điện chờ: 24VDC, 850μA- Thiết lập độ nhạy: Comply to EN54- Vật liệu: Nhựa chống cháy.- Nhiệt độ môi trường: -10°C ~ +55°C- Kích thước: 102 x 48mm.
- Trọng lượng: 130 g.
3.1.2 Đầu báo cháy nhiệt gia tăng
- Đầu báo nhiệt gia tăng (R-O-R) hoạt động khi nhiệt độ môi trường tăng lên nhanhchóng theo thời gian, lớn hơn hoặc bằng tỷ lệ đã được thiết lập trước bởi nhà sảnxuất Theo tiêu chuẩn, tỷ lệ này là khoảng 15°F (8°C) mỗi phút Hoạt động của đầubáo nhiệt gia tăng phụ thuộc vào tốc độ tăng nhiệt độ, không phụ thuộc vào nhiệt độcủa môi trường Khi nhiệt độ môi trường tăng lên từ từ không quá 2 C/ phút, đầuobáo không làm việc.
- Đầu báo bị kích hoạt và phát tín hiệu báo động khi cảm ứng hiện tượng bầukhông khí chung quanh đầu báo gia tăng nhiệt độ đột ngột khoảng 8 C / phút, tứco