bài tập lớn môn học thiết kế dự án tự động hóa thiết kế hệ thống phòng cháy chữa cháy cho tòa nhà chung cư mini

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢIKHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

  

-BÀI TẬP LỚN

MÔN HỌC: Thiết kế dự án tự động hóaThiết kế hệ thống phòng cháy chữa cháy cho tòa nhà

Chung cư mini

Sinh viên thực hiện: Nhóm 5LỚP: KTĐK & TĐH 2 KHÓA 61

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: Trần Ngọc Tú

HÀ NỘI - NĂM 2024

THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHÒNG CHÁY CHỮA CHÁY CHO TÒA NHÀCHUNG CƯ MINI

I.KHẢO SÁT VÀ PHÂN TÍCH DỰ ÁN- Mặt bằng: Tòa Nhà Chung Cư

- Vị trí mặt bằng: 166 tổ 36 Đông Anh - Loại hình: Tòa nhà dân cư

- Quy mô: Toà nhà 5 tầng (tầng 1 để xe, tầng 2 3 4 5 mỗi tầng 3 phòng,

mỗi phòng 25m2 chứa tối đa 3 người mỗi phòng, hành lang rộng 1,5m, cầu thang 3m )

- Hiện Trạng: Tòa nhà mới xây dựng

- Đề xuất mục tiêu hệ thống: Mục tiêu trọng tâm của dự án là xây dựng

hệ thống phòng cháy chữa cháy cho nhà, giúp an toàn khi tòa nhà đi vào hoạt động.

- Phương án phát hiện cháy nổ

+ Bước 1: Khi cảm biến phát hiện có đám cháy nhiệt độ tăng phát hiện

mật độ khói trong không khí tăng sẽ lập tức gửi tín hiệu về trung tâm điều khiển Điều này xảy ra tương tự khi người dùng ấn vào nút khẩn cấp

+ Bước 2: Tủ báo cháy trung tâm là thành phần chính trong hệ thống

phòng cháy chữa cháy Khi nhận tín hiệu báo cháy từ các cảm biến hoặc nút khẩn cấp, tủ sẽ phát ra tín hiệu đến thiết bị báo động khẩn cấp và sẽ điều khiểncác vòi phun nước hoạt động

- Lên kế hoạch dự trù sơ bộ: tài chính, nhân sự, thiết bị- Kinh phí dự kiến:

+ Nhân công: 4 người.

+ Thiết bị cần thiết: các bộ điều khiển logic, thiết bị báo cháy, thiết bị cấp nước, tủ điều khiển…

- Phân tích:

+ Khó khăn: Hệ thộng dãy nhà xuống cấp, không có hệ thống chờ để lắp đặt

+ Thuận lợi: Vị trí thuận lợi để thi công.

- Khả năng thực hiện dự án:

+ Về kĩ thuật: Công ty sở hữu đội ngũ kỹ sư dày dặn kinh nghiệm, đảm bảo đáp ứng tốt nhu cầu kỹ thuật của dự án

+ Về thời gian: Tổng thời gian 30 ngày

+ Tổng chi phí dự báo khoảng: 500 triệu VNĐ

- Lựa chọn hệ thống: Thiết bị phòng cháy chữa cháy tiên tiến, đã được

cấp phép từ bộ phòng cháy chữa cháy, đội ngũ kỹ sư dày dặn.

II.THIẾT KẾ KĨ THUẬT DỰ ÁN1 Nghiên cứu thiết kế phần cứng

- Hệ thống phòng cháy chữa cháy bao gồm: các thiết bị đầu vào để nhận biếtcháy nổ, bộ trung tâm điều khiển, xử lý trung tâm và các thiết bị đầu ra.

- TRUNG TÂM BÁO CHÁY 5 ZONE

Điện trở giám sát cuối kênh: 10K Ohm/1W

Nguồn cấp cho chuông: 24V/64mA (8 chuông FBB-150I) Nguồn cấp cho đèn: 24V/190mA (10 đèn TL-14D).

Loại mạch: RPP-E24A.

Nguồn điện lưới: AC220V 50/60Hz.

Nguồn dự phòng: Ắc quy Ni-Cd DC12V, 0.6AH Còi báo động trung tâm: Buzzer DC24V 25mA Nhiệt độ hoạt động: 0°C- 40°C.

Chất liệu: Nhựa dày 3mm.

Màu: Xám nhạt.

Trọng lượng: Khoảng 1.7kg.

Kích thước: 230mm(R) x 330mm (C) x 63mm (D).

- Đầu báo khói : Gắn ở giữa trần nhà

ĐẦU DÒ KHÓI KHÔNG DÂY ĐA NĂNG: KM-S52W

Phát hiện khói ở nồng độ 0,5% obscuration (khói che khuất ánh sáng) trong vòng 30 giây.

Khoảng cách kết nối về trung tâm ≥ 100m nếu không vật cản, có vật cản thì khoảng 20 – 40 mét.

2 Các thiết bị bộ trung tâm điều khiển gồma PLC Mitsubishi FX3U-48MR/ES-A

-Có 24 đầu vào, 24 đầu ra

b Mô đun mở rộng Module FX3U-485-BD

PLC FX3U hỗ trợ truyền thông RS485 thông qua module mở rộng 485-BD Module này cho phép PLC FX3U kết nối với các thiết bị khác quagiao thức Modbus RTU/ASCII, một giao thức phổ biến trong ngành tự động hóa.

FX3U-3 Tính toán máy bơm, ống nước, bể chứa nước

Theo tiêu chuẩn Việt Nam 7336-2003 dự án thuộc loại nguy cơ cháy trung bình

Mật độ lưu lượng bao phủ sprinkler là: 0,12 (l/s/m2)

Mặt bằng cần bảo vệ là 3*25+1,5*18+3*5=117 m2(cho 1 tầng)

Diện tích bảo vệ trên một đầu chữa cháy trung bình là 12m2 trên một sprinkler

Ta có số lượng sprinkler cho mặt bằng là 117/12 = 10 đầu phun sprinklerNhư vậy lưu lượng cần cung cấp cho một hệ thống sprinkler 117 m2 là:

Q = 0,12*117 = 14,04 (l/s) = 50,54 (m3/h)

Đường ống chính hệ thống sprinkler dựa vào công thức sau:

Vậy ta chọn đường kính ống chính cho hệ thống đầu phun chữa cháy

sprinkler là 150mm, đường kính ống nhánh sẽ phụ thuộc vào số lượng đầu phun sprinkler trên nhánh đó, chúng được quy định theo Tiêu chuẩn NFPA 13-2002

- Cột áp H = H1 + H2 +H3 (tính theo kinh nghiệm)

H1: là tổng của cột áp xa nhất (tức là áp lực nước theo độ cao từ vị trí đặt bơm đến nơi xa nhất của hệ thống sprinkler (đầu phun sprinkler xa nhất đó) Kinh nghiệm 5 mét ngang bằng 1 mét cao.

H2: cột áp để phun nước tại sprinkler (thường lấy sprinkler phun xa 5 mét).

H3: tổn thất áp tại co cút tê trên đường ống (tổn thất cục bộ).

Khoảng cách từ bơm sprinkler đến đầu phun sprinkler độ cao là 20 m, ống đi ngang 15 m => cột áp cao H1 = 20+3 = 23 mét cao.

H2 lấy bằng 3 mét

H3 = Ha + Hb = A * L * Q2+ 10% * HaQ: lưu lượng nước qua ống (l/s)L: chiều dài của đoạn ống (m)

Với A là sức cản ma sát từ ống (mỗi ống lại có sức cản khác nhau) A lấy theo tiêu chuẩn việt nam 4513-1988 => đường kính ống là DN50 => A =

H3 = 0,00003395*23*50*50 +10% = 6 mét nướcVậy H = 25 + 3 + 6 = 34 mét nước.

Từ thông số tính toán được lưu lượng 36 (l/s) và cột áp là 34m nước Từ đó bên bán bơm sẽ tra đồ thị nhà cung cấp và chọn bơm cho dự án

Bể chứa nước : V=6.5*3*2=39m3

Chọn bơm Howaki CM 65-200A (22KW)

Công suất liên tục: 17 kVACông suất dự phòng: 18.7 kVASố pha: 3

Điện áp/ Tần số : 220V/380V – 50HzTốc độ vòng quay: 1500 Vòng/phútDòng điện: 26A

Tiêu hao nhiên liệu tải: 3.6 lít/hĐộ ồn dB(A): 61

Kích thước (LxWxH):1540x650x900 mmBình nhiên liệu: 62 lít

Trọng lượng: 580 kg

5 Lựa chọn hệ thống chữa cháy

Các hệ thống PCCC truyền thống và hiện đại được chia làm 3 loại:+ Hệ thống sử dụng nước chữa cháy

+ Hệ thống sử dụng bọt+ Hệ thống sử dụng khí.

Do đặc thù tòa nhà là tòa nhà dân cư sinh hoạt nên sử dụng hệ thống chữa cháy sử dụng nước ,đầu phun chữa cháy sprinker

Hệ thống khắc phục đám cháy bằng nước quen thuộc nhất hiện nay là hệ thống sprinkler – hệ thống chữa cháy tự động với đầu phun kín luôn ở chế độ thường trực

Đây là hệ thống được lắp đặt rộng rãi tại các khu vực có diện tích lớn như cao ốc, khách sạn, trung tâm thương mại, tòa nhà Mỗi một đầu sprinker sẽ được lắp đặt cùng hệ thống cảnh báo cháy để khi thiết bị cảnh báo hoạt động, chúng sẽ tự động phun nước để dập lửa khi mới hình thành Hệ thống này có ưu điểm là lắpđặt nhanh, không tốn nhiều chi phí, nhưng thường chỉ là phương pháp chữa cháy tạm thời, không phù hợp để dập các đám cháy lớn.

Để khắc phục nhược điểm trên, công nghệ mới nhất trong chữa cháy sử dụng nước là công nghệ phương sương Hệ thống chữa cháy phun sương có thể kiểm soát, ngăn chặn và dập tắt đám cháy hiệu quả bằng cách phun sương ở tốc độ cao, tạo ra các hạt sương với kích thước cực nhỏ (từ 50 – 120µm) khi đi qua đầu phun, nhanh chóng bao trùm vào đám cháy cũng như làm mát khu vực xung quanh Hệ thống này sử dụng ba cơ chế để dập tắt đám cháy là làm mát, ngăn chặn bức xạ nhiệt và cách ly oxy.

6 Giải pháp công nghệ

7.Phần mềm và thiết bị vật tư

Hệ thống điện: sử dụng PLC và hệ thốngđiện tự động cho hệ thống PCCC

Hệ thống cấp nước, PCCC được cung cấptự động thông qua tín hiệu của cảm biến

hiện trường.Giải pháp công

nghệ thực tế

Thông qua mạng công nghiệp ModbusRTU, Modbus-TCP/IP truyền thông giữacác thiết bị điều khiển, giám sát được toàn

bộ quá trình vận hành.

Đức PhátFX3U-485-BDBộ1350.000350.000

3Máy PhátĐiện Denyo

Tân HàDCA 20LSKCái180.000.00080.000.000

4Máy BơmTân HàHowaki CM 65-200ACái221.000.00042.000.000

5Đầu báo khóiHoà PhátKomax KM-S52WBộ24319.0007.656.000

6Chuông báocháy

Đức PhátHochiki FBB-150IBộ1400.000400.000

7Nút nhấn

khẩn Đức Phát 3P 20A VCF0GE SCHNEIDER Bộ 5 150.000 750.000

8Đèn báo cháyĐức PhátFormosa FM-FL3Bộ1350.000350.000

9Đầu phun

spinkler DETECH Sprinkler DN20 Bộ 50 550.000 27.500.000

10Aptomat DETECHA9F74463 - Aptomat Schneider MCB 4P 63A 6kA

Bộ 5400.0002.000.000

11ContactorĐức PhátS-T12 MITSUBISHIBộ6300.0001.800.000

12Rơ le nhiệtĐức PhátLS MT-95Bộ2200.000400.000

13Trung TâmBáo Cháy 5

16Giá nhân công

- Máy phát điện

- Các vật dụng cần thiết cho điện, nước: Kéo, kìm, keo dán, giàn dáo, - Quần áo bảo hộ lao động cho công nhân

Tổng phí dự trù khác: 450 triệu

giá những thuận lợi và khó khăn của dự án.

phần cứng, công nghệ phần mềm, nhân công để kí kết hợp đồng.

thiện và chất lượng của công trình

- Các nhân lực tham gia:

+ Phụ trách thiết kế: Nguyễn Thái Dương+ Phụ trách kỹ thuật: Phạm Quang Minh

+ Phụ trách thi công: Nguyễn Quang Sáng, Trần Khắc Vũ2 Kế hoạch tài chính cung ứng vật tư

- Xác định tổng nguồn vốn dự án: 450tr

 Chi phí cho các thiết bị phần cứng: 264.181.700

 Chi phí cho các chương trình phần mềm: 10tr

 Chi phí cho nhân công: 120tr

 Chi phí dự trù khác: 50tr

V.THIẾT KẾ HỆ THỐNG

1 Các bản vẽ chi tiết thi công, lắp đặt máy móc

- Sơ đồ mặt bằng của toà nhà:

- Sơ đồ hệ thống đường nước và đầu phun:

- Sơ đồ đấu nối INPUT-OUTPUT:

- Sơ đồ hệ thống cảm biến:

- Bản vẽ đấu nối điện hệ thống phòng cháy chữa cháy

Mạch động lực

Bản vẽ mặt cắt tủ điện