Nghiên cứu đề xuất áp dụng mô hình tính toán thiết kế hệ thống chữa cháy tự động sprinkler cho nhà cao tầng

i L IC M N Xin chân thành c m n Ban giám hi u Tr ng i h c Th y l i, Phòng t o đ i h c sau đ i h c, Khoa K thu t qu n lý tài nguyên n toàn th th y, cô giáo c a nhà tr ng giúp đ tác gi trình làm Lu n v n c ng nh su t th i gian h c t p t i tr h c tác gi xin bày t lòng bi t n sâu s c t i GS.TS D ng i th y tr c ti p h c ng c bi t, ng Thanh L ng, ng d n khoa h c, h t lòng giúp đ , t n tình gi ng gi i cho tác gi su t trình th c hi n lu n v n Trong trình làm lu n v n, tác gi có c h i h c h i tích l y thêm đ c nhi u ki n th c kinh nghi m quý báu ph c v cho công vi c c a Tuy nhiên, th i gian có h n, trình đ h n ch , s li u công tác x lý s li u v i kh i l ng l n nên nh ng thi u sót c a Lu n v n không th tránh kh i Do đó, tác gi r t mong ti p t c nh n đ c s ch b o giúp đ c a th y cô giáo c ng nh nh ng ý ki n đóng góp c a b n bè đ ng nghi p Tác gi c ng xin đ anh, ch khóa tr c g i l i c m n t i b n l p 21CTN21, c đ ng viên, đóng góp ý ki n h tr su t trình h c t p làm lu n v n Ngày 05 tháng 01 n m 2016 Tác gi Ph m Th H i ii L I CAM OAN Tôi xin cam đoan r ng, lu n v n “Nghiên c u đ xu t áp d ng mô hình tính toán thi t k h th ng ch a cháy t đ ng Sprinkler cho nhà cao t ng” công trình nghiên c u khoa h c c a riêng Các s li u trung th c, k t qu nghiên c u c a lu n v n ch a t ng đ lu n v n khác mà b o v tr c s d ng b t c m t c Tôi xin cam đoan m i s giúp đ cho vi c th c hi n lu n v n đ c m n thông tin, tài li u tham kh o đ u đ c c ghi rõ ngu n g c trích d n Ngày 05 tháng 01 n m 2016 Tác gi Ph m Th H i iii M CL C L IC M N .i M C L C iii DANH M C HÌNH V vi DANH M C B NG BI U vii M U CH NG T NG QUAN V THI T K H TH NG CH A CHÁY T NG SPRINKLER 1.1 L ch s đ i, trình hình thành phát tri n c a h th ng ch a cháy t đ ng Sprinkler 1.2 Ph ng pháp thi t k h th ng ch a cháy t đ ng Sprinkler th gi i 1.2.1 ng d ng h th ng ch a cháy t đ ng Sprinkler n c th gi i 1.2.2 Ph n ng pháp thi t k h th ng ch a cháy t đ ng Sprinkler c a c th gi i 1.3 Tình hình ng d ng h th ng ch a cháy t đ ng Sprinkler t i Vi t Nam 1.4 Các lo i h th ng c u t o c a đ u phun Sprinkle 10 1.4.1 C u t o đ u phun Sprinkler 10 1.4.2 Các lo i h th ng Sprinkler 12 1.5 ánh giá hi n tr ng thi t k h th ng ch a cháy cho nhà cao t ng 14 1.5.1 H th ng c p n c ch a cháy cho nhà cao t ng 14 a Khái ni m nhà cao t ng: 14 b Nh ng đ c m c a nhà cao t ng liên quan đ n phòng cháy ch a cháy iv 15 1.5.2 Nh ng thi u sót, sai ph m v ch t l ng thi t b phòng cháy ch a cháy 16 1.6 Nh ng t n t i thi t k h th ng ch a cháy t đ ng Sprinkler cho nhà cao t ng 18 CH NG PH CHÁY T NG PHÁP TÍNH TOÁN THI T K H TH NG CH A NG SPRINKLER CHO NHÀ CAO T NG 19 2.1 C s tính toán thi t k h th ng ch a cháy t đ ng Sprinkler 19 2.1.1 Khái ni m, nguyên lý ho t đ ng h th ng ch a cháy t đ ng Sprinkler 19 2.1.2 Nguyên t c thi t k h th ng ch a cháy t đ ng Sprinkler 21 2.2 L p mô hình tính toán đ thi t k h th ng ch a cháy t đ ng Sprinkler s d ng ph n m m Epanet 25 2.2.1 Ph n m m Epanet 25 2.2.2 Tình hình s d ng ph n m m Epanet thi t k h th ng ch a cháy t đ ng Sprinkler 27 CH H NG NG D NG MÔ HÌNH EPANET TH NG CH A CHÁY T TÍNH TOÁN THI T K NG SPRINKLER CHO TÒA NHÀ GEMEK, HÀ N I 28 3.1 T ng quan v tòa nhà Gemek 28 3.2 Tính toán thi t k h th ng ch a cháy t đ ng Sprinkler cho nhà cao t ng 29 3.2.1 Yêu c u đ i v i h th ng PCCC cho công trình 29 3.2.2 Các c n c đ thi t k 30 3.2.3 Ch n gi i pháp thi t k 31 3.2.4 Tính toán thông s c a h th ng l a ch n thi t b 31 3.2.5 Tính toán th y l c b ng mô hình Epanet: 39 v 3.3 ánh giá mô hình thi t k 39 K T LU N VÀ KI N NGH 40 TÀI LI U THAM KH O 41 PH L C 42 K t qu mô ph ng b ng mô hình Epanet .42 vi DANH M C HÌNH V Hình 1.1: u phun sprinkler 10 Hình 1.2: u phun sprinkler ho t đ ng .12 Hình 2.1: S đ nguyên lý h th ng ch a cháy t đ ng ki u t 19 Hình 2.2: S đ nguyên lý h th ng ch a cháy t đ ng ki u khô 20 Hình 2.3: S đ h th ng ph n m m Epanet .26 Hình 3.1: V trí khu đ t .28 Hình PL 1: L u l ng đo n ng 47 Hình PL 2: Áp l c d t i nút đ u phun 48 Hình PL 3: ng kính ng c t áp t i nút 49 Hình PL4: S đ tính toán h th ng ch a cháy t đ ng 50 Hình PL 5: M t b ng ch a cháy t ng k thu t 51 vii DANH M C B NG BI U B ng 2.1: Phân lo i c ng đ phun n B ng 3.1: Thông s c a thi t b t B ng 3.2: Phân lo i c c theo nguy c cháy 22 i ki u sprinker 32 ng đ phun n c theo nguy c cháy 34 B ng 3.3: T n th t áp su t qua van u n h th ng ch a cháy t đ ng 36 B ng 3.4: S c c n đ n v ng n c theo đ ng kính ng 36 B ng PL 1: B ng tính th y l c đo n ng 42 B ng PL 2: B ng tính th y l c t i nút 44 M U I Tính c p thi t c a đ tài nghiên c u H th ng phòng cháy ch a cháy (PCCC) m t nh ng h th ng quan tr ng không th thi u đ i v i b t k chung c cao c, tòa nhà cao t ng hi n Nó đóng m t vai trò h t s c quan tr ng vi c b o v tài s n tính m ng ng d ng h th ng đ i Vì th mà vi c đ u t l p đ t đ n b o trì b o c đ lên hàng đ u T t c tòa nhà cao c xây d ng l p đ t, b trí h t ng, thi t b PCCC m t cách t t nh t đ m b o cho ho t đ ng an toàn, k p th i x lý v n đ v cháy n x y Công tác phòng cháy ch a cháy (PCCC) đóng m t vai trò h t s c quan tr ng vi c b o v tính m ng tài s n c a m i gia đình xã h i Ch c n m t phút l là, b t c n h u qu đ l i r t l n cháy x y gây thi t h i n ng n v ng ã có nhi u v i tài s n, qua đòi h i vi c nâng cao ý th c PCCC không th xem nh Ngày 4/10/1961, Bác H ký ban hành Pháp l nh quy đ nh vi c qu n lý Nhà n c v PCCC hành s m nh t c a Nhà n ây m t nh ng Pháp l nh đ c ban c ta nói lên t m quan tr ng c a công tác PCCC T làm d y lên phong trào PCCC mà k t qu góp ph n không nh vào vi c b o v tính m ng, tài s n c a ng i dân c a xã h i Theo báo cáo c a C c C nh sát PCCC CNCH n m 2013 x y 2.624 v cháy, làm ch t 60 ng tài s n i, b th ng 199 ng i gây thi t h i v c tính 1.656,148 t đ ng Trong ph i k đ n v cháy l n t i công ty may Hà Phong - B c Giang, thiêu tr i phân x ng s n xu t hàng ngàn xe g n máy c a công nhân; v cháy trung tâm th ch c bi n hàng tr m t đ ng c a ti u th ng m i H i D ng phút ng thành tro b i; v cháy chung c JSC 34(Hà N i), hàng ch c v cháy nhà cao t ng, khu dân c , gây ho ng lo n dân chúng thi t h i l n v ng i tài s n… Nguyên nhân c a v cháy ph n l n h th ng ch a cháy không đáp ng đ c yêu c u d p t t đám cháy đám cháy v a x y Vi c h th ng ch a cháy không ho t đ ng đ c có th nhi u nguyên nhân : thi t k h th ng ch a cháy không đ t tiêu chu n k thu t, h th ng không đ b o trì th cb od ng, ng xuyên, không t ch c t p hu n phòng cháy ch a cháy theo đ nh kì… Có th nói, b i c nh đ t n c không ng ng xây d ng phát tri n nh hôm công tác PCCC chi m gi m t vai trò quan tr ng Ít có tai n n mà lúc có th gây thi t h i l n v tính m ng tài s n c a ng i nh v h a ho n V i vai trò đ c bi t quan tr ng c a h th ng Phòng cháy ch a cháy nhà cao t ng, trung tâm th ng m i, chung c “Nghiên c u đ xu t áp d ng mô hình tính toán thi t k h th ng ch a cháy t đ ng Sprinkler cho nhà cao t ng” h t s c c n thi t II M c tiêu nghiên c u - ánh giá mô hình thi t k h th ng ch a cháy t đ ng Sprinkler nhà cao t ng xu t gi i pháp thi t k h th ng ch a cháy t đ ng Sprinkler - nhà cao t ng a ph - ng án qu n lý h th ng ch a cháy t đ ng Sprinkler t i nhà cao t ng it III it - ng ph m vi nghiên c u ng nghiên c u it ng nghiên c u: H th ng ch a cháy t đ ng cho nhà cao t ng Ph m vi nghiên c u - Ph m vi nghiên c u: Ph m vi nghiên c u c a đ tài t p trung vào tòa nhà cao t ng, chung c cao c p ng d ng mô hình Epanet đ tính toán thi t k h th ng ch a cháy t đ ng (Sprinkler) cho nhà cao t ng IV Cách ti p c n ph ng pháp nghiên c u Cách ti p c n - Ti p c n thành t u nghiên c u công ngh c a n c khu v c th gi i - Ti p c n th c t : kh o sát th c đ a, tìm hi u h s , tình hình ho t đ ng c a nhà máy công nghi p đ a bàn - Ti p c n đáp ng nhu c u: tính toán, đánh giá kh n ng ho t đ ng c a h th ng ch a cháy t đ ng Sprinkler Ph ng pháp nghiên c u Lu n v n s d ng ph ng pháp sau: - Ph ng pháp u tra, kh o sát, thu th p nghiên c u tài li u - Ph ng pháp phân tích, x lý, đánh giá s li u - Ph ng pháp k th a - Ph ng pháp th ng kê phân tích h th ng - Ph ng pháp mô hình toán - Ph ng pháp chuyên gia Network Table - Nodes B NH TÍNH NÚT Elevation Node ID m Nút Cao đ nút Junc Junc Junc Junc Junc Junc Junc Junc Junc Junc 10 Junc 11 Junc 12 Junc 13 Junc 14 Junc 15 Junc 16 Junc 17 Junc 18 Junc 19 Junc 20 Junc 21 Junc 22 Junc 23 Junc 24 Junc 25 Junc 26 Junc 27 Junc 28 Junc 29 Junc 30 Junc 31 Junc 32 Junc 33 Junc 34 Junc 35 Junc 36 Junc 37 Junc 38 Junc 39 Junc 40 Junc 41 Junc 42 Junc 43 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 29,5 31,5 31,5 Base Demand Head Pressure LPS ( l/s) m m L u l ng C t áp Áp l c t 0,72 53,13 21,63 0,72 53,49 21,99 0,72 53,3 21,8 0,72 52,86 21,36 0,72 52,59 21,09 0,72 53,8 22,3 0,72 54,16 22,66 0,72 53,97 22,47 0,72 53,53 22,03 0,72 53,26 21,76 0,72 54,89 23,39 0,72 55,25 23,75 0,72 55,05 23,55 0,72 54,62 23,12 0,72 54,35 22,85 0,72 55,23 23,73 0,72 55,59 24,09 0,72 55,39 23,89 0,72 54,96 23,46 0,72 54,69 23,19 0,72 55,68 24,18 0,72 56,04 24,54 0,72 55,85 24,35 0,72 55,41 23,91 0,72 55,14 23,64 0,72 56,33 24,83 0,72 56,7 25,2 0,72 56,5 25 0,72 56,07 24,57 0,72 55,8 24,3 0,72 57,45 25,95 0,72 57,81 26,31 0,72 57,62 26,12 0,72 57,18 25,68 0,72 56,91 25,41 0,72 61,21 29,71 0,72 61,58 30,08 0,72 61,38 29,88 0,72 60,95 29,45 0,72 60,68 29,18 54,85 25,35 53,67 22,17 54,34 22,84 Junc 44 Junc 45 Junc 46 Junc 47 Junc 48 Junc 49 Junc 50 Junc 51 Junc 52 Junc 53 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 -10,7 0 0 0 0 0 55,19 55,42 55,76 56,22 56,87 57,99 61,75 62,62 64,09 65,25 23,69 23,92 24,26 24,72 25,37 26,49 30,25 31,12 32,59 75,95 Network Table - Links B NG TÍNH TOÁN TUY N Link ID o n Pipe Pipe Pipe Pipe Pipe Pipe Pipe Pipe Pipe Pipe 10 Pipe 11 Pipe 12 Pipe 13 Pipe 14 Pipe 15 Pipe 16 Pipe 17 Pipe 18 Pipe 19 Pipe 20 Pipe 21 Pipe 22 Pipe 23 Pipe 24 Pipe 25 Pipe 26 Pipe 27 Pipe 28 Pipe 29 Pipe 30 Pipe 31 Pipe 32 Pipe 33 Pipe 34 Pipe 35 Pipe 36 Pipe 37 Pipe 38 Pipe 39 Pipe 40 Pipe 41 Pipe 42 Pipe 43 Pipe 44 Pipe 45 NG Length Diameter m mm Chi u dài 2,7 1,2 1,2 2,7 1,2 1,2 2,7 1,2 1,2 2,7 1,2 1,2 2,7 1,2 1,2 2,7 1,2 1,2 2,7 1,2 1,2 2,7 1,2 1,2 7,2 2,5 2,6 2,7 2,4 ng kính 25 32 25 32 32 25 32 25 32 32 25 32 25 32 32 25 32 25 32 32 25 32 25 32 32 25 32 25 32 32 25 32 25 32 32 25 32 25 32 32 65 40 50 80 80 Roughness nhám 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 Flow Velocity LPS L u l ng ng 0,72 1,44 0,72 1,44 2,16 0,72 1,44 0,72 1,44 2,16 0,72 1,44 0,72 1,44 2,16 -0,72 1,44 0,72 1,44 2,16 0,72 1,44 0,72 1,44 2,16 0,72 1,44 0,72 1,44 2,16 0,72 1,44 0,72 1,44 2,16 0,72 1,44 0,72 1,44 2,16 3,6 7,2 12,2 15,8 m/s Vân t c 1,47 1,79 1,47 1,79 2,69 1,47 1,79 1,47 1,79 2,69 1,47 1,79 1,47 1,79 2,69 1,47 1,79 1,47 1,79 2,69 1,47 1,79 1,47 1,79 2,69 1,47 1,79 1,47 1,79 2,69 1,47 1,79 1,47 1,79 2,69 1,47 1,79 1,47 1,79 2,69 1,51 2,86 3,67 2,43 3,14 Pipe 46 Pipe 47 Pipe 48 Pipe 49 Pipe 50 Pipe 51 Pipe 52 Pump 53 2,2 2,3 1,5 7,5 43 #N/A 80 80 80 80 80 100 150 #N/A 125 125 125 125 125 125 125 #N/A 19,4 23 26,6 30,2 33,8 33,8 33,8 33,8 3,86 4,58 5,29 6,01 6,72 4,3 1,91 Unit Headloss Headloss m/km T n th t / 1Km ng 134,27 145,63 134,27 145,63 308,59 134,27 145,63 134,27 145,63 308,59 134,27 145,63 134,27 145,63 308,59 134,27 145,63 134,27 145,63 308,59 134,27 145,63 134,27 145,63 308,59 134,27 145,63 134,27 145,63 308,59 134,27 145,63 134,27 145,63 308,59 134,27 145,63 134,27 145,63 308,59 46,27 268,04 326,33 87,81 141,75 T n th t / chi u dài ng 0,363 0,175 0,269 0,437 0,370 0,363 0,175 0,269 0,437 0,370 0,363 0,175 0,269 0,437 0,370 0,363 0,175 0,269 0,437 0,370 0,363 0,175 0,269 0,437 0,370 0,363 0,175 0,269 0,437 0,370 0,363 0,175 0,269 0,437 0,370 0,363 0,175 0,269 0,437 0,370 0,333 0,670 0,848 0,237 0,340 207,3 284,13 371,95 470,52 579,64 195,48 27,12 -65,25 0,456 0,653 1,116 3,764 0,869 1,466 1,166 ... ch a cháy t đ ng Sprinkler cho nhà cao t ng 18 CH NG PH CHÁY T NG PHÁP TÍNH TOÁN THI T K H TH NG CH A NG SPRINKLER CHO NHÀ CAO T NG 19 2.1 C s tính toán thi t k h th ng ch a cháy. .. c a h th ng Phòng cháy ch a cháy nhà cao t ng, trung tâm th ng m i, chung c Nghiên c u đ xu t áp d ng mô hình tính toán thi t k h th ng ch a cháy t đ ng Sprinkler cho nhà cao t ng” h t s c c... n v n Nghiên c u đ xu t áp d ng mô hình tính toán thi t k h th ng ch a cháy t đ ng Sprinkler cho nhà cao t ng” công trình nghiên c u khoa h c c a riêng Các s li u trung th c, k t qu nghiên c