BÀI BÁO CÁO VỀ CÁC THIẾT BỊ ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG CHỮA CHÁY

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO BÁO CÁO Đề tài: CÁC THIẾT BỊ ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG PHÒNG CHÁY CHỮA CHÁY Nhóm 10 MỤC LỤC Tác hại, nguy hiểm cháy nổ Các loại hệ thống chữa cháy phổ biến 2.1 Hệ thống chữa cháy bán tự động 2.2 Hệ thống chữa cháy Sprinkler 2.3 Hệ thống hồng thủy 2.4 Hệ thống hóa chất khô (Dry Chemical) 2.5 Hệ thống chữa cháy khu vực sử dụng hóa chất (FM-200 & HFC- 227ea) 2.6 Hệ thống chữa cháy CO2 2.7 Hệ thống chữa cháy bọt Hệ thống sprinkler 3.1 Nguyên lý hoạt động hệ thống sprinkler 3.2 Các loại hệ thống sprinkler 3.2.1 Hệ thống ướt (Wet Pipe System) 3.2.2 Hệ thống khô (Dry Pipe System) 3.2.3 Hệ thống xả tràn (Deluge system) 3.2.4 Hệ thống kích họat trước (Pre-Action Sprinkler system) 3.2.5.Hệ thống kết hợp hồng thủy (Deluge System) 3.2.6.Hệ thống kết hợp hồng thủy - kích hoạt trước (Combined Dry Pipe-Preaction System) 10 3.3 Ưu, nhược điểm hệ thống sprinkler 10 3.3.1 Ưu điểm 10 3.3.2 Nhược điểm 10 3.4 Cấu tạo đầu phun sprinkler 10 4.Hệ thống báo cháy tự động 11 4.1 Khái quát nhiệm vụ hệ thống báo cháy tự động 11 4.1.1 Khái quát 11 4.1.2 Nhiệm vụ 11 4.1.3 Phân loại hệ thống báo cháy tự động 11 4.2 Nguyên lý làm việc hệ thống báo cháy tự động 12 4.2.1 Các trạng thái làm việc hệ thống báo cháy tự động 12 4.2.2 Nguyên lý làm việc 12 4.2.3 Yêu cầu kỹ thuật hệ thống báo cháy tự động 13 4.3 Đầu báo cháy: 13 4.3.1 Khái niệm – nhiệm vụ đầu báo cháy 13 4.3.2 Đầu báo nhiệt (Heat Detector) 14 4.3.3 Đầu báo khói 19 4.3.4 Đầu báo lửa 21 4.4 Công tắc khẩn (Emergency breaker) 22 4.5 Thiết bị đầu 22 4.5.1 Bảng thị phụ 22 4.5.2 Chuông báo cháy 22 4.6 Bộ quay số điện thoại tự động 23 4.7 Bàn phím điều khiển (Keypad) 23 TÀI LIỆU THAM KHẢO 25 NỘI DUNG Tác hại, nguy hiểm cháy nổ Số liệu Tổng cục Thống kê cho biết, tháng đầu năm, toàn quốc xảy 1.713 vụ cháy, nổ làm 60 người chết, 129 người bị thương, gây thiệt hại vật chất khoảng 319,3 tỷ đồng Có thể nói, bối cảnh đất nước không ngừng xây dựng phát triển hôm công tác PCCC chiếm giữ vai trò quan trọng Ít có tai nạn mà lúc gây thiệt hại lớn tính mạng tài sản người vụ hỏa hoạn Hậu cháy nổ khôn lường, nguyên nhân gây cháy bắt nguồn từ đốm lửa nhỏ, cố chập điện bất cẩn từ người… bùng phát thành đám cháy lại dội Trước thịnh nộ “bà hỏa”, người bất lực đứng nhìn lửa thiêu rụi tích cóp đời người Rõ ràng hiểm nguy, tiềm ẩn rủi ro mang lại từ nhiều phía, cố đáng tiếc cho nhân tai gây xem thường Vì vậy, đảm bảo an toàn PCCC việc phải làm thường xuyên, liên tục, đồng đều, rộng khắp địa phương Ở đô thị lớn, đông dân cư cháy dễ trở thành thảm họa, việc phòng cháy cần phải trở thành nguyên tắc sống, ăn sâu bám rễ vào ý thức người dân Cháy nổ xảy lúc nào, đâu không ngoại trừ PCCC tốt hành động thiết thực để bảo vệ tính mạng, tài sản người xung quanh góp phần bảo vệ thành to lớn xã hội Đó việc nên làm cần làm Việc thành công có đồng tình góp sức toàn xã hội Các loại hệ thống chữa cháy phổ biến Nhắc đến việc chữa cháy, thường hình dung đến dụng cụ chữa cháy đơn giản bình chữa cháy Tuy nhiên, thực tế tòa nhà lớn, nhà xưởng, nhà máy có loại hệ thống chữa cháy nhằm để đáp ứng nhu cầu đa dạng cho rủi ro cháy khác nhau: điện, xăng dầu, giấy, kim loại 2.1 Hệ thống chữa cháy bán tự động Hệ thống thuộc dạng cổ điển, hệ thống chữa cháy đơn giản gồm có hộp chữa cháy cuộn vòi chữa cháy 2.2 Hệ thống chữa cháy Sprinkler Hệ Thống Chữa Cháy Sprinkler loại hệ thống chữa cháy phổ biến Nó dập tắt đám cháy cách phun nước trực tiếp vào khu vực cháy mà đầu phun sprinkler bị kích hoạt ngưỡng nhiệt độ xác định trước Chúng ta tìm hiểu chi tiết hệ thống 2.3 Hệ thống hồng thủy Những trường xếp loại nguy hiểm hỏa hoạn cao (high hazard), chữa cháy hệ thống sprinkler thông thường, phải dùng Hệ Thống Chữa Cháy Hồng Thủy (còn gọi Hê Thống Deluge Water Spray) Hệ Thống Hồng Thủy thiết kế để phun lượng nước lớn, dày đặc Nó bao trùm vùng rộng, phun nước lúc nhiều vòi phun, bố trí thành dãy tùy theo yêu cầu trường 2.4 Hệ thống hóa chất khô (Dry Chemical) Ứng dụng nơi hiểm họa cháy đánh giá cao Nó phun khí chữa cháy vào tận nơi khó vào để chữa cháy phương pháp thủ công Trường hợp tiêu biểu: phòng đặt máy móc, thiết bị, máy biến thế, turbines, máng dầu hóa dầu, thiết bị xử lý nhà máy luyện kim, khu giao nhận hàng kho, cảng, dây chuyền phun sơn nhà máy, thùng nhùng sơn công nghiệp, kho nguyên liệu dễ cháy Hệ Thống Chữa Cháy Ansul IND-X loại đặt cố định, hóa chất (khô) chứa bình áp lực, dẫn qua hệ thống đường ống, đến đầu phun đặt khu vực bảo vệ Hệ thống kích hoạt tự động điều khiển thủ công Có thể trang bị thêm thiết bị phụ để ngắt nguồn thiết bị dùng điện, để khóa đường ống dẫn gas Thiết bị báo cháy đầu báo nhiệt kích hoạt điện (mechanical fusible links/ electric thermal detectors) 2.5 Hệ thống chữa cháy khu vực sử dụng hóa chất (FM-200 & HFC- 227ea) Hệ thống chữa cháy FM200/HFC227ea (miniPackage) thiết kế để bảo vệ không gian hẹp (dưới 1500 m3) Nó phun chất khí chữa cháy "sạch" có tên FM200 (Tyco, Kidde) HFC227ea (Nittan) Chất khí có tác dụng chữa cháy hiệu quả, mà cân lượng khí O2 cần thiết người hô hấp tạm thời trường hợp khẩn cấp Ngoài ra, với chất khí chữa cháy "sạch" này, sau hoàn tất nhiệm vụ chữa cháy, không để lại hậu qủa tai hại vật dụng, máy móc nằm khu vực vừa chữa cháy Hệ thống ứng dụng thích hợp môi trường sạch, nơi có người làm việc, có trang bị loại máy móc liệu có giá trị cao 2.6 Hệ thống chữa cháy CO2 CO2 chất khí sạch, không làm rỉ sét, dập tắt cháy cách làm loãng hỗn hợp không khí & CO2 tới tỷ lệ mức giới hạn trì cháy Hệ thống ứng dụng nơi mà dùng chất chữa cháy khác làm hư hỏng máy móc, thiết bị Vì khí phun gây ngạt thở cho người diện khu vực, vậy, hệ thống luôn dành thời gian trì hoãn với tín hiệu báo động để cảnh báo trước phun khí, để người kịp thoát khỏi khu vực nguy hiểm 2.7 Hệ thống chữa cháy bọt Hệ thống chữa cháy bọt (foam), kích hoạt, phun loại bọt bao phủ lên bề mặt xăng dầu, tách chất lỏng dễ cháy khỏi không khí lửa, nhờ lửa bị dập tắt Do tính chất hữu hiệu nó, đồng thời giảm thiểu lượng nước cần dùng, hệ thống foam tin dùng rộng rãi Giảm số lượng chất chữa cháy cần dùng để dập tắt lửa, nghĩa giảm thiểu hư hỏng thiết bị, đồ dùng, giảm ô nhiễm môi trường nước phun ra, đặc biệt nơi có chứa chất độc hại Đối với loại foam giãn nở cao, chẳng hư hại cho hàng hóa, thời gian ngắn, nhà kho trở lại bình thường Hệ thống foam ứng dụng nơi đặc biệt có rủi ro cao cháy nổ, chọn lựa thận trọng, yêu cầu phải trang bị thích hợp chất bọt cô đặc, hệ thống trộn bọt, thiết bị phun bọt, phối hợp hưu hiệu phận hệ thống chữa cháy Bọt cô đặc chất đối chọi với xăng dầu Mặc dù có chung tiêu chuẩn, nhiên, loại bọt - protein fluoroprotein - có đặc điểm riêng, ứng dụng thích hợp thích hợp trường cụ thể Hệ thống trộn bọt loại "balanced pressure" "inline" Đầu phun bọt đầu sprinkler, spray, nozzle, monitor, foam pourer, high expantion foam generator, tùy theo hệ thống foam dùng Hệ thống sprinkler 3.1 Nguyên lý hoạt động hệ thống sprinkler Nước trì sẵn đường ống, đầu phun Sprinkler phun hướng tia nước bao phủ lên khu vực cần bảo vệ Nước phun làm giảm nhiệt độ đám cháy ngăn chặn đám cháy lan truyền khu vực kế cận Phần lớn hệ thống phun nước Sprinkler kèm theo thiết bị báo động cháy để cảnh báo xảy cố cháy Khi lửa bắt đầu xuất hiện, nhiệt độ tỏa thấp nhiệt độ xung quanh đầu phun Sprinkler chưa đạt đến ngưỡng hoạt cảm ứng nhiệt Tuy nhiên đám cháy bùng phát lớn hơn, nhiệt độ lan tỏa đạt đến ngưỡng hoạt động cảm ứng nhiệt bể giải phóng nút chặn Khi đám cháy bùng phát lớn làm nhiệt độ tăng cao, cảm ứng nhiệt hoạt động sau 30 giây đến phút làm nút chặn thoát để nước từ đường ống phun Trong phần lớn trường hợp chữa cháy cần phải đòi hỏi có đầu phun Sprinkler để chữa cháy Đối với trường hợp đám cháy bùng phát lan nhanh chóng cần phải có 12 đầu phun để kiểm soát Sau nút chặn rời khỏi vị trí chặn làm nước đường ống thóat Dòng nước chữa cháy phun hướng đến dẫn hướng, dẫn hướng chia dòng nước phun tỏa rộng bề mặt diện tích để chữa cháy Nước ban đầu cung cấp bình khí nén, máy nén khí đẩy nước từ bình tới vòi chữa cháy Trong thời gian Trung tâm điều khiển rơ-le đóng máy bơm chữa cháy làm việc trì nước hệ thống 3.2 Các loại hệ thống sprinkler 3.2.1 Hệ thống ướt (Wet Pipe System) Hệ thống Sprinkler ướt (Wet Pipe Systems) hệ thống mà đường ống có chứa sẵn nước kết nối với nguồn nước cung cấp, nhờ nước phun đầu phun Sprinkler kích hoạt nhiệt độ đám cháy Do thiết bị hệ thống đơn giản dễ dàng sử dụng nên hệ thống Sprinkler ướt ứng dụng rộng rãi so với hệ thống khác 3.2.2 Hệ thống khô (Dry Pipe System) Hệ thống Sprinkler khô đường ống nước mà thay không khí hay Nitrogen nén Khi đầu phun Sprinkler hoạt động nhiệt độ đám cháy, khí thoát qua đầu phun làm giảm áp lực mở van hệ thống khô cho phép nước chảy vào hệ thống đường ống đến đầu phun mở Hệ thống khô sử dụng cho khu vực mà hệ thống ướt không đáp ứng nơi nhiệt độ gây đóng băng nước So với hệ thống ướt đòi hỏi phức tạp thiết kế, lắp đặt, bảo dưỡng hệ thống trì khí nén 3.2.3 Hệ thống xả tràn (Deluge system) Hệ thống xả tràn sử dụng nơi đòi hỏi cần lượng nước lớn phun để nhanh chóng kiểm soát đám cháy phạm vi rộng, không cho đám cháy lan truyền Van xả tràn kích để hoạt động hệ thống điện, khí nén hay áp lực nước Bố trí xếp đường ống hệ thống xả tràn giống hai hệ thống đường ống ướt khô có hai điểm khác biệt lớn : - Sử dụng đầu phun Sprinkler theo tiêu chuẩn, đầu phun nút chặn mở yếu tố kích hoạt cảm ứng nhiệt đầu phun nhiệt độ đám cháy lọai bỏ, van xả tràn mở ra, nước chảy vào hệ thống đường ống đến tất đầu phun mở, phun nước lúc - Van xả tràn luôn đóng mở kích hoạt hệ thống báo cháy lắp riêng rẽ độc lập khu vực với hệ thống đầu phun Sprinkler mở 3.2.4 Hệ thống kích họat trước (Pre-Action Sprinkler system) Hệ thống kích hoạt trước giống hệ thống Sprinkler xả tràn ngoại trừ sử dụng đầu phun Sprinkler kín Hệ thống thích hợp cho nơi chứa thiết bị vật phẩm có giá trị hay nhà kho mà không gian làm ảnh hưởng đến tính họat động hiệu đầu phun dễ va đập gây hư hỏng đầu phun Van hệ thống kích hoạt trước luôn đóng mở kích hoạt hệ thống báo cháy lắp riêng rẽ độc lập Hệ thống báo cháy kích hoạt mở van kích hoạt trước, nước vào hệ thống đường ống Nước chưa phun từ đầu phun nhiệt độ kích hoạt cho đầu phun mở phun nước Họat động lúc van kích hoạt trước giống kiểu lọai hệ thống Sprinkler ướt 3.2.5.Hệ thống kết hợp hồng thủy (Deluge System) Hệ thống sprinkler dùng đầu sprinklers mở sẵn gắn vào nguồn nước, qua van mà van mở kích hoạt hệ thống báo cháy lắp đặt vị trí có đặt đầu sprinkler Khi van mở, nước chảy vào hệ thống đường ống, phun nước qua tất sprinklers lắp đặt 3.2.6.Hệ thống kết hợp hồng thủy - kích hoạt trước (Combined Dry PipePreaction System) Hệ thống sprinkler có đầu sprinklers tự động gắn vào hệ thống đường ống có chứa không khí, có áp lực, có hệ thống dò cháy bổ sung lắp đặt vị trí có đặt đầu sprinkler Khi hệ thống dò cháy kích hoạt, kích thiết bị nhả thiết bị nhả mở (dry pipe valves) lúc mà không áp lực không khí hệ thống Việc kích hoạt hệ thống báo cháy làm mở van xả khí đặt điểm cuối (feed main) Các van xả khí, thông thường, mở trước đầu sprinkler mở Hệ thống dò cháy đồng thời hoạt động hệ thống báo động " 3.3 Ưu, nhược điểm hệ thống sprinkler 3.3.1 Ưu điểm Lắp đặt nhanh, dễ dàng, phù hợp với nhà cao tầng, nhà xưởng… 3.3.2 Nhược điểm Không phù hợp với phòng máy chủ, trung tâm điều khiển, kho hàng chứa sản phẩm kỵ nước chất cháy mà nước không chữa cháy như: Thiết bị điện, điện tử, xăng, dầu… 3.4 Cấu tạo đầu phun sprinkler Đầu phun Sprinkler loại đầu phun nước tỏa lên khu vực cháy, loại đầu phun khác thiết kế làm việc ngưỡng hoạt động riêng kiểu đầu phun theo loại cấu trúc thân đầu phun Có nhiều loại đầu phun, phần lớn dựa thành phần sau: - Thân: Tạo nên cấu trúc cho đầu phun, chịu đựng áp lực nước đường ống phun Thân giữ cảm ứng nhiệt nút chặn để làm kín nước, nâng đỡ dẫn hướng phun nước Được chế tạo đồng thau thép mạ crôm để chống gỉ Chọn kiểu thân đầu phun phụ thuộc vào diện tích khu vực cần chữa cháy - Bộ cảm ứng nhiệt: Là thành phần kiểm soát nhiệt độ để phun nước Ở nhiệt độ bình thường, cảm ứng chặn giữ nút chặn lại làm kín nước, nhiệt độ cao đạt 10 đến ngưỡng hoạt động cảm ứng giải phóng làm rơi nút chặn Thông thường cảm ứng nhiệt sử dụng bầu thủy tinh có chứa thủy ngân - Nút chặn: Dùng để chặn làm kín không cho nước rò rỉ ngoài, cảm ứng nhiệt chặn lại không cho nước phun Khi cảm ứng hoạt động (bể vỡ hay đứt …) nút chặn rơi nước đường ống phun - Tấm dẫn hướng: Được lắp đầu phun đối diện với nút chặn nơi mà nước phun Nhiệm vụ dẫn hướng chia dòng nước phun tỏa rộng bề mặt diện tích chữa cháy Tấm dẫn hướng định kiểu lắp đầu phun hướng góc phun Các kiểu lắp thông thường đầu phun quay lên, quay xuống quay ngang Việc lắp đặt đầu phun Sprinkler phải theo thiết kế, việc lựa chọn kiểu đầu phun phải dựa theo kiến trúc tòa nhà Mỗi đầu phun Sprinkler hoạt động riêng lẻ đạt đến nhiệt độ kích hoạt thiết kế sẵn Phần lớn đầu phun Sprinkler phun khoảng 80-100 lít/phút, điều phụ thuộc vào thiết kết hệ thống Một số loại Sprinkler đặc biệt thiết kế cho phép phun lên đến 400 lít/phút 4.Hệ thống báo cháy tự động 4.1 Khái quát nhiệm vụ hệ thống báo cháy tự động 4.1.1 Khái quát Hệ thống báo cháy tự động hệ thống thiết bị tự động phát thông báo địa điểm cháy (theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5738-2001) Hệ thống báo cháy tự động bao gồm: Trung tâm báo cháy, đầu báo cháy, (tổ hợp chuông, đèn, nút ấn) thiết bị ngoại vi khác 4.1.2 Nhiệm vụ Tự động phát cháy cách nhanh chóng, xác kịp thời vùng hệ thống bảo vệ Tự động phát tín hiệu báo động, thị tín hiệu điều khiển thiết bị ngoại vi hệ thống báo cháy tự động nhằm thực nhiệm vụ cụ thể Đặc biệt, với hệ thống báo cháy tự động sử dụng đầu báo cháy khói có nhiệm vụ quan trọng “cảnh báo”, tức phát thông báo cháy, cháy âm ỉ chưa có lửa 4.1.3 Phân loại hệ thống báo cháy tự động 4.1.3.1 Phân loại hệ thống báo cháy tự động theo nguyên lý làm việc đầu báo cháy - Hệ thống báo cháy tự động sử dụng đầu báo cháy khói: hệ thống báo cháy tự động làm việc dựa vào nguyên lý làm việc đầu báo cháy khói Hệ thống chủ yếu phát gia tăng nồng độ khói khu vực bảo vệ - Hệ thống báo cháy tự động sử dụng đầu báo cháy nhiệt: hệ thống báo cháy tự động làm việc dựa theo nguyên lý làm việc đầu báo cháy nhiệt Hệ thống chủ yếu phát thay đổi nhiệt độ khu vực bảo vệ - Hệ thống báo cháy tự động sử dụng đầu báo cháy ánh sáng (lửa): làm việc dựa vào nguyên lý làm việc đầu báo cháy lửa Hệ thống chủ yếu phát nồng độ tăng cường ánh sáng lửa khu vực bảo vệ 11 - Hệ thống báo cháy tự động sử dụng đầu báo cháy hỗn hợp: hệ thống làm việc dựa nguyên lý làm việc đầu báo cháy hỗn hợp như: đầu báo cháy nhiệt khói; đầu báo cháy nhiệt lửa Hệ thống chủ yếu phát thay đổi yếu tố môi trường khu vực bảo vệ 4.1.3.2 Phân loại hệ thống báo cháy tự động theo đặc điểm kỹ thuật hệ thống báo cháy - Hệ thống báo cháy tự động theo vùng (hệ thống báo cháy tự động thường): hệ thống báo cháy tự động có chức báo cháy tới khu vực, địa điểm (có thể có nhiều đầu báo cháy) Diện tích bảo vệ khu vực từ vài chục đến 2000 m2 (tuỳ thuộc đặc điểm khu vực đó) - Hệ thống báo cháy tự động theo địa chỉ: (Addressable fire alarm system) : hệ thống báo cháy tự động có khả báo cháy xác đến vị trí đầu báo riêng biệt (từng địa cụ thể) Diện tích bảo vệ địa báo cháy giới hạn khoảng vài chục mét vuông (tuỳ thuộc vào loại đầu báo cháy) Hệ thống báo cháy tự động thông minh: Với phát triển khoa học công nghệ, hệ thống báo cháy tự động theo địa phát triển thành hệ thống báo cháy thông minh (Intelligent fire alarm system) Đây hệ thống báo cháy tự động chức báo cháy thông thường theo địa chỉ, đo số thông số môi trường khu vực nơi lắp đặt đầu báo cháy nhiệt độ, nồng độ khói,… thay đổi ngưỡng tác động đầu báo cháy theo yêu cầu nhà thiết kế lắp đặt Trong thực tế thường dùng cách phân loại 4.2 Nguyên lý làm việc hệ thống báo cháy tự động 4.2.1 Các trạng thái làm việc hệ thống báo cháy tự động - Trạng thái thường trực (khi cháy) - Trạng thái báo cháy - Trạng thái cố 4.2.2 Nguyên lý làm việc Bình thường toàn hệ thống chế độ trực chế độ trung tâm báo cháy có tín hiệu kiểm tra làm việc đến thiết bị hệ thống đồng thời đầu báo cháy địa chỉ, modul… có tín hiệu hồi đáp trung tâm Định kỳ, theo thời gian (tuỳ đặt) trung tâm in tình trạng hệ thống thông tin thiết bị cần bảo dưỡng Trong mạch có dòng điện Io chạy qua Trong chế độ giám sát trung tâm nhận tín hiệu báo lỗi từ thiết bị không nhận tín hiệu hồi đáp từ thiết bị trung tâm chuyển sang chế độ cố Mọi thông tin cố hiển thị hình tinh thể lỏng LCD Khi lỗi khắc phục chế độ cố kết thúc tự đưa hệ thống chế độ giám sát bình thường Khi cháy xảy khu vực bảo vệ, yếu tố môi trường cháy (nhiệt độ, khói, ánh sáng) thay đổi tác động lên đầu báo cháy Khi yếu tố đạt tới ngưỡng làm việc đầu báo cháy làm việc tạo tín hiệu truyền trung tâm (gồm tín hiệu báo cháy tín hiệu báo địa thiết bị báo cháy) Tại trung tâm báo cháy diễn hoạt động xử lý tín hiệu truyền theo chương trình cài đặt để đưa tín hiệu thông báo khu vực xảy cháy qua loa trung tâm hình tinh thể 12 lỏng LCD Đồng thời thiết bị ngoại vi tương ứng kích hoạt để phát tín hiệu báo động cháy thực nhiệm vụ đề Trong trường hợp trung tâm báo cháy có cài đặt thêm chức giám sát thiết bị khác có có thay đổi trạng thái thiết bị (Ví dụ: bơm chữa cháy hoạt động, công tắc dòng chảy hoạt động…) hệ thống chuyển sang thông báo thiết bị cần giám sát thay đổi trạng thái Thông tin thay đổi hiển thị hình tinh thể lòng trung tâm Chế độ tự kết thúc thiết bị cần giám sát trở vị trí bình thường 4.2.3 Yêu cầu kỹ thuật hệ thống báo cháy tự động Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5738 – 2001 “Hệ thống báo cháy tự động – Yêu cầu thiết kế” có quy định HT BCTĐ phải đáp ứng yêu cầu sau: - Phát cháy nhanh chóng theo chức đề - Chuyển tín hiệu cháy thành tín hiệu báo động rõ ràng để người xung quanh thực biện pháp thích hợp - Có khả chống nhiễu tốt (nhiễu thường xảy dây dẫn tín hiệu nằm vùng có điện trường mạnh dây dẫn đặt cạnh dây điện) Như để chống nhiễu sử dụng dây tín chống nhiễu dây tín hiệu thông thường phải ống kim loại - Báo hiệu nhanh chóng rõ ràng trường hợp cố hệ thống - Không bị tê liệt phần hay toàn cháy gây trước phát cháy - Hệ thống phải hoạt động liên tục điều kiện (nguồn AC, DC) - Việc lắp đặt đầu báo cháy với trung tâm báo cháy phải ý đến phù hợp hệ thống (Điện áp cấp cho đầu báo cháy, dạng tín hiệu báo cháy, phương pháp phát cố…) - Hệ thống báo cháy phải đảm bảo độ tin cậy Hệ thống phải thực đầy đủ chức đề mà không xảy sai sót - Những tác động bên gây cố cho phận hệ thống không gây cố tiếp hệ thống - Hệ thống báo cháy tự động đáp ứng yêu cầu phận hệ thống cần phải đáp ứng yêu cầu riêng theo tiêu chuẩn đề 4.3 Đầu báo cháy: 4.3.1 Khái niệm – nhiệm vụ đầu báo cháy 4.3.1.1 Khái niệm Đầu báo cháy thiết bị cảm biến nhạy cảm với thay đổi yếu tố môi trường cháy nhiệt độ, ánh sáng, nồng độ khói, để tạo tín hiệu truyền trung tâm giá trị yếu tố môi trường đạt giá trị định (ngưỡng) 4.3.1.2 Nhiệm vụ đầu báo cháy Đầu báo cháy có nhiệm vụ: tạo tín hiệu điện để truyền trung tâm yếu tố môi trường xung quanh đầu báo đạt giá trị định Có thể coi đầu báo 13 cháy thiết bị giao tiếp yếu tố môi trường cháy với hệ thống tự động báo cháy Đầu báo cháy thực nhiệm vụ yếu tố môi trường cháy nằm diện tích bảo vệ đạt đến ngưỡng làm việc Tín hiệu điện mà đầu báo háy tạo chủ yếu dạng : - Tín hiệu đóng mở tiếp điểm - Tín hiệu biến thiên đột ngột giá trị dòng điện Tuỳ thuộc vào loại đầu báo cháy mà tín hiệu điện tạo khác 4.3.2 Đầu báo nhiệt (Heat Detector) Đầu báo nhiệt thiết bị báo cháy thiết kế để phản ứng dòng nhiệt đối lưu hoả hoạn làm tăng nhiệt độ phận cảm ứng nhiệt Tất đầu báo nhiệt có phận thu nhiệt Bộ phận cảm biến nhiệt loại giãn nở khí đầu dò cảm biến nhiệt thermistor Đầu báo nhiệt có loại phân loại theo hoạt động “gia tăng” (Rate- of-Rise) “nhiệt độ cố định” (Fixed temperature) 4.3.2.1 Cấu tạo nguyên lý hoạt động đầu báo nhiệt Cố định Hệ thống báo cháy tự động sử dụng đầu báo cháy nhiệt: hệ thống báo cháy tự động làm việc dựa theo nguyên lý làm việc đầu báo cháy nhiệt Hệ thống chủ yếu phát thay đổi nhiệt độ khu vực bảo vệ Hoạt động đầu báo phụ thuộc hoàn toàn vào nhiệt độ môi trường không phụ thuộc vào tốc độ gia tăng nhiệt độ Khi nhiệt độ môi trường khu vực bảo vệ tăng lên đạt tới nhiệt độ định, ứng với ngưỡng cài đặt cho đầu báo sản xuất, làm cho tiếp điểm bên đầu báo đóng tạo tín hiệu báo cháy gửi trung tâm báo cháy 14 Tuỳ theo tiêu chuẩn cho thị trường mà đầu báo nhiệt cố định có ngưỡng báo động khác nhau, ví dụ: 60oC, 65oC, 70oC, 90oC… 57oC (135oF), 87oC (190oF)… Có nhiều loại đầu báo nhiệt cố định khác nhau, giới thiệu số loại thông dụng 4.3.2.1.1 Đầu báo nhiệt sử dụng chất nóng chảy eutectic Đầu báo sử dụng liên kết nóng chảy hợp kim eutectic Đây loại đầu báo nhiệt sử dụng phổ biến giai đoạn năm 1970 đến 2000 Hợp kim eutectic hỗn hợp nhiều kim loại có điểm tan chảy nhiệt độ thấp kim loại riêng lẻ Nếu nhiệt độ hợp kim lớn nhiệt độ tan chảy chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái lỏng Trong đầu báo nhiệt có lẫy kim loại đàn hồi giữ chặt hợp kim eutectic, giúp cho cực tín hiệu đầu báo tách rời (thường hở) Khi nhiệt độ môi trường tăng đến nhiệt độ nóng chảy hợp kim (đây nhiệt độ báo động đầu báo, tuỳ vào loại hợp kim sản xuất), hợp kim tan chảy làm lẫy đàn hồi bị nén bung cực tín hiệu đầu báo chạm vào tạo dòng điện kích hoạt báo động Đầu báo nhiệt loại không sử dụng lại sau báo động 4.3.2.1.2 Đầu báo nhiệt cố định cơ-điện Đầu báo nhiệt có lưỡng kim, với đầu gắn cố định đầu để tự di chuyển phụ thuộc nhiệt độ Khi nhiệt độ tăng lưỡng kim bị uốn cong làm chạm mạch điện tín hiệu đầu báo kích hoạt báo động 15 Thanh lưỡng kim trở trạng thái ban đầu nhiệt độ giảm Loại đầu báo nhiệt sử dụng nhiều lần 4.3.2.1.3 Báo nhiệt cố định kiểu dây (line - type) Loại báo nhiệt cố định - điện thứ ba loại đầu báo dạng dây (hay biết đến Linear Heat Detectors) Cấu tạo thiết bị bao gồm dây dẫn điện thép cách điện riêng biệt chất nhạy cảm với nhiệt độ Hai dây xoắn với (twisted pair) để tạo lực ép dây, sau bọc lớp băng bảo vệ lớp vỏ phù hợp với môi trường lắp đặt Nếu điểm dây tiếp xúc với nhiệt độ lớn nhiệt độ quy định (đây nhiệt độ báo động, tuỳ thuộc vào chất cách điện sản xuất) lớp cách điện nhạy cảm với nhiệt độ bị phá hỏng làm cho dây dẫn chạm vào điểm Điều tạo nên tín hiệu báo cháy gửi trung tâm báo cháy 16 Một số nhà sản xuất chế tạo trung tâm điều khiển dùng riêng với Linear Heat Detector cho phép xác định vị trí điểm báo động dây báo nhiệt, tức xác định vị trí cháy 4.3.2.1.4 Đầu báo nhiệt cố định điện tử (Thermistor) Ngoài loại đầu báo nhiệt kiểu cơ-điện xuất phổ biến loại đầu báo nhiệt kiểu điện tử (Thermistor) Loại sử dụng Thermistor để phát thay đổi nhiệt độ môi trường Thermistor thường điện trở nhiệt Nó làm chất bán dẫn đa tinh thể, có hệ số nhiệt điện trở âm, lớn Nghĩa nhiệt độ tăng điện trở giảm mạnh 17 Nhiệt độ môi trường thay đổi làm cho điện trở Thermistor thay đổi chuyển thành tín hiệu báo động Sử dụng Thermistor, đầu báo nhiệt chế tạo theo kiểu gia tăng cố định kết hợp hai phù hợp với nhu cầu sử dụng Những đầu báo loại có chức giảm khả báo giả 4.3.2.2 Đầu báo nhiệt Gia tăng (Rate-of-Rise) Đầu báo nhiệt gia tăng (R-O-R) hoạt động nhiệt độ môi trường tăng lên nhanh chóng theo thời gian, lớn tỷ lệ thiết lập trước nhà sản xuất Theo tiêu chuẩn, tỷ lệ khoảng 15°F (8° C) phút Hoạt động đầu báo nhiệt gia tăng phụ thuộc vào tốc độ tăng nhiệt độ, không phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường Hình sau mô tả đầu báo nhiệt gia tăng điển hình sử dụng kỹ thuật điện-khí nén (Electropneumatic) Kiểu cấp sáng chế lần năm 1941 sản phẩm cải tiến liên tục ngày 18 Đầu báo nhiệt gia tăng bao gồm: -Một buồng khí kín (A) có mặt phía vỏ đầu báo làm hợp kim cứng dẫn nhiệt Một lỗ nhỏ (B) để làm cân áp suất khí bên buồng với môi trường; Một màng đàn hồi kim loại (C) nối với cực tín hiệu đầu báo Một công tắc (D) có tiếp điểm thường hở, tiếp điểm hàn vào đàn hồi (C), tiếp điểm thứ nối vào cực tín hiệu lại đầu báo Bình thường cực tín hiệu đầu báo cách điện với (thường hở – NO) Khi nhiệt độ môi trường thay đổi làm cho áp suất không khí bên buồng kín thay đổi Với thay đổi chậm nhiệt độ, lượng nhỏ không khí vào buồng kín thông qua lỗ (B) để cân áp suất bên bên buồng kín, giữ cho cực tín hiệu đầu báo cách điện với Khi nhiệt độ môi trường xung quanh tăng lên nhanh với tốc độ lớn 8oC/phút làm cho không khí bên buồng kín giãn nở nhanh vượt khả tự cân áp suất lỗ (B), mặt buồng kín hợp kim cứng nên không khí buồng giãn nở ép màng đàn hồi (C) lên phía làm cho công tắc điện đóng lại phát tín hiệu trung tâm báo cháy 4.3.3 Đầu báo khói Được lắp đặt với chức giám sát trực tiếp hoạt động, dấu hiệu khói, cháy báo trung tâm để xử lý Thời gian đầu báo khói nhận truyền tín hiệu không 30s Mật độ môi trường 15% – 20% nồng độ khói môi trường lớn ngưỡng cho phép (15% – 20%) thiết bị phát tín hiệu báo động tủ trung tâm để xử lý cố Do giá thành thấp, độ ổn định cao đầu báo nhiệt sử dụng phổ biến hệ thống báo cháy tự động.Tuy nhiên trình truyền nhiệt không khí trình xảy với tốc độ chậm, khả phát sớm đám cháy đầu báo nhiệt thấp Để sớm phát đám cháy Khi vừa phát sinh, người ta sử dụng đầu báo khói 19 Đầu báo khói thường đặt vỏ nhựa hình đĩa có đường kính khoảng 100 mm (4in) 150 mm (6 in), hình dạng thay đổi tuỳ theo nhà sản xuất dòng sản phẩm Đầu báo khói đấu nối với trung tâm báo cháy dây lõi lõi, từ có khái niệm đầu báo dây đầu báo dây - Đầu báo dây đầu báo cấp nguồn truyền tín hiệu 01 đôi dây (2 dây) Thường sử dụng nguồn DC24V - Đầu báo dây đầu báo cấp nguồn riêng với đường tín hiệu Hai dây cấp nguồn (12VDC 24VDC) hai dây tín hiệu loại thường hở (N/O) thường đóng (NC) Hệ thống báo cháy chuyên dụng chủ yếu dùng loại đầu báo dây với điện áp 24VDC Hiện có loại đầu báo khói đầu báo khói ion đầu báo quang 4.3.3.1 Đầu báo khói Ion Đầu báo khói Ion đầu báo chế tạo dựa hiệu ứng dẫn điện không khí bị Ion hoá Bộ phận cấu tạo đầu báo khói Ion buồng Ion có chứa lượng nhỏ chất phóng xạ Buồng Ion chia làm ngăn, ngăn đóng kín che chắn cho khói khó lọt vào gọi ngăn mẫu, ngăn thứ gọi ngăn phân tích ngăn để hở tiếp xúc thường xuyên với không khí bên Các tia ALPHA phát từ nguồn phóng xạ Ion hoá phân tử không khí buồng Ion Khi điện áp chiều đặt lên điện cực buồng Ion, cực buồng Ion xuất dòng điện Ở điều kiện bình thường, dòng điện ngăn làm mẫu ngăn phân tích cân nhau, đầu báo không hoạt động Khi có phân tử khói lọt vào ngăn phân tích, Ion ngăn kết hợp với phân khói trở nên nặng Tốc độ di chuyển chúng giảm dẫn đến việc giảm dòng điện chạy ngăn phân tích tuỳ theo số lượng phân tử khói lọt vào buồng Ion Khi chênh lệch dòng điện ngăn phân tích ngăn mẫu đạt đến mức định đầu báo hoạt động giữ tín hiệu trung tâm Tia ALPHA tia phóng xạ có khả Ion hoá phân tử số lượng lớn chất khí đầu báo Ion loại đầu báo nhạy loại đầu báo cháy Nó phát loại khói kể loại khói mắt thường không nhìn thấy Do giá thành hợp lý hoạt động ổn định đầu báo khói Ion sử dụng rộng rãi để phát đám cháy Thời gian sử dụng đầu báo khói Ion phụ thuộc vào chất lượng phóng xạ buồng Ion Thông thường chúng có thời gian sử dụng từ đến năm Nhược điểm đầu báo khói Ion việc sử dụng chất phóng xạ để Ion hoá không khí, điều ảnh hưởng đến môi trường việc bảo trì đầu báo khói Ion phải thực sở có đủi điều kiện an toàn phóng xạ Vì lý ngày số hãng giới ngừng sản xuất loại đầu báo 4.3.3.2 Đầu báo quang Đầu báo quang loại đầu báo chế tạo nguyên lý khuếch tán hấp thụ ánh sáng phân tử khói Khi ánh sáng truyền không khí 20 Bộ phận cấu tạo đầu báo quang theo nguyên lý khuếch tán ánh sáng buồng tối, có vách ngăn xắp xếp theo hình dích dắc để ngăn không cho đầu thu (thường tế bào quang điện) trực thu trực tiếp ánh sáng phát từ nguồn phát sáng (thường loại diode phát tia hồng ngoại) Khi phân tử khói lọt vào buồng tối tia sáng bị khuếch tán theo nhiều hướng khác làm cho tế bào quang điện thu phần ánh sáng phát từ nguồn sáng Điện trở nội tế bào quang điện giảm tương ứng với số lượng phân tử khí lọt vào buồng tối Khi điện trở tế bào quang điện giảm đến ngưỡng định, đầu báo chuyển sang chế độ hoạt động gửi tín hiệu trung tâm Đầu báo khói quang chế tạo theo nguyên lý khuếch tán giá thành hợp lý, thời gian sử dụng kéo dài hàng chục năm, độ tin cậy tương đối cao dễ bảo trì sửa chữa Khả phát sớm đám cháy đầu báo quang loại đầu báo khói Ion Vì lý đầu báo quang chế tạo theo nguyên lý khuếch tán loại đầu báo dùng phổ biến hệ thống báo cháy tự động Nhược điểm đầu báo quang chế tạo theo nguyên lý khuếch tán ánh sáng chúng phát loại khói có kích thước phân tử tương đối lớn mắt thường nhìn thấy phản xạ ánh sáng Đối với loại khói có phân tử kích thước nhỏ không phản xạ ánh sáng đầu báo khói quang chế tạo theo nguyên lý khuếch tán không phát Ngoài loại đầu báo quang chế tạo theo nguyên lý khuếch tán ánh sáng, người ta chế tạo loại đầu báo khói quang dự nguyên lý hấp thụ ánh sánh phân tử khói Loại đầu báo gọi đầu báo tia Cấu tạo đầu báo tia dựa nguyên lý hấp thụ ánh sáng, bao gồm nguồn phát tia sáng (thường tia hồng ngoại) hoạt động chế độ xung, phận thu xung ánh sáng phát từ nguồn phát điều kiện bình thường, đầu phát đầu thu bố trí cho đầu thu trực tiếp thu xung ánh sáng phát từ đầu phát với cường độ lớn Điện trở nội tế bào quang điện phần thu lúc nhỏ, đầu báo không hoạt động Khi có khói xuất hiện, xung ánh sáng từ đầu phát đến đầu thu bị phân tử khói hấp thụ dẫn đến việc xuy giảm cường độ xung ánh sáng Điện trở nội tế bào quang điện tăng đến mức định phần thu chuyển sang chế độ hoạt động giữ tín hiệu trung tâm Ưu điểm loại đầu báo khói dạng tia diện tích kiểm soát khói đầu báo lớn, tới hàng ngàn m2 Đầu báo khói quang dạng tia hoạt động ổn định môi trường có nhiều nhiễu, bụi Ở nơi có điện tích cần bảo vệ lớn, sử dụng đầu báo khói quang dạng tia có hiệu kinh tế cao chi phí việc lắp đặt bảo dưỡng giảm nhiều so với việc sử dụng đầu báo khói quang chế tạo theo nguyên lý khuếch tán đầu báo Ion Đối với nơi có diện tích cảnh báo nhỏ, việc sử dụng đầu báo dạng tia không đạt hiệu kinh tế, giá thành đầu báo tương đối cao 4.3.4 Đầu báo lửa Trong số trường hợp đám cháy xảy phóng tia lửa điện Để cảnh báo phóng tia lửa điện người ta sử dụng đầu báo lửa Để loại bỏ báo động giả gây nguồn phát tia tử ngoại tự nhiên sét tia vũ trụ, đầu báo lửa có mạch điện bảo vệ hoạt động chế độ xung 21 Bộ phận cấu tạo đầu báo tia lửa 1đèn UV-Tron Đây linh kiện gồm ống thuỷ tinh chứa khí argon với hai điện cực đặt đối diện Điện áp chiều đặt lên điện cực đèn UV-Tron cho gần điện áp đánh thủng đèn lúc hai điện cực đèn UV-Tron xuất dòng điện nhỏ Khi tia tử ngoại tác động vào đèn, froton sinh dòng điện chạy hai điện cực tăng Vì điện áp hai điện cực gần điện áp đánh thủng đèn, hiệu ứng Avalanche gia tăng đột gột dòng điện coi tín hiệu báo có lửa Đầu báo dùng để phát đám cháy thông qua việc phát tiatử ngoại sinh từ lửa, để tránh báo động giả không nên sử dụng đầu báo nơi có nhiều nguồn khác phát tia tử ngoại Giá thành loại đầu báo cao 4.4 Công tắc khẩn (Emergency breaker) Được lắp đặt nơi dễ thấy hành lang cầu thang để sử dụng cần thiết Thiết bị cho phép người sử dụng chủ động truyền thông tin báo cháy cách nhấn kéo vào công tắc khẩn, báo động khẩn cấp cho người diện khu vực biết để có biện pháp xử lý hỏa hoạn di chuyển khỏi khu vực nguy hiểm lối thoát hiểm Gồm có loại công tắc khẩn sau: Khẩn tròn, vuông Khẩn kính vỡ (break glass) Khẩn giật 4.5 Thiết bị đầu Nhận tín hiệu từ trung tâm báo cháy truyền đến có tính phát thông tin âm (chuông, còi), tín hiệu phát sáng (đèn) giúp người nhận biết có tượng cháy xảy 4.5.1 Bảng thị phụ Hiển thị thông tin khu vực xảy cố từ trung tâm báo cháy truyền đến, giúp nhận biết tình trạng nơi xảy cố để xử lý kịp thời 4.5.2 Chuông báo cháy Được lắp đặt phòng bảo vệ, phòng có nhân viên trực ban, hành lang, cầu thang nơi đông người qua lại nhằm thông báo cho người xung quanh biết cố xảy để có phương án xử lý, di tản kịp thời Khi xảy cố hỏa hoạn, chuông báo động phát tín hiệu báo động giúp cho nhân viên bảo vệ nhận biết thông qua thiết bị theo dõi cố hỏa hoạn (bảng hiển thị phụ) biết khu vực xảy hỏa hoạn, từ thông báo kịp thời đến nhân viên có trách nhiệm phòng cháy chữa cháy khắc phục cố có biện pháp xử lý thích hợp 4.5.3 Còi báo cháy Có tính vị trí lắp đặt giống chuông báo cháy, nhiên còi sử dụng khoảng cách nơi phát thông báo đến nơi cần nhận thông báo báo động xa 22 4.5.4 Đèn Có công dụng phát tín hiệu báo động, loại đèn có chức khác lắp đặt vị trí thích hợp để phát huy tối đa tính thiết bị Gồm có loại đèn: 4.5.4.1 Đèn lối thoát hiểm (Exit Light) Được đặt gần cầu thang tầng lầu, để lối thoát hiểm trường hợp có cháy Tự động chiếu sáng trường hợp nguồn AC 4.5.4.2 Đèn báo cháy (Corridor Lamp) Được đặt bên công tắc khẩn tầng Đèn báo cháy sáng lên công tắc khẩn hoạt động, đồng thời đèn báo khẩn cấp cho người diện tòa nhà biết Điều có ý nghĩa quan trọng, lúc bối rối cố cháy, người sử dụng cần phân biệt rõ ràng công tác khẩn hiệu lực kích hoạt máy bơm chữa cháy 4.5.4.3 Đèn báo phòng (Room Lamp) Được lắp đặt trước cửa phòng giúp nhận biết phòng có cố cách dễ dàng nhanh chóng 4.5.4.4 Đèn chiếu sáng trường hợp khẩn (Emergency Light): Khi có báo cháy, thao tác phải cúp điện Bây đèn chiếu sáng tự động bật sáng (nhờ có bình điện dự phòng battery), giúp cho người dễ dàng tìm đường thoát hiểm, giúp cho nhân viên có trách nhiệm nhanh chóng thi hành phận Hoặc trường hợp điện đột ngột có cố điện, đèn Emergency tỏ hữu hiệu 4.6 Bộ quay số điện thoại tự động Được lắp trung tâm báo cháy, nhận thông tin báo cháy từ trung tâm thiết bị tự động quay số điện thoại cài đặt trước để thông báo đến người chịu trách nhiệm Thông thường quay từ tới 10 số 4.7 Bàn phím điều khiển (Keypad) Là phương tiện để điều khiển hoạt động hệ thống Qua bàn phím, bạn điều khiển hoạt động theo ý muốn cách dễ dàng, nhập lệnh đưa hệ thống vào chế độ giám sát, ngưng chế độ giám sát số khu vực toàn 23 hệ thống, lập trình để hệ thống tự động chuyển sang chế độ giám sát vào thời gian định ngày số khu vực 4.8 Module địa chỉ: Module địa sử dụng hệ thống báo cháy địa chỉ, có khả cho biết vị trí xác nơi xảy cố cháy khu vực bảo vệ 24 TÀI LIỆU THAM KHẢO http://www.baogiaothong.vn/khong-the-xem-nhe-cong-tac-phong-chay-chua-chayd64435.html http://m.baotinnhanh.vn/chi-tiet/thoi-su/6-thang-dau-nam-toan-quoc-xay-ra-1713-vuchay-no-270-261795.htm http://pccchochiminh.com/ban-can-biet/66-kien-thuc-co-ban-ve-he-thong-baochay.html http://pccc5sao.com/news/he-thong-bao-chay-thuong/He-thong-bao-chay-va-so-dohoat-dong-47/ http://quocnam.com.vn/news/nguyen-ly-hoat-dong-cua-thiet-bi-bao-chay http://www.3ce.vn/vi/ho-tro/vien-thong/1188-he-thong-bao-chay-bao-khoi-tu-dongv15-1188.html 25 ... Phân loại hệ thống báo cháy tự động theo đặc điểm kỹ thuật hệ thống báo cháy - Hệ thống báo cháy tự động theo vùng (hệ thống báo cháy tự động thường): hệ thống báo cháy tự động có chức báo cháy tới... có hộp chữa cháy cuộn vòi chữa cháy 2.2 Hệ thống chữa cháy Sprinkler Hệ Thống Chữa Cháy Sprinkler loại hệ thống chữa cháy phổ biến Nó dập tắt đám cháy cách phun nước trực tiếp vào khu vực cháy. .. hiểm cháy nổ Các loại hệ thống chữa cháy phổ biến 2.1 Hệ thống chữa cháy bán tự động 2.2 Hệ thống chữa cháy Sprinkler 2.3 Hệ thống hồng thủy 2.4 Hệ