4.8.2.1. Lấy số liệu lưu lượng gió thải
Ví dụ: Lấy dữ liệu lưu lượng gió thải ví dụ cho hệ thống gió thải tầng 7.
Cũng giống như tính toán hiểm tra kích thước đường ống gió tươi, để kiểm tra kích thước ống gió thải của mình tính so với thực tế tại công trình thì phải cùng gốc xuất phát, tức là ta sẽ lấy lưu lượng gió ở thực tế công trình rồi tính kiểm tra kích thước ống gió.
Ở đây chúng ta lấy lưu lượng gió thải ở mỗi miệng gió của thực tế tại công trình làm gốc cho việc tính toán rồi so sánh.
74 - Chia các đoạn ông gió thải như hình vẽ bên dưới ( hình 4.14, hình 4.15) và tiến hành lấy dữ liệu lưu lượng gió và điền vào bảng.
Hình 4.14. Hệ thống gió thải tầng 7
Hình 4.15. Hệ thống gió thải tầng 7 (tiếp)
Sau khi lấy dữ liệu lưu lượng gió xong ta có số liệu lưu lượng gió ở bảng 4.8.
Bảng 4.8. Lưu lượng không khí trao đổi cho các khu vực tầng 7
Tên khu vực Lưu lượng (m3/h)
75 Phòng điện nhẹ 90 Vệ sinh nữ 9A 252 Vệ sinh nam 9A 378 Vệ sinh nam 5D 126 Vệ sinh khuyết tật 126 Kho 15B 288 Kho 7B 126 Kho 6 486
4.8.2.2. Tính toán kích thước ống gió
Xác định tiết diện đường ống theo công thức:
tinh G F = 3600.v, (m 2) (4-15) Trong đó:
- Ftính: Tiết diện đường ống gió (dài × rộng), (m2) - G: Lưu lượng gió đi trong ống, (m3/h)
- v: Vận tốc gió được chọn đi trong ống, (m/s)
Dựa vào tiết diện ống vừa tính được chọn kích thước ống gió có tiết diện thực tế lớn hơn và gần nhất với tiết diện tính được theo bảng 7.3 [1].
Sử dụng phần mềm Ductchecker để chọn kích thước ống gió theo phương pháp ma sát đồng đều.
Tương tự với tính toán kích thước đường ống gió tươi, ta tính kích thước đường ống gió thải tầng 7.
Bảng 4.9. Kích thước đường ống gió thải tầng 7
Đoạn ống Lưu lượng
(m3/h) Kích thước tính Kích thước theo thiết kế Tốc độ (m/s) F-G 270 200 x 150 250 x 150 2,5 F-4 90 150 x 100 150 x 150 1,67 H-5 252 200 x 150 200 x 200 2,33
76 H-K 630 250 x 200 250 x 200 3,5 A-1 126 150 x 100 150 x 150 2,33 A-B 252 200 x 150 200 x 150 2,33 D-E 288 200 x 150 200 x 150 2,67 C-3 126 200 x 100 200 x 100 1,75 C-2 486 200 x 200 200 x 200 3,38 C-D 900 350 x 200 300 x 250 3,57 4.8.2.3. Tính toán tổn thất áp suất
Tổn thất áp suất trên đường ống gió được chia làm 2 phần: ∆𝑃 = ∆𝑃𝑚𝑠 + ∆𝑃𝑐b , (Pa) (4-16)
Trong đó:
- ∆𝑃𝑚𝑠: Trở kháng ma sát trên đường ống, (Pa)
- ∆𝑃𝑐𝑏: Trở kháng cục bộ trên các phụ kiện đường ống (tê, cút, gót giày,…), (Pa)
a. Xác định trở kháng ma sát của đoạn ống gió
Trở kháng ma sát của đoạn ống gió được xác định theo công thức: ΔPms = l.ΔP1 (Pa)
Trong đó:
- ΔPms: Tổn thất ma sát trên cả đoạn ống gió, (Pa) - l: Chiều dài đoạn ống gió tính tổn thất, (m)
- ΔP1: Tổn thất ma sát trên một mét ống gió, (Pa/m)
Tổn thất ma sát trên một mét ống gió (ΔP1) của đoạn ống được xác định dựa vào đường kính tương đương và vận tốc gió thực tế đi trong ống. Tuy nhiên, để đơn giản ở đây ta sử dụng phương pháp tổn thất ma sát đồng đều, tính tổn thất ma sát cho chiều dài toàn tuyến ống với tổn thất trên mỗi mét ống là như nhau (thường ΔP1 = 1 Pa/m).
Ví dụ tính toán tổn tất áp suất ma sát trên hệ thống ống gió thải tầng 7, ta lấy khoảng cách từ trục gió thải đến đoạn ống xa nhất, ở tầng 7 có 4 trục hút gió thải.
- Trục hút gió thải nhà vệ sinh khuyết tật và nhà vệ sinh nam có đoạn ống nằm xa trục hút nhất là 4,4 mét
77 - Trục hút gió thải nhà vệ sinh nữ 9A và nhà vệ sinh nam 9A có đoạn ống nằm xa trục hút nhất là 27,2 mét
ΔPms = l.ΔP1 = 27,2×1 = 27,2 Pa
- Trục hút gió thải các nhà kho có đoạn ống nằm xa trục hút nhất là 58,7 mét ΔPms = l.ΔP1 = 58,7×1 = 58,7 Pa
- Trục hút gió thải phòng kĩ thuật có đoạn ống nằm xa trục hút nhất là 11,7 mét ΔPms = l.ΔPl = 11,7×1 = 11,7 Pa
b. Xác định tổn thất áp suất cục bộ ΔPcb
Tương tự với tính toán thổn thất áp suất cho đường ống cấp gió tươi, ta tính toán tổn thất cục bộ cho đường ống gió thải tầng 7 trên phần mềm ASHRAE Duct Fitting Database.
Bảng 4.10. Tổn thất áp suất cục bộ trên hệ thống gió thải tầng 7.
Đoạn ống Tên Chi tiết tổn thất Tổn thất cục bộ (Pa) PKT F-G Co 90 0(3) 3 F-4 Gót giày 3 NVS H-5 Gót giày 5 H-K Co 900 4 NVS A-1 Gót giày 2 A-B Co 900 1 Nhà kho D-E Giảm+co 900 1 + 4 C-3 Gót giày 1 C-2 Gót giày 1 C-D Co 900 (2) 4
Vậy tổng tổn thất trên đường ống gió thải của Tầng 7 là: - Trục hút gió thải nhà vệ sinh khuyết tật và nhà vệ sinh nam
∆𝑃 = ∆𝑃𝑚𝑠 + ∆𝑃𝑐b = 4,4 + 3 = 7,4 (Pa)
- Trục hút gió thải nhà vệ sinh nữ 9A và nhà vệ sinh nam ∆𝑃 = ∆𝑃𝑚𝑠 + ∆𝑃𝑐b = 27,2 + 9 = 36,2 (Pa)
- Trục hút gió thải các nhà kho
∆𝑃 = ∆𝑃𝑚𝑠 + ∆𝑃𝑐b = 58,7 + 8 = 66,7 (Pa) - Trục hút gió thải phòng kĩ thuật
78
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN KIỂM TRA HÚT KHÓI VÀ TẠO ÁP CẦU THANG 5.1. Mục đích hút khói hành lang và tạo áp cầu thang
5.1.1. Nguyên lí hoạt động hút khói hành lang
Hút khói hành lang là khi có hỏa hoạn xảy ra, thời điểm bắt đầu đám cháy sẽ phát sinh khói và nhiệt. Hệ thống cảm biến nhiệt độ, cảm biến khói của hệ thống phòng cháy chữa cháy sẽ chuyển tín hiệu đến quạt tăng áp hút khói, lập tức quạt gió sẽ hoạt động. Hệ thống ống gió sẽ chuyển toàn bộ lượng khói thông qua các cửa hút về quạt và thải ra ngoài môi trường thông qua các cửa xả. Đồng thời hệ thống chuông, đèn báo cháy hoạt động để cảnh báo người đang hoạt động trong các tòa nhà di tản ra hành lang để chạy ra các lối thoát hiểm.
Hút khói hành lang chỉ hoạt động và có tác dụng khi bắt đầu có hỏa hoạn. Đám cháy khi đã lớn, phát sinh nhiệt độ cao sẽ tác động đến van chặn lửa làm cho cầu chì trong van chặn lửa nóng chảy thường nhiệt độ nóng chảy cầu chì ở khoảng 720C và van chặn lửa đóng sập lại ngăn cho việc đám cháy lan truyền sang lên các tầng hoặc các khu vực khác của công trình.
79
5.1.2. Nguyên lí hoạt động tạo áp cầu thang
❖ Tạo áp cầu thang
Tạo áp cầu thang giữ cho khói và khí độc cách xa lối thoát hiểm, buồng thang bộ để cho người trong vùng cháy đó có thể thoát hiểm hoặc tìm nơi trú ẩn an toàn mà không có khói của đám cháy lọt vào buồng thang bộ. Hệ thống cấp gió tươi nhờ vào quạt được cấp liên tục vào buồng thang bộ, đảm bảo tính an toàn và đủ lượng không khí cho người thoát nạn và hệ thống chỉ có tác dụng khi bắt đầu có hỏa hoạn.
❖ Nguyên lí hoạt động
Khi nhận được tín hiệu từ trung tâm báo cháy truyền đến. Quạt của hệ thống tạo áp cầu thang sẽ cấp gió tươi liên tục vào buồng thang bộ nhằm tạo áp suất dương trong buồng thang để ngăn khói tràn vào buồng thang. Áp suất dương được duy trì ở mức 20- 50Pa khi vượt quá áp suất 50Pa thì van xả áp trong buồng thang sẽ được mở và xả bớt ra ngoài.
80
❖ Mục tiêu của hệ thống điều áp
- An toàn cho con người: Giữ khói và khí độc sinh ra từ đám cháy tránh xa lối thoát hiểm cho con người, tạo không gian trú ngụ và thoát hiểm an toàn khi có hỏa hoạn xảy ra. - Chống lửa: Để cho những thao tác chống lửa hiệu quả thì trục thang máy hay cầu thang bộ phải duy trì sự chênh áp để ngăn chặn sự xâm nhập của khói từ các đám cháy.
- Bảo vệ tài sản: Sự xâm nhập của khói vào những khu vực có các thiết bị có giá trị, những phương tiện xử lý dữ liệu, những thiết bị khác đặc biệt nhạy cảm với khói cần phải được ngăn cản để hạn chế những thiệt hại,…
Điều kiện tạo áp cầu thang: Đối với nhà thương mại dịch vụ từ 28m trở lên cần tạo áp thang bộ [8].
Việc bảo vệ chống khói phải cung cấp không khí từ bên ngoài vào các khu vực sau: - Trong giếng thang máy (khi không thể hỗ trợ cấp khí các khoang đệm trong điều kiện có cháy) ở những nhà có buồng thang không nhiễm khói.
- Trong khoang đệm của thang máy chữa cháy.
- Trong các buồng thang bộ không nhiễm khói loại N2.
- Trong các khoang đệm của buồng thang bộ không nhiễm khói loại N3.
- Trong các khoang đệm trước thang máy (bao gồm cả thang máy) trong các tầng hầm và tầng nửa hầm.
- Các khoang đệm ở cầu thang bộ loại 2, dẫn đến các gian phòng của tầng 1 của tầng hầm hoặc tầng nửa hầm, trong các phòng có sử dụng hoặc cất giữ các vật chất và vật liệu cháy. Trong các khoang đệm ở các không gian xưởng luyện, đúc và các không gian gia công nhiệt khác cho phép cấp không khí vào từ các không gian thông khí của nhà.
- Trong các khoang đệm ở lối vào sảnh kín và hành lang từ các tầng hầm và tầng nửa hầm của sảnh kín và hành lang theo [8]
- Khoang đệm ở lối vào các sảnh thông tầng và khu bán hàng, từ cao trình của các tầng nửa hầm và tầng hầm.
- Khoang đệm ở các buồng thang bộ loại N2 trong các nhà hỗn hợp, nhà ở cao trên 75 m, nhà chung cư cao trên 50 m.
- Phần dưới của sảnh thông tầng, các khu bán hàng và các gian phòng khác được bảo vệ bằng hệ thống quạt hút, xả khói.
81 - Các khoang đệm ngăn chia gian phòng giữ ô-tô của các gara kín trên mặt đất và của gara ngầm với các gian phòng sử dụng khác.
- Khoang đệm ngăn chia gian giữ ô-tô với đường dốc kín của các gara ngầm hoặc thiết bị tạo màn không khí bố trí ở trên cửa đi (cổng) từ phía gian phòng giữ ô-tô của gara ngầm.
- Khoang đệm ở các lối ra từ buồng thang bộ loại N2 đi vào sảnh lớn thông với các tầng trên của nhà hỗn hợp.
- Khoang đệm (sảnh thang máy) ở lối ra từ thang máy vào các tầng nửa hầm và tầng hầm của nhà hỗn hợp.
5.2. Bảng tính hút khỏi hành lang
❖ Hút khói hành lang phòng khách sạn
Tham khảo: TCVN 5687: 2020. Phụ lục L
B: chiều rộng của cánh cửa lớn hơn mở từ hành lang hay sảnh vào cầu thang hay ra ngoài nhà, B = 1 (m)
H: là chiều cao của cửa đi, khi chiều cao lớn hơn 2,5m thì lấy H = 2,5m. Chọn H = 2,1 (m)
Kd: là hệ số thời gian mở cửa đi kéo dài tương đối từ hành lang ra cầu thang hay ra ngoài nhà trong giai đoạn cháy.
Kd = 1 nếu lượng người thoát nạn trên 25 người qua một cửa. Kd = 0,8 nếu số người thoát nạn dưới 25 người đi qua một cửa. Chọn Kd = 1
n: là hệ số phụ thuộc vào chiều rộng tổng cộng của các cánh lớn cửa đi mở từ hành lang vào cầu thang hay ra ngoài trời khi có cháy, tra và nội suy theo bảng 5.1 ta có
Ta có B=1m nội suy ta được hệ số n=0,873 cho nhà công cộng, hành chính
Bảng 5.1. Hệ số phụ thuộc vào chiều rộng
Hệ số n tương ứng với chiều rộng B
Building Type 0,6m 0,9m 1,2m 1,3m 2,4m
Nhà ở 1,00 0,82 0,70 0,51 0,41
82 Lưu lượng khối lượng khói G1 [kg/h] cần phải hút thải ra khỏi hành lang khi có cháy được xác định bằng công thức: theo Phụ lục L [2]
+ Cho nhà ở: 𝐺 = 3240𝐵𝑛𝐻1.5
+ Cho nhà công cộng: 𝐺 = 4300𝐵𝑛𝐻1.5𝐾𝑑 = 11424 (kg/h) + Khối lượng riêng của khói ở nhiệt độ 3000C: 0,612 (kg/m3) + Lưu lượng thể tích khói: 18667 (m3/h) = 5185,2 (l/s)
+ Hệ số an toàn: 30%
+ Lưu lượng khói cần phải hút: 5185,2 x 1,3 = 6740,76 (l/s)
So với hệ thống hút khói hành lang của công trình đã nêu thì có khoảng chênh lệch là 20%
5.3. Tạo áp các khu vực
5.3.1. Vị trí giếng thang máy
Theo [6] ta có:
Q = 0,83 × AE× PN1 , (m3/s) (5-1) Trong đó:
- Q : Lưu lượng thể tích trên một giây (m3/s)
- AE : Tổng diện tích khe hở của cửa ra khỏi không gian (m2) - P : Chênh lệch áp suất cần duy trì (Pa)
- N : chọn bằng 2 vì khe hở dài
❖ Tính toán điển hình cho giếng thang máy PCCC (FL01-8)
- Diện tích rò rỉ qua cửa
83 Đối với cửa Wide = 1,2m; High = 2,2
Ta có Crack length = (1,2 . 2) + (2,2 . 2) = 6,8 m
Diện tích rò rỉ qua cửa mở vào, Leakage area = (6,8.0,01)/5,6 = 0,012 m2
Diện tích rò rỉ qua cửa mở ra, Leakage area = (6,8.0,02)/5,6 = 0,024 m2
Tham khảo: QCVN 6:2010
Theo Phụ lục D.11 và D.12 của [8], giếng thang máy được tạo áp dương đảm bảo áp suất không nhỏ hơn 20 Pa và không lớn hơn 50 Pa.
- Số cửa ở các tầng của thang máy: 8 (1,4m x 2m )
- Diện tích rò rỉ cửa thang máy theo Bảng A.3, Theo [7]: 0,051(m2) - Lưu lượng rò rỉ qua cửa đóng:
Q = 0,83 . Leakage Area . (Δp)1/2 (m3/s) = 0,83 . (7 . 0,051). 501/2 = 2,095 (m3/s) - Lưu lượng rò rỉ qua một cửa mở:
Q = Door Area . v = 𝑄 = 2,8 . 1,3 = 3,64 (m3/s) Tổng lưu lượng: 2,095 + 3,64 = 5,74 (m3/s)
Hệ số an toàn: 5% suy ra lưu lượng gió tươi bằng 6027 (l/s)
So với lưu lượng 6100 (l/s) của công trình thì ta có sai lệch không đáng kể.
Bảng 5.2. Tạo áp giếng thang máy các khu vực
Vị trí Số cửa ở các tầng Q mở cửa (m3/s) Q cửa đóng (m3/s) Tổng lưu lượng (l/s) Tổng lưu lượng Cty tính (l/s) Giếng FL01 8 3,64 2,095 6027 6100 Giếng SL01 8 3,38 2,034 5680 5610 Giếng PL01 8 3,12 1,972 5350 5370 Giếng PL02 8 3,12 1,972 5350 5370 Giếng PL03 8 3,12 1,972 5350 5370 Giếng PL04 8 3,12 1,972 5350 5370 Giếng PL05 8 3,12 1,972 5350 5370 Giếng PL06 8 3,12 1,972 5350 5370
84
5.3.2. Vị trí phòng đệm
❖ Tính toán điển hình vị trí phòng đệm trục HCHD-H2H3
Theo phụ lục D.11 và D.12 của [8], phòng đệm được tạo áp dương đảm bảo vận tốc qua cửa không nhỏ hơn 1,3 m/s
- Số cửa ở các tầng: 2 - Số cửa mở: 1
- Chiều cao cửa: 2,2 (m) - Chiều rộng cửa: 1,2 (m) - Diện tích rò rỉ: 0,02 (m2)
- Lưu lượng gió qua một cửa mở:
𝑄 = 1,30 . 𝐷𝑜𝑜𝑟 𝐴𝑟𝑒𝑎 = 1,30 . 2,64 = 3432 (m3/s)
- Lưu lượng rò rỉ qua một van gió đóng: 60 (l/s) - Hệ số rò rỉ qua đường ống gió: 5(%)
Lưu lượng gió tạo áp: 3633 (l/s)
So với lưu lượng 3600 (l/s) của công trình thì ta có sai lệch không đáng kể.
Bảng 5.3. Tạo áp cho phòng đệm các khu vực
Vị trí Số cửa ở các tầng Số cửa mở Lưu lượng rò rỉ qua các van gió đóng (l/s) Lưu lượng gió tạo áp (l/s) Lưu lượng gió tạo áp Cty tính(l/s) P. đệm trục HCHD-H2H3 2 1 60 3432 3600 P. đệm trục HAHB-H8H9 2 1 60 3432 3600 P. đệm trục H22-H31 2 1 60 3432 3600 P. đệm trục HFHG-H8H9 2 1 60 3432 3600 P. đệm trục HHHJ-H2-3 2 1 60 3432 3600
85
5.3.3. Vị trí buồng thang bộ.
❖ Tính điển hình vị trí trục thang HA-HB/H7-H8