147 Nhóm đã tính tổn thất qua tất cả các Co khi quạt chạy ở trạng thái bình thường và thống kê vào bảng sau:
Bảng 2.31 Tổn thất qua co khi quạt chạy ở trạng thái bình thường
Co góc Kích thước (mm) Lưu lượng (l/s) Tổn thất áp (Pa) 1 60o 1800x500 7000 6 2 60o 1800x500 6364 5 3 60o 1800x500 6364 5 4 60o 1350x400 3816 5 5 60o 1350x400 2544 2 Tổng tổn thất qua Co 23 (Pa)
Hình 2.20: Tổn thất qua lưới chắn côn trùng.
148 ∆𝑝𝑐𝑏 = 15,4+7+57+23+71 = 137,4 (Pa)
Tổn thất ma sát dọc đường:
+ Tổn thất ma sát dọc đường đoạn ống A-B Lưu lượng QA-B = 22900 (m3/h)
Đường kính tương đương của ống 1800x500 là dtd = 988(mm) tra theo bảng 7.3 - [TL1] Tra đồ thị 7.24 [TL1] tổn thất áp suất trên đường ống là 0,746 (Pa/m).
Ta có cơng thức tính trở kháng dọc đường:
∆𝑝𝑚𝑠 = 𝑙. ∆𝑝𝑙 Trong đó:
+ l: Là chiều dài ống, với lA-B = 10,2 (m)
+ ∆𝑝𝑙: Trở kháng trên 1(m) ống
∆𝑝𝐴−𝐵= 10,2 x 0,746 = 7,6 (Pa)
Tính tốn tương tự cho các đoạn ống còn lại ta được bảng sau:
Bảng 2.32 Tổn thất ma sát dọc đường trong đường ống hút ở trạng thái bình thường
Đoạn ống Kích thước tương đương Đường kính
(mm) Tổn thất trên 1m (Pa/m) Chiều dài (m) Tổn thất ma sát (Pa) A - B 1800x500 988 0,746 10,2 7,61 C - D 1800x400 869 1,42 10 14,20 D - E 1600x400 827 0,769 4,8 3,69 E - F 1350x400 769 0,826 15,7 12,97 F - G 1200x350 677 0,722 4,7 3,39 G - H 1100x300 598 0,783 6,6 5,17
149
H-K 800x300 520 0,728 5 3,64
K-L 550x300 439 0,462 5,2 2,40
Tổng tổn thất ma sát dọc đường 53,07
Tổn thất áp suất trong đường ống khi hoạt động ở trạng thái bình thường là: ∆p = ∆pcb + ∆pms = 137,4 + 53,07 = 190,47 (Pa)
b, Tính tốn tổn thất áp khi quạt hoạt động trong trạng thái có cháy.
Bảng 2.33 Tổn thất qua đột mở ở trạng thái có cháy
Đột mở Lưu lượng (l/s) Kích thước 1 (mm) Kích thước 2 (mm) Tổn thất áp (Pa) E-N 964 550x300 800x300 1 M-L 1928 800x300 1100x300 1 K-I 2892 1100x300 1200x350 1 H-G 3856 1200x350 1350x400 2 F-E 5783 1350x400 1600x400 1 D-C 6747 1600x400 1800x400 1 B-A 8675 1800x400 1800x500 2 Tổng tổn thất qua đột mở 9
Với lưu lượng mỗi miệng gió là G = 3469 (m3/h) tra catalogue thì ta có tổn thất trên mỗi miệng gió là 2,5 Pa của hãng Reetech.
150 Bảng 2.34 Tổn thất qua co có cháy Co góc Kích thước (mm) Lưu lượng (l/s) Tổn thất áp (Pa) 1 60o 1800x500 10600 14 2 60o 1800x500 9637 12 3 60o 1800x500 9637 12 4 60o 1350x400 5779 12 5 60o 1350x400 3852 5 Tổng tổn thất qua co 55 (Pa)
151
Hình 2.22: Tổn thất qua tiêu âm khi có cháy qua ống 1800x500
152
Vậy tổn thất áp suất qua tiêu âm là:∆𝑝𝑡𝑎 = 70 + 62 = 132 (Pa).
Tổng tổn thất áp cục bộ khi ở trạng thái cháy là:
∆𝑝𝑐𝑏 = 9+27,5+55+132+29 = 252,5 (Pa) Bảng 2.35 Tổn thất ma sát đọc đường Đoạn ống Kích thước (mm) Đường kính tương đương (mm) Tổn thất trên 1m ống (Pa/m) Chiều dài (m) Tổn thất ma sát (Pa) A - B 1800x500 988 1,65 10,2 16,83 C - D 1800x400 869 2,15 10 21,50 D - E 1600x400 827 1,7 4,8 8,16 E - F 1350x400 769 1,8 15,7 28,26 F - G 1200x350 677 1,59 4,7 7,47 G - H 1100x300 598 1,73 6,6 11,42 H-K 800x300 520 1,6 5 8,00 K-L 550x300 439 1,01 5,2 5,25 Tổng tổn thất ma sát dọc đường 106,89
Tổn thất áp suất trong đường ống khi hoạt động ở trạng thái có cháy là: ∆p = ∆pcb + ∆pms = 252,5 + 106,9 = 359,4 (Pa) Nhận xét khi kiểm tra cột áp:
- Đối với cột áp khi hệ thống hoạt động trong trạng thái bình thường là 190,47 (Pa) so với trên bản vẽ là 250 (Pa).
- Đối với cột áp khi hệ thống hoạt động trong trạng thái cháy là 359,4 (Pa) so với trên bản vẽ là 400 (Pa).
Như vậy cột áp quạt được thiết kế trong bản vẽ cơng trình là hợp lí và có thể đáp ứng được nhu cầu cột áp của đường ống tầng hầm.
153
2.10 Hút khói hành lang
Với đa dạng các hệ thống thơng gió điều hịa khơng khí thì tiêu chuẩn lắp đặt của hệ thống được phân chia thành rất nhiều yếu tố. Là một trong những tiêu chuẩn lắp đặt có mặt trong hầu hết cơng trình. Hút khói hành lang thực sự là một trong nhiều tiêu chí thiết kế hệ thống thơng gió điều hịa khơng khí cần thiết và quan trọng.
Hút khói hành lang là hệ thống thốt khói khi có sự cố cháy, được thiết kế để nhằm đảm bảo an toàn cho người từ trong tịa nhà thốt ra ngồi vào giai đoạn đầu khi đám cháy xảy ra ở trong một phịng bất kỳ nào đó của cơng trình.
Vì cơng trình tịa nhà DOFICO cao hơn 6 tầng và có hành lang dài hơn 15m nên cần được hút khói hành lang theo [TCVN 5687 – 2010]
Khối lượng riêng của khói tính ở 300 oC là 0,617 (kg/m3)
Theo TCVN một tịa nhà cao tầng thường khơng được đề cập có bao nhiêu đám cháy cùng một lúc nên khi thiết kế theo TCVN thường chọn cả tịa nhà chỉ có 1 tầng (hay 1 đám cháy) để tính hút khói cũng như chữa cháy tự động, Cịn theo nước ngồi thì khu vực bị ảnh hưởng nhiều nhất sẽ là 1 tầng liền trên và 1 tầng liền dưới nên tính hút khói sự cố cho 3 tầng là nhiều nhất.
2.10.1 Kiểm tra lưu lượng quạt hút khói hành lang.
Lưu lượng khói cần phải hút ra khỏi hành lang khi có sự cố cháy là:
1,5
14300. . .. d
G B n HK
Trong đó:
+ B - Là chiều rộng cánh cửa lớn hơn mở từ hành lang hay sảnh vào cầu thang hay ra ngoài nhà, (m)
154 + Kd -Là hệ số “thời gian mở cửa đi kéo dài tương đối” từ hành lang vào cầu thang hay ra ngoài trong giai đoạn cháy; Kd = 1 nếu lượng người thoát trên 25 người qua một cửa,
+ 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 ngồi trời khi có cháy. Tra bảng L,1 với B = 1,6 (m) thì n = 0,59,
Ta có: 1,51,53
14300. . .. d 4300.1, 6.0, 58.2,1 .1 12143, 5(/)
G B n HK kg m
Ghl =12143,5 (kg/m3)= 19681 (m3/h) = 5467 (l/s).
Lưu lượng quạt hút khói hành lang tính tốn là G = 5467 (l/s) và lưu lượng quạt hút khói hành lang trong bản vẽ thiết kế là Gbv=5500 (l/s) vậy có thể thấy lưu lượng quạt hút khói hành lang được thiết kế trên bản vẽ có thể đáp ứng nhu cầu hút khói hành lang khi có hỏa hoạn tại cơng trình.
2.10.2 Kiểm tra kích thước đường ống hút khói hành lang
Hệ thống hút khói hành lang này sử dụng van MFD là van ngăn cháy lan điều khiển bằng điện trong đó có cầu chì sẽ đứt ở nhiệt độ 72oC, nhận tính hiệu từ phía báo cháy và giúp cơ lập vùng cháy.
Vận tốc gió trong đường ống hút khói tra theo bảng 6.0 tiêu chuẩn CISBE trung bình là 15(m/s).
Vận tốc đường ống hút khói chính kích thước 1000x500mm là: 19800 11 3600. 3600.(0,5.1) G v F (m/s)
Vận tốc gió đi qua van MDF kích thước 600 là: 19800 18 3600. 3600.(0,5.0, 6) MDF G v F (m/s)
Vận tốc gió hút khói hành lang cơng trình lần lượt là 11(m/s) và 18(m/s) so với yêu cầu của tiêu chuẩn CISBE về hút khói hành lang trung bình là 15(m/s), tuy có sự chênh lệch nhưng sự chênh lệch này là có thể chấp nhận được.
155
2.10.3 Kiểm tra tổn thất áp qua đường ống hút khói hành lang
Tổn thất áp suất dọc đường,
Lưu lượng: Q = 5500 (l/s)
+ Đường kính tương đương trong đoạn ống có kích thước 1000x500 là dtd= 762(mm) tra đồ thị 7,24 [1] tổn thất áp suất trên đường ống là 1,74 (Pa/m).
Ta có cơng thức tính trở kháng ma sát dọc đường: ∆pms = l. ∆pl
Trong đó:
- L: Chiều dài ống gió. Dựa theo bản vẽ vị trí lắp đặt quạt hút đến miệng hút xa nhất, l = 42,7 (m)
- ∆pl: Trở kháng ma sát trên 1 mét ống
∆𝑝𝑚𝑠 = 42,7 x 1,74 = 74,3 (Pa)
Tổn thất cục bộ,
Để tính tổn thất áp cho đường ống hút khói hành lang, nhóm tác giả đã sử dụng phần mềm ductfiting để giúp việc tính tốn được chính xác.
- Tổn thất qua Co kích thước 1000x500(mm) là: 18 (Pa)
156
Hình 2.26: Tổn thất qua lưới cơn trùng Hình 2.25 Tổn thất qua đột mở Hình 2.25 Tổn thất qua đột mở
157 - Tổn thất qua Fire Damper là: 38 (Pa)
Hình 2.27: Tổn thất qua Fire Damper
- Tổn thất qua tê là :10(Pa)
158 - Tổn thất qua vng trịn là: 21 (Pa)
Hình 2.29: Tổn thất từ vng ra trịn
Bảng 2.36 Tổn thất áp suất cục bộ đường ống hút khói hành lang
Tên chi tiết tổn thất Số lượng Tổn thất cục bộ
(Pa) Co 90 (1000x500mm) 2 36 Fire damper 1 38 Giảm 1 61 Co 90 (500x600mm) 1 33 Lưới côn trùng 1 79 Tê 1 10 Chuyển vng trịn 1 21 Tổn tổn thất áp cục bộ ∆pcb 279 (Pa)
159 Tổn thất áp suất trong đường ống là:
∆p = ∆pcb + ∆pms = 279 + 74,3 = 353,3 (Pa)
Lưu lượng tính tốn là G = 5467 (l/s) và cột áp ∆p = 356,3 (Pa) so với thông số quạt trong bản vẽ được thiết kế có lưu lương Gbv 5500(l/s) và cột áp ∆p = 500 (Pa). Vậy thơng số quạt thiết kế hồn tồn có thể đáp ứng đượng nhu cầu về lưu lượng hút khói và cột áp của cơng trình.
2.11 Kiểm tra tạo áp cầu thang
Mục đích tạo áp cầu thang:
- Khi xảy ra hỏa hoạn hệ thống báo sự cố thông báo con người trong tòa nhà ngay lập tức tìm đường thốt nạn, chạy vào khu lánh nạn hoặc chạy thốt ra ngồi tịa nhà, lúc đó thang bộ trở thành đường thốt thân. Để đảm bảo con người có thể thốt thân an tồn trong quá trình di chuyển trên thang bộ, ta phải tạo áp cho khu vực thang bộ, khơng cho khói, khí độc tràn vào khu vực này.
- Chống cháy lan: Để cho những thao tác chống lửa hiệu quả thì trục thang máy, cầu thang bộ cần phải duy trì sự chênh áp để ngăn chặn sự xâm nhập của khói từ các khu vực cháy lan rộng ra đến những tầng khác.
- Bảo vệ tài sản: chống cháy lan giúp bảo vệ tài sản ở những tầng khác không bị hỏa hoạn.
Yêu cầu kỹ thuật:
- Tạo áp: Khi các cửa vào cầu thang được đóng thì lưu lượng gió cấp vào phải đủ để duy trì sự chênh áp so với khu vực bên ngồi theo đúng yêu cầu và tiêu chuẩn phù hợp về phịng cháy chữa cháy.
- Vận tốc gió khi mở cửa: tùy theo quy định của tiêu chuẩn sẽ có những giá trị khác nhau về vận tốc gió khi mở cửa thốt hiểm.
- Lực mở cửa: chọn lựa loại cửa phù hợp và phải đảm bảo lực mở cửa không quá lớn để mọi người bao gồm cả những người lớn tuổi, trẻ con đều có thể mở được (thường chọn khơng quá
160 100N), và phải lưu ý là cửa này khơng được khóa, có khả năng chống cháy, đồng thời cửa tự động đóng lại khi khơng còn lực tác dụng lên.
- Vận hành: Hệ thống điều áp sẽ được điều khiển trực tiếp từ tủ báo cháy tự động, bất kể khi nào có tín hiệu cháy từ trung tâm báo cháy.
- Nguồn điện cấp cho quạt: Đó phải là nguồn điện ưu tiên, tất cả các cáp nguồn và điều khiển phải sử dụng cáp có khả năng chống cháy.
Thơng số cơng trình:
- Cơng trình gồm 7 tầng, tầng thượng, mái và hầm.
- Tạo áp theo tiêu chuẩn BS 5588:1998 và Smoke control by pressurisation WTP 41 dựa theo TC BS 5588- 4 - 1998.
- Vận tốc khi mở cửa v = 0,75 (m/s).
- Tổng số cửa là 9 cửa đơn 0,9x2(m)
- Số cửa mở khi có hỏa hoạn là 3, bao gồm cửa tầng cháy, cửa trên tầng cháy và cửa thoát hiểm.
Lực mở cửa trong trường hợp có tăng áp cầu thang bao gồm 2 thành phần: lực lò xo cửa và lực do chênh lệch áp suất tạo ra. Muốn mở cửa phải tạo ra 1 lực lớn hơn tổng 2 lực thành phần trên. Do đó lực mở cửa khơng được q lớn vì có thể gây khó khăn trong việc thốt hiểm.Theo ASHRAE lực mở cửa được tính theo cơng thức dưới đây:
𝐹 = 𝐹𝑑𝑐 + 𝑊. 𝐴. ∆𝑝 2. (𝑊 − 𝑑)
Trong đó: F: Tổng lực mở cửa (N); thường không được vượt quá 100N Fdc: Lực do lò xo của cửa, (N)
W: Bề rộng của cửa, (m)
A: Diện tích cửa, (m2)
161 d: Khoảng cách từ tay cầm cửa đến cạnh gần nhất (m)
Tính tốn thiết kế hệ thống:
Đối với cơng trình Dofico hệ thống áp cầu thang được chia làm hai khu vực theo [6] trang 17, lưu lượng yêu cầu được xác định:
Q = 0,83 × AE× p1/n Trong đó:
𝐴𝐸: Diện tích khe hở trong không gian tạo áp (𝑚2)
p: Độ chênh lệch áp suất (Pa)
n: Hệ số khe hở, lấy n= 2
2.11.1 Khi tất cả các cửa cùng đóng (mode1)
Lưu lượng khơng khí rị lọt khi tất cả các cửa đóng với áp suất chênh áp trong buồng thang so với bên ngoài là 50 (Pa).
Q0 = 0,83 × AE1 × p1/n = 0,83.(9.0,01).501/2 = 0,528 ( m3/s). Để cho chính xác ở đây ta sẽ nhân thêm hệ số an toàn là 1,15.
Q0 = 0,528.1,15 = 0,607 (m3/s)
162 Tất cả các cửa được xét đều là cửa đơn và mở vào không gian điều áp, nên diện tích khe hở mỗi cánh là 0,01(m2) theo [6] được trích bên dưới. Mặc dù kích thước cửa thực tế là 2m× 0,9m có khác với tiêu chuẩn, nhưng vẫn có thể lấy giá trị 0,01 do sai số khơng q lớn.
2.11.2 Khi có 3 cửa cùng mở (mode2)
Theo [6] khi cửa chống cháy mở lượng khơng khí tràn qua cửa sẽ có vận tốc tối thiểu là 0,75 (m/s), vì ta chọn vận tốc là 0,75 (m/s).
Lưu lượng khơng khí qua một cửa mở tại tầng có cháy:
Q1 = AE1. v = 2.0,9.0,75 = 1,35(m3/s)
Kiểm tra lại với Q = 1,35 (m3/s) và với vận tốc khí thốt ra ngồi thơng qua cửa thổi gió là 2,5(m/s) thì áp trong lồng thang bộ phải đảm bảo duy trì ở 10 (Pa).
Với lưu lượng là 1,35 (m3/s) và vận tốc 2,5(m/s) thì diện tích để thốt khói tầng cháy là: AE2 = Q
2,5= 1,35
2,5 = 0,54 (𝑚 2) Lúc này diện tích tổng khe hở bằng, Theo [6] TC BS 5588:1988
AET = ( 1 A2E1 + 1 A2E2) −12 = ( 1 1,82+ 1 0,542) −12 = 0,51(𝑚2) Áp suất cần thiết trong buồng thang để đảm bảo các điều kiện duy trì áp ở 10(Pa)
P = ( Q1 0,83. AE) 2 = ( 1,35 0,83.0,51) 2 = 10,17 (Pa) → Thỏa mãn điều kiện theo bảng 5 -[6] Tiêu Chuẩn BS 5588:1998
Lưu lượng thoát qua cửa mở vào hành lang(trên tầng cháy) khi áp suất trong thang 10 (Pa) là:
AE = ( 1 A2E1 + 1 A2E3) −12 = ( 1 1,82+ 1 0,222) −12 = 0,218(m2)
với AE3 là diện tích rị lọt qua kết cấu bao che, với AE3= 0,22 [6] BS 5588:1998 Q2 = 0,83. AE. p12 = 0,83.0,218. 1012 = 0,572 (m3/s)
163 Lưu lượng qua cửa thoát hiểm tầng trệt mở mà vẫn đảm bảo áp suất trong thang 10 (Pa) là:
Q3 = 0,83. AE. p12 = 0,83.1,8. 1012 = 4,72 (𝑚3⁄ 𝑠) Tổng lưu lượng cần tính:
Qt = Q0+ Q1+ Q2+ Q3 = 0,607 + 1,35 + 0,572 + 4,72 = 7,2 (𝑚3⁄𝑠) = 25920 (𝑚3⁄ℎ) = 7200 (l/s)
2.11.3 Tính tốn kiểm tra đường ống
Dựa vào số liệu đã tính tốn được là 7200 (l/s) đối với khu vực cầu thang bộ,Với 7 tầng và 1 hầm và 1 sân thượng ta chọn được lưu lượng gió qua mỗi miệng gió là:
𝑄1𝑚𝑖𝑒𝑛𝑔 =7200
9 = 800 (l/s) = 2880 (𝑚3/ℎ)
Ta chọn vận tốc ở mỗi miệng gió là 4 (m/s). Theo catalogue của Reetech ta chọn được miệng gió có kích thước cổ 600x600(mm).
Hình 2.30: Catalogue miệng gió Reetech Bảng 2.38 Thơng số miệng gió cấp tạo áp lồng cầu thang. Bảng 2.38 Thơng số miệng gió cấp tạo áp lồng cầu thang.