1. Hệ thống chữa cháy sprinkler.
1.1 Hệ thống chữa cháy tự động
Hệ thống sprinkler (Sprinkler system) là hệ thống chữa cháy sprinkler sử dụng vòi xả kín luôn ở chế độ thường trực, các vòi xả chỉ làm việc khi nhiệt độ môi trường tại đó đạt đến một giá trị kích hoạt nhất định. Vì vậy hệ thống sprinkler chỉ có khả năng chữa cháy theo điểm (chữa cháy cục bộ) trên một diện tích bảo vệ nhất định.
Hệ thống sprinkler (tyco sprinkler systems) được sử dụng để bảo vệ các cơ sở có mức độ nguy cơ cháy thấp, nguy cơ cháy trung bình. Đặc điểm chính của hệ này là trong đường ống (tyco sprinkler mains proving pipe) luôn chứa đầy nước và được duy trì ở một áp lực nhất định theo tiêu chuẩn áp lực nước chữa cháy (áp lực đó có thể được duy trì bằng bơm bù hoặc bể nước có khí nén).
Hệ thống sprinkler (tyco sprinkler systems) được sử dụng để bảo vệ các cơ sở có mức độ nguy cơ cháy thấp, nguy cơ cháy trung bình. Đặc điểm chính của hệ này là trong đường ống (tyco sprinkler mains proving pipe) luôn chứa đầy nước và được duy trì ở một áp lực nhất định theo tiêu chuẩn áp lực nước chữa cháy (áp lực đó có thể được duy trì bằng bơm bù hoặc bể nước có khí nén).
1.2. Các tiêu chuẩn thiết kế hệ thống chữa cháy sprinkler
Vậy tiêu chuẩn thiết kế hệ thống chữa cháy sprinkler theo tiêu chuẩn NFPA là gì? Tiêu chuẩn NFPA trong thi công và lắp đặt hệ thống phòng PCCC 13 mục 6.4.4.8 quy định áp lực đầu phun sprinkler khi hoạt động tối thiểu phải đạt 7 PSI (0.5 BAR), đây là áp lực tối thiểu để đầu phun sprinkler hoạt động và tất cả đầu sprinkler trong hệ thống đều phải đạt áp lực tối thiểu này.
- NFPA 13: Tiêu chuẩn thiết kế và tiêu chuẩn lắp đặt đầu phun sprinkler và hệ thống sprinkler
- NFPA 13D: Lắp đặt hệ thống chữa cháy tự động sprinkler trong nhà ở một và hai gia đình và khu nhà sản xuất
- NFPA 13R: Lắp đặt hệ thống chữa cháy tự động sprinkler trong khu dân cư với chiều cao bốn tầng trở lên
- NFPA 20: Tiêu chuẩn cho việc lắp đặt máy bơm cố định
- Bộ tiêu chuẩn TCVN 6305 (ISO 6182) Phòng cháy, chữa cháy - Hệ thống chữa cháy nước Sprinkler tự động
- Tiêu chuẩn 7336-2003 - Hệ thống chữa cháy tự động sprinkler.
- TCVN 5040 – 1990: Thiết bị phòng cháy và chữa cháy – Kí hiệu hình vẽ dùng trên sơ đồ phòng cháy – Yêu cầu kĩ thuật
- TCVN 5760 – 1993: Yêu cầu chung về thiết kế, lắp đặt và sử dụng hệ thống PCCC.
- NFPA 13: Tiêu chuẩn thiết kế và tiêu chuẩn lắp đặt đầu phun sprinkler và hệ thống sprinkler
- NFPA 13D: Lắp đặt hệ thống chữa cháy tự động sprinkler trong nhà ở một và hai gia đình và khu nhà sản xuất
- NFPA 13R: Lắp đặt hệ thống chữa cháy tự động sprinkler trong khu dân cư với chiều cao bốn tầng trở lên
- NFPA 20: Tiêu chuẩn cho việc lắp đặt máy bơm cố định
- Bộ tiêu chuẩn TCVN 6305 (ISO 6182) Phòng cháy, chữa cháy - Hệ thống chữa cháy nước Sprinkler tự động
- Tiêu chuẩn 7336-2003 - Hệ thống chữa cháy tự động sprinkler.
- TCVN 5040 – 1990: Thiết bị phòng cháy và chữa cháy – Kí hiệu hình vẽ dùng trên sơ đồ phòng cháy – Yêu cầu kĩ thuật
- TCVN 5760 – 1993: Yêu cầu chung về thiết kế, lắp đặt và sử dụng hệ thống PCCC.
2. Phân loại hệ thống chữa cháy tự động nước sử dụng sprinkler
Ướt: Là hệ thống chữa cháy sprinkler kín, tự động được gắn vào đường ống dẫn gắn trên mái và đã có sẵn nước, đường dây đó nối kết với nguồn nước, do đó nước sẽ phun ra ngay tức khắc khi nhiệt độ đầu phun sprinkler vượt quá ngưỡng do nhiệt từ đám cháy phát ra.
Khô: Là hệ thống chữa cháy tự động kín được gắn vào đường ống, khác với ướt thì trong đường ống khô lại chứa không khí hoặc nitrogen, nó được duy trì bởi áp lực từ đầu sprinkler, nhờ đó khi sprinkler được kích hoạt, khí tại bên trong đường ống tràn ra và nó cho phép áp lực nước để mở dry pipe valve. Từ đó mà nước từ nguồn cung cấp có thể chảy vào đường ống rồi phun nước chữa cháy qua các sprinkler.
Xả tràn: Là hệ thống pccc sprinkler sử dụng đầu sprinkler hở có kết nối với một nguồn nước, qua một van xả mà van đó sẽ được mở sau khi kích hoạt hệ thống báo cháy, bộ phận báo cháy này được lắp đặt cùng chỗ với nơi đặt đầu sprinkler. Vì thế sau khi van này mở, nước lập tức chảy vào đường ống dẫn sau đó phun nước ra qua tất cả các sprinklers đã được lắp đặt trong căn hộ.
Kích hoạt trước: Là hệ thống chữa cháy tự động có các đầu sprinklers kín tự động được kết nối với đường ống, trong đường ống đó có chứa không khí, tùy loại mà có thể có hoặc không có áp lực nước, ngoài ra nó còn có bộ báo cháy được bổ sung để lắp đặt cùng một chỗ với nơi đặt đầu sprinkler. Ngay khi bộ phận báo cháy được kích hoạt, thì nó sẽ mở van nước để nước chảy vào đường ống nhanh chóng rồi ngay lập tức phun nước ra thông qua các sprinkler đã kích hoạt để dập tắt lửa kịp thời.
Khô: Là hệ thống chữa cháy tự động kín được gắn vào đường ống, khác với ướt thì trong đường ống khô lại chứa không khí hoặc nitrogen, nó được duy trì bởi áp lực từ đầu sprinkler, nhờ đó khi sprinkler được kích hoạt, khí tại bên trong đường ống tràn ra và nó cho phép áp lực nước để mở dry pipe valve. Từ đó mà nước từ nguồn cung cấp có thể chảy vào đường ống rồi phun nước chữa cháy qua các sprinkler.
Xả tràn: Là hệ thống pccc sprinkler sử dụng đầu sprinkler hở có kết nối với một nguồn nước, qua một van xả mà van đó sẽ được mở sau khi kích hoạt hệ thống báo cháy, bộ phận báo cháy này được lắp đặt cùng chỗ với nơi đặt đầu sprinkler. Vì thế sau khi van này mở, nước lập tức chảy vào đường ống dẫn sau đó phun nước ra qua tất cả các sprinklers đã được lắp đặt trong căn hộ.
Kích hoạt trước: Là hệ thống chữa cháy tự động có các đầu sprinklers kín tự động được kết nối với đường ống, trong đường ống đó có chứa không khí, tùy loại mà có thể có hoặc không có áp lực nước, ngoài ra nó còn có bộ báo cháy được bổ sung để lắp đặt cùng một chỗ với nơi đặt đầu sprinkler. Ngay khi bộ phận báo cháy được kích hoạt, thì nó sẽ mở van nước để nước chảy vào đường ống nhanh chóng rồi ngay lập tức phun nước ra thông qua các sprinkler đã kích hoạt để dập tắt lửa kịp thời.
3. Nguyên Lý Làm Việc Của Hệ Thống Chữa Cháy Sprinkler
3.1 Nguyên Lý Làm Việc Của Hệ Thống Chữa Cháy Sprinkler
Sơ đồ nguyên lý hệ thống chữa cháy sprinkler
Dưới đây là câu trả lời cho câu hỏi nguyên lý làm việc của hệ thống chữa cháy sprinkler là gì?
Hệ thống chữa cháy sprinkler là một hệ thống pccc sprinkler liên kết các đường ống chạy ngầm dưới đất và trên mặt đất, bình thường trong mạng đường ống luôn được duy trì trong một áp lực làm việc nhất định, áp lực này có được là do bơm bù tạo ra. Do điều kiện khách quan, luôn luôn có sự thất thoát nước từ mạng đường ống về nguồn cấp nước do độ kín của các van. Khi đó áp lực trong hệ thống sẽ giảm chậm đến giá trị ngưỡng áp lực khởi động của công tắc áp lực điều khiển bơm bù làm việc tạo tín hiệu điện truyền về tủ trung tâm điều khiển, trung tâm điều khiển sẽ điều khiển các rơle cấp điện cho bơm bù hoạt động bù vào lượng nước bị hao hụt trên đường ống, đồng thời tạo ra tín hiệu báo chế độ làm việc của bơm bù. Khi áp suất trong đường ống cứu hỏa đạt đến giá trị áp lực làm việc ban đầu, công tắc áp lực đạt ngưỡng ngắt, tạo tín hiệu điện truyền về trung tâm điều khiển và qua các rơ le sẽ cắt nguồn điện cung cấp cho bơm bù, bơm bù tự ngắt.
Khi nhiệt độ tại nơi có cháy tăng lên và đạt đến ngưỡng cố định, hệ thống chữa cháy tự động sprinkler sẽ được kích hoạt và nước trong đường ống dưới áp lực sẽ phun vào đám cháy, khi đó bơm bù làm việc. Do lưu lượng chữa cháy lớn, áp lực trong hệ thống giảm rất nhanh, bơm bù làm việc nhưng không bù đủ lượng nước chữa cháy, nên áp lực trong đường ống tiếp tục giảm. Khi áp suất trong đường ống cứu hỏa giảm đến mức ngưỡng làm việc của công tắc áp lực điều khiển bơm chữa cháy, khi đó công tắc áp lực của máy bơm chữa cháy sẽ làm việc, thông qua trung tâm điều khiển sẽ khởi động máy bơm chữa cháy hoạt động tiếp tục cấp nước cho hệ thống chữa cháy sprinkler. Đồng thời, trung tâm điều khiển sẽ điều khiển rơle ngắt điện bơm bù, máy bơm bù sẽ không làm việc. Song song đó, trung tâm điều khiển cũng phát các tín hiệu báo động và báo trạng thái làm việc của các bơm.
Trong trường hợp máy bơm chữa cháy chính không hoạt động vì hư hỏng thì sau một thời gian nhất định, trung tâm điều khiển chữa cháy tự động sẽ điều khiển rơle khởi động máy bơm chữa cháy dự phòng hoạt động cung cấp nước cho quá trình chữa cháy. Sau khi chữa cháy xong cần phải tắt bơm, thay các vòi phun đã được kích hoạt, bảo dưỡng các thiết bị chính và đưa hệ thống chữa cháy sprinkler về trạng thái trực.
Hệ thống chữa cháy sprinkler là một hệ thống pccc sprinkler liên kết các đường ống chạy ngầm dưới đất và trên mặt đất, bình thường trong mạng đường ống luôn được duy trì trong một áp lực làm việc nhất định, áp lực này có được là do bơm bù tạo ra. Do điều kiện khách quan, luôn luôn có sự thất thoát nước từ mạng đường ống về nguồn cấp nước do độ kín của các van. Khi đó áp lực trong hệ thống sẽ giảm chậm đến giá trị ngưỡng áp lực khởi động của công tắc áp lực điều khiển bơm bù làm việc tạo tín hiệu điện truyền về tủ trung tâm điều khiển, trung tâm điều khiển sẽ điều khiển các rơle cấp điện cho bơm bù hoạt động bù vào lượng nước bị hao hụt trên đường ống, đồng thời tạo ra tín hiệu báo chế độ làm việc của bơm bù. Khi áp suất trong đường ống cứu hỏa đạt đến giá trị áp lực làm việc ban đầu, công tắc áp lực đạt ngưỡng ngắt, tạo tín hiệu điện truyền về trung tâm điều khiển và qua các rơ le sẽ cắt nguồn điện cung cấp cho bơm bù, bơm bù tự ngắt.
Khi nhiệt độ tại nơi có cháy tăng lên và đạt đến ngưỡng cố định, hệ thống chữa cháy tự động sprinkler sẽ được kích hoạt và nước trong đường ống dưới áp lực sẽ phun vào đám cháy, khi đó bơm bù làm việc. Do lưu lượng chữa cháy lớn, áp lực trong hệ thống giảm rất nhanh, bơm bù làm việc nhưng không bù đủ lượng nước chữa cháy, nên áp lực trong đường ống tiếp tục giảm. Khi áp suất trong đường ống cứu hỏa giảm đến mức ngưỡng làm việc của công tắc áp lực điều khiển bơm chữa cháy, khi đó công tắc áp lực của máy bơm chữa cháy sẽ làm việc, thông qua trung tâm điều khiển sẽ khởi động máy bơm chữa cháy hoạt động tiếp tục cấp nước cho hệ thống chữa cháy sprinkler. Đồng thời, trung tâm điều khiển sẽ điều khiển rơle ngắt điện bơm bù, máy bơm bù sẽ không làm việc. Song song đó, trung tâm điều khiển cũng phát các tín hiệu báo động và báo trạng thái làm việc của các bơm.
Trong trường hợp máy bơm chữa cháy chính không hoạt động vì hư hỏng thì sau một thời gian nhất định, trung tâm điều khiển chữa cháy tự động sẽ điều khiển rơle khởi động máy bơm chữa cháy dự phòng hoạt động cung cấp nước cho quá trình chữa cháy. Sau khi chữa cháy xong cần phải tắt bơm, thay các vòi phun đã được kích hoạt, bảo dưỡng các thiết bị chính và đưa hệ thống chữa cháy sprinkler về trạng thái trực.
Bản vẽ hệ thống chữa cháy sprinkler
Liên hệ An Phát để nhận tư vấn chi tiết về sơ đồ nguyên lý hệ thống chữa cháy bằng nước cũng như bản vẽ hệ thống chữa cháy sprinkler nhé!
3.2 Các thông số kỹ thuật của hệ thống chữa cháy sprinkler.
Tùy vào môi trường hoạt động khác nhau, yêu cầu khác nhau của mỗi hệ thống, mỗi công trình, mỗi khu vực, cần phải lựa chọn thiết bị phù hợp với yêu cầu. Để có được lựa chọn phù hợp, chúng ta dựa vào những thông số kỹ thuật, tuy nhiên với mỗi nhà sản xuất sẽ có những tiêu chuẩn riêng. Trong bài viết này chúng ta sẽ đề cập đến 4 tiêu chuẩn: nhiệt, áp lực và bán kính của sprinkler.
3.2.1 Nhiệt độ kích hoạt
Nhiệt độ trong hệ thống sprinkler là nhiệt độ làm cho ống thủy tinh bị vỡ hoặc làm cho khung kim loại nóng chảy, phá vỡ kết cấu của cơ cấu bịt kín vòi phun, khiến nước từ đường ống phun ra tại lỗ phun nước.
Tiêu chuẩn NFPA chia ra 6 mức nhiệt độ đầu phun sprinkler kích hoạt (tyco sprinkler head temperature ratings) như sau: 135°F - 170°F nhiệt độ thông thường, 175°F - 225°F nhiệt độ trung bình, 250°F - 300°F nhiệt độ cao, 325°F - 375°F nhiệt độ khá cao, 400°F - 475°F nhiệt độ rất cao, từ 500°F trở lên là nhiệt độ vô cùng cao. Đồng thời, những bóng thủy tinh và khung kim loại nóng chảy này đều được quy định bằng bảng màu cho từng nhiệt độ hoạt động khác nhau để việc nhận định nhiệt độ hoạt động của từng loại dễ dàng hơn.
Cách chọn nhiệt độ của vòi xả là dựa vào nhiệt độ của khu vực cần lắp đặt, khi khu vực hoạt động bình thường (không có sự cố cháy). Nhiệt độ kích hoạt vòi sprinkler phải cao hơn nhiệt độ bình thường của khu vực, nếu chọn nhiệt độ hoạt động của vòi chữa cháy sprinkler thấp hơn nhiệt độ bình thường của khu vực cần lắp đặt thì khi khu vực hoạt động sẽ kích hoạt hệ thống thiết bị chữa cháy. Cũng không được chọn vòi có nhiệt độ quá cao so với nhiệt độ bình thường của khu vực vì khi xảy ra sự cố, để đám cháy đạt được nhiệt độ kích hoạt của đầu sprinkler thì đám cháy đã gây ra thiệt hại quá lớn. Nhiệt độ, tiêu chuẩn đầu phun sprinkler sẽ quyết định khả năng phản ứng khi xảy ra sự cố của nó.
Tiêu chuẩn NFPA chia ra 6 mức nhiệt độ đầu phun sprinkler kích hoạt (tyco sprinkler head temperature ratings) như sau: 135°F - 170°F nhiệt độ thông thường, 175°F - 225°F nhiệt độ trung bình, 250°F - 300°F nhiệt độ cao, 325°F - 375°F nhiệt độ khá cao, 400°F - 475°F nhiệt độ rất cao, từ 500°F trở lên là nhiệt độ vô cùng cao. Đồng thời, những bóng thủy tinh và khung kim loại nóng chảy này đều được quy định bằng bảng màu cho từng nhiệt độ hoạt động khác nhau để việc nhận định nhiệt độ hoạt động của từng loại dễ dàng hơn.
Cách chọn nhiệt độ của vòi xả là dựa vào nhiệt độ của khu vực cần lắp đặt, khi khu vực hoạt động bình thường (không có sự cố cháy). Nhiệt độ kích hoạt vòi sprinkler phải cao hơn nhiệt độ bình thường của khu vực, nếu chọn nhiệt độ hoạt động của vòi chữa cháy sprinkler thấp hơn nhiệt độ bình thường của khu vực cần lắp đặt thì khi khu vực hoạt động sẽ kích hoạt hệ thống thiết bị chữa cháy. Cũng không được chọn vòi có nhiệt độ quá cao so với nhiệt độ bình thường của khu vực vì khi xảy ra sự cố, để đám cháy đạt được nhiệt độ kích hoạt của đầu sprinkler thì đám cháy đã gây ra thiệt hại quá lớn. Nhiệt độ, tiêu chuẩn đầu phun sprinkler sẽ quyết định khả năng phản ứng khi xảy ra sự cố của nó.
3.2.2 Áp lực đầu phun sprinkler
Áp lực đầu phun sprinkler là áp lực mà tại đó cơ cấu của đầu sprinkler không bị phá hủy. Hiện tại có nhiều hệ thống sprinkler sử dụng vòi phun nước chữa cháy như: hệ thống ướt (đường ống luôn có sẵn nước), hệ thống khô (đường ống không có nước mà thay thế bằng không khí hoặc khí khác), hệ thống xả tràn (sử dụng nozzles hở, không có yếu tố cảm ứng nhiệt), hệ thống kích hoạt trước (sử dụng hệ báo cháy để mở van xả nước vào đường ống và sử dụng vòi phun kín)…
Ngoài ra còn một số hệ thống khác, như đã đề cập ở đầu bài, mỗi cái đều có cách tính toán áp lực riêng. Tuy nhiên áp lực mà tại đó cơ cấu của đầu sprinkler không bị phá hủy - yêu cầu về áp lực của chúng là như nhau.
Ngoài ra còn một số hệ thống khác, như đã đề cập ở đầu bài, mỗi cái đều có cách tính toán áp lực riêng. Tuy nhiên áp lực mà tại đó cơ cấu của đầu sprinkler không bị phá hủy - yêu cầu về áp lực của chúng là như nhau.
Áp lực làm việc của một số đầu thông dụng
Theo tiêu chuẩn NFPA 13 mục 6.4.4.8 quy định áp lực khi hoạt động tối thiểu của sprinkler phải đạt 7 PSI (0.5 BAR), đây là áp lực tối thiểu để thiết bị hoạt động và tất cả đầu chữa cháy sprinkler trong hệ thống đều phải đạt áp lực tối thiểu này. Với mỗi sprinkler chữa cháy của mỗi hãng sẽ có áp lực làm việc tối đa khác nhau, khi áp suất trong đường ống cứu hỏa vượt qua áp lực này cấu trúc vòi có thể bị phá hủy, đây là áp lực tối đa mà đầu chữa cháy sprinkler có thể làm việc. Khi thiết kế không nên để áp lực tại một đầu xả bất kì vượt qua ngưỡng này, phải dựa vào tiêu chuẩn đầu phun sprinkler để tính toán áp lực cho mỗi vòi phun sao cho phù hợp nhất.
Tính toán hệ thống chữa cháy sprinkler cần được lưu ý kỹ khi thiết kế hệ thống chữa cháy phun nước tự động, phải dựa vào tiêu chuẩn đầu phun sprinkler để tính toán áp lực cho mỗi đầu phun sao cho phù hợp nhất.
Tính toán hệ thống chữa cháy sprinkler cần được lưu ý kỹ khi thiết kế hệ thống chữa cháy phun nước tự động, phải dựa vào tiêu chuẩn đầu phun sprinkler để tính toán áp lực cho mỗi đầu phun sao cho phù hợp nhất.
3.2.3 Bán kính đầu phun sprinkler
Bán kính bảo vệ của vòi sprinkler hay bán kính đầu phun sprinkler (tyco sprinkler coverage area) là thông số quan trọng khi sử dụng đầu sprinkler để bảo vệ cho công trình. Dựa vào bán kính sprinkler sẽ có được diện tích bảo vệ của nó, từ đó tùy vào diện tích của khu vực cần bảo vệ sẽ tính toán ra số lượng vòi phun cần sử dụng để bảo vệ cho toàn bộ khu vực.
Theo tiêu chuẩn Việt Nam 7336:2003 hệ thống sprinkler được phân loại dựa trên mức độ nguy cơ phát sinh đám cháy tại các cơ sở và được gọi một cách tương ứng, cụ thể như sau: hệ sprinkler cho cơ sở có nguy cơ cháy thấp, cho cơ sở có nguy cơ cháy trung bình (hệ thống cho cơ sở có nguy cơ cháy trung bình tiếp tục được chia thành 4 nhóm: Nhóm I, Nhóm II, Nhóm III và Nhóm III đặc biệt), cho cơ sở có nguy cơ cháy cao (bao gồm khu vực sản xuất và khu vực kho bãi bảo quản chất cao).
Dựa vào nhóm các cơ sở, công trình, tiêu chuẩn Việt Nam 7336:2003 quy định diện tích bảo vệ của mỗi thiết bị tự động như sau: công trình có nguy cơ cháy thấp có diện tích được bảo vệ của một đầu sprinkler là 12m2, công trình có nguy cơ cháy trung bình thuộc Nhóm I, Nhóm II và Nhóm III có diện tích được bảo vệ của một vòi phun sprinkler là 12m2, công trình có nguy cơ cháy trung bình thuộc Nhóm III đặc biệt có diện tích được bảo vệ của một sprinkler chữa cháy là 9m2, công trình có nguy cơ cháy cao như khu vực sản xuất, kho bảo quản chất cao có diện tích được bảo vệ của một sprinkler là 9m2. Từ tiêu chuẩn về diện tích bảo vệ, bán kính vòi sprinkler mà tính toán hệ thống chữa cháy sprinkler ra số lượng vòi phun phù hợp nhất cho từng khu vực bảo vệ, đảm bảo hệ thống phun nước tự động hoạt động hiệu quả nhất.
Theo tiêu chuẩn Việt Nam 7336:2003 hệ thống sprinkler được phân loại dựa trên mức độ nguy cơ phát sinh đám cháy tại các cơ sở và được gọi một cách tương ứng, cụ thể như sau: hệ sprinkler cho cơ sở có nguy cơ cháy thấp, cho cơ sở có nguy cơ cháy trung bình (hệ thống cho cơ sở có nguy cơ cháy trung bình tiếp tục được chia thành 4 nhóm: Nhóm I, Nhóm II, Nhóm III và Nhóm III đặc biệt), cho cơ sở có nguy cơ cháy cao (bao gồm khu vực sản xuất và khu vực kho bãi bảo quản chất cao).
Dựa vào nhóm các cơ sở, công trình, tiêu chuẩn Việt Nam 7336:2003 quy định diện tích bảo vệ của mỗi thiết bị tự động như sau: công trình có nguy cơ cháy thấp có diện tích được bảo vệ của một đầu sprinkler là 12m2, công trình có nguy cơ cháy trung bình thuộc Nhóm I, Nhóm II và Nhóm III có diện tích được bảo vệ của một vòi phun sprinkler là 12m2, công trình có nguy cơ cháy trung bình thuộc Nhóm III đặc biệt có diện tích được bảo vệ của một sprinkler chữa cháy là 9m2, công trình có nguy cơ cháy cao như khu vực sản xuất, kho bảo quản chất cao có diện tích được bảo vệ của một sprinkler là 9m2. Từ tiêu chuẩn về diện tích bảo vệ, bán kính vòi sprinkler mà tính toán hệ thống chữa cháy sprinkler ra số lượng vòi phun phù hợp nhất cho từng khu vực bảo vệ, đảm bảo hệ thống phun nước tự động hoạt động hiệu quả nhất.
4. Tính toán hệ thống chữa cháy sprinkler - Hệ số K của sprinkler là gì?
Như ta đã biết nước được xả thông qua lỗ phun của đầu sprinkler. Đường kính và các đặc tính thủy lực của lỗ phun này quyết định dòng chảy và áp suất tại vòi phun. Hệ số K là con số chỉ định được đưa ra để thể hiện đặc tính thủy lực của sản phẩm.
Khi chúng ta bắt đầu tính toán hệ thống chữa cháy sprinkler hay tính toán thủy lực cho bất kỳ hệ thống cơ bản nào, ví dụ hệ thống phun nước chữa cháy hoặc hệ thống phun sương thì công thức tính toán hệ thống chữa cháy sprinkler hệ số K là công thức đầu tiên chúng ta cần sử dụng. Công thức hệ số K là nền tảng cơ bản giúp cho những kỹ sư phòng cháy chữa cháy có những hiểu biết đúng đắn về các hệ thống phun nước chữa cháy. Ở dạng phổ biến nhất của công thức này, nó cho phép ta tính được lưu lượng thiết bị khi ta có các giá trị áp lực và hệ số phun K. Chúng ta cũng có thể tính được hệ số K hoặc áp lực làm việc của vòi xả theo yêu cầu với công thức này.
Lưu lượng sản phẩm được tính bởi công thức sau:
Khi chúng ta bắt đầu tính toán hệ thống chữa cháy sprinkler hay tính toán thủy lực cho bất kỳ hệ thống cơ bản nào, ví dụ hệ thống phun nước chữa cháy hoặc hệ thống phun sương thì công thức tính toán hệ thống chữa cháy sprinkler hệ số K là công thức đầu tiên chúng ta cần sử dụng. Công thức hệ số K là nền tảng cơ bản giúp cho những kỹ sư phòng cháy chữa cháy có những hiểu biết đúng đắn về các hệ thống phun nước chữa cháy. Ở dạng phổ biến nhất của công thức này, nó cho phép ta tính được lưu lượng thiết bị khi ta có các giá trị áp lực và hệ số phun K. Chúng ta cũng có thể tính được hệ số K hoặc áp lực làm việc của vòi xả theo yêu cầu với công thức này.
Lưu lượng sản phẩm được tính bởi công thức sau:
q = k*p1/2
Trong đó:
• q là lưu lượng dòng chảy
• k là hệ số phun
• p là áp lực
Chúng ta cũng có thể viết lại công thức này ở các dạng sau:
• q là lưu lượng dòng chảy
• k là hệ số phun
• p là áp lực
Chúng ta cũng có thể viết lại công thức này ở các dạng sau:
k = q/p11/2
Hoặc:
p = (q/k)2
Bảng hệ số K của một số thiết bị
Và đơn vị tính cho các thông số này cũng là đều khá quan trọng và không được nhầm lẫn. Thông thường có 2 hệ đơn vị cho công thức này:
- Hệ đo lường SI (hệ mét)
• p: áp suất tính bằng đơn vị BAR
• q = lưu lượng tính bằng đơn vị LPM (lít/phút)
• k = hệ số phun tính bằng đơn vị LPM/BAR1/2
- Hệ đo lường Anh
• p: áp suất tính bằng đơn vị psi
• q = lưu lượng tính bằng đơn vị GPM (ga-lông/phút)
• k = hệ số phun tính bằng đơn vị GPM/PSI1/2
Với hệ số K càng lớn thì dòng chảy càng lớn, nhưng áp lực dòng chảy lại yếu. Ngược lại hệ số K càng nhỏ thì tạo ra dòng chảy càng nhỏ, nhưng áp lực dòng chảy lại cao. Áp lực tại vòi phun rất quan trọng, vì nó ảnh hưởng đến kích cỡ các giọt nước và mô hình phun của dòng nước khi được xả ra – 1 trong 2 đặc tính quyết định hiệu quả chữa cháy của vòi phun nước chữa cháy.
- Hệ đo lường SI (hệ mét)
• p: áp suất tính bằng đơn vị BAR
• q = lưu lượng tính bằng đơn vị LPM (lít/phút)
• k = hệ số phun tính bằng đơn vị LPM/BAR1/2
- Hệ đo lường Anh
• p: áp suất tính bằng đơn vị psi
• q = lưu lượng tính bằng đơn vị GPM (ga-lông/phút)
• k = hệ số phun tính bằng đơn vị GPM/PSI1/2
Với hệ số K càng lớn thì dòng chảy càng lớn, nhưng áp lực dòng chảy lại yếu. Ngược lại hệ số K càng nhỏ thì tạo ra dòng chảy càng nhỏ, nhưng áp lực dòng chảy lại cao. Áp lực tại vòi phun rất quan trọng, vì nó ảnh hưởng đến kích cỡ các giọt nước và mô hình phun của dòng nước khi được xả ra – 1 trong 2 đặc tính quyết định hiệu quả chữa cháy của vòi phun nước chữa cháy.
5. Quy định trang bị hệ thống chữa cháy sprinkler đối với các công trình
Theo TCVN 3890:2009, việc đầu tư trang thiết bị cũng như lắp đặt hệ thống chữa cháy tự động sprinkler nói riêng và các hệ thống khác nói chung dựa trên cơ sở phân tích nguy cơ cháy nổ và các yếu tố liên quan đến bảo vệ con người và tài sản. Như:
Tiếp theo là quy định về bộ phận điều khiển. Mặc dù hệ thống sprinkler chữa cháy hoạt động một cách tự động (đối với những sprinkler có bộ phận cảm biến nhiệt), tuy nhiên, bộ phận điều khiển bằng tay cũng không thể thiếu, đó có thể xem là biện pháp dự phòng bắt buộc.
Đối với hệ thống sprinkler sử dụng đầu phun hở (ví dụ như hệ thống drencher) cho phép thiết kế điều khiển từ xa và bằng tay.
Khi bố trí lắp đặt hệ thống chữa cháy sprinkler tự động không cần tính toán thời gian thoát nạn, vì chất chữa cháy không gây nguy hại đến con người nên có thể được kích hoạt phun xả nước nhằm kiểm soát và dập tắt đám cháy trước khi người cuối cùng thoát khỏi vùng gặp sự cố.
Để tìm hiểu thêm những quy định về lựa chọn, thiết kế, lắp đặt hệ thống chữa cháy tự động sprinkler khách hàng có thể tham khảo TCVN 5760, TCVN 6101, TCVN 6305, TCVN 7161, TCVN 7336 và các tiêu chuẩn khác có liên quan.
- Kho hàng hóa, lưu trữ...
- Các công trình cáp
- Phòng, buồng sử dụng làm kho, khu vực sản xuất
- Phòng máy biến áp, biến thế
- Các phân xưởng kỹ thuật
- ....
Tiếp theo là quy định về bộ phận điều khiển. Mặc dù hệ thống sprinkler chữa cháy hoạt động một cách tự động (đối với những sprinkler có bộ phận cảm biến nhiệt), tuy nhiên, bộ phận điều khiển bằng tay cũng không thể thiếu, đó có thể xem là biện pháp dự phòng bắt buộc.
Đối với hệ thống sprinkler sử dụng đầu phun hở (ví dụ như hệ thống drencher) cho phép thiết kế điều khiển từ xa và bằng tay.
Khi bố trí lắp đặt hệ thống chữa cháy sprinkler tự động không cần tính toán thời gian thoát nạn, vì chất chữa cháy không gây nguy hại đến con người nên có thể được kích hoạt phun xả nước nhằm kiểm soát và dập tắt đám cháy trước khi người cuối cùng thoát khỏi vùng gặp sự cố.
Để tìm hiểu thêm những quy định về lựa chọn, thiết kế, lắp đặt hệ thống chữa cháy tự động sprinkler khách hàng có thể tham khảo TCVN 5760, TCVN 6101, TCVN 6305, TCVN 7161, TCVN 7336 và các tiêu chuẩn khác có liên quan.
Giới thiệu sơ lược về nhà sản xuất Tyco:
Tyco thuộc Johnson Controls, là công ty có quy mô toàn cầu, phục vụ khách hàng tại hơn 190 quốc gia trên thế giới.
Là một công ty hàng đầu thế giới trong ngành phòng cháy chữa cháy, Tyco sản xuất và cung cấp hàng loạt các sản phẩm như hệ thống chữa cháy tự động, hệ thống chữa cháy bằng nước, hệ thống phòng cháy chữa cháy trong tòa nhà, van, đường ống, thiết bị chống cháy và các dịch vụ giúp khách hàng bảo vệ tính mạng và tài sản. Sản phẩm chữa cháy, báo cháy, sản phẩm cơ khí của Tyco được bán cho nhiều thương hiệu nổi tiếng thế giới như: ANSUL, CHEMGUARD, CWSI, EZCARE, FIRECLASS, FLAMEVISION, GRINNELL, HYGOOD, LPG, NEURUPPIN, PYRO-CHEM, RAPID RESPONSE, SABOFOAM, SIMPLEX, SKUM, SPRINKCAD, THORN SECURITY, VIGILANT, WILLIAMS FIRE & HAZARD CONTROL và ZETTLER.
Tyco thuộc Johnson Controls, là công ty có quy mô toàn cầu, phục vụ khách hàng tại hơn 190 quốc gia trên thế giới.
Là một công ty hàng đầu thế giới trong ngành phòng cháy chữa cháy, Tyco sản xuất và cung cấp hàng loạt các sản phẩm như hệ thống chữa cháy tự động, hệ thống chữa cháy bằng nước, hệ thống phòng cháy chữa cháy trong tòa nhà, van, đường ống, thiết bị chống cháy và các dịch vụ giúp khách hàng bảo vệ tính mạng và tài sản. Sản phẩm chữa cháy, báo cháy, sản phẩm cơ khí của Tyco được bán cho nhiều thương hiệu nổi tiếng thế giới như: ANSUL, CHEMGUARD, CWSI, EZCARE, FIRECLASS, FLAMEVISION, GRINNELL, HYGOOD, LPG, NEURUPPIN, PYRO-CHEM, RAPID RESPONSE, SABOFOAM, SIMPLEX, SKUM, SPRINKCAD, THORN SECURITY, VIGILANT, WILLIAMS FIRE & HAZARD CONTROL và ZETTLER.
Sản phẩm của nhà sản xuất Tyco đã bảo vệ an toàn cho hàng triệu khu vực trên toàn cầu:
- Hơn 150 nhà bán lẻ hàng đầu thế giới
- Hơn 1.000.000 lính cứu hỏa trên thế giới
- Hơn 45 công ty dầu khí hàng đầu
- 300 sân bay quốc tế
- Hơn 100 sân vận động lớn trên khắp thế giới
- Gần 3.000.000 khách hàng thương mại, chính phủ, dân cư
- …
Nhà phân phối sản phẩm chữa cháy chính hãng
Để đảm bảo an toàn cháy nổ cho mỗi công trình, điều tiên quyết cần là phải trang bị một hệ thống phòng chống cháy nổ chất lượng và phù hợp.
Chúng tôi tự hào là nhà phân phối sản phẩm chữa cháy Tyco chất lượng, có nguồn gốc xuất xứ: Anh/Mỹ đáp ứng mọi yêu cầu phòng cháy chữa cháy của công trình.
- Hơn 150 nhà bán lẻ hàng đầu thế giới
- Hơn 1.000.000 lính cứu hỏa trên thế giới
- Hơn 45 công ty dầu khí hàng đầu
- 300 sân bay quốc tế
- Hơn 100 sân vận động lớn trên khắp thế giới
- Gần 3.000.000 khách hàng thương mại, chính phủ, dân cư
- …
Nhà phân phối sản phẩm chữa cháy chính hãng
Để đảm bảo an toàn cháy nổ cho mỗi công trình, điều tiên quyết cần là phải trang bị một hệ thống phòng chống cháy nổ chất lượng và phù hợp.
Chúng tôi tự hào là nhà phân phối sản phẩm chữa cháy Tyco chất lượng, có nguồn gốc xuất xứ: Anh/Mỹ đáp ứng mọi yêu cầu phòng cháy chữa cháy của công trình.
