đồ án môn học hệ thống phòng cháy chữa cháy

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.05 MB, 20 trang )

Trang 1<div class="page_container" data-page="1">

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI

KHOA KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG

ĐỒ ÁN MƠN HỌC

HỆ THỐNG PHỊNG CHÁY CHỮA CHÁY

GVHD : TS. Nguyễn Thành TrungHọ và tên : Nguyễn Thanh Tùng MSSV : 0089066

Lớp : 66HKC3

Hà Nội, ngày 28, tháng 02, năm 2024.

</div>Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

Mục lục

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN MÔN HỌC ... 1

I. TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH; CÁC QUY CHUẨN, TIÊU CHUẨN, TÀI LIỆU SỬ DỤNG ... 4

1.1. Tổng quan về cơng trình ... 4

II. CĂN CỨ THIẾT KẾ, YÊU CẦU, GIẢI PHÁP ĐỐI VỚI HỆ THỐNG BÁO CHÁY ... 5

2.1. Các căn cứ thiết kế ... 5

2.2. Yêu cầu đối với hệ thống báo cháy tự động, điều khiển chữa cháy ... 5

2.3. Giải pháp thiết kế hệ thống báo cháy, chữa cháy ... 6

2.3.1. Xác định nguy cơ cháy, tính chịu lửa và phương án thiết kế PCCC của cơng trình ... 6

2.3.2. Tính chịu lửa của cơng trình ... 6

2.3.3. Phương án thiết kế PCCC của cơng trình ... 7

III. LỰA CHỌN, BỐ TRÍ CÁC ĐẦU BÁO CHÁY VÀ CÁC THIẾT BỊ ... 8

3.1. Lựa chọn bố trí đầu báo cháy ... 8

3.1.1. Đầu báo khói quang điện khuếch tán ... 9

3.1.2. Đầu báo cháy nhiệt gia tăng ... 11

3.2. Xác định vị trí lắp đặt đầu báo cháy ... 14

IV. TÍNH TỐN VÀ CHỌN THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG ... 19

4.1. Chọn cách nối dây cho đầu báo cháy ... 19

4.2. Lựa chọn và chia loop báo cháy ... 19

4.3. Lựa chọn thiết bị cho hệ thống ... 20

4.3.1. Lựa chọn các thiết bị ... 20

4.3.1. Chi tiết các thiết bị ... 20

V. TÍNH TỐN HỆ THỐNG CHỮA CHÁY TRONG CƠNG TRÌNH ... 26

5.1. Các yêu cầu khi thiết kế hệ thống chữa cháy trong cơng trình... 26

5.1.1. Giải pháp thiết kế hệ thống chữa cháy ... 28

5.1.2. Nguy cơ cháy ... 29

5.2. Xác định cường độ, diện tích bảo vệ và thời gian hoạt động của hệ thống chữa cháy ... 29

5.2.1. Hệ thống chữa cháy tự động bằng sprinkler ... 29

5.2.2. Hệ thống chữa cháy vách tường ... 31

5.2.3. Hệ thống chữa cháy ngoài nhà ... 31

5.3. Xác định lưu lượng và thể tích nước của hệ thống ... 31

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

5.3.1. Hệ thống chữa cháy tự động ... 31

5.3.2. Hệ thống chữa cháy vách tường ... 31

5.3.3. Hệ thống chữa cháy ngoài nhà ... 32

5.4. Lựa chọn phương án cấp nước chữa cháy ... 32

5.5. Tính tốn thủy lực hệ thống chữa cháy ... 32

5.5.1. Yêu cầu chung ... 32

5.5.2. Tính tốn mạng đường ống phân phối... 33

5.5.2.1. Xác định số lượng đầu phun SPRINKLER cho tầng được giao ... 33

5.5.2.2. Tính tốn thủy lực hệ thống cấp nước chữa cháy ... 35

5.5.2.3. Chọn Bơm ... 39

5.6. Tính tốn hệ thống chữa cháy bằng khí ... 40

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN MÔN HỌC

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Thanh Tùng

MSSV: 0089066 Lớp: 66HKC3

Thầy cô hướng dẫn: TS. Nguyễn Thành Trung1- Các số liệu cho ban đầu.

+ Đặc điểm kết cấu: Chiều cao cơng trình: 82,85m

Khẩu độ công trình: Xem thiết kế kiến trúc Hệ thống chịu lực: Khung chịu lực Cơng trình có 21 tầng nổi và 3 tầng hầm

2- Nhiệm vụ thực hiện.

a. Phần thuyết minh a1. Giới thiệu chung.

Giới thiệu tổng quan về công trình :

o Qui mơ cơng trình : khối tầng, số tầng, diện tích sàn của mỗi tầng, tổng diện tích sàn.

Các qui chuẩn, tiêu chuẩn, tài liệu được sử dụng : o Các qui chuẩn, tiêu chuẩn.

o Các tài liệu chỉ dẫn tính tốn, catalogues. Xác định nguy cơ cháy và tính chịu lửa của cơng trình.

a2. Thiết kế hệ thống báo cháy trong cơng trình :

Chọn phương án và giải pháp cho hệ thống báo cháy. Lựa chọn các thiết bị chính trong hệ thống.

Xác định diện tích bảo vệ và khoảng cách của các loại đầu báo. Xác định số lượng đầu báo.

Xác định vị trí và số lượng chuông báo, đèn báo và nút ấn. Bố trí thiết bị, kết nối thiết bị và chọn tủ báo cháy trung tâm.

a3. Thiết kế hệ thống chữa cháy trong cơng trình : + Hệ thống chữa cháy vách tường.

+ Hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler. • Tổng quan cơng trình.

• Thiết kế hệ thống chữa cháy :

. Hệ thống chữa cháy bằng nước bên trong cơng trình.

. Cấu trúc, nguyên lý hoạt động của hệ thống chữa cháy bằng nước. • Tính toán thủy lực hệ thống sprinkler :

. Xác định thông số cần thiết. TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI

KHOA KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG BỘ MƠN VI KHÍ HẬU - MTXD

MÔN HỌC ĐỒ ÁN HỆ THỐNG PCCC

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

b. Phần bản vẽ.

Bản vẽ thể hiện các sơ đồ nguyên lý báo cháy, chữa cháy. Bản vẽ thể hiện mặt bằng thiết bị báo cháy tầng được giao nhiệm vụ. Bản vẽ thể hiện mặt bằng bình chữa cháy tầng được giao nhiệm vụ. Bản vẽ thể hiện mặt bằng thiết bị chữa cháy tầng được giao nhiệm vụ. Bản vẽ chi tiết lắp đặt điển hình.

3. Kế hoạch thực hiện.

GVHD ký xác nhận

1 • Giao nhiệm vụ và số liệu ban đầu cho từng SV (các nội dung của đ ồ án, file thiết kế kiến trúc cơng trình) Tuần 19/2 đến 25/2 2 • Xác định nguy cơ cháy, tính chịu lửa và phương án thiết kế PCCC của công trình Tuần 26/2 đến 3/3

Thiết kế hệ thống báo cháy.

• Lựa chọn các thiết bị chính trong hệ thống.

• Xác định diện tích bảo vệ và khoảng cách của các loại đầu báo.

• Xác định số lượng đầu báo.

• Xác định vị trí và số lượng chng báo, đèn báo và nút ấn.

• Bố trí thiết bị, kết nối thiết bị và chọn tủ báo cháy trung tâm.

Tuần 18/3 đến 24/3

và 25/3 đến 31/3

Thiết kế hệ thống chữa cháy.

• Thiết kế hệ thống chữa cháy :

. Hệ thống chữa cháy bằng nước bên trong cơng trình.

. Cấu trúc, nguyên lý hoạt động của hệ thống chữa cháy bằng nước.

• Tính tốn thủy lực hệ thống sprinkler : . Xác định thông số cần thiết.

. Xác định, lựa chọn, bố trí đầu phun, lựa chọn vùng tính tốn thủy lực.

. Vạch tuyến ống.

. Tính tốn thủy lực, chọn bơm.

Tuần 1/4 đến 7/4 và

8/4 đến 14/4

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

STT Nội dung thực hiện Tuần thực hiện GVHD ký xác nhận • Tính tốn khối tích bể nước chữa cháy,

. Khối tích bể nước ngầm. . Lựa chọn bình tích áp.

6 • Tính tốn thủy lực và chọn thiết bị Tuần 15/4 đến 21/4 7 • Thể hiện thiết kế trên bản vẽ

Tuần 22/4 đến 28/4

và 29/4 đến 5/5

THẦY CÔ HƯỚNG DẪN

</div>Trang 7<div class="page_container" data-page="7">

Bảng 1.1. Thống kê diện tích các phịng và chiều cao của tầng điển hình

1.2. Các quy chuẩn, tiêu chuẩn, tài liệu sử dụng

- QCVN 06: 2022/BXD Quy chuẩn kỹ thuật Quốc Gia về an toàn cháy cho nhà và

cơng trình

- Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 3890: 2009 Phương tiện phòng cháy và chữa cháy

cho nhà và cơng trình - Trang bị, bố trí, kiểm tra, bảo dưỡng;

- Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5738: 2001 Hệ thống báo cháy - Yêu cầu kỹ thuật

(đang áp dụng tiêu chuẩn này là chủ yếu);

- Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5768 -14: 2015 Hệ thống báo cháy - phần 14: Thiết kế, lắp đặt, vận hành và bảo dưỡng các hệ thống báo cháy trong nhà và xung

quanh tòa nhà (dùng để tham khảo);

1.1. Xác định nguy cơ cháy tính chịu lửa của cơng trình

- Loại cơng trình; căn cứ theo TCVN 6160:1996 thì “nhà cao tầng và cơng trình có chiều cao từ 25m-100m ( tương đương từ 10 đến 30 tầng)”. Như vậy cơng trình thiết kế thuộc cơng trình nhà cao tầng vì vậy khi thiết kế chữa cháy phải

tuân thủ các yêu cầu về chữa cháy nhà cao tầng

</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

5 - Bậc chịu lửa của cơng trình: Nhà và cơng trình được chia thành 5 bạc chịu lửa: I, II, III, IV,V. Bậc chịu lửa của nhà và cơng trình được xác định theo giới hạn chịu lửa của các cấu kiện xây dựng chủ yếu của nó. Căn cứ theo TCVN 6160:1996 thì cơng trình nhà cao tầng phải được thiết kế với bậc chịu lửa của

cơng trình là bậc I

- Phịng kho có những vật liệu dễ cháy như: bàn ghế gỗ, bình gas 45kg, bình gas

mini 250 gram, bột mì……..

- Nhà ăn có những vật liệu dễ cháy như bàn ghế gỗ…..

II. CĂN CỨ THIẾT KẾ, YÊU CẦU, GIẢI PHÁP ĐỐI VỚI HỆ THỐNG BÁO CHÁY

Với quy mơ cơng trình gồm 21 tầng nổi và 3 tầng hầm chủ yếu là văn phòng nên tòa

nhà yêu cầu phải được trang bị hệ thống báo cháy tự động, báo cháy theo địa chỉ với

mục đích phát hiện và ngăn chặn cháy sớm.

Ngoài các yêu cầu chung đối với hệ thống báo cháy tự động, ta đưa ra một số yêu cầu cụ thể như sau:

- Hệ thống báo cháy tự động là loại địa chỉ thông minh. - Tích hợp hệ thống quản lý tịa nhà BMS ở mức cao nhất.

- Tích hợp hệ thống chữa cháy sớm, hệ thống thoát hiểm mức cao nhất.

2.2. Yêu cầu đối với hệ thống báo cháy tự động, điều khiển chữa cháy

Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5738 – 2021 “Hệ thống báo cháy tự động – Yêu cầu thiết kế” có quy định hệ thống báo cháy tự động phải đáp ứng các yêu cầu sau: + Phát hiện cháy nhanh chóng theo chức năng đã được đề ra.

+ Chuyển tín hiệu cháy thành tín hiệu báo động rõ ràng để những người xung quanh có thể thực hiện ngay những biện pháp thích hợp.

+ Có khả năng chống nhiễu tốt (nhiễu thường xảy ra khi dây dẫn tín hiệu nằm trong vùng có điện trường mạnh hoặc khi dây dẫn đặt cạnh dây điện). Như vậy để chống nhiễu có thể sử dụng dây tín chống nhiễu hoặc dây tín hiệu thơng thường nhưng phải được đi trong ống kim loại.

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

6 + Báo hiệu nhanh chóng và rõ ràng mọi trường hợp sự cố của hệ thống.

+ Không bị tê liệt một phần hay toàn bộ do cháy gây ra trước khi phát hiện ra cháy. + Hệ thống phải hoạt động liên tục trong mọi điều kiện (nguồn AC, DC)

+ Việc lắp đặt các đầu báo cháy với trung tâm báo cháy phải chú ý đến sự phù hợp của hệ thống (Điện áp cấp cho đầu báo cháy, dạng tín hiệu báo cháy, phương pháp phát hiện ra sự cố…).

+ Hệ thống báo cháy phải đảm bảo độ tin cậy. Hệ thống này phải thực hiện đầy đủ các chức năng đã được đề ra mà không xảy ra sai sót.

+ Những tác động bên ngồi gây ra sự cố cho một bộ phận của hệ thống không được gây ra những sự cố tiếp trong hệ thống.

+ Hệ thống báo cháy tự động ngoài đáp ứng những yêu cầu trên thì các bộ phận của hệ thống cũng cần phải đáp ứng những yêu cầu riêng của nó theo đúng như tiêu chuẩn đã đề ra.

2.3. Giải pháp thiết kế hệ thống báo cháy, chữa cháy

2.3.1. Xác định nguy cơ cháy, tính chịu lửa và phương án thiết kế PCCC của cơng trình

- Các nguyên nhân có thể gây cháy: + Cháy do đốt

+ Cháy do vi phạm các qui định về an toàn PCCC cho nhà cao tầng + Cháy do tác động của hiện tượng thiên nhiên

+ Cháy do sự cố kỹ thuật

+ Do yếu tố khách quan từ con người

- Dựa vào TCVN 7336:2021-Phụ lục A ta phân loại nguy cơ cháy của các phòng như sau:

Bảng 2.1. Xếp loại nguy cơ cháy của các phịng

2.3.2. Tính chịu lửa của cơng trình

- Theo TCVN 6160:1996-Mục 3.1: Nhà cao tầng là nhà và các cơng trình cơng cộng có chiều cao từ 25m đến 100m (tương đương từ 10 đến 30 tầng). Như vậy cơng trình

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

7 thiết kế thuộc cơng trình nhà cao tầng vì vậy khi thiết kế chữa cháy phải tuân thủ các yêu cầu về chữa cháy nhà cao tầng

- Nhà và công trình, khoang cháy được phân thành 5 bậc chịu lửa I, II, III, IV, V. Bậc chịu lửa của nhà và cơng trình, khoang cháy được xác định theo giới hạn chịu lửa của các cấu kiện xây dựng chủ yếu của nó. Căn cứ theo TCVN 6160:1996-Mục 5.1: Cơng trình nhà cao tầng phải được thiết kế với bậc chịu lửa của cơng trình là bậc I

Bảng 2.2. Giới hạn chịu lửa của cấu kiện với bậc chịu lửa loại I

Chú thích: Kết cấu thép cho tầng hầm, mái và sàn phải được bảo vệ bằng vật

liệu khơng cháy, kết cấu phải có giới hạn chịu lửa không nhỏ hơn 60 phút. 2.3.3. Phương án thiết kế PCCC của cơng trình

- Hệ thống báo cháy tự động được lắp đặt tại tất cả các khu vực có nguy hiểm cháy của cơng trình bằng hệ thống báo cháy địa chỉ. Với hệ thống báo cháy địa chỉ ngồi chức năng báo cháy thơng thường hệ thống cịn có khả năng kết nối và điều khiển các hệ thống kỹ thuật bằng các đường điều khiển chuyên dụng và phần mềm điều khiển: + Tự động phát hiện cháy nhanh và thơng tin chính xác địa điểm xảy ra cháy, chuyển tín hiệu báo cháy khi phát hiện cháy thành tín hiệu báo động rõ ràng bằng âm thanh đặc trưng, đồng thời phải mơ tả cụ thể địa chỉ bằng màn hình đồ họa (thể hiện mặt bằng các tầng) để những người có trách nhiệm có thể thực hiện ngay các giải pháp tích hợp. + Điều khiển và giám sát toàn bộ hệ thống chữa cháy tự động bằng nước.

+ Hệ thống phải có chức năng điều khiển liên động và nhận tín hiệu phản hồi sau khi điều khiển với các hệ thống khác có liên quan như thang máy, thơng gió, cắt điện, âm thanh... nhằm phục vụ cho công tác sơ tán và chữa cháy trong thời gian ngắn nhất. + Các sự cố phải được lưu trữ trong bộ nhớ và được in ra giấy đồng thời hoặc khi cần thiết bằng máy in phục vụ cho việc xác định sự cố hoặc công tác giám định của các cơ quan chức năng.

+ Báo động cháy bằng âm thanh đặc trưng (Còi, chuông...)

+ Báo hiệu nhanh và mô tả rõ ràng trên màn hình tinh thể lỏng, màn hình đồ hoạ các trường hợp sự cố và vị trí xảy ra sự cố làm ảnh hưởng đến hoạt động của hệ thống như đứt dây, chập mạch, mất đầu báo,...

</div>Trang 11<div class="page_container" data-page="11">

8 + Có khả năng chống nhiễu, không báo giả, không bị tê liệt một phần hay toàn bộ do cháy gây ra trước khi hệ thống phát tín hiệu báo cháy.

III. LỰA CHỌN, BỐ TRÍ CÁC ĐẦU BÁO CHÁY VÀ CÁC THIẾT BỊ 3.1. Lựa chọn bố trí đầu báo cháy

Căn cứ vào công năng của từng khu vực, tham khảo phụ lục A – TCVN 5738: 2021

Bảng 3.1. Chọn đầu báo cháy tự động theo tính chất các cơ sở được trang bị

C. Nhà và công trình cơng cộng:

13 Phịng ở, phịng bệnh nhân, kho hàng hố, nhà ăn cơng cộng, bếp. Phịng hành chính quản trị, văn ph ịng, phịng máy, phịng

14 Phịng bệnh, cơ sở thương mại, ăn uống cơng cộng, dịch vụ,

Hệ thống báo cháy tự động - yêu cầu kỹ thuật, căn cứ vào chức năng của cơng trình cũng như ưu, nhược điểm của từng loại đầu báo ta lựa chọn đầu báo địa chỉ cho cơng trình. Dưới đây là lựa chọn đầu báo cháy cho cơng trình:

- Cơng năng chính là của tầng 6 là ăn uống công cộng sẽ bao gồm một lượng lớn đồ gia dụng nên khi cháy sẽ phát sinh khói trước tiên. Vì thế ta lựa chọn đầu báo khói để lắp đặt cho khu vực này. Tuy nhiên trong đầu báo khói có đầu báo cháy ion và đầu báo khói quang.

+ Đầu báo khói quang điện đáp ứng nhanh hơn (thường là 30 phút hoặc hơn) trong giai đoạn âm ỉ trước khi ngọn lửa bắt đầu, Khói âm ỉ thường tạo ra các hạt đốt lớn giữa 0,3 và 10 micromet.

+ Đầu báo ion hóa đáp ứng nhanh hơn (30-60s) trong giai đọa lửa bùng cháy. Khói tạo hạt nhỏ 0.01-0.3 micromet. Ngoài ra đầu báo ion hoạt động yếu trong mơi trường có luồng gió mạnh và vì điều này đầu báo quang điện là tin cậy hơn để phát hiện khói trong cả 2 trường hợp âm ỉ và cháy rực lửa.

. Sự hiện diện của chất phóng xạ trong đầu báo ion hóa, có nghĩa là tất cả các đầu báo khi hết thời gian hoạt động phải được xử lí để tránh tạo thành mối nguy hại đối với môi trường.

. Đầu báo khói quang dễ dàng sửa chữa, bảo trì, đầu ion có chất phóng xạ nên khơng thể mở buồng ion để vệ sinh, sửa chữa.

. Đầu báo ion sẽ báo giả nếu được lắp đặt tại nơi có luồng khí mạnh thổi qua. Đầu báo khói quang có tuổi thọ cao hơn đầu báo khói ion.

</div>Trang 12<div class="page_container" data-page="12">

9 => Từ những đặc điểm trên, ta có thể kết luận chọn đầu báo khói quang điện, cụ thể đầu báo khói quang theo nguyên lý khuếch tán ánh sáng sẽ phù hợp hơn với không gian nhỏ so với đầu báo quang theo nguyên lý hấp thụ ánh sáng, vừa có giá thành hợp lý, thời gian sử dụng có thể kéo dài hàng chục năm, độ tin tưởng cao và rất dễ bảo trí, sửa chữa, khả năng phát hiện đám cháy sớm và đang được dùng phổ biến hiện nay.

3.1.1. Đầu báo khói quang điện khuếch tán

Đầu báo cháy khói quang học được cấu tạo gồm hai phần chính là : phần điện và phần quang.

+ Phần điện : bản chất là khoá điện tử, tương tự như đầu báo nhiệt điện trở.

+ Phần quang : các phần tử quan trọng trong phần quang chủ yếu được chế tạo từ các linh kiện quang điện tử. Đây là các linh kiện có tính chất biến đổi quang năng thành điện năng hoặc ngược lại biến đổi điện năng thành quang năng. Nhóm các linh kiện biến đổi điện năng thành quang năng (nói đơn giản là cho dịng điện chạy qua thì nó phát sáng) như đi ốt phát quang (Light Emitting Diode viết tắt là LED) v.v… được sử dụng làm thiết bị phát tia hồng ngoại trong đèn phát hồng ngoại của đầu báo cháy. Nhóm các linh kiện biến đổi quang năng thành điện năng (cho ánh sáng chiếu vào thì dịng điện chạy qua nó thay đổi) như phơto điốt, quang trở, transistor quang v.v… Trong đầu báo cháy phôto điốt được sử dụng làm phần tử cảm biến trong đầu thu của mạch điện tử.

- Cấu tạo : Bộ phận cơ bản trong cấu tạo đầu báo quang theo nguyên lý khuếch tán ánh

sáng là một buồng tối, trong đó có các vách ngăn sắp xếp theo hình dích dắc để ngăn không cho đầu thu (thường là tế bào quang điện) có thể trực thu trực tiếp ánh sáng phát ra từ nguồn phát sáng (thường là các loại diode phát tia hồng ngoại).

Nguyên lý cấu tạo phần quang của đầu báo được giới thiệu trong hình sau:

Sử dụng đầu báo khói quang điện khuếch tán địa chỉ của hãng HORING có mã HORING -AH-0621-4 có các thơng số kỹ thuật như sau:

</div>