đồ án môn học hệ thống phòng cháy chữa cháy thiết kế hệ thống báo cháy trong công trình

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.15 MB, 16 trang )

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

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI

KHOA KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

ĐỒ ÁN MƠN HỌC

HỆ THỐNG PHỊNG CHÁY CHỮA CHÁY

GVHD : Ths. Nguyễn Thị Huệ Họ và tên : Phùng Đức Lộc MSSV : 0080666 Lớp : 66HKC3

Hà Nội, ngày 29, tháng 02, năm 2024.

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

Mục lục

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN MƠN HỌC...1

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

1.1. Tổng quan về cơng trình...4

II. CĂN CỨ THIẾT KẾ, U CẦU, GIẢI PHÁP ĐỐI VỚI HỆ THỐNG BÁO CHÁY...4

2.1. Các căn cứ thiết kế...4

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...7

3.1. Lựa chọn bố trí đầu báo cháy...7

3.1.1. Đầu báo khói quang điện khuếch tán...8

3.1.2. Đầu báo cháy nhiệt gia tăng...10

3.2. Xác định vị trí lắp đặt đầu báo cháy...12

IV. TÍNH TỐN VÀ CHỌN THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG...14

4.1. Chọn cách nối dây cho đầu báo cháy...14

4.2. Lựa chọn và chia loop báo cháy...14

4.3. Lựa chọn thiết bị cho hệ thống...15

4.3.1. Lựa chọn các thiết bị...15

4.3.1. Chi tiết các thiết bị...16

V. TÍNH TỐN HỆ THỐNG CHỮA CHÁY TRONG CƠNG TRÌNH...21

5.1. Các u cầu khi thiết kế hệ thống chữa cháy trong công trình...21

5.1.1. Giải pháp thiết kế hệ thống chữa cháy...23

5.1.2. Nguy cơ cháy...24

5.2. Xác định cường độ, diện tích bảo vệ và thời gian hoạt động của hệ thống chữa cháy...24

5.2.1. Hệ thống chữa cháy tự động bằng sprinkler...24

5.2.2. Hệ thống chữa cháy vách tường...26

5.2.3. Hệ thống chữa cháy ngoài nhà...26

5.3. Xác định lưu lượng và thể tích nước của hệ thống...26

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

5.3.1. Hệ thống chữa cháy tự động...26

5.3.2. Hệ thống chữa cháy vách tường...27

5.3.3. Hệ thống chữa cháy ngoài nhà...27

5.4. Lựa chọn phương án cấp nước chữa cháy...27

5.5. Tính tốn thủy lực hệ thống chữa cháy...27

5.5.1. u cầu chung...27

5.5.2. Tính tốn mạng đường ống phân phối...28

5.5.2.1. Xác định số lượng đầu phun SPRINKLER cho tầng được giao...28

5.5.2.2. Tính tốn thủy lực hệ thống cấp nước chữa cháy...29

5.5.2.3. Chọn Bơm...33

5.6. Tính tốn hệ thống chữa cháy bằng khí...34

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN MÔN HỌC

Họ và tên sinh viên: Phùng Đức Lộc MSSV: 0080666 Lớp: 66HKC3

Thầy cô hướng dẫn: Nguyễn Thị Huệ

1- Các số liệu cho ban đầu.

+ Tên công trình: TTTM Đề: 13.5

+ Đặc điểm kết cấu: Chiều cao cơng trình: Xem thiết kế kiến trúc Khẩu độ cơng trình: Xem thiết kế kiến trúc Hệ thống chịu lực: Khung chịu lực

Cơng trình có 9 tầng

2- Nhiệm vụ thực hiện.

a. Phần thuyết minh a1. Giới thiệu chung:

Giới thiệu tổng quan về cơng trình

Các qui chuẩn, tiêu chuẩn, tài liệu được sử dụngXác định nguy cơ cháy và tính chịu lửa của cơng trình.

a2. Thiết kế hệ thống báo cháy trong cơng trình:TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI

KHOA KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNGBỘ MƠN VI KHÍ HẬU - MTXD

MƠN HỌCĐỒ ÁN HỆ THỐNG PCCC

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

Lựa chọn thành phần của hệ thống báo cháy

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:• Thiết kế hệ thống chữa cháy bằng nước:

- Chọn các thành phần của hệ thống chữa cháy sprinkler, họng nước chữa cháy vách tường, chữa cháy ngồi nhà

- Tính tốn thủy lực hệ thống cấp nước chữa cháy, chọn bơm, bình tích áp

- Tính tốn dung tích nước chữa cháy

Tính tốn hệ thống chữa cháy bằng khí FM200

- lựa chọn các khu vực cần chữa cháy bằng khí Tính tốn khối lượng bình chứa, bố trí đầu phun

Lựa chọn và bố trí bình chữa cháy xách tay, xe đẩy

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 thiết bị chữa cháy tầng được giao nhiệm vụ.Bản vẽ chi tiết lắp đặt điển hình.

3- Kế hoạch thực hiện.

GVHDký xác nhận

1 Giao nhiệm vụ và số liệu ban đầu cho từng SV (các nội dung

của đồ án, file thiết kế kiến trúc cơng trình) Tuần 12 Xác định nguy cơ cháy, tính chịu lửa và phương án thiết kế

PCCC của cơng trình Tuần 2

Thiết kế hệ thống báo cháy.

• Các tiêu chuẩn, quy chuẩn 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 đầubáo.

• 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

Vẽ sơ đồ nguyên lý hệ thống báo cháy

Tuần 3-4

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

STTNội dung thực hiệnTuần thựchiện

GVHDký xác nhận

Thiết kế hệ thống chữa cháy.

4.1.Các tiêu chuẩn, quy chuẩn thiết kế hệ thống chữa cháy,các hệ thống chữa cháy sử dụng trong cơng trình; các u cầukhi thiết kế hệ thống chữa cháy

4.2.Thiết kế hệ thống chữa cháy bằng nước bên trong cơngtrình

• Tính tốn dung tích nước chữa cháy

- Tính tốn dung tích nước chữa cháy của hệ thống chữa cháy tự đơng Sprinkler

- Tính tốn dung tích nước chữa cháy của hệ thống họng nước chữa cháy vách tường

- Tính tốn dung tích cho trụ nước chữa cháy ngồi nhà

• Tính tốn thủy lực hệ thống cấp nước chữa cháy

- Lựa chọn loại đàu phun

- Bố trí đầu phun nước, họng nước chữa cháy vách tường

- Lựa chọn vùng tính tốn thủy lực

- Vạch tuyến ống

- Tính thủy lực, chọn bơm, bình tích áp

• Tính tốn khối tích bể nước chữa cháy

4.3. Thiết kế hệ thống chữa cháy khác

• Thiết kế hệ thống chữa cháy bằng khí FM200

- Các khu vực được bảo vệ

5-6-5 Thể hiện thiết kế trên bản vẽ Tuần 9-106 Bảo vệ đồ án mơn học

THẦY CƠ HƯỚNG DẪN

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

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

1.1. Tổng quan về cơng trình

Cơng trình có:

+ Chức năng cơng: Cơng trình cơng cộng

+ Số tầng : 9 tầng

+ Chức năng, diện tích, chiều cao 1 tầng đại điện của toà nhà :

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

1 Phịng tổ chức cán bộ 4 107,5

3 Phòng họp nhỏ 4 2004 Phòng làm việc 4 223,445 Phòng họp giao ban 4 140

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

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

- QCVN 06: 2022/BXD Quy chuẩn kỹ thuật Quốc Gia về an tồn cháy cho nhà vàcơng trình

- TCVN 2622:1995: Phịng chống cháy cho nhà và cơng trình - u cầu thiết kế- TCVN 5738/ 2021: Hệ thống báo cháy tự động - yêu cầu kỹ thuật

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

Với quy mơ cơng trình gồm 13 tầng nổi chủ yếu là trung tâm thương mại dịch vụ

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 yêucầu cụ thể như sau:

- Hệ thống báo cháy tự động là loại địa chỉ thơng 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 – Yêucầu 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 quanhcó 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 trongvùng có điện trường mạnh hoặc khi dây dẫn đặt cạnh dây điện). Như vậy để chốngnhiễu có thể sử dụng dây tín chống nhiễu hoặc dây tín hiệu thơng thường nhưng phảiđược đi trong ống kim loại.

+ 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)

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

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

+ Hệ thống báo cháy phải đảm bảo độ tin cậy. Hệ thống này phải thực hiện đầy đủ cácchức 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 đượcgây 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 củahệ thống cũng cần phải đáp ứng những yêu cầu riêng của nó theo đúng như tiêu chuẩnđã 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 ngun 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

- 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 phòng

5 Dịch vụ ăn uống Nguy cơ cháy – nhóm II

2.3.2. Tính chịu lửa của cơng trình

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

- Nhà và cơng trình, khoang cháy đưuọc phân thành 5 bậc chịu lửa I, II, III, IV, V. Bậcchịu 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

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

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 cáchệ 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, chuyểntín hiệu báo cháy khi phát hiện cháy thành tín hiệu báo động rõ ràng bằng âmthanh đặc trưng, đồng thời phải mô 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 (Cịi, chng...)

+ Báo hiệu nhanh và mơ 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 thốngnhư đứt dây, chập mạch, mất đầu báo,...

+ Có khả năng chống nhiễu, khơng báo giả, khơng 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 BỊ3.1. 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

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

STT Tính chất cơ sở được trang bị Thiết bị báo cháy

C. Nhà và cơng trình cơng cộng:

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

vụ, phịng, khách sạn lưu trú và ký túc xá Nhiệt, khói

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

Dưới đây là lựa chọn đầu báo cháy cho cơng trình:

- Cơng năng chính là trung tâm thương mại và dịch vụ sẽ bao gồm một lượng lớn đồgia dụng nên khi cháy sẽ phát sinh khói trước tiên. Vì thế ta lựa chọn đầu báo khói đểlắp đặt cho khu vực này. Tuy nhiên trong đầu báo khói có đầu báo cháy ion và đầubáo khói quang.

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

+ Đầu báo ion hóa đáp ứng nhanh hơn (30-60s) trong giai đọa lửa bùng cháy. Khóitạo hạt nhỏ 0.01-0.3 micromet. Ngồi ra đầu báo ion hoạt động yếu trong mơi trườngcó luồng gió mạnh và vì điều này đầu báo quang điện là tin cậy hơn để phát hiện khóitrong 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 báokhi hết thời gian hoạt động phải được xử lí để tránh tạo thành mối nguy hại đối vớimôi trường.

. Đầu báo khói quang dễ dàng sửa chữa, bảo trì, đầu ion có chất phóng xạ nên khơngthể 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 báokhói quang có tuổi thọ cao hơn đầu báo khói ion.

=> Từ những đặc điểm trên, ta có thể kết luận chon đầu báo khói quang điện, cụ thểđầu báo khói quang theo nguyên lý khuếch tán ánh sáng sẽ phù hợp hơn với khônggian nhỏ so với đầu báo quang theo nguyên lý hấp thụ ánh sáng, vừa có giá thành hợplý, 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 vàphần quang.

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

+ 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 cáclinh kiện quang điện tử. Đây là các linh kiện có tính chất biến đổi quang năng thànhđiện năng hoặc ngược lại biến đổi điện năng thành quang năng. Nhóm các linh kiệnbiến đổi điện năng thành quang năng (nói đơn giản là cho dịng điện chạy qua thì nóphát sáng) như đi ốt phát quang (Light Emitting Diode viết tắt là LED) v.v… được sửdụng 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 vàothì dịng điện chạy qua nó thay đổi) như phôto điốt, quang trở, transistor quang v.v…Trong đầu báo cháy phôto điốt được sử dụng làm phần tử cảm biến trong đầu thu củamạch điện tử.

- Cấu tạo : Bộ phận cơ bản trong cấu tạo đầu báo quang theo nguyên lý khuếch tánánh sáng là một buồng tối, trong đó có các vách ngăn sắp xếp theo hình dích dắc đểngăn khơng cho đầu thu (thường là tế bào quang điện) có thể trực thu trực tiếp ánhsáng 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 Q01-2 có các thơng số kỹ thuật như sau:

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

- Chức năng: giúp xác định thiết bị báo động rõ ràng và nhanh chóng.- Địa chỉ mã hóa bằng cơng tắc.

- Tính năng kiểm tra từ tính giúp bảo trì dễ dàng và đơn giản.- Địa chỉ mã hóa: Binary (Nhị phân).

- Dịng điện báo động: 24VDC, 6mA- Dòng điện chờ: 24VDC, 850μA- Thiết lập độ nhạy: Comply to EN54- Vật liệu: Nhựa chống cháy.- Nhiệt độ mơi trường: -10°C ~ +55°C- Kích thước: 102 x 48mm.

- Trọng lượng: 130 g.

3.1.2. Đầu báo cháy nhiệt gia tăng

- Đầu báo nhiệt gia tăng (R-O-R) hoạt động khi nhiệt độ mơi trường tăng lên nhanhchóng theo thời gian, lớn hơn hoặc bằng tỷ lệ đã được thiết lập trước bởi nhà sảnxuất. Theo tiêu chuẩn, tỷ lệ này là khoảng 15°F (8°C) mỗi phút. Hoạt động của đầubáo nhiệt gia tăng phụ thuộc vào tốc độ tăng nhiệt độ, không phụ thuộc vào nhiệt độcủa môi trường. Khi nhiệt độ môi trường tăng lên từ từ không quá 2 C/ phút, đầuobáo không làm việc.

- Đầu báo bị kích hoạt và phát tín hiệu báo động khi cảm ứng hiện tượng bầukhơng khí chung quanh đầu báo gia tăng nhiệt độ đột ngột khoảng 8 C / phút, tứco

</div>