Nghiên cứu đề xuất áp dụng mô hình tính toán thiết kế hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler cho nhà máy, xí nghiệp công nghiệp

Luận văn thạc sĩ kĩ thuật




LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình học tập cũng như làm luận văn, tác giả đã
nhận được sự quan tâm, giúp đỡ của của Ban giám hiệu Trường Đại
học Thủy lợi, Phòng Đào tạo đại học và sau đại học, Khoa Kỹ thuật
quản lý tài nguyên nước và toàn thể các thầy, cô giáo của nhà
trường.
Đặc biệt tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS.TS.
Dương Thanh Lượng, người thầy trực tiếp hướng dẫn khoa học, đã
hết lòng giúp đỡ, tận tình giảng giải cho tác giả trong suốt quá trình
thực hiện luận văn này.
Cuối cùng, tác giả cũng xin được gửi lời cảm ơn tới các bạn
trong lớp 20CTN, các anh, chị khóa trước đã động viên, đóng góp ý
kiến và hỗ trợ trong suốt quá trình học tập và làm luận văn.
Xin chân thành cảm ơn!



Học viên: Phạm Đình Huy – Lớp CH 20CTN 1
Luận văn thạc sĩ kĩ thuật





LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng, luận văn “Nghiên cứu đề xuất áp dụng

mô hình tính toán thiết kế hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler cho
nhà máy, xí nghiệp công nghiệp” là công trình nghiên cứu khoa học
của riêng tôi. Các số liệu là trung thực, kết quả nghiên cứu của luận
văn này chưa từng được sử dụng trong bất cứ một luận văn nào
khác mà đã bảo vệ trước.
Tôi xin cam đoan mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn
đã được cảm ơn và các thông tin, tài liệu tham khảo đều được ghi rõ
nguồn gốc trích dẫn.

Ngày 15 tháng 8 năm 2014
Học viên



Phạm Đình Huy






Học viên: Phạm Đình Huy – Lớp CH 20CTN 2
Luận văn thạc sĩ kĩ thuật

MỤC LỤC
MỤC LỤC 3
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU, HÌNH VẼ 5
MỞ ĐẦU 7
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHỮA CHÁY TỰ
ĐỘNG SPRINKLER 10

1.1. Lịch sử ra đời, quá trình hình thành và phát triển của hệ thống chữa
cháy tự động Sprinkler. 10

1.1.1. Lịch sử ra đời: 10
1.1.2. Cấu tạo của đầu phun Sprinkler 11
1.2. Phương pháp thiết kế hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler trên thế
giới. 13

1.2.1. Ứng dụng hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler ở các nước trên
thế giới 13

1.2.2. Phương pháp thiết kế hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler của các
nước trên thế giới. 16

1.3. Tình hình ứng dụng hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler tại Việt
Nam. 18

CHƯƠNG 2. ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHỮA
CHÁY TỰ ĐỘNG SPRINKLER CHO CÁC NHÀ MÁY XÍ NGHIỆP,
CÔNG NGHIỆP 19
2.1. Hiện trạng thiết kế hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler cho một
số nhà máy xí nghiệp, công nghiệp 19

2.1.1. Nhà máy Nippo: 19
2.1.1. Nhà máy Tamron: 23
2.2. Những tồn tại khi thiết kế hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler
cho các nhà máy xí nghiệp, công nghiệp. 26

Học viên: Phạm Đình Huy – Lớp CH 20CTN 3
Luận văn thạc sĩ kĩ thuật

CHƯƠNG 3. NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN ĐỂ ĐỀ
XUẤT MÔ HÌNH TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHỮA
CHÁY TỰ ĐỘNG SPRINKLER CHO CÁC NHÀ MÁY, XÍ NGHIỆP
CÔNG NGHIỆP TẠI HÀ NỘI 28
3.1. Cơ sở khoa học và thực tiễn để tính toán thiết kế hệ thống chữa
cháy tự động Sprinkler 28

3.1.1. Khái niệm, nguyên lý hoạt động hệ thống chữa cháy tự động
Sprinkler 28

3.1.2. Nguyên tắc thiết kế hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler 30
3.2. Lập mô hình tính toán để thiết kế hệ thống chữa cháy tự động
Sprinkler sử dụng phần mềm Epanet 34

3.2.1. Phần mềm Epanet: 34
3.2.2. Tình hình sử dụng phần mềm Epanet trong thiết kế hệ thống chữa
cháy tự động Sprinkler: 36

CHƯƠNG 4. ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHỮA CHÁY
TỰ ĐỘNG SPRINKLER CHO CÁC NHÀ MÁY, XÍ NGHIỆP CÔNG
NGHIỆP TRÊN ĐỊA BÀN HÀ NỘI 37
4.1. Tính toán thiết kế hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler cho một số
nhà máy, xí nghiệp công nghiệp tại Hà Nội. 37

4.1.1.Tổng quan về nhà máy Nippo: 37
4.1.2.Lựa chọn đầu phun Sprinkler: 41
4.1.3.Tính toán thiết kế hệ thống: 44
4.2. Đánh giá mô hình thiết kế: 63
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64

TÀI LIỆU THAM KHẢO 66

Học viên: Phạm Đình Huy – Lớp CH 20CTN 4
Luận văn thạc sĩ kĩ thuật

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU, HÌNH VẼ
Hình 1.1: Đầu phun sprinkler
Hình 1.2: Đầu phun sprinkler khi hoạt động
Hình 2.1: Mặt ngoài nhà máy Nippo
Hình 2.2: Vùng diện tích lắp đặt đầu phun Sprinkler
Hình 2.3: Sơ đồ phòng bơm
Hình 2.4: Sơ đồ mặt bằng nhà máy (giai đoạn 2)
Hình 2.5: Mặt cắt dọc phòng bơm
Hình 2.6: Một góc của phòng bơm
Hình 2.7: Tuyến ống chính
Hình 2.8: Vị trí các ống nhánh đấu nối với ống chính
Hình 2.9: Thiết bị báo hiệu mở nước (Alarm Valve)
Hình 2.10: Mặt ngoài nhà máy Tamron
Hình 2.11: Lắp đặt đầu phun sprinkler sử dụng nối mềm
Hình 2.12: Cụm van báo động (Alarm Valve)
Hình 2.13: Test hệ thống sprinkler
Hình 2.14: Sơ đồ mặt bằng hệ thống sprinkler
Hình 2.15: Mặt cắt phòng bơm
Hình 3.1: Sơ đồ nguyên lý hệ thống chữa cháy tự động kiểu ướt
Hình 3.2: Sơ đồ nguyên lý hệ thống chữa cháy tự động kiểu khô
Bảng 3.3: Phân loại cường độ phun nước theo nguy cơ cháy
Hình 3.4: Sơ đồ hệ thống trên phần mềm Epanet
Hình 4.1: Khu công nghiệp Nội Bài, Đông Anh, Hà Nội
Hình 4.2: Mặt ngoài nhà máy Nippo
Học viên: Phạm Đình Huy – Lớp CH 20CTN 5

Luận văn thạc sĩ kĩ thuật

Bảng 4.3: Phân loại nhà trang bị hệ thống chữa cháy tự động
Bảng 4.4: Phân loại công trình trang bị hệ thống chữa cháy tự động
Bảng 4.5: Thông số của thiết bị tưới kiểu Sprinkler
Hình 4.6: Khai báo đặc tính kĩ thuật của đầu phun sprinkler K5.6 trên phần
mềm Epanet
Hình 4.7: Đặc tính kĩ thuật của đầu phun sprinkler K5.6
Hình 4.8: Sơ đồ chia khu vực Alarm Valve của nhà máy chính
Bảng 4.9: Sơ đồ tính toán hệ thống chữa cháy tự động
Bảng 4.10: Nhà máy thuộc nhóm II, III nguy cơ cháy trung bình
Bảng 4.11: Nhà máy thuộc nhóm III, III đặc biệt nguy cơ cháy trung bình
Bảng 4.12: Phân loại cường độ phun nước theo nguy cơ cháy
Bảng 4.13: Tổn thất áp suất qua van điều khiển hệ thống chữa cháy tự động
Bảng 4.14: Sức cản đơn vị ống nước theo đường kính ống
Hình 4.15: Lưu lượng và vận tốc của các đoạn ống
Hình 4.16: Lưu lượng các nút và đầu phun
Hình 4.17: Áp lực dư tại các nút và đầu phun
Bảng 4.18: Lưu lượng và áp lực tại các đầu phun
Hình 4.19: Mặt bằng hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler
Học viên: Phạm Đình Huy – Lớp CH 20CTN 6
Luận văn thạc sĩ kĩ thuật

MỞ ĐẦU
I. Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu
Hiện nay, hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler là một trong những hệ
thống quan trọng và không thể thiếu đối với bất kỳ nhà máy, xí nghiệp công
nghiệp nào. Nó đóng một vai trò hết sức quan trọng trong việc bảo vệ tài sản
và tính mạng con người.
Trước đây, việc trang bị hệ thống phòng cháy chữa cháy tự động cho các

nhà máy, xí nghiệp công nghiệp chưa được coi trọng đúng mức vì nhiều lý
do, nên đã xảy ra rất nhiều vụ việc đáng tiếc, gây thiệt hại lớn tới tài sản cũng
như tính mạng con người. Trong thời gian qua, tại Hà Nội cũng như các khu
vực lân cận, đã xảy ra không ít các vụ cháy như vụ cháy nhà máy sản xuất
xốp ở KCN Đại Đồng - Tiên Du - Bắc Ninh, vụ cháy ở nhà máy Công ty may
xuất khẩu Hà Phong - Hiệp Hòa, Bắc Giang… Nguyên nhân của các vụ cháy
trên 1 phần lớn là hệ thống chữa cháy của nhà máy không đáp ứng được yêu
cầu dập tắt đám cháy ngay khi đám cháy vừa xảy ra. Việc hệ thống chữa cháy
của nhà máy không hoạt động được có thể do nhiều nguyên nhân : thiết kế hệ
thống chữa cháy không đạt tiêu chuẩn kĩ thuật, hệ thống không được bảo
dưỡng, bảo trì thường xuyên, không tổ chức tập huấn phòng cháy chữa cháy
theo định kì…
Trong những năm qua, Đảng và Nhà nước đã rất quan tâm tới việc tăng
cường các biện pháp phòng cháy chữa cháy như: tăng cường kiểm tra, rà soát
việc thực hiện các quy định của pháp luật về an toàn, phòng cháy chữa cháy,
hệ thống điện… đẩy mạnh công tác tuyên truyền, phổ biến các quy định của
pháp luật về phòng cháy chữa cháy, hướng dẫn các biện pháp an toàn phòng
cháy, chữa cháy, thoát nạn, cứu hộ… bằng các hoạt động thiết thực như : Tổ
chức tập huấn, diễn tập, tuyên truyền trên báo đài, loa truyền thanh… Cùng
với các biện pháp trên thì việc thành lập các Sở phòng cháy chữa cháy cũng là
rất cần thiết trong giai đoạn phát triển rất nhanh của các trung tâm thương
mại, nhà máy xí nghiệp công nghiệp…
Học viên: Phạm Đình Huy – Lớp CH 20CTN 7
Luận văn thạc sĩ kĩ thuật

Với vai trò đặc biệt quan trọng của hệ thống Phòng cháy chữa cháy trong
các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp, “Nghiên cứu đề xuất áp dụng mô hình
tính toán thiết kế hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler cho nhà máy, xí
nghiệp công nghiệp” là hết sức cần thiết. Với kết quả của đề tài này, mong
muốn sẽ có biện pháp áp dụng cụ thể cho các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp

tại Hà Nội.
II. Mục tiêu nghiên cứu
- Đánh giá mô hình thiết kế hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler trong
các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp.
- Đề xuất các giải pháp thiết kế hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler
trong nhà máy công nghiệp.
- Đưa ra các phương án quản lý hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler
tại các nhà máy.
III. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
1. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là hệ thống chữa cháy tự động trong nhà máy, xí
nghiệp công nghiệp.
2. Phạm vi nghiên cứu
Phạm vi nghiên cứu của đề tài tập trung vào các nhà máy, xí nghiệp công
nghiệp ở Hà Nội, có kết hợp phân tích chung ở các tỉnh thuộc các vùng miền
trong cả nước để làm rõ thêm cơ sở lý luận và thực tiễn.
IV. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
1. Cách tiếp cận
- Tiếp cận các thành tựu nghiên cứu và công nghệ của các nước trong
khu vực và trên thế giới
- Tiếp cận thực tế: đi khảo sát thực địa, tìm hiểu các hồ sơ, tình hình
hoạt động của các nhà máy công nghiệp trên địa bàn.
Học viên: Phạm Đình Huy – Lớp CH 20CTN 8
Luận văn thạc sĩ kĩ thuật

- Tiếp cận đáp ứng nhu cầu: tính toán, đánh giá khả năng hoạt động của
các hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler.
2. Phương pháp nghiên cứu
Để đạt được các mục tiêu và nội dung nghiên cứu, các phương pháp chính
được sử dụng trong quá trình nghiên cứu bao gồm:

- Phương pháp điều tra, khảo sát, thu thập và nghiên cứu tài liệu. Điều
tra khảo sát thực trạng các nhà máy lắp đặt hệ thống chữa cháy tự động
Sprinkler. Các qui định của nhà nước về quản lý hệ thống chữa cháy tự
động Sprinkler và các tài liệu liên quan khác.
- Phương pháp phân tích, xử lý, đánh giá số liệu. Rà soát, đánh giá và
phân tích các tiêu chuẩn, qui chuẩn liên quan đến công tác thiết kế.
- Phương pháp kế thừa. Kế thừa các mô hình tính toán thiết kế hợp lý,
gạt bỏ các yếu tố không phù hợp để xây dựng hoặc hoàn thiện mô hình
hiện có.
- Phương pháp thống kê và phân tích hệ thống. Tổng hợp số liệu thu
thập được từ các bản thiết kế đã được phê duyệt. Phân tích hiện trạng
hoạt động của hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler tại các nhà máy,
xí nghiệp công nghiệp.
- Phương pháp mô hình toán. Dựa vào các mô hình toán như Epanet…
để tính toán thiết kế hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler.
- Phương pháp chuyên gia. Tham khảo ý kiến các chuyên gia, chuyên
viên có hoạt động và công tác lâu năm trong lĩnh vực thiết kế là công
tác có ý nghĩa quan trọng.
Với các phương pháp trên, kết quả nghiên cứu đảm bảo tính khách quan,
trung thực, phản ánh được thực trạng tính toán, thiết kế hệ thống và từ đó đưa
ra các giải pháp để nâng cao chất lượng, tính chính xác của mô hình tính toán,
thiết kế hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler trong các nhà máy, xí nghiệp
công nghiệp.
Học viên: Phạm Đình Huy – Lớp CH 20CTN 9
Luận văn thạc sĩ kĩ thuật

CHƯƠNG 1.
TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG
CHỮA CHÁY TỰ ĐỘNG SPRINKLER
1.1. Lịch sử ra đời, quá trình hình thành và phát triển của hệ thống chữa

cháy tự động Sprinkler
1.1.1. Lịch sử ra đời
Hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler đầu tiên của thế giới được đặt
trong Nhà hát Hoàng gia, Drury Lane tại Vương quốc Anh vào năm 1812 bởi
các kiến trúc sư William Congreve. Hệ thống này đã được cấp bằng sáng chế
số 3606 năm 1812. Thiết bị bao gồm một bể chứa hình trụ kín thể tích 400
hogsheads (~ 95.000 lít) được cấp bằng đường ống chính 10 inch (250 mm)
và phân nhánh cho tất cả các bộ phận của nhà hát. Một loạt các cụm đường
ống nhỏ hơn đấu từ các đường ống phân phối đã được kết nối với một loạt các
lỗ có đường 1/2-inch (13 mm) trong trường hợp có hỏa hoạn.
Từ 1852-1885, hệ thống ống đục lỗ được sử dụng trong các nhà máy dệt
trên khắp New England như một phương tiện phòng cháy chữa cháy. Tuy
nhiên, đó không phải là hệ thống tự động, nó không thể tự khởi động hệ
thống. Nhà phát minh đầu tiên bắt đầu thử nghiệm với vòi phun nước tự động
xung quanh năm 1860. Hệ thống phun nước tự động đầu tiên được cấp bằng
sáng chế Philip W. Pratt Abington, MA, vào năm 1872.
Henry S.Parmalee của New Haven, Connecticut được coi là người phát minh
ra hệ thống đầu phun tự động đầu tiên. Parmalee cải thiện các bằng sáng chế
Pratt và tạo ra một hệ thống phun tự động tốt hơn. Năm 1874, ông đã cài đặt
hệ thống đầu phun tự động của mình vào các nhà máy sản xuất đàn piano mà
ông sở hữu. Frederick Grinnell cải thiện thiết kế Parmalee và vào năm 1881
bằng sáng chế hệ thống đầu phun tự động mang tên ông. Ông tiếp tục cải tiến
thiết bị và vào năm 1890 đã phát minh ra đĩa thủy tinh phun nước, về cơ bản
giống như trong sử dụng ngày nay.
Học viên: Phạm Đình Huy – Lớp CH 20CTN 10
Luận văn thạc sĩ kĩ thuật

Cho đến những năm 1940, vòi phun nước được lắp đặt hầu như chỉ để bảo
vệ các tòa nhà thương mại, mà nói chung nó có khả năng bù đắp chi phí của
các ông chủ bằng tiền tiết kiệm trong chi phí bảo hiểm. Trong những năm

qua, vòi phun nước cứu hỏa tự động đã trở thành thiết bị an toàn bắt buộc
trong một số bộ phận của Bắc Mỹ, với công suất nhất định, bao gồm nhưng
không giới hạn đối với các bệnh viện mới được xây dựng , trường học, khách
sạn và các tòa nhà công cộng khác, tùy thuộc vào các quy chuẩn xây dựng địa
phương.
Vai trò giữ an toàn cho cuộc sống của hệ Sprinkler đã không được quan
tâm cho đến khi khi báo cáo Ủy ban Phòng cháy Mỹ được xuất bản tại Hoa
Kỳ năm 1973. Báo cáo này không chỉ cho thấy quy mô của thiệt hại trong các
vụ cháy ở Mỹ, nó cũng ghi nhận một thực tế là hơn ba phần tư của tất cả các
thương vong do cháy xảy ra tại nhà riêng của người dân – điều tương tự cũng
xảy ra ở Anh. Bản báo cáo cũng đáng chú ý ở chỗ nó cho rằng hệ Sprinkler
đặc biệt cần được phát triển để sử dụng trong khu dân cư.
Tuy nhiên, bên ngoài nước Mỹ và Canada, hệ thống vòi phun tự động
hiếm khi bị bắt buộc quy chuẩn xây dựng về công suất đối với mức nguy
hiểm bình thường mà không có một số lượng lớn người cư ngụ (ví dụ như các
nhà máy, dây chuyền xử lý, cửa hàng bán lẻ, trạm xăng )
1.1.2. Cấu tạo của đầu phun Sprinkler
Mỗi đầu phun kín được giữ ở trạng thái đóng bởi một trong hai bóng đèn
thủy tinh nhạy nhiệt hoặc một liên kết 2 phần giữa kim loại cùng với hợp kim
nóng chảy. Bóng đèn thủy tinh hoặc liên kết áp dụng áp lực để một nắp đậy
hoạt động như một công tắc có tác dụng ngăn cản nước chảy cho đến khi
nhiệt độ môi trường xung quanh vòi phun nước đạt đến nhiệt độ thiết kế kích
hoạt các đầu phun. Trong một hệ thống đầu phun nước ướt tiêu chuẩn, mỗi
đầu phun kích hoạt độc lập khi mức nhiệt được xác định trước được đạt tới.
Bởi vì điều này, số lượng các vòi phun nước hoạt động được giới hạn chỉ
những người gần đám cháy (trong thực tế, thông thường một hoặc hai sẽ kích
hoạt), qua đó phát huy tối đa áp lực nước có sẵn trên điểm xuất phát lửa. Điều
Học viên: Phạm Đình Huy – Lớp CH 20CTN 11
Luận văn thạc sĩ kĩ thuật

này cũng giảm thiểu thiệt hại nước khi xây dựng.









Hình 1.1: Đầu phun sprinkler

Khi một đầu phun nước được kích hoạt thì lượng nước phun ra ít hơn khi
một đơn vị cứu hỏa dòng ống, cung cấp khoảng 900 lít / phút (250 lít / phút
US). Một đầu phun nước thường được sử dụng cho nhà máy công nghiệp xả
khoảng 75-150 lít/phút (20-40 lít / phút US). Tuy nhiên, một đầu phun phản
ứng nhanh với đám cháy (ESFR) phun nước ở áp suất 50 psi(340 kPa) sẽ xả
khoảng 100US gallon mỗi phút (0,0063 m
3
/s). Ngoài ra, đầu phun nước
thường sẽ kích hoạt từ một đến bốn phút, trong khi các cơ quan cứu hỏa
thường mất ít nhất năm phút để đi đến các điểm cháy sau khi nhận được báo
động, và thêm mười phút để thiết lập thiết bị và áp dụng các dòng ống vào
lửa. Thời gian bổ sung này có thể gây ra hỏa hoạn lớn hơn nhiều, đòi hỏi
nhiều nước hơn để dập tắt.

Học viên: Phạm Đình Huy – Lớp CH 20CTN 12
Luận văn thạc sĩ kĩ thuật

Hình 1.2: Đầu phun sprinkler khi hoạt động

1.2. Phương pháp thiết kế hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler trên thế
giới
1.2.1. Ứng dụng hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler ở các nước trên thế
giới
Vòi phun nước đã được sử dụng tại Hoa Kỳ từ năm 1874, và đã được sử
dụng trong các nhà máy công nghiệp, nơi đám cháy thường thảm khốc và
thiệt hại cả người và tài sản . Tại Mỹ thời điểm hiện tại, hệ thống chữa cháy
tự động được yêu cầu trong tất cả các building mới và các tòa nhà dưới lòng
đất thường 75 feet (23 m) ở trên hoặc dưới, mà khả năng của nhân viên cứu
hỏa để cung cấp đầy đủ các đường ống chữa cháy bị hạn chế.
Với sự chủ động trong mọi tình huống, người Mỹ đặt ra năm nguyên tắc
cho hệ Sprinkler và đã trải qua tám năm tiếp theo nghiên cứu làm thế nào để
Học viên: Phạm Đình Huy – Lớp CH 20CTN 13
Luận văn thạc sĩ kĩ thuật

có thể đạt được. Những nguyên tắc đó là:
- Mục tiêu chính của hệ thống là sự an toàn của cuộc sống, cùng với
việc bảo vệ tài sản và rất nhiều các mục tiêu tiếp theo
- Hệ thống Sprinkler chỉ dùng để kiểm soát ngọn lửa đủ lâu để người cư
ngụ để thoát hoặc được giải cứu, và không nhất thiết phải để dập tắt
ngọn lửa
- Hệ thống phải phù hợp với xây dựng và trang trí trong công trình, có
nghĩa là, nó phải riêng biệt và được gắn vào sàn nhà và tường của tài
sản
- Hệ thống phải có tính kinh tế. Có ý kiến cho rằng, chi phí có khả năng
sẽ là nhân tố chính trong việc xác định liệu một hệ thống được trang bị
hay không và việc lắp đặt không bao gồm bất kỳ tính năng hoạt động
nào không cần thiết

- Từ 85% nguy cơ tử vong hoặc chấn thương xuất phát từ đám cháy bắt
nguồn từ nhà bếp, phòng ngủ và phòng khách, những khu vực riêng
biệt có thể được bảo vệ nếu điều này tiết kiệm được chi phí đáng kể.
Cuộc tranh luận này vẫn chưa được giải quyết ở Anh
Từ khi bắt đầu, Cục Quản lý hỏa hoạn Mỹ đã quan tâm rất nhiều đến việc
nghiên cứu và phát triển của hệ Sprinkler, ngay khi nó trở nên phổ biến. Để
thể hiện cam kết của mình, họ cũng thiết lập một quy tắc mà tất cả các nhân
viên chính phủ Mỹ phải ở trong những nơi có sự bảo vệ của hệ Sprinkler khi
đi du lịch, làm việc hoặc chi phí của họ sẽ không được thanh toán. Điều này
đã dẫn đến các chuỗi khách sạn, chẳng hạn như các nhóm Marriott, lắp đặt hệ
thống Sprinkler trong tất cả các khách sạn của họ, cả ở Mỹ và trên toàn thế
giới.
Năm 1981, đầu phun Sprinkler trở thành có sẵn và một vài năm sau đó,
vào năm 1985, thành phố Scottsdale trở thành nơi đầu tiên của hơn 2.000
thành phố trên toàn nước Mỹ là một trong những thành phố đầu tiên vượt qua
một sắc lệnh yêu cầu đầu phun Sprinkler được trang bị trong tất cả các tòa
Học viên: Phạm Đình Huy – Lớp CH 20CTN 14
Luận văn thạc sĩ kĩ thuật

nhà mới, cả thương mại và dân cư. Không có thương vong trong các tòa nhà
được bảo vệ bởi hệ thống Sprinkler ở Scottsdale, hay bất cứ nơi nào khác, và
hệ Sprinkler đã chịu trách nhiệm giảm thiểu đáng kể các tổn thương liên quan
đến cháy và thiệt hại tài sản trong tất cả các loại của các tòa nhà.
Những lợi ích cho Scottsdale đã không chỉ đem lại 1 cuộc sống an toàn,
mà các tài sản và thiệt hại môi trường đã được ngăn chặn. Những người vận
động hành lang cho đạo luật Sprinkler này hiểu rằng sẽ rất khó để thuyết phục
hội đồng thành phố để thực hiện việc cài đặt hệ Sprinkler bắt buộc trong các
cơ sở công nghiệp và thương mại trên cơ sở bảo vệ tài sản đơn lẻ. Tuy nhiên,
khi kết hợp với tiết kiệm trong cuộc sống, đặc biệt là nhà ở, điều này đã trở
thành một chiến thắng thuyết phục khi đề nghị Hội đồng.

Hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler có thể được yêu cầu phải được cài
đặt theo quy chuẩn xây dựng, hoặc có thể được khuyến cáo bởi các công ty
bảo hiểm để giảm tổn thất tài sản tiềm năng hoặc gián đoạn kinh doanh. Qui
chuẩn xây dựng của Hoa Kỳ đối với những nơi hội họp, nói chung là hơn 100
người, và những nơi có người ngủ qua đêm như khách sạn, nhà điều dưỡng,
ký túc xá, và các bệnh viện thường yêu cầu đầu phun chữa cháy tự động hoặc
theo quy chuẩn xây dựng địa phương, như một điều kiện để nhận tài trợ của
Nhà nước và liên bang hoặc như một yêu cầu để có được chứng nhận (cần
thiết cho các tổ chức có nhu cầu đào tạo nhân viên y tế)
Từ năm 2011, Pennsylvania và California đòi hỏi hệ thống phun nước
trong tất cả các công trình dân dụng mới - các tiểu bang Hoa Kỳ đầu tiên làm
như vậy.
Khi nhìn vào Vương quốc Anh, có vẻ như tất cả các luật an toàn lớn đều
ra đời sau một thảm họa, và dường như họ không muốn học hỏi kinh nghiệm
của các nước khác. Tuy nhiên, Chính phủ hiện đang tiến hành một đánh giá
sâu sắc về pháp luật phòng cháy chữa cháy và hiện đại hóa các dịch vụ cứu
hỏa ở Anh và xứ Wales. Tất cả các luật an toàn cháy nổ Vương quốc Anh đều
theo tiêu chí tiết kiệm chi phí cho cuộc sống, cũng như những quy định xây
dựng ở Anh và xứ Wales. Do đó, hệ Sprinkler sẽ được bao gồm trong pháp
Học viên: Phạm Đình Huy – Lớp CH 20CTN 15
Luận văn thạc sĩ kĩ thuật

luật Vương quốc Anh và các quy định xây dựng, nó sẽ được xây dựng chủ
yếu cho khả năng tiết kiệm chi phí cho cuộc sống của họ.
Mặc dù số người chết trong các vụ cháy ở Anh đã giảm trong những năm gần
đây, thương vong tiếp tục lên cao, đạt đến hơn 18.000 vào năm 2000. Chính
phủ đã giao nhiệm vụ cho đơn vị cứu hỏa với việc giảm các tỷ lệ thương vong
và các sáng kiến khác nhau đã được đưa ra trong những năm gần đây. Thật
không may, người đứng đầu đơn vị cứu hỏa thừa nhận rằng chiến lược hiện
nay, dựa trên giáo dục an toàn cháy và báo động khói, đã không được hiệu

quả như họ kì vọng và bây giờ nhận ra rằng họ cần một vũ khí trong cuộc
chiến chống lại hỏa hoạn. Đó là vũ khí mà họ tin là hệ Sprinkler.
Tổ chức cứu hỏa Sprinkler tin rằng an toàn trong cuộc sống là điều hết
sức quan trọng. Họ cũng nhận ra rằng mặc dù thị trường cho các hệ thống
phun nước tự động trong nhà ở dân dụng vẫn còn nhỏ, so với khu vực thương
mại / công nghiệp, an toàn của cuộc sống sẽ là động lực thúc đẩy sự mở rộng
của thị trường Sprinkler rộng lớn hơn ở Anh, do đó tiết kiệm chi phí cho cuộc
sống, tài sản và môi trường từ sự tàn phá của hỏa hoạn. Một giải pháp cho tất
cả chúng ta.
1.2.2. Phương pháp thiết kế hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler của các
nước trên thế giới
Hệ thống đầu phun tự động được dành cho một trong hai mục đích: kiểm
soát ngọn lửa hoặc để ngăn chặn ngọn lửa. Chế độ đầu phun nước kiểm soát
được dùng để kiểm soát sức nóng của ngọn lửa để ngăn chặn cấu trúc xây
dựng sụp đổ và làm ướt các chất dễ cháy xung quanh để ngăn chặn cháy lan.
Ngọn lửa sẽ không được dập tắt cho đến khi cạn kiệt các chất dễ cháy hoặc
các thao tác sử dụng thiết bị chữa cháy được thực hiện bởi nhân viên cứu hỏa.
Chế độ đầu phun tác động trước (ESFR) được dùng để dẫn đến giảm đột ngột,
giải phóng sức nóng của ngọn lửa, sau đó dập tắt hoàn toàn, trước khi can
thiệp bằng tay.
Hầu hết các hệ thống phun nước được cài đặt ngày nay được thiết kế sử
Học viên: Phạm Đình Huy – Lớp CH 20CTN 16
Luận văn thạc sĩ kĩ thuật

dụng trong khu vực với phương pháp tiếp cận mật độ. Đầu tiên các đặc điểm
xây dựng của tòa nhà được phân tích để xác định mức độ nguy cơ hỏa hoạn.
Thường các tòa nhà được phân loại : mức độ nguy hiểm chiếu sáng, nhóm
nguy hiểm thông thường 1, nguy hiểm thông thường nhóm 2, thêm nguy hiểm
nhóm 1, hoặc nhóm nguy hiểm 2. Sau khi xác định việc phân loại nguy hiểm,
một khu vực thiết kế và mật độ có thể được xác định bằng cách tham khảo

bảng trong Hiệp hội bảo vệ tiêu chuẩn cháy quốc gia (NFPA). Khu vực thiết
kế là một khu vực lý thuyết của tòa nhà đại diện cho các khu vực trường hợp
xấu nhất, nơi một ngọn lửa có thể bùng cháy. Mật độ thiết kế là một phép đo
bao nhiêu nước mỗi foot vuông diện tích sàn nên được áp dụng cho khu vực
thiết kế.
Ví dụ, trong một tòa nhà văn phòng phân loại là nguy hiểm ánh sáng, một
khu vực thiết kế điển hình sẽ là 1.500 feet vuông (140 m
2
) và mật độ thiết kế
sẽ là 0,1 US gallon mỗi phút (6.3 × 10-6 m
3
/ s) cho mỗi 1 feet vuông (0,093
m
2
) hoặc tối thiểu là 150 US gallon mỗi phút (0,0095 m
3
/ s) cấp lên (140 m
2
)
thiết kế khu vực 1.500 mét vuông. Một ví dụ khác sẽ là một cơ sở sản xuất
phân loại là nhóm nguy hiểm thông thường 2 nơi có diện tích thiết kế điển
hình sẽ là 1.500 feet vuông (140 m
2
) và mật độ thiết kế sẽ là 0,2 US gallon
mỗi phút (1,3 × 10-5 m
3
/ s) trên 1 feet vuông (0.093 m
2
) hoặc tối thiểu là 300
US gallon mỗi phút (0.019 m

3
/ s) cấp lên (140 m
2
) thiết kế khu vực 1.500 mét
vuông
Sau khi khu vực thiết kế và mật độ đã được xác định, tính toán được thực
hiện để chứng minh rằng hệ thống có thể đảm bảo yêu cầu trong khu vực thiết
kế. Tính toán đảm bảo tất cả các áp lực đã mất hoặc đã đạt được giữa các
nguồn cung cấp nước và đầu phun nước sẽ hoạt động trong khu vực thiết kế.
Điều này bao gồm tổn thất áp suất do ma sát bên trong đường ống và sự
chênh lệch về chiều cao từ bể chứa tới các đầu phun tự động. Đôi khi áp lực
từ vận tốc nước bên trong đường ống cũng được tính toán. Thông thường
những tính toán này được thực hiện bằng sử dụng phần mềm máy tính, tuy
nhiên trước sự ra đời của hệ thống máy tính thì những tính toán phức tạp đôi
khi được thực hiện bằng tay. Kỹ năng tính hệ thống đầu phun nước bằng tay
Học viên: Phạm Đình Huy – Lớp CH 20CTN 17
Luận văn thạc sĩ kĩ thuật

vẫn được yêu cầu đào tạo cho một kỹ thuật viên thiết kế đang tìm kiếm chứng
nhận trình độ cao cấp của tổ chức chứng nhận kỹ thuật như Viện Chứng nhận
Kỹ thuật Công nghệ (NICET).
1.3. Tình hình ứng dụng hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler tại Việt
Nam
- Từ năm 2003, nhà nước mới ban hành TCVN 7336:2003 Yêu cầu thiết
kế và lắp đặt hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler. Trước đó, đa phần các
nhà máy chỉ được bảo vệ bởi hệ thống chữa cháy vách tường.
- Trước năm 2010, do yêu cầu về phòng cháy chữa cháy chưa cao, tình
hình hỏa hoạn ở các nhà máy chưa gây bức xúc, nên chưa nhiều nhà máy
được thiết kế hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler, chỉ 1 số ít nhà máy lớn
như nhà máy Honda, Samsung được thiết kế hệ thống chữa cháy tự động

Sprinkler.
- Từ năm 2010, với việc thành lập đơn vị Sở phòng cháy chữa cháy ở các
tình, thành phố trọng điểm như Hà Nội, Hưng Yên, Hải Phòng công tác
phòng cháy chữa cháy đã được quan tâm đúng mức. Chính vì vậy, việc thiết
kế hệ thống chữa cháy tự động cho các nhà máy theo đúng tiêu chuẩn, qui
chuẩn hiện hành được các đơn vị thực hiện tương đối nghiêm chỉnh. Một số
nhà máy đã được lắp đặt hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler như nhà máy
Tamron, Nippo ở khu công nghiệp Nội Bài – Sóc Sơn – Hà Nội, Hà Nội Steel
ở khu công nghiệp Thăng Long I




Học viên: Phạm Đình Huy – Lớp CH 20CTN 18
Luận văn thạc sĩ kĩ thuật

CHƯƠNG 2.
ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG THIẾT KẾ
HỆ THỐNG CHỮA CHÁY TỰ ĐỘNG SPRINKLER
CHO CÁC NHÀ MÁY XÍ NGHIỆP, CÔNG NGHIỆP
2.1. Hiện trạng thiết kế hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler cho một số
nhà máy xí nghiệp, công nghiệp
2.1.1. Nhà máy Nippo

Hình 2.1: Mặt ngoài nhà máy Nippo


Hình 2.2: Vùng diện tích lắp đặt đầu phun Sprinkler
Học viên: Phạm Đình Huy – Lớp CH 20CTN 19
Luận văn thạc sĩ kĩ thuật

Hình 2.3: Sơ đồ phòng bơm


Hình 2.4: Sơ đồ mặt bằng nhà máy ( giai đoạn 2)
Học viên: Phạm Đình Huy – Lớp CH 20CTN 20
Luận văn thạc sĩ kĩ thuật


Hình 2.5: Mặt cắt dọc phòng bơm


Hình 2.6: Một góc của phòng bơm
Học viên: Phạm Đình Huy – Lớp CH 20CTN 21
Luận văn thạc sĩ kĩ thuật


Hình 2.7: Tuyến ống chính


Hình 2.8: Vị trí các ống nhánh đấu nối với ống chính
Học viên: Phạm Đình Huy – Lớp CH 20CTN 22
Luận văn thạc sĩ kĩ thuật


Hình 2.9: Thiết bị báo hiệu mở nước ( Alarm Valve )
2.1.1. Nhà máy Tamron:

Hình 2.10: Mặt ngoài nhà Tamron

Học viên: Phạm Đình Huy – Lớp CH 20CTN 23
Luận văn thạc sĩ kĩ thuật


Hình 2.11: Lắp đặt đầu sprinkler sử dụng nối mềm


Hình 2.12: Cụm van báo động ( Alarm Valve)
Học viên: Phạm Đình Huy – Lớp CH 20CTN 24
Luận văn thạc sĩ kĩ thuật


Hình 2.13:Test hệ thống sprinkler

Hình 2.14: Sơ đồ mặt bằng hệ thống Sprinkler

Học viên: Phạm Đình Huy – Lớp CH 20CTN 25