Đồ án thiết kế và điều khiển hệ thống tạo áp cầu thang

Đồ án DHKK
Đồ án thiết kế và điều khiển hệ thống tạo áp cầu thang – Upload by o 1
LỜI MỞ ĐẦU
Trước sự phát triển ngày càng cao của xã hội, nhu cầu về văn phòng
làm việc và nhà ở cho người dân tăng cao. Các tòa nhà cao tầng, các chung
cư và chung cư cao cấp đã và đang được xây dựng để đáp ứng được nhu cầu
cấp thiết đó.
Ở Tp.HCM, các vụ cháy lớn trong các tòa nhà cao tầng như vụ cháy ở
trung tâm thương mại quốc tế ITC ngày 29/10/2002 làm 60 người chết và
cháy ở trung tâm thương mại Sài Gòn ngày 15/03/2007 làm thiệt hại tài sản
rất lớn cho tòa nhà này và để lại nỗi kinh hoàng cho người dân khi phải bước
chân vào những nhà cao tầng. Do đó, hệ thống tăng áp cầu thang là một phần
quan trọng không thể thiếu trong các tòa nhà cao tầng để tăng độ tin cậy cho
toà nhà.
Đồ án này thiết kế hệ thống điều áp cho cầu thang bộ tòa nhà Hoàng
Tháp TP. Hồ Chí Minh nhằm tăng giá trị cho tòa nhà và an toàn cho người sử
dụng.
Do trình độ còn hạn chế, thời gian gấp rút nên đồ án nầy có nhiều lỗi
vẫn chưa sửa được. Xin cảm ơn!

Đồ án DHKK
Đồ án thiết kế và điều khiển hệ thống tạo áp cầu thang – Upload by o 2
LỜI CẢM ƠN



Nhóm em chân thành cảm ơn cô NGUYỄN THỊ TÂM THANH và các
Thầy Cô trong Khoa Nhiệt Lạnh đã ân cần chỉ dẫn cho nhóm em hoàn thành
đồ án. Cơ hội nầy là một vinh dự giúp nhóm em học được nhiều kinh nghiệm
quí giá.

Đồ án DHKK
Đồ án thiết kế và điều khiển hệ thống tạo áp cầu thang – Upload by o 3
NHẬN XÉT
(Của giáo viên hướng dẫn)

……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………

Đồ án DHKK
Đồ án thiết kế và điều khiển hệ thống tạo áp cầu thang – Upload by o 4
NHẬN XÉT
(Của giáo viên phản biện)

……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………
Đồ án DHKK
Đồ án thiết kế và điều khiển hệ thống tạo áp cầu thang – Upload by o 5
Mục lục

Lời mở đầu 4
Bảng kí hiệu 5
Mục lục 6
Danh mục các bảng 10
Danh mục các hình 11
Tài liệu tham khảo 13
Chương 1: Tổng quan về hệ thống tăng áp cầu thang
1. Những mục tiêu chính của hệ thống điều áp 15
2. Nguyên lí của hệ thống tăng áp cầu thang 15
3. Điều khiển 16
4. Hoạt động 16
5. Thông khói và điều áp 18
Chương 2: Cơ sở lí thuyết tính toán hệ thống tăng áp cầu thang
1. Các tiêu chuẩn áp dụng để thiết kế hệ thống tăng áp cầu thang 21
2. Những nền tảng cơ bản về tăng áp cầu thang 22
2.1 Các định nghĩa 22
2.2 Định hướng thiết kế 25
3. Tổng quan về tòa nhà 26
3.1 Những nguyên tắc chung của sự điều áp 26
3.2 Hệ thống điều áp một cấp hoặc hai cấp 26
3.3 Vật liệu dễ cháy trong việc bảo vệ lối thoát hiểm 27
3.4 Sự chuyển động của khói trong tòa nhà 27
4. Các phương pháp điều áp 29
4.1 Phương pháp 1 – Chỉ điều áp cầu thang bộ 29
4.2 Phương pháp 2 – Điều áp cho (các) cầu thang bộ và tất cả hoặc một phần lối thoát

hiểm nằm ngang 31
4.3 Phương pháp 3 – Chỉ điều áp tiền sảnh và /hoặc hành lang 32
4.4 Phương pháp 4 – Điều áp toàn bộ tòa nhà 32
Đồ án DHKK
Đồ án thiết kế và điều khiển hệ thống tạo áp cầu thang – Upload by o 6
5. Sự tương tác giữa các không gian điều áp 33
5.1 Các không gian điều áp được liên thông trực tiếp với nhau 33
5.2 Các không gian điều áp không được liên thông trực tiếp với nhau 33
5.3 Mối quan hệ giữa hệ thống điều áp trong trường hợp khẩn cấp và hệ thống điều hòa
không khí bình thường 34
6. Hệ thống điều áp 36
6.1 Các thiết lập cơ bản 36
6.2 Nguyên tắc chung 36
6.3 Những thành phần của một hệ thống điều áp 36
6.4 Chênh áp 36
6.5 Cấp khí để đạt được yêu cầu chênh áp 38
Chương 3: Hệ thống tuần hoàn và phân phối không khí
1. Hệ thống điều áp 59
1.1 Những thành phần của một hệ thống điều áp 59
1.2 Hệ thống cấp khí 59
1.3 Hệ thống thải khí 63
1.4 Không gian được điều áp 65
2. Các yêu cầu về không khí của hệ thống điều áp 66
2.1 Các mức áp suất 66
2.2 Lưu lượng khí cấp 66
2.3 Diện tích rò rỉ qua cửa 67
2.4 Tốc độ không khí qua cửa mở 69
3. Những yêu cầu của một hệ thống điều áp 69
3.1 Rò rỉ qua cửa sổ 70
3.2 Cung cấp sự thông gió đặc biệt cho các mặt ngoài của tòa nhà 70

3.3 Các trục thẳng đứng 71
3.4 Các máy móc hút khí 72
4. Những qui định về việc cấp khí 72
4.1 Điều áp các cầu thang bộ 72
4.2 Điều áp các tiền sảnh 72
Đồ án DHKK
Đồ án thiết kế và điều khiển hệ thống tạo áp cầu thang – Upload by o 7
4.3 Tầm quan trọng của các khe hở của cửa 72
4.4 Các van chặn lửa trong hệ thống ống gió 73
Chương 4: Tính chọn quạt và các thiết bị phân phối không khí
1. Phân tích đặc điểm công trình thiết kế 75
2. Những yêu cầu của một quạt điều áp 76
3. Thay đổi công suất quạt 77
4. Tính toán quạt cấp 78
5. Tính toán cột áp của quạt 81
6. Công suất quạt cấp 83
Chương 5: Cấp nguồn và tự động điều khiển hệ thống
1. Dùng cảm biến tự động hay công tắc tác động bằng tay 85
1.1 Loại cảm biến và công tắc được qui định 85
1.2 Vị trí các đầu cảm biến khói và báo động lửa khác 85
2. Xả áp cao dùng van giảm áp 85
Chương 6: Thi công – Nghiệm thu – Bàn giao – Chạy thử - Bảo dưỡng
1. Thi công 88
1.1 Tóm tắt về việc lắp đặt ống gió 88
1.2 Sự lắp đặt và thiết bị 88
1.3 Quạt với hệ thống điện của nó 89
1.4 Hệ thống phân phối gió 91
1.5 Đầu cuối ống gió 92
2. Chạy thử hệ thống – Nghiệm thu 93
2.1 Sự hòa nhập với thiết bị đo đạc phòng chống lửa khác trong tòa nhà 93

2.2 Chạy thử hệ thống điều áp 93
2.3 Đo đạc chênh áp 94
2.4 Sự đạt được mức điều áp chính xác 94
2.5 Đo đạc lượng khí cấp tới không gian điều áp 94
2.6 Các lối rò rỉ cho không gian điều áp 95
2.7 Dung sai có thể chấp nhận được trong mức điều áp 95
2.8 Đo đạc dòng khí qua cửa mở 95
Đồ án DHKK
Đồ án thiết kế và điều khiển hệ thống tạo áp cầu thang – Upload by o 8
3. Bàn giao 96
3.1 Cung cấp các thông tin cần thiết cho kĩ thuật của tòa nhà 96
3.2 Cung cấp các thông tin cần thiết cho chủ đầu tư/chủ tòa nhà 96
4. Bảo dưỡng 97
Bảng phụ lục 98
Đồ án DHKK
Đồ án thiết kế và điều khiển hệ thống tạo áp cầu thang – Upload by o 9

DANH MỤC CÁC BẢNG VÀ HÌNH

Bảng 1.1 Bảng so sánh các tiêu chuẩn về điều áp của các quốc gia 21
Bảng 1.2 Các mức áp suất điều áp 37
Bảng 1.3 Giá trị của (P)
1/N
cho N = 2 và N = 1.6 39
Bảng 4: Diện tích rò rỉ xung quanh cửa 42
Bảng 5: Lưu lượng rò rỉ qua cửa chính 42
Bảng 6: Lưu lượng rò rỉ qua cửa sổ 43
Bảng 7: Giá trị của hệ số F cho kích thước của lỗ thông gió khác nhau 45
Bảng 8: Giá trị của K 47
Bảng 9: Lưu lượng qua một cửa mở: chỉ điều áp cầu thàng bộ: cửa giữa cầu thang bộ và

nơi ở được mở 50
Bảng 10: Lưu lượng qua một cửa mở: cầu thang bộ và tiền sảnh thang máy ở cùng mức
điều áp: lưu lượng khi một cửa ở tiền sảnh và nơi ở được mở 51
Bảng 11: Lưu lượng qua 2 cửa được mở: cầu thang bộ và tiền sảnh thang máy ở cùng
mức điều áp: 2 cửa của tiền sảnh ( cầu thang/ tiền sảnh và tiền sảnh/ nơi ở) được mở trên
cùng một tầng 52
Bảng 12: Phân loại tòa nhà cho mục đích điều khiển khói bằng hệ thống điều áp … 60
Bảng 13: Các mức áp suất thiết kế 66
Bảng 14: Diện tích rò rỉ xung quanh cửa 67
Bảng 15: Tổng chiều dài nhỏ nhất của khe hở cửa sổ ( mỗi tầng) đáp ứng thông gió cho
điều áp 71
Bảng 16: Các đề nghị cho việc lựa chọn hệ thống thông gió 88
Bảng 17: Danh mục các thiết bị và thời gian cần được kiểm tra và bảo dưỡng 97
Bảng 18: Bảng D1 BS 5588 4 -1998 – Lưu lượng rò rỉ qua các cửa chính 98
Bảng 19: Bảng D2 BS 5588 4 – 1998: lưu lượng rò rỉ qua cửa sổ 99
Bảng 20: Bảng D3 BS 5588 4 – 1998: lưu lượng rò rỉ qua tường và trần 100
Đồ án DHKK
Đồ án thiết kế và điều khiển hệ thống tạo áp cầu thang – Upload by o 10

Danh mục các hình
Hình 1: Hệ thống điều áp dùng quạt cấp khí vào cầu thang bộ 16
Hình 2: Điều áp cầu thang bộ trong căn hộ 17
Hình 3: Thông khói và điều áp 18
Hình 4: Hệ thống điều khiển khói dùng áp suất âm 19
Hình 5: Hệ thống điều khiển khói dùng áp suất dương 19
Hình 6: Hiệu ứng ống khói 23
Hình 7: Hiệu ứng của áp suất trung tâm trên dòng khí vào mỗi khu vực 23
Hình 8: Chênh áp của trục tòa nhà và bên ngoài gây ra bởi hiệu ứng ống khói bình
thường 24
Hình 9: Chênh áp gây ra bởi hiệu ứng ống khói 24

Hình 10: Hiệu ứng ống khói cho dòng khí qua tòa nhà vào mùa đông 25
Hình 11: Chênh áp bên trong và bên ngoài cửa khi có cháy 27
Hình 12: Các tác động của gió lên tòa nhà 28
Hình 13: Hệ thống HVAC 29
Hình 14: Chỉ điều áp cầu thang bộ 30
Hình 15 - 1: Điều áp cầu thang bộ và tiền sảnh thang máy 31
Hình 15 - 2: Điều khiển khói bằng hệ thống HVAC 35
Hình 16: Các phần rò rỉ 40
Hình 17: Từng bước kết hợp các phần rò rỉ dạng nối tiếp và song song 41
Hình 18: Sơ đồ rò rỉ từ cửa thang máy 46
Hình 19: Sơ đồ dòng khí theo các điều kiện cho trong bảng 12 51
Hình 20: Sơ đồ dòng khí theo các điều kiện cho trong bảng 13 52
Hình 21: Sơ đồ dòng khí theo các điều kiện cho trong bảng 14 53
Hình 22: Các thành phần của hệ thống điều áp 59
Hình 23: Giai đoạn phát hiện khói 60
Hình 24: Tiêu chuẩn vận tốc 61
Hình 25: Tiêu chuẩn vận tốc và tiêu chuẩn áp suất cho hệ thống loại C 62
Đồ án DHKK
Đồ án thiết kế và điều khiển hệ thống tạo áp cầu thang – Upload by o 11
Hình 26: Tiêu chuẩn vận tốc và tiêu chuẩn áp suất cho hệ thống loại D 62
Hình 27: Tiêu chuẩn vận tốc và tiêu chuẩn áp suất cho hệ thống loại E 63
Hình 28: Hệ thống hút khí với ống đứng 64
Hình 29: Các không gian được điều áp 65
Hình 30: Các không gian được điều áp……………………………………………… 66
Hình 31: Các cửa mở song song 68
Hình 32: Các cửa mở nối tiếp 68
Hình 33: Các dạng van chặn (Damper) 73
Hình 34: Tầng 14 tòa nhà Hoàng Tháp 75
Hình 35: Sơ đồ nguyên lí hệ thống điều áp cầu thang 76
Hình 36: Mặt bằng cầu thang bộ và ống gió điều áp 76

Hình 37: Chế độ 2 – Giai đoạn sơ tán 79
Hình 38: Chế độ 3 – Giai đoạn cứu hỏa 80
Hình 39: Vị trí lắp đặt của van giảm áp 86
Đồ án DHKK
Đồ án thiết kế và điều khiển hệ thống tạo áp cầu thang – Upload by o 12
Bảng kí hiệu:
A
d
: Diện tích rò rỉ của một cửa thang máy (m
2
).
A
D
: Diện tích rò rỉ của các cửa đóng giữa tiền sảnh và cầu thang (m
2
).
A
E
: Diện tích rò rỉ không khí từ không gian điều áp (m
2
).
A
F
: Tổng diện tích rò rỉ giữa trục thang máy và các không gian không được điều áp (m
2
).
A
G
: Diện tích rò rỉ qua cửa (m
2

)
A
L
: Tổng diện tích rò rỉ qua mỗi hành tiền sảnh (m
2
).
A
t
: Tổng diện tích rò rỉ giữa các tiền sảnh và trục thang máy (m
2
).
A
X
: Diện tích nhỏ nhất của nhánh ống gió hút (m
2
)
F: Hệ số phụ thuộc vào kích thước của lỗ thông gió trên trục thang máy.
H: Cột áp (Pa), (mkk)
K: Hệ số phụ thuộc vào tỉ số A
x
/A
G
m: Số lượng khe hở của trục thang máy vào trong mỗi tiền sảnh.
N: Công suất (kW)
n: Số tiền sảnh được điều áp mở vào trong trục thang máy - Hệ số rò rỉ.
n
S
: Số tiền sảnh được điều áp mở vào trong cầu thang bộ.
P: Chênh áp (Pa).
Q: Lưu lượng khí (m

3
/s)
Q
B
: Lưu lượng rò rỉ qua cửa (m
3
/s)
Q
c
: Lượng khí rò rỉ qua một cửa thang máy riêng biệt (m
3
/s).
Q
d
: Lượng không khí rò rỉ từ một tiền sảnh qua một cửa thang máy (m
3
/s).
Q
F
: Tổng lưu lượng vào trong trục thang máy (m
3
/s).
Q
G
: Lưu lượng rò rỉ vào trong toilet hoặc các không gian khác (m
3
/s).
Q
L
: Lượng khí cấp bằng ống gió tới một tiền sảnh được điều áp.

Q
T
: Lưu lượng tổng vào cầu thang bộ từ các tiền sảnh được điều áp khi tất cả các cửa đều
đóng.
h: Hiệu suất
Đồ án DHKK
Đồ án thiết kế và điều khiển hệ thống tạo áp cầu thang – Upload by o 13

Đồ án DHKK
Đồ án thiết kế và điều khiển hệ thống tạo áp cầu thang – Upload by o 14










CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN VỀ TĂNG ÁP CẦU THANG
Đồ án DHKK
Đồ án thiết kế và điều khiển hệ thống tạo áp cầu thang – Upload by o 15
· Vấn đề an toàn cho nhà cao tầng (từ 10 đến 30 tầng) là vấn đề mới, nó đòi hỏi các cơ
quan chức năng phải có các quy định đồng bộ về:
+ Định nghĩa.
+ Phương pháp luận tính tóan.
+ Tiêu chuẩn - Quy phạm.

Ở VN – Tiêu chuẩn đã được ban hành từ 1996 ( TCVN 6160 : 1996 Phòng cháy
chữa cháy nhà cao tầng – yêu cầu thiết kế - Điều 11: Thông gió và hút khói ), hoặc có thể
áp dụng theo tiêu chuẩn BS 5588:1978; BS 5588:1998; CP 13; ASHRAE Standard 15-
2007….
· Tiêu chuẩn của mỗi nước mỗi khác: áp suất trong cầu thang, số cửa mở, vận tốc gió qua
cửa….
· Cụ thể nội dung của hệ thống tăng áp:
1. Những mục tiêu chính của hệ thống điều áp.
Mục tiêu của bất kì hệ thống điều áp nào cũng là giữ cho khói và khí độc cách xa
lối thoát hiểm để cho người trong vùng cháy đó có thể thoát hiểm hoặc tìm nơi trú ẩn an
toàn.
a) An toàn cho con người: Bảo vệ tính mạng con người trong những trường hợp có
hỏa hoạn bằng những lối thoát hiểm hoặc những nơi ẩn nấp tạm thời được điều áp.
b) Chống lửa: Để cho những thao tác chống lửa phát huy hiệu quả thì những trục
thang máy hay cầu thang bộ cần phải được duy trì chênh áp để ngăn cản việc xâm nhập
của khói từ tầng bị cháy khi tầng bị cháy có hay không có hệ thống điều hòa.
c) Bảo vệ tài sản: Sự lây lan của khói vào trong những khu vực mà ở đó chứa thiết
bị có giá trị, phương tiện xử lí dữ liệu và thiết bị khác mà đặc biệt nhạy cảm khi có khói,
thiệt hại cần phải được hạn chế.
2. Nguyên lí của hệ thống tăng áp cầu thang.
Hệ thống tăng áp cầu thang trong các tòa nhà bao gồm quạt, đường ống dẫn gió,
các cửa cấp, các van đóng mở, các cảm biến, tủ cấp nguồn và điều khiển.
Chức năng của hệ thống này nhằm mục đích để khói và lửa không vào thang bộ
được thì cột áp trong cầu thang phải cao hơn trong hành lang. Chính vì thế phải có quạt
tạo áp lực cao cung cấp không khí vào cầu thang. Người (già yếu và khỏe) đều có thể đẩy
Đồ án DHKK
Đồ án thiết kế và điều khiển hệ thống tạo áp cầu thang – Upload by o 16
được cửa để vào cầu thang bộ (cửa này không được khóa bao giờ). Cửa cầu thang là cửa
chống cháy (chịu nhiệt và chịu lửa khoảng 1 hay 2 giờ) sẽ có bản lề thủy lực tự động
đóng lại và một phần do áp lực trong thang mạnh sẽ đóng cửa liên tục.

3. Điều khiển.
Qui trình điều khiển quạt tăng áp là khi có khói hay lửa cháy thì các cảm biến khói
chuyển tín hiệu về hệ thống báo cháy trung tâm BMS (Building Management System)
đóng tiếp điểm điện cấp cho quạt chạy, tăng áp vào cầu thang. Các cảm biến chênh áp
trong cầu thang sẽ khiến cho quạt chạy liên tục hay dừng (mức chênh áp được cài đặt để
áp suất trong cầu thang luôn lớn hơn áp suất ngoài cầu thang.) và không được lắp thiết bị
bảo vệ quá dòng hay chống ngắn mạch cho quạt này.
4. Hoạt động.
Quạt tăng áp cấp không khí vào cầu thang và không khí thoát ra ngoài khu vực
cháy bao gồm cả khói và bụi. Khi người chạy ra khỏi một cửa ở tầng 1 chẳng hạn thì cửa
đó sẽ mở ra và có bản lề thủy lực kéo cửa luôn đóng vào, còn hệ cửa để thoát một phần
khói bụi (nếu có bị lọt vào cầu thang ) thì ra một phía khác, cửa này có van điều chỉnh và
cảm biến chênh áp, chỉ cho mở ra khi áp lực chênh trong giới hạn cho phép.

Hình 1: Hệ thống điều áp dùng quạt cấp khí vào cầu thang bộ
Khi hỏa hoạn xảy ra từ 1 phòng (căn hộ), khói sẽ lan ra hành lang, vì vậy phải có
hệ thống hút khói tại hành lang (smoke control exhaust system) dùng để giảm thiểu ảnh
hưởng của khói. Hệ thống này gồm các van khói (luôn đóng) đặt dưới trần mỗi tầng nối
với các ống hút tới quạt hút đặt trên mái. Khi có tín hiệu báo cháy, van khói tại tầng bị
Đồ án DHKK
Đồ án thiết kế và điều khiển hệ thống tạo áp cầu thang – Upload by o 17
cháy và quạt hút được kích họat mở để hút khói. Ống khói phải cao hơn đỉnh mái nhà tối
thiểu 2,5m. Quạt dạng chịu nhiệt.
Theo các tiêu chuẩn nước ngoài: Cầu thang thoát hiểm kín (không yêu cầu đối với
các cầu thang hở) cần được tạo áp 20 – 50 Pa để khói không thể xâm nhập vào cầu thang
(TCVN là 20 Pa), trong trường hợp người dân được sơ tán qua phòng đệm thì vận tốc gió
qua cửa là 0,75 - 1,3 m/s. Số lượng cửa mở thông thường là 1 cửa ở tầng trệt (thoát hiểm
) và 1 cửa ở tầng bị cháy.

Hình 2: Điều áp cầu thang bộ trong căn hộ

Khoang cho hệ thống thang máy bao gồm thang máy thông thường và thang dành
cho lực lượng cứu hỏa, cứu hộ hoạt động trong thời gian cháy cũng phải được tạo áp
như cầu thang bộ.
Đồ án DHKK
Đồ án thiết kế và điều khiển hệ thống tạo áp cầu thang – Upload by o 18
Không khí cấp vào cầu thang bộ và thang máy có thể từ một hoặc nhiều quạt, thổi
thẳng vô cầu thang hoặc qua ống cấp gió.
Cách tính trở lực đường ống và chọn quạt theo các cách tính thông thường.
5. Thông khói và điều áp.
Trong các khoảng không gian rộng của tòa nhà như bãi đậu xe, trung tâm mua
sắm, khu triễn lãm… thông thường được điều khiển khói bằng thông gió để hút khói ra
khỏi các khu vực đó. Trong các tòa nhà cao tầng thì cầu thang bộ, hành lang… xem là lối
thoát hiểm và thông khói có thể chỉ áp dụng trong trường hợp xấu nhất.
Hệ thống thông khói trong hình 3a và hình 4 được cung cấp một áp suất âm ở lối
thoát hiểm để rút khói ra ngoài.

Hình 3: Thông khói và điều áp
Tuy nhiên khói cũng có thể được giữ lại bởi sự cung cấp khí tươi từ lối thoát hiểm,
vì vậy không gian cần bảo vệ có áp suất dương (hình 3b và hình 5).
Đồ án DHKK
Đồ án thiết kế và điều khiển hệ thống tạo áp cầu thang – Upload by o 19

Hình 4: Hệ thống điều khiển khói dùng áp suất âm

Hình 5: Hệ thống điều khiển khói dùng áp suất dương
Đồ án DHKK
Đồ án thiết kế và điều khiển hệ thống tạo áp cầu thang – Upload by o 20

CHƯƠNG 2:

CƠ SỞ LÍ THUYẾT TÍNH TOÁN
HỆ THỐNG TĂNG ÁP CẦU THANG


Đồ án DHKK
Đồ án thiết kế và điều khiển hệ thống tạo áp cầu thang – Upload by o 21
1. Các tiêu chuẩn áp dụng để thiết kế hệ thống điều áp.
1) BRITISH STANDARD BS5588 – 4: 1978
2) BRITISH STANDARD BS5588 – 4: 1998
3) SINGAPORE STANDARD CP13 – 1999
Ngoài ra, đồ án còn tham khảo thêm một số tiêu chuẩn khác:
· ASHRAE STANDARD 15-2007
· Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6160 : 1996

Áp suất (Pa)
Quốc Gia
Code
Min Max

Tốc độ không khí
qua cửa

Số cửa mở hiệu quả
BS 5588
4 - 1978
50 60 0.75 m/s
1 ( 2 cửa trên tầng bị
cháy)
U.K

BS 5588
5 - 1991
Không liên
quan
2 m/s
3 ( 2 cửa trên tầng bị
cháy)( Cửa thoát hiểm và
cửa thang máy)
Australia
AS 1668 - 1 50 110 1 m/s
3 (2 cửa trên 2 tầng)
( cửa thoát hiểm)
Singapore

CP 13 50 110 1 m/s
3 (2 cửa trên 2 tầng)
( cửa thoát hiểm)
Canada
N.B.C.C
1990
Không đề
cập

4.72 m
3
/s + 0.094
m
3
/s cho mỗi tầng

4 (2 cửa trên 3 tầng)
( cửa thoát hiểm)
UBC 1988 37 - Không đề cập Không đề cập
U.S.A
N.F.B.A
(92A) 1988
Lên
đến
45
133 Không đề cập Không đề cập
Thoát hiểm ở các
cầu thang bộ 0.75
m/s
1 (hệ thống loại A & C)
2 (hệ thống loại D)
3 (hệ thống loại E)
U.K
BS 5588
4 - 1998
50 60
Cứu hỏa 2 m/s 3 (hệ thống loại B)

Bảng 1: Bảng so sánh các tiêu chuẩn về điều áp của các quốc gia.

Đồ án DHKK
Đồ án thiết kế và điều khiển hệ thống tạo áp cầu thang – Upload by o 22
2. Những nền tảng cơ bản về tăng áp cầu thang.
2.1 Các định nghĩa.
a. Ống gió: là đường truyền đi của không khí, giới hạn trong diện tích đó.
b.Thoát khí hoặc thông gió: sự di chuyển của không khí ra khỏi tòa nhà qua
những lối nhỏ có trở lực thấp hoặc các kẽ hở. Nguyên nhân không khí di chuyển là do
chênh áp trong tòa nhà.
c. Rò rỉ không khí: sự di chuyển của không khí thông thường từ nơi được điều áp
qua các khe hở có diện tích tương đối nhỏ.
d. Cấp khí: việc cấp khí nhờ quạt qua hệ thống ống gió hoặc các kênh, mương có
sẵn.
e. Diện tích rò rỉ: diện tích của phần không khí rò rỉ thông thường được đo trực
tiếp từ lưu lượng của không khí và thường hòa nhập vào trong diện tích tổng và là một
phần của tòa nhà như cửa chính, cửa sổ…
f. Tiền sảnh (Lobby): một không gian của tòa nhà được dùng để tách rời một
phần của tòa nhà với những phần khác. Nó thường dùng để tách rời cầu thang bộ hoặc
thang máy với nơi ở hoặc làm việc (Accommodation).
g. Hệ thống thông gió vào: một gian hoặc một buồng hoặc một không gian để mà
một hoặc nhiều ống gió được kết nối vào và nó là một phần của hệ thống phân phối
không khí.
h. Chênh áp: chênh lệch áp suất giữa hai không gian liền kề trong tòa nhà.
i. Không gian điều áp: một không gian trong tòa nhà mà ở đó áp suất không khí
được duy trì ở giá trị cao (mức cao) hơn các nơi còn lại trong tòa nhà bởi hệ thống cấp
khí trực tiếp từ quạt.
j. Sự điều áp: một phương pháp bảo vệ lối thoát hiểm để chống lại sự xâm nhập
của khói bằng cách duy trì áp lực không khí trong lối thoát hiểm cao hơn những nơi liền
kề khác trong tòa nhà.
k. Mức điều áp: Chênh áp giữa không gian điều áp và nơi ở (Accommodation)

được đáp ứng bởi lối thoát hiểm được điều áp (đơn vị là Pascal, Pa).
l. Tiền sảnh đơn: một tiền sảnh mà không có cửa mở ra ngoài, ngoại trừ một cửa
mở đến cầu thang bộ hoặc cửa dẫn tới phòng ở. Lưu ý: một tiền sảnh có những cửa mở
Đồ án DHKK
Đồ án thiết kế và điều khiển hệ thống tạo áp cầu thang – Upload by o 23
tới toilet hoặc thang máy thì không phải là tiền sảnh đơn.
m. Hiệu ứng ống khói (Stack Effect): chênh lệch áp suất do chênh lệch nhiệt độ
của không khí bên trong và bên ngoài tòa nhà khi có những khe hở ở đỉnh và ở đáy ống
gió sẽ đẩy mạnh quá trình lưu thông dòng khí tự nhiên trong tòa nhà, không khí sẽ đi lên
khi nó ấm hơn và nó sẽ đi xuống khi nó lạnh hơn không khí xung quanh tòa nhà.

Hình 6: Hiệu ứng ống khói

Hình 7: Hiệu ứng của áp suất trung tâm trên dòng khí vào mỗi khu vực
Đồ án DHKK
Đồ án thiết kế và điều khiển hệ thống tạo áp cầu thang – Upload by o 24

Hình 8: Chênh áp của trục tòa nhà và bên ngoài gây ra bởi
hiệu ứng ống khói bình thường

Hình 9: Chênh áp gây ra bởi hiệu ứng ống khói
Đồ án DHKK
Đồ án thiết kế và điều khiển hệ thống tạo áp cầu thang – Upload by o 25

Hình 10: Hiệu ứng ống khói cho dòng khí qua tòa nhà vào mùa đông
2.2 Định hướng thiết kế.
Các bước cần thực hiện khi thiết kế hệ thống điều áp cho tòa nhà:
u Cân nhắc xem xét các đề xuất cho tòa nhà và chỉ ra những thay đổi về cách bố trí cấu
trúc của tòa nhà sẽ có thể hoặc cần thiết nếu dùng hệ thống điều áp.
v Xác định các không gian cần được điều áp và cân nhắc việc ảnh hưởng hay tác động

lẫn nhau của không gian được điều áp và không gian không được điều áp.
w Quyết định hệ thống nào được dùng trong trường hợp khẩn cấp: hệ thống một cấp hay
hai cấp và chọn mức điều áp thích hợp.
x Xác định tất cả các lối rò rỉ có thể thoát ra từ không gian điều áp và xác định tốc độ
dòng khí rò rỉ qua các phần chênh áp tương ứng.
y Xác định tổng lưu lượng của các không gian điều áp.
z Xác định tốc độ không khí qua mỗi cửa mở.
{ Lượng khí cấp xác định theo y và z phải được đo ở cuối ống gió trên mỗi không gian
điều áp. Các vị trí cuối ống gió nên được thảo luận với các kĩ sư hoặc các chuyên gia