Thiết kế hệ thống tăng áp cầu thang, hút khói hành lang

I. Hệ thống tăng áp cầu thang là gì? Hệ thống hút khói hành lang – bù gió là gì?

Hệ thống tăng áp cầu thang (tạo áp cầu thang), hút khói hành lang hoặc phòng tập trung đông người là các hệ thống được kích hoạt khi tòa nhà xảy ra cháy. Các hệ thống này có nhiệm vụ tạo và duy trì không gian sạch khói đủ lâu để người thoát nạn có thể nhanh chóng di chuyển về phía lối thoát nạn và thoát ra khỏi tòa nhà mà không bị ngạt khói. Các hệ thống tăng áp cầu thang, hút khói hành lang – bù gió sẽ hoạt động đồng thời với nhau và đảm bảo luồng gió tính toán phải đủ và di chuyển đúng theo mục đích thiết kế cho việc thoát nạn tránh đọng khói.

Hình 1: Hệ thống tăng áp cầu thang, hút khói – bù gió hành lang thoát nạn

Như trên hình 1 ta thấy khi xảy ra cháy, khói sinh ra tại tầng cháy sẽ được hút ra ngoài thông qua hệ quạt hút khói hành lang. Ngoài ra hệ quạt bù gió hành lang sẽ cung cấp gió bổ sung cho lượng không khí bị hút ra ngoài và chúng góp phần cấp oxi cho người khi thoát nạn. Đồng thời hệ thống tăng áp cầu thang hoạt động cấp gió vào buồng thang bộ thoát nạn tạo áp suất dương so với hành lang khiến cho khói không xâm nhập vào buồng thang bộ được và người thoát nạn từ các tầng trên và tầng có cháy có thể di chuyển xuống đất và ra ngoài an toàn mà không bị ngạt khói.

Ngoài ra khi thiết kế hệ thống hút khói hành lang – bù gió vẫn có thể chọn giải pháp kết hợp kiến trúc theo cơ chế tự nhiên để khói tự thoát ra ngoài qua các cửa sổ mở hoặc lỗ mở kiến trúc trên tường hành lang hoặc phòng.

Theo quy chuẩn QCVN 06:2022/BXD – Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về An toàn cháy cho nhà và công trình mục D.1.2 mô tả thêm các giải pháp chống khói cho nhà và công trình bao gồm:
– Phân chia, cô lập khói thành các vùng khói (bể khói)
– Thông gió tự nhiên khi có cháy
– Thông gió thoát khói: bao gồm hệ thống hút xả khói và cấp không khí chống khói theo cơ chế tự nhiên hoặc cơ chế cưỡng bức
– Tạo áp suất dương cho các khu vực cần chống nhiễm khói

Để hiểu rõ hơn về các hệ thống tăng tạo áp cầu thang, thông gió hút khói hành lang – bù gió chúng ta cùng xem thêm các nội dung bên dưới

II. Thiết kế hệ thống tăng áp cầu thang

1. Nguyên lý hệ thống tăng áp cầu thang

Khi nhận được tín hiệu báo cháy, báo khói. Quạt tăng áp sẽ hoạt động và cấp gió vào nhằm tạo áp suất dương cho các buồng thang bộ thoát nạn, sảnh đệm ngăn khói, sảnh thang máy PCCC từ 20 đến 50 Pa để ngăn khói.

Khi áp suất vượt quá 50 Pa van MD/ PRD sẽ mở ra để xả áp ra ngoài duy trì áp suất không gian điều áp luôn nhỏ hơn 50 Pa

Việc xả áp gió duy trì áp suất không vượt quá 50 Pa sẽ được thiết kế bằng 1 trong 2 phương pháp là van xả áp cơ PRD hoặc bằng vã xả áp điện MD kèm các đầu dò chênh áp được đặt trong không gian điều áp.

HÌnh 2: Nguyên lý thiết kế hệ thống tăng áp cầu thang theo QCVN 06

2. Phân loại hệ thống tăng áp cầu thang

Hệ thống tăng áp cầu thang với cùng một nguyên lý trong tòa nhà đó là tạo áp suất dương ngăn khói. Tuy nhiên trong một tòa nhà thì ngoài cầu thang bộ thoát nạn cần được thiết kế tăng áp cầu thang thì còn nhiều dạng không gian khác cũng được thiết kế dựa theo yêu cầu từ QCVN 06:2022/BXD. Một số không gian điển hình và phân loại như sau:

• Thang bộ không nhiễm khói N1

Đây là kiểu thang bộ có khoang đệm trước khi vào buồng thang được thiết kế có lỗ mở thông với ngoài trời giúp khói thoát tự nhiên ra ngoài và không xâm nhập vào thang bộ thoát nạn được.
Do đó thang N1 không cần thiết kế hệ thống tăng áp cầu thang.

• Tăng áp buồng thang bộ N2

Hinh 3: Thang bộ không nhiễm khói loại N2

• Tăng áp khoang đệm thang bộ N3

Hình 4: Buồng thang bộ và khoang đệm không nhiễm khói loại N3

• Tăng áp khoang đệm thang bộ N2

Hình 5: Khoang đệm của thang bộ không nhiễm khói loại N2

• Tăng áp sảnh chờ thang máy (tại các tầng hoặc hầm, bán hầm đỗ xe)

Xem hình 6 minh họa tại vị trí 1

• Tăng áp khoang đệm thang máy chữa cháy

Xem hình 6 minh họa tại vị trí 2

Thang máy chữa cháy là gì?

Theo Quy chuẩn QCVN 06:2022/BXD – Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về An toàn cháy cho nhà và công trình mục 1.4.62 thang máy chữa cháy là thang máy được lắp đặt chủ yếu để vận chuyển người nhưng được trang bị thêm các hệ thống điều khiển bảo vệ, thông tin liên lạc và các dấu hiệu để cho phép những thang máy đó được sử dụng dưới sự điều khiển trực tiếp của lực lượng chữa cháy đến được các tầng của nhà khi có cháy xảy ra.

Hình 6: Tăng áp sảnh chờ thang máy và khoang đệm thang máy chữa cháy

• Tăng áp giếng thang máy khách (khi không thể tăng áp sảnh thang máy)

Xem hình 7 minh họa tại vị trí 3

Hình 7: Tăng áp giếng thang máy

• Tăng áp các khoang đệm, sảnh khác theo Quy chuẩn QCVN 06:2022/BXD mục D10

3. Một số lưu ý quan trọng khi thiết kế hệ thống tăng áp cầu thang

• Lưu lượng không khí cấp tính toán phải đảm bảo áp suất dư từ 20 Pa đến 50 Pa
• Số cửa mở đồng thời khi cháy cho từng trường hợp không gian tăng áp cụ thể
• Vận tốc gió tính toán qua cửa mở không nhỏ hơn 1.3m/s
• Các đường ống và kênh dẫn không khí phải được chế tạo từ vật liệu không cháy đảm bảo giới hạn chịu lửa EI theo quy định từ QCVN 06:2022/BXD
• Vị trí các cửa lấy gió phải đảm bảo khoảng cách tối thiểu cho phép so với các cửa xả khói
• Tham khảo Quy chuẩn QCVN 06:2022/BXD – Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về An toàn cháy cho nhà và công trình mục D.11 đến D.13 để biết thêm chi tiết

III. Thiết kế hệ thống hút khói hành lang – bù gió

1. Nguyên lý hệ thống hút khói hành lang – bù gió

Khi nhận được tín hiệu báo cháy, báo khói. Quạt hút khói sẽ hoạt động và đồng thời van MFD thường đóng tại tầng cháy sẽ mở ra để hút khói cháy ra ngoài trong khi các van MFD tại các tầng khác vẫn đóng.

Bên cạnh đó hệ thống hút khói hành lang hoạt động thì hệ thống cấp gió bổ sung sẽ được kích hoạt tự động hoặc bằng tay thông qua hệ thống quạt cưỡng bức hoặc tự nhiên để bù gió bổ sung không khí bị hút ra ngoài.

Hình 8: Nguyên lý hệ thống hút khói hành lang hoặc phòng và bù gió

2. Phân loại hệ thống hút khói hành lang – bù gió

Hệ thống hút khói hành lang – bù gió được chia thành 2 loại chính đó là theo cơ chế tự nhiên và cơ chế cưỡng bức.

Theo Quy chuẩn QCVN 06:2022/BXD – Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về An toàn cháy cho nhà và công trình mục D.8 chú thích 1 và 2 định nghĩa như sau:
– Hệ thống hút xả khói theo cơ chế cưỡng bức là hệ thống hút xả khói, trong đó lực hút khói ra ngoài được tạo ra và duy trì bởi quạt hút.
– Hệ thống hút xả khói theo cơ chế tự nhiên là hệ thống hút xả khói, trong đó khói tự thoát ra ngoài nhà qua các lỗ mở trên kết cấu bao che của nhà theo các định luật vật lý tự nhiên.

Đối với hệ thống hút xả khói trong các tòa nhà thông thường gồm các không gian chủ yếu như sau:

• Hệ thống thông gió hút khói phòng tập trung đông người

Xem hình 9 minh họa tại vị trí 1

• Hệ thống thông gió hút khói hành lang thoát nạn

Xem hình 9 minh họa tại vị trí 2

Hình 9: Mặt bằng kiến trúc hành lang và phòng hút khói bù gió

• Hệ thống thông gió hút khói sảnh thông tầng hoặc hành lang tiếp giáp sảnh thông tầng

• Hệ thống thông gió hút khói gara để xe kín ngầm hoặc nổi

• Hệ thống thông gió hút khói cho các không gian khác theo Quy chuẩn QCVN 06:2022/BXD mục D.2

3. Một số lưu ý khi thiết kế hệ thống hút khói hành lang, phòng đông người và bù gió theo Quy chuẩn QCVN 06:2022/BXD – Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về An toàn cháy cho nhà và công trình

• Xác định rõ các khoang cháy và chiều cao PCCC để phân chia và tính toán các hệ thống thông gió hút khói.

Chiều cao PCCC là gì? (lưu ý chiều cao PCCC không phải chiều cao tòa nhà)

Theo Quy chuẩn QCVN 06:2022/BXD – Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về An toàn cháy cho nhà và công trình tại 1.4.9 thì chiều cao PCCC (không tính tầng kỹ thuật trên cùng) xác định như sau:
– Bằng khoảng cách lớn nhất tính từ mặt đường cho xe chữa cháy tiếp cận đến mép dưới của lỗ cửa (cửa sổ) mở trên tường ngoài của tầng trên cùng

Xem hình 10 minh họa ở trường hợp 1

– Bằng một nửa tổng khoảng cách tính từ mặt đường cho xe chữa cháy tiếp cận đến mặt sàn và đến trần của tầng trên cùng – khi không có lỗ cửa (cửa sổ)

Xem hình 10 minh họa ở trường hợp 2

Hình 10: Mặt cắt tòa nhà xác định chiều cao PCCC

• Vị trí đặt miệng gió hút khói và miệng bù gió đảm bảo theo quy định từ QCVN.
• Kích thước và diện tích lỗ mở trên tường ngoài khi áp dụng thông gió thoát khói tự nhiên đảm bảo theo quy định từ QCVN.
• Các đường ống và kênh dẫn không khí phải được chế tạo từ vật liệu không cháy đảm bảo giới hạn chịu lửa EI theo quy định từ Quy chuẩn QCVN 06:2022/BXD
• Quy định về vị trí các cửa xả khói và lấy gió bù phải đảm bảo khoảng cách tối thiểu cho phép từ QCVN.
• Tham khảo Quy chuẩn QCVN 06:2022/BXD – Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về An toàn cháy cho nhà và công trình mục D.4 đến D.9 để biết thêm chi tiết

IV. Kết luận

Các hệ thống hút khói hành lang, phòng đông người – bù gió và tạo áp cầu thang, bao gồm hệ thống thông gió hầm xe là những thành phần quan trọng trong hệ thống thông gió sự cố. Những hệ thống này đóng vai trò quan trọng trong quá trình thiết kế, vì chúng cần được trình duyệt và cấp phép bởi các cơ quan chức năng về phòng cháy chữa cháy.

Mặc dù không quá nặng về kiến thức phân tích như mảng điều hòa không khí và thông gió thông thường khi xét đến tối ưu năng lượng nhưng vì tính quan trọng của chúng nên đòi hỏi người kỹ sư thiết kế phải am hiểu thật rõ về các tiêu chuẩn, quy chuẩn thiết kế đang hiện hành. Ngoài ra người thiết kế phải thường xuyên cập nhật các quy định mới nhất và các công tác hướng dẫn từ cơ quan chức năng thẩm duyệt khi thiết kế dự án.

Qua bài viết này, hy vọng rằng các bạn có thể hiểu hơn về các hệ thống thông gió sự cố và tầm quan trọng của chúng trong công tác trình nộp hồ sơ thiết kế trong thực tế. Mặc dù còn rất nhiều vấn đề chưa thể đề cập rõ hết được, bài viết cũng mong muốn mang đến cho các bạn những kiến thức hữu ích khi áp dụng trong công việc thực tế.