Hệ thống chữa cháy Sprinkler

Hệ thống chữa cháy Sprinkler là hệ thống chữa cháy với đầu phun kín luôn ở chế độ thường trực, các vòi phun chỉ làm việc khi nhiệt độ môi trường tại đó đạt đến một giá trị làm việc nhất định. Vì vậy hệ thống Sprinkler chỉ có khả năng chữa cháy theo điểm trên một diện tích bảo vệ nhất định.

Dùng hệ thống này cho các cơ sở có mức độ nguy hiểm cháy thấp, nguy cơ cháy trung bình. Đặc điểm chính của hệ thống này là đường ống luôn chứa đầy nước và được duy trì ở một áp lực nhất định

Sơ đồ cấu tạo

Nguyên lý làm việc

Bình thường trong mạng đường ống luôn được duy trì một áp lực làm việc nhất định, áp lực này có được là do bơm bù tạo ra. Do điều kiện khách quan, luôn luôn có sự thất thoát nước. Khi đó áp lực trong hệ thống sẽ giảm chậm đến giá trị ngưỡng áp lực khởi động công tắc áp lực điều khiển bơm bù hoạt động, khi áp lực đạt đến ngưỡng làm việc ban đầu, bơm bù sẽ ngắt.

Khi có nhiệt độ tại nơi xảy ra cháy đạt đến ngưỡng làm việc của đầu phun, đầu phun vỡ ra và nước thoát ra làm giảm áp trong đường ống, khi áp lực giảm đến ngưỡng làm việc của công tắc áp lực điều khiển bơm chữa cháy, thì công tác này sẽ làm việc, thông qua trung tâm điều khiển sẽ khởi động máy bơm chữa cháy, đồng thời trung tâm phát ra tín hiệu báo động và trạng thái làm việc của các bơm.

Hệ thống chữa cháy tự động bằng khí

Hệ thống chữa cháy tự động bằng khí dùng để phun các chất khí không duy trì sự cháy vào đám cháy, những đám cháy xảy ra trong phòng kín, bởi vì nguyên lý dập tắt đám cháy bằng khí ở đây là làm ngạt, tức là làm giảm nồng độ oxy trong môi trường cháy đến mức không đủ khả năng duy trì sự cháy và khi đó đám cháy sẽ tự tắt.

Hệ thống chữa cháy tự động bằng khí có hiệu quả chữa cháy cao, thường dùng để chữa cháy các khu trung tâm điều khiển điện, tự động, viễn thông hoặc các khu vực mà chữa cháy bằng các chất chữa cháy khác như nước, bột, bọt gây nguy hiểm hoặc gây thiệt hại cho thiết bị tài sản trong khu vực đó.

Các loại khí chữa cháy: Khí tự nhiên CO2, N2, Ar, Xon khí(dẫn xuất halogen của hydro cacbon), hỗ hợp khí,

Hệ thống chữa cháy tự động bằng khí khởi động bằng hệ thống báo cháy tự động

Các thiệt bị chính của hệ thống

Trung tâm điều khiển chữa cháy tự động kết hợp giữa trung tâm báo cháy tự động và trung tâm điều khiển chữa cháy nhằm cung cấp năng lượng cho hệ thống hoạt động, tự động chuyển đổi và hiển thị chế độ làm việc, tạo tín hiệu báo cháy, điều khiển thiết bị ngoại vi, kiểm tra sự hoạt động bình thường của hệ thống

Hệ thống báo cháy: dùng khởi động hệ thống chữa cháy tự động bằng khí cũng được thiết kế theo các yêu cầu kỹ thuật theo quy định, và có các đặc điểm tương tự như hệ thống chữa cháy Dencher

Van mở cơ điện: là thiết bị có thể làm việc bằng điện hoặc bằng tay có nhiệm vụ kích hoạt mở van pittong của bình chứa khí mồi

Van lựa chọn khu vực chữa cháy: có nhiệm vụ lựa chọn khu vực phun khí vào đúng khu vực có cháy để đảm bảo chữa cháy có hiệu quả đồng thời giảm được lượng khí cần thiết dự trữ chữa cháy.

Bình chứa khí chữa cháy: lưu trữ lượng khí cần thiết để chữa cháy

Bình khí mồi có nhiệm vụ mở van lựa chọn khu vực và kích hoạt bình chứa khí chữa cháy làm việc.

Hộp nút ấn xả khí có nhiệm vụ điều khiển xả khí cưỡng bức bằng tay, thường được đặt ở các khu vực bảo vệ.

Hệ thống đường ống vòi phun khí có nhiệm vụ phân bố chất chữa cháy vào khu vực cháy để đảm bảo dật tắt đám cháy trong khoảng thời gian nhất định.

Nguyên lý hoạt động

Bình thường hệ thống ở chế độ thường trực, trung tâm điều khiển báo cháy và chữa cháy tự động sẽ hiển thị trạng thái làm việc của các thiết bị chính trong hệ thống.

Khi xảy ra cháy, các yếu tố môi trường cháy thay đổi kích thích đầu báo cháy làm việc. Nếu chỉ có một kênh báo cháy làm việc thì tại trung tâm điều khiển sẽ phát ra tín hiệu báo cháy và chỉ thị khu vực đang cháy, còn hệ thống phun khí chữa cháy chưa làm việc.

Nếu khi cả hai kênh báo cháy đồng thời làm việc thì trung tâm sẽ phát ra tín hiệu báo động, chỉ thi khu vực cháy. Đồng thời trung tâm điều khiển sẽ tự động chuyển sang chế độ xả khí, sau khoảng thời gian trễ nhất định, trung tâm điều khiển sẽ tạo ra tín hiệu điện đưa tới van mở cơ điện. Van mở cơ điện bị tác động sẽ kích hoạt mở bình khí mồi để đưa khí từ bình khí mồi theo đường ống kích thích mở van lựa chọn khu vực chữa cháy tương ứng và mở van pittong cổ bình khí chữa cháy. Khi đó khí chữa cháy từ bình chứa qua van pittong cổ bình, qua ống góp, qua van lựa chọn khu vực, qua hệ thống đường ống, qua vòi phun vào khu vực cháy.

Hệ thống cấp nước chữa cháy cho nhà cao tầng

Các phương pháp sử dụng nước chữa cháy cho các tòa nhà cao tầng.

Phương pháp thứ nhất, Sử dụng hệ thống bể tự chảy cung cấp cho các vòi nước sinh hoạt. Nước được lấy từ bể chứa của tầng hầm hoặc từ hệ thống cung cấp nước sinh hoạt của thành phố qua hệ thống đường ống cấp nước lên bể tự chảy.
Các bể tự chảy tùy vào chiều cao của ngôi nhà mà có thể là 1 hoặc 2 bể tự chảy có dung tích 20 - 150m3 sẽ theo đường ống sinh hoạt cung cấp nước cho từng căn hộ. Trong quá trình sử dụng khi nước ở các bể chứa áp lực bể chứa giảm xuống đến mức nhất định thì máy bơm sẽ hoạt động cung cấp nước bổ sung phần nước đã sử dụng sinh hoạt.

Phương pháp thứ hai, sử dụng bơm duy trì áp lực. Nước trong hệ thống đường ống cấp nước được duy trì ở một áp lực nhất định. Khi người dân sử dụng các vòi nước sinh hoạt, khi đó máy bơm sẽ tự động hoạt động cung cấp nước cho toàn bộ hệ thống đường ống. Như vậy trong đường ống luôn đầy nước và luôn bảo đảm áp lực nước cần thiết.

Hiện nay trong các nhà cao tầng người ta chủ yếu sử dụng phương pháp bể tự chảy là chính. Vì trong quá trình sử dụng phương pháp này sẽ giúp các nhà xây dựng giảm bớt giá thành của hệ thống cung cấp nước và tăng tuổi thọ của hệ thống máy bơm, đường ống, do máy có thời gian ngừng nghỉ và việc khởi động máy bơm ít sẽ giảm khả năng hỏng hóc của máy bơm và giảm thời gian tiêu  thụ điện của máy bơm. Tuy nhiên, việc sử dụng phương pháp trên có một số hạn chế chủ yếu trong việc cung cấp nước cho hệ thống chữa cháy do nước ở các bể tự chảy giảm, nếu xảy ra cháy trong thời gian đó sẽ không đủ nước cung cấp cho hệ thống chữa cháy tự động và chữa cháy vách tường. Ở điểm này, phương pháp bơm duy trì áp lực sẽ đảm bảo hơn, do mực nước trên bể được duy trì và nước được cung cấp liên tục vào hệ thống đường ống.

Sơ đồ hệ thống

Hệ thống cấp nước song song

Cùng với việc cung cấp nước sinh hoạt cho nhà cao tầng, một vấn đề cần đặt ra  là phải cung cấp nước đầy đủ trong trường hợp xảy ra cháy trong loại nhà này. Đây là vấn đề rất quan trọng trong thiết kế hệ thống cung cấp nước chữa cháy cho nhà cao tầng. Thực tế chứng minh rằng với cột áp tự do ở đầu lăng có đường kính 13mm để tạo ra bán kính tia nước đặc bằng 17m để chữa cháy, nước được truyền từ đường vòi với đường kính 51mm lên độ cao 45m cần duy trì cột áp của máy bơm là 90mcn. Khi chữa cháy các tòa nhà bằng xe chữa cháy không thể đảm bảo vì quá giới hạn cho phép của đường vòi và khó khăn trong việc vận hành máy bơm.
Để đảm bảo cho việc cung cấp nước chữa cháy cho nhà cao tầng, hệ thống cung cấp nước chữa cháy chia thành các khu vực cấp nước theo sơ đồ sau:
Sơ đồ hệ thống cung cấp nước chữa cháy song song
Sơ đồ cung cấp nước nối tiếp
Sơ đồ cung cấp nước chung

Cáp báo cháy nhiệt kiểu dây

Cáp báo cháy nhiệt kiểu dây: gồm các bộ phận: lớp polymer bên ngoài, lớp băng bảo vệ, lớp vỏ polymer nhạy cảm với nhiệt độ và lõi kim loại

- Vỏ polymer bên ngoài có nhiệm vụ bao bọc, bảo vệ cáp. Do lớp vỏ này luôn tiếp xúc trực tiếp với môi trường lắp đặt nên người ta thường lựa chọn loại polymer có khả năng chống lại hóa chất và tia cực tím. Với mỗi loại cáp báo cháy nhiệt khác nhau có lớp vỏ bên ngoài khác nhau để phù hợp với từng điều kiện, môi trường lắp đặt.

- Băng bảo vệ dưới lớp vỏ polymer bên ngoài là một lớp băng có nhiệm vụ cung cấp khả năng bao vệ bổ sung cho các dây dẫn bên trong của cáp.

- Vỏ polymer nhạy cảm với nhiệt độ có nhiệm vụ bọc cách điện cho các lõi kim loại. Khi nhiệt độ tác động vào cáp đạt tới ngưỡng làm việc sẽ làm cho lớp polymer tại vị trí đó thay đổi tính chất cách điện thành dẫn điện. Lúc này giữa các dây dẫn xảy ra hiện tượng ngắn mạch và tạo ra tín hiệu báo động.

- Lõi kim loại gồm một cặp dây dẫn được xoắn với nhau có nhiệm vụ tạo lực đàn hồi giữa chúng và tăng khả năng chống nhiễu bởi sóng điện từ EMI  hay sóng vô tuyến RFI. Ngoài ra lõi thép làm tăng độ bền vững cho cáp đồng thời với nhiều đặc tính độc đáo nó còn có thể báo được địa điểm xảy ra cháy.

Nguyên lý làm việc

Bình thường cáp báo cháy nhiệt được lắp đặt để tạo ra trên hệ thống một mạch điện khép kín, hai đầu dây cuối của cáp được lắp một điện trở. Ở chế độ thường trực luôn có một dòng điện chạy trong mạch để kiểm tra sự làm việc của các thiết bị. Trong trường hợp xảy ra hiện tượng hở mạch thì hệ thống sẽ chuyển sang trạng thái lỗi.

Khi xảy ra cháy, nhiệt độ môi trường tăng cao sẽ tác động vào cáp báo cháy nhiệt. Tại vị trí cáp có nhiệt độ đạt tới ngưỡng làm việc thì lớp polymer nhạy cảm nhiệt sẽ bị thay đổi tính chất cách điện thành dẫn điện làm giữa 2 lõi thép xảy ra hiện tượng ngắn mạch và tạo tín hiệu báo động trên hệ thống. Đồng thời trên bảng điều khiển sẽ thông báo vị trí xảy ra cháy.

Đầu báo cháy khói kiểu tia chiếu - đầu báo beam

Ở các khu vực có diện tích rộng, chiều cao lớn, việc lắp đặt các đầu báo cháy thông thường gặp nhiều khó khăn và khó phát hiện cháy do vùng không gian của vùng bảo vệ quá lớn. Vì thế đầu báo khói tia chiếu ra đời nhằm đáp ứng những đòi hỏi:
Cấu tạo
Hệ thống gồm một đầu phát phát ra chùm sóng hồng ngoại và một đầu thu hồng ngoại.

Nguyên lý chung
Thông thường đầu phát và đầu thu hồng ngoại được gắn trên tường, cột cách nhau từ 5 đến 100m trên cùng một trục thẳng. Bình thường đầu phát luôn tạo ra một chùm tia hồng ngoại theo phương thẳng góc với trục của đầu báo, chùm tia hồng ngoại này luôn được hướng về phía đầu thu. Dưới tác dụng của chùm tia này, phần mạch điện tử đầu thu sóng hồng ngoại luôn luôn làm việc(tương đương công tắc điện tử ở trạng thái đóng) trung tâm báo cháy không phát ra tín hiệu báo cháy.
Khi có cháy xảy ra, đám cháy sẽ tạo ra rất nhiều hạt khói, nồng độ khói xuất hiện và tăng ở khoảng không gian giữa đầu phát và đầu thu làm cho số lượng tia hồng ngoại đi từ đầu phát đến đầu thu giảm dần. Khi nồng độ khói của môi trường đặt giữa đầu phát và đầu thu đạt giá trị ngưỡng làm việc của đầu báo khói kiểu tia chiếu - đầu báo beam thì số lượng tia hồng ngoại giảm đến mức đủ nhỏ để khởi động đầu thu làm việc, dẫn đến kích hoạt trung tâm báo cháy hoạt động.
Mỗi đầu báo khói tia chiếu sẽ kết nối với một trung tâm báo cháy nhất định