tan gap caut hang

8/20/2019 Tan Gap Caut Hang

1/87

Đồ án DHKK

Đồ án thiết kế và điều khiển hệ thống tạo áp cầu thang – Upload by http://www.povn.info 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

r ất 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 tr ọng 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 tr ị 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!


2/87

Đồ án DHKK


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.


3/87

Đồ án DHKK


NHẬN XÉT

(Của giáo viên hướng dẫn)

……………………………………………………………………………………………

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

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………


4/87

Đồ án DHKK


NHẬN XÉT

(Của giáo viên phản biện)

……………………………………………………………………………………………

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

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………


5/87

Đồ án DHKK


Mục lục

Lời mở đầu .......................................................................................................................4

Bảng kí hiệu......................................................................................................................5Mục 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 ngh ĩa ..........................................................................................................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.....................................324.4 Phương phá p 4 – Điều áp toàn bộ tòa nhà ...............................................................32


6/87

Đồ án DHKK


5. Sự tương tác giữa các không gian điều áp .................................................................33

5.1 Các không gian điều áp được liên thông tr ực tiếp với nhau ....................................33

5.2 Các không gian điều áp không được liên thông tr ực tiếp với nhau ........................33

5.3 Mối quan hệ giữa hệ thống điều áp trong trường hợp khẩn cấp và hệ thống điều hòakhông 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 r ò r ỉ 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 r ỉ qua cửa sổ ........................................................................................................70

3.2 Cung cấp sự thông gió đặc biệt cho các mặt ngoài của tòa nhà ...............................70

3.3 Các tr ục 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..........................................................................................724.2 Điều áp các tiền sảnh ................................................................................................72


7/87

Đồ án DHKK


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 tr ình thiết kế .......................................................................752. 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 r ò r ỉ cho không gian điều áp ........................................................................95

2.7 Dung sai có thể chấp nhận được trong mức điều áp ................................................952.8 Đo đạc dòng khí qua cửa mở ....................................................................................95


8/87

Đồ án DHKK


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 ..................................................................................................................97Bảng phụ lục .................................................................................................................98


9/87

Đồ án DHKK


DANH MỤC CÁC BẢNG VÀ HÌNH

Bảng 1.1 Bảng so sánh các tiêu chuẩn về điều áp của các quốc gia ................................21Bảng 1.2 Các mức áp suất điều áp ....................................................................................37

Bảng 1.3 Giá tr ị của (P)1/ N cho N = 2 và N = 1.6............................................................39

Bảng 4: Diện tích r ò r ỉ xung quanh cửa ...........................................................................42

Bảng 5: Lưu lượng r ò r ỉ qua cửa chính ............................................................................42

Bảng 6: Lưu lượng r ò r ỉ qua cửa sổ..................................................................................43

Bảng 7: Giá tr ị của hệ số F cho kích thước của lỗ thông gió khác nhau..........................45Bảng 8: Giá tr ị 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 cùngmức điều áp: 2 cửa của tiền sảnh ( cầu thang/ tiền sảnh và tiền sảnh/ nơi ở) được mở tr ên

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 r ò r ỉ xung quanh cửa .........................................................................67

Bảng 15: Tổng chiều dài nhỏ nhất của khe hở cửa sổ ( mỗi tầng) đáp ứng thông gió chođiều 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 r ò r ỉ qua các cửa chính .....................98

Bảng 19: Bảng D2 BS 5588 4 – 1998: lưu lượng r ò r ỉ qua cửa sổ ..................................99

Bảng 20: Bảng D3 BS 5588 4 – 1998: lưu lượng r ò r ỉ qua tường và tr ần .....................100


10/87

Đồ án DHKK


Danh mục các h ình

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 ....................................................................17Hình 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 tr ên 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 k hói bằng hệ thống HVAC......................................................35

Hình 16: Các phần r ò r ỉ ..................................................................................................40

Hình 17: Từng bước kết hợp các phần r ò r ỉ dạng nối tiếp và song song ......................41

Hình 18: Sơ đồ r ò r ỉ từ cửa thang máy ...........................................................................46

Hình 19: Sơ đồ dòng khí theo các điều kiện cho trong bảng 12 ....................................51



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


11/87

Đồ án DHKK


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 ..........................................................................65Hình 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 ...................................................76Hình 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


12/87

Đồ án DHKK


Bảng kí hiệu:

Ad: Diện tích r ò r ỉ của một cửa thang máy (m2).

AD: Diện tích rò r ỉ của các cửa đóng giữa tiền sảnh và cầu thang (m2).

AE: Diện tích r ò r ỉ không khí từ không gian điều áp (m2

).AF: Tổng diện tích r ò r ỉ giữa trục thang máy và các không gian không được điều áp (m

2).

AG: Diện tích r ò r ỉ qua cửa (m2)

AL: Tổng diện tích rò r ỉ qua mỗi hành tiền sảnh (m2).

At: Tổng diện tích r ò r ỉ giữa các tiền sảnh và tr ục thang máy (m2).

AX: Diện tích nhỏ nhất của nhánh ống gió hút (m2)

F: Hệ số phụ thuộc vào kích thước của lỗ thông gió tr ên tr ục thang máy. H: Cột áp (Pa), (mkk)

K: Hệ số phụ thuộc vào tỉ số Ax/AG

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 tr ục thang máy - Hệ số r ò r ỉ.

nS: Số tiền sảnh được điều áp mở vào trong cầu thang bộ. P: Chênh áp (Pa).

Q: Lưu lượng khí (m3/s)

QB: Lưu lượng r ò r ỉ qua cửa (m3/s)

Qc: Lượng khí r ò r ỉ qua một cửa thang máy riêng biệt (m3/s).

Qd : Lượng không khí r ò r ỉ từ một tiền sảnh qua một cửa thang máy (m3/s).

QF: Tổng lưu lượng vào trong tr ục thang máy (m3

/s).QG: Lưu lượng r ò r ỉ vào trong toilet hoặc các không gian khác (m

3/s).

QL: Lượng khí cấp bằng ống gió tới một tiền sảnh được điều áp.

QT : Lưu lượng tổng vào cầu thang bộ từ các tiền sảnh được điều áp khi tất cả các cửa đều

đóng. : Hiệu suất


13/87

Đồ án DHKK



14/87

Đồ án DHKK


CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN VỀ TĂNG ÁP CẦU THANG


15/87

Đồ án DHKK


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 k ì 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 t ìm 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 tr ì 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 t ài 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


16/87

Đồ án DHKK


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 k hông 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 tr ên mái. Khi có tín hiệu báo cháy, van khói tại tầng bị


17/87

Đồ án DHKK


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.


18/87

Đồ án DHKK


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 tr ở 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).


19/87

Đồ án DHKK


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

Hình 5: Hệ thống điều khiển khói dùng áp suất dương


20/87

Đồ án DHKK


CHƯƠNG 2:

CƠ SỞ LÍ THUYẾT TÍNH TOÁN

HỆ THỐNG TĂNG ÁP CẦU THANG


21/87

Đồ án DHKK


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 MaxTốc độ không khí

qua cửa Số cửa mở hiệu quả

BS 55884 - 1978 50 60 0.75 m/s

1 ( 2 cửa tr ên tầng bịcháy)U.K

BS 55885 - 1991

Không liênquan

2 m/s3 ( 2 cửa tr ên tầng bị

cháy)( Cửa thoát hiểm vàcửa thang máy)

Australia AS 1668 - 1 50 110 1 m/s3 (2 cửa tr ên 2 tầng)

( cửa thoát hiểm)

Singapore CP 13 50 110 1 m/s3 (2 cửa tr ên 2 tầng)

( cửa thoát hiểm)

Canada N.B.C.C

1990

Không đề

cập

4.72 m3/s + 0.094

m

3

/s cho mỗi tầng

4 (2 cửa tr ên 3 tầng)

( cửa thoát hiểm) UBC 1988 37 - Không đề cập Không đề cập

U.S.A N.F.B.A(92A) 1988

Lênđến45

133 Không đề cập Không đề cập

Thoát hiểm ở cáccầu thang bộ 0.75

m/s

1 (hệ thống loại A & C) 2 (hệ thống loại D) 3 (hệ thống loại E)

U.KBS 55884 - 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.


22/87

Đồ án DHKK


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 quanhững 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 k ênh, mương có

sẵn. e. Diện tích rò rỉ: diện tích của phần không khí r ò r ỉ thông thường được đo trực

tiếp từ lưu lượng của không khí và thường hòa nhậ p 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 tr ì ở giá trị cao (mức cao) hơn các nơi còn lại trong tòa nhà bởi hệ thống cấp

khí tr ực 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 tr ì áp lực không khí trong lối thoát hiểm cao hơn những nơi liền

k ề 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


23/87

Đồ án DHKK


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 tr ình lưu thông dòng khí tự nhiên trong tòa nhà, không khí sẽ đi lênkhi 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 tr ên dòng khí vào mỗi khu vực


24/87

Đồ án DHKK


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


25/87

Đồ án DHKK


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 r ò r ỉ có thể thoát ra từ không gian điều áp và xác định tốc độ

dòng khí rò r ỉ 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 vàz phải được đo ở cuối ống gió tr ên mỗi không gian

điều áp. Các vị trí cuối ống gió nên được thảo luận với các kĩ sư hoặc các chuyên gia


26/87

Đồ án DHKK


thích hợp.

| Công suất của quạt và kích thước của ống nên được quyết định bởi các kĩ sư có kinh

nghiệm. Vị trí của các miệng lưới lấy gió vào nên được sự đồng ý của các kiến trúc sư.

} Lối thoát của không khí được điều áp từ tòa nhà nên được cân nhắc và có phương phápthích hợp cho việc thông gió đặc biệt.

~ Hoạt động của hệ thống và vị trí của các cảm biến khói (nếu có/ nếu cần thiết) nên

được cân nhắc.

~u Về các diện tích r ò r ỉ được giả định thì nên được cho bởi các kiến trúc sư và nhắc

nhở họ rằng các diện tích đó phải đạt được khi tòa nhà hòa thành.

~v Quá trình đo đạc nên theo lí thuyết để thích hợp với quá tr ình lắp đặt khi tòa nhàhoàn thành.

3. Tổng quan về tòa nhà.

3.1 Những nguyên tắc chung của sự điều áp: Những không gian được điều áp

đó là những lối thoát hiểm cần được bảo vệ. Nó gồm có (những) cầu thang bộ, những tiền

sảnh và trong một vài trường hợp có cả các hành lang. Một hoặc nhiều không gian đó sẽ

được điều áp và nguyên tắc chung đó là khói sẽ chỉ được điều khiển thích hợp cho nhữngkhông gian nào mà nó được điều áp. Như vậy, khu vực nào có khói xâm chiếm thì được

ngăn cản sẽ xác định được những không gian được điều áp.

3.2 Hệ thống điều áp một cấp hoặc hai cấp (single – stage or Two – stage

system): hệ thống điều áp được thiết kế có thể chỉ hoạt động trong trường hợp khẩn cấp,

nó được gọi là hệ thống một cấp (single – stage system). Hoặc hệ thống điều áp sẽ hoạt

động liên tục ở mức thấp và nó có thể sáp nhập với hệ thống thông gió bình thường với

sự cấp k hí ở mức cao vào hệ thống điều áp để đưa không khí vào hoạt động trong trường

hợp khẩn cấp. Nó được gọi là hệ thống hai cấp (two – stage system).

Hệ thống hai cấp được đánh giá chung là thích hợp hơn bởi vì các thiết bị đo

lường cho việc bảo vệ (các cảm biến khói và nhiệt) thì luôn hoạt động và vì thế bất k ì

nguồn khói nào lan ra từ ngọn lửa của tầng bị cháy đều được ngăn chặn. Tuy nhiên,

phương pháp một cấp cũng sẽ được áp dụng trong một số trường hợp đặc biệt.


27/87

Đồ án DHKK


3.3 Vật liệu dễ cháy trong việc bảo vệ lối thoát hiểm: điều này r ất quan trọng

bởi vì bất k ì một cầu thang bộ, tiền sảnh hoặc hành lang nào cũng đều chứa hoặc có khả

năng chứa chất dễ cháy, nó sẽ làm phát sinh ra lửa.

3.4 Sự chuyển động của khói trong tòa nhà:Khi có lửa cháy, khói sẽ được tạo ra và lan đi do những tác động sau:

a) Hơi nóng sinh ra từ tầng hỏa hoạn: Bên trong khu vực bị cháy tạo ra khói,

hiển nhiên là khói sẽ lan ra và bay lên làm cho mật độ khói ở đây giảm xuống. Khói sẽ

theo các k ết cấu xây dựng của tòa nhà lan nhanh vào những tầng trên nếu có những khe

hở hoặc do cửa được mở. Chênh áp điển hình gây ra bởi khói và khí nóng tạo ra từ đám

cháy rò r ỉ qua những lỗ hổng tại đỉnh của cửa và không khí nguội sẽ vào bên trong xuyên

qua những lỗ hổng tại chân cửa.

Hình 11: Chênh áp bên trong và bên ngoài cửa khi có cháy

b) Sự dãn nở do nhiệt của khí nóng tạo ra trong khu vực hỏa hoạn: Sự giãn nở

không khí trong không gian có đám cháy có thể làm tăng áp suất trong không gian đó.

c) Hiệu ứng đối lưu suốt cả tòa nhà: Vào mùa đông, không khí tr ong nhà ấm

hơn và loãng hơn không khí ngoài trời. Tính chất của không khí ấm là bay lên, vì vậy

một độ chênh lệch được tạo ra, không khí bên trong nhà sẽ thoát ra ngoài qua những khe

hở ở phía tr ên và không khí lạnh sẽ vào bên trong nhà qua những khe hở ở bên dưới.

Trong mùa hè, không khí bên trong nhà có vẻ mát hơn bên ngoài và mọi việc có thể diễn

ra theo hướng ngược lại, không khí nóng bên ngoài sẽ vào từ phía tr ên và không khí mát

ở trong nhà sẽ đi ra ngoài từ phía dưới. Trong mọi trường hợp, một mặt tr ung gian sẽ

được hình thành và độ chênh lệch áp suất bên ngoài và bên trong ở đây là bằng nhau.


28/87

Đồ án DHKK


d) Áp lực gió: Khi gió thổi vào các cạnh của tòa nhà thì nó bị cản lại nên nó tạo

nên áp lực lên mặt tòa nhà có gió thổi trực tiếp đó. Cùng lúc đó, cơn gió bị đổi hướng và

tăng tốc ở cạnh bên cùng với mái nhà tạo nên gió xoáy ở góc khuất của tòa nhà gây nên

sự tuột áp cục bộ, tạo nên lực hút vào vùng này. Khi tốc độ gió lớn hơn thì lực hút cànglớn hơn. Hiệu ứng chính của lực hút này là tạo ra một áp lực nằm ngang xuyên qua không

khí tòa nhà từ mặt hướng gió đến mặt khuất gió. Nếu tòa nhà được xây dựng với mục

đích tận dụng hiệu ứng này thì r ất đáng quan tâm. Nếu các kết cấu của tòa nhà bị xây

dựng lỏng lẻo, ví dụ như các cửa và cửa sổ có thể mở ra được, thì hiệu ứng sẽ r õ ràng

hơn. Ví dụ như trong lức hỏa hoạn nếu cửa sổ ở phía có gió của tòa nhà được mở, gió sẽ

làm cho khói bắt buộc phải đi xuyên qua tòa nhà theo phương ngang hoặc trong một số

trường hợp là thẳng đứng. Cho nên, khó mà có thể dự doán đúng được áp lực có thể diễn

ra bên ngoài hoặc bên trong tòa nhà.

Hình 12: Các tác động của gió lên tòa nhà


29/87

Đồ án DHKK


e) Hệ thống HVAC: Hệ thống HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning

System) có thể là hệ thống phụ hoặc là hệ thống điều khiển khói chính của một số tòa

nhà.

Hình 13: Hệ thống HVAC

4. Các phương pháp điều áp.

4.1 Phương pháp 1 - Chỉ điều áp cầu thang bộ: việc bảo vệ theo phương pháp

này thì hoàn toàn bị giới hạn trong phần thẳng đứng của lối thoát hiểm. Phương pháp nàychỉ thích hợp với những tòa nhà mà ở đó việc điều khiển khói là không cần thiết cho các

phần nằm ngang trong lối thoát hiểm ở mỗi tầng của tòa nhà. Thông thường nó chỉ được

dùng khi cầu thang bộ thì gần như sát nơi ở (Accommodation) hoặc chỉ qua một tiền sảnh

đơn. Như định nghĩa ở phần 2.1 thì tiền sảnh này không nên là lối vào cho thang máy

hoặc những phòng khác (ví dụ như toilet…), đó có thể là một đường r ò r ỉ đáng kể.

Tiền sảnh đơn có thể được qui định để hoàn toàn bảo vệ lửa cho cầu thang bộ, nó

sẽ phục vụ cho việc giảm hiệu quả của một cửa được mở tới cầu thang được điều áp. Tiền


30/87

Đồ án DHKK


sảnh đơn này không nên được thông gió vì trong tr ường hợp hỏa hoạn nó sẽ được tự động

điều áp bằng dòng khí ra khỏi cầu thang bộ.

Hình 14: Chỉ điều áp cầu thang bộ

Trong suốt giai đoạn khẩn cấp lúc hỏa hoạn thì tất cả các cầu thang bộ có liên

quan đến tiền sảnh, hành lang hoặc nơi ở đều được bảo vệ và đồng thời nó cũng được

điều áp.


31/87

Đồ án DHKK


4.2 Phương pháp 2 – Điều áp cho (các) cầu thang bộ và tất cả hoặc một phần của lối

thoát nằm ngang.

Trong các tòa nhà, ở mỗi tầng đều có các thành phần nằm ngang trong lối thoát

hiểm nên điều áp cả tiền sảnh và nếu có thể thì cả hành lang.Trong suốt giai đoạn khẩncấp khi có hỏa hoạn thì tất cả (các) cầu thang và các tiền sảnh/hành lang đều được bảo vệ

và được điều áp liên tục.

4.2.1 Điều áp cầu thang và tiền sảnh: nếu một tiền sảnh ngăn cách

cầu thang bộ với nơi ở, ngoại trừ tiền sảnh đơn th ì tiền sảnh này nên được điều áp độc lập

với cầu thang bộ. Nó nên được điều áp bằng một nguồn cấp không khí riêng biệt với

nguồn cấp khí cho cầu thang bộ. Áp suất ở tiền sảnh nên bằng hoặc nhỏ hơn áp suất trong

cầu thang bộ (nhưng không nhỏ hơn 5 Pa). hình 15 - 1 trình bày ví dụ về sự điều áp độc

lập của cầu thang bộ và tiền sảnh thang máy và chỉ r õ hiệu quả của một cửa mở.

Hình 15 - 1: Điều áp cầu thang bộ và tiền sảnh thang máy

4.2.2 Điều áp cầu thang, tiền sảnh và hành lang: Nếu tiền sảnh

mở vào hành lang có thật (có khả năng chịu lửa trong 30 phút) mà nó là một phần của lối

thoát hiểm được bảo vệ. Những ưu điểm của hệ thống điều áp có thể được mở rộng để

bao gồm cả hành lang và điều khiển khói ra khỏi nơi ở, văn phòng hoặc dãy phòng. Để

làm được điều này thì một hệ thống cấp khí độc lập được cung cấp tới hành lang và áp

suất ở đây nên nhỏ hơn hoặc bằng áp suất trong tiền sảnh nhưng không nhỏ hơn 5 Pa.


32/87

Đồ án DHKK


Có một số khó khăn cho sự mở rộng phạm vi điều áp này là nếu hành lang có

nhiều cửa (hoặc nhiều lối r ò r ỉ khác) thì khí cấp cần phải lớn và các cửa cần phải tự động

đóng lại và mỗi nơi không được điều áp mở vào hành lang nên có rò r ỉ tương ứng để

không khí ra ngoài.4.3 Phương pháp 3 – chỉ điều áp tiền sảnh và/hoặc hành lang: trong một vài

tòa nhà thì nó sẽ cần thiết, có thể vì lí do cấu trúc (như là khó khăn trong việc sắp xếp các

ống gió cho các hệ thống điều áp độc lập) để cho phép cầu thang bộ được điều áp bằng hệ

thống khí mà các khe hở vào trong nó từ các tiền sảnh và hành lang được điều áp. Nếu

việc thiết kế là chính xác thì điều này có thể là một phương pháp thích hợp, nhưng trong

một vài trường hợp thì có thể nhận thấy r ằng tổng lượng khí cấp cần thiết chỉ để điều áp

tiền sảnh có thể lớn hơn mức cần thiết nếu cầu thang bộ và tiền sảnh được điều áp độc

lập.

Trong phương pháp này thì cầu thang bộ không nên được thông gió lâu dài ngoại

tr ừ các khe hở cần thiết cho việc tính toán số cửa mở. Tất cả các tiền sảnh và/hoặc hành

lang được điều áp tr ên tất cả các tầng của tòa nhà nên được điều áp trong trường hợp

khẩn cấp.

4.4 Phương pháp 4 - Điều áp toàn bộ tòa nhà (không khuyến cáo/không đề

nghị): những thiết kế cho việc chênh áp không được triển khai trong tòa nhà nhưng

không khí được đưa vào theo lối mà toàn bộ toàn nhà được nâng cao áp suất để áp suất

trong tòa nhà cao hơn bên ngoài. Trong trường hợp có hỏa hoạn thì dòng không khí được

cài đặt để chống lại dòng khói bằng những khe hở thông gió tr ên tầng bị cháy. Hệ thống

này được đề nghị cho những tòa nhà mà sự phân chia nội bộ bên trong là những lổ hở mà

một phần không gian điều áp khác không thể có ( như các cầu thang bộ và các tiền sảnh).

Để thiết kế chi tiết cho loại hệ thống này bao gồm vị trí, sự r ò r ỉ không khí từ

tường ngoài thì đã được qui định. Nếu sự r ò r ỉ này là đáng kể thì lượng không khí lãng

phí sẽ cao.

Điều ấn tượng của hệ thống điều áp này là toàn bộ tòa nhà hoàn toàn dựa vào

những khe hở thông gió chỉ tr ên tầng bị cháy. Sự thông gió ở trong có thể là nguyên nhân

lan tỏa của khói đến những phần khác của tòa nhà. Trong tr ường hợp, có một cửa đượcmở ở cầu thang bộ có thể là nguyên nhân làm cho nó bị đầy khói. Do đó, nếu hệ thống


33/87

Đồ án DHKK


này được dùng thì các cửa/van chặn khói phải được lắp đặt. Vì những lí do này mà hệ

thống điều áp cho toàn bộ tòa nhà không được khuyến cáo sử dụng trong bộ luật này.

5. Sự tương tác giữa các không gian điều áp.

Trong một tòa nhà, đặc biệt là các tòa nhà r ộng, có thể có một vài không gianđược điều áp. Chúng có mối liên hệ trực tiếp với nhau hoặc chúng có thể bị ngăn cách

bởi các không gian không được điều áp có diện tích rộng lớn nên sự có mặt của một vài

không gian được điều áp trong tòa nhà thường thì không tạo nên vấn đề lớn.

5.1 Các không gian điều áp được liên thông trực tiếp với nhau: điều kiện này

sẽ xuất hiện khi các cầu thang bộ và các tiền sảnh (có khi là cả hành lang) cũng được điều

áp, nó sẽ được áp dụng trong một vài tòa nhà. Như mục đích thiết kế của hệ thống thì nên

đảm bảo r ằng dòng khí sẽ đi từ cầu thang bộ qua tiền sảnh qua hành lang (nếu có/nếu

được thiết kế) vào trong nơi ở (Accommodation) khi có lửa xảy ra ở đó. Cho nên tất cả

các không gian được điều áp liên thông với nhau đều được duy tr ì ở cùng một áp suất

được cho trong bảng 3 tùy thuộc vào độ cao của tòa nhà.

Nếu có chênh áp giữa các không gian được điều áp liền kề nhau thì nó nên nhỏ về

diện tích và không nên chênh áp quá 5 Pa. Không gian được điều áp gần nơi ở nhất nên

được giữ áp suất thấp nhất. Trong điều kiện thiết kế này thì khi có một cửa của cầu thang

bộ được mở vào không gian không được điều áp thì nó được đánh giá là đã gây ra sự cố

tạm thời trong thời gian ngắn làm cho áp suất trong cầu thang bị giảm xuống bằng với áp

suất tiền sảnh nhưng áp suất điều á p trong tiền sảnh vẫn được duy tr ì không đổi, đủ để

dòng khí đi về phía có đám cháy.

5.2 Các không gian điều áp không có sự liên thông trực tiếp:trường hợp này

xảy ra khi một tòa nhà có từ hai hoặc nhiều hệ thống thoát hiểm được điều áp cùng mở

vào trong các nơi ở không được điều áp.

Có một vấn đề xảy ra hay một sự hạn chế phụ đó là mỗi một hệ thống thoát hiểm

nên có một hệ thống điều áp riêng biệt cho nó và các nơi ở nên có diện tích r ò r ỉ đủ lớn

để đảm bảo rằng không khí được điều áp có thể thoát ra ngoài qua các khe hở đó. Điều

kiện thỏa mãn cho tr ường hợp này là các không gian được điều áp trong tòa nhà sẽ không

có khả năng ảnh hưởng lẫn nhau.


34/87

Đồ án DHKK


5.3 Mối quan hệ giữa hệ thống điều áp trong trường hợp khẩn cấp và hệ

thống điều hòa không khí bình thường: Mục đích của hệ thống điều áp là thiết lập điều

kiện dòng khí trong tòa nhà để ngăn cản sự di chuyển của khói về phía hoặc qua cửa của

lối thoát hiểm. Điều này được thực hiện bằng cách duy tr ì lối thoát hiểm ở trạng thái ápsuất cao hơn nơi xảy ra cháy bằng việc cấp khí tươi nhờ các quạt cưỡng bức và thêm vào

đó là phải có các khe hở để thoát khói ra khỏi tòa nhà tại những vị trí có thể nhận biết

được.

Hệ thống điều hòa không khí bình thường nên cách xa lối vào của lối thoát hiểm

với lượng khí được hút ra hoặc tuần hoàn ở những điểm riêng biệt với lối vào lối thoát

hiểm.

Nếu hệ thống điều áp là hai cấp thì nó có nét đặc trưng không đổi là luôn duy trì

lối thoát hiểm một áp suất không đổi và hệ thống điều hòa không khí bình thường ăn

khớp với nhau để làm cho dòng khí cách xa lối thoát hiểm. Nếu là hệ thống điều áp một

cấp thì nó chỉ hoạt động trong trường hợp khẩn cấp cho nên sự tương tác của nó với hệ

thống điều hòa không khí bình thường là không rõ ràng nhưng nó được khuyến cáo làm

cơ sở cho việc tính toán thiết kế hệ thống điều áp.

Một hệ thống điều hòa không khí dùng cho hành lang hoặc trần giả của hành lang

như là một hệ thống thải gió thì không nên dùng chung với hệ thống điều áp ngoại trừ

trường hợp đặc biệt để thải khí trong trường hợp có cháy. Trong trườ ng hợp này, hệ

thống điều hòa không khí bình thường có thể đưa khói vào trong hành lang, đó là lí do

không an toàn về lửa nếu không có hệ thống điều áp trong tòa nhà.

Sự hòa nhập của hệ thống khẩn cấp và hệ thống điều hòa không khí bình

thường: Hệ thống điều hòa không khí bình thường và hệ thống điều áp nên được xử lí

như là một phần không thể thiếu trong tính toán thiết kế hệ thống. Điều này d ĩ nhiên là

cần thiết cho hệ thống điều áp hai cấp, nó sẽ giảm mức áp suất trong suốt thời gian bình

thường. Vì thế lưu lượng không khí và sự di chuyển của không khí được đưa vào hệ

thống thông gió bình thường.

Trong trường hợp điều áp khẩn cấp thì nó được đưa vào trong hoạt động của hệ

thống điều hòa không khí bình thường như sau:


35/87

Đồ án DHKK


Nên dừng hệ thống tuần hoàn không khí và hệ thống thải khí bằng các van thích

hợp.

Nên dừng hệ thống cấp khí tới các nơi ở (Accommodation).

Hệ thống thải thải khí có thể tiếp tục hoạt động, miễn là:1. Vị trí các miệng hút không hướng về phía lối vào của lối thoát hiểm.

2. Cấu tr úc của ống gió và của quạt không bị ảnh hưởng bởi khói và khí

nóng.

3. Không có nguy hiểm của việc lan tỏa khói sang các tầng khác bởi những

lối nhỏ của hệ thống hút gió và đảm bảo rằng các quạt hút luôn hoạt động và vì thế vị trí

của chúng và các nguồn cấp điện phải được bảo vệ.

Hình 15 -2: Điều khiển khói bằng hệ thống HVAC.

Tín hiệu để bắt đầu kích hoạt cho tất cả các thay đổi trong hệ thống điều hòakhông khí nên đến từ cùng một nguồn nào mà làm cho hệ thống điều áp khẩn cấp hoạt

động. Cảm biến phát hiện khói trong ống gió của hệ thống điều hòa không khí không

được dùng cho mục đích này bởi vì khói loãng sẽ xuất hiện trong một vài tầng dùng

chung hệ thống này. Đây là nguyên nhân chậm trễ cần phải điều chỉnh lại để hệ thống

điều hòa không khí hoạt động trong trường hợp có cháy.


36/87

Đồ án DHKK


6. Hệ thống điều áp.

6.1 Các thiết lập cơ bản.

Thiết kế cơ bản: tiêu chuẩn được thiết lập cơ bản là hệ thống điều áp

phải luôn giữ cho khói cách xa lối thoát hiểm. Để làm được điều này thì lối thoát hiểm phải được duy tr ì một áp suất dương và lượng không khí rò r ỉ từ các nơi ở phải đủ để

thoát khói ra ngoài.

Chênh áp: nó được thiết lập bằng cách duy tr ì liên tục việc cấp khí tươi

được cung cấp bởi quạt cưỡng bức vào không gian điều áp.

Không gian được điều áp: Tòa nhà cần có các không gian điều áp nên sẽ

có một lượng không khí r ò r ỉ qua các bề mặt ngoài nhất là các cửa chính và cửa sổ, trực

tiếp r ò r ỉ qua kết cấu của tòa nhà, qua ống gió của hệ thống điều hòa không khí và nhiều

nơi khác nữa. Nếu chênh áp được duy trì giữa không gian điều áp và các khu vực liền kề

thì không khí sẽ chảy thành dòng qua các lối r ò r ỉ đó.

6.2 Nguyên tắc chung: nguyên tắc quan trọng cần phải r õ là duy trì áp suất ở

không gian A cao hơn áp suất ở không gian B. Các không gian đó được liên thông với

nhau chỉ qua sự r ò r ỉ của các cửa được đóng lại, cho nên không gian B phải có lối r ò r ỉ để

mà duy trì chênh áp giữa A và B. Nếu B không có lối r ò r ỉ không khí thì khói trong lửa từ

B chắc chắn sẽ lan tr àn qua A.

6.3 Những thành phần của một hệ thống điều áp:

a. Quạt cấp khí tươi qua hệ thống ống gió đến các không gian được điều áp

như cầu thang bộ, tiền sảnh, hành lang.

b. Lối r ò r ỉ không khí từ mỗi không gian điều áp.

c. Lối r ò r ỉ không khí từ mỗi nơi ở.

Để thiết kế hệ thống điều áp cho tòa nhà thì tất cả các yếu tố đó phải được xác

định.

6.4 Chênh áp.

a. Hệ thống điều áp một cấp hoặc hai cấp: Hệ thống điều áp một cấp chỉ

được áp dụng khi có cháy xảy ra và trong hệ thống hai cấp thì ở mức thấp luôn được duy

trì trong suốt thời gian hoạt động và chỉ tăng lên mức khẩn cấp khi có cháy xảy ra. Mức


37/87

Đồ án DHKK


điều áp khẩn cấp của hệ thống một cấp hay hai cấp đều giống nhau và nó sẽ phụ thuộc

vào độ cao và vị trí của tòa nhà.

b. Các mức điều áp được dùng: các mức điều áp dùng trong thiết kế cho

bất k ì không gian điều áp trong tòa nhà nào cũng không nên nhỏ hơn mức thích hợp đượccho trong bảng 2 (hoặc lớn hơn 60 Pa) với tất cả các cửa của không gian được điều áp

đều đóng và tất cả các cửa của tiền sảnh đơn đều đóng.

Chú ý:

1. Các tòa nhà được dùng cho những trẻ em, những người già hoặc những người bị

tật nguyền thì cần phải có sự suy xét đặc biệt để đảm bảo rằng những người đó vẫn có thể

mở được cửa mặc dù vẫn có lực tạo ra do chênh áp.

2. Lực có thể đẩy được cửa mở sẽ được giới hạn bởi sự ma sát giữa giày và sàn và

nó có thể cần thiết để tránh sự trơn trượt ở gần cửa mở vào không gian điều áp của tòa

nhà nào mà có tr ẻ em hiện diện.

3. Cơ cấu tự đóng tr ên cửa mở vào không gian điều áp nên được điều chỉnh để chỉ

cần một lực thích hợp nhỏ nhất cũng có thể mở cửa. Trong các tòa nhà có thể có trẻ em

không có người lớn cùng đi với chúng thì việc cân nhắc lực mở cửa cho chúng là cần

thiết. Các cửa mở vào không gian điều áp nên có bộ phận mà có thể giữ cửa tự đóng lại

nhờ áp suất.

Các mức áp suất Chiềucao

tòa nhàChế độ khẩn cấp

(Pa)

Giảm hoạt động của tầng I củahệ thống 2 tầng

(Pa)12m 50 (25 Pa trong một số trường hợp) 8

> 12 m 50 15

Bảng 2: các mức áp suất điều áp.

Các mức điều áp cho trong bảng 2 được áp dụng cho các cầu thang bộ. Nếu có thể

thì cùng các mức áp suất đó có thể áp dụng cho cả tiền sảnh và hành lang nhưng các mức

thấp hơn vẫn có thể được dùng cho các không gian đó nếu được đề nghị. Chênh áp giữa

cầu thang bộ và tiền sảnh (hoặc hành lang) không nên lớn hơn 5 Pa.


38/87

Đồ án DHKK


6.5 Cấp khí để đạt được yêu cầu chênh áp.

6.5.1 Tính toán lượng khí cấp: lượng khí cấp cần để đạt được sự chênh áp

được xác định bằng lượng khí r ò r ỉ ra ngoài không gian đó. Khi lượng khí đó qua cửa

chính hay cửa sổ bị hạn chế và k ết quả là chênh áp cũng bị hạn chế (không đạt đượcchênh áp). Mối quan hệ giữa lưu lượng, diện tích giới hạn của sự r ò r ỉ và chênh áp được

thể hiện qua công thức sau:

N E P A.Q

1

8270 (1)

Trong đó:

Q: lưu lượng (m3/s).

AE: diện tích giới hạn r ò r ỉ (m2).

P: chênh áp (Pa).

N: hệ số N = 1 2

N = 1.6 nếu r ò r ỉ qua diện tích nhỏ như cửa sổ.

N = 2 nếu r ò r ỉ qua diện tích lớn như cửa chính.

Giá tr ị P1/N theo hai giá tr ị của N ( 1Pa đến 50Pa) được cho trong bảng 3

Trong hầu hết trường hợp có nhiều khả năng nhất là rò r ỉ qua cửa, cho nên N có thể bằng

2, khi đó:

2

18270 P A.Q E (2)


39/87

Đồ án DHKK


Bảng 3: Giá tr ị của (P)1/ N cho N = 2 và N = 1.6

6.5.2 Qui tắc tính diện tích rò rỉ: Các lối r ò r ỉ ra ngoài không gian điều áp,

có thể nối tiếp như hình 16a và song song như hình 16b hoặc kết hợp vừa nối tiếp vừa

song song như hình 17

Trường hợp song song: Một ví dụ về các lối r ò r ỉ song song khi các cửa mở ra

ngoài không gian điều áp vào các không gian không được điều áp. Thì diện tích r ò r ỉ

bằng tổng các diện tích r ò r ỉ như hình 16b:

Atotal = A1 + A2 + A3 + A4 (3)

Chú ý r ằng: phép tính này chỉ được áp dụng cho các lối r ò r ỉ có cùng giá tr ị N trong

phương tr ình (1).


40/87

Đồ án DHKK


Hình 16: Các phần r ò r ỉ

Trong thực tế các lối r ò r ỉ này có nhiều khả năng song song với các không gian

không được điều áp và hầu hết nó sẽ đi qua cửa và các khe hở lớn khác đủ để đạt được

giá tr ị N = 2.

Trường hợp nối tiếp: Các lối r ò r ỉ dạng nối tiếp xảy ra khi có những không gian

trung gian (phòng đệm) mở vào các không gian không điều áp. Ví dụ cho trường hợp này

là lối vào của tiền sảnh đơn chèn vào giữa cầu thang bộ và nơi ở (Accommodation) hoặc

là tr ục thang máy nó được liên thông với các tiền sảnh được điều áp khác. Tổng diện tích

rò r ỉ dạng nối tiếp được xác định theo công thức sau:

24

23

22

21

21111

)(1

A A A A Atotal (4)

Tuy nhiên, trong hệ thống điều áp thì đáng chú ý là có hai lối r ò r ỉ nối tiếp, cho

nên công thức trên được biến đổi thành:

22

21

2

11

)(

1

A A Atotal hoặc

2

12

22

1

21

A A

A A Atotal (5)

Các công thức tr ên chỉ áp dụng cho các lối r ò nào thỏa mãn giá tr ị của N trong (1) là 2 ( chẳng hạn như r ò r ỉ qua cửa). Tuy nhiên, phương pháp tính này cũng được áp dụng

gần đúng cho các cửa sổ mở nối tiếp.

Trường hợp kết hợp song song và nối tiếp: Tổng diện tích r ò k ết hợp giữa song

song và nối tiếp thường có thể đạt đượ c bằng cách kết hợp các nhóm riêng lẻ lại với

nhau. Các công thức tính chỉ áp dụng cho N = 2 theo (1). Do đó, theo hình 17b

A4/5 = A4 + A5 A9/10 = A9 + A10


41/87

Đồ án DHKK


Hình 17: Từng bước kết hợp các phần r ò r ỉ dạng nối tiếp và song song

Và theo hình 17c thì:

2

12

22

1

211

A A

A A A

2

12

5/42

3

5/435/3

A A

A A A

Và tương tự cho A6/7 và A8/10 Và theo hình 17d thì:

A3/10 = A3/5 + A6/7 + A8/10

Cho nên tổng diện tích r ò r ỉ từ không gian điều áp được cho bởi công thức:

2

12

10/32

2/1

10/32/110/1

A A

A A A


42/87

Đồ án DHKK


6.5.3 Diện tích rò rỉ qua các thành phần khác.

a. Các cửa: Diện tích r ò r ỉ qua các cửa thông thường là qua các khe

hở xung quanh cửa. Vì thế tổng diện tích r ò r ỉ qua các khe hở sẽ phụ thuộc vào độ dài của

khe hở (chẳng hạn do kích thước của cửa, do thiết kế và do hoạt động của cửa). Thôngthường, các cửa gần không gian điều áp thì phải có tính chịu lửa và điều này đảm bảo

r ằng các cửa phải đóng kín trong khung của nó.

Các loại diện tích r ò r ỉ cho 4 dạng của cửa được cho ở bảng 4:

Loại cửa Kích cỡ Chiều dài khe

hở (m) Diện tích rò

r ỉ (m2)Cửa cánh đơn trong khung mở vào trong

không gian điều áp. 2m x 0.8 m 5.6 0.01

Cửa cánh đơn trong khung mở ra ngoài. 2m x 0.8 m 5.6 0.02Cửa cánh đôi 2m x 1.6m 9.2 0.03

Cửa thang máy 2m cao x 2m

r ộng 8.0 0.06

Bảng 4: Diện tích r ò r ỉ xung quanh cửa

Đối với những cửa có kích thước nhỏ hơn kích thước tr ên thì vẫn dùng các thông

số đó. Đối với những cửa có kích thước lớn hơn các kích thước đó th ì phải tăng lên theo

tỉ lệ thuận để tăng độ dài của khe hở . Ví dụ: một cửa cánh đơn có chiều cao 2m, r ộng 1.2

m thì nó có diện tích r ò r ỉ là (6.4/5.6) × 0.01 m2 = 0.0114 m2 (tăng 14%).

b. Các cửa sổ: Mặc dù trong một vài ví dụ về không gian điều áp

không nói gì về các tường ngoài và do dó sẽ không nói gì về các khe hở qua cửa sổ.

Nhưng cũng có một vài ví dụ đề cập đến vấn đề các khe hở của cửa sổ ra ngoài không

gian điều áp. Các số liệu về dạng r ò r ỉ qua cửa sổ được cho trong bảng 5

Lưu lượng r ò r ỉ (m3/s)

Chênh áp (Pa)

Diệntích rò r ỉ

8 Pa 15 Pa 20 Pa 25 Pa 50 PaDạng cửa

m2 m3/s m3/s m3/s m3/s m3/s

Giá tr ịcủa N

Cửa cánh đơn mở vàokhông gian điều áp 0.01

0.0234 0.0320 0.0370 0.0413 0.0585 2

Cửa cánh đơn mở rangoài không gian điều

áp0.02 0.0468 0.0641 0.0740 0.0827 0.0117 2

Cửa cánh đôi 0.03 0.070 0.096 0.111 0.124 0.175 2

Cửa thang máy 0.06 0.140 0.192 0.222 0.248 0.351 2

Bảng 5: lưu lượng r ò r ỉ qua cửa chính


43/87

Đồ án DHKK


Lưu lượng r ò r ỉ (m3/s)/m chiều dài cho chênh áp (Pa)Diện tíchrò r ỉ (m2/m chiều

dài)8 Pa 15 Pa 20 Pa 25 Pa 50 PaLoại cửa sổ

m2/ m (m3/s)/m (m3/s)/m (m3/s)/m (m3/s)/m (m3/s)/m

Giátr ị

của

NCửa quay vàcửa khôngchống mưa

2.55 x 10-4 0.77 x10-3

1.15 x10-3

1.37 x10-3

1.58 x10-3

1.43 x10-3

1.6

Cửa quay vàcửa chống

mưa 3.61 x 10-5

0.11 x10-3

0.16 x10-3

0.19 x10-3

0.22 x10-3

0.34 x10-3

1.6

Cửa trượt 1.00 x 10-4 0.30 x10-3

0.45 x10-3

0.54 x10-3

0.62 x10-3

0.95 x10-3

1.6

Bảng 6: lưu lượng r ò r ỉ qua cửa sổ

Không giống như cửa chính, cửa sổ có thể thay đổi nhiều về kích thước và cũng vì

lí do này diện tích r ò r ỉ sẽ thấp hơn chiều dài khe hở. Trong trường hợ p, diện tích r ò r ỉ

được xác định nhanh qua các cửa sổ có thể mở thì tổng chiều dài các khe hở nên được đo

và nhân với một hệ số thích hợp cho một đơn vị chiều dài từ bảng 6.

c. Các cửa đầu thang máy: sự r ò r ỉ của không khí qua các cửa đầu

thang máy không thể được xác định một cách đơn giản bằng cách dùng diện tích r ò r ỉ củacửa thang máy được cho trong bảng 5 bởi vì không khí sẽ r ò r ỉ từ tiền sảnh qua không

gian trung gian của trục thang máy. Trong trường hợp này, không khí từ các tiền sảnh

được điều áp tới trục thang máy và dòng khí này sẽ vào tr ục thang máy ở tất cả các tầng.

Toàn bộ dòng khí này sẽ phụ thuộc vào các lối r ò r ỉ (a) giữa các tiền sảnh và tr ục thang

máy và (b) giữa trục thang máy và không khí bên ngoài hình 18 Các lối r ò r ỉ này theo

dạng nối tiếp và mối quan hệ của chúng được diễn đạt là tổng lưu lượng dòng khí từ khehở của các tiền sảnh qua trục thang máy, trở thành:

2/1

2

122

827.0 L

F t

F t

F P

A A

A AQ (6)

Trong đó:

tan gap caut hang

Documents