›
›

Đồ án Thiết kế hệ thống báo cháy cho toà nhà tower

pdf 71 trang huongle 1800
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Thiết kế hệ thống báo cháy cho toà nhà tower", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfdo_an_thiet_ke_he_thong_bao_chay_cho_toa_nha_tower.pdf

Nội dung text: Đồ án Thiết kế hệ thống báo cháy cho toà nhà tower

  1. BỘ GIÁO DỤC& ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG ISO 9001:2008 THIẾT KẾ HỆ THỐNG BÁO CHÁY CHO TỒ NHÀ TOWER ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CƠNG NGHIỆP HẢI PHÕNG-2015
  2. BỘ GIÁO DỤC& ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG ISO 9001:2008 THIẾT KẾ HỆ THỐNG BÁO CHÁY CHO TỒ NHÀ TOWER ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CƠNG NGHIỆP Sinh viên: Phạm Hồng Hồng Người hướng dẫn: Th.SNguyễn Đồn Phong HẢI PHÕNG-2015
  3. CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP TỰ DO HẠNH PHƯC o0o BỘ GIÁO DỤC& ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên : Phạm Hồng Hồng – mã SV: 1112102008 Lớp : ĐC1501- Ngành Điện Tự Động Cơng Nghiệp. Tên đề tài: Thiết kế hệ thống báo cháy cho tồ nhà Hải Phịng Tower
  4. NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI 1. Nội dung và các yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp(về lý luận, thực tiễn, các số liệu cần tính tốn và các bản vẽ). 2. Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính tốn. 3. Địa điểm thực tập tốt nghiệp:
  5. CÁC CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Người hướng dẫn thứ 1. Họ và tên : Nguyễn Đồn Phong Học hàm, học vị : Thạc sĩ Cơ quan cơng tác : Trường Đại học dân lập Hải Phịng Nội dung hướng dẫn : Tồn bộ đồ án Người hướng dẫn thứ 2. Họ và tên : Học hàm, học vị : Cơ quan cơng tác : Nội dung hướng dẫn : Đề tài tốt nghiệp được giao ngày tháng năm 2015. Yêu cầu phải hồn thành xong trước ngày tháng năm 2015. Đã nhận nhiệm vụ ĐT.T.N. Đã giao nhiệm vụ Đ.T.T.N Sinh viên Cán bộ hướng dẫn ĐT.T.N Phạm Hồng Hồng Th.S Nguyễn Đồn Phong Hải Phịng, ngày tháng năm 2015 HIỆU TRƢỞNG GS.TS.NGƢT TRẦN HỮU NGHỊ
  6. PHẦN NHẬN XÉT TĨM TẮT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN 1. Tinh thần, thái độ của sinh viên trong quá trình làm đề tài tốt nghiệp. 2. Đánh giá chất lượng của Đ.T.T.N( so với nội dung yêu cầu đã đề ra trong nhiệm vụ Đ.T.T.N, trên các mặt lý luận thực tiễn, tính tốn giá trị sử dụng, chất lượng các bản vẽ ) 3. Cho điểm của cán bộ hướng dẫn (Điểm ghi bằng số và chữ) Ngày tháng năm 2015 Cán bộ hướng dẫn chính (Ký và ghi rõ họ tên)
  7. NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA NGƢỜI CHẤM PHẢN BIỆN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP 1. Đánh giá chất lượng đề tài tốt nghiệp về các mặt thu thập và phân tích số liệu ban đầu, cơ sở lý luận chọn phương án tối ưu, cách tính tốn chất lượng thuyết minh và bản vẽ, giá trị lý luận và thực tiễn đề tài. 2. Cho điểm của cán bộ chấm phản biện ( Điểm ghi bằng số và chữ) Ngày tháng .năm 2015 Người chấm phản biện (Ký và ghi rõ họ tên)
  8. MỤC LỤC DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU Chƣơng 1: HỆ THỐNG BÁO CHÁY TỰ ĐỘNG 1.1 KHÁI NIỆM, CHỨC NĂNG VÀ NHIỆM VỤ 1.2 PHÂN LOẠI HỆ THỐNG BÁO CHÁY TỰ ĐỘNG 1.2.1 Hệ thống báo cháy thơng thƣờng 1.2.2 Hệ thống báo cháy địa chỉ 1.3 CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ THỐNG 1.3.1 Trung tâm báo cháy 1.3.2 Thiết bị đầu vào 1.3.3 Thiết bị đầu ra 1.4 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 1.5 CấU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOạT ĐộNG CÁC THIẾT BỊ 20 1.5.1 Tủ báo cháy trung tâm 20 1.5.2 Đầu báo cháy 21 1.5.2.1 Đầu báo khĩi 22 1.5.2.2 Đầu báo nhiệt 29 1.5.3 Nút ấn báo cháy trực tiếp 30 1.5.4 Thiết bị đầu ra 32 1.5.4.1 Chuơng báo cháy 33 1.6 TÍCH HỢP CÁC Hệ THỐNG KỸ THUẬT TRONG CƠNG TRÌNH 35 1.6.1 Hệ thống BMS 36 1.6.2 Hệ thống kiểm sốt cửa tự động 37
  9. CHƢƠNG 2: CƠ SỞ TÍNH TỐN, THIếT KẾ HỆ THỐNG BÁO CHÁY TỰ ĐỘNG 40 2.1 MỤC ĐÍCH VÀ CÁC YÊU CẦU CHUNG Error! Bookmark not defined. 2.2 CÁC TIÊU CHUẨN VÀ YÊU CẦU THIẾT KẾ Error! Bookmark not defined. 2.3 CƠ SỞ TÍNH TỐN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG Error! Bookmark not defined. 2.3.1 Đầu báo cháy dạng khĩi 45 2.3.2 Đầu báo cháy dạng nhiệt 46 2.4 TRUNG TÂM BÁO CHÁY Error! Bookmark not defined. 2.5 HỘP NÚT ẤN BÁO CHÁY Error! Bookmark not defined. 2.6 CÁC BỘ PHẬN LIÊN KếT Error! Bookmark not defined. 2.7 NGUỒN ĐIỆN CHO HỆ THỐNG Error! Bookmark not defined. Chƣơng 3: Thiết kế hệ thống báo cháy nhà Hải Phịng Tower 49 3.1 HẢI PHỊNG TOWER VÀ CÁC YÊU CẦU LIÊN QUAN CƠNG TÁC PHỊNG CHÁY CHỮA CHÁY 49 3.2 THIếT KẾ PHẦN CỨNG 50 3.2.1 Tính tốn khối lƣợng và xác định vị trí lắp đặt các thiết bị 50 3.2.2 Lựa chọn hệ thống báo cháy tự động 54 3.2.3 Thơng số kỹ thuật chi tiết các thiết bị đƣợc lựa chọn 55 3.2.3.1. Tủ báo cháy trung tâm EST3 – 3CAB 21 55 3.2.3. Card kết nối thiết bị 2 loop – 3 SDDC1 57 3.2.3.3 Card hỗ trợ kết nối 58 3.2.3.4. Tủ hiển thị phụ 3-LCDANN 59 3.2.3.5. Các loại đầu báo dạng điểm 59 3.3 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 67
  10. KẾT LUẬN 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70
  11. DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống báo cháy thơng thường 10 Hình 1.2: Sơ đồ hệ thống báo cháy địa chỉ 11 Hình 1.3: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống 20 Hình 1.4: Cấu trúc tủ điều khiển và các kết nối 21 Hình 1.5: Sơ đồ nguyên lý hoạt động đầu báo khĩi dạng Ion 24 Hình 1.6: Sơ đồ cấu tạo, nguyên lý hoạt động buồng Ion kép 25 Hình 1.7: Đầu báo khĩi quang khúc xạ trong điều kiện thường 26 Hình 1.8: Đầu báo khĩi quang khúc xạ khi cĩ khĩi xâm nhập 27 Hình 1.9: Sơ đồ cấu tạo, nguyên lý hoạt động 27 Hình 1.10: Đầu báo dạng Beam trong điều kiện thường 28 Hình 1.11: Đầu báo dạng Beam khi cĩ khĩi xâm nhập 29 Hình 1.12: Biểu đồ sự gia tăng nhiệt độ của đám cháy 30 Hình 1.13: Nút ấn báo cháy trực tiếp 30 Hình 1.14: Sơ đồ cấu tạo nút ấn báo cháy trực tiếp 31 Hình 1.15: Các thiết bị cảnh báo cháy 32 Hình 1.16: Sơ đồ đấu nối các thiết bị cảnh báo cháy 33 Hình 1.17: Sơ đồ kết nối tủ hiển thị phụ 34 Hình 1.18: Sơ đồ nguyên lý mơ-đun điều khiển 35 Hình 1.19: Sơ đồ kết nối hệ thống báo cháy với các hệ thống kỹ thuật khác 36 Hình 3.1: Phối cảnh tịa nhà Hải Phịng Tower Error! Bookmark not defined. Hình 3.2: Sơ đồ bố trí đầu báo 52 Hình 3.3: Sơ đồ cấp nguồn tủ báo cháy trung tâm 56 Hình 3.4: Sơ đồ đấu nối thiết bị card loop 3-SDDC1 58 Hình 3.5: Sơ đồ kết nối tủ trung tâm với hệ thống BMS 62
  12. Hình 3.6: Sơ đồ đấu nối module đầu ra khơng điện áp 64 Hình 3.7: Sơ đồ đấu nối module đầu ra cĩ điện áp 65 Hình 3.8: Sơ đồ đấu nối hệ thống chuơng đèn 67 Hình 3.9 : Giao diện phần mềm 3-SDU Error! Bookmark not defined. Hình 3.10 : Sơ đồ mơ phỏng hệ thống thiết bị Error! Bookmark not defined.
  13. DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Bảng yêu cầu kỹ thuật đối với đầu báo cháy 44 Bảng 2.2: Yêu cầu đối với đầu báo cháy khĩi 45 Bảng 2.3: Yêu cầu đối với đầu báo cháy nhiệt 46 Bảng 3.1: Danh mục thiết bị lựa chọn cho cơng trình 54 Bảng 3.2: Thơng số kỹ thuật biến thế tủ báo cháy trung tâm 55 Bảng 3.3: Thơng số hoạt động khối xử lý trung tâm 3 - CPU 56 Bảng 3.4: Thơng số kĩ thuật Card 2 loop 3-SDDC1 57 Bảng 3.5: Thơng số kĩ thuật card hỗ trợ kết nối 58 Bảng 3.6: Thơng số kỹ thuật đầu báo cháy khĩi quang địa chỉ SIGA-PS 60 Bảng 3.7: Thơng số kỹ thuật đầu báo cháy dạng nhiệt 60 Bảng 3.8: Thơng sỗ kỹ thuật nút ấn báo cháy trực tiếp SIGA-271 61 Bảng 3.9: Thơng số kĩ thuật module FSB-PC 62 Bảng 3.10: thơng số kĩ thuật mơ-đun đầu ra khơng điện áp SIGA-CR 63 Bảng 3.11: Thơng số kĩ thuật mơ-đun đầu ra cĩ điện áp SIGA-CC1 64 Bảng 3.12: Thơng số kỹ thuật chuơng báo cháy 323D-10AW 65 Bảng 3.13: Thơng số kĩ thuật chuơng đèn báo cháy kết hợp G1-HDVM 66
  14. DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT CPU Central Pocessor Unit LCD Lyquid Crystal Display BMS Building Management System PA Public Annuciation CCTV Closed Circuit Television CR Control Relay PVC Polivinynclorua PS Photoelectric Smoke HFS Heat Fixed Smoke HRS Heat Reduce Smoke AC Alternating Current DC Direct Circuit TCXD Tiêu chuẩn xây dựng TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam
  15. MỞ ĐẦU NĨI Từ xưa tới nay việc ngăn ngừa đề phịng hỏa hoạn hay cơng tác phịng cháy chữa cháy luơn được coi là vấn đề quan trọng hàng đầu trong mỗi quốc gia. Ở Việt Nam hiện nay tốc độ xây dựng cơ sở hạ tầng đang diễn ra một cách mạnh mẽ. Các tịa nhà cao tầng, trung tâm thương mại, trụ sở văn phịng xuất hiện ngày một nhiều, đặc biệt ở các thành phố lớn. Các tịa nhà với tính chất kiến trúc rộng và đa dạng, lại là nơi thường xuyên tập trung lượng lớn con người học tập, làm việc và được trang bị nhiều tài sản quý giá luơn tiềm ẩn những nguy cơ khác nhau dẫn tới hỏa hoạn. Do đĩ việc trang bị hệ thống báo cháy tự động nhằm phát hiện sớm các nguy cơ để ngăn chặn hiệu quả là một yêu cầu cấp thiết của các cơng trình. Từ những lý do trên em chọn đề tài “Thiết kế hệ thống báo cháy cho tịa nhà Hải Phịng Tower” với mục đích nghiên cứu về hệ thống quan trọng này làm đề tài cho Đồ án tốt nghiệp của mình. Đồ án gồm 3 chƣơng: CHƢƠNG 1 : Hệ thống báo cháy tự động CHƢƠNG 2 : Cơ sở tính tốn, thiết kế hệ thống báo cháy tự động CHƢƠNG :Thiết kế hệ thống báo cháy cho tịa nhà Hải Phịng tower
  16. CHƢƠNG 1. HỆ THỐNG BÁO CHÁY TỰ ĐỘNG 1.1 KHÁI NIỆM, CHỨC NĂNG VÀ NHIỆM VỤ. Hệ thống báo cháy tự động là hệ thống bao gồm tập hợp các thiết bị cĩ nhiệm vụ phát hiện và báo động khi cĩ cháy xảy ra. Việc phát hiện ra các tín hiệu cháy được thực hiện tự động bởi các thiết bị và hoạt động liên tục trong 24/24 giờ. Với chức năng cảnh báo sớm, hệ thống cĩ nhiệm vụ phát hiện sớm các nguy cơ cháy nổ tại tất cả các vị trí trong cơng trình. Ngồi ra hệ thống phải cĩ khả năng tích hợp các hệ thống kỹ thuật khác phục vụ cơng tác chữa cháy và thốt nạn, giúp hạn chế tối đa thiệt hại về con người và tài sản. 1.2 PHÂN LOẠI Hệ THỐNG BÁO CHÁY TỰ ĐỘNG 1.2.1 Hệ thống báo cháy thơng thƣờng. Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống báo cháy thơng thƣờng Với tính năng đơn giản, giá thành khơng cao, hệ thống báo cháy thơng thường chỉ thích hợp lắp đặt tại các cơng ty cĩ diện tích vừa hoặc nhỏ( Khoảng vài ngàn m2, số lượng các phịng khơng nhiều( Vài chục phịng); lắp đặt cho những nhà, xưởng nhỏ Các thiết bị trong hệ thống được mắc nối
  17. tiếp với nhau và mắc nối tiếp với trung tâm báo cháy, nên khi xảy ra sự cố trung tâm chỉ cĩ thể nhận biết khái quát và hiển thị tồn bộ khu vực (zone) mà hệ thống giám sát (chứ khơng cho biết chính xác vị trí từng đầu báo, từng địa điểm cĩ cháy). Điều này làm hạn chế khả năng xử lý của nhân viên giám sát. 1.2.2. Hệ thống báo cháy địa chỉ. Hình 1.2 : Sơ đồ hệ thống báo cháy địa chỉ Với tính năng kỹ thuật cao, hệ thống báo cháy địa chỉ dùng để lắp đặt tại các cơng trình mà mặt bằng sử dụng rộng lớn (vài chục ngàn m2), được chia ra làm nhiều khu vực độc lập, các phịng ban trong từng khu vực riêng biệt với nhau. Từng thiết bị trong hệ thống được mắc trực tiếp vào trung tâm báo cháy giúp trung tâm nhận tín hiệu xảy ra cháy tại từng khu vực, từng địa điểm một cách rõ ràng, chính xác. Từ đĩ trung tâm cĩ thể nhận biết thơng tin sự cố một cách chi tiết và được hiển thị trên bảng hiển thị phụ giúp nhân viên giám sát cĩ thể xử lý sự cố một cách nhanh chĩng. 1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ THỐNG. Một hệ thống báo cháy tự động tiêu biểu cĩ 3 thành phần như sau:
  18. 1.3.1. Trung tâm báo cháy. Được thiết kế dạng tủ bao gồm: 1 bo mạch chính, 1 biến thế, 1 nguồn phụ. 1.3.2. Thiết bị đầu vào. Đầu báo: báo khĩi, báo nhiệt, báo gas, báo lửa. Cơng tắc khẩn (nút nhấn khẩn). 1.3.3. Thiết bị đầu ra. Màn hình hiển thị Chuơng báo động, cịi báo động. Đèn báo động, đèn exit. Mơ-đun điều khiển. 1.4. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG . Quy trình hoạt động của hệ thống báo cháy là một quy trình khép kín. Khi cĩ hiện tượng về sự cháy (chẳng hạn như nhiệt độ gia tăng đột ngột, cĩ sự xuất hiện của khĩi hoặc các tia lửa), các thiết bị đầu vào (đầu báo, cơng tắc khẩn) nhận tín hiệu và truyền thơng tin của sự cố về trung tâm báo cháy. Tại đây trung tâm sẽ xử lý thơng tin nhận được, xác định vị trí nơi xảy ra sự cháy thơng qua các zone ( đối với hệ thống báo cháy thường) hoặc thơng qua địa chỉ( đối với hệ thống báo cháy địa chỉ) và truyền thơng tin đến các thiết bị đầu ra (bảng hiển thị phụ, chuơng, cịi, đèn), các thiết bị này sẽ phát tín hiệu âm thanh, ánh sáng để mọi người nhận biết khu vực đang xảy ra sự cháy và xử lý kịp thời.
  19. Hình 1.3: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống 1.5. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CÁC THIẾT BỊ. 1.5.1. Tủ báo cháy trung tâm. Đây là thiết bị quan trọng nhất trong hệ thống và quyết định chất lượng của hệ thống. Là thiết bị cung cấp năng lượng cho các đầu báo cháy tự động, cấu hình các khả năng hoạt động cho hệ thống. Cĩ khả năng nhận và xử lý các tín hiệu báo cháy từ các đầu báo cháy tự động hoặc các tín hiệu sự cố kỹ thuật, hiển thị các thơng tin về hệ thống và phát lệnh báo động, chỉ thị nơi xảy ra cháy. Trong trường hợp cần thiết cĩ thể truyền tín hiệu đến nơi nhận tin báo cháy. Cĩ khả năng tự kiểm tra hoạt động bình thường của hệ thống, chỉ thị sự cố của hệ thống như đứt dây, chập mạch. Các thành phần cơ bản của một tủ báo cháy trung tâm: Bộ nguồn: Cĩ tác dụng biến đổi điện áp từ xoay chiều sang điện áp một chiều 12V hoặc 24V cung cấp cho các thiết bị của hệ thống. Bộ xử lý trung tâm ( CPU ): Là thiết bị quan trọng nhất của tủ, là khối chứa cơ sở dữ liệu tồn bộ hệ thống; Tiếp nhận và xử lý các thơng tin; Cung cấp các giao thức điều khiển, kết nối. Bộ hiển thị: Dùng màn hiển thị LCD, hiển thị tồn bộ các thơng tin hệ thống như: thơng tin báo cháy, thơng tin sự cố , các nút ấn cho phép người sử dụng giao tiếp với tủ báo cháy.
  20. Bộ cảnh báo: Sử dụng các đèn Led, cịi chíp cảnh báo trực tiếp tại tủ. Card Loop: Tủ báo cháy trung tâm sử dụng các Card loop để quản lý các thiết bị, mỗi card sẽ quản lý thiết bị ở một khu vực nhất định, từ đĩ sẽ dễ dàng hơn trong cơng tác kiểm tra và bảo trì. Hình 1.4: Cấu trúc tủ điều khiển và các kết nối 1.5.2 .Đầu báo cháy. * Khái niệm, chức năng và nhiệm vụ: Là các thiết bị nhạy cảm với sản phẩm của sự cháy như: sự phát sinh khĩi, gia tăng nhiệt độ, phát sáng của tia lửa. Chúng cĩ nhiệm vụ phát hiện đám cháy và truyền thơng tin đĩ về tủ điều khiển trung tâm.
  21. * Phân loại: Dựa vào tính năng: Cĩ thể phân chia đầu báo cháy thành 2 loại: Đầu báo cháy thường: Là loại đơn giản chỉ cĩ chức năng phát hiện đám cháy, khơng cĩ khả năng xác định các thơng số như: độ bẩn của cảm biến, vị trí Vì thế các đầu báo thường được sử dụng lắp theo dạng kênh, khi cĩ 1 đầu báo báo cháy sẽ cho biết kênh nào đĩ bị cháy chứ khơng xác định chính xác vị trí cĩ cháy. Đầu báo địa chỉ: Ngồi chức năng cảnh báo cháy, các đầu báo địa chỉ cịn cĩ khả năng: định vị trí, tự động đo được một số thơng số như độ bẩn cảm biến, tình trạng thiết bị rồi gửi về tủ trung tâm nhờ cĩ bộ nhớ EPROM thơng minh tích hợp trong đầu báo. Vì thế đầu báo địa chỉ giúp xác định chính xác vị trí cĩ cháy hỗ trợ tối đa con người trong cơng tác phát hiện sớm đám cháy và xử lý kịp thời. Dựa vào cảm biến: Cĩ thể phân chia thành các loại sau Đầu báo khĩi: Sử dụng cảm biến phân tích, xác định khĩi trong thành phần khơng khí để đưa ra cảnh báo cháy. Đầu báo nhiệt: Sử dụng cảm biến về sự gia tăng nhiệt độ để phát hiện cĩ cháy. Đầu báo tia lửa: Sử dụng cảm biến phát hồng ngoại của ngọn lửa để phát hiện đám cháy. 1.5.2.1. Đầu báo khĩi Dựa vào những tính chất vật lý của khĩi do đám cháy gây ra người ta chế tạo hai loại đầu báo cơ bản phát hiện khĩi: Đầu báo khĩi Ion ( Ionization Smoke Detector ) và đầu báo khĩi quang ( Photoelectric Smoke Detector ). * Đầu báo khĩi Ion ( Ionization Smoke Detector )
  22. Đầu báo khĩi Ion sử dụng một buồng Ion để phát hiện khĩi. Buồng bao gồm hai bản cực trái dấu và một nguồn phát xạ ( Figure 1 ). Nguồn phát xạ ( thường dùng Americium 241 ) phát ra các phần tử, các phần tử này va chạm với các phân tử khơng khí giữa hai bản cực và làm thay đổi lớp electron của các phân tử khí. Một số phân tử khí bị mất một số electron và trở thành ion mang điện tích dương ( cation ), một số khác hấp thu thêm một vài electron trở thành ion âm ( anion ). Trong điều kiện bình thường số cation cân bằng với số electron. Một dịng cation bị thu hút chuyển động về phía bản cực âm, trong khi đĩ các anion lại bị hút chuyển động về phía bản cực dương. Sự chuyển động của các dịng ion này hình thành một dịng điện nhỏ, sử dụng một mạch điện tử nhỏ để đo được dịng điện này. Lúc này ta cĩ thơng số của đầu báo trong điều kiện bình thường ( Figure 2 ).
  23. Hình 1.5: Sơ đồ nguyên lý hoạt động đầu báo khĩi dạng Ion. Các sản phẩm của đám cháy ( khĩi và bụi ) là cĩ kích thước lớn hơn kích thước của phân tử khí ion hĩa. Khi chúng xâm nhập vào buồng ion của đầu báo, chúng sẽ va chạm với các phân tử khí ion hĩa và kết hợp với nhau ( Figure 3 ). Khi kết hợp, một số trở nên mang điện dương, một số khác là mang điện âm tùy thuộc tính chất phân tử khí ion hĩa mà chúng vừa kết hợp. Các phần này tiếp tục di chuyển trong buồng ion và kết hợp với những phân tử khí ion hĩa khác, chúng hình thành nên trung tâm tiền kết nối thu hút các ion khác xung quanh mình. Kết quả là số ion phân tử khí trong buồng ion chuyển động về phía các bản cực bị giảm đi. Sự suy giảm số ion này là nguyên nhân dẫn tới sự suy giảm dịng điện hình thành trong buồng ion lúc ban đầu. Khi dịng điện bị suy giảm một lượng đã xác định trước, một ngưỡng sẽ bị phá vỡ và tín hiệu cảnh báo cháy sẽ được đưa ra. - Ảnh hưởng của độ ẩm, bụi bẩn khơng khí và áp suất khí quyển: Sự thay đổi về độ ẩm hoặc áp suất khí quyển sẽ ảnh hưởng tới buồng ion tương tự như hiệu ứng khi các sản phẩm cháy xâm nhập. Và như vậy khả năng
  24. đầu báo báo cháy giả là khá cao. Để khắc phục nhược điểm này, người ta đã thiết kế đầu báo cĩ cấu tạo buồng “ ion kép”. Hình 1.6: Sơ đồ cấu tạo, nguyên lý hoạt động buồng Ion kép Lúc này đầu báo sử dụng hai buồng ion, một là buồng ion cảm biến được để hở với mơi trường khơng khí bên ngồi ( Figure 4 ). Buồng cảm biến chịu ảnh hưởng trực tiếp của mơi trường khơng khí bên ngồi: độ ẩm, áp suất khí quyển, ngồi ra nĩ cịn bị tác động bởi các yếu tố khác như khĩi, bụi, tất cả mọi thứ bị hịa lẫn trong khơng khí. Buồng ion cịn lại được gọi là buồng ion tham chiếu, nĩ được đĩng kín với các yếu tố bên ngồi và chỉ chịu ảnh hưởng của độ ẩm, áp suất khí quyển. Bởi vì với cấu tạo đặc biệt đĩ, chỉ các phần tử cĩ kích thước nhỏ mới cĩ thể xâm nhập. Các phần tử như bụi bẩn, khĩi, sản phẩm cháy là cĩ kích thước lớn và khĩ cĩ thể thâm nhập. Một mạch điện tử được thiết kế để giám sát hai buồng ion, so sánh dịng điện đầu ra giữa chúng. Nếu độ ẩm hoặc áp suất khí quyển thay đổi ảnh hưởng tới hai buồng ion là như nhau, dịng điện đầu ra đo được của hai buồng vẫn ở trạng thái cân bằng và ta cĩ thể bỏ qua chúng. Khi các sản phẩm cháy xâm nhập buồng cảm biến, dịng điện trong buồng sẹ bị suy giảm trong khi dịng điện trong buồng tham chiếu là khơng đổi. Kết quả sự mất cân bằng dịng điện sẽ được mạch điện tử phát hiện ( Figure 5 ).
  25. * Đầu báo khĩi quang học ( Photoelectric Smoke Detector ) Khĩi được tạo ra bởi đám cháy sẽ ảnh hưởng tới dịng hạt ánh sáng chuyển động qua khơng khí bình thường. Khĩi cĩ thể ngăn hoặc làm che khuất các ánh sáng. Chúng cũng là nguyên nhân khiên tia sáng bị khúc xạ và bị lêch đường truyền. Đầu báo khĩi quang học đã được thiết kế dựa trên các nguyên lý về ánh sáng và ảnh hưởng của khĩi tới chúng. Đầu báo khĩi quang học khúc xạ ( Photoelectric Light Scattering Smoke Detector ) + Đầu báo thiết kế dựa trên tính chất vật lý sự khúc xạ của ánh sáng, tức là khi ánh sáng truyền qua một mơi trường khơng đồng nhất nĩ cĩ thể bị bẻ lệch đường đi. Sẽ cĩ một cặp thiết bị được sử dụng, một điốt cĩ chức năng là nguồn phát ánh sáng, và một đầu cảm biến cĩ vai trị cảm thụ ánh sáng phát ra từ chiếc kia. Ở điều kiện bình thường, cảm biến khơng thể cảm thụ được ánh sáng phát ra từ điốt do miền phát của điốt khơng trùng hướng cảm nhận của cảm biến ( Hình 1.7 ). Hình 1.7: Đầu báo khĩi quang khúc xạ trong điều kiện thƣờng + Khi khĩi xâm nhập vào khoảng giữa điốt và cảm biến, chúng tác động tới các tia sáng phát ra từ điốt làm lệch đường đi ban đầu của chúng. Và lúc này đầu cảm biến cĩ thể cạm thụ được ánh sáng từ điốt phát ra ( Hình 1.8 ). Tín hiệu alarm được phát ra.
  26. Hình 1.8: Đầu báo khĩi quang khúc xạ khi cĩ khĩi xâm nhập Đầu báo khĩi quang học dựa vào tính chất truyền thẳng của ánh sáng( Photoelectric Light Obcuration Smoke Detector ) Một dạng khác của đầu báo khĩi quang học là đầu báo dựa trên tính chất truyền thẳng của ánh sáng. Sẽ cĩ một nguồn phát sáng ( thường là điốt ) và một bộ phận cảm biến ánh sáng đặt đối diện nhau ( Figure 8 ). Ở điều kiện bình thường ánh sáng từ điốt được truyền trực tiếp cảm biến, cường độ sáng sẽ được đo và giám sát bởi một mạch điện tử. Khi cĩ khĩi xen giữa điốt và cảm biến, ánh sáng truyền từ điốt tới cảm biến sẽ bị suy giảm do tính chất hấp thụ của khĩi. Điều này làm cho cường độ sáng tại cảm biến bị suy giảm ( Figure 9 ). Sự suy giảm cũng được giám sát bởi mạch điện tử, đến một ngưỡng nhất định sẽ cĩ tín hiệu alarm được phát ra. Hình 1.9: Sơ đồ cấu tạo, nguyên lý hoạt động đầu báo khĩi quang truyền thẳng.
  27. Đầu báo khĩi dạng beam. Gồm một cặp thiết bị được lắp ở hai đầu của khu vực cần giám sát. Thiết bị chiếu phát chiếu một chùm tia hồng ngoại, qua khu vực thuộc phạm vi giám sát rồi tới một thiết bị nhận cĩ chứa một tế bào cảm quang cĩ nhiệm vụ theo dõi sự cân bằng tín hiệu của chùm tia sáng. Đầu báo này hoạt động trên nguyên lý làm mờ ánh sáng đối nghịch với nguyên lý tán xạ ánh sáng (cảm ứng khĩi ngay tại đầu báo). Đầu báo khĩi dạng Beam cĩ tầm hoạt động rất rộng ( diện tích 10x 150 m2), thích hợp lắp đặt ở các nơi mà đầu báo quang điện khơng phù hợp. Ví dụ những nơi cĩ nhiệt độ, bụi bặm, độ ẩm quá mức, nhiều tạp chất, Do đầu báo dạng Beam cĩ thể đặt đằng sau cửa sổ cĩ kính trong, nên rất dễ lau chùi, bảo quản. Đầu báo dạng Beam thường được lắp trong khu vực cĩ phạm vi giám sát lớn, trần nhà quá cao khơng thể lắp các đầu báo điểm (các nhà xưởng, ) Hình 1.10: Đầu báo dạng Beam trong điều kiện thƣờng.
  28. Hình 1.11: Đầu báo dạng Beam khi cĩ khĩi xâm nhập. 1.5.2.2. Đầu báo nhiệt. Các đầu báo nhiệt được thiết kế dựa trên nguyên lý sự gia tăng nhiệt độ mơi trường nơi cĩ đám cháy xảy ra. Khi cĩ đám cháy nhiệt lượng sẽ tỏa ra và chúng được phân tán tới các vùng khơng gian xung quanh qua truyền nhiệt hoặc đối lưu khơng khí. Một cảm biến nhiệt được gắn trên đầu báo cĩ vai trị cảm biến nhiệt độ mơi trường khơng khí xung quanh nĩ. Khi cảm biến đo được nhiệt độ đạt tới một ngưỡng nào đĩ đã định trước, tín hiệu alarm được phát ra. Tuy nhiên nhiệt độ khơng khí trong cùng một phịng, một khu vực lại cĩ thể khơng đồng đều khi cĩ cháy xảy ra. Gần khu vực đám cháy nhiệt lượng tỏa ra là lớn nhất, qua đối lưu khơng khí nhiệt lượng bị hấp thu một phần và vì thế nhiệt độ tại nơi lắp đầu báo cĩ thể khơng đạt tới ngưỡng báo cháy nếu trần nhà quá cao. Khắc phục nhược điểm này người ta chế tạo loại đầu báo nhiệt gia tăng, cảm biến sẽ phát hiện nhiệt độ khơng khí gia tăng ví dụ từ 5 – 7 độ C trên một phút và từ đĩ đưa ra tín hiệu alarm. * Đầu báo nhiệt cố định ( Fixed Temparature Detector ).
  29. Là loại đơn giản nhất, cấu tạo gồm một cảm biến nhiệt độ đo nhiệt độ khơng khí xung quanh mơi trường. Ngưỡng nhiệt độ tùy thuộc vào yêu cầu mà sản xuất đưa ra các ngưỡng: 57, 70, 100 độ C. * Đầu báo nhiệt gia tăng ( Rate Of Rise Heat Detector ). Cảm biến nhiệt độ đo sự thay đổi nhiệt độ khơng khí mơi trường xung quanh. Nếu nhiệt độ gia tăng từ 5 – 7 độ C trên phút đầu báo sẽ phát tín hiệu alarm Hình 1.12: Biểu đồ sự gia tăng nhiệt độ của đám cháy 1.5.3 Nút ấn báo cháy trực tiếp. Hình 1.13: Nút ấn báo cháy trực tiếp * Nguyên lý hoạt động.
  30. Khi phát hiện đám cháy, con người tác động bằng cách nhấn vào nút ấn ( là một cơng tắc ON – OFF ), một tín hiệu ngắn mạch mức cao nhất sẽ được tủ truyền về tủ trung tâm và từ đĩ phát tín hiệu cảnh báo. * Cấu tạo, chức năng và nhiệm vụ. Hình 1.14: Sơ đồ cấu tạo nút ấn báo cháy trực tiếp. Nút ấn báo cháy trực tiếp là thiết bị được dùng để truyền tín hiệu cảnh báo về tủ trung tâm bằng lệnh điều khiển trực tiếp của con người trong trường hợp khẩn cấp hoặc trường hợp các đầu báo cháy tại khu vực bị vơ hiệu hĩa. Thiết bị này cho phép người sử dụng chủ động truyền thơng tin báo cháy bằng cách nhấn hoặc kéo vào cơng tắc khẩn, báo động khẩn cấp cho mọi người đang hiện diện trong khu vực đĩ được biết để cĩ biện pháp xử lý hỏa hoạn và di chuyển ra khỏi khu vực nguy hiểm bằng các lối thốt hiểm. Gồm cĩ các loại cơng tắc khẩn như sau: Nút ấn dạng ấn kính vỡ (break glass). Nút ấn dạng giật cơng tắc (pull station). Nút ấn dạng ấn và giữ ( push & hold )
  31. Nút ấn báo cháy trực tiếp được lắp đặt tại các vị trí dễ quan sát như: Hành lang, cửa lối vào thang máy, thang bộ 1.5.4 Thiết bị đầu ra. Hình 1.15: Các thiết bị cảnh báo cháy
  32. Hình 1.16: Sơ đồ đấu nối các thiết bị cảnh báo cháy Nguyên lý hoạt động: Các thiết bị này được kết nối với tủ trung tâm và được sự điều khiển trưc tiếp từ tủ bằng tín hiệu thơng qua các module điều khiển. Khi cĩ cháy, chuơng báo cháy kêu inh ỏi kết hợp đèn nháy chớp liên tục giúp mọi người nhận biết đang cĩ đám cháy xảy ra. 1.5.4.1. Chuơng báo cháy Được lắp đặt tại phịng bảo vệ, các phịng cĩ nhân viên trực ban, hành lang, cầu thang hoặc những nơi đơng người qua lại nhằm thơng báo cho những người xung quanh cĩ thể biết được sự cố đang xảy ra để cĩ phương án xử lý Khi xảy ra sự cố hỏa hoạn, chuơng báo động sẽ phát tín hiệu báo động giúp cho nhân viên bảo vệ nhận biết và thơng qua thiết bị theo dõi sự cố hỏa hoạn (bảng hiển thị phụ) sẽ biết khu vực nào xảy ra hỏa hoạn, từ đĩ thơng báo kịp thời đến các nhân viên cĩ trách nhiệm phịng cháy chữa cháy khắc phục sự cố hoặc cĩ biện pháp xử lý thích hợp. Hệ thống chuơng báo cháy phải được trang bị ở tất cả các khu vực, mức cường độ âm thiết kế phải đủ lớn và cĩ tính chất cảnh báo liên tục. 1.5.4.2 Đèn . Cĩ cơng dụng phát tín hiệu báo động, mỗi loại đèn cĩ chức năng khác nhau và được lắp đặt ở tại các vị trí thích hợp để phát huy tối đa tính năng của thiết bị này. Gồm cĩ các loại đèn: * Đèn báo cháy ( Corridor Lamp ) Được đặt bên trên cơng tắc khẩn của mỗi tầng. Đèn báo cháy sẽ sáng lên mỗi khi cơng tắc khẩn hoạt động, đồng thời đây cũng là đèn báo khẩn cấp cho những người hiện diện trong tịa nhà được biết. Điều này cĩ ý nghĩa quan trọng,
  33. vì trong lúc bối rối do sự cố cháy, thì người sử dụng cần phân biệt rõ ràng cơng tác khẩn nào cịn hiệu lực được kích hoạt máy bơm chữa cháy. * Đèn báo phịng ( Room Lamp ) Được lắp trước cửa mỗi phịng giúp xác định địa chỉ đám cháy một cách nhanh chĩng và chính xác nhất. * Đèn chỉ lối thốt hiểm (Exit Light) Được đặt gần các cầu thang của mỗi tầng lầu, để chỉ lối thốt hiểm trong trường hợp cĩ cháy. Tự động chiếu sáng trong trường hợp mất nguồn điện lưới. 1.5.5 Tủ hiển thị phụ. Trong các tịa nhà lớn hoặc khu tổ hợp cĩ nhiều khu riêng biệt thì tủ báo cháy trung tâm thơi là chưa đủ. Người ta cĩ thể dùng màn hình hiển thị phụ để ở mỗi khu vực nhất định mọi người cĩ thể phát hiện nơi cĩ cháy và từ đĩ cĩ phương án chữa cháy tại chỗ nhanh chĩng, kịp thời. Màn hình hiển thị phụ được thiết kế dạng tủ loại mini, kêt nối trực tiếp với tủ báo cháy trung tâm, cĩ cơ sở dữ liệu và các chức năng hiển thị, cảnh báo giống như tủ trung tâm. Building A Tủ báo cháy trung tâm Building B Building C Building D Tủ hiển thị phụ 1 Tủ hiển thị phụ 2 Tủ hiển thị phụ 3 Hình 1.17: Sơ đồ kết nối tủ hiển thị phụ 1.5.6 Mơ-đun điều khiển ( Input – Output Module ).
  34. Là thiết bị địa chỉ thơng minh cĩ khả năng nhận tín hiệu điều khiển từ tủ trung tâm ( Input ), xuất tín hiệu điều khiển các hệ thống liên động ( Output ): Thang máy. Quạt tăng áp. Quạt hút khĩi Cửa từ. Hình 1.18: Sơ đồ nguyên lý mơ-đun điều khiển 1.6 TÍCH HỢP CÁC HỆ THỐNG KỸ THUẬT TRONG CƠNG TRÌNH Hệ thống báo cháy được thiết kế với khả năng phối hợp hoạt động với các hệ thống kỹ thuật khác trong tịa nhà để cĩ một giải pháp tổng thể đảm bảo an tồn cao nhất: Hệ thống điều khiển thốt khĩi và nhiệt, Hệ thống quản lý tịa nhà (BMS), Hệ thống chiếu sáng, Điện, kể cả khẩn cấp (Lighting & Elictricity incl. Emergency), Hệ thống thơng báo cơng cộng (PA), Hệ thống kiểm sốt ra vào (AC), Hệ thống camera giám sát (CCTV), Hệ thống thang máy thang cuốn (Lifting/Conveyer). Ngồi ra, cĩ chức năng gọi tự động cứu hoả 114 và kết nối
  35. phối hợp với các hệ thống cĩ liên quan của gara ngầm: hệ thống báo cháy, hệ thống chữa cháy, hệ thống thốt khĩi và nhiệt. BMS Brigade 114 UCP’s relating systems AC/Security CCTV PA FF FA HVAC SHVS Lighting & Lifting/ Electricity incl. Conveyer emergency Hình 1.19: Sơ đồ kết nối hệ thống báo cháy với các hệ thống kỹ thuật khác 1.6.1. Hệ thống BMS. BMS (Building Management System) là một hệ thống điều khiển và giám sát kỹ thuật. Hệ thống này cĩ giải pháp mang tính tổng thể cao trong điều khiển và giám sát các hệ thống kỹ thuật của tồ nhà. Hệ thống BMS thực hiện tốt nhất các nhiệm vụ điều khiển vận hành hệ thống là mơi trường thu nhận, quản lý tồn bộ các thơng số kỹ thuật của thiết bị của các hệ thống kết nối tới. Thơng qua trao đổi thơng tin, BMS điều khiển vận hành các thiết bị chấp hành hoạt động của từng hệ thống kỹ thuật khác nhau hoạt động theo yêu cầu của người quản lý, đảm bảo các yếu tố kỹ thuật cũng như các yếu tố an tồn, an ninh Hệ thống báo cháy tích hợp với BMS bằng việc kết nối trực tiếp từ tủ điều khiển trung tâm báo cháy thơng qua một mơ-đun kết nối, thơng qua mơ-đun này các thơng tin về hoạt động của hệ thống báo cháy sẽ được truyền tới hệ thống BMS. Tín hiệu báo cháy sau khi đã được kiểm tra xác minh sẽ được truyền đến hệ thống BMS. Từ đĩ hệ thống BMS sẽ đưa ra quyết định thay đổi chế độ hoạt
  36. động của hệ thống điều hịa khơng khí từ chế độ thường sang chế độ thơng giĩ khẩn cấp cho tồn bộ tịa nhà, đồng thời thơng qua các modules output được lập trình theo từng vùng cháy tác động đến các IP đặt tại các khu vực và sẽ giành quyền điều khiển hệ thống thơng giĩ và hệ thống quạt hút của hệ thống tịa nhà, ra lệnh đĩng các van chăn lửa theo vùng, đồng thời cho BMS tín hiệu để tắt AHU và càc thiết bị liên quan đến khu cĩ cháy. Việc kết nối cịn cung cấp đến BMS những tín hiệu giám sát hệ thống báo cháy như: Thơng tin từ các bộ báo khĩi đặt trong đường ống thơng giĩ. Trạng thái tủ báo cháy, nguồn mất hoặc yếu. Trạng thái các thiết bị của hệ thống. Báo sự cố lỗi của các tủ : fault, alarm. Lệnh báo cháy cục bộ, (khi cĩ nhiều hơn 1 vị trí báo cháy). Lệnh báo cháy tổng thể. Lệnh báo thốt hiểm khẩn cấp. Đám cháy đã được xử lý, hệ thống trở về trạng thái bình thường. 1.6.2. Hệ thống kiểm sốt cửa tự động. Hệ thống kiểm sốt cửa ra vào nhằm đảm bảo an ninh cho tồ nhà cũng như cho các phịng chức năng khác nhau, quản lý khách và khán giả theo các đối tượng, quản lý theo khu vực Tương tự như trên khi cĩ tín hiệu báo cháy sau khi đã được kiểm tra, xác minh sau đĩ thơng qua các mơ-đun đầu ra được lập trình trước để kích hoạt đĩng, mở các cửa liên quan đến cơng tác an tồn phịng cháy chữa cháy để sơ tán và phục vụ chữa cháy. 1.6.3. Hệ thống thang máy
  37. Hệ thống thang máy hoạt động bằng điện nên khi cĩ cháy rất cĩ thể nguồn điện sẽ bị mất do cháy dây gây nhảy áp. Điều này hết sức nguy hiểm khi đang cĩ người bị kẹt trong thang khơng thể tìm cách thốt ra được. Giải quyết vấn đề này hệ thống báo cháy sẽ cấp một mơ-đun điều khiển thang máy ở mức ưu tiên cao nhất. Khi cĩ cháy mơ-đun sẽ điều khiển thang tụt về tầng trệt và mở cửa để con người thốt nạn. 1.6.4. Hệ thống âm thanh cơng cộng trong tịa nhà. Mơ-đun điều khiển sẽ kích hoạt hệ thống âm thanh mức cao nhất, lúc này hệ thống âm thanh tự động phát một bản tin về cĩ cháy xảy ra giúp tất cả mọi người trong tịa nhà cĩ thể nhận biết. 1.6.5. Hệ thống thốt khĩi và nhiệt. Trong tịa nhà sẽ được trang bị hệ thống quạt hút khĩi và quạt tăng áp cầu thang bộ hỗ trợ con người thốt nạn trong trường hợp cĩ cháy. Tủ báo cháy trung tâm cĩ nhiệm vụ kết nối và điều khiển hệ thống này một cách tự động khi cĩ cháy xảy ra. 1.6.6. Hệ thống chữa cháy. Thơng qua các mơ-đun đầu vào thu nhận các thơng tin đầu vào của hệ thống chữa cháy đầu phun ( Sprinkler ) và họng nước để giám sát tồn bộ hoạt động của hệ thống chữa cháy như: cơng tắc dịng chảy, giám sát trạng thái các van chặn chính, giám sát trạng thái bơm, máy nén khí . Thơng qua các mơ-đun đầu ra để điều khiển hệ thống bơm chữa cháy, hệ thống màng ngăn cháy 1.6.7. Thơng tin đến lực lƣợng phịng cháy chữa cháy chuyên nghiệp. Hệ thống báo cháy tự động được kết nối với lượng lượng chữa cháy chuyên nghiệp (cơng an PCCC) thơng qua các đường dây điện thoại kết nối từ
  38. phịng trung tâm điều khiển đến số điện thoại cài đặt trước như 114, cho phép trượt đến 5 số điện thoại khác nhau nếu khơng bên kia khơng cĩ người nhận cuộc gọi. Khi bên nhận điện nhấc máy thì sẽ nhận được thơng báo theo nội dung đã được cài đặt trước. Hệ thống tích hợp truyền thơng báo dưới dạng nhắn tin tự động dạng văn bản đến các đơn vị liên quan nếu cĩ bộ nhận tín hiệu dưới dạng văn bản tin nhắn.
  39. CHƢƠNG 2. CƠ SỞ TÍNH TỐN , THIẾT KẾ HỆ THỐNG BÁO CHÁY TỰ ĐỘNG Đối với một hệ thống báo cháy tự động, ngồi việc các thiết bị đáp ứng đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật đề ra thì việc thiết kế hệ thống cịn phải đáp ứng những tiêu chuẩn và yêu cầu thiết kế nhất định, nhằm đảm bảo hệ thống hoạt động một cách an tồn, chính xác và hiệu quả nhất. 2.1.MỤC ĐÍCH VÀ YỀU CẦU CHUNG Sự ra đời của các nhà cao tầng, phức hợp và hiện đại là tất yếu khách quan phù hợp với quy luật thực tế. Các nhà cao tầng, phức hợp và hiện đại với nhiều cơng năng như trụ sở văn phịng, trung tâm hội họp, trung tâm mua sắm, nhà ở, khách sạn Mỗi tịa nhà được sử dụng với nhiều mục đích khác nhau tuy nhiên đều là nơi tập trung đơng người, nhiều trang thiết bị quý giá, hồ sơ tài liệu quan trọng. Bên cạnh đĩ là những vật liệu dễ gây cháy như vải vĩc, vật liệu tổng hợp, khí đốt, nguồn nhiệt , khả năng gây cháy rất cao. Do đĩ việc trang bị một hệ thống báo cháy tự động với mục đích phát hiện và ngăn chặn đám cháy sớm là một yêu cầu bắt buộc đối với mỗi cơng trình. * Những yêu cầu chung đối với hệ thống . Cĩ khả năng phát hiện cháy sớm, tin cậy và đưa ra các cảnh báo. Được trang bị tất cả mọi nơi cĩ nguy cơ xảy ra cháy nổ. Cĩ khả năng kết nối với các hệ thống kĩ thuật khác trong tịa nhà. Hoạt động liên tục 24/24 giờ, cĩ khả năng duy trì hoạt động khi bị mất điện lưới.
  40. Đảm bảo tính thẩm mĩ, mĩ quan khơng ảnh hưởng lớn đến kiến trúc mĩ thuật của tịa nhà. * Các yếu tố mơi trƣờng cần lƣu ý khi lựa chọn thiết bị. Nhiệt độ trung bình hàng năm. Nhiệt độ cao nhất mùa hè. Nhiệt độ thấp nhất mùa đơng. Độ ẩm trung bình hàng năm. Mùa mưa hằng năm. Bão hàng năm, tốc độ giĩ cao nhất. 2.2. CÁC TIÊU CHUẨN VÀ YÊU CÂU THIẾT KẾ. 2.2.1. Các tiêu chuẩn. - TCVN5738-2001: Hệ thống báo cháy tự động –yêu cầu kỹ thuật. - TCXD 215 - 1998 : Phịng cháy chữa cháy – từ vựng – phát hiện cháy và báo động cháy. - TCXD 216 - 1998 : Phịng cháy chữa cháy - từ vựng - thiết bị chữa cháy. - TCXD 217 - 1998 : Phịng cháy chữa cháy - từ vựng - thuật ngữ chuyên dùng cho phịng cháy chữa cháy, cứu nạn và xử lý vật liệu nguy hiểm. - TCXD 217 - 1998 : Hệ thống phát hiện cháy và báo động cháy - Quy định chung. - TCVN 3991 – 1985 : Tiêu chuẩn phịng cháy trong thiết kế xây dựng - thuật ngữ và định nghĩa. - TCVN 5303 – 1990 : An tồn cháy - thuật ngữ và định nghĩa - TCVN 3254 – 1989 : An tồn cháy - Yêu cầu chung. - TCVN 4778 – 1989 : Phân loại cháy. - TCVN 4879 – 1989 : Phịng cháy - dấu hiệu an tồn.
  41. - TCVN 2622:1995 : Phịng chống cháy cho nhà và cơng trình - Yêu cầu thiết kế - TCVN 6161 - 1996 : Phịng cháy chữa cháy - chợ và trung tâm thương mại - Yêu cầu thiết kế - TCVN 6160 – 1996 : Phịng cháy chữa cháy nhà cao tầng - Yêu cầu thiết kế. - TCVN 5040 – 1990 : Thiết bị phịng cháy và chữa cháy - Ký hiệu hình vẽ trên sơ đồ phịng cháy - yêu cầu kỹ thuật. - TCVN 5760 - 1993 : Hệ thống chữa cháy - Yêu cầu chung về thiết kế, lắp đặt và sử dụng. - TCVN 5738 - 2001 : Hệ thống báo cháy tự động – Yêu cầu kỹ thuật. - TCVN 4513 -1988 : Cấp nước bên trong - tiêu chuẩn thiết kế. Ngồi ra các thiết bị hệ thống phịng cháy chữa cháy và cơng tác lắp đặt chúng vào cơng trình cịn phải tuân thủ các yêu cầu trong những tiêu chuẩn trích dẫn dưới đây: - TCVN 4086 : 1985 An tồn điện trong xây dựng - Yêu cầu chung. - TCVN 4756 : 1989 Qui phạm nối đất và nối khơng các thiết bị điện. - TCVN 5308 : 1991 Qui phạm an tồn kỹ thuật trong xây dựng. 2.2.2. Các yêu cầu thiết kế. * Việc thiết kế, lắp đặt, hệ thống báo cháy phải được sự thỏa thuận của cơ quan phịng cháy, chữa cháy và thỏa mãn các yêu cầu, quy định của các tiêu chuẩn, quy phạm hiện hành cĩ liên quan. * Hệ thống báo cháy đáp ứng những yêu cầu như sau : Phát hiện cháy nhanh chĩng tại khu vực xảy ra sự cố. Chuyển tín hiệu khi phát hiện cĩ cháy, tín hiệu báo động rõ ràng để những người xung quanh cĩ thể thực hiện ngay các giải pháp thích hợp.
  42. Cĩ khả năng chống nhiễu tốt. Khơng bị tê liệt một phần hay tồn bộ do cháy gây ra trước khi phát hiện ra cháy. Hệ thống báo cháy phải đảm bảo độ tin cậy. Hệ thống này thực hiện đầy đủ các chức năng đã được đề ra mà khơng xảy ra sai sĩt hoặc các trường - Những tác động bên ngồi gây sự cố cho một bộ phận của hệ thống khơng gây ra những sự cố tiếp theo trong hệ thống. Khả năng dự phịng cao. Khả năng mở rộng dể dàng với chi phí thấp. Hệ thống thiết bị phải thoả mãn cơng năng mà cơng trình yêu cầu. Phù hợp với mơi trường khí hậu và điều kiện kiến trúc của cơng trình. Hệ thống thiết bị phải thoả mãn yêu cầu của hồ sơ mời thầu và thiết kế. Hệ thống thiết bị phải thoả mãn cơng năng mà cơng trình yêu cầu. Phù hợp với mơi trường khí hậu và điều kiện kiến trúc của cơng trình. Thoả mãn các tiêu chuẩn Việt nam về phịng cháy chữa cháy. Hệ thống báo cháy là hệ thống quan trọng hàng đầu của hệ thống phịng cháy chữa cháy cũng như tồn bộ cơng trình. Nhằm đảm bảo giúp cho con người phát hiện đám cháy từ rất sớm để cĩ những biện pháp thốt nạn, chữa cháy thích hợp, nhanh gọn. Do vậy nĩ phải cĩ độ chính xác, độ an tồn và ổn định cao hoạt động 24/24 và phải cĩ khả năng kết nối với các hệ thống khác như thang máy, điện, thơng giĩ, máy bơm chữa cháy, để phục vụ kịp thời cho quá trình thốt nạn và chữa cháy.
  43. 2.3. CƠ SỞ TÍNH TỐN, THIẾT KẾ HỆ THĨNG. Dựa theo TCVN 5738 – 2001 qui định về đầu báo cháy như sau: - Điều 6.1 : Các đầu báo cháy tự động phải đảm bảo phát hiện cháy theo chức năng đã được thiết kế và các đặc tính kỹ thuật nêu ra ở bảng 2.1. Việc lựa chọn đầu báo cháy tự động phải căn cứ vào tính chất của các chất cháy, đặc điểm mơi trường bảo vệ và theo tính chất của cơ sở được trang bị. Bảng 2.1: Bảng yêu cầu kỹ thuật đối với đầu báo cháy STT Đặc tính kĩ thuật Đầu báo cháy nhiệt Đầu báo cháy Đầu báo cháy khĩi lửa 1 Thời gian tác <= 120 giây <= 30 giây <= 5 giây động 2 Ngưỡng tác động - Từ 40-170 0C Độ che mờ khĩi Ngọn lửa trần -Đầu báo thường: cao 15mm cách 5-20% đầu báo cháy -Đầu báo tia 3m chiếu: 20-70% 3 Độ ẩm khơng khí <= 98% 4 Nhiệt độ làm việc 10 – 170 độ C 10 – 49 độ C 10 – 50 độ C 5 Diện tích bảo vệ Từ 15m2 đến 50m2 50m2 đến 100m2 Hình chĩp gĩc 120 độ - Điều 6.3 : Số lượng đầu báo cháy tự động cần phải lắp đặt cho một khu vực được bảo vệ phụ thuộc vào mức độ cần thiết để phát hiện cháy trên tồn bộ diện tích của khu vực đĩ và đảm bảo yêu cầu về kinh tế kỹ thuật.
  44. - Điều 6.5 : Các đầu báo cháy nhiệt hoặc khĩi phải được lắp đặt trên trần nhà và mái nhà và được lắp trong các khoang của trần nhà được giới hạn bởi cấu kiện xây dựng nhơ ra về phía dưới (dầm, xà, cạnh panen) lớn hơn 0,4m. Tường trần nhà cĩ những phần nhơ ra về phía dưới từ 0,08m đến 0,4m thì việc lắp đặt đầu báo cháy tự động được tính như trần nhà khơng cĩ phần nhơ ra nhưng diện tích bảo vệ của một đầu báo cháy tự động giảm 25%. - Điều 6.7 : Số lượng đầu báo cháy tự động mắc trên một kênh của hệ thống báo cháy phụ thuộc vào đặc tính kỹ thuật của trung tâm báo cháy nhưng diện tích bảo vệ của mỗi kênh khơng được lớn hơn 2000m2 đối với khu vực bảo vệ hở và 500m2 đối với khu vực kín. Các đầu báo cháy tự động phải được dụng theo yêu cầu kỹ thuật tiêu chuẩn và cĩ tính đến mơi trường bảo vệ. - Điều 6.8 : Trường hợp trung tâm báo cháy khơng cĩ chức năng chỉ thị địa chỉ của từng đầu báo cháy tự động, các đầu báo cháy tự động mắc trên mỗi kênh cho phép kiểm sốt đến 20 phịng hoặc khu vực trên cùng một tầng nhà cĩ lối ra hành lang chung nhưng ở phía ngồi từng phịng phải cĩ đèn chỉ thị về sự tác động báo cháy của bất cứ đầu báo cháy nào được lắp đặt trong các phịng đĩ đồng thời phải đảm bảo yêu cầu của điều 6.7. 2.3.1 Đầu báo cháy dạng khĩi. - Điều 6.12.1: Diện tích bảo vệ của một đầu báo cháy khĩi, khoảng cách tối đa giữa các đầu báo cháy với nhau và giữa đầu báo cháy khĩi với tường nhà phải xác định theo bảng 2.2, nhưng khơng được lớn hơn các trị số ghi trong yêu cầu kỹ thuật và lý lịch kỹ thuật của đầu báo cháy khĩi. Bảng 2.2: Yêu cầu đối với đầu báo cháy khĩi Độ cao lắp đầu Diện tích bảo vệ Khoảng cách tối đa (m) báo cháy (m) của một đầu báo Giữa các đầu báo Từ đầu báo cháy cháy (m2) cháy đến tường nhà
  45. Dưới 3,5 Nhỏ hơn 100 10 5,0 Từ 3,5 đến 6 Nhỏ hơn 80 8,5 4,0 Lớn hơn 6 đến 10 Nhỏ hơn 65 8,0 4,0 Lớn hơn 10 đến Nhỏ hơn 55 7,5 3,5 12 2.3.2. Đầu báo cháy dạng nhiệt. - Điều 6.13.1: Diện tích bảo vệ của một đầu báo cháy nhiệt, khoảng cách tối đa giữa các đầu báo cháy nhiệt với nhau và các đầu báo cháy nhiệt với tường nhà cần xác định theo bảng 2.3, nhưng khơng lớn hơn các trị số ghi trong điều kiện kỹ thuật và lý lịch kỹ thuật của đầu báo cháy nhiệt. Bảng 2.3: Yêu cầu đối với đầu báo cháy nhiệt Độ cao lắp đầu Diện tích Khoảng cách tối đa (m) báo cháy (m) bảo vệ của 1 đầu Giữa các Từ đầu báo báo cháy (m2) đầu báo cháy cháy đến tường nhà Dưới 3,5 Nhỏ hơn 50 7,0 3,5 Từ 3,5 đến 6 nhỏ hơn 25 5,0 2,5 Lớn hơn 6 đến 9 nhỏ hơn 20 4,5 2,0 2.4. TRUNG TÂM BÁO CHÁY. - Điều 5.1 : Trung tâm báo cháy tự động phải cĩ chức năng tự động kiểm tra tín hiệu từ các đầu báo về loại trừ tín hiệu báo cháy giả. Cho phép sử dụng các trung tâm báo cháy tự động khơng cĩ khả năng kiểm tra tín hiệu trong từng trường hợp
  46. sử dụng các đầu báo cháy cĩ chức năng tự động kiểm tra tín hiệu. Khơng được dùng các trung tâm khơng cĩ chức năng báo cháy làm trung tâm báo cháy. - Điều 5.2 : Phải đặt trung tâm báo cháy ở nơi cĩ người trực suốt ngày đêm. - Điều 5.10 : Khi lắp các đầu báo cháy tự động với trung tâm báo cháy phải chú ý đến sự phù hợp của hệ thống ( điện áp cấp cho đầu báo cháy, dạng tín hiệu báo cháy, phương pháp phát tín hiệu sự cố, bộ phận kiểm tra đường dây ). 2.5. NƯT ẤN BÁO CHÁY. - Điều 7.1: Hộp nút ấn báo cháy được lắp đặt bên trong cũng như bên ngồi nhà và cơng trình, được lắp trên tầng và cấu kiện xây dựng ở độ cao 0,8m đến 1,5m tính từ mặt sàn hay mặt đất. - Điều 7.2: : Hộp nút ấn báo cháy phải được lắp trên các lối thốt nạn, chiếu nghỉ cầu thang, ở vị trí dễ thấy. Trong trường hợp xét thấy cần thiết cĩ thể lắp đặt trong từng phịng. Khoảng cách giữa các hộp nút ấn báo cháy khơng quá 50m. - Điều 7.4: Các hộp nút ấn báo cháy cĩ thể lắp theo kênh riêng hoặc lắp chung kênh với các đầu báo cháy. 2.6. CÁC BỘ PHẬN LIÊN KẾT. - Điều 8.2: Cáp tín hiệu của hệ thống báo cháy tự động phải đặt chìm trong tường, trần nhà và phải cĩ biện pháp bảo vệ dây dẫn chống chập hoặc đứt dây (luồn trong ống bảo vệ bằng PVC, kim loại ). - Điều 8.5: Lõi đồng của từng dây dẫn tín hiệu từ các đầu báo cháy tự động đến đường dây cáp trục chính phải khơng nhỏ hơn 0,75mm2 (Tương đương lõi đồng cĩ kích thước 1mm). - Điều 8.10: Số lượng đầu nối của các hộp đấu dây và số lượng dây dẫn của các dây dẫn phải dự phịng 20%. 2.7. NGUỒN ĐIỆN CHO HỆ THỐNG.
  47. - Điều 9.1: Trung tâm của hệ thống báo cháy phải cĩ 2 nguồn điện độc lập. Một nguồn 220V xoay chiều và một nguồn ắc quy dự phịng. Dung lượng ắc quy dự phịng phải đảm bảo ít nhất 12h cho thiết bị hoạt động ở chế độ thường trực và 5 phút khi cĩ cháy.
  48. CHƢƠNG 3. THIẾT KẾ HỆ THỐNG BÁO CHÁY CHO TÕA NHÀ HẢI PHỊNG TOWER 3.1. TỊA NHÀ HẢI PHỊNG TOWER VÀ CÁC YÊU CẦU LIÊN QUAN CƠNG TÁC PHỊNG CHÁY CHỮA CHÁY. Haiphong Tower là tổ hợp nhà hàng, văn phịng và căn hộ cao cấp. Trải qua quá trình phát triển bền vững, Haiphong Tower luơn là tịa nhà hiện đại, sang trọng bậc nhất tại Hải Phịng. Nhằm mang đến cho các chuyên gia nước ngồi tới làm việc, sinh sống tại đây cảm nhận được khơng gian thư thái, tiện ích và luơn coi Haiphong Tower như ngơi nhà của mình, Chúng tơi đã và luơn đầu tư hệ thống trang thiết bị, nội thất hiện đại nhất của các thương hiệu nổi tiếng nhập khẩu từ Nhật Bản, Châu Âu, bên cạnh quy trình quản lý chuyên nghiệp. Haiphong Tower nằm tại vị trí đắc địa,khu vực trung tâm chính trị, văn hĩa của Hải Phịng. Đây là khu vực tập trung nhiều cơng trình quan trọng của thành phố, giao thơng thuận lợi, an ninh luơn ổn định. Từ đây, Quý khách rất dễ để tới Quảng trường thành phố, nhà hát lớn, ga Hải Phịng, sân bay, và cảng biển. Với tổng diện tích xây dựng 700m2, bao gồm 11 sàn và 1 tầng hầm, Haiphong Tower dành 4 tầng văn phịng tiêu chuẩn, 6 tầng với 56 căn hộ cao cấp sẵn sàng mang đến cho quý khách một khơng gian sống tiện nghi, đẳng cấp. Các căn hộ được bố trí ban cơng rộng mở, từ đây cĩ thể chiêm ngưỡng tồn cảnh thành phố.
  49. Phối tồn cảnh tịa nhà Hải Phịng Tower Với quy mơ và tính chất như trên, tịa nhà yêu cầu phải được trang bị hệ thống báo cháy tự động với mục đích phát hiện và ngăn chặn cháy sớm. Ngồi các yêu cầu chung đối với hệ thống báo cháy tự động như đã trình bày ở chương 2, tịa nhà cịn đưa ra một số yêu cầu cụ thể như sau: Hệ thống báo cháy tự động là loại địa chỉ thơng minh. Tích hợp hệ thống quản lý tịa nhà BMS ở mức cao nhất. Tích hợp hệ thống chữa cháy sớm, hệ thống thốt hiểm mức cao nhất. 3.2. THIẾT KẾ PHẦN CỨNG . Bao gồm các cơng việc: Tính tốn khối lượng và xác định vị trí lắp đặt thiết bị, lựa chọn hệ thống báo cháy tự động. 3.2.1 Tính tốn khối lƣợng và xác định vị trí lắp đặt các thiết bị.
  50. Từ đặc điểm kiến trúc, xây dựng của tồ nhà, ta thấy tồ nhà được xây dựng với kết cấu khung, dầm chịu lực. Chiều cao của dầm nhơ ra là 0,3m. Với đặc điểm sử dụng làm văn phịng và khu chung cư nên các tầng đều cĩ lắp trần giả bằng thạch cao, khung bằng sắt. Các đầu báo cháy đều được lắp ở vị trí của trần giả nên ta tính tốn với chiều cao của trần giả, như thế sẽ làm tăng thêm độ an tồn của cơng trình. - Đầu báo khĩi: Căn cứ vào TCVN5738-2001 theo điều 6.12.1: “Độ cao lắp đặt đầu báo cháy dưới 3,5m thì diện tích bảo vệ của 1 đầu báo cháy là dưới 100m2”. Trong trường hợp này, với độ cao của tầng là 3,3m do đĩ ta chọn diện tích bảo vệ của 1 đầu báo cháy khĩi là 90m2 => Sk=90m2 - Đầu báo nhiệt: Căn cứ vào TCVN5738-2001 theo điều 6.13.1: “Độ cao lắp đặt đầu báo cháy dưới 3,5m thì diện tích bảo vệ của 1 đầu báo cháy là dưới 50m2 Trong trường hợp này, với độ cao của tầng là 3,3m do đĩ ta chọn diện tích bảo vệ của 1 đầu báo cháy nhiệt là 40m2 => Sk=40m2 Cơng thức xác định số lượng đầu báo cháy lắp đặt cho một khu vực cĩ diện tích S là: S N = Sk 3.2.1.1. Khu văn phịng, Khu văn phịng từ tầng 1 tới tầng 3 bao gồm một lượng lớn trang thiết bị văn phịng như: giấy tờ, tài liệu, máy tính, máy in , khi cháy cũng sẽ phát sinh khĩi trước tiên. Vì thế ta lựa chọn đầu báo khĩi để lắp đặt cho khu vực này. Do đặc trưng là khu vực văn phịng nên các phịng sẽ được chia nhỏ ra quy mơ diện tích mỗi phịng là khác nhau. Dựa trên diện tích các phịng để bố trí vị trí, số lượng đầu báo để đảm bảo chính xác tiêu chuẩn đề ra. Ví dụ: Phịng kích thước 4 x 5,5 m
  51. Ta cĩ tính tốn và bố trí thiết bị như sau. Hình 3.2 : Sơ đồ bố trí đầu báo Theo sơ đồ bố trí này, khoảng cách từ vị trí xa nhất của phịng tới đầu báo là: L = ab22 = 2.7522 2 = 3,4 m < Rk = 5,35 m Việc bố trí đầu báo như trên là đảm bảo. Vị trí lắp đặt các đầu báo, nút ấn báo cháy, chuơng đèn báo cháy sẽ được thể hiện chi tiết trong bản vẽ thiết kế ( phụ lục ). Cụ thể khối lượng thiết bị như sau: Đầu báo nhiệt: 9 Đầu báo khĩi: 29 Nút ấn báo cháy: 6 Chuơng đèn báo cháy: 9 3.2.1.2. khu căn hộ cao cấp. Khu căn hộ cao cấp từ tầng 4 đến tầng 9 chứa các phịng ngủ và phịng bếp nơi dễ phát sinh ra lửa . Vì vậy chúng ta lựa chọn đầu báo khĩi cho phịng ngủ, lặp đặt đầu báo nhiệt cho phịng khách
  52. Vị trí lắp đặt các đầu báo, nút ấn báo cháy, chuơng đèn báo cháy sẽ được thể hiện chi tiết trong bản vẽ thiết kế ( phụ lục ). Cụ thể khối lượng thiết bị như sau: Đầu báo nhiệt: 102 Đầu báo khĩi: 78 Nút ấn báo cháy: 12 Chuơng đèn báo cháy: 24 3.2.1.3 .Tính tốn số lƣợng mơ-đun tích hợp các hệ thống kỹ thuật khác trong tịa nhà. Dựa theo bản vẽ thiết kế, các yêu cầu kết nối của hệ thống báo cháy tự động với các hệ thống kỹ thuật khác trong tịa nhà cụ thể như sau: Hệ thống quản lý tịa nhà BMS: Yêu cầu kết nối hệ thống báo cháy tự động mức cao. Tồn bộ thơng tin về hệ thống báo cháy tự động như phải được truyền tới hệ thống BMS thơng qua 1 mơ-đun giao tiếp, hiển thị dưới dạng text. Hệ thống thang máy: Tịa nhà được trang bị hệ thống gồm 6 thang máy. Yêu cầu hệ thống báo cháy tự động kết nối với hệ thống thang máy ở mức cao nhất trong trường hợp xảy ra hỏa hoạn. Ở đây ta sử dụng 2 mơ-đun cấp tiếp điểm khơ, mỗi chiếc điều khiển cho 3 thang. Hệ thống bơm chữa cháy: được trang bị 1 mơ-đun chức năng giám sát. Khi hệ thống bơm chữa cháy chạy do nguyên nhân dùng vịi chữa cháy hoặc hệ thống spinkler hoạt động sẽ tác động tới mơ-đun kích hoạt mơ- đun ở trạng thái giám sát. Hệ thống giám sát cơng tắc dịng chảy waterflow: Mỗi tầng sẽ được trang bị 1 mơ-đun giám sát hệ thống spinkler, khi hoạt động sẽ gửi thơng tin giám sát về tủ báo cháy trung tâm.
  53. 3.2.2. Lựa chọn hệ thống báo cháy tự động. Trên cơ sở phân tích, nghiên cứu chi tiết về đặc điểm, yêu cầu của cơng trình; Căn cứ khối lượng tính tốn sơ bộ ở trên và đặc tính của các hệ thống báo cháy tự động đang được sử dụng trên thị trường hiện nay. Tơi quyết định lựa chọn hệ thống báo cháy tự động loại địa chỉ thơng minh EST3 của hãng GE – EDWARDS để lắp đặt cho tịa nhà Hải Phịng tower. Cụ thể thiết bị bao gồm: Bảng 3.1: Danh mục thiết bị lựa chọn cho cơng trình STT TÊN THIẾT BỊ MODEL SỐ LƯỢNG 1 Tủ báo cháy trung tâm EST 3 3-CAB21 1 2 Tủ hiện thị phụ 3-LCDANN 1 3 Card 2 loop 3-SDDC1 4 4 Card hỗ trợ kết nối - Kết nối máy tính 2 - Kết nối Network 2 6 Đầu báo khĩi quang địa chỉ SIGA-PS 150 7 Đầu báo nhiệt cố định địa chỉ SIGA-HFS 120 8 Nút ấn báo cháy địa chỉ SIGA-271 22 9 Đầu ra khơng điện áp SIGA-CR 1 10 Module đầu ra cĩ điện áp SIGA-CC1 1 11 Module kết nối hệ thống BMS BACNET-IP 1 12 Chuơng đèn báo cháy 323D-10AW 44 13 Hệ thống máy tính+phần mềm 1 đồ họa
  54. 14 Nguồn điện dự phịng 24 VDC- 7Ah 1 3.2.3. Thơng số kỹ thuật chi tiết các thiết bị đƣợc lựa chọn. 3.2.3.1. Tủ báo cháy trung tâm EST3 – 3CAB 21. Cấu tạo: * Một biến thế: Biến đổi điện áp xoay chiều 220V sang 24V một chiều cấp cho các thiết bị hệ thống tại tủ, các thiết bị trên loop bao gồm đầu báo, module. Bảng 3.2: Thơng số kỹ thuật biến thế tủ báo cháy trung tâm STT THƠNG SỐ KĨ THUẬT CHI TIẾT 1 Điện áp hoạt động - Input: 120-230 VAC, 50-60 Hz - Output: 24 VDC 2 Dịng điện cung cấp - 3.5 Amp/ loop - Maximum: 28 Amp 3 Nhiệt độ hoạt động 0-49 độ C 4 Độ ẩm tối đa 93% 5 Nguồn điện dự phịng 12 Ah
  55. Hình 3.3: Sơ đồ cấp nguồn tủ báo cháy trung tâm Khối xử lý trung tâm ( CPU ): Hoạt động bằng hệ vi xử lý thơng minh. Lưu trữ cơ sở dữ liệu tồn bộ hệ thống Tiếp nhận xử lý tồn bộ thơng tin hệ thống Cung cấp các kết nối chuẩn RS-232 cho kết nối máy tính, đồ họa; RS-485 cho kết nối mạng giữa các tủ. Cấp trực tiếp tiếp điểm dạng “ C” cho sự kiện: Alarm, Trouble, Supervision. Khả năng lưu trữ 5000 sự kiện. Bảng 3.3: Thơng số hoạt động khối xử lý trung tâm - CPU STT THƠNG SỐ KĨ THUẬT CHI TIẾT 1 Điện áp hoạt động 24 VDC 2 Dịng điện hoạt động - Normal: 155 mA - Alarm: 165 mA 3 Nhiệt độ hoạt động 0-49 độ C
  56. 4 Độ ẩm tối đa 93% 3.2.3.2. Card kết nối thiết bị 2 loop – 3 SDDC1. Được lắp ngay tại tủ báo cháy trung tâm. Trực tiếp cấp nguồn hoạt động, quản lý thiết bị trên loop bao gồm: module, đầu báo. Hoạt động bằng vi xử lý thơng minh. Giám sát tình trạng tất cả các thiết bị trên loop. Khả năng quản lý 125 thiết bị địa chỉ trên loop, tối đa 250 thiết bị tổng cộng trên loop. Tín hiệu báo cháy truyền trên loop nhỏ hơn 750 mili giây. Bảng 3.4: hơng số kĩ thuật Card 2 loop 3-SDDC1 STT THƠNG SỐ KĨ THUẬT CHI TIẾT 1 Điện áp hoạt động 24 VDC 2 Dịng điện hoạt động - Normal: 264 mA - Alarm : 336 mA 3 Nhiệt độ hoạt động 0-49 độ C 4 Độ ẩm tối đa 93% 5 Khoảng cách đi dây tối đa từ - Dây tiết diện 1,5 mm2: 1178 card tới thiết bị m - Dây tiết diện 1,0 mm2: 802 m
  57. Hình 3.4: Sơ đồ đấu nối thiết bị card loop 3-SDDC1 3.2.3.3. Card hỗ trợ kết nối * Card hỗ trợ kết nối máy tính. - Cung cấp kết nối giữa tủ trung tâm với máy tính bao gồm: hệ thống đồ họa Firework, hệ thống máy in. - Hoạt động dựa trên hệ vi xử lý. * Card hỗ trợ kết nối Network. - Cung cấp kết nối giữa các tủ trung tâm, kết nối giữa tủ trung tâm với các tủ hiển thị phụ. - Kết nối tối đa 64 node. Bảng 3.5: Thơng số kĩ thuật card hỗ trợ kết nối STT Thơng số kĩ thuật RS232 RS485 1 Điện áp hoạt động 15,5-19,95 VDC 2 Dịng điện hoạt 58 Ma 98 mA
  58. động 3 Nhiệt độ hoạt động 0-49 độ C 4 Độ ẩm tối đa 93 % 3.2.3.4. Tủ hiển thị phụ 3-LCDANN. Khối hiển thị phụ cĩ cấu tạo tương tủ báo cháy trung tâm bao gồm: một biến thế, một khối xử lý trung tâm CPU, một màn hiển thị LCD. Khối hiển thị phụ cũng chứa tồn bộ cơ sở dữ liệu về hệ thống, hiển thị tất cả thơng tin về mọi sự kiện như tủ báo cháy trung tâm, giúp mọi người ở các vị trí khác nhau trong tịa nhà đều nhận biết được các nguy cơ cháy nổ đang xảy ra. Khoảng cách kết nối tối đa 1000m đến tủ điều khiển báo cháy Màn hình LCD hiển thị 8 dịng, 21 ký tự mỗi dịng, và chiếu ánh sáng vàng Kèm theo cịi Nút cuộn duyệt xem thơng tin Nhãn tên các nút thay đổi được Hỗ trợ nhiều ngơn ngữ Cĩ chức năng báo nhận và reset. 3.2.3.5. Các loại đầu báo dạng điểm. * Đầu báo khĩi quang địa chỉ SIGA-PS. Đầu báo khĩi quang địa chỉ SIGA-PS được sản xuất và kiểm nghiệm theo tiêu chuẩn quốc tế ISO 9001 với các tính năng: Hoạt động dựa trên vi xử lý thơng minh. Tự động cập nhật địa chỉ khi cĩ thay mới. Đầu cảm biến thơng minh loại trừ tối đa các trường hợp báo cháy giả.
  59. Cĩ tới 20 mức tiền cảnh báo. Khả năng tự động nhận biết tình trạng: độ bẩn, độ nhậy. Khơng cần lập trình lại khi thay thế, bảo trì. Bảng 3.6: Thơng số kỹ thuật đầu báo cháy khĩi quang địa chỉ SIGA-PS STT THƠNG SỐ KĨ THUẬT CHI TIẾT 1 Điện áp hoạt động 15,2 – 19,95 VDC 2 Dịng điện hoạt động - Normal: 45 micro Ampe - Alarm : 45 micro Ampe 3 Nhiệt độ hoạt động 0-49 độ C 4 Độ ẩm tối đa 93% 5 Tốc độ giĩ tối đa 25,39 m/s * Đầu báo nhiệt địa chỉ: SIGA-HFS, SIGA-HRS Tích hợp vi xử lý thơng minh. Khả năng tự cập nhật vị trí khi cĩ thay mới. Khả năng tự động nhận biết tình trạng : độ bẩn, độ nhậy cảm biến Bảng 3.7: Thơng số kỹ thuật đầu báo cháy dạng nhiệt STT Thơng số kĩ thuật SIGA-HFS SIGA-HRS 1 Cảm biến nhiệt độ Cố định Cố định kết hợp gia tăng 2 Ngưỡng cảnh báo 57 độ C - Cố định: 57 độ C - Gia tăng: 9 độ C/ phút
  60. 3 Điện áp hoạt động 15,5 – 19,95 VDC 15,5 – 19,95 VDC 4 Dịng điện hoạt động 45 micro Ampe 5 Mơi trường hoạt Độ ẩm tối đa: 93%. động 3.2.3.6. Nút ấn báo cháy trực tiếp SIGA-271. Là loại nút ấn báo động bằng tay trực tiếp. Hoạt động dựa trên bộ vi xử lý. Cĩ khả năng đặt địa chỉ thơng minh. Chức năng ngắt mạch khi cĩ lỗi. LED hiển thị trạng thái của nút ấn. Kết nối theo hai dây. Bảng 3.8: Thơng số kỹ thuật nút ấn báo cháy trực tiếp SIGA-271 Thơng số Chi tiết 0.2 1.5mm2 Tiết diện dây tín hiệu AWG24 15 Nhiệt độ hoạt động -25 +70oC Nhiệt độ bảo quản -30 +75oC Độ ẩm 95% 3.2.3.7. Module kết nối hệ thống BMS .
  61. Hình 3.5: Sơ đồ kết nối tủ trung tâm với hệ thống BMS Việc truyền dữ liệu từ hệ thống báo cháy tự động qua hệ thống quản lý tịa nhà BMS sẽ được thực hiện thơng qua module FSB-PC. Bộ kết nối FSB-PC là thiết bị cung cấp kết nối dựa theo giao thức chuyển đổi giữa dữ liệu nối tiếp EST3 và loại cổng serial hay cổng vào Ethernet của một thiết bị điều khiển bên ngồi. FSB-PC cho phép chuyển đổi giao thức kết nối mở rộng của EST3 là ECP ra bất kì giao thức nào trong những loại giao thức cung cấp sau đây bao gồm: Modbus RTU, BACnet MSTP và Metasys N2. Nĩ hoạt động thơng qua RS-232 hoặc RS-485, hoặc cơng Ethernet (10/100 Base-T). Tín hiệu sẽ được chuyển từ mạng tủ EST3 đển thiết bị quản lý tồn nhà. FSB-PC sẽ đi cùng với bộ EST3 driver và cĩ thể kích hoạt các giao thức hỗ trợ. Bảng 3.9: Thơng số kĩ thuật module FSB-PC STT Thơng số kĩ thuật Chi tiết 1 Điện áp hoạt động 5 – 30 VDC 2 Dịng điện hoạt động 500 mA 3 Mơi trường hoạt động - Nhiệt độ: 0-49 độ C - Độ ẩm: 0-93 %
  62. 4 Card hỗ trợ kết nối - RS232 hoặc RS485 3.2.3.8. Module đầu ra khơng điện áp : SIGA-CR. Là module đầu ra cấp tiếp điểm khơ dạng “C” dùng điều khiển cho hệ thống: thang máy, quạt hút, quạt tăng áp Hoạt động dựa trên hệ vi xử lý. Việc kích hoạt, reset module được điều khiển hồn tồn qua tủ trung tâm Bảng 3.10: thơng số kĩ thuật mơ-đun đầu ra khơng điện áp SIGA-CR STT Thơng số kĩ thuật Chi tiết 1 Điện áp hoạt động 15.2-19.95 VDC 2 Dịng điện hoạt động - Normal: 100 - Active : 100 3 Mơi trường hoạt động - Nhiệt độ: 0-49 độ C - Độ ẩm: 0-93 % 4 Tải tối đa đĩng mở tiếp điểm - 24VDC: 2 A - 120-220 VAC: 0.5 A 5 Kích thước dây tín hiệu 0.75, 1.0, 1.5, 2.5 mm2
  63. Hình 3.6: Sơ đồ đấu nối module đầu ra khơng điện áp 3.2.3.9. Module đầu ra cĩ điện áp: SIGA-CC1. Là module đầu ra cấp điện áp để điều khiển hệ thống: chuơng đèn, loa cảnh báo. Hoạt động dựa trên vi xử lý. Cĩ thể lựa chọn các chế độ hoạt động khác nhau qua phần mềm. Việc kích hoạt, reset được điều khiển hồn tồn qua tủ trung tâm Bảng 3.11: Thơng số kĩ thuật mơ-đun đầu ra cĩ điện áp SIGA-CC1 STT Thơng số kĩ thuật Chi tiết 1 Điện áp hoạt động 15.2-19.95 VDC 2 Dịng điện hoạt động - Normal: 223 - Active : 100 3 Mơi trường hoạt động - Nhiệt độ: 0-49 độ C - Độ ẩm: 0-93 % 4 Tải tối đa đầu ra - 24VDC: 2 A - 25V Audio: 50 W - 70V Audio: 35 W 5 Kích thước dây tín hiệu 0.75, 1.0, 1.5, 2.5 mm2
  64. Hình 3.7: Sơ đồ đấu nối module đầu ra cĩ điện áp 3.2.3.10. Chuơng đèn báo cháy. * Chuơng báo cháy 323D-10AW. Được thiết kế để dùng trong các phịng nhỏ và vừa, nơi cĩ ít tạp âm Vỏ hộp nhựa ABS trắng, gắn trực tiếp với bề mặt nơi sử dụng Cĩ 4 kiểu chuơng khác nhau với 2 mức cường độ âm Mạch điện tử được bọc bảo vệ Dịng điện tiêu thụ nhỏ. Bảng 3.12: Thơng số kỹ thuật chuơng báo cháy 323D-10AW STT Thơng số kĩ thuật Chi tiết 1 Điện áp hoạt động 20-24 VDC 2 Dịng điện hoạt động 0.33 A 3 Mức cường độ âm 79 dB/10 ft 4 Tiết diện dây tín hiệu Từ 0.75-2.5 mm2 5 Dải tần 500-4000 Hz 6 Mơi trường hoạt động - Nhiệt độ hoạt động: -20 đến 80 độ C
  65. - Độ ẩm cho phép (tuân theo T/c DIN 40040):)0-100% * Chuơng đèn báo cháy kết hợp G1-HDVM. Tích hợp cả chuơng và đèn báo cháy thiết bị. Ánh sáng được tăng cường. Các vân vỏ đèn làm ánh sáng được khuyếch tán đi xa. Tiện lợi trong mơi trường nhiều tạp âm, tín hiệu flash rõ ràng. Để nhận dạng các tịa nhà, các lối ra vào giúp thốt hiểm trong trường hợp khẩn cấp. Cĩ thể dùng trong nhà hoặc ngồi nhà. Vỏ đèn dùng bằng vật liệu poly cacbonat. Cĩ thể kiểm tra dây nhờ việc thay đổi cực của nguồn điện. Bảng 3.13: Thơng số kỹ thuật chuơng đèn báo cháy kết hợp G1-HDVM STT Thơng số kĩ thuật Chi tiết 1 Điện áp hoạt động 20-24 VDC 2 Dịng điện hoạt động 0.33 A 3 Tần số đèn chớp 1Hz( 60 lần/ phút). 4 Mức cường độ âm 27-36 dB 5 Tiết diện dây tín hiệu Từ 0.75-2.5 mm2 6 Mơi trường làm việc 0 – 49 độ C, độ ẩm < 93 %
  66. Hình 3.8: Sơ đồ đấu nối hệ thống chuơng đèn 3.3. THIẾT KẾ SƠ ĐỒ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 3.3.1. Căn cứ thiết kế. * Căn cứ các thơng số kĩ thuật của hệ thống. Mỗi card loop quản lý tối đa 250 thiết bị, 125 thiết bị địa chỉ cùng loại. Tủ báo cháy trung tâm quản lý tối đa 10 loop. Khoảng cách tối đa từ tủ trung tâm tới thiết bị: 2152 m. Mỗi module đầu ra cĩ điện áp SIGA-CC1 điều khiển hoạt động hệ thống chuơng đèn cấp tối đa dịng 3 A. Mỗi chuơng báo cháy 323D-10AW, chuơng đèn báo cháy kết hợp G1- HDVM tiêu thụ dịng 0.33 A Mỗi module SIGA-CC1 điều khiển tối đa 6 chuơng 323D-10AW
  67. * Căn cứ các tiêu chuẩn kỹ thuật phịng cháy chữa cháy( Nhƣ đã trình bày ở trên) 3.3.2. Sơ đồ nguyên lý . ( Chi tiết ở phần phụ lục ) Hệ thống sử dụng tủ 11tủ kỹ thuật, 1 tủ hiển thị phụ. Tủ báo cháy trung tâm được đặt ở phịng bảo vệ . Tủ báo cháy cĩ các loop như sau: loop 1: cho khu vực tầng G bao gồm các thiết bị như đầu báo khĩi (S), đầu báo nhiệt (H), mơ-đun điều khiển đầu vào (IM) cho bơm chữa cháy, van hệ thống Sprinkler , mơ-đun điều khiển đầu ra (OM), nút ấn báo cháy trực tiếp, chuơng đèn báo cháy loop 2: cho khu vực tầng 1 đến tầng 3 bao gồm các thiết bị như đầu báo khĩi (S), đầu báo nhiệt (H), mơ-đun điều khiển đầu vào (IM) cho van hệ thống Sprinkler , mơ-đun điều khiển đầu ra (OM), nút ấn báo cháy trực tiếp, chuơng đèn báo cháy loop 3: cho khu vực tầng 4-9 bao gồm các thiết bị như đầu báo khĩi (S), đầu báo nhiệt (H), mơ-đun điều khiển đầu vào (IM) cho van hệ thống Sprinkler , mơ-đun điều khiển đầu ra (OM) cho hệ thống hệ thống quạt hút, chuơng đèn loop 4: cho khu vực tầng 10 đến 11 bao gồm các thiết bị như đầu báo khĩi (S), đầu báo nhiệt (H), mơ-đun điều khiển đầu vào (IM) van hệ thống Sprinkler , mơ-đun điều khiển đầu ra (OM), nút ấn báo cháy trực tiếp, chuơng đèn báo cháy
  68. KẾT LUẬN Qua quá trình hơn 2 tháng nghiên cứu, tìm hiểu em đã hồn thành đồ án “ Thiết kế hệ thống báo cháy cho tịa Hải Phịng Tower “ với những kết quả thu được như sau: Nghiên cứu, tìm hiểu các cơng nghệ của hệ thống báo cháy tự động đã và đang được sử dụng trên thị trường hiện nay bao gồm: các hãng sản xuất lớn, các chủng loại hệ thống, nguyên lý hoạt động. Nắm được cấu tạo, nguyên lý hoạt động và các thơng số kỹ thuật của mỗi thành phần thiết bị trong hệ thống. Ngồi ra đồ án cũng hồn thiện việc nghiên cứu các cơ sở tính tốn, tiêu chuẩn thiết kế một hệ thống báo cháy tự động. Đồ án đã giải quyết được vấn đề thiết kế hệ thống báo cháy tự động cho cơng trình tịa nhà Hải Phịng Tower đáp ứng đầy đủ yêu cầu, tiêu chuẩn. Bao gồm các cơng việc: tính tốn thiết kế hệ thống các thiết bị phần cứng và thiết kế phần mềm điều khiển hoạt động cho hệ thống. Qua đồ án em đã tích lũy được cho mình khá nhiều kiến thức cả về lý thuyết lẫn thực tế. Từ đĩ nếu cĩ điều kiện về tài chính và thời gian sẽ mở rộng ý tưởng thiết kế hệ thống báo cháy tự động hồn tồn của Việt Nam bao gồm từ việc thiết kế các thiết bị điện tử phần cứng. Cuối cùng, một lần nữa em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới Ths. Nguyễn Đồn Phong, thầy đã hướng dẫn và chỉ bảo em suốt thời gian qua để em cĩ thể hồn thành đồ án này.
  69. TÀI LIỆU THAM KHẢO [ 1 ] Cục cảnh sát phịng cháy chữa cháy, Những văn bản quy phạm pháp luật về phịng cháy và chữa cháy, Nhà xuất bản Cơng An Nhân Dân, 2006. [ 2 ] Bộ Xây Dựng, Tuyển tập tiêu chuẩn xây dựng của Việt Nam, Nhà xuất bản Xây Dựng, Tập V tiêu chuẩn thiết kế, 2005. [ 3 ] EST3 Installation and Service Manual, Edwards System Technology, INC. [ 4 ] EST3 Operations Manual, Edwards System Technology, INC. [ 5 ] Smoke Detector Principle, System Sensor. [ 6 ]