Hiện nay trên thị trường đang phổ biến 3 loại hệ thống PCCC dành cho nhà xưởng công nghiệp là:

• Hệ thống PCCC vách tường thường áp dụng cho những nhà xưởng, nhà kho có nguy cơ cháy thấp VD: xưởng cơ khí, xưởng in, xưởng gia công hàng thủ công mỹ nghệ.
• Hệ thông PCCC tự động Sprinkler thường áp dụng cho nhà xưởng, kho có nguy cơ cháy cao VD: Nhà kho hóa chất, nhà kho chứa các vật liệu dễ cháy nổ như bông, vải.

Ngoài ra còn rất nhiều hệ thống phòng cháy chữa cháy khác. Tuy nhiên ở bài viết này chúng ta chỉ tìm hiểu về hai hệ thống PCCC phổ biến nhất là hệ thống PCCC vách tường và hệ thông PCCC tự động Sprinkler.

Hệ thống chữa cháy vách tường

Hệ thống chữa cháy vách tường là hệ thống chữa cháy bằng nước được lắp đặt ở các nhà xưởng, nhà máy sản xuất. Hệ thống chữa cháy này bao gồm: Máy bơm chữa cháy cố định áp lực cao; hệ thống đường ống thép dẫn nước đến các tầng; hệ thống các van chặn; các hộp chữa cháy đặt các cuộn vòi và lăng phun nước bên trong.

Có nhiều loại vòi chữa cháy trên thị trường, trong đó Vòi chữa cháy D65 16 bar dài 20 mét có khớp nối được sử dụng phổ biến.

Cách sử dụng hệ thống chữa cháy vách tường

Để có cách sử dụng hệ thống chữa cháy vách tường hiệu quả thì trước hết chúng ta nên tìm hiểu về các thành phần cơ bản của hệ thống chữa cháy vách tường.

Hệ thống chữa cháy vách tường sử dụng nước để chữa cháy là trạm bơm cung cấp nước chữa cháy được kết hợp với hệ thống họng lấy nước của vách tường. Khi có sự cố xảy ra thì bạn chỉ cần mở van chặn, ngay lập tức dòng nước áp lực cao của hệ thống chữa cháy vách tường sẽ phun ra để dập lửa chữa cháy. Lúc này áp lực nước sẽ giảm và hệ thống máy bơm nước sẽ làm việc một cách tự động để cung cấp nước chữa cháy.

Thông thường thì vị trí lắp đặt của hệ thống này là ở các vách tường, cầu thang thoát hiểm, hành lang thang máy để luôn sẵn sàng khi có sự cố cháy xảy ra.

Vị trí hệ thống chữa cháy vách tường ở vách tường, hành thang thang máy và tầng hầm

Đó là cách sử dụng hệ thống chữa cháy vách tường còn nguyên lý hoạt động ra sao, các bạn cần phải nắm rõ để có thể biết được rộng hơn khi cần lắp đặt riêng cho chính nhà hay công ty của bạn.

Hệ thống chữa cháy vách tường có các thành phần như sau

• Một bể chứa nước để chữa cháy.

• Hệ thống máy bơm chữa cháy dự phòng, chạy điện và bơm tăng áp.

• Tủ điện để điều khiển máy bơm chữa cháy chạy điện.

• Bình áp lực cao, đồng hồ đo áp lực và rơ le áp lực.

• Hệ thống đổi dòng và van báo động.

• Hệ thống van chặn, van hút xả và van một chiều.

• Hệ thống đường ống dẫn nước của hệ thống chữa cháy vách tường.

• Họng lấy nước của hệ thống chữa cháy vách tường.

Hệ thống chữa cháy vách tường chia làm 2 loại:

• Hệ thống chữa cháy vách tường trong nhà dùng khi đám cháy xảy ra trong nhà hoặc trong công trình.
• Hệ thống chữa cháy vách tường ngoài nhà dùng để chữa cháy khi đám cháy xảy ra ngoài nhà hoặc bên ngoài công trình

Nguyên lý hoạt động của hệ thống chữa cháy vách tường

Để đảm bảo trong điều kiện bình thường mà áo lực nước của hệ thống chữa cháy vách tường không đổi thì máy bơm sẽ được điều khiển bằng một trung tâm tự động. Khi áp lực được giảm dần, máy bơm bù áp sẽ tự động làm việc để cung cấp nước cho đường ống để bù cho lượng áp suất vừa bị mất.

Còn trong trường hợp áp lực nước bị giảm một cách đột ngột do đầu phun sprinkler đã mở thì máy bơm chính sẽ hoạt động để cung cấp nước chữa cháy và tín hiệu sẽ truyền cho trung tâm báo động cũng như những thiết bị báo động khác ngay cùng một thời điểm.

Thế mạnh của hệ thống PCCC vách tường

• Cách sử dụng hệ thống chữa cháy vách tường đơn giản, thao tác nhanh.

• Khi lắp đặt hệ thống có kèm theo thiết bị báo cháy sẽ tạo cảm giác an toàn cho mọi người.

• Chi phí lắp đặt không cao, nhưng lại có thể sử dụng lâu dài, đảm bảo được nội quy phòng cháy chữa cháy dành cho công ty, đơn vị lớn.

• Hệ thống chữa cháy vách tường mang lại hiệu quả cao trong công tác phòng cháy chữa cháy khi bạn nắm rõ nguyên lý, cách sử dụng và lắp đặt đúng.

• Nếu so với các bình chữa cháy thì hệ thống chữa cháy vách tường có khả năng dập lửa nhanh hơn, tốt hơn vì không bị hạn chế về nguyên liệu phun.

Hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler

Thông thường Hệ thống Sprinkler là hệ thống chữa cháy tự động bằng nước. Với đầu phun kín Spinkler luôn ở chế độ thường trực. Sẵn sàng hoạt động ngay khi nhiệt độ tại đó đạt tới ngưỡng làm việc nhất định.

Đầu phun Sprinkler có rất nhiều loại khác nhau. Nhưng chủ yếu đều được thiết kế dựa trên các thành phần: thân, bộ cảm ứng nhiệt (thủy ngân), nút chặn, tấm dẫn đường … Lượng nước được phun ra còn phụ thuộc vào thiết kế của hệ thống. Tuy nhiên, phần lớn các đầu phun tự động Sprinkler phun được khoảng 80-100 lít/phút. Chỉ có một số loại Sprinkler có thiết kế đặc biệt hơn thì phun được 400 lít/phút.

Đặc điểm của hệ thống Sprinkler là đường ống luôn chứa đầy nước. Được duy trì ở một áp lực nhất định theo tính toán của các kỹ sư thiết kế.

Nhược điểm của hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler: là mỗi đầu phun Sprinkler chỉ chữa cháy được trên một diện tích nhất định. Vì vậy các đầu phun thường được sắp xếp gần nhau trên một phạm vi lớn.

Cấu tạo của hệ thống PCCC tự động Sprinkler

• Đầu phun nước Sprinkler: Đầu phun Sprinkler là loại đầu phun nước tỏa đều lên trên khu vực cháy. Mỗi loại đầu phun khác nhau được thiết kế làm việc ở mỗi ngưỡng hoạt động riêng và kiểu đầu phun theo loại cấu trúc của thân đầu phun. Có rất nhiều loại đầu phun, nhưng phần lớn vẫn dựa trên các thành phần sau:
• Thân đầu phun: Tạo nên cấu trúc cho đầu phun, chịu đựng được áp lực nước trong đường ống phun ra. Thân sẽ giữ bộ cảm ứng nhiệt và nút chặn để làm kín nước, nâng đỡ tấm lá dẫn hướng phun nước. Được chế tạo bằng đồng thau hoặc thép mạ crôm để chống gỉ. Chọn đúng kiểu thân đầu phun phụ thuộc vào diện tích khu vực cần chữa cháy.
• Chốt chặn: Tác dụng để chặn và làm kín không cho nước rò rỉ ra ngoài. Được bộ cảm ứng nhiệt chặn lại không cho nước phun ra. Khi bộ cảm ứng hoạt động ( bể vỡ hay đứt …) chốt chặn sẽ rơi ra. Và nước trong đường ống sẽ phun ra ngoài, dập tắt đám cháy.
• Bộ cảm ứng nhiệt: Là thành phần kiểm soát nhiệt độ để phun nước. Ở nhiệt độ bình thường, bộ cảm ứng sẽ chặn giữ chốt chặn lại làm kín nước. Khi nhiệt độ cao đạt đến ngưỡng hoạt động nhất định bộ cảm ứng sẽ giải phóng làm rơi chốt chặn ra. Thông thường bộ cảm ứng nhiệt sử dụng là bầu thủy tinh có chứa thủy ngân.
• Tấm dẫn hướng: Được lắp trên thanh đầu phun đối diện với nút chặn nơi mà nước sẽ phun ra ngoài. Nhiệm vụ của tấm dẫn hướng là chia đều dòng nước phun. Và tỏa rộng ra trên bề mặt diện tích chữa cháy. Tấm dẫn hướng sẽ quyết định kiểu lắp của đầu phun bởi hướng và góc phun. Các kiểu lắp thông thường của đầu phun là quay lên, quay xuống và quay ngang. Việc lắp đặt đầu phun Sprinkler phải theo đúng thiết kế. Việc lựa chọn kiểu đầu phun phải dựa theo kiến trúc của tòa nhà.

Trung tâm điều khiển có nhiệm vụ:

• Nhận các tín hiệu từ các thiết bị như: công tắc áp lực, công tắc dòng chảy, tủ trung tâm báo cháy tự động…
• Điều khiển máy nén khí, máy bơm, các thiết bị chữa cháy làm việc.

Đầu phun sprinkler có chức năng:

• Vừa là cảm biến nhiệt vừa là đầu phun nước.
• Đầu phun là loại kín, nhạy cảm với nhiệt độ và chỉ mở ở nhiệt độ nhất định.
• Diện tích làm việc của đầu phun thường từ: 9 – 12 m2.

Máy bơm chữa cháy:

• Cung cấp nước chữa cháy cho hệ thống vòi phun thông qua đường ống khi hệ thống làm việc.
• Đặc trưng chính của máy bơm là: Lưu lượng nước và cột áp cần thiết.
• Thực tế hay dùng bơm ly tâm do dễ sử dụng, hiệu suất làm việc và độ tin cậy cao.

Cụm van, công tắc dòng chảy, công tắc áp lực:

• Cho nước chảy qua khi đầu phun làm việc, tạo tín hiệu truyền về trung tâm điều khiển, kiểm tra áp lực làm việc của hệ thống.

Bình tích áp:

• Thường là các bình nước có khí nén. Có nhiệm vụ bù nước đảm bảo áp suất thường trực và cấp nước chữa cháy.
• Nước trong bình không quá 75% thể tích. Phần còn lại là khí nén được tạo bởi máy nén khí, áp suất trong bình không quá 10at.
• Thông thường thể tích bình từ 0,5 – 1 m3.

Nguyên lý làm việc của hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler

Khi sự cố hỏa hoạn sảy ra, dưới tác dụng nhiệt của đám cháy, khóa nóng chảy của vòi phun(thủy ngân) sẽ tự vỡ. Lúc này nước từu đường ống sẽ phun trực tiếp vào gốc lửa.

Nước được phun ra ban đầu được cung cấp áp lực duy trì trong đường ống.

Trong khoảng thời gian này, các tín hiệu được truyền đến tủ trung tâm điều khiển. Trung tâm sẽ điều khiển các rơ-le đóng máy bơm chữa cháy làm việc và duy trì lượng nước trong hệ thống suốt quá trình hệ thống Sprinkler làm việc.

Vì vậy, có thể nói hệ thống chữa cháy tự động sprinkler là vô cùng cần thiết. Nó không chỉ đưa ra lời cảnh cáo, dập tắt hỏa hoạn ngay khi mới bắt đầu mà nó còn bảo vệ tài sản, tính mạng của chính mỗi người dân.

Phân loại hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler

Hệ thống ướt (Wet Pipe System): Hệ thống Sprinkler ướt (Wet Pipe Systems) là hệ thống mà đường ống luôn có chứa sẵn nước và được kết nối với nguồn nước cung cấp. Nhờ đó nước sẽ phun ra ngay lập tức khi đầu phun Sprinkler được kích hoạt bởi nhiệt độ của đám cháy. Do các thiết bị của hệ thống đơn giản và dễ dàng sử dụng nên hệ thống Sprinkler ướt được ứng dụng rộng rãi hơn so với các hệ thống khác.

Hệ thống khô (Dry Pipe System): Hệ thống Sprinkler khô trong đường ống sẽ không có nước. Mà thay bằng không khí hay Nitrogen nén. Khi đầu phun Sprinkler hoạt động bởi nhiệt độ của đám cháy, khí sẽ thoát ra qua đầu phun làm giảm áp lực mở van hệ thống khô. Cho phép nước chảy vào hệ thống đường ống đi đến đầu phun đã mở. Hệ thống khô được sử dụng cho những khu vực mà hệ thống ướt không đáp ứng được như những nơi nhiệt độ có thể gây ra đóng băng nước. So với hệ thống ướt đòi hỏi phức tạp hơn về thiết kế, lắp đặt, bảo dưỡng cũng như hệ thống duy trì khí nén.

Hệ thống xả tràn (Deluge system): Hệ thống xả tràn được sử dụng ở những nơi đòi hỏi cần một lượng nước lớn phun ra. Nhằm nhanh chóng kiểm soát được đám cháy trên một phạm vi rộng, không cho đám cháy lan truyền đi. Van xả tràn có thể kích hoạt động bằng hệ thống điện, khí nén hay áp lực nước.

Bố trí sắp xếp đường ống của hệ thống xả tràn cũng giống như hai hệ thống đường ống ướt và khô nhưng có hai điểm khác biệt lớn :

• Sử dụng các đầu phun Sprinkler theo tiêu chuẩn, nhưng các đầu phun này không có nút chặn và luôn mở. Bởi do yếu tố kích hoạt cảm ứng nhiệt của đầu phun bởi nhiệt độ của đám cháy đã loại bỏ. Vì vậy khi van xả tràn mở ra, nước chảy vào hệ thống đường ống và đi đến tất cả các đầu phun đã mở, phun nước ra cùng một lúc.
• Van xả tràn luôn luôn đóng và chỉ mở khi được kích họat do hệ thống báo cháy lắp riêng rẽ độc lập trong cùng khu vực với hệ thống đầu phun Sprinkler mở.

Hệ thống kích họat trước (Pre-Action Sprinkler system): Hệ thống kích họat trước cũng giống như hệ thống Sprinkler xả tràn ngoại trừ là sử dụng đầu phun Sprinkler kín. Hệ thống này thích hợp cho những nơi chứa các thiết bị vật phẩm có giá trị. Hay những nhà kho mà không gian làm ảnh hưởng đến tính hoạt động hiệu quả của đầu phun như dễ va đập gây hư hỏng đầu phun. Van của hệ thống kích hoạt trước luôn luôn đóng. Chỉ mở khi được kích hoạt do hệ thống báo cháy lắp riêng rẽ độc lập.

Hệ thống báo cháy sẽ kích hoạt mở van kích hoạt trước, để cho nước đi vào hệ thống đường ống. Nước vẫn chưa phun ra từ đầu phun cho đến khi nhiệt độ kích hoạt cho đầu phun mở ra và phun nước ra ngoài. Hoạt động của lúc này của van kích hoạt trước giống như kiểu loại hệ thống Sprinkler ướt.

Hệ thống kết hợp hồng thủy (Deluge System): Hệ thống sprinkler dùng các đầu sprinklers mở sẵn được gắn vào một nguồn nước qua một van. Van đó sẽ được mở do sự kích hoạt của một hệ thống báo cháy được lắp đặt tại cùng những vị trí có đặt đầu sprinkler. Khi van này mở, nước sẽ chảy vào hệ thống đường ống, và rồi phun nước ra qua tất cả các sprinklers đã lắp đặt.

Hệ thống kết hợp hồng thủy – kích hoạt trước (Combined Dry Pipe-Preaction System): Hệ thống sprinkler có các đầu sprinklers tự động được gắn vào hệ thống đường ống có chứa không khí, có áp lực. Và có một hệ thống dò cháy bổ sung được lắp đặt tại cùng những vị trí có đặt đầu sprinkler. Khi hệ thống dò cháy kích hoạt, nó sẽ kích các thiết bị nhả.

Và rồi thiết bị nhả này sẽ mở các (dry pipe valves) cùng lúc mà không mất áp lực không khí trong hệ thống. Việc kích hoạt hệ thống báo cháy cũng làm mở các van xả khí đặt ở điểm cuối của (feed main). Các van xả khí, thông thường, sẽ được mở trước khi các đầu sprinkler mở. Hệ thống dò cháy đồng thời cũng hoạt động như một hệ thống báo động….”.