- Trang Chủ
- Tự động hoá
- Ứng dụng phần mềm Epanet trong thiết kế hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler cho các chợ truyền thống
Xem mẫu
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8
ỨNG DỤNG PHẦN MỀM EPANET TRONG THIẾT KẾ
HỆ THỐNG CHỮA CHÁY TỰ ĐỘNG SPRINKLER
CHO CÁC CHỢ TRUYỀN THỐNG
Nguyễn Văn Tài
Trường Đại học Thủy lợi, email: nguyentai.thuyluc@tlu.edu.vn
1. GIỚI THIỆU CHUNG
2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Thời gian vừa qua đã xảy ra nhiều vụ cháy
2.1. Nguyên lý hoạt động của hệ thống
tại các chợ, khu vực buôn bán lớn ở nhiều chữa cháy tự động Sprinkler
tỉnh thành trong nước, gây ra tổn thất rất lớn
về tài sản và tính mạng con người của các Hệ thống đầu phun tự động Sprinkler được
doanh nghiệp kinh doanh tại đây. Chợ và các lắp đặt có 2 mục đích: Kiểm soát sự xuất
khu buôn bán thường là những nơi trao đổi hiện, phát triển ngọn lửa và ngăn chặn ngọn
lửa. Chế độ đầu phun Sprinkler dùng để kiểm
hàng hóa giữa các vùng miền, các địa phương
soát sức nóng của ngọn lửa, phun và làm ướt
với nhau, các loại hàng hóa được trao đổi, các chất xung quanh để ngăn chặn chất cháy
vận chuyển, các kho chứa hàng… luôn luôn lan, các vòi phun chỉ làm việc khi nhiệt độ
tiềm ẩn nhiều nguyên nhân gây cháy cao. môi trường xung quanh đạt đến giá trị giới
Tùy từng loại hình kinh doanh mà có thể thiết hạn. Hệ thống Sprinkler chỉ có khả năng chữa
kế hệ thống chữa cháy khác nhau. cháy theo điểm trên diện tích bảo vệ nhất
Thiết kế hệ thống chữa cháy tự động hợp định. Khi hệ thống dò cháy kích hoạt, nó sẽ
lý đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ kích hoạt các thiết bị ở trạng thái làm việc, sẽ
tài sản và tính mạng con người. Phần lớn mở các dry pipe valves cùng lúc mà không
khi lắp đặt hệ thống chữa cháy tại các chợ, mất áp lực không khí trong hệ thống.
khu vực buôn bán chủ yếu sử dụng các cách
tính toán thủy lực thông thường hay theo
kinh nghiệm thiết kế. Tuy nhiên, việc tính
toán này không thể hiện được áp lực tại các
đầu phun dẫn đến nhiều sai sót trong thiết
kế hệ thống chữa cháy tự động. Khi áp dụng
phần mềm EPANET để tính toán trong thiết
kế hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler có
thể khắc phục được các thiếu sót này tại các
chợ truyền thống và các khu kinh doanh
buôn bán.
Bài báo này sẽ đề cập đến việc sử dụng Hình 1. Sơ đồ nguyên lý hệ thống chữa cháy
phần mềm Epanet để tính toán, thiết kế hệ tự động Sprinkler
thống chữa cháy tự động Sprinker cho các Đường ống dẫn tới các Sprinkler thường
chợ lớn, các khu vực buôn bán. xuyên được nạp đầy nước. Khi áp lực trong
329
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8
đường ống đạt đến giá trị áp lực làm việc, - Quy định cách lắp đặt cụm Sprinkler
công tắc áp lực vẫn ở trạng thái ngắt, tín hiệu + Một cụm chữa cháy chỉ được bố trí tối
điện này truyền về trung tâm điều khiển qua đa số lượng 800 đầu phun Sprinkler.
các rơ le sẽ ngắt ngồn điện cấp cho bơm bù, + Các đầu phun Sprinkler cần được lắp đặt
bơm bù ở trạng thái ngắt. Khi có cháy, nhiệt nhô ra (các dầm, kèo) để dễ dàng phun nước
độ gần vị trí đặt Sprinkler tăng và đạt đến ra xung quanh, cách tường dễ cháy không
nhiệt độ giới hạn, công tắc bật lên, vòi phun quá 1,2m và với mái dễ cháy là1,5m.
làm việc và nước trong ống dưới áp lực đi + Đầu phun Sprinkler cần hướng lên trên
qua đầu phun sẽ phun vào đám cháy, áp lực hoặc hướng xuống dưới và luôn vuông góc
trong ống giảm đi và bơm bù sẽ bật lên tăng với trần hoặc mái.
thêm áp lực cho vòi phun. + Nếu có hộp kỹ thuật, hộp thông gió cần
lắp thêm các đầu phun Sprinkler tại vị trí này.
2.2. Nguyên tắc thiết kế hệ thống chữa - Quy định về đường ống dẫn nước với hệ
cháy tự động Sprinkler thống Sprinkler:
+ Các đường ống lắp theo mạng vòng; nếu
Khi thiết kế hệ thống chữa cháy tự động ống cụt không vượt quá 3 đầu phun. Các
Sprinkler được thiết kế theo mức độ nguy cơ phân đoạn cần có van ngăn cách.
phát sinh đám cháy tại các cơ sở hay vị trí + Đường kính ống dẫn không nhỏ quá
trong chợ hay siêu thị lớn được quy định 15mm; đường ống chữa cháy riêng biệt với
trong phụ lục A-TCVN 7336:2003 như sau: đường ống nước sinh hoạt hay sản xuất.
+ Khu vực có nguy cơ cháy thấp - Quy định về nguồn nước cấp cho hệ
+ Khu vực có nguy cơ cháy trung bình; thống chữa cháy tự động Sprinkler:
+ Khu vực có nguy cơ cháy cao. + Bể nước phải đảm bảo hệ thống hoạt
Khi đó có thể xác định được mật độ bố trí động trong thời gian ít nhất 60 phút.
các Sprinkler, lưu lượng cần cung cấp, áp lực + Thể tích bể chứa phải tính đủ cho nước tự
nước tại các đầu phun, đường kính ống dẫn, động nạp vào bể trong thời gian chữa cháy.
vận tốc dòng chảy trong ống… + Trước thời điểm khởi động bơm các
Lắp đặt đầu phun Sprinkler theo cường độ đường ống cấp của hệ thống cần thiết bị tạo
phun, diện tích bảo vệ bởi 1 Sprinkler và thời xung lực để bật công tắc (dạng bình áp lực).
gian cần thiết để dập tắt đám cháy như sau: 2.3. Lập mô hình tính toán
Bảng 1. Phân loại cường độ phun Việc sử dụng phần mềm tính toán thủy lực
theo nguy cơ gây cháy bằng phần mềm Epanet 2 trong thiết kế hệ
Thời thống chữa cháy Sprinkler giúp việc tính toán
Diện tích Khoảng
gian được nhanh chóng, chính xác.
Nhóm Mật độ bảo vệ cách giữa
phun của 1
phun Lựa chọn các thông số đầu vào: Máy bơm,
nguy cơ các
cháy 2
(l/m /ph) Sprinkler
chữa
Sprinkler
đường kính ống, hệ số nhám, khai báo đặc
cháy tính kỹ thuật của đầu phun Sprinkler (loại
(m2) (m)
(phút) K5.6) trên phần mềm Epanet tại các nút, khai
Nguy cơ
0.08 12 30 4 báo các van báo động, khai báo các khu vực
cháy thấp loading, khu Asembly, khu vực Mold trong
Nguy cơ toàn bộ diện tích cần bảo vệ.
0.10 12 40 4
cháy TB
Nguy cơ 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
0.12 12 60 4
cao loại I
Với mô hình chữa cháy tự động Sprinkler
Nguy cơ hiện nay được sử dụng khá rộng rãi, nhưng áp
0.24 12 60 4
cao loại II dụng phần mềm Epanet để tính toán còn rất
Nguy cơ hạn chế. Trong báo cáo này xin đưa ra kết quả
0.30 12 60 4
cao loại III tính toán thủy lực hệ thống chữa cháy tự động
330
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8
của tòa nhà chợ lớn thành phố Hải dương, tỉnh Bảng 3. Áp lực tại các đầu phun
Hải dương bằng phần mềm Epanet 2. tại các nút điển hình trong hệ thống
Áp lực tính
Lưu lượng Áp lực yêu
Tên toán tại các
tại các đầu cầu tại đầu
Nút đầu phun
phun (l/s) phun (m)
(m)
Nút 4 2,44 7,10 5,92
Nút 17 2,32 6,33 5,18
Nút 33 2,37 6,25 5,11
Nút 59 2,29 5,99 5,03
Nút 74 2,34 5,72 5,02
Hình 2. Khai báo đặc tính kỹ thuật Trong đó lưu lượng yêu cầu Qyc = 1,33 l/s.
của đầu phun Sprinler K5.6 Áp lực yêu cầu tại các đầu phun h = 5,0m
trên phần mềm Epanet Đánh giá mô hình thiết kế : Mô hình đạt
yêu cầu thiết kế. Lưu lượng và áp lực tại các
Hệ thống chữa cháy tự động được thiết kế đầu phun đảm bảo yêu cầu thiết kế cho hệ
các Sprinklers được bố trí ở sát trần, đầu thống cấp nước chữa cháy. Đường kính ống
phun sprinkler được bố trí ở 81 điểm nút. dẫn và vận tốc trong ống đảm bảo yêu cầu kỹ
Tính toán hệ thống chữa cháy : thuật theo tiêu chuẩn thiết kế.
Mật độ phun thiết kế: i = 0,3 l/m2.s
Diện tích đám cháy : Sf = 760m2 4. KẾT LUẬN
Lượng nước chữa cháy tối thiểu :
Trong việc chữa cháy có hiệu quả tại các
Qfm = i Sf = 0,3 760=228 l/s
khu vực chợ, khu buôn bán cần phải hạn chế
Cột áp bơm tự động Sprinkler :
rủi ro, thiệt hại về người và tài sản cho người
H = Hhh + Hb +Hv + Hdd + Hcb = 77,00m
dân, nên việc đưa ra phương pháp thiết kế hệ
Trong đó:
thống chữa cháy tự động Sprinkler theo quy
Hhh - Độ cao hình học; Hhh = 12m
trình thiết kế hợp lý rất cần thiết.
Hb = Tổn thất qua thiết bị mở nước :
Việc sử dụng phần mềm Epanet để tính
Hb = Sb x q2 = 0,00368x108 = 42,9(m)
toán mô hình tính toán thủy lực hệ thống
Hv - Áp lực tự do tối thiểu đầu phun;
chữa cháy, trong đó có việc mô phỏng sự làm
Hv = 5,0m
việc của đầu phun chữa cháy giúp việc tính
Hdd - Tổn thất áp lực ma sát; Hdd =15,2m
toán, thiết kế có độ chính xác cao và thu được
A - Sức cản đơn vị phụ thuộc đường kính
kết quả nhanh chóng và hiệu quả.
ống
Kết quả tính toán hệ thống chữa cháy tự 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO
động được thể hiện ở bảng sau
[1] Hồ sơ thiết kế hệ thống chữa cháy tòa nhà
Bảng 2. Kết quả tính toán lưu lượng, chợ Lớn Hải Dương, tỉnh Hải Dương.
vận tốc lớn nhất trên các đoạn ống [2] TCVN 9211:2012. Tiêu chuẩn thiết kế cho
Đường kính Lưu lượng Vận tốc chợ và các khu vực kinh doanh.
TT [3] TCVN 7336:2003. Hệ thống Sprinkler tự
ống (mm) (l/s) (m/s)
động - Yêu cầu thiết kế và lắp đặt.
1 50 2.29 1.18
[4] TCXD 33 :2006. Cấp nước-mạng lưới bên
2 100 2.53 1.39 ngoài công trình- tiêu chuẩn thiết kế.
3 150 4.86 1.46 [5] Rossman L.A, Epanet 2, Users manual. U.S.
4 200 7.67 1.53 Environmental Protection Agency, 2000.
331
nguon tai.lieu . vn
