Hướng dẫn các bước tính toán thiết kế hệ thống PCCC chi tiết

Trong thiết kế PCCC, sai số trong tính toán ban đầu có thể khiến hệ thống không đủ khả năng chữa cháy khi có sự cố. Vì vậy, tính toán thiết kế hệ thống PCCC là bước quan trọng để đảm bảo an toàn và đúng tiêu chuẩn. Bài viết dưới đây, SQ Việt Nam sẽ trình bày các bước tính toán cơ bản trong hệ thống PCCC để áp dụng vào thực tế thiết kế và thi công.

Mục Lục

1. Vì sao cần tính toán thiết kế hệ thống PCCC?

Việc tính toán và thiết kế hệ thống PCCC đóng vai trò quan trọng trong quá trình triển khai công trình, giúp đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả và đáp ứng đúng yêu cầu kỹ thuật. Đây cũng là bước cần thiết để chủ đầu tư hạn chế rủi ro và tối ưu chi phí trong quá trình thi công, vận hành.

Một số lợi ích quan trọng của việc tính toán thiết kế hệ thống PCCC gồm:

Giúp chủ đầu tư đánh giá đặc điểm công trình để lựa chọn giải pháp và hệ thống PCCC phù hợp.
Hỗ trợ xây dựng phương án triển khai tối ưu, hạn chế phát sinh chi phí và tiết kiệm thời gian thực hiện.
Giảm nguy cơ sai sót hoặc không đạt yêu cầu kỹ thuật trong quá trình thi công thực tế.
Đảm bảo đáp ứng các tiêu chuẩn về kỹ thuật, an toàn và hỗ trợ quá trình thẩm duyệt PCCC diễn ra thuận lợi hơn.

2. Cách tính toán thông số kỹ thuật thiết kế hệ thống PCCC

Cách tính thông số kỹ thuật của hệ thống chữa cháy phải đảm bảo cấp nước đồng thời cho các hệ thống hoạt động theo đúng quy định PCCC hiện hành. Theo tiêu chuẩn, mỗi họng chữa cháy tại khu vực tầng hầm được lấy 2,5 lít/giây và vận hành tối thiểu 2 họng cùng lúc, do đó lưu lượng hệ vách tường là 2,5 × 2 = 5 lít/giây.

Hệ thống Sprinkler thường được thiết kế cho các khu vực có nguy cơ cháy thấp, trong đó cường độ phun tiêu chuẩn được lấy khoảng 0,08 l/s/m². Ví dụ, với diện tích bảo vệ là 120 m² thì lưu lượng cần thiết được tính: 0,08 × 120 = 9,6 lít/giây.

Trong trường hợp xét đồng thời hai hệ thống hoạt động và chưa bao gồm dự trữ nước, tổng lưu lượng yêu cầu của máy bơm được xác định: Q = 9,6 + 5 = 14,6 lít/giây.

Ta áp dụng công thức tính cột áp máy bơm chữa cháy: Hcc = H + HTT + HL (1)

Trong đó:

Hcc: Cột áp tổng cần thiết của máy bơm chữa cháy
H: Chiều cao hình học tính từ vị trí máy bơm đến họng nước cao nhất
HTT: Tổn thất áp lực trên tuyến đường ống
HL: Cột áp tại đầu phun (bao gồm chiều cao công trình cao nhất, tối thiểu 6m, cộng thêm tổn thất qua lăng phun và cuộn vòi D50 khoảng 12 m cột nước)

Theo TCVN 4513:1998, tổn thất áp lực đường ống được xác định theo công thức: HTT = HD + HCB (2)

Trong đó:

HD: Tổn thất dọc theo chiều dài đường ống
HCB: Tổn thất cục bộ tại các vị trí co, tê, van và phụ kiện

Thông thường lấy HCB = 10% HD

Tổn thất dọc đường ống được tính theo công thức: HD = L × Q² × A (3)

Trong đó:

L: Chiều dài tuyến ống từ máy bơm đến điểm tính toán
Q: Lưu lượng nước trong đường ống
A: Hệ số tổn thất của đường ống

Từ (2) và (3) suy ra: HTT = L × Q² × A × 1,1

3. Cách tính thông số đường ống chính và vách tường

Tính toán thông số cho đường ống chính và hệ vách tường được xác định dựa trên chiều dài từng tuyến ống, đường kính, hệ số A và tổn thất áp lực tương ứng, phù hợp khi lập bản vẽ thiết kế pccc, cụ thể như sau:

Đoạn ống D100: chiều dài 39m, hệ số A = 0,000267, tổn thất áp lực khoảng 2,44 mcn.
Đoạn ống D80: chiều dài 12m, hệ số A = 0,001168, tổn thất áp lực khoảng 3,28 mcn.
Đoạn ống D65: chiều dài 1,6m, hệ số A = 0,002893, tổn thất áp lực khoảng 0,12 mcn.
Đoạn ống D50: chiều dài 23m, hệ số A = 0,01108, tổn thất áp lực khoảng 7,01 mcn.

4. Cách tính thông số cho hệ đầu phun Sprinkler, Drencher

Tính toán thông số cho hệ đầu phun Sprinkler và Drencher được thực hiện dựa trên chiều dài tuyến ống, đường kính ống và hệ số tổn thất tương ứng, phục vụ hoàn thiện hồ sơ thẩm duyệt pccc, cụ thể như sau:

Đoạn ống D40 dài 3,6m, hệ số tổn thất 13,97, tổn hao khoảng 2,87 mcn.
Đoạn ống D32 dài 3,2m, hệ số tổn thất 3,44, tổn hao khoảng 2,59 mcn.
Đoạn ống D50 dài 3m, hệ số tổn thất 67,575, tổn hao khoảng 1,01 mcn.

Tổng tổn thất áp lực của đường ống cho hệ thống vách tường và Sprinkler được xác định khoảng 19,42 mcn. Ngoài ra, tổn thất cột áp tự nhiên là 31m, tổn thất qua cuộn vòi khoảng 2m và tổn thất tại đầu lăng khoảng 18m. Cộng dồn các thành phần trên, cột áp yêu cầu của máy bơm chữa cháy được xác định lớn hơn hoặc bằng 70,42 mcn.

5. Cách tính và chọn máy bơm phù hợp

Thông số máy bơm chữa cháy được xác định dựa trên kết quả tính toán lưu lượng và cột áp yêu cầu của hệ thống như sau:

Máy bơm chính: cột áp H ≥ 71 mcn, lưu lượng Q = 14,6 l/s.
Máy bơm dự phòng: cột áp H ≥ 71 mcn, lưu lượng Q = 14,6 l/s.
Máy bơm bù áp (jockey pump): cột áp H ≥ 76 mcn, lưu lượng Q = 1 l/s.

Trong các công trình lớn, đặc biệt là pccc nhà xưởng, máy bơm dự phòng có thể dùng điện nếu có máy phát điện, ngược lại cần dùng diesel để đảm bảo vận hành liên tục.

Đối với máy bơm bù áp, thiết bị này chỉ cần lưu lượng nhỏ nhưng phải đảm bảo cột áp cao hơn máy bơm chính nhằm duy trì áp lực trong hệ thống. Vì vậy, khi lựa chọn cần ưu tiên loại có cột áp lớn hơn bơm chữa cháy chính nhưng không yêu cầu lưu lượng lớn.

7. Cách tính thông số bể trữ nước chữa cháy

Tính toán dung tích bể nước dự trữ cho hệ thống chữa cháy được xác định dựa trên thời gian hoạt động liên tục theo tiêu chuẩn áp dụng.

Theo TCVN 2622:1995, hệ thống chữa cháy vách tường phải đảm bảo cấp nước liên tục trong 3 giờ khi xảy ra sự cố cháy. Do đó, dung tích nước cần thiết cho hệ vách tường được tính như sau:

V1 = 5 l/s × 3 × 3600 = 54.000 l = 54 m³

Theo TCVN 7336:2021, hệ thống Sprinkler cần đảm bảo thời gian hoạt động tối thiểu 0,5 giờ. Khi đó, dung tích nước yêu cầu được tính:

V2 = 0,08 l/s × 120 × 1800 = 17.280 l = 17,28 m³

Tổng dung tích nước dự trữ tối thiểu cho hệ thống chữa cháy được xác định:

V = 54 + 17,28 = 71,28 m³

8. Thiết kế, thi công về bảo trì hệ thống PCCC chuyên nghiệp tại SQ Việt Nam

Việc tính toán và thiết kế hệ thống PCCC ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình thẩm duyệt và nghiệm thu công trình. Tuy nhiên, nhiều đơn vị vẫn thiết kế chưa đúng tiêu chuẩn, bố trí thiết bị chưa phù hợp hoặc tính toán sai công suất hệ thống, khiến hồ sơ dễ bị yêu cầu chỉnh sửa, bổ sung và kéo dài thời gian thẩm duyệt.

Với hơn 23 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực PCCC, SQ Việt Nam hỗ trợ khách hàng từ khâu khảo sát, tính toán thiết kế đến hoàn thiện hồ sơ thẩm duyệt theo đúng quy định pháp luật. Đội ngũ kỹ sư sẽ trực tiếp đánh giá hiện trạng công trình, đề xuất phương án phù hợp và đảm bảo tính đồng bộ giữa hồ sơ thiết kế và hệ thống thi công thực tế. SQ Việt Nam cam kết mang đến giải pháp PCCC toàn diện, an toàn và đáp ứng đầy đủ yêu cầu kỹ thuật cho từng công trình:

Thiết kế hệ thống PCCC cho công trình dân dụng và công nghiệp
Thi công PCCC trọn gói, đúng tiêu chuẩn kỹ thuật và quy định pháp luật
Sửa chữa, cải tạo và nâng cấp hệ thống PCCC hiện hữu
Bảo trì, bảo dưỡng hệ thống PCCC định kỳ
Bảo trì và kiểm tra hệ thống báo cháy, đảm bảo vận hành ổn định

Nếu quý khách có nhu cầu tư vấn, thiết kế, thi công hoặc bảo trì hệ thống PCCC, vui lòng liên hệ SQ Việt Nam để được hỗ trợ nhanh chóng và chuyên nghiệp:

Thông tin liên hệ:

Địa chỉ: 14 Hà Huy Tập, Thanh Khê, TP. Đà Nẵng
Hotline: 0935 513 543
Email: info@sqvietnam.vn
Website: www.sqvietnam.vn

9. Câu hỏi thường gặp khi tính toán thiết kế hệ thống PCCC

Dưới đây là một số câu hỏi thường gặp khi tính toán thiết kế hệ thống PCCC giúp hiểu rõ hơn các bước và tiêu chí quan trọng trong quá trình thực hiện.

Câu 1: Tại sao phải tính toán thiết kế hệ thống PCCC trước khi thi công? Việc tính toán thiết kế hệ thống PCCC giúp lựa chọn đúng phương án chữa cháy, đảm bảo đủ áp lực – lưu lượng nước, tối ưu chi phí thi công và đáp ứng yêu cầu thẩm duyệt PCCC theo quy định.

Câu 2: Khi tính toán hệ thống PCCC cần xác định những thông số nào? Các thông số quan trọng bao gồm: lưu lượng nước chữa cháy, cột áp máy bơm, kích thước đường ống, áp lực đầu phun Sprinkler và dung tích bể nước dự trữ chữa cháy.

Câu 3: Cách tính lưu lượng nước chữa cháy như thế nào? Lưu lượng nước chữa cháy được tính dựa trên loại hệ thống và diện tích bảo vệ. Ví dụ hệ Sprinkler thường áp dụng công thức cường độ phun × diện tích bảo vệ để xác định lưu lượng cần thiết.

Câu 4: Máy bơm chữa cháy được tính chọn theo tiêu chí nào? Máy bơm chữa cháy được lựa chọn dựa trên các yếu tố chính như lưu lượng nước yêu cầu (Q), cột áp cần thiết (H), cũng như quy mô và chiều cao của công trình.

Câu 5: Dung tích bể nước chữa cháy tính như thế nào? Dung tích bể nước chữa cháy được xác định theo thời gian hoạt động liên tục của hệ thống chữa cháy vách tường và Sprinkler theo tiêu chuẩn PCCC hiện hành như TCVN 2622 và TCVN 7336.

Bài viết liên quan:

Việc tính toán thiết kế hệ thống PCCC là bước quan trọng giúp đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả, đúng tiêu chuẩn kỹ thuật và an toàn khi xảy ra sự cố. SQ Việt Nam luôn sẵn sàng đồng hành cùng chủ đầu tư trong việc tư vấn, thiết kế và triển khai giải pháp PCCC phù hợp, hiệu quả và an toàn.