Mẫu thuyết minh thiết kế hệ thống tăng áp – hút khói
MẪU THUYẾT MINH THIẾT KẾ HỆ THỐNG TĂNG ÁP – HÚT KHÓI
1. Các tài liệu và tiêu chuẩn
1.1. Tài liệu kỹ thuật
– Tiêu chuẩn thiết kế hệ thống thông gió và điều hoà không khí TCVN 5687:2010
– Giáo trình thiết kế hệ thống điều hòa không khí – Nhà xuất bản giáo dục Việt Nam, tái bản lần thứ 2, năm 2013, tác giả Nguyễn Đức Lợi.
– QCVN 08 : 2009 Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia – Công trình ngầm đô thị;
– TCVN 6160:1996 Phòng cháy chữa cháy nhà cao tầng;
– QCVN 06 : 2010/BXD Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia An toàn cháy cho nhà và công trình.
1.2. Tiêu chuẩn về độ ồn
– TCVN 5949:1998 Tiếng ồn khu vực công cộng và dân cư;
– QCVN 26:2010/BTNMT Quy chuẩn tiếng ồn.
1.3. Các catalogue kỹ thuật, dữ liệu kỹ thuật thiết bị
Quạt thông gió của các hãng:
- Phương Linh
- Toàn Cầu
- Fantech
Cửa phân phối gió, van điều chỉnh lưu lượng, van điện:
– Việt Nam.
2. Giới thiệu tổng quan công trình
Công trình: Tòa nhà hỗn hợp, văn phòng, dịch vụ, thương mại, khách sạn và nhà ở được xây dựng tại: Phố Trần Bình, phường Mỹ Đình 2, quận Nam Từ Liêm, thành phố Hà Nội do Công ty cổ phần H2H Hà Nội làm chủ đầu tư. Quy mô gồm 3 tầng hầm, 31 tầng nổi và 1 tầng tum. Chiều cao công trình tính đến sàn mái là 106,8m. Căn cứ vào các tiêu chuẩn, quy chuẩn hiện hành, yêu cầu của chủ đầu tư, chúng tôi bố trí hệ thống tăng áp – hút khói tại các khu vực sau:
- Hút khói – thông gió tầng hầm 1, hầm 2, hầm 3;
- Cấp khí tươi tầng hầm 1, hầm 2, hầm 3;
- Hút khói hành lang tầng 1 đến tầng 31;
- Hút khói khu dịch vụ thương mại tầng 2;
- Hút khói khu văn phòng tầng 3;
- Tăng áp buồng đệm thang máy tầng hầm;
- Tăng áp buồng thang bộ thang bộ trục C-2;
- Tăng áp giếng thang máy;
- Thông gió thang chở rác.
3. Giới thiệu tổng quan về công trình
3.1. Yêu cầu kỹ thuật chung cho hệ thống thông gió – hút khói
Quạt hút khói/thông gió các tầng hầm sử dụng quạt hướng trục, có trục thải khói đi lên tháp thải khói tại tầng 1;
Quạt tăng áp buồng đệm thang máy tầng hầm, quạt cấp khí tươi cho các tầng hầm sử dụng quạt hướng trục, có trục cấp gió từ tháp cấp gió trên tầng 1 đi xuống;
Quạt hút khói khu dịch vụ thương mại tầng 2, khu văn phòng tầng 3 sử dụng quạt hướng trục, đặt trực tiếp tại tầng, hút và thải khói trực tiếp ra ngoài;
Quạt hút khói hành lang, tăng áp buồng thang bộ, tăng áp giếng thang máy và thông gió thang chở rác sử dụng quạt ly tâm đồng trục đặt trên tầng tum và mái
Quạt được cấp điện từ tủ điện ưu tiên (tủ điện bơm chữa cháy), dây điện cấp nguồn là dây chống cháy và được bảo vệ trong ống chống cháy. Quạt hoạt động ổn định ở 250oC trong thời gian 2 giờ liên tục.
Miệng thải khói được đặt cách miệng hút khí tươi không dưới 5m, cách cửa mở gian phòng gần nhất > 3m, cách các kết cấu xây dựng theo chiều đứng ít nhất 3m, chiều ngang ít nhất 1m. Các miệng hút, thải khí, van điều tiết lưu lượng cũng là loại chống cháy, độ chịu lửa 0,75h.
Hệ thống ống dẫn gió : làm bằng vật liệu tôn có giới hạn chịu lửa 0,75h.
Hệ thống được điều khiển tự động nhờ tín hiệu từ tủ trung tâm báo cháy hoặc nút ấn khởi động trực tiếp bằng tay.
Các quạt hút khói có thể khởi động bởi hai chế độ: Khởi động bằng tay thông qua các nút ấn ngay tại phòng trực quản lý hoặc tự động khởi động nhờ tín hiệu đầu ra của hệ thống báo cháy. Khi có tín hiệu điều khiển của hệ thống báo cháy truyền đến tủ điều khiển sẽ khởi động chế độ cấp điện nguồn đến các quạt thông gió sự cố hoạt động để hút khói ra khỏi hành lang và tầng hầm, tạo điều kiện cho người thoát nạn an toàn.
Hệ thống cấp điện cho tủ điện điều khiển quạt điều áp và hút khói: Nguồn điện cấp cho hệ thống quạt phải là nguồn ưu tiên, độc lập, không được dùng chung với các hệ thống khác (như chiếu sáng). Nghĩa là nguồn cấp cho hệ thống quạt phải có 1 aptomat hoặc cầu dao có vai trò tương đương với cầu dao tổng của công trình và tự động chuyển sang nguồn của máy phát dự phòng của công trình khi nguồn điện chính bị cắt. Hệ thống cấp điện cho quạt còn được lấy từ nguồn dự phòng là nguồn của máy phát điện công trình. Nguồn dự phòng phải có công suất đủ cho hệ thống quạt hoạt động.
Tất cả quạt được kiểm tra cân bằng động, tĩnh tại nhà máy theo tiêu chuẩn chất lượng. sau khi lắp ráp hoàn chỉnh.
Quạt phải họat động an toàn tại mọi điểm của đường đặc tuyến hoặc nằm trong giới hạn phân cấp.
Vận tốc gió tại đầu ra của quạt không được vượt quá 10% vận tốc thiết kế trong ống chính.
Yêu cầu về độ ồn thiết bị: Các quạt sử dụng cho hệ thống thông gió, hút khói, tăng áp cũng như hút mùi sau khi đó được lắp đặt giảm âm khi hoạt động phải có độ ồn tối đa dưới 60 Db. Nếu thiết bị nào không có giải pháp tiêu âm thì thiết bị đó khi hoạt động phải có độ ồn không quá 60 Db.
3.2. Hệ thống hút khói hành lang
Hệ thống hút khói hành lang dùng quạt ly tâm lắp đồng trục đặt trên khu vực mái. Trên mỗi tầng có bố trí các miệng hút. Để hệ thống hoạt động hiệu quả và kinh tế, trên mỗi ống gió nhánh hút khói tầng đều được bố trí van ngăn lửa và van điều tiết lưu lượng (van gió) điều khiển qua mô tơ điện nhờ kết nối tín hiệu báo cháy ở tầng đó. Khi xảy ra sự cố tầng nào thì van gió điều tiết này sẽ mở để quạt hút khói khỏi hành lang.
3.3. Hệ thống hút khói khu dịch vụ thương mại, khu văn phòng
Khu dịch vụ thương mại tầng 2, khu văn phòng tầng 3 sử dụng quạt hút khói là quạt hướng trục, đặt ngay tại từng tầng, hút khói và thải khói trực tiếp ra ngoài.
3.4. Hệ thống hút khói/thông gió tầng hầm, cấp khí tươi cho tầng hầm
Các tầng hầm dùng làm gara, theo phụ lục G, TCVN 5687:2010 thì ở chế độ bình thường thì hệ thống hoạt động ở chế độ thông gió và hút khí thải xe máy, ô tô (bội số trao đổi là 6 lần trong 1 giờ). Khi có sự cố hỏa hoạn xảy ra, hệ thống sẽ làm việc ở chế độ hút khói mức công suất cao nhất với bội số trao đổi lưu lượng là 10 trong 1 giờ.
Hệ thống hút khói/thông gió cho các tầng hầm dùng các quạt hướng trục đặt tại mỗi tầng, hút khói từ các tầng hầm qua tháp thải khói trên tầng 1 đi ra ngoài.
Hệ thống cấp khí tươi cho các tầng hầm sử dụng quạt hướng trục, lấy gió từ tháp cấp khí trên tầng 1, qua quạt cấp cho các miệng thổi, đảm bảo bổ sung lượng khí tươi cho các khu vực tầng hầm trong quá trình sử dụng, khi có sự cố thì các quạt cấp khí tươi sẽ được ngắt và quạt hút khói tầng hầm hoạt động ở chế độ sự cố.
3.5. Hệ thống tăng áp buồng đệm thang máy tầng hầm, buồng thang bộ và giếng thang máy
Khu vực các giếng thang máy, buồng thang được trang bị hệ thống tăng áp, tạo áp suất dương bên trong, không để khói tràn vào khi có sự cố xảy ra.
Khi có tín hiệu báo cháy, quạt sẽ hoạt động và duy trì áp suất dương 20-50Pa trong buồng để khói không tràn vào, tạo lối thoát an toàn cho người trong toà nhà. Khi áp suất vượt quá 50Pa, van xả khí cơ khí có dải hoạt động ngoài 50Pa sẽ mở để duy trì áp suất trong buồng thang không quá 50Pa.
Khi hoạt động, hệ thống tăng áp sẽ duy trì độ chênh áp khoảng 50Pa giữa buồng thang và toà nhà khi tất cả các cửa đều đóng và không bé hơn 20Pa khi cửa mở, vận tốc không khí qua cửa tối thiểu 1,3m/s để ngăn khói cho tràn vào trong buồng.
3.6. Hệ thống điện và điều khiển
Trong thiết kế này sẽ bao gồm hệ thống điện cấp nguồn cho tất cả các thiết bị của hệ thống thông gió, hệ thống điều khiển tất cả các thiết bị của hệ thống
Hệ thống điện cấp nguồn bao gồm các tủ điện động lực cấp nguồn tại tầng áp mái, tủ điện động lực cấp nguồn cho toàn bộ các quạt … Trong bản vẽ thiết kế đã chỉ ra sơ đồ và thông số của các thiết bị bảo vệ và điều khiển cho các thiết bị, song chỉ trước khi chế tạo và lắp đặt tủ điện các thông số này mới được kiểm tra xác nhận trở lại theo sự phù hợp với công suất của động cơ điện thiết kế được lựa chọn.
3.7. Kênh dẫn gió
Hệ thống kênh dẫn gió bao gồm : Kênh dẫn hút khói, kênh gió điều áp.
* Vật liệu
Tất cả các hệ thống kênh dẫn gió đều được gia công và chế tạo từ tôn tráng kẽm. Tôn tráng kẽm được sử dụng là loại tôn được mạ kẽm theo kiểu nhúng nóng. Loại tôn này có độ chịu lửa 0,75h.
Tất cả tôn tráng kẽm đưa vào sử dụng công trình này phải mới nguyên và ở dạng cuộn hoặc tấm rời phải được đệ trình tới kiến trúc sư chủ nhiệm đề án xem xét trước khi đưa vào sử dụng.
* Phụ kiện trên đường kênh gió
Cửa thổi phân phối gió:
Tất cả cửa gió đều làm nhôm định hình, sơn tĩnh điện;
Đối với các kênh dẫn gió phân phối gió cấp và hút, thì các cửa phân phối này phải được kèm theo van điều chỉnh lưu lượng gió.
Van điều chỉnh lưu lượng trên kênh gió:
Van điều chỉnh lưu lượng được yêu cầu cho hệ thống điều áp tại những nơi phân bố để điều chỉnh phân phối đều gió. Van gió có độ chịu lửa 45 phút.
3.8. Thiết bị điện và điều khiển
- Tổng quát
Hệ thống điện trong thiết kế này diễn tả việc cấp nguồn và điều khiển trong phạm vi hệ thống thông gió cơ khí.
Nguồn điện yêu cầu: 380V – 3Pha – 50Hz và 220V – 1Pha – 50Hz
Hệ thống điện bao gồm:
– Tủ điện cấp nguồn chính, gồm tất cả các aptômát nguồn cuả thiết bị, các module, các thiết bị đo lường – báo hiệu và thiết bị bảo vệ, các thiết bị điều khiển.
– Cáp điện và dây điện từ tủ đi đến tất cả các thiết bị. Cáp điện cấp nguồn cho các quạt hút khói là loại chống cháy, được đi trong ống luồn dây bảo vệ chống cháy.
– Hệ thống tiếp đất.
Hệ thống điều khiển bao gồm:
– Các thiết bị điều khiển van điện
– Thiết bị điều khiển hệ thống quạt
Yêu cầu dòng cho dây cáp, cầu dao, biến dòng, đồng hồ như trên bản vẽ là tối thiểu và chỉ là hướng dẫn.
Tất cả các Aptômát được chọn chịu được dòng khởi động hay dòng kẹt Rôto của thiết bị. Dây cáp được định cỡ tối thiểu theo điện áp rơi lúc đầy tải của thiết bị.
- Lắp đặt cáp điện
Máng đi dây và hộp đi dây phải được treo bằng giá đỡ sắt chữ V, chữ U và thanh treo được tiện ren suốt chiều dài, thanh treo không được hàn nối, thanh treo và giá đỡ phải được mạ kẽm hoặc sơn hai lớp chống gỉ, và một lớp sơn phủ bên ngoài.
- Tủ điện
Nguồn điện cung cấp đến các tủ điện cấp nguồn của hệ thống điều hoà và thông gió là: 380V/3P/50Hz – 4 dây và một dây tiếp đất.
Các Aptômát nguồn (Máy cắt khí, MCB, MCCB) đáp ứng được các yêu cầu vận hành của hệ thống.
Tủ được gắn nhãn tại những nơi thích hợp để chỉ ra tên tủ, đồng thời chỉ ra thông báo sự vận hành thích hợp, cũng như sự gắn nhãn cho tất cả các thiết bị trong tủ điện thuận tiện cho việc sửa chữa, vận hành sau này. Các tủ điện phải đủ thông thoáng, nếu cần thiết phải có quạt thông gió kèm theo để đảm bảo đặc tính làm việc của các thiết bị trong tủ điện. Điều này được cân nhắc phù hợp với các tiêu chuẩn về thiết kế thiết bị điện.
- Thiết bị điều khiển phòng máy
Tủ điện Hiển thị – điều khiển: Sơ đồ của tủ điện, các thiết bị bên trong (các Contactor, Rơle) phải phù hợp để đảm bảo các chức năng như đã yêu cầu trong phần mô tả hệ thống.
4. Xác định lưu lượng quạt hút khói/thông gió tầng hầm, quạt cấp khí tươi tầng hầm
Quạt hút khói/thông gió cho 3 tầng hầm ta dùng quạt hướng trục hút khói đến tháp thải khói rồi đi ra ngoài công trình
Tầng hầm dùng làm gara, theo phụ lục G, TCVN 5687:2010 thì ở chế độ bình thường thì hệ thống hoạt động ở chế độ thông gió và hút khí thải xe máy, ô tô (bội số trao đổi là 6 lần trong 1 giờ). Khi có sự cố hỏa hoạn xảy ra, hệ thống sẽ làm việc ở chế độ hút khói mức công suất cao nhất với bội số trao đổi lưu lượng là 10 trong 1 giờ.
Tính toán cho tầng hầm 3, căn cứ vào diện tích để xe là 2.200 m2, cốt chiều cao tầng hầm 3 là 3,3m nên thể tích khu để xe tầng hầm là 7.260 m3. Do đó chọn 02 quạt ly tâm 2 chế độ, mỗi quạt quản lý một phần tầng hầm có tổng thông số như sau:
- Chế độ thông gió Q1= 45.000 m3/h
- Chế độ sự cố Q2= 75.000 m3/h
- Chọn 2 quạt có thông số như sau:
- Quạt số 1: Chế độ thông gió 15.000 m3/h, sự cố 25.000 m3/h;
- Quạt số 2: Chế độ thông gió 30.000 m3/h, sự cố 50.000 m3/h.
Cột áp được tính chi tiết theo bảng sau:
| CỘT ÁP QUẠT HÚT KHÓI SỐ 1 TẦNG HẦM 3 (KHI THÔNG GIÓ) Q=15.000 M3/H | ||||||
| STT | Ống gió | Đường kính tương đương (mm) |
Lưu lượng (l/s) |
Trở kháng (Pa/m) |
Chiều dài (m) |
Tổn thất ma sát dọc đường (Pa) |
| 1 | Ống gió 1200×300 | 620 | 4167 | 4 | 11 | 44.0 |
| 2 | Ống gió 1000×300 | 574 | 2315 | 3 | 15.7 | 47.1 |
| 3 | Ống gió 800×300 | 520 | 926 | 1 | 12.3 | 12.3 |
| 4 | Tổn thất cục bộ (miệng hút, van, tê, cút,..) | 15.5 | ||||
| 5 | Tổn thất cục bộ qua quạt (quạt, ống tiêu âm,..) | 10.3 | ||||
| 6 | Hệ số dự phòng | 12.9 | ||||
| 7 | Tổng (Pa) | 142.2 | ||||
| 8 | Công suất tính toán P=1,15*(Q*H/10)/(6120*60*0,45) (kW) |
2.1 | ||||
| THÔNG SỐ CHỌN Q=15.000 M3/H; H=200 Pa | ||||||
| CỘT ÁP QUẠT HÚT KHÓI SỐ 1 TẦNG HẦM 3 (KHI KHI SỰ CỐ) Q=25.000 M3/H | ||||||
| STT | Ống gió | Đường kính tương đương (mm) |
Lưu lượng (l/s) |
Trở kháng (Pa/m) |
Chiều dài (m) |
Tổn thất ma sát dọc đường (Pa) |
| 1 | Ống gió 1200×300 | 620 | 6944 | 10 | 11 | 110.0 |
| 2 | Ống gió 1000×300 | 574 | 3858 | 6 | 15.7 | 94.2 |
| 3 | Ống gió 800×300 | 520 | 1543 | 2 | 12.3 | 24.6 |
| 4 | Tổn thất cục bộ (miệng hút, van, tê, cút,..) | 34.3 | ||||
| 5 | Tổn thất cục bộ qua quạt (quạt, ống tiêu âm,..) | 22.9 | ||||
| 6 | Hệ số dự phòng | 28.6 | ||||
| 7 | Tổng (Pa) | 314.6 | ||||
| 8 | Công suất tính toán P=1,15*(Q*H/10)/(6120*60*0,45) (kW) |
6.1 | ||||
| THÔNG SỐ CHỌN Q=25.000 M3/H; H=350 Pa | ||||||
| CỘT ÁP QUẠT HÚT KHÓI SỐ 2 TẦNG HẦM 3 (KHI THÔNG GIÓ) Q=30.000 M3/H | ||||||
| STT | Ống gió | Đường kính tương đương (mm) |
Lưu lượng (l/s) |
Trở kháng (Pa/m) |
Chiều dài (m) |
Tổn thất ma sát dọc đường (Pa) |
| 1 | Ống gió 1200×300 | 620 | 8333 | 14 | 6.8 | 95.2 |
| 2 | Ống gió 1000×300 | 574 | 4167 | 6 | 14.3 | 85.8 |
| 3 | Ống gió 1000×300 | 574 | 2315 | 2.5 | 15.8 | 39.5 |
| 4 | Ống gió 800×300 | 520 | 926 | 1 | 12.3 | 12.3 |
| 5 | Tổn thất cục bộ (miệng hút, van, tê, cút,..) | 34.9 | ||||
| 6 | Tổn thất cục bộ qua quạt (quạt, ống tiêu âm,..) | 23.3 | ||||
| 7 | Hệ số dự phòng | 29.1 | ||||
| 8 | Tổng (Pa) | 320.1 | ||||
| 9 | Công suất tính toán P=1,15*(Q*H/10)/(6120*60*0,45) (kW) |
7.3 | ||||
| THÔNG SỐ CHỌN Q=30.000 M3/H; H=350 Pa | ||||||
| CỘT ÁP QUẠT HÚT KHÓI SỐ 2 TẦNG HẦM 3 (KHI SỰ CỐ) Q=50.000 M3/H | ||||||
| STT | Ống gió | Đường kính tương đương (mm) |
Lưu lượng (l/s) |
Trở kháng (Pa/m) |
Chiều dài (m) |
Tổn thất ma sát dọc đường (Pa) |
| 1 | Ống gió 1200×300 | 620 | 13889 | 25 | 6.8 | 170.0 |
| 2 | Ống gió 1000×300 | 574 | 6944 | 15 | 14.3 | 214.5 |
| 3 | Ống gió 1000×300 | 574 | 3858 | 4 | 15.8 | 63.2 |
| 4 | Ống gió 800×300 | 520 | 1543 | 1.5 | 12.3 | 18.5 |
| 5 | Tổn thất cục bộ (miệng hút, van, tê, cút,..) | 69.9 | ||||
| 6 | Tổn thất cục bộ qua quạt (quạt, ống tiêu âm,..) | 46.6 | ||||
| 7 | Hệ số dự phòng | 58.3 | ||||
| 8 | Tổng (Pa) | 641.0 | ||||
| 9 | Công suất tính toán P=1,15*(Q*H/10)/(6120*60*0,45) (kW) |
22.6 | ||||
| THÔNG SỐ CHỌN Q=50.000 M3/H; H=650 Pa | ||||||
Để đảm bảo không khí được lưu thông đầy đủ trong khu vực gara tầng hầm, ta thiết kế hệ thống quạt cấp khí tươi cho tầng hầm 1, hầm 2 và hầm 3 của công trình. Ngoài các quạt cấp khí tươi cưỡng bức thì khí tươi cũng được cấp thông qua các lỗ mở ram dốc cho xe lên xuống tầng hầm. Do đó lưu lượng quạt cấp khí tươi sẽ lấy bằng 80% lưu lượng quạt hút khói của từng tầng ở chế độ thông gió. Khi có sự cố thì quạt cấp khí tươi sẽ dừng hoạt động.
* Tính toán tương tự với các khu vực khác ta có bảng sau:
| Tầng hầm | Khối tích
(m3) |
Số lượng quạt chọn (cái) | Thông số quạt số 1
(khi thông gió) |
Thông số quạt số 2
(khi thông gió) |
Thông số quạt số 1
(khi sự cố) |
Thông số quạt số 2
(khi sự cố) |
| Quạt thông gió/hút khói | ||||||
| 3 | 7.260 | 2 | 15.000 m3/h | 30.000 m3/h | 25.000 m3/h | 50.000 m3/h |
| 200Pa | 350Pa | 350Pa | 650Pa | |||
| 2 | 7.260 | 2 | 15.000 m3/h | 30.000 m3/h | 25.000 m3/h | 50.000 m3/h |
| 200Pa | 350Pa | 350Pa | 650Pa | |||
| 1 | 8.500 | 2 | 17.000 m3/h | 34.000 m3/h | 29.000 m3/h | 58.000 m3/h |
| 250Pa | 400Pa | 420Pa | 750Pa | |||
| Quạt cấp khí tươi | ||||||
| 3 | 7.260 | 1 | 36.000 m3/h | |||
| 650Pa | ||||||
| 2 | 7.260 | 1 | 36.000 m3/h | |||
| 650Pa | ||||||
| 1 | 8.500 | 1 | 40.000 m3/h | |||
| 700Pa | ||||||
5. Xác định lưu lượng quạt hút khói khu dịch vụ thương mại tầng 2, khu văn phòng tầng 3
Theo phụ lục L.2 TCVN 5687: 2010: Lưu lượng khói G thải ra từ 1 không gian cần được xác định theo chu vi vùng cháy. Lưu lượng khói đối với các khu vực có diện tích dưới 1.600 m2 được xác định theo công thức:
G = 678,8 Pf y1,5 KS
Trong đó:
Pf : là chu vi vùng cháy trong giai đoạn đầu, (m), nhận bằng trị số lớn nhất của chu vi thùng chứa nhiên liệu hở hoặc không đóng kín, hoặc chỗ chứa nhiên liệu đặt trong vỏ bao từ vật liệu cháy. Đối với các phòng có trang bị hệ thống phun nước chữa cháy (sprinkler), thì lấy giá trị Pf = 12m;
y : là khoảng cách, (m), từ mép dưới của vùng khói đến sàn nhà, hoặc đo từ mép dưới của vách lửng hình thành bể chứa khói đến sàn nhà;
KS : là hệ số, lấy bằng 1.
– Trọng lượng riêng trung bình của khói (TCVN 5687-2010):
ó = 4 N/m3 = 0,4 kg/m3, t =6000C : khi chất cháy là dạng khí hay lỏng;
ó = 5 N/m3 = 0,5 kg/m3, t =4500C : khi chất cháy là dạng vật thể cứng.
- Nhận xét thấy: Theo TCVN 5687: 2010 đối với phòng có chữa cháy Sprinkler diện tích trong khoảng 1600m2, thì giá trị của G luôn không đổi.
- Vậy ta tính toán hút khói sự cố cho phòng có chữa cháy Sprinkler có diện tích
S = 1600m2 là:
G = 678,8 Pf y1,5 KS (kg/h) = 678,8 Pf y1,5 KS / 0,4(m3/h) ≈80.500 (m3/h).
Pf : cố định = 12m;
y = 2,5m;
KS : là hệ số bằng 1.
Xét với khu vực dịch vụ thương mại tầng 2 và 2 khu văn phòng tầng 3 thì diện tích tính toán lần lượt là 560 m2, 430 m2, 380 m2 do đó lưu lượng gió cần hút ra là:
G1 = 80.500×560/1.600 = 28.175 m3/ h
G2 = 80.500×430/1.600 = 21.634 m3/ h
G3 = 80.500×380/1.600 = 19.118 m3/ h
Chọn quạt có lưu lượng lần lượt là 30.000, 25.000, 22.000 m3/h
Cột áp quạt được tính chi tiết theo bảng dưới đây:
| CỘT ÁP QUẠT HÚT KHÓI KHU DVTM TẦNG 2 Q=30.000 M3/H | ||||||
| STT | Ống gió | Đường kính tương đương (mm) |
Lưu lượng (l/s) |
Trở kháng (Pa/m) |
Chiều dài (m) |
Tổn thất ma sát dọc đường (Pa) |
| 1 | Ống gió 1200×300 | 620 | 8333 | 14 | 18.5 | 259.0 |
| 2 | Ống gió 1000×300 | 574 | 4167 | 5 | 17.5 | 87.5 |
| 2 | Ống gió 800×300 | 520 | 2083 | 2.5 | 13.8 | 34.5 |
| 4 | Tổn thất cục bộ (miệng hút, van, tê, cút,..) | 52.0 | ||||
| 5 | Tổn thất cục bộ qua quạt (quạt, ống tiêu âm,..) | 34.7 | ||||
| 6 | Hệ số dự phòng | 46.8 | ||||
| 7 | Tổng (Pa) | 514.4 | ||||
| 8 | Công suất tính toán P=1,15*(Q*H/10)/(6120*60*0,45) (kW) |
11.5 | ||||
| THÔNG SỐ CHỌN Q=30.000 M3/H; H=550 Pa | ||||||
Tính toán tương tự với các khu vực văn phòng tầng 3, ta có thông số chi tiết các quạt như sau:
– Khu dịch vụ thương mại tầng 2: Q= 30.000 m3/h, H=550 Pa;
– Khu văn phòng 1 tầng 3: Q= 25.000 m3/h, H=500 Pa;
– Khu văn phòng 2 tầng 3: Q= 22.000 m3/h, H=480 Pa.
- Xác định lưu lượng quạt hút khói hành lang
Theo phụ lục L.1, TCVN 5687 : 2010: Lưu lượng khói G cần phải hút thải ra khỏi hành lang hay sảnh ở một tầng khi có cháy được xác định theo công thức sau:
G = 3420 BnH1,5
Trong đó:
B là chiều rộng của cánh cửa lớn hơn mở từ hành lang hay sảnh vào cầu thang hay ra ngoài nhà, lấy B=0,95m (chiều rộng lấy theo chiều rộng cửa của tầng điển hình)
H là chiều cao của cửa, lấy H = 2,2
n : là hệ số phụ thuộc vào chiều rộng tổng cộng của các cánh lớn cửa đi mở từ hành lang vào cầu thang hay ra ngoài trời khi có cháy. Hệ số này ta tra trong bảng L1 trong TCVN 5687:2010 được n = 0,8
Thay số: G = 3420×0,95×0,8×2,21,5 =8.482Kg/h = 13.859m3/ h (tỷ trọng của khói là 0,612 Kg/m3)
Lưu lượng quạt hút khói cần tính(đủ hút cho 2 tầng đồng thời và hệ số dự phòng là 10%): Qq = 2xGx1,1=2×13.859×1,1 =30.489m3/h. Chọn quạt hút khói hành lang có thông số Q= 33.000 m3/h.
Cột áp quạt được tính chi tiết theo bảng sau:
| CỘT ÁP QUẠT HÚT KHÓI HÀNH LANG Q=33.000 M3/H | ||||||
| STT | Ống gió | Đường kính tương đương (mm) |
Lưu lượng (l/s) |
Trở kháng (Pa/m) |
Chiều dài (m) |
Tổn thất ma sát dọc đường (Pa) |
| 1 | Ống gió 800×750 | 847 | 9167 | 2.5 | 110 | 275.0 |
| 2 | Ống gió 800×250 | 470 | 4583 | 17 | 12.6 | 214.2 |
| 3 | Ống gió 600×250 | 414 | 3056 | 15 | 1.5 | 22.5 |
| 4 | Ống gió 500×250 | 398 | 1528 | 4 | 8 | 32.0 |
| 5 | Tổn thất cục bộ (miệng hút, van, tê, cút,..) | 73.4 | ||||
| 6 | Tổn thất cục bộ qua quạt (quạt, ống tiêu âm,..) | 48.9 | ||||
| 7 | Hệ số dự phòng | 66.6 | ||||
| 8 | Tổng (Pa) | 732.6 | ||||
| 9 | Công suất tính toán P=1,15*(Q*H/10)/(6120*60*0,45) (kW) |
17.2 | ||||
| THÔNG SỐ CHỌN Q=35.000 M3/H; H=750 Pa | ||||||
- Xác định lưu lượng quạt tăng áp buồng đệm thang máy tầng hầm
Theo QCVN 06:2010/BXD, TCVN 5687:2010, tiêu chuẩn Anh 5588 phần 4: 1987, cần tạo ra một áp lực dương không quá 50 Pa và không dưới 20 Pa trong khu vực buồng. Ta thiết kế đường ống cấp gió lấy áp từ đường ống tăng áp của buồng thang bộ mà vẫn đảm bảo khả năng tăng áp cho cả 2 khu vực: Buồng đệm thang máy tầng hầm và buồng thang bộ.
- Xác định lưu lượng quạt tăng áp buồng thang bộ trục C-2
Theo QCVN 06:2010/BXD, TCVN 5687:2010, tiêu chuẩn Anh 5588 phần 4: 1987, cần tạo ra một áp lực dương không quá 50 Pa và không dưới 20 Pa trong khu vực buồng và lưu lượng không khí được xác định theo biểu thức sau:
Lưu lượng không khí cần thổi vào để đẩy khí độc (khói) ra khỏi buồng thang là:
Q = Q1 + Q2 (m3/h)
Q1: Lưu lượng gió thoát ra ngoài do đóng mở cửa (m3/h);
Q2: Lưu lượng gió thoát ra ngoài do rò lọt khe cửa (m3/h).
Lưu lượng gió thoát ra ngoài do đóng mở cửa (Q1) phụ thuộc vào lượng người có trong tòa nhà khi có sự cố.
+ Tổng số cửa vào buồng là: 35 (cửa 01 cánh), chiều rộng: 0,95 m và cao: 2,2 m.
Diện tích: S = 2,09 (m2)
+ Số lượng cửa buồng mở tính toán khi có sự cố: 03 cửa;
+ Vận tốc không khí tối thiểu của không khí ra cửa: v = 1,3 m/s, (để ngăn khói xâm nhập vào buồng thang).
Lưu lượng gió thoát ra ngoài do đóng mở cửa:
Q1 = 3.S.v = 8,15 (m3/s) = 29.344 (m3/h).
– Lưu lượng gió thoát ra ngoài do rò lọt không khí qua cửa (đang đóng):
Q2 = L.n
Trong đó:
+ n: Số cửa đóng: 32 cửa;
+ L: lưu lượng không khí rò lọt qua 1 cửa (đang đóng): khe hở của cửa khi đóng có chiều rộng là: b = 0,001 (m);
Diện tích 1 khe cửa: F = 0,0064 (m2);
L = 0,827..0,0064 = 0,04 (m3/s) = 144 (m3/h)
– Trong đó độ chênh áp suất của không khí trong buồng thang và phía ngoài là: 50 Pa (Căn cứ trên tiêu chuẩn TCVN 5687:2010, QCVN 06:2010/BXD)
Q2 = 144×32= 4.608(m3/h)
– Vậy lưu lượng không khí cần thổi vào là: Q = Q1 + Q2 = 33.952 (m3/h) – Ta chọn Q=35.000 m3/h
Cột áp được tính theo bảng sau:
| CỘT ÁP QUẠT TĂNG ÁP THANG BỘ Q=35.000 M3/H | ||||||
| STT | Ống gió | Đường kính tương đương (mm) |
Lưu lượng (l/s) |
Trở kháng (Pa/m) |
Chiều dài (m) |
Tổn thất ma sát dọc đường (Pa) |
| 1 | Ống gió 1100×450 | 751 | 9722 | 6 | 5 | 30.0 |
| 2 | Ống gió 1100×450 | 751 | 9398 | 5 | 3.3 | 16.5 |
| 3 | Ống gió 1100×450 | 751 | 9074 | 4.5 | 3.3 | 14.9 |
| 4 | Ống gió 1100×450 | 751 | 8750 | 4.5 | 3.3 | 14.9 |
| 5 | Ống gió 1100×450 | 751 | 8426 | 4 | 3.3 | 13.2 |
| 6 | Ống gió 1100×450 | 751 | 8102 | 4 | 3.3 | 13.2 |
| 7 | Ống gió 1100×450 | 751 | 7778 | 4 | 3.3 | 13.2 |
| 8 | Ống gió 1100×450 | 751 | 7454 | 3.5 | 3.3 | 11.6 |
| 9 | Ống gió 1100×450 | 751 | 7130 | 3.5 | 3.3 | 11.6 |
| 10 | Ống gió 1100×450 | 751 | 6806 | 3 | 3.3 | 9.9 |
| 11 | Ống gió 1100×450 | 751 | 6481 | 2.3 | 90 | 207.0 |
| 12 | Tổn thất cục bộ (miệng hút, van, tê, cút,..) | 106.7 | ||||
| 13 | Tổn thất cục bộ qua quạt (quạt, ống tiêu âm,..) | 89.0 | ||||
| 14 | Chênh áp cầu thang (Pa) | 50.0 | ||||
| 15 | Hệ số dự phòng | 60.1 | ||||
| 16 | Tổng (Pa) | 661.6 | ||||
| 17 | Công suất tính toán P=1,15*(Q*H/10)/(6120*60*0,45) (kW) |
17.1 | ||||
| THÔNG SỐ CHỌN Q=35.000 M3/H; H=700 Pa | ||||||
- Xác định lưu lượng quạt tăng áp giếng thang máy
Ta thiết kế 2 quạt tăng áp cho 2 khu vực giếng thang máy, quạt tăng áp cần tạo ra một áp lực dương không quá 50 Pa và không dưới 20 Pa trong khu vực giếng thang máy. Chọn loại quạt ly tâm đồng trục đặt trên mái. Tính cho từng khu vực, lưu lượng cần thiết của quạt để lưu thông gió và tăng áp trong giếng thang máy được lấy bằng 10 lần khối tích giếng thang đó. Với khối tích mỗi cụm giếng thang máy là 2.550 m3, thì lưu lượng cần thiết của quạt là 26.000 m3/h.
Cột áp quạt được tính chi tiết theo bảng sau:
| CỘT ÁP QUẠT TĂNG ÁP GIẾNG THANG MÁY Q=26.000 M3/H | ||||||
| STT | Ống gió | Đường kính tương đương (mm) |
Lưu lượng (l/s) |
Trở kháng (Pa/m) |
Chiều dài (m) |
Tổn thất ma sát dọc đường (Pa) |
| 1 | Ống gió 600×400 | 533 | 7222 | 20 | 6 | 120.0 |
| 2 | Ống gió 400×400 | 437 | 5417 | 35 | 4 | 140.0 |
| 3 | Ống gió 400×400 | 437 | 3611 | 15 | 3 | 45.0 |
| 3 | Ống gió 400×400 | 437 | 1806 | 5 | 2 | 10.0 |
| 4 | Chênh áp cầu thang (Pa) | 50.0 | ||||
| 5 | Tổn thất cục bộ (miệng hút, van, tê, cút,..) | 39.0 | ||||
| 6 | Tổn thất cục bộ qua quạt (quạt, ống tiêu âm,..) | 26.0 | ||||
| 7 | Hệ số dự phòng | 43.0 | ||||
| 8 | Tổng (Pa) | 473.0 | ||||
| 9 | Công suất tính toán P=1,15*(Q*H/10)/(6120*60*0,45) (kW) |
9.0 | ||||
| THÔNG SỐ CHỌN Q=26.000 M3/H; H=500 Pa | ||||||
- Xác định lưu lượng quạt thông gió thang chở rác
Thang máy chở rác được thông gió bằng cách sử dụng quạt ly tâm công suất nhỏ đặt trên tum. Hệ số trao đổi không khí là 20 lần
Thể tích của giếng thang chở rác là là 250 m3 nên lưu lượng cần thiết của quạt thông gió thang chở rác là 5.000 m3/h, cột áp quạt là 200 Pa.
Tải về file excel tính toán mẫu – Mẫu thuyết minh thiết kế hệ thống tăng áp – hút khói
KẾT LUẬN
Qua quá trình nghiên cứu tính toán trên cơ sở yêu cầu của chủ đầu tư và các quy định của tiêu chuẩn hiện hành của nhà nước, chúng tôi đã đưa ra được giải pháp hệ thống quạt tăng áp, hút khói hiện đại, đạt độ an toàn cao, phù hợp với các tiêu chuẩn, quy chuẩn hiện hành của nhà nước trong lĩnh vực phòng cháy chữa cháy.
Chat
Facebook