THẢO LUẬN - Tính toán hệ thống tăng áp cầu thang (điều áp cầu thang)


Tăng áp cầu thang là gì ? Và tại sao lại phải thiết kế tăng áp cầu thang ?

Trước tiên mình xin giới thiệu qua về hệ thống tăng áp cầu thang? Vì nhiều bạn không phải chuyên ngành chắc cũng chưa hiểu rõ lắm tăng áp cầu thang là gì? Tại sao phải tăng áp cầu thang hay thiết kế tăng áp cầu thang như thế nào?

Mình xin giải thích qua như sau: đối với các cầu thang có buồng thang kín tức là cầu thang đó được xây bên trong tường bao của tòa nhà, không tiếp xúc trực tiếp với bên ngoài trời, thì chúng ta cần tạo cho cầu thang đó 1 áp suất dương gọi là tăng áp cầu thang. Áp suất dương ở đây tức là áp suất cao hơn so với áp suất bên ngoài cầu thang hay chính là áp suất không khí lúc bình thường. Thế thì tại sao phải tạo ra áp suất dương này ? Chính là phòng trừ những lúc có cháy, khói sẽ theo từ hành lang và bay vào trong cầu thang bộ, gây ngạt cho mọi người trong quá trình thoát hiểm. Có 1 nguyên tắc là bạn chỉ được chạy thang bộ để thoát hiểm, ko được sử dụng thang máy vì trong qua trình cháy sẽ dễ xảy ra chập điện, làm mất điện và thang máy không hoạt động nữa gây ra chết ngạt trong thang máy mà ko ai biết.

Các cách tăng áp cầu thang cho 1 building như sau: 


"Click vào để xem ảnh gốc với chất lượng tốt hơn"
Hệ thống tăng áp cầu thang

Chúng ta sẽ chuyển sang chủ đề tiếp theo là cách tăng áp cho cầu thang như thế nào hay nguyên lý tăng áp cầu thang?  Thật ra nguyên lý tăng áp cầu thang rất đơn giản, nói nhanh gọn là chúng ta dùng 1 quạt công suất đủ lớn (đủ lưu lượng và áp suất) thổi vào buồng thang như vậy áp suất cầu thang sẽ được tăng lên (áp dương) và khói không thể bay vào buồng thang nữa.

Tiếp theo mình sẽ viết về cách thiết kế tăng áp cho cầu thang như thế nào ?

Và các bạn cần chú ý, theo TCVN thì các tòa nhà trên 5 tầng mới phải thiết kế tăng áp cầu thang.

Trước khi thiết kế tăng áp cầu thang chúng ta cần các thông số sau :

- Nhà có bao nhiêu tầng ?
- Chiều cao mỗi tầng bao nhiều ?
- Diện tích 1 sàn của tầng điển hình?
- Kích thước hố thang?
- Hệ số rò lọt không khí qua tường toàn nhà và qua tường hố thang?
- Diện thích các khe hở của cửa (1 tầng) ?
- Nhiệt độ không khí bên ngoài trời cạnh hố thang ?
- Nhiệt độ trong hố thang ?
- Chênh lệch áp suất tối đa khi tất cả các cửa đóng?

Sau khi có tất cả các thông số về kiến trúc đó rồi, thì bạn bắt đầu thiết kế hệ thống tăng áp cầu thang, ban đầu là vẽ sơ đồ nguyên lý trước. Bạn vẽ đơn giản thôi, đặt 1 cái quạt trên tầng thượng, ở đầu lấy gió tươi của quạt thì đặt 1 cái van chống khói (Detector Smoke viết tắt là DS như hình dưới) vào đó, khi nào có khói vào nó sẽ tự ngắt (vì phòng trường hợp khói từ tầng dưới bay lên hút vào quạt xong thổi vào buồng cầu thang).


"Click vào để xem ảnh gốc với chất lượng tốt hơn"

Thiết kế tăng áp cầu thang như thế nào?

Bộ điều khiển thì được kết nói với trung tâm báo cháy và công tắc (có thể bật tắt tự động và bật tắt bằng tay). Các bạn có thể thấy trước mỗi lối vào thang thoát hiểm, có 1 nút đỏ để bấm khi có cháy, đó chính là nút khởi động của hệ thống tăng áp cầu thang. Mỗi 1 tầng thì bạn nên cho từ 1-2 cửa gió vào đó (viết tắt là PAG như hình - Pressurise Air Grille).

Khi sơ đồ nguyên lý hệ thống tăng áp cầu thang ok rồi thì chúng ta bắt đầu đi tính toán.

Thứ nhất, mình xin nói về các tiêu chuẩn quy chuẩn áp dụng khi tính toán hệ thống tăng áp cầu thang :

Tiêu chuẩn Singapore Cp13
Tiêu chuẩn Việt Nam 5687-2010
Tiêu chuẩn BS EN 12101-6:2005
..
..
..

Tuy nhiều tiêu chuẩn vậy nhưng mà nói cho cùng các tiêu chuẩn này cũng gần như giống nhau, bạn đều phải dựa vào các thông số sau để tính toán :

- Vận tốc gió khi cửa mở
- Diện tích cửa thoát
- Số tầng của tòa nhà
- Diện tích khe ở cửa mà khi đóng thì có gió lọt qua
- Hệ số an toàn cho cả hệ tăng áp cầu thang

Mình nêu ra thông số của một số tiêu chuẩn như sau:

1. Tiêu chuẩn Singapore Cp-13:

Đây là tiêu chuẩn cung cấp hướng dẫn chung về thiết kế, xây dựng, lắp đặt, thử nghiệm và vận hành, vận hành và bảo trì hệ thống điều hòa không khí và hệ thống điều hòa không khí trong tất cả các toà nhà thương mại, văn phòng và nhà trường trừ các cơ sở chăm sóc sức khoẻ… Tiêu chuẩn nêu ra các yêu cầu tối thiểu trong điều kiện thông khí cơ khí và điều hòa không khí sao cho môi trường nhiệt độ trong nhà đạt được có thể đạt được theo cách tiết kiệm năng lượng với sự quan tâm chung về chất lượng không khí trong nhà (IAQ) và khả năng bảo trì của thiết bị.

Không áp dụng đối với thông gió công nghiệp để kiểm soát các chất gây ô nhiễm không khí cụ thể tại nơi làm việc. Cũng không áp dụng cho:

- Mối quan tâm cụ thể về chất lượng không khí trong nhà để giảm thiểu nguy cơ sức khoẻ tiềm ẩn;
- Yêu cầu thiết kế về phòng cháy;
- Lắp đặt hệ thống sưởi ấm vì phần lớn các hệ thống điều hòa không khí và điều hòa không khí ở Singapore không cần bất kỳ hình thức sưởi ấm nào.

Khi tòa nhà cháy thì tính toán cho 3 cửa mở đồng thời (bao gồm 1 cửa tầng cháy + 1 cửa tầng trên tầng cháy và 1 cửa ở tầng trệt để thoát ra ngoài).

Chênh áp ở trong cầu thang duy trì ở mức 20 - 50 Pa, cái này tùy bạn chọn nhưng khuyên nên chọn 50 Pa.
Phải đảm bảo rằng áp lực mở cửa không quá 110N, nếu không nặng quá người ta ko mở được cửa.
Vận tốc qua cửa khi mở là 1m/s.

LINK DOWNLOAD

2. Tiêu chuẩn Việt Nam 5687 (Quan trọng).

Tiêu chuẩn 5687-2010 là tiêu chuẩn thường dùng nhất đối với các bạn thiết kế điều hòa không khí. Trong tiêu chuẩn 5687 -2010 các bạn có thể tra cứu tiêu chuẩn về lưu lượng gió tươi, các thông số ngoài nhà, trong nhà, các công thức tính toán phần thông gió.. Nói chung, đây là 1 trong những tiêu chuẩn không thể thiếu đối với kỹ sư HVAC hay kỹ sư thiết kế điều hòa không khí.

Chênh áp giữa cầu thang và sảnh lớn hơn 20 Pa trở lên.
Tính toán cho 4 cửa mở (bao gồm 2 cửa 2 phía của tầng cháy và 2 cửa ở tầng trệt để thoát hiểm).
Lực mở cửa không quá 110N
Vận tốc qua cửa khi mở là 0.75m/s

LINK DOWNLOAD (BẢN TIẾNG VIỆT)

LINK DOWNLOAD (BẢN TIẾNG ANH)

2 ví dụ trên cho thấy các tiêu chuẩn cũng không khác nhau là mấy, sau đây mình sẽ đưa ra 1 công thức cụ thể để tính toán lưu lượng quạt cho hệ thống tăng áp cầu thang theo TCVN 5687-2010:

Công thức 1:

(Công thức 1 tính toán hệ thống tăng áp cầu thang)

Trong đó:

V: Lưu lượng gió khi 4 cửa mở
A: diện tích cửa thoát
n: số cửa mở (chính là 4 cửa)
m: số tầng của tòa nhà
Alot: Diện tích của khe cửa (phần bị lọt gió khi cửa đóng)

Công thức 2: 

(Công thức 2 tính toán hệ thống tăng áp cầu thang )

Trong đó :

s: là số cửa thoát trong 1 tầng thường lấy bằng 2
at: hệ số an toàn thường lấy bằng 1.5
m: số tầng của tòa nhà

Sau khi tính toán xong, bạn chọn lưu lượng lớn nhất trong 2 lưu lượng trên và chọn quạt. Trong công trình thực tế thì thường sử dụng file Excel để tính toán cho nhanh gọn, bạn nào cần file excel thì download ở bên dưới.

NGUỒN: (http://kysucodien.com)



TÀI LIỆU THAM KHẢO:







Chúc các bạn thành công!
M_tả

No comments: