Trong mọi công trình xây dựng, từ nhà ở đến cơ sở thương mại, việc đảm bảo an toàn chống cháy nổ luôn là ưu tiên hàng đầu. Hệ thống Sprinkler, với khả năng tự động phát hiện và dập tắt đám cháy ngay từ giai đoạn đầu, đã trở thành một giải pháp không thể thiếu trong kế hoạch an toàn cháy nổ. Bài viết này của VNPT iAlert sẽ cung cấp cái nhìn toàn diện về hệ thống Sprinkler.
Hệ thống Sprinkler là gì?
Hệ thống Sprinkler là một thiết bị tự động phòng cháy chữa cháy được thiết kế để phát hiện và dập tắt đám cháy ngay khi nó bắt đầu. Hệ thống này bao gồm một mạng lưới các đường ống chứa nước dưới áp lực, được kết nối với các đầu phun nước (sprinkler) lắp đặt trên trần hoặc trên tường của các tòa nhà. Khi có lửa hoặc nhiệt độ cao đến một ngưỡng nhất định, cơ chế bên trong đầu phun sẽ hoạt động, cho phép nước phun ra để dập tắt đám cháy.
>>Xem thêm: Hệ thống phòng cháy chữa cháy là gì? Gồm những thiết bị nào?
Cấu tạo hệ thống chữa cháy Sprinkler
Sơ đồ nguyên lý hệ thống chữa cháy Sprinkler bao gồm các thành phần chính sau:
Nguồn nước cấp:
- Đây có thể là một bể chứa nước hoặc kết nối trực tiếp với nguồn nước công cộng.
- Nguồn nước phải đảm bảo cung cấp đủ áp lực và lưu lượng cho hệ thống hoạt động.
Trạm cấp nước:
- Bao gồm các bơm, van, đồng hồ đo lưu lượng và áp suất để điều khiển và theo dõi nguồn nước cấp cho hệ thống.
- Trạm cấp nước thường được lắp đặt trong một phòng riêng biệt.
Đường ống cấp nước:
- Là hệ thống đường ống chính (thường bằng thép) để đưa nước từ nguồn cấp đến các đầu phun Sprinkler.
- Đường ống chính thường được bố trí dọc theo các khu vực chính của tòa nhà.
Đường ống phân phối:
- Là các đường ống nhỏ hơn (thường bằng thép hoặc hợp kim nhôm) nhánh ra từ đường ống chính.
- Các đầu phun Sprinkler được lắp đặt dọc theo đường ống phân phối.
Đầu phun Sprinkler:
- Đây là bộ phận cuối cùng của hệ thống, được lắp đặt trên trần nhà hoặc các vị trí chiến lược.
- Đầu phun Sprinkler được thiết kế để hoạt động tự động khi nhiệt độ vượt quá ngưỡng an toàn, phun nước để dập tắt đám cháy.
- Có nhiều loại đầu phun khác nhau phù hợp với các ứng dụng và môi trường khác nhau.
Hệ thống báo động và điều khiển:
- Bao gồm các đầu báo khói, nhiệt, van kích hoạt, tủ điều khiển và báo động.
- Hệ thống này giám sát tình trạng của hệ thống Sprinkler, kích hoạt báo động trong trường hợp cháy nổ và có thể tự động kích hoạt hệ thống chữa cháy.
Cấu tạo đầu phun Sprinkler
Cấu tạo của đầu phun Sprinkler bao gồm các bộ phận chính sau:
Bộ phận cảm biến nhiệt: Đầu phun Sprinkler thường có một bộ phận cảm biến nhiệt, thường là một quả bóng thủy tinh chứa chất lỏng hoặc một cầu chì có độ nhạy cao với nhiệt. Quả bóng thủy tinh sẽ vỡ khi nhiệt độ tăng lên đến một ngưỡng nhất định (thường là khoảng 68°C), làm cho cơ chế giữ nước bên trong bị thả lỏng và cho phép nước phun ra. Trong khi đó, cầu chì sẽ nóng chảy khi đạt đến nhiệt độ cao, tương tự cũng kích hoạt việc phun nước.
Cơ chế van: Phần này bao gồm một van được đóng kín bởi bộ phận cảm biến nhiệt. Khi bộ phận này hoạt động (quả bóng vỡ hoặc cầu chì nóng chảy), áp lực nước trong hệ thống sẽ đẩy van mở, cho phép nước phun ra từ đầu phun.
Phần đầu phun: Đầu phun được thiết kế để phân tán nước ra một khu vực rộng, đảm bảo độ ẩm ướt cần thiết để kiểm soát và dập tắt đám cháy. Đầu phun có thể có các kiểu phân tán khác nhau tùy thuộc vào kiểu đầu phun (ví dụ: phun trực tiếp, phun rộng) và yêu cầu cụ thể của khu vực được bảo vệ.
Khung và bộ phận lắp đặt: Toàn bộ đầu phun được gắn trên một khung có thể được lắp đặt trên trần nhà hoặc trên tường. Các đầu phun được kết nối trực tiếp với hệ thống đường ống dẫn nước dưới áp lực và phải được lắp đặt sao cho phù hợp với các tiêu chuẩn an toàn và hiệu quả phòng cháy chữa cháy.
Phân loại hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler
Phân loại các hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler.
Hệ thống ướt (Wet Pipe System)
Hệ thống ướt là loại hệ thống Sprinkler phổ biến nhất, trong đó toàn bộ hệ thống đường ống được đầy đủ nước với áp lực cao. Các đặc điểm chính của hệ thống ướt bao gồm:
- Đường ống luôn chứa đầy nước, sẵn sàng hoạt động ngay lập tức khi đầu phun Sprinkler được kích hoạt.
- Phù hợp cho các khu vực không bị nguy cơ đóng băng hoặc nhiệt độ thấp.
- Đầu phun Sprinkler được kích hoạt bởi nhiệt, khi nhiệt độ đạt đến ngưỡng thiết kế (thường từ 68°C đến 182°C).
- Phản ứng nhanh chóng với đám cháy, giúp kiểm soát và dập tắt đám cháy hiệu quả.
Hệ thống khô (Dry Pipe System)
Hệ thống khô được thiết kế để sử dụng trong các khu vực có nguy cơ đóng băng hoặc nhiệt độ thấp. Trong hệ thống khô, đường ống được đầy khí nén (thường là khí nitơ hoặc không khí) thay vì nước. Các đặc điểm chính bao gồm:
- Đường ống chỉ chứa khí nén, không có nước khi không hoạt động.
- Khi đầu phun Sprinkler được kích hoạt, áp suất khí trong đường ống sẽ giảm, kích hoạt van khô và đưa nước vào hệ thống.
- Phù hợp cho các khu vực có nhiệt độ thấp hoặc nguy cơ đóng băng cao như kho lạnh, nhà xưởng, v.v.
- Thời gian phản ứng chậm hơn so với hệ thống ướt do phải chờ đưa nước vào đường ống.
Hệ thống xả tràn (Deluge system)
Hệ thống xả tràn được thiết kế để bảo vệ các khu vực có nguy cơ cháy nổ cao hoặc lan truyền nhanh. Trong hệ thống này, tất cả các đầu phun Sprinkler được mở ra đồng thời khi hệ thống được kích hoạt. Các đặc điểm chính bao gồm:
- Đường ống không chứa nước khi không hoạt động, tương tự như hệ thống khô.
- Khi hệ thống được kích hoạt bởi đầu báo khói hoặc nhiệt, tất cả các đầu phun Sprinkler sẽ mở ra đồng thời, tạo thành một “tràn” nước phủ kín khu vực nguy hiểm.
- Phù hợp cho các khu vực có nguy cơ cháy nổ cao như nhà máy hóa chất, kho xăng dầu, sân bay, v.v.
- Yêu cầu lưu lượng nước lớn và áp lực cao để đảm bảo phun nước đủ mạnh và phủ rộng.
Hệ thống kích hoạt trước (Pre-Action Sprinkler system)
Hệ thống kích hoạt trước là một loại hệ thống Sprinkler đặc biệt, kết hợp các đặc điểm của cả hệ thống khô và hệ thống xả tràn. Trong hệ thống này, đường ống được giữ trong trạng thái khô, không chứa nước, và các đầu phun Sprinkler được bảo vệ bằng van kích hoạt trước. Các đặc điểm chính bao gồm:
- Đường ống chỉ chứa khí nén khi không hoạt động, tương tự như hệ thống khô.
- Khi có tín hiệu báo cháy từ đầu báo khói hoặc nhiệt, van kích hoạt trước sẽ mở và đưa nước vào đường ống.
- Nếu có đầu phun Sprinkler bị kích hoạt bởi nhiệt, nước sẽ phun ra từ các đầu phun đó.
- Hệ thống này giúp ngăn ngừa các trường hợp rò rỉ nước do lỗi hoặc hư hỏng đường ống.
- Phù hợp cho các khu vực có giá trị cao hoặc dễ bị hư hại bởi nước, như phòng máy tính, kho lưu trữ tài liệu, v.v.
Hệ thống kết hợp hồng thủy (Deluge System)
Hệ thống kết hợp hồng thủy là một biến thể của hệ thống xả tràn, được sử dụng để bảo vệ các khu vực có nguy cơ cháy nổ cao và lan truyền nhanh. Trong hệ thống này, các đường ống được bố trí để phun nước theo hình hồng thủy (open nozzles) khi hệ thống được kích hoạt. Các đặc điểm chính bao gồm:
- Đường ống không chứa nước khi không hoạt động, tương tự hệ thống khô.
- Khi hệ thống được kích hoạt bởi đầu báo khói hoặc nhiệt, van hồng thủy sẽ mở và đưa nước vào các đường ống.
- Nước sẽ phun ra từ các đầu phun hồng thủy (open nozzles) bố trí dọc theo đường ống, tạo thành một “tràn” nước phủ kín khu vực nguy hiểm.
- Phù hợp cho các khu vực có nguy cơ cháy nổ cao như kho xăng dầu, sân ga, nhà máy hóa chất, v.v.
- Yêu cầu lưu lượng nước lớn và áp lực cao để đảm bảo phun nước đủ mạnh và phủ rộng.
Hệ thống kết hợp hồng thủy – kích hoạt trước (Combined Dry Pipe-Preaction System)
Hệ thống này kết hợp các đặc điểm của hệ thống khô và hệ thống kích hoạt trước, nhằm tối ưu hóa hiệu quả phòng cháy chữa cháy và giảm thiểu nguy cơ hư hỏng do nước. Các đặc điểm chính bao gồm:
- Đường ống được giữ trong trạng thái khô, không chứa nước khi không hoạt động.
- Khi có tín hiệu báo cháy từ đầu báo khói hoặc nhiệt, van kíchhoạt trước sẽ mở và đưa nước vào đường ống.
- Nếu có đầu phun Sprinkler hoặc đầu phun hồng thủy bị kích hoạt bởi nhiệt, nước sẽ phun ra từ các đầu phun đó.
- Hệ thống này kết hợp khả năng phun nước theo kiểu xả tràn và phun nước theo từng đầu phun riêng lẻ.
- Phù hợp cho các khu vực có nguy cơ cháy nổ cao và cần bảo vệ tối đa khỏi nguy cơ hư hỏng do nước, như phòng máy tính, kho lưu trữ tài liệu quan trọng, v.v.
Nguyên lý hoạt động hệ thống chữa cháy Sprinkler
Nguyên lý hoạt động của hệ thống chữa cháy Sprinkler dựa trên việc phun nước để dập tắt đám cháy và làm nguội khu vực xung quanh nhằm ngăn chặn sự lan rộng của đám cháy. Dưới đây là chi tiết về nguyên lý hoạt động của hệ thống:
Phát hiện đám cháy:
- Các đầu báo khói, nhiệt hoặc các thiết bị phát hiện cháy khác được lắp đặt trong khu vực bảo vệ sẽ phát hiện điều kiện bất thường gây ra cháy.
- Khi phát hiện cháy, các thiết bị này sẽ gửi tín hiệu báo động tới hệ thống điều khiển của Sprinkler.
Kích hoạt hệ thống:
- Sau khi nhận được tín hiệu báo cháy, hệ thống điều khiển sẽ kích hoạt van điều khiển của Sprinkler để mở nguồn nước cấp.
- Tùy thuộc vào loại hệ thống (ướt, khô, xả tràn, kích hoạt rước), quá trình kích hoạt sẽ khác nhau.
Cấp nước vào đường ống:
- Với hệ thống ướt, nước luôn sẵn trong đường ống nên sẽ đến đầu phun Sprinkler ngay lập tức.
- Với các hệ thống khác, nước sẽ được đưa vào đường ống từ nguồn cấp sau khi van điều khiển được mở.
Kích hoạt đầu phun Sprinkler:
- Các đầu phun Sprinkler được thiết kế để tự động mở và phun nước khi nhiệt độ xung quanh vượt quá ngưỡng an toàn đã thiết lập.
- Nhiệt độ kích hoạt thường từ 68°C đến 182°C, tùy thuộc vào loại đầu phun và môi trường sử dụng.
Phun nước dập tắt đám cháy:
- Khi đầu phun Sprinkler mở, nước sẽ phun ra với lưu lượng và áp lực nhất định để dập tắt đám cháy.
- Nước phun ra làm nguội khu vực xung quanh, ngăn không cho đám cháy lan rộng.
Cảnh báo và hỗ trợ phòng cháy chữa cháy:
- Đồng thời với việc kích hoạt phun nước, hệ thống sẽ kích hoạt báo động âm thanh, đèn cảnh báo và thông báo tới lực lượng phòng cháy chữa cháy.
- Các biện pháp khác như tăng cường thông gió, cắt nguồn điện trong khu vực cũng có thể được kích hoạt.
Kết luận
Qua bài viết này của VNPT iAlert, chúng ta đã được thấy rõ tầm quan trọng và hiệu quả của hệ thống Sprinkler trong việc bảo vệ các cơ sở khỏi hỏa hoạn. Hệ thống Sprinkler không chỉ giúp giảm thiểu thiệt hại do cháy lan mà còn có thể cứu mạng người trong nhiều tình huống. Đây là một phần không thể thiếu trong bất kỳ kế hoạch an toàn nào, từ nhà ở cho đến các cơ sở thương mại và công nghiệp.
