Cấp khí bù hệ thống hút khói: louver, van gió, QCVN 06

Hệ thống hút khói lấy khói ra khỏi gian phòng. Nếu không có không khí vào thay chỗ, quạt hút tạo áp suất âm, cửa thoát nạn bị hút chặt, lưu lượng hút giảm và lớp khói hạ xuống. Cấp khí bù giải quyết việc này. Bài viết dành cho kỹ sư thiết kế và nhà thầu cơ điện, tổng hợp yêu cầu của QCVN 06:2022/BXD sau Sửa đổi 1:2023, cách chọn louver, van gió, và một ví dụ tính diện tích lỗ bù.

Cấp khí bù là gì và khác tăng áp thế nào

Mục D.1.6 QCVN 06:2022/BXD định nghĩa: hệ thống cấp không khí bù là hệ thống cấp không khí từ ngoài vào để bù lại khối tích khói đã bị hút ra. Nó chỉ được dùng phối hợp với hệ thống hút xả khói. Quy chuẩn không cho phép làm riêng hệ thống cấp khí bù mà không có hút xả khói tương ứng.

Cả hai đều thuộc nhóm “cấp không khí chống khói” trong Phụ lục D. Cách bố trí tăng áp buồng thang có ở bài quạt tăng áp cầu thang.

QCVN 06:2022 yêu cầu gì về cấp khí bù

Bảng dưới gom các yêu cầu liên quan trong Phụ lục D, đã cập nhật theo Sửa đổi 1:2023 (Thông tư 09/2023/TT-BXD):

Bù tự nhiên hay bù cưỡng bức

Hút khói tự nhiên (cửa nóc, cửa trời) thì nên bù tự nhiên. Tiêu chuẩn kiểm soát khói NFPA 92-2024 (Mỹ) khuyến nghị như vậy để không tạo áp suất dương trong không gian. Cách làm thoát khói tự nhiên cho nhà một tầng có ở bài thoát khói tự nhiên cho nhà xưởng.

Chọn louver cho lỗ bù khí

Louver (cửa chớp gió) là thiết bị hay dùng nhất cho lỗ bù tự nhiên. Khi chọn, đọc bốn thông số:

• Diện tích thông thủy (free area): tổng khe hở giữa các lá. Thường chỉ bằng một phần kích thước phủ bì. Hãng phải công bố con số này.
• Tổn thất áp suất ở vận tốc thiết kế: lá chớp càng dày, càng nhiều lớp thì cản gió càng lớn.
• Chống mưa: tiêu chuẩn châu Âu EN 13030 chia cấp A (giữ được từ 99 % nước mưa) tới D (dưới 80 %), ghi kèm vận tốc mặt khi thử, ví dụ cấp A ở 1 m/s. Tiêu chuẩn Mỹ dùng chương trình chứng nhận của AMCA.
• Hệ số lưu lượng: EN 13030 chia cấp 1 (cản gió ít nhất) tới 4. Với bù tự nhiên, con số dùng để tính là diện tích khí động (diện tích × hệ số lưu lượng), không phải diện tích thông thủy.

Van gió và cửa tự mở trên đường bù

Lỗ bù chỉ cần mở khi có cháy. Ngày thường, nó thường phải đóng để giữ điều hòa và chống bụi. Vì vậy sau louver hay có van gió có động cơ, thường đóng, mở theo tín hiệu cháy. Sau Sửa đổi 1:2023, D.1.3 yêu cầu thiết bị hút xả khói và cấp không khí chống khói luôn hoạt động đúng thiết kế khi có cháy, còn D.14.5 a) yêu cầu lỗ bù mở khi có cháy. Cách bố trí thường dùng: van gió mở tự động theo tín hiệu báo cháy và mở được từ xa, phù hợp định nghĩa hệ thống cấp không khí chống khói “được điều khiển tự động từ xa” (1.4.25).

• Bộ dẫn động van gió: điện 24 V hoặc 230 V. Có loại có tiếp điểm báo vị trí đóng, mở để tủ điều khiển giám sát.
• Cửa đi, cửa sổ, cửa cuốn làm lỗ bù: D.14.5 a) yêu cầu lỗ bù mở khi có cháy, nên cửa cuốn khoá ngoài giờ mà không có cơ cấu tự mở thì không thể đưa vào diện tích bù.
• Kênh cấp khí bù cưỡng bức: van ngăn cháy thường đóng trên kênh cấp không khí cho phần dưới gian phòng (D.10 i) có giới hạn chịu lửa không nhỏ hơn EI 30 (D.13 d).

Cách gọi các loại van trong hồ sơ (van ngăn cháy thường mở, thường đóng, van khói) được đối chiếu trong bảng đối chiếu hệ thống thông gió, hút khói và chống tụ khói, mục van ngăn lửa.

Tính diện tích lỗ bù — ví dụ bằng số

QCVN 06:2022/BXD yêu cầu diện tích lỗ bù tự nhiên xác định phù hợp với lưu lượng hút khói ở D.4. Vận tốc qua lỗ không quá 6 m/s, nhưng chỉ áp cho lỗ mở mà người thoát nạn đi qua. NFPA 92-2024 có thêm hai khuyến nghị ở phụ lục: lưu lượng bù khoảng 85–95 % lưu lượng hút, tính theo khối lượng (phần còn lại vào qua khe hở); và vận tốc không quá 1,02 m/s ở chỗ không khí bù có thể chạm chùm lửa, trừ khi có phân tích kỹ thuật (CFD, thực nghiệm). Hai con số này không phải yêu cầu của QCVN; muốn dùng thì ghi rõ trong luận chứng thiết kế.

Ví dụ minh hoạ. Giả sử bản tính cho lưu lượng không khí bù cần đưa vào, đã quy đổi về điều kiện không khí ngoài trời, là 7,5 m³/s (27.000 m³/h):

1. Bù qua cửa đi mà người thoát nạn đi qua: diện tích hữu hiệu tối thiểu 7,5 ÷ 6 = 1,25 m².
2. Bù qua louver nằm gần vị trí cháy giả định, áp giới hạn 1,02 m/s của NFPA 92: 7,5 ÷ 1,02 ≈ 7,4 m².
3. Louver có tỉ lệ thông thủy 50 % thì cần kích thước phủ bì khoảng gấp đôi con số trên.

Lưu lượng hút khói thường tính ở nhiệt độ khói. Quy về khối lượng rồi mới đổi sang thể tích không khí ngoài trời; dùng thẳng thể tích khói nóng sẽ ra lưu lượng bù lớn hơn cần thiết. Vị trí đám cháy giả định lấy theo bản tính. Chia nhiều lỗ nhỏ phân bố đều giúp đặt phần lớn diện tích bù xa vị trí cháy giả định, nên dễ đáp ứng giới hạn 1,02 m/s hơn một lỗ lớn đặt gần chùm lửa.

Thứ tự chạy và liên động

1. Báo cháy kích hoạt: tắt hệ thống thông gió, điều hòa chung và đóng van ngăn cháy thường mở (D.1.4).
2. Quạt hút khói chạy trước, mở van khói của vùng có cháy.
3. Cấp khí bù: lỗ bù tự nhiên (van gió, cửa tự mở) mở cùng lúc với lệnh hút khói. Quạt cấp bù cưỡng bức thì khởi động sau quạt hút khói, theo khuyến nghị A.6.2.4 của NFPA 92.
4. Kiểm tra cửa thoát nạn: người bình thường mở được cửa (D.1.6); áp suất dư trên cửa đóng không quá 50 Pa khi hút khói và cấp không khí chống khói chạy đồng thời (D.12 d).

Quạt cấp bù chạy trước hoặc lưu lượng lớn hơn lưu lượng hút thì gian phòng bị tạo áp suất dương, đẩy khói sang khu vực bên cạnh. Ngược lại, lỗ bù tự nhiên mở trễ thì quạt hút chạy khi cửa còn đóng, cửa thoát nạn bị hút chặt.

Năm lỗi hay gặp khi làm cấp khí bù

1. Lỗ bù đặt cao, nằm trong lớp khói. Không khí bù khuấy lớp khói xuống thấp. Phải đặt ở phần dưới, cách cửa thu khói ≥ 1,5 m theo phương đứng.
2. Lấy kích thước phủ bì louver làm diện tích tính toán. Diện tích thực có thể chỉ bằng một nửa.
3. Cửa lấy gió ngoài nhà đặt sát miệng xả khói. Khói bị hút ngược vào. Khoảng cách tối thiểu 5 m (D.13 c).
4. Bù cưỡng bức lớn hơn lưu lượng hút, tạo áp suất dương và đẩy khói sang khu vực bên cạnh.
5. Lỗ bù không liên động: cửa cuốn khoá, van gió không có tín hiệu mở, kệ hàng che kín louver.

Công trình cũ không lắp được quạt cấp khí bù

Với công trình đang sử dụng, phụ lục E của Quyết định 1074/QĐ-BXD có giải pháp cho trường hợp không lắp được hệ thống cấp bù không khí cưỡng bức (mục E.3). Hai hướng: lắp theo quy chuẩn kèm giải pháp ở Phụ lục B nếu hệ thống làm giảm kích thước thang, khoang đệm, hành lang (E.3.1); hoặc thiết kế cấp bù không khí tự nhiên bằng các lỗ mở có diện tích và cao độ thỏa mãn yêu cầu thiết kế (E.3.2, không hạn chế quy mô công trình). Chi tiết ở bài giải pháp chống khói theo QĐ 1074.

Câu hỏi thường gặp

1️⃣ Hệ thống hút khói có bắt buộc phải có cấp khí bù không?

QCVN 06:2022/BXD yêu cầu cấp không khí vào phần dưới các gian phòng và hành lang được bảo vệ bằng hút xả khói (D.10 i), và D.14.5 yêu cầu thiết kế cấp không khí bù tự nhiên hoặc cưỡng bức. Bù có thể qua lỗ mở tự nhiên, không nhất thiết phải dùng quạt.

Văn bản và bài viết liên quan

• Kiểm soát khói công trình: 3 phương pháp theo QCVN 06
• Kiểm soát khói theo NFPA 92 và cách áp dụng tại Việt Nam
• Mẫu thuyết minh thiết kế hệ thống tăng áp – hút khói