Công cụ tính lưu lượng hút khói theo NFPA 92

Công cụ dưới đây giúp bạn tính lưu lượng hút khói cần thiết một cách nhanh chóng, dựa theo phương trình luồng khói đối xứng trục (axisymmetric plume – McCaffrey) trong NFPA 92:2024, Chương 5. Công cụ mang tính tham khảo nhanh, không thay thế hồ sơ tính toán chính thức khi trình thẩm duyệt PCCC.

Nếu hành lang của công trình không có hệ thống hút khói cơ khí, có thể tham khảo công cụ tính ASET/RSET cho hành lang không hút khói để so sánh thời gian an toàn còn lại với thời gian thoát nạn cần thiết.

Vì sao cần tính lưu lượng hút khói đúng cách? Trong thiết kế hệ thống hút khói cơ khí cho nhà cao tầng, trung tâm thương mại hay nhà xưởng có trần cao, lưu lượng hút khói (m³/h) là thông số đầu vào quyết định công suất quạt hút, kích thước ống gió và miệng hút khói. Tính thiếu sẽ khiến lớp khói tụt xuống nhanh, cản tầm nhìn và đường thoát nạn; tính thừa gây lãng phí chi phí đầu tư quạt, ống gió và điện năng vận hành. NFPA 92:2024 đưa ra phương trình luồng khói đối xứng trục (axisymmetric plume) áp dụng cho đám cháy không bị cản trở theo phương ngang — trường hợp phổ biến nhất trong atrium, giếng trời, sảnh thông tầng. Kỹ sư PCCC tại Việt Nam thường đối chiếu kết quả này với QCVN 06:2022/BXD và các tiêu chuẩn TCVN liên quan trong hệ thống tiêu chuẩn – quy chuẩn PCCC Việt Nam trước khi đưa vào hồ sơ thiết kế trình thẩm duyệt.

Lưu ý về ô tính khí bù: kết quả là diện tích tối thiểu ước tính cho tổng các lỗ bù, chưa xét tổn thất áp qua louver, lưới chắn côn trùng, van gió và chênh áp cho phép trên cửa thoát nạn. Lỗ bù phải nằm ở phần dưới gian phòng, dưới lớp khói (D.10 i) và cách cửa thu khói không nhỏ hơn 1,5 m theo phương đứng (D.13 f, QCVN 06:2022/BXD). Hồ sơ thiết kế cần tính theo thông số thật của thiết bị.

Bảng tính Excel gốc

Bảng tính Excel đầy đủ (có thêm các trường hợp và ghi chú chi tiết) do kỹ sư Lê Ngọc Tùng biên soạn. Bạn có thể tải về miễn phí để tham khảo hoặc điều chỉnh cho công trình cụ thể.

⬇ Tải bảng tính Excel gốc

Để nhận được sự hướng dẫn chi tiết, vui lòng liên hệ với tác giả theo số ĐT/Zalo: 0989.198.358.

Công thức tính toán chi tiết (đúng theo bảng tính gốc)

Công cụ trên tính theo đúng trình tự 6 bước trong bảng tính Excel gốc, dựa trên phương trình luồng khói đối xứng trục (McCaffrey plume) của NFPA 92:2024, mục 5.5.1 và các mục liên quan. Các biến số:

• Q: tổng công suất tỏa nhiệt của đám cháy thiết kế (kW)
• Qc: phần nhiệt tỏa ra theo đối lưu (kW)
• z: khoảng cách từ gốc ngọn lửa đến bề mặt lớp khói (m)
• To: nhiệt độ không khí môi trường (°C)
• Cp: nhiệt dung riêng của khối khí, mặc định 1 kJ/kg°C

Bước 1 – Nhiệt tỏa đối lưu:
Qc = 0,7 × Q
(hệ số đối lưu mặc định 0,7 theo NFPA 92, dùng khi không có dữ liệu thử nghiệm riêng)

Bước 2 – Khối lượng dòng khói (Phương trình 5.5.1.1e):
m = 0,071 × Qc^1/3 × z^5/3 + 0,0018 × Qc  (kg/s)

Bước 3 – Chiều cao ngọn lửa (tham khảo):
zl = 0,166 × Qc^2/5  (m)

Bước 4 – Nhiệt độ trung bình lớp khói (Phương trình 5.5.5):
Ts = To + Qc ⁄ (m × Cp)  (°C)

Bước 5 – Tỷ trọng khói (Phương trình 5.8b):
ρ = p ⁄ (Ts,K × R)
trong đó p = 101.325 Pa (áp suất khí quyển tiêu chuẩn), Ts,K = Ts + 273 (°K), R = 287 J/kg·K (hằng số khí)

Bước 6 – Lưu lượng khói cần hút:
V = m ⁄ ρ  (m³/s), quy đổi ra m³/h bằng cách nhân 3600.

Bảng tính Excel gốc thể hiện đầy đủ từng bước trên với công thức Excel thực tế (dùng hàm ROUNDUP để làm tròn lên theo thông lệ thiết kế an toàn) – tải về ở mục trên để xem chi tiết và tự điều chỉnh cho công trình của bạn.

Lưu ý: Kết quả chỉ mang tính tham khảo nhanh cho một trường hợp đơn giản (luồng khói đối xứng trục, không có cản trở). Với công trình thực tế (ban công, cửa sổ, hình học phức tạp, nhiều tầng…) cần áp dụng đầy đủ Chương 5 NFPA 92 hoặc nhờ kỹ sư PCCC có kinh nghiệm tính toán.