Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống cung cấp nước chữa cháy bên trong nhà và công trình

Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc chung

Hệ thống cung cấp nước chữa cháy trong công trình

Hệ thống cung cấp nước chữa cháy trong công trình

       Khái niệm: Hệ thống đường ống dùng để truyền nước dưới áp lực từ nguồn cấp nước bên ngoài đến các thiết bị tiêu thụ nước, gọi là hệ thống cung cấp nước bên trong nhà.

      Theo ý nghĩa sử dụng, hệ thống cung cấp nước bên trong nhà được chia làm các loại sau:

       Đường ống nước dùng để truyền tới các thiết bị vệ sinh và dụng cụ sinh hoạt trong nhà, gọi là đường ống nước sinh hoạt.

       Đường ống nước dùng để truyền tới các thiết bị kỹ thuật gọi là đường ống nước sản suất.

       Đường ống cấp nước, đảm bảo sự hoạt động của các họng nước chữa cháy bên trong nhà, gọi là đường ống nước chữa cháy. Trong một số trường hợp, đường ống cấp nước chữa cháy cung cấp nước cho hệ thống chữa cháy cố định bằng nước.

       Hệ thống cung cấp nước bên trong nhà có một số đặc điểm:

       Hệ thống cung cấp nước sinh hoạt chỉ được thiết kế riêng khi tiêu chuẩn về an toàn phòng cháy chữa cháy không yêu cầu lắp đặt hệ thống cung cấp nước chữa cháy trong loại công trình đó, hoặc khi lắp đặt kết hợp với các hệ thống cung cấp nước khác không mang lại hiệu quả kinh tế.

       Hệ thống cung cấp nước chữa cháy riêng biệt được lắp đặt ở các nhà cao tầng, rạp hát, siêu thị, trung tâm thương mại, các cơ sở có sản xuất, bảo quản chất gây cháy nổ…Việc chọn hệ thống đường ống này hay đường ống khác, phụ thuộc vào: số tầng, ý nghĩa sử dụng của công trình, yêu cầu nước sinh hoạt, nước chữa cháy, quy trình công nghệ sản xuất và giá trị kinh tế của công trình.

       Thông thường trong các tòa nhà, hệ thống cung cấp nước sinh hoạt và nước chữa cháy được lắp đặt kết  hợp. Đối với cơ sở sản xuất thường kết hợp giữa nước sản xuất với chữa cháy. Trong các cơ sở sản xuất, lượng nước cho sinh hoạt hoặc lượng nước cho sản xuất không lớn thì xây dựng đường ống kết hợp sinh hoạt – chữa cháy – sản xuất.

       Sơ đồ nguyên lý và bố trí chung của hệ thống cung cấp nước bên trong nhà bao gồm các thiết bị: đường ống chính có nhiệm vụ dẫn nước từ đồng hồ và điểm phân chia đến các đường ống nhánh. Đồng hồ đo nước và các thiết bị kèm theo dùng để đo lượng nước sử dụng, ống dẫn vào nhà: được tính từ chỗ nối đường ống cấp nước ngoài nhà tới chỗ dẫn vào của hệ thống cấp nước bên trong nằm ở mặt ngoài tường nhà (thông thường tới đồng hồ đo nước). Tác dụng của ống dẫn vào nhà để dẫn nước từ hệ thống bên ngoài vào hệ thống bên trong. Đường ống cấp nước chữa cháy – là các đường ống nhánh cấp nước tới các họng nước chữa cháy. Họng nước chữa cháy- Thiết bị dùng để lấy nước chữa cháy. Các thiết bị sử dụng nước cho sinh hoạt và đường ống cấp nước sinh hoạt phục vụ cho nhu cầu ăn uống, tắm giặt, vệ sinh… Họng chờ dùng để cấp nước chữa cháy từ bên ngoài nhà bằng ôtô, máy bơm chữa cháy khi cần thiết.

      Hệ thống cung cấp nước chữa cháy bên trong nhà thường được bố trí riêng biệt với các hệ thống cung cấp nước sinh hoạt, sản xuất. Sơ đồ hệ thống này được thể hiện trong.

Các sơ đồ hệ thống cung cấp nước bên trong nhà

Cột áp yêu cầu đối với hệ thống cung cấp nước bên trong nhà

 

      Để đảm bảo truyền nước liên tục tới mọi điểm của đường ống cấp nước. Trong mạng đường ống bên ngoài, chỗ nối vào đường ống nước bên trong cần phải duy trì áp lực yêu cầu:

      Hyc = k. (hlưới + hvào) +hdh  + htd + Δz    m.c.n.               (1-9)

      Trong đó:

      k – Hệ số tính đến tổn thất cục bộ (k= 1,1 cho hệ thống cung cấp nước chữa cháy riêng biệt; k= 1,2 cho hệ thống nước kết hợp).

      hlưới : Tổn thất cột áp trong mạng lưới đường ống; m.c.n.

      hvào : Tổn thất cột áp đường ống dẫn nước vào nhà; m.c.n.

      Htd : Cột áp tự do ở thiết bị tiêu thụ nước (họng nước chữa cháy); m.c.n.

: Tổn thất cột áp tại đồng hồ đo nước; m.c.n.

         : độ cao chênh lệch giữa họng nước chữa cháy cao nhất và đường ống dẫn nước vào trong nhà; m.

      – Nếu cột áp yêu cầu (Hyc) có giá trị không đổi, thì cột áp thực tế trong mạng đường ống bên ngoài (trong một ngày đêm) có thay đổi, có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn cột áp yêu cầu.

       Cột áp nhỏ nhất trong mạng đường ống bên ngoài ở chỗ vào nhà gọi là cột áp đảm bảo (), cột áp này do hệ thống cung cấp nước thành phố hoặc khu vực cung cấp. Khi biết giá trị cột áp đảm bảo và cột áp yêu cầu, chúng ta có thể chọn được hệ thống cung cấp nước bên trong cho phù hợp. Thực tế có thế chọn hệ thống cung cấp nước trong nhà theo phương pháp tạo cột áp yêu cầu (Hyc) trong hệ thống như sau:

      + Hệ thống cung cấp nước trong nhà không có thiết bị tăng áp.

      + Hệ thống cung cấp nước trong nhà có máy bơm chữa cháy tăng áp.

      + Hệ thống cung cấp nước trong nhà với thiết bị khí nén.

      + Hệ thống cung cấp nước trong nhà với thiết bị khí nén và bể nước dự trữ.

      + Hệ thống cung cấp nước trong nhà có bể chứa và máy bơm riêng.

      + Hệ thống cung cấp nước trong nhà sử dụng bơm chữa cháy, bơm bù và bể dự trữ.

Hệ thống cung cấp nước trong nhà không có thiết bị tăng áp

      Đây là hệ thống đường ống đơn giản nhất thường được lắp đặt khi áp lực của đường ống bên ngoài luôn đảm bảo đủ để truyền nước tới điểm tiêu thụ nước ở vị trí cao và xa nhất, đúng yêu cầu cột áp và lưu lượng, hoặc tạo được cột áp tự do đảm bảo tia nước đặc của lăng chữa cháy ở vị trí cao nhất đúng theo quy định trong tiêu chuẩn, nghĩa là:Hyccc < Hđb và Hđb > Hycsh.

      Nguyên lý làm việc của hệ thống cung cấp nước không có thiết bị tăng áp:

      Trong trường hợp bình thường, nước được truyền tới các thiết bị dùng nước của ngôi nhà (kể cả họng nước chữa cháy) dưới áp lực của hệ thống cung cấp nước bên ngoài. Áp lực của hệ thống cung cấp nước của thành phố (hệ thống cung cấp nước bên ngoài) đảm bảo cung cấp nước cho nhu cầu sinh hoạt. Trường hợp khi có cháy xảy ra: Các van khóa tại các họng nước chữa cháy mở, cột áp trong hệ thống cung cấp nước bên trong giảm, nhưng áp lực nước của đường ống cung cấp nước bên ngoài vẫn đảm bảo cột áp theo yêu cầu chữa cháy và sinh hoạt cho hệ thống cung cấp nước chữa cháy bên trong.

Hệ thống cung cấp nước trong nhà có máy bơm chữa cháy tăng áp

      – Hệ thống này được lắp đặt trong những trường hợp khi cột áp đảm bảo trong đường ống ngoài nhỏ hơn cột áp yêu cầu chữa cháy, nhưng lớn hơn cột áp yêu cầu sản xuất, sinh hoạt.

                 Hyccc >Hđb  và Hđb  > Hycsh

      Nguyên lý làm việc:

      Trong trường hợp bình thường, nước từ mạng lưới bên ngoài chảy vào mạng lưới bên trong nhưng không chảy vào máy bơm chữa cháy (1) nhờ van một chiều (3), khi đó van điện (4) đóng. Nước được truyền tới các thiết bị dùng nước của ngôi nhà (Kể cả họng nước chữa cháy). Áp lực của hệ thống cung cấp nước của thành phố đảm bảo cung cấp nước cho nhu cầu sinh hoạt.

       Trong trường hợp có cháy, van điện (4) mở máy bơm chữa cháy (1) làm việc, nước được truyền qua máy bơm chữa cháy, đảm bảo cột áp theo yêu cầu chữa cháy. Van một chiều (2) không cho nước từ máy bơm chữa cháy quay lại hệ thống cung cấp nước bên ngoài. Lúc này lưu lượng của máy bơm chữa cháy bảo đảm lưu lượng nước sinh hoạt và nước chữa cháy.

Hệ thống cung cấp nước trong nhà với bể nước áp lực và máy bơm chữa cháy tăng áp

      Được sử dụng trong trường hợp áp lực của hệ thống đường ống bê ngoài thường xuyên không đảm bảo theo yêu cầu. Khi đó cột áp đảm bảo nhỏ hơn cột áp yêu cầu sinh hoạt và yêu cầu chữa cháy.

Hyccc > Hđb và Hđb < Hycsh

      Nguyên lý làm việc:

      Trong trường hợp bình thường, máy bơm sinh hoạt (1) làm việc truyền nước từ mạng lưới bên ngoài vào bể nước áp lực, bể nước này giữ vào trò điều chỉnh áp lực trong hệ thống đường ống cấp nước bên trong. Nước được truyền tới các thiết bị dùng nước của ngôi nhà (kể cả họng nước chữa cháy) phục vụ nhu cầu dùng nước.

      Trong trường hợp có cháy, lưu lượng nước trong đường ống tăng, mức nước trong bể nước áp lực hạ tới mức dự trữ tối thiểu cho phép, lúc này rơ le tự động điều khiển mở van điện (5) và máy bơm chữa cháy (2) làm việc đồng thời, nước được truyền tới các họng nước chữa cháy, cột áp và lưu lượng đảm bảo theo yêu cầu chữa cháy. Van một chiều (4) không cho nước từ máy bơm chữa cháy lên bể nước áp lực, van một chiều (3) không cho nước từ hệ thống cung cấp nước bên trong đi vào hệ thống đường ống bên ngoài và máy bơm nước sinh hoạt khi bể nước áp lực hoạt động.

Đối với hệ thống này, các họng nước chữa cháy cần phải thường xuyên có áp lực cao, trong thực tế, bể nước áp lực khó bố trí ở vị trí đủ để đáp ứng cột áp cao theo yêu cầu. Vì vậy, hệ thống này sẽ chỉ thiết kế được với một số loại công trình, cụ thể thường được lắp đặt trong các nhà cao tầng.

Hệ thống cung cấp nước trong nhà với bể khí nén và máy bơm chữa cháy tăng áp

Hệ thống này được lắp đặt trong trường hợp Hyccc Hđb >  và Hđb < Hycsh nhưng không xây dựng được bể nước áp lực. Các thiết bị của hệ thống này bao gồm: Bể nước có khí nén, máy nén khí, máy bơm chữa cháy, máy bơm sinh hoạt, các họng nước chữa cháy, thiết bị sử dụng nước, các van một chiều, van bình thường và đường ống.

Nguyên lý làm việc:

Trong trường hợp bình thường máy bơm sinh hoạt (4) làm việc truyền nước từ mạng lưới bên ngoài vào hệ thống cung cấp nước bên trong phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt và cấp nước cho bể khí nén. Bể nước (1) được tạo áp lực bằng khí nén từ máy nén khí (2) với một áp suất nhất định, nhằm tăng cường áp lực cho hệ thống đường ống, bể khí nén này giữ vai trò điều chỉnh cột áp đảm bảo cho thời gian chữa cháy ban đầu. Khi lượng nước chữa cháy trong đường ống tăng, áp suất trong bể nước áp lực giảm đến mức tối thiểu cho phép, công tắc áp lực của bể nước sẽ khởi động máy bơm chữa cháy (3) cấp nước phục vụ yêu cầu chữa cháy.

Hệ thống cung cấp nước bên trong với bể nước khí nén và bể nước dự trữ

Hệ thống này thường được lắp đặt cho những nơi nguồn nước cấp từ hệ thống cung cấp nước bên ngoài không đảm bảo lưu lượng và áp lực phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt, sản xuất, chữa cháy.

Nguyên lý làm việc của hệ thống này tương tự như đối với hệ thống có bể nước khí nén, chỉ khác là nước cấp từ đường ống của thành phố vào bể dự trữ (5), máy bơm chữa cháy và máy bơm sinh hoạt lấy nước từ bể dự trữ phục vụ nhu cầu sinh hoạt và chữa cháy của công trình.

Hệ thống cung cấp nước bên trong với bể nước dự trữ, bể nước áp lực và trạm bơm riêng

Hệ thống này được lắp đặt cho những nơi có nguồn nước cấp từ hệ thống cung cấp nước bên ngoài không đảm bảo lưu lượng và áp lực phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt, sản xuất, chữa cháy. Tại cơ sở phải xây dựng bể nước dự trữ.

Nguyên lý làm việc:

Trong trường hợp bình thường , máy bơm sinh hoạt (3) làm việc, lấy nước từ bể nước dự trữ (5) truyền vào bể nước có áp (1), bể nước này giữ vai trò điều chỉnh áp lực trong hệ thống đường ống cấp nước bên trong. Nước được truyền tới các thiết bị dùng nước của ngôi nhà (kể cả họng nước chữa cháy) phục vụ nhu cầu dùng nước.

Trong trường hợp có cháy, lưu lượng nước trong đường ống tăng, mức nước trong bể nước áp lực hạ tới mức dự trữ tối thiểu cho phép, lúc này rơ le tự động điều khiển mở cho máy bơm chữa cháy (4) làm việc đồng thời, nước được truyền tới các họng nước chữa cháy, cột áp và lưu lượng đảm bảo theo yêu cầu chữa cháy. Van một chiều (2) không cho nước từ máy bơm chữa cháy lên bể nước áp lực.

Hệ thống cung cấp nước chữa cháy bên trong nhà sử dụng bơm chữa cháy, bơm bù và bể dự trữ

Nguyên lý làm việc:

Hệ thống này được lắp đặt trong trường hợp Hyccc > Hđb nhưng không xây dựng được bể nước áp lực, hoặc không duy trì áp lực trong hệ thống bằng các bể chứa khí nén hoặc các biện pháp khác, những nơi nguồn nước cấp từ hệ thống cung cấp nước bên ngoài không đảm bảo lưu lượng và áp lực phục vụ cho chữa cháy.

Trong trường hợp bình thường bơm bù làm việc duy trì áp lực cho hệ thống; khi có cháy xảy ra, bơm bù cung cấp không đủ áp lực và lưu lượng phục vụ chữa cháy, khi đó bơm chữa cháy chính được khởi động, cung cấp nước cho chữa cháy. Trường hợp máy bơm chữa cháy chính không hoạt động thì sử dụng bơm chữa cháy dự phòng.

Hệ thống này thường được lắp đặt cho các công trình nhà máy, xí nghiệp sản xuất, chung cư…

Các bài viết cùng chủ đề về Hệ thống cung cấp nước chữa cháy: