Hệ thống chữa cháy khí là một thuật ngữ được sử dụng để mô tả việc sử dụng khí trơ và các tác nhân hóa học để dập tắt đám cháy. Các tác nhân này chịu sự quy định của Hiệp hội Phòng cháy chữa cháy Quốc gia Mỹ (NFPA) đối với Hệ thống chữa cháy khí sạch- NFPA 2001.
Theo tiêu chuẩn NFPA 2001 về hệ thống chữa cháy khí sạch, thuật ngữ khí chữa cháy sạch có nghĩa là chất chữa cháy không dẫn điện, dễ bay hơi hoặc khí không để lại dư lượng bay hơi.
Nguyên Lý Sự Cháy Và Các Phương Pháp Dập Tắt Đám Cháy Bằng Hệ Thống Chữa Cháy Khí
Các hệ thống chữa cháy bao gồm hệ thống chữa cháy khí đều hoạt động dựa trên 1 trong 4 phương pháp dập tắt đám cháy bao gồm giảm hoặc cô lập oxy; giảm hoặc cô lập nhiên liệu; giảm nhiệt hoặc phá vỡ phản ứng của sự cháy.
Nguyên Lý Sự Cháy
Trước khi nói kỹ hơn về 4 phương pháp dập tắt đám cháy đã nêu trên, chúng ta hãy cùng nhau tìm hiểu về nguyên lý của sự cháy để hiểu hơn về các phương pháp chữa cháy.
Tam Giác Lửa
Tam giác lửa
Tam giác lửa là mô hình đơn giản được sử dụng để hiểu về các thành phần cần thiết cho hầu hết các đám cháy. Hình tam giác minh hoạt ba yếu tố mà lửa cần để tồn tại: nhiệt, nhiên liệu và tác nhân oxy hóa (thường là oxy). Một đám cháy tự nhiên xảy ra khi có mặt 3 yếu tố này kết hợp với các hỗn hợp phù hợp khác. Điều này có nghĩa là lửa thực sự là một sự kiện chữa cháy không phải một sự vật.
Một đám cháy có thể được ngăn chặn hoặc dập tắt bằng cách loại bỏ bất kỳ một trong các yếu tố trong tam giác lửa. Chẳng hạn, sử dụng chăn che lửa sẽ loại bỏ phần oxy của tam giác, nhờ đó dập tắt đám cháy. Trong các đám cháy lớn, thoáng khí việc giảm lượng oxy thường không phải là lựa chọn tối ưu vì không có cách hiệu quả để thực hiện điều đó.
Tứ Diện Lửa
Tứ diện lửa
Tứ diện lửa đại diện cho việc bổ sung một thành phần trong phản ứng chuỗi hóa học với 3 thành phần đã có trong tam giác lửa. Khi đám cháy đã bắt đầu, phản ứng chuỗi tỏa nhiệt sẽ duy trì ngọn lửa và cho phép nó tiếp tục cho đến khi ít nhất một trong các yếu tố của đám cháy.
Bọt Foam có thể được sử dụng để ngăn chặn oxy cung cấp cho sự cháy. Nước có thể được sử dụng để hạ thấp nhiệt độ của nhiên liệu dưới điểm đánh lửa/ để loại bỏ hoặc phân tán nhiên liệu. Hệ thống chữa cháy khí sạch có thể được sử dụng để loại bỏ các gốc tự do (O, H và OH), giảm lượng khí oxy để chữa cháy.
4 Phương Pháp Dập Tắt Đám Cháy Bằng Hệ Thống Chữa Cháy Khí
Để ngăn chặn sự cháy, một trong 3 yếu tố của tam giác lửa phải được loại bỏ.
Giảm Hoặc Cô Lập Nhiên Liệu
Không có nhiên liệu, một đám cháy chắc chắn sẽ dừng lại. Nhiên liệu có thể được loại bỏ một cách tự nhiên, bằng tay, bằng cơ học hoặc hóa học. Ngọn lửa sẽ được dập tắt khi nồng độ hơi nhiên liệu trong ngọn lửa thấp, dẫn đến hiện tượng giải phóng năng lượng được giảm bớt và nhiệt độ sẽ giảm xuống. Loại bỏ nhiên liệu do đó sẽ làm giảm nhiệt.
Giảm Nhiệt
Không có đủ nhiệt, một đám cháy không thể bắt đầu và nó cũng không thể tiếp tục. Nhiệt có thể được loại bỏ bằng cách sử dụng một chất làm giảm lượng nhiệt có sẵn cho phản ứng cháy. Đó có thể là nước, khí, bọt Foam,…
Giảm Hoặc Cô Lập Oxy
Không có đủ oxy, một đám cháy không thể bắt đầu cũng như tiếp tục. Khi nồng độ oxy giảm, quá trình đốt cháy sẽ dần chậm lại và được dập tắt. Oxy trong đám cháy có thể được loại bỏ bằng cách sử dụng khí chữa cháy (Nitơ, CO2), nếu là đám cháy nhỏ thì có thể sử dụng chăn cứu hỏa, nếu đám cháy không liên quan đến điện, các chất lỏng dễ cháy (nhẹ hơn nước) thì có thể chữa cháy bằng nước.
Ức Chế Phản Ứng Của Sự Cháy
Như đã nói, cháy xuất hiện là do có sự tồn tại đồng thời của 3 yếu tố: nhiên liệu, nhiệt và oxy. Những nguyên tố căn bản thuộc phản ứng dây chuyền của sự cháy có gốc hóa học là (O- oxygen, H- hydrogen, và OH- hydroxide ion).
Khi chất chữa cháy tác động và phản ứng với các gốc hóa học này, chuỗi phản ứng hóa học của sự cháy sẽ bị phá vỡ, qua đó dập tắt đám cháy một cách hiệu quả mà không ảnh hưởng đến nồng độ oxy trong môi trường.
Nguyên Tắc Hoạt Động Của Hệ Thống Chữa Cháy Khí
Chữa cháy khí cục bộ
Hệ thống chữa cháy khí hoạt động theo 2 nguyên tắc cơ bản bao gồm nguyên tắc tràn ngập và nguyên tắc cục bộ.
Hệ Thống Chữa Cháy Khí Tràn Ngập
Các hệ thống chữa cháy khí hoạt động theo nguyên tắc tràn ngập sẽ đưa một tác nhân dập tắt đám cháy vào không gian kín để đạt được nồng độ như yêu cầu (phần trăm thể tích của tác nhân trong không khí) đủ để dập tắt đám cháy. Các loại hệ thống này có thể làm việc tự động bằng cách phát hiện đám cháy và kích hoạt các thiết bị liên quan hoặc làm việc bằng tay.
Hệ Thống Chữa Cháy Khí Cục Bộ
Các hệ thống chữa cháy khí hoạt động theo nguyên tắc ứng dụng cục bộ phun trực tiếp chất chữa cháy vào đám cháy để ngay lập tức bao quanh chất hoặc vật thể đang bốc cháy. Sự khác biệt chính trong ứng dụng cục bộ và hệ thống ứng dụng tràn ngập là trong ứng dụng chữa cháy cục bộ không có hàng rào vật lý bao quanh không gian cháy.
Ưu Điểm Của Hệ Thống Chữa Cháy Khí
Hệ thống chữa cháy khí ngày càng được sử dụng phổ biến hơn so với hệ thống chữa cháy nước vì nhiều ưu điểm tuyệt vời mà nó mang lại như không gây hại cho môi trường, an toàn với con người, khả năng chữa cháy nhanh chóng và không để lại cặn sau chữa cháy.
Thân Thiện Với Môi Trường
Một trong những lợi ích mà các hệ thống chữa cháy khí là chúng không làm suy giảm tầng ozone, có thời gian tồn tại trong khí quyển ngắn và không gây hại cho môi trường dưới bất kỳ hình thức nào.
Các chất chữa cháy khí thường được bảo quản trong bình chứa dưới dạng chất lỏng, khi được xả ra để chữa cháy nó sẽ chuyển thành dạng khí và trở lại bầu khí quyển ở trạng thái tự nhiên.
Giải Pháp PCCC An Toàn Với Người
Các chất khí chữa cháy được sử dụng trong hệ thống chữa cháy hầu hết đều an toàn với con người và cả động vật. Một số hệ thống an toàn tới mức con người có thể hoạt động trong khu vực đang được chữa cháy.
Khả Năng Chữa Cháy Nhanh Chóng
Các hệ thống chữa cháy khí được thiết kế và sản xuất để có thể dập tắt đám cháy trong vòng 10 giây bằng cách cắt nguồn cung cấp oxy cho đám cháy, giảm nhiệt, cô lập nhiên liệu hoặc ức chế phản ứng của sự cháy.
Chúng có khả năng ngăn chặn đám cháy một cách nhanh chóng và cũng giảm thiểu lượng bồ hóng sau đám cháy.
Không Để Lại Cặn Sau Chữa Cháy
Các chất lỏng hoặc chất khí được sử dụng trong hệ thống chữa cháy khí được xả ra nhanh chóng từ các bình chứa khí. Ngay khi được xả ra môi trường, chúng sẽ bay hơi ngay lập tức khi đám cháy được dập tắt mà không để lại bất kỳ chất cặn nào. Không giống như các hệ thống chữa cháy ướt, chúng ta không cần phải dành thời gian để làm sạch cặn.
Với sự an toàn tuyệt đối, không để lại chất cặn, thân thiện với môi trường và vật dụng, hệ thống chữa cháy khí là lựa chọn lý tưởng cho các công ty CNTT, trung tâm dữ liệu, bệnh viện, bảo tàng, phòng thí nghiệm, nhà máy sản xuất và các cơ sở khác liên quan tài liệu, phần cứng,…
Các Thiết Bị Chính Trong Hệ Thống Chữa Cháy Khí
Các thiết bị chính trong hệ thống chữa cháy khí
Hầu hết các hệ thống chữa cháy khí hiện nay đều được cấu thành từ các thiết bị chính bao gồm: tủ trung tâm, đầu báo cháy; còi, đèn báo xả khí; nút ấn còi báo động; nút ấn xả khí bằng tay; nút nhấn tạm dừng xả khí; đầu phun xả khí; hệ thống đường ống; bình khí và phụ kiện.
Riêng hệ thống chữa cháy khí Aerosol, thay vì bình chứa khí; Aerosol sẽ được lưu trữ trong một máy phun khí và được phóng ra qua các lỗ phun khi hệ thống được kích hoạt. Chính vì được phun trực tiếp từ máy ra môi trường nên hệ thống chữa cháy khí Aerosol cũng không cần đến hệ thống đường ống cũng như đầu phun xả khí.
Tủ Trung Tâm Xả Khí
Tủ trung tâm trong hệ thống chữa cháy khí được sử dụng để giám sát các bộ phận phát hiện, bộ phận xả khí bằng tay và tự động, bộ phận phát tín hiệu, cơ cấu khởi động điện, đường dây dẫn và khi có yêu cầu sẽ khởi động vận hành các bộ phận trên.
Đầu Báo Cháy (Khói, Nhiệt)
Đầu báo cháy là thiết bị nhạy cảm với sự thay đổi của các yếu tố môi trường khi có cháy. Chúng có nhiệm vụ phát hiện đám cháy và truyền tín hiệu về tủ điều khiển trung tâm.
Còi, Đèn Báo Xả Khí
Các bộ phận báo động và hiển thị, hoặc cả hai phải được sử dụng để báo sự hoạt động của hệ thống chữa cháy, mối nguy hiểm đối với con người hoặc sự hư hỏng của cơ cấu giám sát.
Các bộ phận báo động bằng âm thanh và ánh sáng trước khi phun khí chữa cháy (còi, đèn báo xả khí) phải được lắp đặt trong khu vực được bảo vệ để cảnh báo một cách chắc chắn cho việc sắp phun; sự hoạt động của bộ phận cảnh báo phải liên tục từ khi phun khí chữa cháy tới khi việc báo động đã được xác nhận và bắt đầu một hoạt động thích hợp.
Nút Ấn Còi Báo Động
Nút ấn còi báo động được kết nối với hệ thống chữa cháy và được sử dung thủ công bởi con người. Khi phát hiện đám cháy mà hệ thống báo cháy chưa kịp hoạt động thì người phát hiện đám cháy chỉ cần nhanh chóng nhấn nút, tín hiệu sẽ được truyền về tủ thông tin để tủ thông tin đưa ra tín hiệu cảnh báo có đám cháy.
Nút Ấn Xả Khí Bằng Tay
Nút ấn xả khí bằng tay giúp nhanh hệ thống chữa cháy khí nhanh chóng xả khí chữa cháy thay vì phải đợi đến khi cả đầu báo lửa và đầu báo khói truyền tín hiệu về tủ trung tâm.
Nút Nhấn Tạm Dừng Xả Khí
Công tắc hãm có vai trò tạm dừng xả khí chữa cháy, khi không nhấn vào công tắc này nữa thì hệ thống chữa cháy sẽ được kích hoạt lại.
Công tắc hãm phải được bố trí trong khu vực được bảo vệ và bố trí gần lối ra của khu vực. Công tắc hãm phải là kiểu cần gạt có lực điều khiển bằng tay không đổi để ngăn chặn sự vận hành của hệ thống. Hoạt động của chức năng hãm phải được thể hiện bằng âm thanh và ánh sáng, khác biệt với tín hiệu báo hỏng của hệ thống.
Công tắc hãm hoạt động khi hệ thống ở trạng thái chờ thì tín hiệu nêu trên phải chuyển thành tín hiệu báo lỗi ở thiết bị điều khiển. Công tắc hãm phải được nhận ra một cách rõ ràng để dễ sử dụng.
Đầu Phun Xả Khí
Đầu phun xả khí có kết cầu là đầu phun hở có nhiệm vụ phân phối khí đến khu vực cần bảo vệ sao cho đảm bảo về lượng và mật độ khí phù hợp nhất.
Các đầu phun xả khí phải có độ bền thích hợp cho sử dụng với áp suất làm việc quy định, chúng phải có khả năng chịu được sự tác động cơ học mạnh và phải chịu được nhiệt độ cao mà không bị biến dạng. Các ống lót lỗ phun của đầu phun phải được làm bằng vật liệu chịu ăn mòn.
Hệ Thống Đường Ống
Hệ thống đường ống có tác dụng dẫn khí từ bình chứa đến khu vực cần chữa cháy. Hệ thống đường ống phải được chế tạo bằng vật liệu không cháy có các tính chất vật lý và hóa học sao cho có thể bảo đảm được tính toàn vẹn và độ tin cậy của vật liệu khi chịu tác dụng của áp lực làm việc của hệ thống chữa cháy khí.
Bình Khí Và Phụ Kiện
Bình khí là vật dụng lưu trữ lượng khí nitơ cần thiết để phục vụ hoạt động chữa cháy. Ngoài bình khí chính, trong hệ thống chữa cháy khí còn có bình khí mồi có nhiệm vụ mở van lựa chọn khu vực và kích hoạt bình chứa khí làm việc.
Các phụ kiện đi kèm bình bao gồm hệ thống van, bảng cảnh báo và đồng hồ giám sát áp lực của bình chứa.
Nguyên Lý Kích Hoạt Hệ Thống Chữa Cháy Khí Tự Động
Bình chữa cháy khí và phụ kiện
Tùy thuộc từng trường hợp mà hệ thống chữa cháy khí sẽ được kích hoạt dưới sự tác động trực tiếp của con người hoặc được kích hoạt tự động. Về nguyên tắc, hệ thống chữa cháy khí phun xả khí khi nhận được tín hiệu từ hai đầu báo cháy trên hai kênh khác nhau.
Thông thường, khi không có cháy, hệ thống chữa cháy khí ở trạng thái thường trực. Tủ trung tâm liên tục gửi và nhận tín hiệu từ các thiết bị trong hệ thống.
Khi có hỏa hoạn, các yếu tố môi trường sẽ thay đổi (nhiệt độ tăng, ánh lửa) kích thích đầu báo cháy làm việc. Khi chỉ có một kênh báo cháy làm việc thì tủ trung tâm sẽ phát tín hiệu báo cháy và chỉ thị khu vực đang diễn ra đám cháy; lúc này, khí chữa cháy vẫn chưa được xả ra.
Nếu cả hai kênh báo cháy đồng thời gửi tín hiệu báo cháy về tủ trung tâm, thì tủ trung tâm sẽ phát tín hiệu báo cháy, chỉ thị khu vực cháy. Cùng lúc này, tủ trung tâm sẽ tự động chuyển sang chế độ xả khí.
Với hệ thống chữa cháy khí CO2, Nitơ, FM200, Novec 1230
Sau khoảng thời gian trễ (do con người cài đặt), trung tâm điều khiển sẽ tạo tín hiệu điện đưa tới van mở cơ điện.
Van mở cơ điện bị tác động sẽ kích hoạt mở bình khí mồi để đưa khí từ bình này theo đường ống kích thích mở van lựa chọn khu vực cháy. Khi đó, khi chữa cháy sẽ từ bình chứa, qua van pittong cổ bình, qua ống góp, qua van lựa chọn khu vực, qua hệ thống đường ống và qua vòi phun vào khu vực cháy.
Với hệ thống chữa cháy Aerosol
Sau khi thời gian trễ kết thúc, tủ điều khiển sẽ kích hoạt bộ Starter của bình chứa Aerosol, sau đó bộ Starter này sẽ kích hoạt (nếu Aerosol ở thể cô đặc, nó sẽ tạo ra quá trình đốt cháy) và sau đó các hạt Aerosol li ti qua lỗ phun, lan tỏa ra khắp nơi trong khu vực xung quanh để dập tắt đám cháy.
Hướng Dẫn Sử Dụng Hệ Thống Chữa Cháy Khí An Toàn
Phòng lưu trữ bình khí chữa cháy
Mặc dù các hệ thống chữa cháy khí an toàn với con người, nhưng vẫn có một số nguy cơ mà chúng ta phải đối mặt nếu sử dụng chúng không đúng cách.
Những Nguy Cơ Cần Đề Phòng Khi Sử Hệ Thống Chữa Cháy Khí
Một hệ thống chữa cháy khí được sử dụng trong không gian kín có nguy cơ khiến con người bị nghẹt thở (CO2, Nitơ,..) khi nồng độ khí chữa cháy tăng cao, oxy hạ xuống dưới 19,5%.
Ngoài ra, các chất khí chữa cháy thường được bảo quản trong bình chứa khí, nếu có sự hóa hơi đột ngột do gia tăng áp suất có thể gây nổ.
Bên cạnh đó, khi sử dụng hệ thống chữa cháy khí, các bạn cũng cần lưu ý các nguy hiểm về điện, các sản phẩm phân hủy khí chữa cháy ở nhiệt độ cao,…
Đảm Bảo An Toàn Khi Sử Dụng Hệ Thống Chữa Cháy Khí
Không phải hệ thống chữa cháy khí nào cũng ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người, một vài hệ thống cực kỳ thân thiện và con người có thể hoạt động trong không gian chữa cháy. Tuy nhiên, để đảm bảo an toàn, các bạn cần lưu ý những vấn đề sau:
- Ngay khi có tín hiệu báo cháy, báo xả khí chữa cháy, những người đang ở trong khu vực chữa cháy khí cần nhanh chóng sơ tán theo hướng dẫn.
- Người dân, nhân viên sinh sống, hoạt động trong tòa nhà, văn phòng,… cần được cung cấp đầy đủ các thông tin an toàn về hệ thống chữa cháy khí cũng như các phương án sơ tán khẩn cấp khi có cháy.
- Sau khi đám cháy đã được dập tắt, hệ thống thông gió phải được mở để cải thiện môi trường trước khi có người bước vào.
- Chỉ có những người đầy đủ kiến thức, chuyên gia được trang bị đầy đủ đồ phòng hộ mới được phép hoạt động trong khu vực đang được chữa cháy bằng khí.
Tiêu Chuẩn Cho Hệ Thống Chữa Cháy Khí
Ví dụ về thiết kế hệ thống chữa cháy khí
Việc thiết kế, thi công, lắp đặt hệ thống chữa cháy nói chung và hệ thống chữa cháy khí nói riêng phải dựa trên các tiêu chuẩn đã được nghiên cứu và thử nghiệm. Với hệ thống chữa cháy khí, đơn vị thi công cần sử dụng một số tiêu chuẩn dưới đây.
Tiêu Chuẩn Việt Nam Cho Hệ Thống Chữa Cháy Khí
Tiêu chuẩn Việt Nam cho hệ thống chữa cháy khí nói chung:
- TCVN 5738-2001 – Hệ thống báo cháy tự động – Yêu cầu kỹ thuật
- TCVN 7161-1:2009: Hệ thống chữa cháy bằng khí – tính chất vật lý và thiết kế hệ thống.
- TCVN 2622-1995 – Phòng cháy, chống cháy cho nhà và công trình – Yêu cầu thiết kế
- TCVN 7161-9-2002 –Hệ thống chữa cháy bằng bình khí – Tính chất thiết kế hệ thống
- TCVN 5760-1993 – Hệ thống chữa cháy – Yêu cầu chung về thiết kế, lắp đặt và sử dụng
Tiêu chuẩn Việt Nam cho từng hệ thống chữa cháy cụ thể:
- TCVN/6101-1996 PCCC – Chất chữa cháy CO2 – Thiết kế và lắp đặt
- TCVN 7161-13:2002; ISO 14520-13:2000: Hệ thống chữa cháy bằng khí – tính chất vật lý và thiết kế hệ thống – Phần 13: Chất chữa cháy IG -100 (N2).
- TCVN 7161-9-2002 –Hệ thống chữa cháy bằng bình khí – Tính chất thiết kế hệ thống; Phần 9: Chất chữa cháy HFC 227EA (FM200)
- TCVN 7278-1: 2003: Chất chữa cháy- Chất tạo bọt chữa cháy- Phần 1: Yêu cầu kỹ thuật đối với chất tạo bọt chữa cháy độ nở thấp dùng phun lên bề mặt chất lỏng cháy không hòa tan được với nước.
- TCVN 7278-2: 2003: Chất chữa cháy- Chất tạo bọt chữa cháy- Phần 1: Yêu cầu kỹ thuật đối với chất tạo bọt chữa cháy độ nở trung bình và cao dùng phun lên bề mặt chất lỏng cháy không hòa tan được với nước.
- TCVN 7278-3: 2003: Chất chữa cháy- Chất tạo bọt chữa cháy- Phần 1: Yêu cầu kỹ thuật đối với chất tạo bọt chữa cháy độ nở thấp dùng phun lên bề mặt chất lỏng cháy hòa tan được với nước.
Tiêu Chuẩn Thế Giới Cho Hệ Thống Chữa Cháy Khí
- NFPA 11: Tiêu chuẩn về bọt Foam độ nở thấp- trung bình- cao.
- NFPA 2001: Tiêu chuẩn thiết kế cho hệ thống khí sạch của quốc tế.
- NFPA 2010: Tiêu chuẩn cho hệ thống chữa cháy Aerosol
- NFPA-12: Tiêu chuẩn về hệ thống chữa cháy khí CO2
- NFPA-72: Tiêu chuẩn về thiết kế hệ thống báo cháy tự động
- NFPA-2001: Tiêu chuẩn về hệ thống chữa cháy khí sạch
- NFPA-70: Tiêu chuẩn về thiết kế hệ thống điện
- NFPA-72: Tiêu chuẩn về thiết kế hệ thống báo cháy tự động
- BS 5306: Tiêu chuẩn về hệ thống chữa cháy Hydrant và Hose reel.
- ISO 14520: Tiêu chuẩn thiết kế cho hệ thống chữa cháy khí
Các Hệ Thống Chữa Cháy Khí Phổ Biến Tại Việt Nam
FM200, Nitơ, C02, Aerosol, Novec1230, bọt Foam, hệ thống chữa cháy nhà bếp là các hệ thống chữa cháy khí được lựa chọn sử dụng nhiều nhất tại nước ta.
Hệ Thống Chữa Cháy Khí FM200
Hệ thống chữa cháy khí FM200 là hệ thống chữa cháy dập lửa chủ yếu thông qua sự hấp thụ nhiệt. Việc chữa cháy hiệu quả đòi hỏi nồng độ chất FM200 phải nằm trong khoảng 6,25 đến 9% tùy thuộc vào mối nguy cần được ngăn chặn.
Mức NOAEL của khí này với sự nhạy cảm của tim là 9%. Chính vì thế, Cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ cho phép tập trung 9% lượng khí FM200 không giới hạn thời gian hoặc lên tới 10,5% trong một khoảng thời gian nhất định. Hầu hết các hệ thống chữa cháy khí FM200 hiện nay đều được thiết kế để cung cấp nồng độ khí dao động khoảng 6,25 đến 9%.
Tìm hiểu: Hệ Thống Chữa Cháy Khí FM200
Hệ Thống Chữa Cháy Khí Nitơ (IG100)
Hệ thống chữa cháy khí nitơ được sử dụng để dập tắt hoặc ngăn chặn sự lan rộng của lửa bằng khí nitơ- N2 với nguyên lý giảm nồng độ oxy trong đám cháy.
Trong một không gian kín hầu như tất cả các đám cháy đều có thể dập tắt trong chưa đầy 60 giây khi nồng độ oxy giảm dưới 15%. Nitơ có khả năng làm giảm nồng độ oxy đến xấp xỉ 12,5%.
Tìm hiểu: Hệ Thống Chữa Cháy Khí Nitơ
Hệ Thống Chữa Cháy Khí CO2
Hệ thống chữa cháy khí CO2 dập tắt lửa bằng cách giảm nồng độ oxy trong không khí xuống thấp hơn nồng độ oxy cần thiết để duy trì sự cháy (dưới 15%). Hơn nữa, độ lạnh của CO2 làm tăng thêm hiệu quả dập tắt cháy.
Khí CO2 có thể được sử dụng trong cả hệ thống chữa cháy khí ngập tràn và hệ thống chữa cháy cục bộ (CO2 được phun trực tiếp lên ngọn lửa và vật liệu cháy).
Tìm hiểu: Hệ Thống Chữa Cháy Khí CO2
Hệ Thống Chữa Cháy Khí Aerosol (Sol Khí)
Hệ thống chữa cháy khí Aerosol
Hệ thống chữa cháy khí Aerosol là một phương tiện chữa cháy gồm những hạt rắn mịn, kích thước cực nhỏ chỉ khoảng 10 micrômét và thuộc thể khí.
Không giống như các chất chữa cháy cổ điển khác (CO2, Nitơ, FM200), aerosol dập tắt cháy bằng cách ức chế phản ứng của sự cháy. Nó can thiệp về mặt hóa học vào những gốc tự do (O, H, OH) trong sự cháy và làm gián đoạn chuỗi phản ứng đang tiếp diễn ấy của sự cháy.
Aerosol can thiệp vào chuỗi phản ứng hóa học của sự cháy, nhờ đó nó giữ nguyên vẹn mức oxy bình thường trong bầu không khí. Đó là lý do tại sao con người có thể hoạt động trong khu vực đang được chữa cháy bằng Sol khí.
Tìm hiểu: Hệ Thống Chữa Cháy Khí Aerosol (Sol Khí)
Hệ Thống Chữa Cháy Bọt Foam
Hệ thống chữa cháy bằng bọt Foam hoạt động theo nguyên lý cách ly nguyên liệu cháy là chủ yếu. Khi được kích hoạt sẽ phun ra một loại bọt bao phủ lên trên bề mặt xăng, dầu; tách chất lỏng dễ cháy ra khỏi oxy để dập lửa.
Không chỉ thế, bọt Foam còn có tác dụng làm mát, giảm nhiệt độ khu vực đang có đám cháy giúp dập tắt lửa hoàn toàn và hỏa hoạn không có cơ hội bùng phát lại.
Tìm hiểu: Hệ Thống Chữa Cháy Bọt Foam
Hệ Thống Chữa Cháy Khí Novec 1230
Hệ thống chữa cháy khí Novec 1230 sử dụng chất lỏng có tên là Novec 1230 để dập tắt đám cháy bằng cách hấp thụ mạnh nhiệt lượng của đám cháy.
Khi ở trong bình nén, Novec 1230 có dạng chất lỏng, nhưng khi được phun ra để chữa cháy thì nó sẽ nhanh chóng biến thành hơi. Nồng độ Novec 1230 nói chung trong các thiết kế chữa cháy thường chỉ nằm trong khoảng 4.5 đến 7% theo thể tích không gian được bảo vệ.
Novec 1230 dập tắt đám cháy trên nguyên tắc hạ nhiệt độ đám cháy mà không tác động trực tiếp đến oxy, do đó nó hoàn toàn an toàn cho con người và cả động vật. Điều này cho phép con người có thể thở, quan sát và rời nơi có cháy một cách an toàn.
Tìm hiểu: Hệ Thống Chữa Cháy Khí Novec 1230
Hệ Thống Chữa Cháy Nhà Bếp
Chữa cháy nhà bếp bằng hóa chất chữa cháy
Hệ thống chữa cháy nhà bếp là hệ thống chữa cháy được sử dụng riêng và phù hợp nhất với khu vực nhà bếp- nơi có nhiều nguy cơ gây hỏa hoạn bởi dầu, mỡ, thiết bị chiên, nướng;…
Hệ thống chữa cháy nhà bếp ngăn chặn hỏa hoạn bằng cách phun chất chống cháy chất lỏng có độ pH thấp vào khu vực được bảo vệ (bề mặt bếp, khu vực thông gió,…). Khi chấy lỏng được phun lên đám cháy, nó làm mát bề mặt dầu mỡ và phản ứng lại với dầu mỡ nóng; sau quá trình xà phòng hóa, nó tạo thành một lớp bọt giống như bọt xà phòng trên bề mặt chất béo.
Lớp bọt này hoạt động như lớp cách nhiệt giữa dầu mỡ nóng và oxy (tác nhân quan trọng của sự cháy) từ đó dập tắt đám cháy.
Tìm hiểu: Hệ Thống Chữa Cháy Nhà Bếp
So Sánh Các Hệ Thống Chữa Cháy Khí: Nitơ; CO2; FM200; Novec 1230; Aerosol
| Hệ thống chữa cháy khí Nitơ | Hệ thống chữa cháy khí CO2 | Hệ thống chữa cháy FM-200 | Hệ thống chữa cháy Novec 1230 | Hệ thống chữa cháy Aerosol | |
| Tên | Nitơ – N2 | Cacbondioxit- CO2 | Heptafluoropropane (HFC 227ea) – FM-200 | Novec 1230 | Aerosol/ Sol khí |
| Thành phần hóa học | 100% N2 | CO2 | CF3CHFCF3 | CF3CF2C(O)CF(CF)2 | Hỗn hợp Kali và các chất phụ gia |
| Tính chất vật lý | Không màu, không mùi | ||||
| Nguyên lý chữa cháy | Giảm nồng độ Oxy | Hấp thụ mạnh nhiệt lượng của đám cháy, làm dập tắt đám cháy | Phá vỡ phản ứng của sự cháy | ||
| Dưới 12% | Dưới ngưỡng cháy (14%) | ||||
| Ứng dụng | Đám cháy lớp A,B,C | Áp dụng hiệu quả cho đám cháy lớp C | Đám cháy lớp A,B,C | Đám cháy lớp A,B,C | |
Chữa cháy cho phòng kín có kích thước trung bình- lớn | Phòng có kích thước nhỏ và trung bình | ||||
| Ảnh hưởng môi trường | Không phá hủy tầng Ozone | ||||
| Tính dẫn điện | Không | Có | Không | Không | Không |
| Tính ăn mòn | Không | Có | Không | Không | Không |
| Để lại cặn sau khi chữa cháy | Không | Có | Không | Không | Không |
| Ảnh hưởng với con người | Không có tính độc đối với con người ngay cả khi nồng độ nitơ đạt tới mức có khả năng dập tắt các đám cháy. Tuy nhiên tiếp xúc quá lâu với khí nitơ cũng có thể gây ngạt. | Nồng độ CO2 đạt tới 3% con người sẽ cảm thấy khó thở, đau đầu, buồn nôn. Nồng độ CO2 vượt quá 5% con người sẽ mất định hướng, không có khả năng thoát khỏi đám cháy. Rất nguy hiểm khi nồng độ CO2 đạt đến 10% | Hoàn toàn không gây hại cho con người. | ||
| Con người có được phép hoạt động ở khu vực chữa cháy không | Không có người hoạt động trong khu vực cần chữa cháy vì nguy cơ bị ngạt do thiếu Oxy | Con người có thể hoạt động ở khu vực chữa cháy | |||
| Mật độ thiết kế | Đám cháy lớp A: 37.2% Đám cháy lớp B: 40.3% Đám cháy lớp C: 41.85% | Từ 30% – 70% Đám cháy lớp A: 65% Đám cháy lớp B: 34% Đám cháy lớp C: 50% | Đám cháy lớp A: 6.6% Đám cháy lớp B: 8.7% Đám cháy lớp C: 7% | 67% g/m³ | |
| Áp lực bình chữa khí | 200 bar – 300 bar | 75 bar -150 bar | 25- 42 bar | 34.5 bar | 0 bar |
| Size bình chứa | Chỉ có 1 size | Có nhiều size bình khác nhau | Bình có kích thước nhỏ gọn | ||
| Không gian lắp đặt | Tốn nhiều không gian lắp đặt | Không chiếm nhiều diện tích lắp đặt vì có thể lựa chọn size bình phù hợp với kích thước phòng. | Không chiếm nhiều không gian lắp đặt | ||
| Vật tư và thi công | Phức tạp hơn do áp lực làm việc của bình chứa cao | Đơn giản nhờ áp lực làm việc của bình thấp | Đơn giản: không cần đường ống, đầu phun | ||
Quy Trình Bảo Dưỡng, Bảo Trì Hệ Thống Chữa Cháy Khí
Bảo trì hệ thống chữa cháy
Theo TCVN-1-2009: Hệ thống chữa cháy khí- tính chất vật lý và thiết kế hệ thống, các hệ thống chữa cháy khí phải được bảo trì bảo dưỡng như sau:
Kế Hoạch Kiểm Tra Của Người Sử Dụng
Hàng tuần: Kiểm tra bằng mắt sự có và tính toàn vẹn của cấu kiện bao che đối với các thay đổi có thể làm giảm hiệu quả của hệ thống chữa cháy. Thực hiện kiểm tra bằng mắt để bảo đảm rằng không có hư hỏng rõ rệt nào đối với đường ống và tất cả các bộ phận, chi tiết điều khiển, vận hành được chỉnh đặt đúng và không bị hư hỏng.
Kiểm tra các áp kế và các dụng cụ cân, nếu được lắp, về sự chỉ thị đúng và chính xác và thực hiện các hành động thích hợp được quy định trong sách hướng dẫn cho người sử dụng.
Hàng tháng: Kiểm tra để bảo đảm rằng tất cả các nhân viên phải vận hành thiết bị hoặc hệ thống được đào tạo thích hợp và được phép làm công việc này, đặc biệt là các nhân viên mới phải được huấn luyện sử dụng thiết bị hoặc hệ thống.
Lịch Trình Bảo Dưỡng
Lịch trình bảo dưỡng bao gồm các yêu cầu về kiểm tra và thử nghiệm định kỳ đối với toàn bộ hệ thống chữa cháy đã được lắp đặt hoàn chỉnh, bao gồm cả các bình chứa chịu áp lực như đã quy định trong các tiêu chuẩn tương ứng với từng hệ thống chữa cháy.
Quy trình thích hợp để kiểm tra hệ thống chữa cháy như sau:
3 tháng 1 lần
Kiểm tra và bảo dưỡng tất cả các hệ thống phát hiện và báo động bằng điện theo quy định của các tiêu chuẩn có liên quan.
6 tháng 1 lần
Thực hiện các kiểm tra sau:
- Xem xét bên ngoài đường ống để xác định tình trạng của đường ống, thay thế hoặc thử áp suất và sửa chữa khi cần thiết.
- Kiểm tra chức năng điều khiển đúng bằng tay của tất cả các van điều khiển và kiểm tra bổ sung chức năng điều khiển tự động chính xác của các van tự động.
- Xem xét bên ngoài các bình chứa đối với các dấu hiệu hư hỏng hoặc sửa đổi không được phép và các hư hỏng đối với các ống mềm của hệ thống.
- Kiểm tra các áp kế của các bình chữa cháy; khí hóa lỏng nên có chênh lệch áp suất trong khoảng 10% và khí không hóa lỏng là 5% so với áp suất nạp đúng; thay thế hoặc nạp lại bất kỳ bình chứa nào có tổn thất áp suất lớn hơn.
- Đối với các khí hóa lỏng, kiểm tra bằng cân hoặc sử dụng các dụng cụ chỉ báo mực chất lỏng để kiểm tra dung lượng đúng của các bình chứa; thay thế hoặc nạp lại bất kỳ bình chứa nào có tổn thất dung lượng lớn hơn 5%.
12 tháng 1 lần
Tiến hành kiểm tra tính toàn vẹn của cấu kiện bao che khi sử dụng phương pháp được mô tả trong phần 9.2.4.1, TCVN-1-2009. Nếu tổng diện tích rò rỉ tăng lên so với diện tích đo được trong quá trình lắp đặt đã ảnh hưởng có hại đến tính năng của hệ thống thì phải có biện pháp làm giảm sử rò rỉ.
Lịch trình bảo dưỡng phải do người có đủ năng lực thực hiện và người thực hiện lịch bảo dưỡng phải cung cấp cho người sử dụng một báo cáo kiểm tra có nội dung và ngày kiểm tra và chữ ký trong đó có các thông báo về các sửa chữa cần được thực hiện.
Trên đây là một số thông tin cơ bản về hệ thống chữa cháy khí. Để tìm hiểu cụ thể về nguyên lý chữa cháy; ưu nhược điểm và tiêu chuẩn thiết kế của từng hệ thống (CO2, Nitơ, FM200,..) các bạn vui lòng truy cập các link tham khảo được dẫn tại từng phần.
Hi vọng những nội dung mà chúng tôi cung cấp trong bài viết sẽ hữu ích và giúp bạn hiểu rõ hơn về hệ thống chữa cháy khí.
Nguồn: https://phongchayphucthanh.com
Lê Quang An – Phòng cháy Phúc Thành – Phòng cháy Phúc Thành tự hào là đơn vị hàng đầu trong lĩnh vực phòng cháy chữa cháy, được rất nhiều doanh nghiệp đặt trọn niềm tin vào những sản phẩm phòng cháy chữa cháy.
