Sơ đồ hệ thống cung cấp nước chữa cháy cho nhà cao tầng
Cùng với việc cung cấp nước sinh hoạt cho nhà cao tầng, một vấn đề cần đặt ra là phải cung cấp nước đầy đủ trong trường hợp xảy ra cháy trong loại nhà này. Đây là vấn đề rất quan trọng trong thiết kế hệ thống cung cấp nước chữa cháy cho nhà cao tầng. Thực tế đã chứng minh rằng với cột áp tự do ở đầu lăng có đường kính (d= 13mm) để tạo ra bán kính tia nước đặc bằng 17m để chữa cháy (tương đương cột áp tự do đầu lăng chữa cháy khoảng 35 m.c.n.) nước được truyền từ đường vòi với đường kính 51mm lên độ cao 45m cần duy trì cột áp của máy bơm là 90 m.c.n.
Đối với vòi chữa cháy đã qua sử dụng, chỉ chịu áp lực tối đa khoảng 90 m.c.n. Vì vậy, khi cháy ở các tầng cao của ngôi nhà việc cung cấp nước chữa cháy bằng xe chữa cháy không thể đảm bảo vì quá giới hạn cho phép của đường vòi và khó khăn trong việc vận hành bơm trên xe chữa cháy.
Do đó, đối với các nhà cao tầng người ta xây dựng đường ống cấp nước chữa cháy cố định, nó không những có vai trò cung cấp nước chữa cháy giai đoạn đầu mà còn sử dụng để chữa các đám cháy khi đã phát triển, lưu lượng nước tính toán đối với hệ thống cung cấp nước chữa cháy của trong và ngoài nhà cao tầng khi tính toán căn cứ vào các hệ thống phương tiện thiết bị chữa cháy sử dụng nước được lắp đặt trong tòa nhà.
Để đảm bảo cho việc cung cấp nước chữa cháy cho nhà cao tầng, hệ thống cung cấp nước chữa cháy cho nhà cao tầng được chia thành các khu vực cấp nước, hệ thống cung cấp nước khu vực được áp dụng theo sơ đồ cơ bản sau:
– Sơ đồ hệ thống cung cấp nước chữa cháy song song.
– Sơ đồ hệ thống cung cấp nước chữa cháy nối tiếp.
– Sơ đồ hệ thống cung cấp nước chữa cháy chung.
Sơ đồ hệ thống cung cấp nước chữa cháy song song
Nguyên lý làm việc
– Trong sơ đồ cấp nước chữa cháy song song, nước được truyền đến các khu vực trực tiếp bằng các máy bơm đặt ở tầng thấp nhất (tầng hầm hoặc tầng 1) của tòa nhà. Nước từ bể chứa đi vào đường ống cung cấp cho các họng nước chữa cháy và các thiết bị sinh hoạt. Do độ cao đặt bể, áp lực nước đảm bảo phục vụ chữa cháy và phục vụ sinh hoạt.
– Trong sơ đồ này, từng khu vực đều có máy bơm sinh hoạt, máy bơm chữa cháy và bể nước áp lực riêng biệt.
Ưu điểm
Sử dụng hệ thống cung cấp nước song song tránh được tiếng ồn và độ rung khi máy bơm làm việc. Việc khởi động của hệ thống bơm đơn giản, không phức tạp.
Nhược điểm:
– Do chữa cháy cho các nhà cao tầng nên thông số về cột áp của máy bơm sẽ rất lớn, gây khó khăn cho việc chọn bơm. Nếu ngôi nhà cao hơn 80m, khi đó cột áp máy bơm phải lớn hơn 100m cột nước.
– Khi sử dụng sơ đồ này đòi hỏi áp lực bơm rất lớn, nên không an toàn cho đường ống cấp nước (đặc biệt đường ống ở các tầng thấp). Vì vậy khó khăn cho việc lựa chọn đường ống.
Phạm vi áp dụng
Sơ đồ cung cấp nước chữa cháy song song phù hợp với mọi loại nhà.
Trong hệ thống cung cấp nước nối tiếp nước được truyền từ khu vực này sang khu vực khác bằng các máy bơm đặt ở các vị trí khác nhau trong tòa nhà, từng khu vực đều có máy bơm sinh hoạt, máy bơm chữa cháy và bể nước áp lực riêng biệt.
Nguyên lý làm việc:
– Trong sơ đồ cấp nước chữa cháy nối tiếp, nước được truyền từ khu vực này sang khu vực khác bằng các máy bơm đặt ở các máy bơm đặt ở các vị trí khác nhau trong tòa nhà.
– Trong sơ đồ cấp nước chữa cháy nối tiếp, từng khu vực đều có máy bơm sinh hoạt, máy bơm chữa cháy và bể nước áp lực riêng biệt.
– Trong mạng đường ống cung cấp nước khu vực, nước từ bể nước áp lực được các máy bơm sinh hoạt truyền đến các thiết bị dùng nước sinh hoạt. Ngoài ra nước từ bể nước áp lực qua đường ống chuyên dùng để cấp nước cho mạng đường ống chữa cháy khu vực và luôn đảm bảo một cột áp cố định dưới áp lực của bể nước và áp lực.
Ưu điểm:
– Khi sử dụng hệ thống cung cấp nước nối tiếp, do độ cao các khu vực có hạn nên thông số về lưu lượng, cột áp và công suất của máy bơm là không lớn. Vì vậy, ta có thể chọn các loại bơm thông dụng có trên thị trường.
– Khi sử dụng bơm nhiều “bậc” truyền nước, sẽ loại trừ được khả năng mất an toàn (vỡ, gãy) cho đường ống, do cột áp của máy bơm không lớn, việc thiết kế các hạng mục cho khu vực đặt bơm chữa cháy đơn giản, dễ dàng.
Nhược điểm:
– Sử dụng sơ đồ cấp nước chữa cháy nối tiếp, chi phí ban đầu cho hệ thống sẽ lớn (như việc bố trí các mặt sàn tại các tầng, xây dựng các hạng mục của hệ thống cung cấp nước chữa cháy), kinh phí cho các hoạt động kiểm tra, bảo dưỡng, bảo trì, sửa chữa cũng nhiều hơn khi sử dụng hệ thống cung cấp nước chữa cháy theo sơ đồ khác.
– Mặt khác, khi sử dụng phương pháp này việc khởi động cho hệ thống 2 trạm bơm sẽ phức tạp và khó khăn hơn.
– Trong sơ đồ cấp nước chữa cháy nối tiếp, các máy bơm của từng khu vực cần phải truyền một lượng nước thỏa mãn nhu cầu của tất cả các điểm trong khu vực. Bởi vậy khi có sự cố của một trong những bộ phân của hệ thống thì tầng phía trên sẽ bị thiếu nước, do đó hệ thống cung cấp nước nối tiếp có độ tin cậy kém hơn hệ thống cung cấp nước chữa cháy theo sơ đồ khác.
– Bể nước trung gian lớn, khó khăn cho khâu thiết kế kết cấu và thi công.
– Do máy bơm, bể chứa và khu vực kỹ thuật bố trí tại các tầng nên chiếm một phần diện tích các tầng cho lắp đặt hệ thống này. Khi hoạt động, máy móc thiết bị gây ồn ào, rung lắc làm ảnh hưởng đến các tầng trong tòa nhà.
* Phạm vi áp dụng: Phạm vi áp dụng của phương pháp cung cấp nước chữa cháy nối tiếp được áp dụng đối với các tòa nhà cao tầng có chiều cao trên 30 tầng.
