LỜI MỞ ĐẦU Từ xƣ tới nay việc ngăn ngừ ề phòng hỏa hoạn h y c ng tác phòng cháy chữ cháy lu n ƣợc coi là vấn ề quan trọng hàng ầu trong mỗi quốc gia. Ở Việt Nam hiện nay tốc ộ xây dựng cơ sở hạ tầng ng diễn ra một cách mạnh mẽ. Các tò nhà c o tầng, trung tâm thƣơng mại, trụ sở văn phòng…xuất hiện ngày một nhiều, ặc biệt ở các thành phố lớn. Các tò nhà với tính chất kiến trúc rộng và dạng, lại là nơi thƣờng xuyên tập trung lƣợng lớn con ngƣời học tập, làm việc và ƣợc trang bị nhiều tài sản quý giá lu n tiềm ẩn những nguy cơ khác nh u dẫn tới hỏa hoạn.
Do ó việc trang bị hệ thống báo cháy tự ộng nhằm phát hiện sớm các nguy cơ ể ngăn chặn hiệu quả là một yêu cầu cấp thiết củ các c ng trình. Từ những lý do trên em chọn ề tài “Thiết kế m hình báo cháy và chữa cháy tự ộng” với mục ích nghiên cứu về hệ thống quan trọng này làm ề tài cho Đồ án tốt nghiệp củ mình. Nội dung đồ án tốt nghiệp gồm 3 chƣơng: CHƢƠNG 1 : HỆ THỐNG BÁO CHÁY TỰ ĐỘNG CHƢƠNG 2 : CƠ SỞ TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG BÁO CHÁY TỰ ĐỘNG CHƢƠNG 3 : THIẾT KẾ MÔ HÌNH BÁO CHÁY VÀ CHỮA CHÁY TỰ ĐỘNG Do kiến thức củ em còn nhiều hạn chế, trong quá trình làm ồ án kh ng tránh khỏi thiếu sót. Em rất mong nhận ƣợc ý kiến góp ý từ các thầy c ể bản ồ án của em ngày càng hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên Nguyễn Hoàng Phƣơng SVTH: Nguyễ o P ươ 1 Mã SV: 166 3 16 Đồ ốt nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thắm CHƢƠNG 1 HỆ THỐNG BÁO CHÁY TỰ ĐỘNG KHÁI NIỆM, CHỨC NĂNG VÀ NHIỆM VỤ. Hệ thống báo cháy tự ộng là hệ thống bao gồm tập hợp các thiết bị có nhiệm vụ phát hiện và báo ộng khi có cháy xảy ra. Việc phát hiện r các tín hiệu cháy ƣợc thực hiện tự ộng bởi các thiết bị và hoạt ộng liên tục trong 24/24 giờ.
Với chức năng cảnh báo sớm, hệ thống có nhiệm vụ phát hiện sớm các nguy cơ cháy nổ tại tất cả các vị trí trong c ng trình. Ngoài r hệ thống phải có khả năng tích hợp các hệ thống k thuật khác phục vụ c ng tác chữ cháy và thoát nạn, giúp hạn chế tối thiệt hại về con ngƣời và tài sản. 1 2 PHÂN LOẠIHỆTHỐNG BÁO CHÁY TỰ ĐỘNG 1.1 Hệ thống báo cháy thông thường. Hình 1 1: Sơ đồ hệ thống báo cháy thông thƣờng Với tính năng ơn giản, giá thành kh ng c o, hệ thống báo cháy th ng thƣờng chỉ thích hợp lắp ặt tại các c ng ty có diện tích vừa hoặc nhỏ (khoảng vài ngàn m2, số lƣợng các phòng kh ng nhiều (vài chục phòng); lắp ặt cho những nhà, xƣởng nhỏ….
Các thiết bị trong hệ thống ƣợc mắc nốitiếp với nh u và mắc nối tiếp với trung tâm báo cháy, nên khi xảy ra sự cố trung tâm chỉ có thể nhận biết khái quát và hiển thị toàn bộ khu vực (zone) mà hệ thống giám sát (chứ kh ng cho biết chính xác vị trí từng ầu báo, từng ị iểm có cháy). Điều này làm hạn chế khả năng xử lý củ nhân viên giám sát. SVTH: Nguyễ o P ươ 2 Mã SV: 166 3 16 Đồ ốt nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thắm 1.
Hệ thống báo cháy địa chỉ. Hình 1 2 : Sơ đồ hệ thống báo cháy địa chỉ Với tính năng k thuật cao, hệ thống báo cháy ịa chỉ dùng ể lắp ặt tại các c ng trình mà mặt bằng sử dụng rộng lớn (vài chục ngàn m2), ƣợc chi r làm nhiều khu vực ộc lập, các phòng b n trong từng khu vực riêng biệt với nhau. Từng thiết bị trong hệ thống ƣợc mắc trực tiếp vào trung tâm báo cháy giúp trung tâm nhận tín hiệu xảy r cháy tại từng khu vực, từng ị iểm một cách rõ ràng, chính xác. Từ ó trung tâm có thể nhận biết th ng tin sự cố một cách chi tiết và ƣợc hiển thị trên bảng hiển thị phụ giúp nhân viên giám sát có thể xử lý sự cố một cách nh nh chóng.
1 3 CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ THỐNG. Một hệ thống báo cháy tự ộng tiêu biểu có 3 thành phần nhƣ s u: 1 3 1 Trung tâm báo cháy Đƣợc thiết kế dạng tủ bao gồm:1 bo mạch chính,1 biến thế,1 nguồn phụ. Thiết bị đầu vào Đầu báo: báo khói, báo nhiệt, báo g s, báo lửa. C ng tắc khẩn (nút nhấn khẩn).
Thiết bị đầu ra. àn hình hiển thị Chu ng báo ộng, còi báo ộng. Đèn báo ộng, èn exit. - un iều khiển.
1 4 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG. Quy trình hoạt ộng của hệ thống báo cháy là một quy trình khép kín. hi có hiện tƣợng về sự cháy (chẳng hạn nhƣ nhiệt ộ gi tăng ột ngột, có sự xuất hiện của khói hoặc các ti lử ), các thiết bị ầu vào ( ầu báo, c ng tắc khẩn) nhận tín hiệu và truyền th ng tin của sự cố về trung tâm báo cháy. Tại ây trung tâm sẽ xử lý th ng tin nhận ƣợc, xác ịnh vị trí nơi xảy ra sự cháy th ng qu các zone ( ối với hệ thống SVTH: Nguyễ o P ươ 3 Mã SV: 166 3 16 Đồ ốt nghiệp GVHD: ThS.
Nguyễn Thị Thắm báo cháy thƣờng) hoặc th ng qu ịa chỉ( ối với hệ thống báo cháy ịa chỉ) và truyền th ng tin ến các thiết bị ầu ra (bảng hiển thịphụ, chu ng, còi, èn), các thiết bị này sẽ phát tín hiệu âm th nh, ánh sáng ể mọi ngƣời nhận biết khu vực ng xảy ra sự cháy và xử lý kịp thời. Hình 1 3: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống 1. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CÁC THIẾT BỊ. Tủ báo cháy trung tâm Đây là thiết bị quan trọng nhất trong hệ thống và quyết ịnh chất lƣợng của hệ thống.
à thiết bị cung cấp năng lƣợng cho các ầu báo cháy tự ộng, cấu hình các khả năng hoạt ộng cho hệ thống. Có khả năng nhận và xử lý các tín hiệu báo cháy từ các ầu báo cháy tự ộng hoặc các tín hiệu sự cố k thuật, hiển thị các th ng tin về hệ thống và phát lệnh báo ộng, chỉ thị nơi xảy r cháy. Trong trƣờng hợp cần thiết có thể truyền tín hiệu ến nơi nhận tin báo cháy. Cókhả năng tự kiểm tra hoạt ộng bình thƣờng của hệ thống, chỉ thị sự cố của hệnhƣ ứt dây, chập mạch.
Các thành phần cơ bản của một tủ báo cháy trung tâm: Bộ nguồn: Có tác dụng biến ổi iện áp từ xoay chiều s ng iện áp một chiều 12V hoặc 24V cung cấp cho các thiết bị của hệ thống. Bộ xử lý trung tâm ( CPU ): à thiết bị quan trọng nhất của tủ, là khối chứ cơ sở dữ liệu toàn bộ hệ thống; Tiếp nhận và xử lý các th ng tin;Cung cấp các gi o thức iều khiển, kết nối. Bộ hiển thị: Dùng màn hiển thị LCD, hiển thị toàn bộ các th ng tin hệthống nhƣ: th ng tin báo cháy, th ng tin sự cố., các nút ấn cho phép ngƣời sử dụng giao tiếp với tủ báo cháy. Bộ cảnh báo: Sử dụng các èn ed, còi chíp cảnh báo trực tiếp tại tủ.
SVTH: Nguyễ o P ươ 4 Mã SV: 166 3 16 Đồ ốt nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thắm Card Loop: Tủ báo cháy trung tâm sử dụng các C rd loop ể quản lý cácthiết bị, mỗi card sẽ quản lý thiết bị ở một khu vực nhất ịnh, từ ó sẽ dễ dàng hơn trong c ng tác kiểm tr và bảo trì.4: Cấu trúc tủ điều khiển và các kết nối 1 5 2 Đầu báo cháy * Khái niệm, chức năng và nhiệm vụ: SVTH: Nguyễ o P ươ 5 Mã SV: 166 3 16 Đồ ốt nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thắm à các thiết bị nhạy cảm với sản phẩm của sự cháy nhƣ: sự phát sinh khói, gi tăng nhiệt ộ, phát sáng của tia lử. Chúng có nhiệm vụ phát hiện ám cháy và truyền th ng tin ó về tủ iều khiển trung tâm.
* Phân loại: Dựa vào tính năng: Có thể phân chi ầu báo cháy thành 2 loại: Đầu báo cháy thƣờng: à loại ơn giản chỉ có chức năng phát hiện ám cháy, kh ng có khả năng xác ịnh các th ng số nhƣ: ộ bẩn của cảm biến, vị trí …. Vì thế các ầu báo thƣờng ƣợc sử dụng lắp theo dạng kênh, khi có 1 ầu báo báo cháy sẽ cho biết kênh nào ó bị cháy chứ kh ng xác ịnh chính xác vị trí có cháy. Đầu báo ịa chỉ: Ngoài chức năng cảnh báo cháy, các ầu báo ịa chỉ còn có khả năng: ịnh vị trí, tự ộng o ƣợc một số th ng số nhƣ ộ bẩn cảm biến, tình trạng thiết bị rồi gửi về tủ trung tâm nhờ có bộ nhớ EPRO th ng minh tích hợp trong ầu báo. Vì thế ầu báo ịa chỉ giúp xác ịnh chính xác vị trí có cháy hỗ trợ tối con ngƣời trong c ng tác phát hiện sớm ám cháy và xử lý kịp thời.
Dựa vào cảm biến: Có thể phân chi thành các loại sau Đầu báo khói: Sử dụng cảm biến phân tích, xác ịnh khói trong thành phần kh ng khí ể ƣ r cảnh báo cháy. Đầu báo nhiệt: Sử dụng cảm biến về sự gi tăng nhiệt ộ ể phát hiện có cháy. Đầu báo ti lửa: Sử dụng cảm biến phát hồng ngoại của ngọn lử ể phát hiện ám cháy. 1 5 2 1 Đầu báo khói Dự vào những tính chất vật lý củ khói do ám cháy gây r ngƣời ta chế tạo hai loại ầu báo cơ bản phát hiện khói: - Đầu báo khói Ion (Ioniz tion Smoke Detector ) - Đầu báo khói qu ng ( Photoelectric Smoke Detector ).
* Đầu báo khói Ion ( Ionization Smoke Detector ) Đầu báo khói Ion sử dụng một buồng Ion ể phát hiện khói. Buồng bao gồm hai bản cực trái dấu và một nguồn phát xạ (Hình 1). Nguồn phát xạ (thƣờng dùng Americium 241 ) phát r các phần tử, các phần tử này v chạm với các phân tử kh ng khí giữa hai bản cực và làm th y ổi lớp electron củ các phân tử khí. ột số phân tử khí bị mất một số electron và trở thành ion m ng iện tích dƣơng (cation ), một số khác hấp thu thêm một vài electron trở thành ion âm ( nion ).
Trong iều kiện bình thƣờng số c tion cân bằng với số electron.