Giới thiệu dự án

Hỏa hoạn tại các công trình công cộng, đặc biệt là các cơ sở y tế và phòng khám đa khoa, luôn tiềm ẩn nguy cơ thảm khốc về sinh mạng và tài sản. Theo thống kê từ Cục Cảnh sát Phòng cháy, chữa cháy và Cứu nạn, cứu hộ (PCCC & CNCH), hơn 65% các vụ cháy tại các tòa nhà cao tầng bắt nguồn từ sự cố hệ thống điện và thiết bị tiêu thụ công suất lớn. Tại các cơ sở y tế, mật độ tập trung bệnh nhân cao – trong đó phần lớn là người có thể trạng yếu hoặc suy giảm khả năng tự vận động – kết hợp với hệ thống máy móc y tế đắt tiền và hóa chất dễ cháy, khiến bài toán cảnh báo cháy sớm trở thành yếu tố sống còn trong thiết kế cơ điện (M&E).

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế hệ thống báo cháy tòa nhà Khám nội tổng hợp ngoại trú tại Khu đô thị mới ngã 5 Sân bay Cát Bi - Hải Phòng" do sinh viên Lê Thành Công thực hiện dưới sự hướng dẫn của ThS. Phạm Đức Thuận (Khoa Điện - Điện tử, Trường Đại học Quản lý và Công nghệ Hải Phòng) đã giải quyết triệt để bài toán an toàn phòng cháy chữa cháy cho công trình y tế quy mô 9 tầng thông qua thiết kế kỹ thuật tự động hóa hiện đại.

+-----------------------------------------------------------------------------------+
|               TÒA NHÀ KHÁM NỘI TỔNG HỢP NGOẠI TRÚ (9 TẦNG - 3.825 m²)             |
|                                                                                   |
|  [Đầu báo khói AH-8011-2]   [Đầu báo nhiệt gia tăng]   [Nút ấn khẩn AH-9717]      |
|           |                            |                         |                |
|           +----------------------------+-------------------------+                |
|                                        |                                          |
|                                        v                                          |
|                         [TỦ TRUNG TÂM BÁO CHÁY 25 KÊNH]                           |
|                       (Nguồn kép: AC 220V + Battery 24VDC)                        |
|                                        |                                          |
|         +------------------------------+------------------------------+           |
|         |                              |                              |           |
|         v                              v                              v           |
|  [CẢNH BÁO TẠI CHỖ]          [LIÊN ĐỘNG NGOẠI VI]           [TRUYỀN TIN BÁO CHÁY] |
|  - Chuông AH-0218            - Ngắt quạt cấp khí tươi AHU   - Tự động quay 5 số   |
|  - Đèn nháy AH-9719          - Kích hoạt quạt hút khói/áp   - Kết nối PCCC 114    |
|  - Đèn phòng/hành lang       - Hạ thang máy về tầng trệt    - Tích hợp hệ thống   |
|                              - Ngắt điện phụ tải sự cố        quản lý BMS         |
+-----------------------------------------------------------------------------------+

Vấn đề kỹ thuật và điểm nghẽn thực tế

Tòa nhà Khám nội tổng hợp ngoại trú có diện tích mặt bằng xây dựng $425\text{ m}^2$/tầng, tổng diện tích sàn đạt xấp xỉ $3.825\text{ m}^2$. Các thách thức kỹ thuật lớn trong công trình gồm:

  • Hiện tượng báo động giả (False Alarm) do bụi mịn, độ ẩm không khí ven biển Hải Phòng và nhiễu sóng điện từ (EMC) từ các thiết bị chẩn đoán hình ảnh y tế.
  • Sự phân tán của các phòng khám chuyên khoa, hành lang kín sử dụng trần thạch cao khung sắt làm giảm khả năng bao phủ của các dòng đối lưu nhiệt khi phát sinh tia lửa âm ỉ.
  • Độ trễ trong quá trình cảnh báo và sơ tán bệnh nhân ngoại trú nếu không có hệ thống điều khiển liên động tự động ngắt điện, hạ thang máy và kích áp buồng thang.

Mục tiêu của dự án

  1. Khảo sát cấu trúc mặt bằng 9 tầng, tính toán phân bổ tải trọng báo cháy theo các tiêu chuẩn hiện hành: TCVN 5738:2021 (Hệ thống báo cháy tự động - Yêu cầu kỹ thuật) và TCVN 3890:2021 (Trang bị phương tiện PCCC cho nhà và công trình).
  2. Xây dựng cấu hình hệ thống báo cháy trung tâm 25 kênh (Zone) chuyên dụng, đảm bảo tính dự phòng $20%$ cho mở rộng tải.
  3. Bố trí tối ưu 135 đầu báo khói quang học Horing AH-8011-2 và 12 đầu báo nhiệt gia tăng tại các khu vực rủi ro cao (phòng máy biến áp, máy phát điện, khu vực kỹ thuật).
  4. Thiết kế hệ thống liên động điều khiển thiết bị ngoại vi thông qua các mô-đun I/O (Input/Output): tích hợp BMS, ngắt hệ thống điều hòa thông gió AHU, kích hoạt quạt hút khói hành lang, điều khiển thang máy tụt tầng trệt và kích hoạt bộ truyền tin khẩn cấp đến Trung tâm chỉ huy PCCC 114 Hải Phòng.

Phương pháp tiếp cận và kết quả kỳ vọng

Dự án áp dụng phương pháp thiết kế phân vùng độc lập (Zone-based Modular Design) kết hợp giám sát mạch vòng liên tục (Supervised Loop Topology). Kết quả kỳ vọng là rút ngắn thời gian phát hiện sự cố cháy xuống dưới $30\text{ giây}$, duy trì vận hành ổn định liên tục $24/24\text{ giờ}$, hệ thống nguồn cấp dự phòng ắc quy tự động duy trì tối thiểu $24\text{ giờ}$ ở chế độ thường trực và $1\text{ giờ}$ ở chế độ toàn tải báo động.

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

Trong kỹ thuật phòng cháy chữa cháy công trình, việc lựa chọn cấu trúc hệ thống phụ thuộc mật thiết vào diện tích sàn, công năng sử dụng và ngân sách đầu tư.

Tiêu chí so sánh Hệ thống Báo cháy Thông thường (Conventional) Hệ thống Báo cháy Địa chỉ (Addressable) Hệ thống Báo cháy Thông minh (Intelligent) Hệ thống Báo cháy Không dây (Wireless)
Độ chính xác vị trí Theo khu vực/Zone ($\le 500\text{ m}^2$) Từng đầu báo riêng biệt Từng đầu báo kèm phân tích đa cảm biến Từng thiết bị qua mã ID vô tuyến
Khả năng xử lý báo giả Trung bình (phụ thuộc tủ trung tâm) Tốt (kiểm tra trạng thái linh kiện) Rất cao (bộ vi xử lý tích hợp tại đầu dò) Tốt (mã hóa tín hiệu số)
Độ phức tạp thi công Đi dây song song/nối tiếp theo kênh Mạch vòng Loop 2 dây tiết kiệm cáp Mạch vòng kết hợp truyền dữ liệu tốc độ cao Không cần đi cáp tín hiệu
Chi phí đầu tư Thấp – Tối ưu cho công trình $< 5.000\text{ m}^2$ Cao (tăng $40-60%$ so với Conventional) Rất cao (chuyên dụng cho Data Center/Sân bay) Rất cao (chi phí pin định kỳ và bộ lặp RF)
Bảo trì, sửa chữa Đơn giản, linh kiện thay thế phổ biến Đòi hỏi thiết bị cài đặt địa chỉ chuyên dụng Yêu cầu kỹ sư chuyên gia phần mềm Phức tạp trong thay thế nguồn Pin đồng bộ

Dựa trên quy mô công trình 9 tầng với diện tích $425\text{ m}^2$/tầng, giải pháp hệ thống báo cháy theo kênh (Zone) mở rộng phân vùng chi tiết cho từng tầng và phòng khám là phương án tối ưu nhất về mặt kinh tế - kỹ thuật, đáp ứng toàn diện tiêu chuẩn TCVN 5738:2021 mà không gây lãng phí ngân sách đầu tư ban đầu.

Phân loại yêu cầu theo mô hình MoSCoW

  • Must have (Bắt buộc): Tủ điều khiển trung tâm 25 Zone, 135 đầu báo khói quang học Horing AH-8011-2, 12 đầu báo nhiệt gia tăng, tổ hợp chuông – đèn – nút ấn báo cháy tại sảnh thoát nạn mỗi tầng, nguồn ắc quy dự phòng 24VDC.
  • Should have (Nên có): Mô-đun ngắt hệ thống thông gió AHU, mô-đun điều khiển rớt thang máy khẩn cấp, đèn báo phòng riêng biệt lắp ngoài cửa từng phòng khám.
  • Could have (Có thể có): Bộ quay số điện thoại tự động kết nối 5 số khẩn cấp cứu nạn 114, mô-đun giao tiếp dữ liệu chuẩn RS485 với BMS.
  • Won't have (Không trang bị đợt này): Đầu dò ngọn lửa bức xạ tia cực tím UV/IR (chỉ dành cho kho xăng dầu đặc chủng).

Thiết kế hệ thống

Hệ thống được thiết kế theo cấu trúc phân tầng chức năng nghiêm ngặt:

[LỚP CẢM BIẾN ĐẦU VÀO]
[LỚP XỬ LÝ TRUNG TÂM]
[LỚP CHẤP HÀNH & NGOẠI VI]

Thông số kỹ thuật chi tiết thiết bị cốt lõi

  1. Cảm biến báo khói quang Horing AH-8011-2:

    • Điện áp vận hành: $12\text{ V} \sim 30\text{ V DC}$.
    • Dòng điện tiêu thụ ở trạng thái chờ ($I_{standby}$): $25\mu\text{A} \sim 75\mu\text{A}$ @ $24\text{V DC}$.
    • Dòng điện khi kích hoạt báo động ($I_{alarm}$): $40\text{mA}$ @ $24\text{V DC}$.
    • Điện trở kích hoạt phân cực: $470\Omega$.
    • Tiêu chuẩn chất lượng: Đáp ứng EN54 (Châu Âu) và TCVN 5738:2021.
    • Nhiệt độ môi trường làm việc: $-10^\circ\text{C} \sim +55^\circ\text{C}$.
    • Vật liệu chế tạo: Nhựa chống cháy ABS chịu nhiệt cao, trang bị buồng quang học chống bụi và lưới thép ngăn côn trùng.
    • Góc quan sát đèn trạng thái: LED kép $360^\circ$ (Xanh lục: Thường trực; Đỏ: Báo động).

  2. Cảm biến nhiệt gia tăng (Rate-of-Rise Heat Detector):

    • Ngưỡng tác động: Tốc độ gia tăng nhiệt độ môi trường từ $5^\circ\text{C} \sim 7^\circ\text{C}/\text{phút}$ hoặc vượt ngưỡng cố định $57^\circ\text{C} - 70^\circ\text{C}$.
    • Thời gian tác động: $\le 30\text{ giây}$ khi nhiệt độ tăng đột biến.

  3. Quy chuẩn đi dây và an toàn mạng:

    • Cáp tín hiệu: Dây dẫn lõi đồng nhiều sợi mềm, tiết diện danh định lõi nhánh $S \ge 0.75\text{ mm}^2$, cáp trục chính $S \ge 0.4\text{ mm}^2$.
    • Điện trở toàn tuyến trên mỗi kênh: $R_{loop} < 100\Omega$.
    • Bảo vệ cơ học: Dây dẫn bọc cách điện chậm cháy, luồn hoàn toàn trong ống nhựa chống cháy PVC D15/D20 đi âm trần/âm tường.
    • Khoảng cách cách ly điện động lực: Khoảng cách giữa tuyến cáp tín hiệu báo cháy và dây điện lực $>60\text{V}$ tối thiểu đạt $0.5\text{ m}$ nhằm triệt tiêu hiện tượng cảm ứng điện từ.
    • Hệ thống nối đất bảo vệ: Tủ trung tâm tiếp địa chuyên dụng với điện trở tiếp đất $R_{te} \le 4\Omega$.

Methodology

Dự án áp dụng mô hình kỹ thuật hệ thống (Systems Engineering V-Model) kết hợp kiểm soát chất lượng QA/QC 4 giai đoạn:

  • Giai đoạn 1 (Tuần 1-2): Khảo sát cấu trúc hình học công trình, vẽ lại mặt bằng bóc tách không gian trần giả thạch cao, phân định vùng nguy hiểm cháy.
  • Giai đoạn 2 (Tuần 3-4): Tính toán dung lượng cảm biến, thiết lập sơ đồ nguyên lý mạch điện, tính chọn tiết diện dây dẫn và công suất tủ trung tâm.
  • Giai đoạn 3 (Tuần 5): Mô phỏng logic điều khiển liên động, phân tích rủi ro sụt áp trên đường dây dài nhất ($L_{max} \approx 120\text{ m}$).
  • Giai đoạn 4 (Tuần 6): Lập bảng dự toán khối lượng vật tư (BOM - Bill of Materials) và xây dựng quy trình kiểm định nghiệm thu.

Implementation và kết quả

Development process

Căn cứ theo Điều 6 của tiêu chuẩn TCVN 5738:2021:

  • Độ cao lắp đặt trần giả $h \le 3.5\text{ m}$:
    • Diện tích bảo vệ của 01 đầu báo khói: $S_{db_smoke} = 90\text{ m}^2$. Khoảng cách tối đa giữa 2 đầu báo là $9\text{ m}$, khoảng cách từ đầu báo đến tường bao tối đa $4.5\text{ m}$.
    • Diện tích bảo vệ của 01 đầu báo nhiệt: $S_{db_heat} = 40\text{ m}^2$. Khoảng cách tối đa giữa 2 đầu báo là $5\text{ m}$, khoảng cách từ đầu báo đến tường bao tối đa $2.5\text{ m}$.

Công thức toán học xác định số lượng đầu báo lý thuyết cho mỗi phân vùng có diện tích $S_{bv}$: $$N = \left\lceil \frac{S_{bv}}{S_{db}} \right\rceil$$

Áp dụng cho mặt bằng 9 tầng ($425\text{ m}^2$/tầng):

  • Đầu báo khói: Tính toán phân bổ bảo vệ toàn bộ sảnh chờ, phòng khám nội, phòng nội soi, phòng siêu âm, hành lang lưu thông. Tổng số lượng bố trí thực tế: 135 đầu báo khói Horing AH-8011-2 (bình quân 15 đầu báo/tầng, đảm bảo phủ kín các phòng chia nhỏ).
  • Đầu báo nhiệt: Tăng cường bố trí tại các khu vực phát sinh nhiệt cơ khí như phòng đặt máy phát điện dự phòng, trạm biến áp, phòng kỹ thuật điện và bếp ăn: 12 đầu báo nhiệt gia tăng.

Thuật toán logic xử lý và kích hoạt liên động

/**
 * Logic điều khiển giám sát kênh và liên động khẩn cấp
 * Tủ trung tâm báo cháy 25 Zone - Tòa nhà Khám nội tổng hợp
 */

#define TOTAL_ZONES          25
#define VOLTAGE_NORMAL_MIN   18.0   // Ngưỡng điện áp mạch vòng bình thường (V)
#define VOLTAGE_FIRE_MAX     12.0   // Ngưỡng tụt áp khi đầu báo dẫn dòng báo cháy (V)
#define VOLTAGE_SHORT_CIRCUIT 2.0   // Ngưỡng phát hiện ngắn mạch dây tín hiệu (V)

typedef enum {
    STATUS_NORMAL,
    STATUS_FAULT_OPEN,
    STATUS_FAULT_SHORT,
    STATUS_FIRE_ALARM
} ZoneStatus_t;

ZoneStatus_t Scan_Zone_Channel(uint8_t zone_id, float measured_voltage) {
    if (measured_voltage < VOLTAGE_SHORT_CIRCUIT) {
        return STATUS_FAULT_SHORT;
    } else if (measured_voltage >= VOLTAGE_SHORT_CIRCUIT && measured_voltage <= VOLTAGE_FIRE_MAX) {
        return STATUS_FIRE_ALARM;
    } else if (measured_voltage >= VOLTAGE_NORMAL_MIN) {
        return STATUS_NORMAL;
    } else {
        return STATUS_FAULT_OPEN; // Hở mạch hoặc đứt điện trở EOL
    }
}

void Execute_Emergency_Interlocking(uint8_t triggered_zone) {
    // 1. Kích hoạt thiết bị báo động âm thanh/ánh sáng tại chỗ
    Activate_Sounder_Relay(AH_0218_ON);
    Activate_Strobe_Beacon(AH_9719_FLASH);
    Activate_Room_Indicating_Lamps(triggered_zone);

    // 2. Ngắt điều hòa trung tâm AHU để ngăn khói phát tán qua ống gió
    Trigger_Aux_Relay(HVAC_AHU_POWER_CUT, ENGAGE);

    // 3. Khởi động quạt hút khói hành lang và quạt tăng áp cầu thang thoát hiểm
    Trigger_Aux_Relay(SMOKE_EXHAUST_FAN, START);
    Trigger_Aux_Relay(STAIR_PRESSURIZATION_FAN, START);

    // 4. Giải phóng hệ thống thang máy: Gọi cabin về tầng trệt, mở cửa và cô lập
    Trigger_Elevator_Override_Module(FORCE_GROUND_FLOOR_OPEN_DOORS);

    // 5. Mở khóa cửa từ thoát hiểm (Access Control System)
    Trigger_Access_Control(RELEASE_ALL_MAGLOCKS);

    // 6. Truyền tin báo động khẩn cấp tới cơ quan PCCC 114
    Dial_Emergency_Phone_Lines(NUM_PRIORITY_PCCC_114);
}

Testing và validation

Hệ thống được trải qua quá trình kiểm thử nghiêm ngặt tại hiện trường theo tiêu chuẩn kiểm định nghiệm thu PCCC:

                                   Thời gian đáp ứng: 6.8s - 8.5s (Tiêu chuẩn: <= 30s) -> ĐẠT

                                   Thời gian tác động: 18.2s (Tiêu chuẩn: <= 120s)   -> ĐẠT

                                   Tủ trung tâm báo lỗi "Zone Open Circuit" trong 1.5s -> ĐẠT

                                   Chuyển sang ắc quy 24VDC lập tức (0ms trễ)        -> ĐẠT
  • Hiệu năng nguồn dự phòng: Kiểm tra đo kiểm tải ắc quy 24VDC đạt thời gian chờ $28.5\text{ giờ}$ ở chế độ giám sát và vận hành chuông còi báo động liên tục $75\text{ phút}$, vượt chỉ tiêu thiết kế ($24\text{h}$ chờ, $1\text{h}$ báo động).
  • Độ bền cách điện: Đo điện trở cách điện giữa lõi cáp tín hiệu và vỏ kim loại tủ trung tâm đạt $R_{insulation} \ge 50\text{ M}\Omega$ (bằng máy đo Megohmmeter $500\text{V DC}$).

Kết quả đạt được

  • Thiết kế hoàn chỉnh sơ đồ nguyên lý phân bổ 25 Zone cho 9 tầng của Tòa nhà Khám nội tổng hợp ngoại trú.
  • Bản vẽ bố trí vị trí lắp đặt chính xác 135 đầu báo khói, 12 đầu báo nhiệt, 9 cụm nút ấn chuông đèn hành lang, đảm bảo khoảng cách tối đa giữa các thiết bị tuân thủ tuyệt đối TCVN 5738:2021.
  • Hệ thống liên động ngoại vi phản hồi chính xác 100% trong tất cả 15 tình huống thử nghiệm kích hoạt giả định, không xảy ra xung đột điều khiển giữa các hệ thống cơ điện.

Đổi mới và đóng góp

  1. Tối ưu hóa hình học phân vùng giám sát: Thay vì bố trí cảm biến dàn trải theo mắt lưới đều, thiết kế đã căn cứ chi tiết vào vị trí dầm bê tông cốt thép nhô xuống quá $0.4\text{ m}$ và vị trí trần thạch cao để hiệu chỉnh bán kính bảo vệ giảm $25%$ theo đúng Điều 6.5 TCVN 5738:2021. Nhờ đó, loại bỏ $100%$ các điểm mù luồng khí mà vẫn tiết kiệm $12%$ số lượng đầu dò so với thiết kế sơ bộ ban đầu.
  2. Triệt tiêu xung nhiễu điện từ y tế: Ứng dụng đầu báo khói quang học Horing AH-8011-2 tích hợp công nghệ chống nhiễu điện từ EMC vượt chuẩn EN54, giúp hệ thống hoạt động ổn định liền kề các phòng có máy siêu âm, máy chụp X-quang và thiết bị đo điện tim mà không gây báo động giả.
  3. Thiết kế tích hợp liên động an toàn chủ động: Xây dựng cơ chế liên động đa nhiệm, đưa tín hiệu báo cháy trực tiếp chuyển đổi qua các tiếp điểm khô rơ-le để can thiệp đồng thời vào 4 phân hệ sống còn của tòa nhà: HVAC (chống ngạt khói), Thang máy (chống kẹt người), Âm thanh PA (hướng dẫn luồng sơ tán), và Bơm chữa cháy Sprinkler (sẵn sàng nguồn nước).

Ứng dụng thực tế và triển khai

Kịch bản ứng dụng trong thực tế

Khi xuất hiện chập điện gây cháy âm ỉ tại phòng khám nội soi tầng 3:

  1. Nồng độ hạt khói trong không khí vượt ngưỡng $15%$, đầu báo khói Horing AH-8011-2 tại phòng kích hoạt LED đỏ và truyền tín hiệu sụt áp về tủ trung tâm.
  2. Đèn báo phòng bên ngoài cửa phòng khám bật sáng lập tức, giúp y bác sĩ trực phát hiện chính xác vị trí buồng khám gặp sự cố.
  3. Tủ trung tâm xác nhận tín hiệu sau $3\text{ giây}$ (loại trừ xung nhiễu), đóng tiếp điểm kích hoạt toàn bộ chuông AH-0218 tầng 3 và các tầng lân cận.
  4. Hệ thống điều hòa tầng 3 bị ngắt lập tức; quạt tăng áp thang bộ chạy hết công suất tạo chênh áp dương $\Delta P \ge 20\text{ Pa}$ ngăn khói tràn vào lối thoát nạn; thang máy lập tức trở về tầng 1 mở cửa giải phóng hành khách.
  5. Bộ liên lạc tự động kích hoạt cuộc gọi khẩn cấp gửi tọa độ tòa nhà đến Tổng đài 114 Hải Phòng.
+-------------------------------------------------------------------------------+
|                       LỘ TRÌNH TRIỂN KHAI THI CÔNG 6 TUẦN                     |
|                                                                               |
|  Tuần 1: Khảo sát thực địa, định vị tim lỗ khoan trần và tuyến ống PVC ngầm  |
|  Tuần 2: Thi công lắp đặt hệ thống đường ống bảo vệ PVC D15/D20 chống cháy    |
|  Tuần 3: Kéo rải cáp tín hiệu lõi đồng bọc chống nhiễu 0.75mm², bấm cos đầu dây |
|  Tuần 4: Lắp đặt đế đầu báo, chuông đèn nút ấn và gắn tủ trung tâm sảnh T1   |
|  Tuần 5: Đấu nối điện trở EOL, cài đặt cấu hình tủ trung tâm và cấp nguồn 24V |
|  Tuần 6: Đo thông mạch, thử khói/nhiệt, nghiệm thu liên động cùng cơ quan PCCC|
+-------------------------------------------------------------------------------+

Phân tích hiệu quả kinh tế và độ khả thi (ROI)

  • Chi phí đầu tư thiết bị: Giảm $45%$ so với việc trang bị hệ thống báo cháy địa chỉ toàn phần (Full-Addressable) nhưng vẫn đạt hiệu năng bảo vệ tương đương $98%$ cho tòa nhà 9 tầng nhờ phân chia 25 Zone chi tiết.
  • Chi phí bảo trì: Giảm thiểu đáng kể nhờ tính năng tháo lắp vệ sinh buồng khói dễ dàng của model AH-8011-2, tuổi thọ cảm biến đạt trên 8 năm vận hành liên tục.
  • Bảo vệ tài sản y tế: Tránh nguy cơ thiệt hại hàng chục tỷ đồng cho hệ thống máy móc chẩn đoán hình ảnh và đảm bảo công trình đủ điều kiện pháp lý để cấp phép hoạt động y tế theo quy định hiện hành của Bộ Y tế và Bộ Công an.

Hạn chế và hướng phát triển

Hạn chế kỹ thuật hiện tại

  • Do sử dụng cấu trúc báo cháy theo vùng (Zone-based Conventional), tủ trung tâm chỉ định vị được khu vực/phòng có cháy thông qua kênh Zone và đèn báo phòng, chưa hiển thị được tọa độ số học chi tiết từng đầu báo trên sơ đồ đồ họa máy tính (Graphic Annunciator).
  • Cáp tín hiệu yêu cầu số lượng sợi lớn hơn so với cấu trúc mạch vòng Loop địa chỉ khi mở rộng số lượng phân vùng.

Hướng phát triển tương lai

  • Chuyển đổi Gateway IoT: Tích hợp mô-đun truyền dữ liệu không dây Modbus TCP/IP/MQTT để truyền thông tin báo động thời gian thực lên ứng dụng Cloud trên điện thoại thông minh của Ban quản lý tòa nhà.
  • Tích hợp Camera giám sát AI: Kết hợp tín hiệu từ đầu báo cháy với thuật toán phân tích hình ảnh từ Camera an ninh nhằm xác thực đám cháy qua thị giác máy tính trong vòng $3\text{ giây}$, triệt tiêu hoàn toàn báo động giả.

Đối tượng hưởng lợi

  • Sinh viên chuyên ngành Điện - Tự động hóa, Cơ điện M&E: Nắm vững phương pháp tính toán tải trọng báo cháy, công thức lựa chọn thiết bị theo tiêu chuẩn TCVN 5738:2021 và kỹ thuật thiết kế mạch liên động an toàn công nghiệp.
  • Kỹ sư tư vấn thiết kế và nhà thầu cơ điện: Sở hữu tài liệu tham khảo hoàn chỉnh về cấu hình hệ thống PCCC cho công trình y tế 9 tầng, bao gồm cả sơ đồ đấu nối, logic điều khiển và bảng bóc tách kỹ thuật.
  • Ban quản lý tòa nhà và Cơ sở y tế: Tiếp cận giải pháp kỹ thuật tối ưu hóa chi phí đầu tư, đảm bảo độ tin cậy vận hành $24/7$ và tuân thủ tuyệt đối hành lang pháp lý về an toàn cháy nổ.
  • Cộng đồng nghiên cứu ứng dụng: Có thêm dữ liệu thực nghiệm về độ trễ đáp ứng của cảm biến khói quang học và giải pháp điều khiển tích hợp hệ thống quản trị tòa nhà thông minh BMS.

Câu hỏi thường gặp

1. Yêu cầu kỹ thuật cốt lõi để triển khai hệ thống báo cháy cho tòa nhà y tế 9 tầng là gì?

Hệ thống phải tuân thủ nghiêm ngặt TCVN 5738:2021 và TCVN 3890:2021. Yêu cầu bắt buộc gồm: bố trí tủ trung tâm tại nơi có người trực $24/24\text{h}$ (sảnh tầng 1), trang bị nguồn điện kép (AC 220V và ắc quy dự phòng 24VDC duy trì $\ge 24\text{h}$ trực), cáp tín hiệu lõi đồng $\ge 0.75\text{ mm}^2$ luồn ống chống cháy, và hệ thống liên động ngắt quạt AHU, hạ thang máy, kích hoạt quạt hút khói buồng thang.

2. Giới hạn dung lượng kênh của tủ trung tâm 25 Zone và giải pháp mở rộng khi nâng tầng?

Tủ trung tâm 25 Zone hiện quản lý toàn bộ 9 tầng của tòa nhà với mức tải sử dụng khoảng 18-20 Zone (mỗi tầng 2 Zone độc lập, cộng thêm các Zone kỹ thuật hầm máy). Khi công trình mở rộng quy mô, dung lượng dự phòng $20%$ (tương đương 5 Zone còn trống) cho phép lắp thêm thiết bị mà không cần thay thế tủ trung tâm.

3. Làm thế nào để hệ thống báo cháy liên động chính xác với hệ thống điều hòa không khí và thang máy?

Tủ trung tâm sử dụng các mô-đun rơ-le ngõ ra (Output Modules) với tiếp điểm khô (Dry Contact NO/NC). Khi có xác nhận báo cháy từ kênh Zone, rơ-le lập tức chuyển trạng thái để ngắt nguồn mạch điều khiển khởi động từ của quạt AHU và gửi tín hiệu ưu tiên cao nhất (Fire Emergency Recall) đến tủ điều khiển thang máy để kéo cabin về tầng trệt.

4. Chu kỳ bảo dưỡng và kiểm tra định kỳ của đầu báo khói Horing AH-8011-2 như thế nào?

Đầu báo khói quang học cần được thử nghiệm kích hoạt bằng bình tạo khói định kỳ $6\text{ tháng/lần}$. Vệ sinh buồng đo quang học bằng máy hút bụi chuyên dụng hoặc khí nén sạch $12\text{ tháng/lần}$ để loại bỏ mạng nhện và bụi mịn, đảm bảo độ nhạy tán xạ ánh sáng của đi-ốt cảm quang luôn đạt chuẩn EN54.

5. Dự toán chi phí thiết bị và thời gian hoàn vốn đầu tư an toàn được tính toán ra sao?

Giải pháp báo cháy kênh thông thường 25 Zone giúp tiết kiệm $40-45%$ chi phí mua sắm thiết bị so với hệ thống địa chỉ thông minh. Thời gian triển khai chỉ mất 6 tuần. "Hoàn vốn an toàn" được thể hiện qua việc loại trừ rủi ro đình chỉ hoạt động từ cơ quan quản lý PCCC, giảm phí bảo hiểm rủi ro tài sản hàng năm $20-30%$, và bảo vệ trọn vẹn hạ tầng y tế trị giá hàng chục tỷ đồng.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế hệ thống báo cháy tòa nhà Khám nội tổng hợp ngoại trú tại Khu đô thị mới ngã 5 Sân bay Cát Bi - Hải Phòng" của sinh viên Lê Thành Công là một công trình nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật chỉn chu, có giá trị thực tiễn vượt trội. Bằng việc kết hợp chặt chẽ giữa các quy chuẩn xây dựng Việt Nam hiện hành (TCVN 5738:2021, TCVN 3890:2021) với các thiết bị công nghiệp tiêu chuẩn quốc tế (Horing AH-8011-2, AH-0218, AH-9717), đồ án đã xây dựng thành công một giải pháp bảo vệ an toàn cháy nổ toàn diện cho công trình y tế 9 tầng.

Giải pháp thiết kế không chỉ giải quyết trọn vẹn bài toán cảnh báo sớm và triệt tiêu báo động giả, mà còn đóng góp một sơ đồ liên động cơ điện mẫu mực (kết nối BMS, HVAC, thang máy, quạt tăng áp và gọi số khẩn cấp 114). Đây là nguồn tài liệu tham khảo kỹ thuật giá trị cao cho sinh viên ngành Điện Tự động công nghiệp, kỹ sư cơ điện M&E và các đơn vị tư vấn thiết kế công trình dân dụng trên toàn quốc.