Hệ Thống Chữa Cháy Khí Aerosol

Hệ thống chữa cháy khí Aerosol (Sol khí)

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.

Hệ thống Aerosol còn được biết đến với tên gọi khác đó là hệ thống chữa cháy Sol khí là hệ thống chữa cháy theo công nghệ mới, mang đến giải pháp chữa cháy thay thế hiệu quả và tinh tế với những ưu điểm như độ an toàn cao, dễ dàng vận chuyển, lắp đặt và tiết kiệm chi phí.

Hiện nay hệ thống chữa cháy tự động bằng khí Aerosol đang được sử dụng khá phổ biến tại Việt Nam, và được ứng dụng thi công lắp đặt chữa cháy cho các công trình như: phòng server, trung tâm dữ liệu, tuabin điện gió, điện mặt trời,…

Khí Aerosol là gì? Tại sao chữa cháy hiệu quả nhưng lại tiết kiệm được chi phí như vậy?

Aerosol hay còn gọi là sol khí là một dạng hỗn hợp của chất khí (aero) và các hạt rắn (solid) có kích thước rất nhỏ, thường không lớn hơn 10 microns. Chất chữa cháy này được tạo ra từ thành phần chính là muối của kim loại kiềm như sodium bicarbonate (NaHCO3) và potassium bicarbonate (KHCO3)

Xem khí Aerosol (Sol khí)

Đặc điểm khí Aerosol chữa cháy

Theo tiêu chuẩn NFPA 2010, bột Aerosol tồn tại ở hai dạng:

• Aerosol cô đặc: Vật liệu dập lửa gồm các phần tử rắn được chia tách cực nhỏ, đường kính thông thường dưới 10 micrômét và chất khí, được tạo ra bởi quá trình đốt cháy hợp chất hình thành khí thuần nhất.
• Aerosol phân tán: Vật liệu dập lửa gồm các phần tử hóa chấy chia tách cực nhỏ, có đường kính dưới 10 micrômét. Vật liệu này được nạp bên trong một bình chứa, và được nén dưới dạng khí trơ hoặc khí halocarbon.
• Khi được kích hoạt, khí Aerosol chữa cháy trông giống như một đám sương mù dày đặc và khuếch tán ở dạng khí.

Nguyên lý chữa cháy khí Aerosol

• Không giống như các chất chữa cháy cổ điển khác (CO2, Nitơ, FM200), aerosol dập tắt cháy bằng cách can thiệp về mặt hóa học vào những gốc tự do (oxy, hydrogen và hydroxide ion), tại khu vực có cháy, nó 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.

Thành phần thiết bị chính của hệ thống chữa cháy Aerosol

Các thiết bị chính trong một hệ thống chữa cháy khí Aerosol bao gồm:

• Bình khí Aerosol (máy phun khí Aerosol)
• Tủ trung tâm điều khiển
• Chuông
• Còi, đèn báo xả khí
• Đầu báo cháy (khói, nhiệt)
• Nút nhấn kích hoạt nút ấn tạm dừng phun khí thủ công.

Nguyên lý kích hoạt hệ thống chữa cháy khí Aerosol

Giống như nhiều hệ thống chữa cháy khí khác, hệ thống chữa cháy khí Aerosol cũng có thể được kích hoạt bằng 2 cách: kích hoạt tự động và kích hoạt thủ công (kích hoạt bằng tay).

Kích hoạt tự động

• Khi chỉ có một đầu báo cháy (nhiệt hoặc khói) truyền tín hiệu về tủ trung tâm điều khiển, tủ trung tâm sẽ phát tín hiệu cảnh báo cấp 1: chuông, còi báo cháy sẽ hoạt động để cảnh báo mọi người có sự cố cháy và để chuẩn bị thoát ra khỏi khu vực nguy hiểm. Lúc này hệ thống bình chứa Aerosol chưa kích hoạt, khí chữa cháy chưa được xả ra.
• Khi cả hai đầu báo cháy đều được kích hoạt và truyền tín hiệu đến tủ trung tâm điều khiển, tủ trung tâm sẽ phát tín hiệu cảnh báo cấp 2 và bắt đầu đếm ngược thời gian để xả khí chữa cháy. Thời gian đếm ngược này được gọi là thời gian trễ để người trong và gần khu vực hỏa hoạn di tản. Thời gian này có thể được cài đặt từ 0 đến 10 phút.
• 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.
• Nếu trong thời gian trễ mà mọi người chưa kịp di tản thì có thể ấn nút “ABORT” của khu vực đó để tạm thời dừng quá trình kích hoạt hệ thống chữa cháy. Khi buông nút “ABORT”, hệ thống sẽ kích hoạt sau thời gian trễ.

Kích hoạt thủ công (kích hoạt bằng tay)

Để kích hoạt hệ thống thủ công, chúng ta chỉ cần ấn nút kích hoạt phun khí thủ công được thiết kế trong tòa nhà. Lúc này, tủ trung tâm sẽ phát tín hiệu cảnh báo và ngay lập tức tiến trình phun khí chữa cháy vào khu vực cần bảo vệ.

Ưu điểm và nhược điểm của hệ thống chữa cháy khí Aerosol

Ưu điểm

So với các hệ thống chữa cháy khí khác (CO2, Nitơ, FM200), hệ thống chữa cháy khí Aerosol có chi phí lắp đặt rẻ hơn, dễ dàng vận chuyển, lắp đặt và an toàn hơn.

Tiết kiệm chi phí

• Hệ thống chữa cháy khí Aerosol không cần đường ống, đầu phun. Vì vậy có thể tiết kiệm được một khoản chi phí về đầu tư vật liệu cũng như là chi phí thi công

Dễ dàng vận chuyển và lắp đặt

• Bình Aerosol có kích thước nhỏ, nhẹ và linh hoạt, dễ dàng vận chuyển và lắp đặt tiết kiệm được nhiều không gian, không bị ràng buộc bởi kích thước không gian cần bảo vệ.

An toàn cho con người và thiết bị

• Vì bình chữa cháy khí Aerosol không có áp suất nên người sử dụng không cần lo lắng đến vấn đề áp lực bình.
• An toàn cho con người: Khí Aerosol chữa cháy bằng cách bẽ gãy chuỗi phản ứng hóa học của các gốc tự do tại khu vực cháy mà không làm giảm lượng oxy có trong không khí nên con người có thể hoạt động ở khu vực chữa cháy.
• Không gây hại cho thiết bị, vật dụng trong vùng chữa cháy

Khí sạch không gây ảnh hưởng đến môi trường

• Thân Thiện Với Môi Trường không phá hủy tầng ozone, không gây hiệu ứng nhà kính

Nhược điểm

Bên cạnh những ưu điểm tuyệt vời của mình. Hệ thống chữa cháy khí Aerosol cũng có một số nhược điểm nhất định, cụ thể như sau:

• Không thử nghiệm được vì khi kích hoạt hệ thống sẽ phun hết khí trong 15s không thể ngừng được.
• Không hiệu quả bằng các hệ thống chữa cháy khí khác (FM200, Nitơ) nếu sử dụng trong phòng lớn.
• Không hiệu quả nếu sử dụng tại những khu vực thoáng khí.
• Chỉ sử dụng được 1 lần, sau khi chữa cháy phải thay bình mới mà không thể nạp khí để sử dụng cho những lần tiếp theo như các hệ thống chữa cháy khác.

Tiêu chuẩn thiết kế và cách tính toán hệ thống chữa cháy khí Aerosol

Cơ sở thiết kế:

Thiết kế dựa trên tiêu chuẩn: TCVN 7161-2009, TCVN 5738-2000, TCVN 3890-2009, NFPA 2010-2020.

• Nồng độ thiết kế có thể thay đổi phụ thuộc vào cao độ phòng, sử dụng Sofware để đảm bảo độ chính xác. Nồng độ thiết kế của aerosol đã bao gồm hệ số an toàn 1.3.
• Khối lượng tổng sẽ được tính toán tùy thuộc vào thể tích phòng được bảo vệ.
• Lựa chọn thiết bị sẽ phụ thuộc vào sản phẩm của từng nhãn hàng sao cho bằng tổng khối lượng tính toán.

Các bước tính toán thiết kế:

• Xác định các kích thước hình học của khu vực được bảo vệ (thể tích, tổng diện tích, chiều cao). (Thể tích của thiết bị được bảo vệ không được khấu trừ từ trong tổng thể tích).
• Xác định xem nếu có những vật cản lớn trong khu vực cần bảo vệ.
• Xác định loại đám cháy cho khu vực cần bảo vệ.
• Xác định mật độ thiết kế phù hợp dựa vào phân loại loại đám cháy.
• Xác định khả năng rò rỉ của khu vực cần bảo vệ.
• Xác định xem nếu cần thêm hóa chất để bù cho sự rò rỉ, hay các vật cản.
• Tính toán khối lượng

Khối lượng Aerosol được tính từ công thức sau:

m = da x fa x V

Trong đó:

• m = tổng lượng phun [g (lb)]
• da = mật độ sử dụng theo thiết kế đã bao gồm hệ số an toàn 1.3 [g/m3 (lb/ft3)]
• fa = hệ số thiết kế bổ sung
• V = thể tích bảo vệ [m3 (ft3)]

Hệ số thiết kế bổ sung. Ngoài lượng chất chữa cháy xác định bằng mật độ sử dụng theo thiết kế, lượng chất chữa cháy bổ sung được yêu cầu thông qua việc sử dụng các hệ số thiết kế bổ sung để bù trừ cho bất kỳ điều kiện đặc biệt sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả chữa cháy (như rò rỉ và các vật cản)

Lắp đặt hệ thống chữa cháy khí Aerosol

• Bình Aerosol có thể treo lên tường, dầm, các cấu trúc và cột đảm bảo chắc chắn
• Góc nghiêng lắp đặt là 15 độ đến 30 độ theo chiều dọc so với tường bên và dọc theo trục giữa
• Khoảng cách lắp đặt phải đủ khoảng cách C-zone
• Bình aerosol phải được lắp sao cho có đường xả thông thoáng và không được xả vào tường hoặc thiết bị hoặc xả trực tiếp vào nhau bởi vì điều này sẽ dẫn đến sự tích tụ và giảm hiệu quả chữa cháy
• Khi chiều cao bảo vệ > 5 m thì cần lắp đặt thành 2 lớp

 Nên và không nên khi lắp đặt hệ thống chữa cháy khí Aerosol

Theo tiêu chuẩn NFPA 2010, hệ thống chữa cháy khí Aerosol có thể được sử dụng để dập các đám cháy: đám cháy lớp A, B, C.

Hệ thống chữa cháy khí Aerosol không được sử dụng cho các đám cháy liên quan đến các loại nhiên liệu sau. Trừ khi các thử nghiệm liên quan mang đến kết quả được thông qua.

• Các hóa chất làm ô nhiễm nguồn cung cấp oxy, chẳng hạn như cellulose nitrate;
• Hỗn hợp chứa vật liệu oxy hóa, chẳng hạn như natri clorat hoặc natri nitrat;
• Các hóa chất có khả năng trải qua quá trình phân hủy tự động như một số peroxit hữu cơ và hydrazine.
• Các kim loại kiềm (như natri, kali, magiê, titan và zirconi), kim loại hydrua, một số trong đó có thể phản ứng mạnh với một số chất chữa cháy Aerosol;
• Các tác nhân oxy hóa như oxit nitric và flo.
• Vật liệu pyrophoric như phốt pho trắng hoặc hợp chất hữu cơ kim loại.

(*) Lưu ý:

• Danh sách này có thể không đầy đủ.
• Chất chữa cháy Aerosol không được phép sử dụng để dập tắt các đám cháy liên quan đến các chất kiềm và các chất cháy trong điều kiện không có oxy.

Những điều lưu ý khi thi công lắp đặt hệ thống chữa cháy khí Aerosol

1. NÊN tham dự các buổi đào tạo cho hệ thống chữa cháy khí Aerosol. Để đảm bảo nắm được các kiến thức cơ bản về thiết kế, lắp đặt, vận hành hệ thống.

2. NÊN Lắp đặt bình ở những vị trí cố định và vững chắc. Việc trang bị bình ở những vị trí cố định giúp cho quá trình hoạt động được diễn ra đảm bảo, an toàn và hiệu quả.

3. KHÔNG NÊN lắp đặt bình trong khoảng cách không cho phép của nhà sản xuất. Việc lắp đặt bình trong khoảng cách không cho phép này có thể làm cho thiết bị bị ảnh hưởng và không đảm bảo hiệu quả chữa cháy.

4. KHÔNG NÊN hướng thẳng HTCC Aerosol vào trực tiếp thiết bị. Trong quá trình lắp đặt HTCC Aerosol, chúng ta cần lưu ý về hướng phun của hệ thống, vì khi có sự cố xảy ra hướng phun giúp cho quá trình chữa cháy hiệu quả hơn đồng thời bảo vệ được thiết bị an toàn sau quá trình chữa cháy.

5. NÊN thực hiện việc làm sạch bụi chữa cháy Stat-X sau khi phun xả. Sau khi phun xả chữa cháy, việc làm sạch thiết bị giúp cho quá trình vận hành hoạt động của thiết bị diễn ra an toàn và đảm bảo hơn.

Có thể dùng các loại bình xịt chất làm sạch cho các thiết bị điện tử như:

• Electra XL
• Maplin N64AN
• Safety Wash II Aerosol
• 4050A

Các hệ thống chữa cháy Aerosol (Sol khí) phổ biến hiện nay

• Hệ thống chữa cháy Aerosol Stat-X 
• Hệ thống chữa cháy Aerosol Fire Pro
• Hệ thống chữa cháy Aerosol GreenSol