Tìm hiểu hệ thống bơm nước cứu hỏa, hệ thống quạt tăng áp cầu thang và cách thức kết nối với hệ thống tòa nhà

Trong thời đại hiện nay, việc xây dựng các tòa nhà cao tầng làm công sở, trung tâm thương mại, khác sạn… ngày càng trở lên phổ biến.Chúng ngày càng trở lên hiện đại , tiện nghi để phụ vụ các yêu cầu ngày càng cao của con người. Giải pháp kết hợp các thiết bị cơ điện sử dụng trong tòa nhà với công nghệ tự động hóa nhằm đem lại khả năng tự động (hệ thống thông gió, hệ thống chiếu sáng …) đã không còn là điều mới mẻ nữa.Tự động hóa vận hành các hệ thống kỹ thuật của tòa nhà nhằm mục đích tăng tính tiện nghi, giảm chi phí vận hành, tăng hiệu quả hoạt động, tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng và đảm bảo an ninh, an toàn tương xứng với tầm quan trọng và yêu cầu của tòa nhà. Đơn giản hóa việc báo lỗi cho các thiết bị, máy móc và hệ thống. Hỗ trợ truy cập đến thông tin vận hành thiết bị, hệ thống. Tự động hóa và chuẩn hóa quản lý tiện ích. Cung cấp khả năng giao tiếp với tất cả dịch vụ trong tòa nhà giúp cho việc vận hành toà nhà một cách đơn giản, chính xác và hiệu quả. Sau thời gian học tập, nhóm em được giao nhiệm vụ: “ Tìm hiểu hệ thống bơm nước cứu hỏa, hệ thống quạt tăng áp cầu thang và cách thức kết nối với hệ thống tòa nhà ”. Bằng kiến thức bài giảng của môn Tự động hóa tòa nhà, cùng tài liệu tìm hiểu trên internet nhóm em đã cùng nhau cố gắng để hoàn thành bài tập lớn này.

LỜI MỞ ĐẦU

Trong thời đại hiện nay, việc xây dựng các tòa nhà cao tầng làm công sở,trung tâm thương mại, khác sạn… ngày càng trở lên phổ biến.Chúng ngàycàng trở lên hiện đại , tiện nghi để phụ vụ các yêu cầu ngày càng cao của conngười Giải pháp kết hợp các thiết bị cơ điện sử dụng trong tòa nhà với côngnghệ tự động hóa nhằm đem lại khả năng tự động (hệ thống thông gió, hệthống chiếu sáng …) đã không còn là điều mới mẻ nữa.Tự động hóa vậnhành các hệ thống kỹ thuật của tòa nhà nhằm mục đích tăng tính tiện nghi,giảm chi phí vận hành, tăng hiệu quả hoạt động, tối ưu hóa việc sử dụng nănglượng và đảm bảo an ninh, an toàn tương xứng với tầm quan trọng và yêucầu của tòa nhà Đơn giản hóa việc báo lỗi cho các thiết bị, máy móc và hệthống Hỗ trợ truy cập đến thông tin vận hành thiết bị, hệ thống Tự động hóa

và chuẩn hóa quản lý tiện ích Cung cấp khả năng giao tiếp với tất cả dịch vụtrong tòa nhà giúp cho việc vận hành toà nhà một cách đơn giản, chính xác

và hiệu quả

Sau thời gian học tập, nhóm em được giao nhiệm vụ: “ Tìm hiểu hệ

thống bơm nước cứu hỏa, hệ thống quạt tăng áp cầu thang và cách thức kết nối với hệ thống tòa nhà ” Bằng kiến thức bài giảng của môn Tự động

hóa tòa nhà, cùng tài liệu tìm hiểu trên internet nhóm em đã cùng nhau cốgắng để hoàn thành bài tập lớn này

Mặc dù, đã cố gắng hết sức trong quá trình làm bài, nhưng do kiến thứcchưa vững và còn ít kinh nghiệm trình bày nên sẽ có nhiều thiếu sót trong bàitập lớn này Vì vậy, nhóm em rất mong các thầy cô chỉ bảo và giúp đỡ nhóm

để nhóm bổ sung được những thiếu sót và hoàn thiện kiến thức môn học hơn.Cuối cùng chúng em xin chân thành cảm ơn thầy đã tạo điều kiện và giúp

đỡ nhóm em hoàn thành bài tập lớn này

I Tổng quan hệ thống tự động hóa tòa nhà.

1.2 Các hệ thống thường dùng trong nhà thông minh.

- Hệ thống điều hòa không khí và thông gió (HVAC):

Điều khiển và giám sát phòng máy lạnh trung tâm: máy lạnhchiller, bơm nước lạnh, bơm nước giải nhiệt, tháp giải nhiệt HVAC cókhả năng giao tiếp với trạm điều khiển trung tâm để thực hiện giám sát

và thay đổi tham số của hệ thống cho phù hợp với thời gian trongngày, với các mùa, và các địa điểm khác nhau, v.v

- Hệ thống điều khiển chiếu sáng (lighting control):

Điều khiển hệ thống chiếu sáng dựa vào nhiều thông số như lưulượng, cường độ ánh sáng, độ rọi để đảm bảo chất lượng chiếu sángđúng như yêu cầu Hệ thống này còn có khả năng điều khiển chiếusáng theo thời gian thực

- Hệ thống quản lý vào/ra (access control):

Hệ thống có thể đáp ứng yêu cầu bảo mật riêng như cài mãđóng/mở cửa phòng, thu thập thông tin giám sát các cổng vào/ra vềtrung tâm, và còn có thể cho phép đăng nhập từ xa qua mạng máy tính

- Hệ thống điều khiển đảm bảo an toàn (security control):

Hệ thống điều khiển có tính phức tạp và quan trọng trong toà nhà là

hệ thống đảm bảo an toàn chống cháy nổ, khí độc, lụt lội trong khi sửdụng lửa, khí đốt, khói, nuớc… Hệ thống điều khiển an toàn có chứcnăng bảo vệ hàng hoá, tài sản và con người sống trong tòa nhà đó Hệthống này phải có khả năng phản ứng kịp thời đối với từng trường hợpthông qua liên lạc thông tin hai chiều giữa trung tâm điều khiển tòanhà với lực lượng cảnh sát, cứu hoả, và các đội cứu hộ khác một cách

tự động

- Hệ thống quản lí năng lượng – máy phát dự phòng:

Hệ thống giám sát tình trạng, mức độ chất lượng của hệ thống cungcấp điện,giám sát cảnh báo của các khối của máy phát điện Có khảnăng sử dụng máy phát dự phòng như nguồn dự phòng, cung cấp nănglượng bổ sung khi cần thiết

1.3 Lợi ích của việc tích hợp tự động hóa trong tòa nhà.

Với các hệ thống điều khiển tự động tích hợp như trên, những lợiích của việc xây dựng tự động hóa tòa nhà là rất đa dạng, nhưng ba lợiích lớn nhất hệ thống này đem lại cho các nhà quản lý là:

- Tiết kiệm chi phí

Một tòa nhà tích hợp hệ thống tự động có thể theo dõi phạm vi, dựđoán và ước tính được nhu cầu sử dụng năng lượng để có thể giảmthiểu tối đa tiêu tốn năng lượng không cần thiết Hơn nữa, nó có thểđồng bộ với môi trường bên ngoài để đạt được hiệu quả tiết kiệm nănglượng tối đa hơn

Bên cạnh đó, việc có một hệ thống theo dõi, thống kê và báo cáo sốliệu cũng giúp cho việc quản lý hiệu quả và bớt tốn kém hơn Khi cósai sót, nhà quản lý sẽ không mất thời gian tìm kiếm hay cố gắng chẩn

đoán vấn đề mà tất cả đều được báo cáo chi tiết và chính xác trên hệthống.

Cuối cùng, tối ưu hóa hoạt động của các cơ sở xây dựng khác nhaugiúp kéo dài tuổi thọ của các thiết bị thực tế, dẫn đến giảm chi phí thaythế và bảo trì

- Tiện nghi và năng suất

Hệ thống tự động hóa tòa nhà sẽ cung cấp đầy đủ tiện nghi giúpcuộc sống của những cư dân tại tòa nhà trở nên nhanh chóng, dễ dàng

và thoải mái, từ đó giảm thiểu các khiếu nại và thời gian giải quyếtnhững khiếu nại Ngoài ra, các nghiên cứu đã chỉ ra rằng cải thiện hệthống thông gió và chất lượng không khí có tác động trực tiếp đến sứckhỏe người trong tòa nhà, cho phép mọi người tập trung vào công việchơn và tăng năng suất cá nhân của họ

- Thân thiện với môi trường

Giảm tác động lên môi trường của một hệ thống tự động hóa tòanhà là hiệu quả quản lý năng lượng của nó Bằng cách giảm tiêu thụnăng lượng, hệ thống này có thể làm giảm lượng khí nhà kính và cảithiện chất lượng không khí trong nhà của tòa nhà Thêm vào đó, một

hệ thống tự động hóa có thể kiểm soát lượng chất thải tại các cơ sởnhư hệ thống đường ống dẫn nước, và một hệ thống tự động hiện đạicòn có thể lọc và đào thải ra ngoài môi trường một lượng chất thải rấtnhỏ, giúp gia tăng đáng kể hiệu quả công tác bảo vệ môi trường

Hình 1.3.1: Các hệ thống tự động hóa được tích hợp trong tòa nhà.

II Hệ thống bơm nước cứu hỏa.

2.1 Tổng quát hệ thống.

Hệ thống bơm nước cứu hỏa hay hệ thống bơm phòng cháy, chữacháy hiện là nhu cầu không thể thiếu trong thiết kế, thi công xây dựngcông nghiệp, mặt khác hệ thống bơm cứu hỏa đóng vai trò hết sức quantrọng, nó quyết định chuẩn mực an toàn cho toàn bộ hệ thống, hay nóiđúng hơn nếu không có nó toàn bộ các công trình xây dựng công nghiệpnói chung, các khu phức hợp tòa nhà, khu chung cư, khách sạn, đềukhông thể đưa vào vận hành và hoạt động

Các hệ thống bơm nước chữa cháy:

- Hệ thống bơm chữa cháy Fire Fighting

Hình 2.1.1 : Hệ thống bơm chữa cháy Fire Fighting

Hệ thống bơm kết hợp với các cảm biến và bộ báo, chữa cháy tựđộng, tự động điều khiển cấp nước, mở van phun nước chữa cháy khixảy ra sự cố hỏa hoạn

Hình 2.1.2: Hệ thống bơm chữa cháy Fire fighting sprinkler-systems

- Hệ thống vòi chữa Hose reel

Hình 2.1.3: Hệ thống vòi chữa Hose reel.

Hệ thống có vòi HOSE REEL chiều dài 30m đường kính50mm(D50), 65mm(D65), chịu áp lực 13bar

- Hệ thống trụ chữa cháy Hydrant

Hình 2.1.4: Hệ thống trụ chữa cháy Hydrant

Được chế tạo từ gang cầu với khả năng chịu lực lớn hơn và độ bền

Hình 2.2.5: Sơ đồ nguyên lý và nguyên lý hoạt động.

- Nguyên lý hoạt động của hệ thống bơm nước chữa cháy:

+ Khi đầu khói phát hiện ra khói ở mức có cháy thì lập tức cótín hiệu được gửi về tủ trung tâm, đồng thời còi và đèn báo cháyhoạt động cảnh báo cháy

+ Tín hiệu sau khi được xử lí sẽ kích hoạt van điện tử, hệ thốngmáy bơm nước chữa cháy

+ Nước được bơm vào đường ống chữa cháy, phun qua các van

tự động để dập tắt đám cháy

2.3 Các thiết bị được sử dụng trong hệ thống.

- Tủ trung tâm :

Hình 2.3.1: Tủ điều khiển trung tâm.

Hình 2.3.2: Tủ điều khiển trung tâm

Tủ điều khiển chứa các thiết bị đóng ngắt tự động và thiết bịđóng ngắt bằng tay aptomat, contactor, rơle nhiệt để điều khiển hệthống trung gian

- Đèn và còi báo cháy :

Phát âm thanh, đèn cảnh báo khi nhận được tín hiệu báo cháy

từ trung tâm điều khiển hay các vị trí báo động bằng tay

Hình 2.3.3: Chuông báo cháy Hình 2.3.4: Đèn báo cháy

- Tủ kéo cáp :

Nơi đặt cáp và vòi cứu hỏa tại những vị trí quan trọng như nốithoát hoặc các khu vực dễ cháy dễ nan lửa Đường ống cứng đẫnnước đã được lắp đặt sẵn và cáp mềm chữa cháy được lấy nước từđường ống cứng

Hình 2.3.5: Tủ kéo cáp chữa cháy

- Máy bơm cứu hỏa :

Máy bơm chữa cháy là thiết bị chuyên dụng dùng trong côngviệc chữa cháy Đây là thiết bị đóng vai trò cung cấp một lượng nướclớn trong thời gian ngắn để phục vụ công việc chữa cháy.

Vậy nên lựa chọn máy bơm chữa cháy phù hợp với công trình

là vô cùng cần thiết Khi lựa chọn máy bơm chữa cháy cần chú ý đếncác yếu tố như công suất , lưu lượng bơm, độ cao hút nước,…

Một số loại máy bơm :

+ Máy bơm chữa cháy chạy động cơ diesel/ xăng là loại máy bơm sửdụng diesel hoặc xăng để cung cấp năng lượng chính Tùy vàomodel mà máy có những công suất khác nhau , lưu lượng tối đachúng đạt được là 300 lít/giây , tương đương với 1100m3/h , cột áptối đa : 16 bar tương đương với 16mH2O Có nhiều nhãn hiệu uytín cho bạn lựa chọn như máy bơm chữa cháy Tohatsu(chạy xăng),máy bơm chữa cháy diesel(chạy diesel/dầu) điều là những loạimáy bơm có công suất lớp , độ cao vận chuyển nước cũng khá tốt

có ứng dụng cao đối với các công trình xây dựng có diện tích rộng

+ Máy bơm chữa cháy động cơ điện trục rời: loại bơm này sử dụngđiện với kết cấu nhỏ gọn có công suất lớn và lưu lượng bơm rấtlớn Máy được thiết kế và vận chuyển tối đa 300 lít nước mỗi giây,công suất tối đa 350 KW, cột áp tối đa : 16 m H2O Với dòng máynày cũng có những thương hiệu dành nổi tiếng cho bạn lựa chọn

Ví dụ như máy bơm chữa cháy Ebara, máy bơm chữa cháy Pentax,

…

+ Bộ bơm cứu hỏa phòng cháy chữa cháy : là sự tích hợp của bơmđiện, bơm diesel và một số thiết bị khác như bơm bù áp, bơm bình

áp lực, tủ điện, thiết bị trọn bộ…Bơm có thể vận chuyển một lượngnước lớn trong thời gian ngắn, ước tính đạt lưu lượng tối đa là

1100 m3/h tương đương 300 lít/giây công suất tối đa của máy lêntới 350 kw, cột áp tối đa là 16 bar

Tất cả các dòng máy bơm chữa cháy nào cũng cần phải cónhững biện pháp để bảo dưỡng và sửa chữa định kì , tránh các hiệntượng trục trặc khi hoạt động , thậm chí là máy không hoạt động trongtrường hợp cần thiết

Hình 2.3.6: Bơm chữa cháy

- Ống đẫn nước D50 – D65 :

Làm nhiệm vụ dẫn nước từ bể nguồn và chuyển đến các đườngống cứu hoả khi xảy ra các đám cháy trong toà nhà, nhà xưởng haykho hàng Bởi vậy ống cấp nước PCCC phải chịu áp lực cao để có thếcung cấp đủ lượng nước và sức nước cho quá trình dập lửa Đó là 2loại ống PCCC thông dụng dùng cho hệ thống cấp nước phòng cháychữa cháy :

+ Ống nhựa HDPE - Tiền Phong chịu áp lưc từ 6 bar -> 20 bar

+ Ống thép mạ Kẽm - Hòa Phát sản xuất theo tiêu chuẩn BS

Hình 2.3.7: Đường ống chữa cháy Hình 2.3.8: Ống mền chữa cháy

- Đầu phun chữa cháy : Đầu phun sprinkler

Đầu phun Sprinkler là lọai đầu phun nước tỏa đều lên trên khuvực cháy, mỗi lọai đầu phun khác nhau được thiết kế làm việc ở mỗingưỡng họat động riêng và kiểu đầu phun theo lọai cấu trúc của thânđầu phun Có rất nhiều lọai đầu phun, nhưng phần lớn vẫn dựa trên cácthành phần sau:

 Thân: Tạo nên cấu trúc cho đầu phun, chịu đựng được áp lực nướctrong đường ống phun ra Thân sẽ giữ bộ cảm ứng nhiệt và nút chặn

để làm kín nước, nâng đỡ tấm lá dẫn hướng phun nước Được chếtạo bằng đồng thau hoặt thép mạ crôm để chống gỉ Chọn đúng kiểuthân đầu phun phụ thuộc vào diện tích khu vực cần chữa cháy

 Bộ cảm ứng nhiệt: Là thành phần kiểm sóat nhiệt độ để phun nước

Ở nhiệt độ bình thường, bộ cảm ứng sẽ chặn giữ nút chặn lại làmkín nước, khi nhiệt độ cao đạt đến ngưỡng họat động bộ cảm ứng sẽgiải phóng làm rơi nút chặn ra Thông thường bộ cảm ứng nhiệt sửdụng là bầu thủy tinh có chứa thủy ngân

 Nút chặn: Dùng để chặn và làm kín không cho nước rò rỉ ra ngòai,được bộ cảm ứng nhiệt chặn lại không cho nước phun ra Khi bộcảm ứng họat động ( bể vỡ hay đứt …) nút chặn sẽ rơi ra và nướctrong đường ống sẽ phun ra ngoài.

 Tấm dẫn hướng: Được lắp trên thanh đầu phun đối diện với nútchặn nơi mà nước sẽ phun ra ngòai Nhiệm vụ của tấm dẫn hướng

là chia đều dòng nước phun và tỏa rộng ra trên bề mặt diện tíchchữa cháy Tấm dẫn hướng sẽ quyết định kiểu lắp của đầu phun bởihướng và góc phun Các kiểu lắp thông thường của đầu phun làquay lên, quay xuống và quay ngang Việc lắp đặt đầu phunSprinkler phải theo đúng thiết kế, việc lựa chọn kiểu đầu phun phảidựa theo kiến trúc của tòa nhà

 Mỗi đầu phun Sprinkler sẽ họat động riêng lẻ khi đạt đến nhiệt độkích họat đựơc thiết kế sẵn Phần lớn các đầu phun Sprinkler phunkhỏang 80-100 lít/phút, điều này còn phụ thuộc vào thiết kết của hệthống Một số lọai Sprinkler đặc biệt được thiết kế cho phép phunlên đến 400 lít/phút

Các trạng thái hoạt động của đầu sprinkler

Nước được duy trì sẵn trong đường ống, các đầu phun Sprinklerkhi phun sẽ hướng tia nước bao phủ lên khu vực cần bảo vệ Nướcphun ra sẽ làm giảm nhiệt độ của đám cháy và ngặn chặn đám cháy lantruyền ra khu vực kế cận Phần lớn các hệ thống phun nước Sprinklercũng kèm theo các thiết bị báo động cháy để cảnh báo khi xảy ra sự cốcháy

Khi lửa mới bắt đầu xuất hiện, nhiệt độ tỏa ra vẫn còn thấp vànhiệt độ ở xung quanh đầu phun Sprinkler vẫn chưa đạt đến ngưỡnghọat của bộ cảm ứng nhiệt Tuy nhiên khi đám cháy bùng phát lớn

hơn, nhiệt độ lan tỏa và đạt đến ngưỡng họat động của bộ cảm ứngnhiệt thì nó sẽ bể ra và giải phóng nút chặn.

Khi đám cháy bùng phát lớn sẽ làm nhiệt độ tăng cao, bộ cảmứng nhiệt sẽ họat động sau 30 giây đến 4 phút và sẽ làm nút chặn thóat

ra để nước từ trong đường ống phun ra ngòai Trong phần lớn cáctrường hợp chữa cháy cần phải đòi hỏi có ít nhất là 2 đầu phunSprinkler để chữa cháy Đối với trường hợp đám cháy bùng phát và lan

ra nhanh chóng thì cần phải có hơn 12 đầu phun để kiểm sóat

Sau khi nút chặn rời khỏi vị trí chặn sẽ làm nước trong đườngống thóat ra ngòai Dòng nước chữa cháy phun ra hướng đến tấm dẫnhướng, tấm dẫn hướng sẽ chia đều dòng nước phun và tỏa rộng ra trên

bề mặt diện tích để chữa cháy

Hình 2.3.9: Van chữa cháy Hình 2.3.10: Vòi chữa cháy

tự động bằng tay

- Đầu dò cháy :

+ Đầu báo nhiệt:

Hình 2.3.11: Đầu dò nhiệt.

Thông thường có hai loại đầu báo nhiệt được sử dụng trong kỹthuật báo cháy đó là: Đầu báo nhiệt cố định và đầu báo nhiệt giatăng

Đầu báo nhiệt cố định là loại đầu báo khi nhiệt độ môi trườngchúng được lắp đặt tăng đến một nhiệt độ cố định nào đó, đầu báo sẽhoạt động và gửi tín hiệu về trung tâm

Đầu báo nhiệt thường được chế tạo theo 3 nhóm A, B, C.Nhóm A có nhiệt độ cố định từ 60 0C đến 75 0C Nhóm B có nhiệt độ

cố định từ 80 0C đến 95 0C Nhóm C có nhiệt độ từ 120 0C đến

1350C

Đầu báo nhiệt gia tăng (ROR) là loại đầu báo sẽ hoạt động và giữtín hiệu về trung tâm Nếu nhiệt độ môi trường tăng lên từ từ khôngquá 2 0C/ phút đầu báo không làm việc

Từ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của 2 loại đầu báo nhiệtchúng ta thấy đầu báo nhiệt cố định và đầu báo nhiệt gia tăng có cấutrúc rất đơn giản chúng không cần nguồn nuôi nên không bị tác độngbởi các yếu tố khác vì vậy chúng hoạt động rất ổn định Giá thànhcủa các đầu báo nhiệt thấp nên đầu báo nhiệt được sử dụng rất phổbiến trong hệ thống báo cháy tự động

Đầu báo nhiệt cố định chỉ làm việc khi nhiệt độ môi trườngđạt tới một giới hạn không tính tốc độ gia tăng nhiệt Ngược lại đầubáo nhiệt gia tăng chỉ làm việc Khi tốc độ gia tăng nhiệt đạt đến mứcgiới hạn, không tính đến mức nhiệt độ của môi trường Khi đámcháy xảy ra đầu báo nhiệt gia tăng sẽ phản ứng nhanh hơn đầu báonhiệt cố định Tuy vậy đầu báo nhiệt cố định lại có độ tin cậy caohơn đầu báo nhiệt gia tăng vì trong một số trường hợp mắc dù cócháy xảy ra nhưng nguồn sinh nhiệt lại bị che khuất hoặc đám cháyphát triển chậm nhiệt độ tăng lên từ từ đầu báo nhiệt gia tăng sẽkhông hoạt động Khi lắp đặt chúng ta cần lưu ý điều này Để nângcao độ tin cậy của hệ thống báo cháy cách tốt nhất là lắp đặt cả haiđầu báo hoặc sử dụng loại đầu báo nhiệt kết hợp.

+ Đầu báo khói

Hình 2.3.12: Đầu dò khói

Do giá thành thấp, độ ổn định cao của các đầu báo nhiệt được

sử dụng rất phổ biến trong các hệ thống báo cháy tự động Tuy nhiên

do quá trình truyền nhiệt trong không khí là quá trình xảy ra với tốc

độ chậm, vì vậy khả năng phát hiện sớm đám cháy của các đầu báonhiệt là rất thấp

Để sớm phát hiện đám cháy ngay khi nó vừa phát sinh, người

ta sử dụng đầu báo khói Hiện nay có 2 loại đầu báo khói là đầu báokhói ion và đầu báo khói quang

 Đầu báo khói Ion

Đầu báo khói Ion là đầu báo được chế tạo dựa trên hiệu ứngdẫn điện của không khí khi bị Ion hoá

Bộ phận cơ bản trong cấu tạo của đầu báo khói Ion là mộtbuồng Ion có chứa một lượng nhỏ chất phóng xạ Buồng Ion đượcchia làm 2 ngăn, một ngăn đóng kín hoặc được che chắn sao chokhói khó lọt được vào và được gọi là ngăn mẫu, còn ngăn thứ 2 đượcgọi là ngăn phân tích là ngăn để hở và tiếp xúc thường xuyên vớikhông khí bên ngoài

Các tia ALPHA phát ra từ nguồn phóng xạ sẽ Ion hoá cácphân tử không khí trong buồng Ion Khi điện áp một chiều được đặtlên các điện cực của buồng Ion,giữa các cực của buồng Ion đã xuấthiện dòng điện ở điều kiện bình thường, dòng điện ở ngăn làm mẫu

và ngăn phân tích cân bằng nhau,đầu báo không hoạt động Khi cócác phân tử khói lọt vào ngăn phân tích,các Ion trong ngăn này sẽ kếthợp với các phân khói và trở nên nặng hơn Tốc độ di chuyển củachúng giảm đi dẫn đến việc giảm giòng điện chạy trong ngăn phântích tuỳ theo số lượngcác phân tử khói lọt vào buồng Ion Khi sựchênh lệch dòng điện ở ngăn phân tích và ngăn mẫu đạt đén mứcnhất định đầu báo sẽ hoạt động giữ tín hiệu về trung tâm TiaALPHA là tia phóng xạ có khả năng Ion hoá phân tử của một sốlượng lớn các chất khí vì vậy đâù báo Ion là loại đầu báo nhạy nhấttrong các loại đầu báo cháy Nó có thể phát hiện được mọi loại khói

kể cả các loại khói mắt thường không nhìn thấy được Do giá thành

hợp lý và hoạt động khá ổn định đầu báo khói Ion được sử dụng rộngrãi để phát hiện đám cháy Thời gian sử dụng của đầu báo khói Ionphụ thuộc vào chất lượng phóng xạ trong buồng Ion Thông thườngchúng có thời gian sử dụng từ 3 đến 5 năm.

Nhược điểm duy nhất của đầu boá khói Ion là việc sử dụngchất phóng xạ để Ion hoá không khí, điều này sẽ ảnh hưởng đến môitrường và việc bảo trì các đầu báo khói Ion phải được thực hiện các

cơ sở có đủ điều kiện an toàn về phóng xạ Vì lý do trên ngày naymột số hãng trên thế giới đã ngừng sản xuất loại đầu báo này

 Đầu báo quang

Đầu báo quang là loại đầu báo được chế tạo trên nguyên lýkhuyếch tán và hấp thụ ánh sáng bởi các phân tử khói Khi ánh sángtruyền trong không khí

Bộ phận cơ bản trong cấu tạo đầu báo quang theo nguyên lýkhuếch tán ánh sáng là một buồng tối, trong đó có các vách ngăn xắpxếp theo hình dích dắc để ngăn không cho đầu thu (thường là tế bàoquang điện) có thể trực thu trực tiếp ánh sáng phát ra từ nguồn phátsáng (thường là các loại diode phát tia hồng ngoại)

Khi không có các phân tử khói lọt vào buồng tối tia sáng bịkhuếch tán theo nhiều hướng khác nhau làm cho tế bào quang điện

có thể thu được một phần ánh sáng phát ra từ nguồn sáng Điện trởnội của tế bào quang điện giảm đi tương ứng với số lượng phân tửkhí lọt vào buồng tối Khi điện trở của tế bào quang điện giảm đếnmột ngưỡng nhất định, đầu báo chuyển sang chế độ hoạt động và gửitín hiệu về trung tâm

Đầu báo khói quang chế tạo theo nguyên lý khuyếch tán giáthành hợp lý ,thời gian sử dụng có thể kéo dài hàng chục năm, độ tincậy tương đối cao và rất dễ bảo trì sửa chữa Khả năng phát hiện sớmđám cháy của các đầu báo quang loại này chỉ kém các đầu báo khóiIon Vì những lý do trên đầu báo quang chế tạo theo nguyên lýkhuyếch tán là loại đầu báo được dùng phổ biến nhất hiện nay trongcác hệ thống báo cháy tự động.

Nhược điểm của đầu báo quang chế tạo theo nguyên lýkhuyếch tán ánh sáng là chúng chỉ phát hiện được các loại khói cókích thước phân tử tương đối lớn mắt thường không thể nhìn thấyđược và phản xạ ánh sáng Đối với các loại khói có phân tử kíchthước nhỏ hoặc không phản xạ ánh sáng đầu báo khói quang chế tạotheo nguyên lý khếch tán không phát hiện được

Ngoài loại đầu báo quang chế tạo theo nguyên lý khuyếch tánánh sáng, người ta còn chế tạo loại đầu báo khói quang dự trênnguyên lý hấp thu ánh sánh bởicác phân tử khói Loại đầu báo nàycòn được gọi là đầu báo tia Cấu tạo của đầu báo tia được dựa trênnguyên lý hấp thụ ánh sáng, bao gồm một nguồn phát tia sáng(thường là tia hồng ngoại) hoạt động ở chế độ xung,một bộ phận thucác xung ánh sáng phát ra từ nguồn phát ở điều kiện bìnhthường,các đâù phát và đầu thu được bố trí sao cho đầu thu cóthểtrực tiếp thu được các xung ánh sáng phát ra từ đầu phát vớicường độ lớn nhất Điện trở nội của tế bào quang điện ở phần thu lúcnày nhỏ, đầu báo không hoạt động Khi có khói xuất hiện, các xungánh sáng đi từ đầu phát đến đầu thu bị các phân tử khói hấp thụ dẫnđến việc xuy giảm cường độ của các xung ánh sáng Điện trở nội của

tế bào quang điện tăng đến mức nhất định phần thu chuyển sang chế

độ hoạt động và giữ tín hiệu về trung tâm

Ưu điểm của loại đầu báo khói dạng tia là diện tích kiểm soátkhói của đầu báo lớn, có thể tới hàng ngàn m2 Đầu báo khói quangdạng tia hoạt động rất ổn định ngay cả trong môi trường có nhiềunhiễu, bụi Ở những nơi có điện tích cần bảo vệ lớn, sử dụng đầu báokhói quang dạng tia có hiệu quả kinh tế cao vì chi phí việc lắp đặt vàbảo dưỡng giảm rất nhiều so với việc sử dụng đầu báo khói quangchế tạo theo nguyên lý khuyếch tán hoặc đầu báo Ion.

Đối với những nơi có diện tích cảnh báo nhỏ, việc sử dụngđầu báo dạng tia sẽ không đạt hiệu quả kinh tế, vì giá thành 1 bộ đầubáo tương đối cao

 Đầu báo lửa

Trong một số trường hợp đám cháy xảy ra do sự phóng các tialửa điện.Để cảnh báo sự phóng tia lửa điện người ta sử dụng đầu báolửa

Để loại bỏ các báo động giả gây ra bởi các nguồn phát tia tửngoại tự nhiên như sét hoặc tia vũ trụ, đầu báo lửa có các mạch điệnbảo vệ và hoạt động ở chế độ xung

Bộ phận chính trong cấu tạo của đầu báo tia lửa là 1đèn Tron Đây là 1 linh kiện gồm một ống thuỷ tinh chứa khí argon vớihai tấm điện cực đặt đối diện nhau Điện áp một chiều được đặt lêncác điện cực của đèn UV-Tron sao cho nó gần bằng điện áp đánhthủng của đèn Lúc này giữa hai điện cực của đèn UV-Tron xuấthiện một giòng điện nhỏ Khi tia tử ngoại tác động vào đèn, cácfroton được sinh ra dòng điện chạy giữa hai điện cực sẽ tăng Vì điện

UV-áp giữa hai điện cực gần bằng điện UV-áp đánh thủng của đèn, hiệu ứng

Avalanche xuất hiện và sự gia tăng đột gột của dòng điện được coi làtín hiệu báo có lửa.

Đầu báo dùng để phát hiện các đám cháy thông qua việc pháthiện các tia tử ngoại sinh ra từ ngọn lửa, vì vậy để tránh báo độnggiả không nên sử dụng các đầu báo ở những nơi có nhiều nguồnkhác nhau phát ra các tia tử ngoại Giá thành của loại đầu báo nàykhá cao

2.4 Phân tầng kĩ thuật :

- Thiết bị hiện trường :

Các thiết bị như cảm biến (sensor): Sensor nhiệt, ánh sáng,chuyển động, hồng ngoại… bộ chấp hành (actuator): Điều hoàkhông khí, quạt thông gió, thang máy… các bộ field controller đểgiao tiếp trục tiếp với các khu vực có các ứng dụng cần điều khiển.Các thiết bị hiện trường có khả năng tự giao tiếp với nhau, hoặc qua

bộ điều khiển (Local controler) Sensor sẽ gửi thông số của hệthống, của môi trường tới bộ điều khiển Bộ điều khiển sẽ xử lýthông điệp đó và gửi tới thiết bị chấp hành Thiết bị chấp hành cóthể nhận ngay yêu cầu từ các thiết bị cảm biến, hoặc từ hệ thốngBMS

Hình 2.4.1: Các thiết bị hiện trường.

( Bơm, bơm tăng áp, van chữa cháy tự động )

- Khối điều khiển :

Kết nối từ trung tâm điều khiển tới mức điều khiển các ứngdụng trong tòa nhà thông qua cácp điều khiển BAS với giao diệnBACnet TCP/IP, bao gồm các bộ DDC (Digital Direct Controller -điều khiển số trực tiếp), các bộ điều khiển địa phương, khu vực, cácgiao diện tới các hệ thống phụ trợ như: điều hòa không khí, báocháy, chữa cháy, hệ thống điện…

Khối điều khiển có chức năng: Nhận lệnh điều khiển từ khốivận hành giám sát gửi tới thiết bị chấp hành

 Xử lý thông điệp khi có yêu cầu tại địa phương

 Gửi thông điệp, kết quả tới khối vận hành giám sát

 Khối vận hành giám sát (SCADA)

Trung tâm điều khiển, mức quản lý bao gồm các hệ thốngmáy chủ dữ liệu, trạm làm việc được cài đặt các phần mềm quản lýbảo dưỡng, máy in và máy tính dành cho việc lập trình và cấu hình

hệ thống Nó có chức năng chính:

 Quản lý toàn bộ toà nhà

 Giám sát vận hành của các thiết bị, giám sát sự cố xảy ra

 Gửi yêu cầu đến bộ điều khiển hiện trường BMS quản lýcác thành phần hệ thống toà nhà theo cơ chế đánh địa chỉ.Mỗi thiết bị, bộ điều khiển địa phương được gắn một địa chỉ.Các thiết bị hiện trường có thể trực tiếp giao tiếp với nhauhoặc qua bộ điều khiển địa phương Giao tiếp thường được

sử dụng ở bus trường là ARCnet và ở Bus điều khiển là