Hệ thống Sprinkler: nguyên lý, các loại và điều dễ hiểu sai

Sprinkler là hệ thống chữa cháy tự động phổ biến nhất trong các công trình có yêu cầu chữa cháy bằng nước. Nó cũng là hệ thống bị hiểu sai nhiều nhất, chủ yếu vì hình ảnh trong phim ảnh.

Nguyên lý hoạt động

Mỗi đầu phun Sprinkler được bịt kín bằng một bầu thuỷ tinh chứa chất lỏng, hoặc một mối hàn dễ chảy. Khi nhiệt độ tại vị trí đầu phun đạt tới ngưỡng tác động, bầu thuỷ tinh vỡ (hoặc mối hàn chảy), nút bịt rơi ra và nước phun qua tấm tán tạo thành màn nước phủ xuống khu vực bên dưới.

Áp lực trong đường ống giảm, kích hoạt van báo động và công tắc dòng chảy, từ đó báo về tủ trung tâm và khởi động bơm chữa cháy.

Điều bị hiểu sai nhiều nhất

Không phải tất cả đầu phun cùng hoạt động. Chỉ những đầu phun nằm trong vùng đủ nóng mới tác động. Trong một đám cháy thực tế ở giai đoạn đầu, thường chỉ vài đầu phun quanh nguồn cháy hoạt động.

Điều này quan trọng vì hai lý do: thiệt hại do nước được giới hạn ở khu vực cháy, và toàn bộ tính toán thuỷ lực của hệ thống dựa trên giả định chỉ một số đầu phun nhất định hoạt động đồng thời — gọi là diện tích tính toán.

Khói không kích hoạt Sprinkler. Đầu phun phản ứng với nhiệt, không phải khói. Vì vậy Sprinkler không thay thế được hệ thống báo cháy: báo cháy phát hiện sớm để người thoát nạn, Sprinkler khống chế đám cháy khi nó đã phát triển đủ nóng.

Các loại hệ thống

Hệ ướt

Đường ống luôn chứa đầy nước có áp. Phản ứng nhanh nhất, đơn giản nhất, chi phí thấp nhất. Đây là loại dùng cho phần lớn công trình ở Việt Nam.

Điều kiện: khu vực bảo vệ không có nguy cơ đóng băng và không có hạng mục kỵ nước rò rỉ.

Hệ khô

Đường ống chứa khí nén; nước chỉ vào ống khi van khô mở. Dùng cho khu vực có nguy cơ đóng băng hoặc nơi không muốn ống chứa nước thường trực. Thời gian phản ứng chậm hơn hệ ướt.

Hệ tác động trước (pre-action)

Nước chỉ vào ống khi hệ báo cháy kích hoạt van, và chỉ phun khi đầu phun cũng tác động. Cần hai điều kiện đồng thời, nên hạn chế được xả nước do va đập làm vỡ đầu phun. Dùng cho kho lưu trữ, khu vực có thiết bị giá trị cao.

Hệ tràn ngập (deluge)

Dùng đầu phun hở, toàn bộ khu vực phun cùng lúc khi van tràn ngập mở. Dùng cho khu vực nguy hiểm cháy cao, nơi đám cháy lan rất nhanh.

Chọn thông số đầu phun

Ba thông số cần thống nhất từ giai đoạn thiết kế:

Những lỗi hay gặp khi thi công

• Đầu phun bị hàng hoá che khuất. Kho hàng xếp cao sát trần làm màn nước không xuống được tới nơi cần. Đây là lỗi vận hành nhưng phải tính từ khi thiết kế: quy định khoảng cách tối thiểu từ đỉnh hàng tới đầu phun.
• Sơn hoặc bọc đầu phun khi thi công hoàn thiện. Lớp sơn làm chậm hoặc vô hiệu hoá tác động nhiệt. Đầu phun đã bị sơn phải thay, không làm sạch được.
• Không thử áp trước khi che kín. Ống đi trong trần giả cần được thử áp và nghiệm thu trước khi đóng trần.
• Van bị đóng sau khi sửa chữa. Sau mỗi lần can thiệp vào hệ thống, phải kiểm tra và niêm phong lại trạng thái van.

Căn cứ kỹ thuật

Yêu cầu thiết kế và lắp đặt hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler được quy định trong TCVN 7336:2021, cùng với các yêu cầu về trang bị phương tiện PCCC trong TCVN 3890:2023 và quy chuẩn an toàn cháy cho nhà và công trình. Với từng công trình cụ thể, cần đối chiếu bản văn bản đang có hiệu lực tại thời điểm lập hồ sơ.