Giải pháp ngăn cháy lan giữa các tầng của tòa nhà

Trong một công trình nhiều tầng, cháy lan theo phương đứng là một trong những tình huống nguy hiểm nhất. Ngọn lửa và khói không chỉ lan trong phạm vi căn phòng xảy ra cháy mà còn có thể truyền qua các khe kỹ thuật, giếng thang, hệ thống ống, mặt đứng và các khu vực thông tầng.

Nếu không được kiểm soát ngay từ thiết kế, một đám cháy tại một tầng có thể nhanh chóng ảnh hưởng đến nhiều tầng khác, làm tăng phạm vi nguy hiểm và gây khó khăn cho công tác thoát nạn, chữa cháy.

Vì vậy, giải pháp ngăn cháy lan giữa các tầng của tòa nhà cần được triển khai đồng bộ từ kết cấu ngăn cháy, cửa chống cháy, bịt kín xuyên sàn, kiểm soát giếng kỹ thuật đến hệ thống báo cháy và chữa cháy tự động.

Vì sao cháy có thể lan nhanh từ tầng này sang tầng khác?

Khói và khí nóng có xu hướng di chuyển lên cao. Trong tòa nhà nhiều tầng, các không gian liên thông theo phương đứng có thể tạo thành đường dẫn cho khói và nhiệt.

Những vị trí thường cần đặc biệt lưu ý gồm:

• Giếng thang máy.

• Buồng thang bộ.

• Giếng kỹ thuật điện.

• Giếng cấp nước, điều hòa, thông gió.

• Các đường ống xuyên sàn.

• Hộp kỹ thuật.

• Khe co giãn và các khe hở trong kết cấu.

• Mặt ngoài công trình.

• Khu vực thông tầng, sảnh cao tầng.

• Cửa và vách ngăn giữa các khu vực.

Một vấn đề đáng chú ý là lỗ xuyên sàn dành cho hệ thống kỹ thuật. Nếu sau khi lắp đặt đường ống, dây cáp hoặc thiết bị mà phần khe hở xung quanh không được xử lý bằng giải pháp ngăn cháy phù hợp, đây có thể trở thành đường truyền lửa và khói giữa các tầng.

1. Phân khoang cháy để giới hạn phạm vi đám cháy

Một trong những nguyên tắc quan trọng của thiết kế an toàn cháy là không để đám cháy có thể lan tự do trong toàn bộ công trình.

Việc phân chia khoang cháy giúp giới hạn phạm vi ảnh hưởng của đám cháy trong một khoảng thời gian nhất định, tạo điều kiện cho:

• Người trong các khu vực khác có thời gian thoát nạn.

• Hệ thống chữa cháy hoạt động và kiểm soát đám cháy.

• Lực lượng PCCC tiếp cận hiện trường.

• Giảm khả năng cháy lan sang các khu vực khác.

Các cấu kiện phân chia khoang cháy như tường, sàn, vách và cửa ngăn cháy cần được lựa chọn và thi công đồng bộ với yêu cầu thiết kế của công trình.

Đặc biệt, không nên chỉ quan tâm đến khả năng chịu lửa của một bức tường mà bỏ qua các vị trí xuyên qua tường hoặc sàn.

2. Xử lý các vị trí xuyên sàn và xuyên tường

Đây là một trong những hạng mục dễ bị bỏ sót trong quá trình thi công.

Tòa nhà thường có rất nhiều hệ thống kỹ thuật đi xuyên qua các tầng:

• Cáp điện.

• Cáp viễn thông.

• Ống cấp nước.

• Ống thoát nước.

• Ống điều hòa.

• Ống thông gió.

• Đường ống chữa cháy.

• Các tuyến cáp điều khiển.

Sau khi hoàn thiện hệ thống MEP, tại vị trí xuyên sàn thường xuất hiện các khoảng hở xung quanh đường ống hoặc cáp.

Nếu không được xử lý đúng, khi xảy ra cháy, lửa và khói có thể đi xuyên qua các khoảng trống này để lan sang tầng bên trên hoặc bên dưới.

Giải pháp

Cần sử dụng hệ thống vật liệu và cấu tạo ngăn cháy phù hợp với từng loại xuyên sàn, xuyên tường, chẳng hạn:

• Vật liệu bịt kín chống cháy.

• Vữa hoặc hệ thống firestop chuyên dụng.

• Keo chống cháy.

• Vòng đai chống cháy cho một số loại ống.

• Gối hoặc vật liệu chặn cháy cho cáp.

• Hệ thống bịt kín xuyên tường, xuyên sàn được chứng nhận phù hợp.

Việc lựa chọn giải pháp phải căn cứ vào loại đường ống, vật liệu, kích thước lỗ xuyên, kết cấu sàn/tường và yêu cầu chịu lửa của bộ phận được xuyên qua.

3. Bảo vệ giếng kỹ thuật

Giếng kỹ thuật là một trong những vị trí có nguy cơ tạo đường lan cháy theo phương đứng.

Một tòa nhà có thể có nhiều giếng kỹ thuật dành cho:

• Điện.

• Viễn thông.

• Cấp nước.

• Thoát nước.

• Điều hòa.

• Thông gió.

• Hệ thống PCCC.

Nếu giếng kỹ thuật liên thông từ tầng thấp lên tầng cao mà không được phân chia và bảo vệ phù hợp, khói nóng có thể nhanh chóng di chuyển theo chiều đứng.

Do đó, cần kiểm soát đồng thời:

Kết cấu bao che + cửa kỹ thuật + vị trí xuyên sàn + các tuyến cáp/ống + giải pháp bịt kín chống cháy.

Một sai sót ở bất kỳ thành phần nào cũng có thể làm giảm hiệu quả ngăn cháy của toàn bộ hệ thống.

4. Cửa chống cháy tại các vị trí quan trọng

Cửa chống cháy có nhiệm vụ hạn chế sự truyền lửa và khói giữa các khu vực được bảo vệ.

Trong tòa nhà nhiều tầng, cửa chống cháy có thể được sử dụng tại các vị trí như:

• Cửa vào buồng thang.

• Cửa phòng kỹ thuật.

• Cửa phòng điện.

• Cửa khoang đệm.

• Cửa phòng rác.

• Cửa ngăn giữa các khu vực có yêu cầu bảo vệ.

Tuy nhiên, hiệu quả của cửa chống cháy phụ thuộc rất lớn vào việc cửa có được đóng kín và duy trì đúng trạng thái hay không.

Các lỗi thường gặp gồm:

• Chèn cửa để cửa luôn mở.

• Làm hỏng cơ cấu tự đóng.

• Thay cửa bằng cửa thông thường.

• Khoan, cắt hoặc cải tạo cửa không đúng thiết kế.

• Để vật dụng cản trở quá trình đóng cửa.

Một cửa chống cháy đạt yêu cầu nhưng thường xuyên bị chèn mở sẽ không thể phát huy đầy đủ chức năng khi xảy ra hỏa hoạn.

5. Bảo vệ buồng thang bộ và đường thoát nạn

Buồng thang bộ là tuyến thoát nạn quan trọng của tòa nhà.

Khi xảy ra cháy, việc bảo vệ buồng thang khỏi lửa và khói có ý nghĩa đặc biệt quan trọng bởi đây là tuyến mà người trong công trình sử dụng để di chuyển xuống khu vực an toàn.

Giải pháp bảo vệ thường bao gồm:

• Kết cấu bao che có khả năng chịu lửa phù hợp.

• Cửa chống cháy.

• Khoang đệm tại các vị trí cần thiết.

• Giải pháp kiểm soát khói.

• Hệ thống tăng áp cầu thang khi công trình yêu cầu.

• Chiếu sáng sự cố.

• Chỉ dẫn thoát nạn.

Mục tiêu không chỉ là ngăn lửa mà còn phải hạn chế khói xâm nhập vào tuyến thoát nạn.

6. Kiểm soát cháy lan qua giếng thang máy

Giếng thang máy là một không gian liên tục theo phương đứng, vì vậy cần được xem xét trong tổng thể giải pháp chống cháy lan.

Đặc biệt đối với thang máy chữa cháy, yêu cầu về giếng thang, phòng đệm ngăn cháy và hệ thống tăng áp được thiết kế nhằm bảo vệ đường tiếp cận của lực lượng chữa cháy. Hải Minh Group cũng đã có nội dung chuyên sâu riêng về yêu cầu đối với thang máy chữa cháy.

Các giải pháp cần được xem xét gồm:

• Kết cấu bao che giếng thang.

• Cửa tầng.

• Phòng đệm ngăn cháy.

• Kiểm soát khói.

• Tăng áp tại các khu vực được yêu cầu.

• Hệ thống điều khiển khi có cháy.

Không nên coi thang máy thông thường là phương tiện thoát nạn thay thế cho cầu thang bộ khi xảy ra cháy.

7. Ngăn cháy lan qua hệ thống thông gió và điều hòa

Hệ thống HVAC có thể tạo ra các tuyến kết nối giữa nhiều khu vực của tòa nhà.

Nếu không có giải pháp kiểm soát phù hợp, đường ống thông gió có thể trở thành đường truyền khói giữa các khu vực.

Vì vậy, trong thiết kế cần xem xét:

• Vị trí tuyến ống.

• Các khu vực mà ống đi qua.

• Vị trí xuyên tường, xuyên sàn.

• Van chặn lửa.

• Van chặn khói khi cần thiết.

• Cơ chế điều khiển khi hệ thống báo cháy kích hoạt.

Đặc biệt, khi hệ thống HVAC được cải tạo hoặc thay đổi công năng, cần đánh giá lại các vị trí xuyên qua kết cấu ngăn cháy.

8. Kiểm soát khu vực thông tầng và không gian mở

Một số công trình có:

• Sảnh thông tầng.

• Atrium.

• Khu vực thông tầng.

• Giếng trời.

• Không gian mở giữa các tầng.

Đây là những khu vực có thể làm thay đổi đáng kể diễn biến của khói và nhiệt.

Nếu không được thiết kế giải pháp kiểm soát khói phù hợp, khói từ tầng xảy ra cháy có thể nhanh chóng lan lên các tầng phía trên.

Do đó, đối với công trình có không gian thông tầng, cần xem xét đồng bộ:

Phân khoang + kiểm soát khói + báo cháy + chữa cháy + thoát nạn.

Không nên áp dụng máy móc giải pháp của công trình thông thường cho công trình có không gian thông tầng lớn.

9. Bảo vệ mặt đứng để hạn chế cháy lan từ tầng dưới lên tầng trên

Cháy lan giữa các tầng không chỉ xảy ra bên trong công trình.

Một tình huống nguy hiểm khác là lửa thoát ra ngoài cửa sổ hoặc ban công rồi tác động lên tầng phía trên.

Nhiệt từ ngọn lửa có thể làm cháy các vật liệu dễ cháy tại mặt ngoài, hoặc lan qua các khoảng hở giữa các tầng.

Vì vậy, thiết kế mặt đứng cần xem xét:

• Vật liệu hoàn thiện mặt ngoài.

• Ban công và logia.

• Các khe giữa sàn và mặt dựng.

• Vật liệu cách nhiệt.

• Kết cấu bao che.

• Khả năng hạn chế cháy lan theo phương đứng.

Đây là vấn đề đặc biệt quan trọng đối với các tòa nhà cao tầng có hệ thống mặt dựng và lớp hoàn thiện phức tạp.

10. Hệ thống sprinkler giúp kiểm soát đám cháy ngay tại tầng phát sinh

Ngăn cháy lan không chỉ phụ thuộc vào tường, cửa và vật liệu chống cháy.

Một đám cháy được phát hiện và khống chế càng sớm thì khả năng lan sang các khu vực khác càng thấp.

Hệ thống sprinkler có vai trò kiểm soát đám cháy tự động tại khu vực phát sinh.

Cần lưu ý rằng:

Sprinkler không thay thế cho giải pháp ngăn cháy thụ động.

Ngược lại, hai nhóm giải pháp cần phối hợp:

• Ngăn cháy thụ động: tường, sàn, cửa, vách, vật liệu bịt kín xuyên sàn...

• Chữa cháy chủ động: sprinkler, báo cháy, họng nước, hệ thống chữa cháy...

Việc chỉ trang bị hệ thống báo cháy mà thiếu giải pháp chữa cháy hoặc ngăn cháy phù hợp sẽ không tạo thành một hệ thống bảo vệ toàn diện.

11. Hệ thống báo cháy giúp phát hiện nhanh điểm phát sinh cháy

Hệ thống báo cháy là lớp bảo vệ giúp phát hiện sự cố trong giai đoạn sớm.

Khi tín hiệu báo cháy được truyền về trung tâm, các hệ thống liên quan có thể được kích hoạt theo kịch bản thiết kế, chẳng hạn:

• Cảnh báo cho người trong tòa nhà.

• Điều khiển hệ thống hút khói.

• Điều khiển tăng áp.

• Điều khiển các thiết bị liên quan.

• Giám sát trạng thái hệ thống chữa cháy.

Hải Minh Group hiện cũng cung cấp giải pháp thiết kế hệ thống PCCC cho các công trình cao tầng, trong đó có báo cháy tự động, sprinkler, chữa cháy vách tường, hút khói và tăng áp cầu thang.

12. Không bỏ qua việc bảo trì các giải pháp ngăn cháy

Một hệ thống được thiết kế tốt nhưng bị thay đổi hoặc xuống cấp trong quá trình vận hành vẫn có thể mất khả năng bảo vệ.

Những vấn đề cần kiểm tra định kỳ gồm:

• Cửa chống cháy có đóng kín không?

• Cơ cấu tự đóng có hoạt động không?

• Các vị trí xuyên sàn có bị mở rộng hoặc thay đổi không?

• Có cáp, ống mới xuyên qua kết cấu ngăn cháy không?

• Vật liệu bịt kín chống cháy có bị hư hỏng không?

• Giếng kỹ thuật có phát sinh khoảng hở mới không?

• Hệ thống HVAC có được cải tạo không?

• Sprinkler có bị che chắn hoặc thay đổi không?

• Hệ thống báo cháy có cảnh báo lỗi không?

• Hệ thống tăng áp, hút khói có hoạt động đúng không?

Đặc biệt, mọi hoạt động cải tạo, bổ sung đường điện, cáp mạng, đường ống hoặc hệ thống điều hòa đều cần xem xét tác động đến các bộ phận ngăn cháy.

Bảng tổng hợp các giải pháp ngăn cháy lan giữa các tầng

Quy trình kiểm tra khả năng ngăn cháy lan giữa các tầng

Đối với tòa nhà đang vận hành, chủ đầu tư hoặc đơn vị quản lý có thể thực hiện đánh giá theo các bước:

Bước 1: Rà soát bản vẽ và hồ sơ PCCC

Xác định các khoang cháy, tường/sàn ngăn cháy, giếng kỹ thuật, tuyến thoát nạn và các hệ thống kỹ thuật xuyên tầng.

Bước 2: Khảo sát thực tế

Kiểm tra xem hiện trạng có giống hồ sơ thiết kế hay không.

Đặc biệt tập trung vào các vị trí xuyên sàn, xuyên tường và phòng kỹ thuật.

Bước 3: Kiểm tra các bộ phận ngăn cháy

Đánh giá tình trạng cửa chống cháy, vách, tường, sàn và các giải pháp bịt kín.

Bước 4: Kiểm tra hệ thống PCCC chủ động

Kiểm tra báo cháy, sprinkler, máy bơm, họng nước, hút khói, tăng áp và các thiết bị điều khiển liên quan.

Bước 5: Đánh giá các thay đổi sau khi công trình đưa vào sử dụng

Đây là bước thường bị bỏ qua.

Các hoạt động như kéo thêm cáp, lắp camera, bổ sung đường điện, thay đổi HVAC, cải tạo phòng hoặc thay đổi công năng đều có thể ảnh hưởng đến khả năng ngăn cháy.

Bước 6: Đề xuất phương án khắc phục

Ưu tiên xử lý các vị trí có nguy cơ tạo đường lan cháy theo phương đứng trước, sau đó mới tối ưu các hạng mục khác.

Kết luận

Ngăn cháy lan giữa các tầng không phải là một thiết bị đơn lẻ mà là một hệ thống gồm nhiều lớp bảo vệ.

Một công trình an toàn cần kết hợp:

Phân khoang cháy → kết cấu ngăn cháy → cửa chống cháy → bịt kín xuyên sàn → bảo vệ giếng kỹ thuật → kiểm soát khói → báo cháy → chữa cháy tự động → bảo trì định kỳ.

Đặc biệt, các vị trí xuyên sàn, giếng kỹ thuật, thang máy, buồng thang, hệ thống thông gió và mặt đứng cần được kiểm tra kỹ vì đây là những vị trí có thể tạo đường lan cháy giữa các tầng.

Đối với tòa nhà đang vận hành, việc đánh giá lại khả năng ngăn cháy là cần thiết khi công trình có cải tạo, thay đổi công năng hoặc bổ sung hệ thống kỹ thuật.

Hải Minh Group cung cấp giải pháp tư vấn, thiết kế, thi công, bảo trì và nâng cấp hệ thống PCCC cho nhà cao tầng, chung cư, văn phòng và các công trình dân dụng – công nghiệp.