Quạt hút khói công nghiệp: Cách lựa chọn đúng cho nhà xưởng và tòa nhà

Trong một vụ cháy, khói, khí độc và nhiệt độ cao có thể lan nhanh hơn ngọn lửa, làm giảm tầm nhìn, cản trở thoát nạn và gây khó khăn cho lực lượng chữa cháy. Vì vậy, hệ thống hút khói là một hạng mục quan trọng trong giải pháp an toàn cháy của nhà xưởng, tầng hầm và tòa nhà.

Trong hệ thống này, quạt hút khói công nghiệp có nhiệm vụ tạo chênh lệch áp suất, thu gom và vận chuyển khói ra khỏi khu vực xảy ra cháy theo phương án đã được thiết kế.

Tuy nhiên, việc lựa chọn quạt hút khói không thể chỉ dựa vào lưu lượng lớn, kích thước cánh hay công suất động cơ. Thiết bị phải đồng thời đáp ứng lưu lượng, cột áp, cấp chịu nhiệt, thời gian hoạt động, vị trí lắp đặt và trình tự điều khiển của hệ thống.

Một chiếc quạt có thông số lưu lượng cao nhưng không đủ cột áp hoặc không đáp ứng điều kiện nhiệt độ vẫn có thể mất khả năng vận hành khi xảy ra sự cố.

Quạt hút khói công nghiệp là gì?

Quạt hút khói công nghiệp là thiết bị cơ khí được sử dụng để hút và thải khói, khí nóng ra khỏi khu vực xảy ra cháy hoặc không gian cần được kiểm soát khói.

Quạt có thể được sử dụng cho:

• Tầng hầm và bãi đỗ xe.

• Hành lang chung cư, khách sạn, bệnh viện.

• Trung tâm thương mại.

• Nhà xưởng và kho hàng.

• Sảnh lớn và không gian thông tầng.

• Phòng kỹ thuật.

• Khu vực sản xuất có nguy cơ phát sinh khói.

• Hệ thống hút khói mái.

Khác với quạt thông gió thông thường, quạt hút khói phải được thiết kế để duy trì khả năng hoạt động trong điều kiện khói nóng trong một khoảng thời gian xác định.

Quạt hút khói khác quạt thông gió thông thường như thế nào?

Quạt thông gió thông thường chủ yếu vận chuyển không khí ở nhiệt độ vận hành bình thường. Thiết bị được sử dụng để hút nhiệt, mùi, hơi ẩm hoặc cấp khí tươi.

Quạt hút khói phải thực hiện nhiệm vụ trong điều kiện khắc nghiệt hơn. Các bộ phận như cánh quạt, vỏ quạt, động cơ, vòng bi, dây dẫn và hộp đấu điện cần phù hợp với nhiệt độ và thời gian vận hành của hệ thống hút khói.

Do đó, không nên dùng quạt thông gió thông thường thay cho quạt hút khói chỉ vì hai thiết bị có cùng kích thước hoặc công suất motor.

Các loại quạt hút khói phổ biến

Quạt hướng trục hút khói

Quạt hướng trục tạo dòng khí di chuyển gần song song với trục quay. Đây là dòng quạt được sử dụng phổ biến trong tầng hầm, hành lang, nhà xưởng và phòng kỹ thuật.

Ưu điểm:

• Lưu lượng lớn.

• Kết cấu tương đối gọn.

• Dễ kết nối với đường ống.

• Phù hợp không gian lắp đặt hạn chế.

• Có thể lắp theo phương ngang hoặc đứng.

• Có nhiều cấu hình một tốc độ, hai tốc độ hoặc đảo chiều.

Quạt hướng trục phù hợp với hệ thống có lưu lượng lớn và cột áp thấp đến trung bình. Nếu đường ống dài, có nhiều co cút, van và bộ tiêu âm, cần kiểm tra kỹ đường đặc tính của quạt.

Quạt ly tâm hút khói

Quạt ly tâm thường được lựa chọn khi hệ thống có trở lực lớn hoặc cần vận chuyển khói qua mạng đường ống dài.

Dòng quạt này phù hợp với:

• Trục hút khói đứng.

• Hệ thống có nhiều nhánh.

• Đường ống dài.

• Nhiều van và phụ kiện.

• Hệ thống yêu cầu cột áp trung bình hoặc cao.

• Nhà xưởng có hệ thống thu gom khói tập trung.

Quạt ly tâm cánh cong sau thường có hiệu suất tốt và đặc tính công suất ổn định khi được lựa chọn tại vùng làm việc phù hợp.

Quạt hút khói mái

Quạt hút khói mái được lắp trực tiếp trên mái để đưa khói và khí nóng ra ngoài.

Dòng quạt này thường phù hợp với:

• Nhà xưởng.

• Kho hàng.

• Trung tâm thương mại.

• Sảnh lớn.

• Không gian có mái cao.

• Hệ thống hút khói tự nhiên kết hợp cơ khí.

Ưu điểm của quạt mái là đưa khói lên cao, giảm chiếm dụng phòng kỹ thuật và rút ngắn một phần đường ống.

Tuy nhiên, vị trí lắp đặt phải được xử lý chống thấm, chống rung và bảo đảm khói thải không quay lại cửa lấy gió của công trình.

Quạt Jetfan hút khói tầng hầm

Jetfan tạo lực đẩy để hướng khói và không khí về phía các điểm hút chính. Thiết bị không thay thế quạt hút khói chính.

Một hệ thống Jetfan tầng hầm thường gồm:

• Quạt Jetfan.

• Quạt hút khói chính.

• Quạt cấp gió hoặc cửa cấp gió.

• Giếng hút và giếng cấp.

• Cảm biến.

• Tủ điều khiển.

• Hệ thống báo cháy.

• Phương án mô phỏng luồng khí.

Jetfan phải được lựa chọn theo lực đẩy, khả năng đảo chiều, cấp chịu nhiệt và vị trí lắp đặt, không nên chỉ so sánh theo lưu lượng m³/h.

Cấp chịu nhiệt F300 và F400 là gì?

Trên tài liệu quạt hút khói thường xuất hiện các ký hiệu như:

• F300: quạt được phân cấp hoạt động ở nhiệt độ 300°C trong thời gian quy định.

• F400: quạt được phân cấp hoạt động ở nhiệt độ 400°C trong thời gian quy định.

Ví dụ, ký hiệu F400-120 thường được hiểu là quạt được đánh giá cho điều kiện 400°C trong 120 phút theo phạm vi chứng nhận của sản phẩm.

Cấp chịu nhiệt phải được lựa chọn theo:

• Kịch bản cháy.

• Nhiệt độ khói tính toán.

• Thời gian vận hành yêu cầu.

• Vị trí quạt trong hoặc ngoài vùng cháy.

• Loại công trình.

• Hồ sơ thiết kế PCCC.

Không nên mặc định F400 luôn tốt hơn F300. Chọn cấp chịu nhiệt cao hơn yêu cầu có thể làm tăng chi phí mà không tạo thêm hiệu quả vận hành thực tế.

Năm thông số quan trọng khi chọn quạt hút khói

1. Lưu lượng hút khói

Lưu lượng thể hiện lượng khói hoặc không khí được quạt vận chuyển trong một đơn vị thời gian, thường tính bằng m³/h hoặc m³/s.

Lưu lượng phải được xác định theo giải pháp kiểm soát khói của công trình, không nên sử dụng một số lần trao đổi khí cố định cho mọi khu vực.

Các yếu tố ảnh hưởng đến lưu lượng gồm:

• Diện tích và thể tích khu vực.

• Chiều cao công trình.

• Vùng khói cần kiểm soát.

• Kịch bản cháy.

• Vị trí cửa hút.

• Lưu lượng gió bù.

• Vận tốc cần duy trì qua cửa hoặc lỗ mở.

• Số lượng vùng hoạt động đồng thời.

Tầng hầm, hành lang và nhà xưởng có hình dạng, tải cháy và phương án thoát khói khác nhau nên cần được tính toán riêng.

2. Cột áp của quạt

Cột áp là khả năng của quạt trong việc thắng trở lực của toàn bộ hệ thống.

Tổng trở lực có thể gồm:

• Ma sát đường ống.

• Co và cút.

• Côn thu, côn mở.

• Miệng hút.

• Van hút khói.

• Van ngăn cháy.

• Bộ tiêu âm.

• Lưới bảo vệ.

• Giếng kỹ thuật.

• Cửa xả.

• Chênh áp tại vùng hút.

Một quạt được công bố đạt 50.000 m³/h ở điều kiện gần tự do chưa chắc đạt lưu lượng này khi kết nối với hệ thống có cột áp 700 Pa.

Do đó, quạt phải được lựa chọn tại điểm làm việc thực tế, là giao điểm giữa đường đặc tính quạt và đường trở lực hệ thống.

Không được ghép lưu lượng cực đại với cột áp cực đại vì hai thông số này thường không xuất hiện đồng thời.

3. Công suất động cơ

Công suất motor phụ thuộc vào:

• Lưu lượng.

• Cột áp.

• Hiệu suất quạt.

• Hiệu suất truyền động.

• Tốc độ quay.

• Mật độ không khí.

• Nhiệt độ dòng khí.

Motor quá nhỏ có thể quá tải khi quạt hoạt động ở vùng lưu lượng lớn. Motor quá lớn làm tăng chi phí đầu tư, dòng khởi động và yêu cầu đối với tủ điện.

Khi lựa chọn cần kiểm tra đường công suất trên toàn bộ vùng vận hành, đặc biệt với quạt sử dụng đồng thời cho thông gió bình thường và hút khói khi cháy.

4. Vị trí lắp đặt

Quạt có thể được đặt:

• Trong phòng quạt riêng.

• Trên mái.

• Ngoài nhà.

• Trong trục kỹ thuật.

• Trong hoặc ngoài vùng cháy.

Vị trí lắp ảnh hưởng đến:

• Cấp chịu nhiệt.

• Điều kiện bảo vệ motor.

• Chiều dài đường ống.

• Khả năng bảo trì.

• Độ rung và tiếng ồn.

• Khả năng khói quay lại công trình.

Sản phẩm phải có cấu hình và hồ sơ phù hợp với vị trí lắp đặt thực tế.

5. Độ rung và tiếng ồn

Nếu quạt chỉ vận hành khi xảy ra cháy, khả năng duy trì hoạt động an toàn là ưu tiên cao nhất. Tuy nhiên, với quạt hai chế độ dùng để thông gió hằng ngày, độ rung và tiếng ồn cần được kiểm soát.

Các giải pháp thường dùng:

• Khớp nối mềm.

• Cao su hoặc lò xo chống rung.

• Bộ tiêu âm.

• Bệ quạt đủ cứng.

• Đoạn ống thẳng trước và sau quạt.

• Lựa chọn quạt tại vùng hiệu suất tốt.

• Điều chỉnh tốc độ hợp lý.

Vì sao hệ thống hút khói phải có gió bù?

Khi quạt hút một lượng lớn khói và không khí ra ngoài, phải có một lượng không khí tương ứng đi vào thay thế.

Nếu thiếu gió bù:

• Áp suất âm tăng quá mức.

• Lưu lượng thực tế của quạt giảm.

• Cửa thoát nạn có thể khó mở.

• Khói bị kéo từ khu vực khác vào.

• Dòng khói không di chuyển đúng hướng.

• Hiệu quả hút khói giảm.

Gió bù có thể được cấp qua:

• Quạt cấp gió.

• Giếng cấp khí.

• Lam lấy gió.

• Cửa mở tự động.

• Cửa ra vào theo kịch bản thiết kế.

• Không gian liên thông được kiểm soát.

Gió bù nên được đưa vào vùng thấp hơn lớp khói và có vận tốc phù hợp để không làm xáo trộn khói.

Không nên tùy ý mở một cửa lớn rồi coi đó là giải pháp cấp gió bù. Vị trí, diện tích và trình tự mở cửa cần được tính toán cùng hệ thống hút.

Lựa chọn quạt hút khói cho nhà xưởng

Nhà xưởng thường có chiều cao lớn, mái dốc, cầu trục, máy móc phát nhiệt và nhiều khu vực sản xuất khác nhau.

Giải pháp hút khói có thể gồm:

• Quạt hút khói mái.

• Quạt hướng trục nối ống.

• Quạt ly tâm.

• Cửa thoát khói tự nhiên.

• Màn ngăn khói.

• Hệ thống kết hợp tự nhiên và cơ khí.

Quạt và cửa hút nên được bố trí theo từng vùng khói thay vì chia đều theo diện tích. Nếu không có ranh giới hoặc màn ngăn phù hợp, khói có thể lan sang khu vực khác trước khi được thu gom.

Với nhà xưởng có bụi cháy, hơi dung môi hoặc hóa chất, cần đánh giá thêm:

• Nguy cơ cháy nổ.

• Tĩnh điện.

• Vật liệu cánh và vỏ quạt.

• Motor.

• Kết cấu chống phát sinh tia lửa.

• Khả năng ăn mòn.

Quạt chịu nhiệt không tự động trở thành quạt chống cháy nổ.

Lựa chọn quạt hút khói cho tòa nhà

Trong tòa nhà, quạt hút khói thường hoạt động phối hợp với:

• Quạt tăng áp cầu thang.

• Quạt tăng áp khoang đệm.

• Hệ thống hút khói hành lang.

• Hệ thống hút khói tầng hầm.

• Van hút khói.

• Van ngăn cháy.

• Hệ thống báo cháy.

• BMS và tủ điều khiển PCCC.

Khi cháy tại một tầng, hệ thống có thể chỉ mở van hút khói tại tầng cháy và đóng các van tại tầng khác. Quạt hút chính tạo dòng khí qua trục đứng và đưa khói ra ngoài.

Trình tự hoạt động phải được thể hiện rõ trong ma trận điều khiển, tránh tình trạng mở toàn bộ van hoặc khởi động sai nhóm quạt.

Trình tự hoạt động điển hình khi có cháy

Một trình tự tham khảo có thể gồm:

1. Hệ thống báo cháy nhận tín hiệu.

2. Xác định tầng hoặc khu vực cháy.

3. Dừng hệ thống điều hòa không phục vụ chống khói.

4. Đóng các van ngăn cháy theo ma trận.

5. Mở van hút khói tại khu vực cháy.

6. Mở cửa hoặc khởi động quạt cấp gió bù.

7. Khởi động quạt hút khói.

8. Khởi động hệ thống tăng áp cầu thang.

9. Gửi tín hiệu chạy, lỗi và trạng thái van về tủ điều khiển.

10. Duy trì hoạt động bằng nguồn điện phục vụ PCCC.

Trình tự thực tế phải theo hồ sơ thiết kế và phương án PCCC được phê duyệt của từng công trình.

Những lỗi thường gặp khi lựa chọn và lắp đặt

Chọn quạt theo lưu lượng cực đại

Lưu lượng cực đại thường được công bố tại cột áp rất thấp. Khi lắp vào hệ thống thực tế, lưu lượng có thể giảm đáng kể.

Không tính đầy đủ cột áp

Bỏ qua tổn thất của van, tiêu âm, co cút hoặc giếng đứng là nguyên nhân phổ biến khiến hệ thống không đạt lưu lượng.

Chọn sai cấp chịu nhiệt

Quạt thông gió thông thường hoặc quạt không đúng thời gian chịu nhiệt không được sử dụng thay cho quạt hút khói theo thiết kế.

Thiếu gió bù

Quạt hút lớn nhưng không đủ không khí cấp vào sẽ làm hệ thống mất ổn định và giảm hiệu quả hút khói.

Đặt co cút sát quạt

Co gấp hoặc vật cản gần cửa hút, cửa đẩy làm dòng khí nhiễu loạn, giảm lưu lượng và tăng rung.

Không kiểm tra vị trí cửa xả

Khói thải ra có thể quay lại cửa lấy gió, cửa sổ hoặc khu vực tập trung người nếu cửa xả được bố trí không hợp lý.

Không chạy thử đầy đủ ma trận điều khiển

Quạt có thể chạy riêng lẻ nhưng toàn hệ thống vẫn hoạt động sai nếu van, quạt cấp gió và tín hiệu báo cháy không phối hợp đúng.

Kiểm tra và nghiệm thu hệ thống hút khói

Nghiệm thu không nên chỉ kiểm tra quạt có quay hay không.

Các nội dung cần kiểm tra gồm:

• Đúng model và cấp chịu nhiệt.

• Chiều quay.

• Hướng dòng khí.

• Lưu lượng thực tế.

• Cột áp.

• Dòng điện motor.

• Độ rung và tiếng ồn.

• Hoạt động của van hút khói.

• Hoạt động của cửa hoặc quạt cấp gió bù.

• Liên động hệ thống báo cháy.

• Trình tự khởi động.

• Tín hiệu báo chạy và báo lỗi.

• Nguồn điện dự phòng.

• Chế độ điều khiển tại chỗ và từ xa.

• Khả năng tiếp cận để bảo trì.

Đo kiểm lưu lượng tại công trình đặc biệt quan trọng vì hiệu suất thực tế có thể khác dữ liệu catalogue do đường ống, phụ kiện và điều kiện lắp đặt.

Bảo trì quạt hút khói công nghiệp

Quạt hút khói có thể ít hoạt động trong điều kiện bình thường nhưng vẫn cần được kiểm tra và chạy thử định kỳ.

Các hạng mục bảo trì gồm:

• Cánh quạt.

• Motor.

• Vòng bi.

• Dây đai và puly.

• Khớp nối mềm.

• Bộ chống rung.

• Van hút khói.

• Van ngăn cháy.

• Bộ truyền động van.

• Tủ điều khiển.

• Cáp điện.

• Nguồn điện dự phòng.

• Đường ống.

• Cửa xả.

• Hệ thống cấp gió bù.

• Ma trận điều khiển.

Bụi bám, ăn mòn, van bị kẹt hoặc motor không được chạy thử định kỳ có thể khiến hệ thống không hoạt động đúng khi xảy ra cháy.

TECVINA – Tư vấn lựa chọn quạt hút khói theo yêu cầu dự án

Quạt hút khói phải được lựa chọn như một bộ phận của toàn bộ hệ thống chống khói, không phải một thiết bị độc lập.

TECVINA hỗ trợ khách hàng:

• Tiếp nhận bản vẽ công trình.

• Xác định lưu lượng và cột áp.

• Tư vấn quạt hướng trục hoặc ly tâm.

• Lựa chọn quạt hút khói mái.

• Tư vấn cấp chịu nhiệt phù hợp.

• Kiểm tra đường đặc tính quạt.

• Lựa chọn motor và hình thức truyền động.

• Tư vấn phương án cấp gió bù.

• Tư vấn vị trí lắp đặt.

• Cung cấp catalogue và tài liệu kỹ thuật.

• Hỗ trợ lựa chọn thiết bị theo hồ sơ dự án.

Một hệ thống hiệu quả phải bảo đảm quạt đạt lưu lượng tại cột áp thực tế, đáp ứng cấp chịu nhiệt và vận hành đúng trình tự khi nhận tín hiệu cháy.

Liên hệ TECVINA để được tư vấn quạt hút khói công nghiệp cho nhà xưởng, tầng hầm, chung cư, khách sạn, bệnh viện và trung tâm thương mại.

Hotline: 0962 042 646

Câu hỏi thường gặp

Quạt hút khói có dùng để thông gió hằng ngày được không?

Một số model có thể phục vụ cả hai chế độ nếu được thiết kế phù hợp. Cần kiểm tra tốc độ, motor, nhiệt độ vận hành liên tục và phương án điều khiển.

Quạt F300 và F400 khác nhau thế nào?

Hai ký hiệu thể hiện cấp nhiệt độ làm việc của quạt trong thời gian quy định. Lựa chọn cấp nào phải dựa trên hồ sơ thiết kế và yêu cầu PCCC của công trình.

Quạt hút khói có bắt buộc phải là quạt hướng trục không?

Không. Hệ thống có thể sử dụng quạt hướng trục, quạt ly tâm, quạt mái hoặc Jetfan tùy theo lưu lượng, cột áp và vị trí lắp đặt.

Vì sao quạt hút khói cần gió bù?

Gió bù thay thế lượng không khí bị hút ra, giúp duy trì lưu lượng, kiểm soát áp suất và định hướng chuyển động của khói.

Motor lớn hơn có làm quạt hút khói mạnh hơn không?

Không nhất thiết. Khả năng tạo lưu lượng và cột áp phụ thuộc vào thiết kế cánh, tốc độ quay và điểm làm việc. Motor chỉ cung cấp công suất để quạt vận hành.

Quạt chịu nhiệt có phải quạt chống cháy nổ không?

Không. Quạt chịu nhiệt và quạt chống cháy nổ giải quyết hai yêu cầu khác nhau. Môi trường có khí hoặc bụi dễ cháy cần đánh giá riêng về motor, vật liệu, tĩnh điện và kết cấu chống tia lửa.