Tổng quan về thiết kế - thi công phòng cháy chữa cháy trong nhà cao tầng
TÓM TẮT:
Nhu cầu đảm bảo an toàn phòng cháy chữa cháy cho nhà cao tầng ngày càng phổ biến và cấp thiết, đặc biệt là các thành phố lớn, nơi có tốc độ xây dựng nhà cao tầng phát triển rất nhanh. Từ những năm 1990 đến nay, việc thiết kế, thi công, vận hành hệ thống phòng cháy chữa cháy ở một số nhà cao tầng đã gây ra những sự cố làm hư hỏng công trình nhà cao tầng, ảnh hưởng nghiêm trọng đến tài sản, tính mạng con người và các công trình lân cận. Trong bài viết này, tác giả trình bày một cách tổng quan nhất về những đặc điểm, những nguyên tắc cơ bản về thiết kế - thi công, quy trình thiết kế và thi công hệ thống phòng cháy chữa cháy trong nhà cao tầng tại Việt Nam.
Từ khóa: thiết kế, thi công, an toàn, phòng cháy chữa cháy, nhà cao tầng.
1. Đặt vấn đề
Từ khoảng những năm đầu 1990 trở lại đây, nhà cao tầng (NCT) ở Việt Nam phát triển rất nhanh, số tầng và chiều cao ngày càng lớn hơn, hình dáng ngày càng phức tạp để tạo điểm nhấn kiến trúc và thường xuyên xuất hiện các loại kết cấu mới. Đã và sẽ có nhiều câu hỏi về vấn đề phòng cháy chữa cháy phát sinh trong quá trình thiết kế, thi công, sử dụng NCT.
Có thể nhận định những thách thức về phòng cháy chữa cháy đối với NCT tại các đô thị lớn đặt ra như sau: i) vì số lượng người sinh sống trong nhà lớn (cư dân trong tòa nhà có thể lên đến hàng ngàn người) nên khi có cháy số phòng/căn hộ và số người bị ảnh hưởng rất cao, ii) việc chữa cháy rất khó khăn vì hệ thống đường giao thông nhỏ và mật độ giao thông dày đặc, nhất là vào giờ cao điểm, iii) việc di tản hàng ngàn cư dân từ nhiều tầng khác nhau ra khỏi tòa nhà rất phức tạp. Gần đây, các sự cố cháy nổ NCT xảy ra với tần suất ngày càng dày đặc. Qua điều tra sự cố cháy của các đơn vị chức năng cho thấy có một số vấn đề không phù hợp trong thiết kế và thi công phòng cháy chữa cháy trong NCT là hệ thống phòng cháy chữa cháy không hoạt động khi xả ra cháy, hệ thống bơm nước bị hỏng, chất lượng thiết bị phòng cháy chữa cháy kém, công trình không có vách ngăn chống cháy, không thiết kế ống khói tại khu vực thoát hiểm…
Do đó, việc nghiên cứu, phân tích, đánh giá các giải pháp thiết kế, thi công phòng cháy chữa cháy NCT, cũng như các bài học kinh nghiệm được rút ra từ sự cố cháy các NCT tại Việt Nam là hết sức cần thiết và cấp bách góp phần hạn chế tối đa sự cố cháy, đảm bảo an toàn tính mạng, tài sản của người dân, đồng thời nâng cao chất lượng công trình đạt tuổi thọ theo thiết kế.
2. Một số sự cố cháy nhà cao tầng
Do việc thiết kế và thi công phòng cháy chữa cháy trong NCT đôi khi ít được các đơn vị quan tâm đúng mức nên đã xảy ra một số trường hợp NCT bị cháy, gây không ít thiệt hại về người và tài sản. Các nguyên nhân có thể gặp như báo cháy chậm, hệ thống phòng cháy chữa cháy và lực lượng chữa cháy tại chỗ không hoạt động, sử dụng vật liệu không phù hợp,… Sau đây là một số sự cố cháy NCT ở Việt Nam và trên thế giới:
- Ngày 15/07/2017, chung cư HQC Plaza (Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam) bị cháy do chập điện; Ngày 23/03/2018, chung cư Carina Plaza (Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam) bị cháy [1]. Nguyên nhân được xác định là do báo cháy chậm, hệ thống phòng cháy chữa cháy và lực lượng chữa cháy tại chỗ không hoạt động, trách nhiệm của chủ đầu tư, ban quản lý chung cư và người dân khi vô hiệu hóa hệ thống thoát nạn (dùng đá chặn để mở hết cửa ngăn sự cố cháy để làm lối đi, lấy không khí).
Hình 1: Chung cư Carina Plaza cháy năm 2018
Nguồn: Sưu tầm
- Tháng 06/2017, tòa nhà Grenfell Tower (Thành phố Luân Đôn, Anh) bị cháy [1]. Nguyên nhân được xác định là do vật liệu dùng cho kết cấu bên ngoài và chất cách âm không thích hợp cho chống cháy.
Hình 2: Tòa nhà Grenfell Tower cháy năm 2017
Nguồn: Sưu tầm
Mục tiêu của phòng cháy chữa cháy trong NCT nhằm đảm bảo tính mạng (đảm bảo tòa nhà an toàn, ổn định cho đến khi tất cả cư dân ra khỏi tòa nhà) và đảm bảo tài sản (đảm bảo tòa nhà không bị phá hủy bởi đám cháy, kết cấu của tòa nhà không bị thiệt hại) [2]. Do kinh phí để đầu tư thiết bị phòng cháy chữa cháy cao lại ít sử dụng, không mang lại hiệu quả kinh tế nên chủ đầu tư ít chú trọng và không đầu tư thích đáng. Công tác quản lý, thanh tra, kiểm tra của các cơ quan chức năng chưa được chặt chẽ nên tạo ra nguy hiểm cho các tòa nhà khi xảy ra sự cố cháy.
3. Đặc điểm thiết kế và thi công hệ thống phòng cháy chữa cháy trong nhà cao tầng
Hệ thống phòng cháy chữa cháy là một hệ thống đặc biệt của NCT. Bảng 1 trình bày so sánh giữa thiết kế phòng cháy chữa cháytrong NCT ngày nay và trước đây.
Bảng 1. So sánh một số đặc điểm thiết kế phòng cháy chữa cháy trong NCT xưa và nay
Nguồn: Tổng hợp của tác giả
Ngày nay, thiết kế phòng cháy chữa cháy trong NCT có những đặc điểm cơ bản như sau:
(1) Kết cấu ngăn cháy của nhà phải chịu lửa quy định bởi Quy phạm Việt Nam [3]. Đồng thời biện pháp ngăn cháy phụ thuộc vào thiết kế kết cấu ngăn cháy (hành lang, cửa chống cháy, thang bộ) và khoang ngăn cháy để giới hạn sự lan tỏa và có thể khống chế đám cháy. Ngoài ra, giới hạn chịu lửa của cấu kiện xây dựng tính bằng giờ hoặc phút [3-4], tức là khả năng chịu lực, khả năng cách nhiệt và khả năng toàn vẹn của cấu kiện trong khoảng thời gian ấn định. Cột, dầm, tường, sàn đều phải chịu được cháy trong một thời gian quy định.
Hình 3: Minh họa thiết kế NCT có kết cấu ngăn cháy và khoang ngăn cháy
Nguồn: Tác giả vẽ lại
(2) Sơ tán: đối với NCT, việc sơ tán người ở các tầng khác nhau cùng một lúc rất khó khăn và trong nhiều trường hợp không cần thiết. Vì thế sơ tán từng phần để tránh tình trạng chen lấn trong thang bộ là phương thức thích hợp. Thiết kế NCT phải có lối thoát hiểm (hành lang, thang bộ), phải đảm bảo tính mạng con người là ưu tiên số 1, phải đảm bảo đủ số lối thoát nạn và bố trí phân tán.
- Kích thước của hành lang và khả năng chịu lửa của hành lang phải theo tiêu chuẩn. Hành lang phải đủ rộng để mọi người ở cùng tầng có thể di chuyển dễ dàng tới thang bộ để thoát nạn.
- Thang bộ là lối thoát hiểm khi xảy ra hỏa hoạn. Hầu hết các quy chuẩn xây dựng trên thế giới đòi hỏi phải có ít nhất hai thang bộ độc lập.
- NCT có thiết kế chổ tạm trú để người sống trong NCT có thể ở tại một chỗ có kết cấu chịu lửa.
- Thang máy: không được sử dụng khi xảy ra cháy (trừ trường hợp trẻ em, người khuyết tật,..)
- Thời gian sơ tán: tối đa 1 phút cho 1 tầng.
- Ngăn khói: trong thiết kế NCT phải bảo đảm khói không lan vào đường thoát nạn như thang bộ, hành lang.
- Có sơ đồ thoát hiểm.
(3) Hệ thống báo động và chữa cháy: hệ thống báo động, bình chữa cháy, hệ thống phun nước tự động (sprinkler), nước dùng cho chữa cháy, giao thông phục vụ chữa cháy.
Hình 4: Minh họa thiết kế phòng cháy chữa cháy vị trí thang bộ của NCT
Nguồn: Tác giả vẽ lại
(4) Về hệ thống phòng thủ (chống cháy và chữa cháy) trong NCT như sau:
- Lớp phòng thủ thứ nhất là bình chữa cháy tại chỗ, lớp phòng thủ thứ hai là hệ thống phun nước tự động. Hai lớp phòng thủ này giúp dập tắt đám cháy tại chỗ.
- Hệ thống ngăn khói giúp bảo vệ tính mạng con người, gồm: áp suất không khí dương (buồng thang bộ), hệ thống hút khói ra khỏi tòa nhà. (Hình 4)
- Sơ tán.
- Cảnh sát phòng cháy chữa cháy sẽ bảo vệ sinh mạng và tài sản của người dân.
4. Quy trình thiết kế và thi công hệ thống phòng cháy chữa cháy trong nhà cao tầng
Sơ đồ 1: Quy trình thiết kế và thi công phòng cháy chữa cháy trong NCT
5. Một số nguyên tắc trong thiết kế và thi công để đảm bảo an toàn phòng cháy chữa cháy nhà cao tầng
- Thực hiện đúng theo các quy định kỹ thuật về thiết kế, thi công, thẩm tra về PCCC theo tiêu chuẩn, quy phạm hiện hành: luật PCCC số 27/2001/QH10, QCVN 06:2021/BXD, QCVN 04:2019/BXD, TCVN 3890:2009, TCVN 2066:1995, TCVN 6160:1996, TCVN 5738:2001, TCXDVN 323:2004,… và luật xây dựng quốc tế (International Building Code).
- Đảm bảo an toàn cho tính mạng con người.
- Đảm bảo giảm thiểu tối đa thiệt hại tài sản khi xảy ra sự cố.
- Đảm bảo hệ thống hoạt động tốt, liên tục, không ảnh hưởng đến sinh kế của người dân.
- Địa điểm xây dựng phải bảo đảm khoảng cách an toàn về phòng cháy chữa cháy với các công trình xung quanh.
- Mức độ chịu lửa của công trình tương thích với quy mô và tính chất hoạt động của công trình. Giải pháp phải được đảm bảo ngăn cháy và chống cháy lan rộng ra những khu vực liên quan.
- Công nghệ sản xuất, hệ thống lưới điện, hệ thống chống sét, cháy nổ bố trí hệ thống máy móc thiết bị vật tư phải đảm bảo an toàn về phòng cháy chữa cháy.
- Hệ thống lối thoát nạn gồm: cửa, lối đi, hành lang, cầu thang cho thoát nạn, thiết bị chiếu sáng và chỉ dẫn lối thoát, thiết bị thông gió và hút khói, thiết bị cứu người, trang bị đầy đủ các thiết bị báo tín hiệu bảo đảm cho việc thoát nạn nhanh chóng, an toàn khi xảy ra cháy.
- Chỗ để xe, các phương tiện được thiết lập hệ thống đảm bảo an toàn. Hệ thống cấp nước chữa cháy đảm bảo lượng nước, sức đẩy yêu cầu đầy đủ an toàn chữa cháy. Hệ thống giao thông, bãi đỗ phục vụ cho phương tiện chữa cháy cơ giới hoạt động bảo đảm kích thước và tải trọng; hệ thống cấp nước chữa cháy đảm bảo yêu cầu phục vụ chữa cháy.
- Thiết lập hệ thống báo cháy và chữa cháy phải đảm bảo đầy đủ số lượng thiết bị và các vị trí lắp đặt phù hợp với thông số kỹ thuật theo lĩnh vực hoạt động sản xuất-kinh doanh.
- Cần phải có quy trình giám sát và thi công lắp đặt cho từng hạng mục theo đúng quy chuẩn, tránh trường hợp làm qua loa cho xong gây ảnh hưởng tới toàn hệ thống báo cháy.
- Hệ thống báo cháy, hệ thống chữa cháy và phương tiện chữa cháy khác bảo đảm số lượng, vị trí lắp đặt và các thông số kỹ thuật phù hợp với đặc điểm và tính chất hoạt động của công trình.
- Hệ thống báo cháy - chữa cháy phải luôn có một mối quan hệ chặt chẽ với các thiết bị khác để tạo thành một mối đồng nhất và đạt hiệu quả cao khi sử dụng.
- Luôn dự phòng kinh phí cho phòng cháy chữa cháy.
- Phải tuân thủ theo đúng các bước thi công hệ thống phòng cháy chữa cháy, gồm: i) Lập bản vẽ biện pháp thi công, ii) Nghiệm thu vật liệu, thiết bị trước khi sử dụng, iii) Đảm bảo về kỹ thuật thi công: tuân thủ nghiêm ngặt ở mọi khâu; đưa ra những giải pháp kỹ thuật hợp lý và phù hợp, giải quyết kịp thời các sự cố phát sinh và trước khi hoàn thiện phải mời chuyên gia Bộ Công an hoặc đơn vị có thẩm quyền chuyên ngành kiểm tra, đánh giá và tư vấn thêm.
6. Kết luận
Phòng cháy chữa cháy trong NCT là một hệ thống vô cùng đặc biệt. Việc tính toán, thiết kế, thi công phòng cháy chữa cháy trong NCT là rất đa dạng, phức tạp và luôn tiềm ẩn nhiều sự cố công trình, vì nó phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố. Và không có loại hệ thống nào trong công trình NCT mà các khâu từ khảo sát, thiết kế, thi công, chạy thử, nghiệm thu lại có yêu cầu nghiêm ngặt và gắn bó chặt chẽ như đối với hệ thống phòng cháy chữa cháy trong NCT.
Việc tính toán thiết kế hệ thống phòng cháy chữa cháy được sử dụng kiến thức của nhiều ngành khoa học về xã hội học, kết cấu, kỹ thuật thi công và các ngành khoa học tổng hợp khác.
Kết quả khảo sát giao thông - cấp nước khu vực xây dựng công trình, giải pháp thiết kế - tính toán (bằng phương pháp số và phương pháp thực nghiệm), loại vật liệu sử dụng, phương pháp thi công, năng lực tổ chức thi công, điều kiện môi trường,... ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng hệ thống phòng cháy chữa cháy trong NCT.
TÀI LIỆU THAM KHẢO:
- Vũ Ngọc Côn (2018). Bài giảng môn học Kết cấu nhà cao tầng. Trường Đại học Trà Vinh.
- Doãn Minh Khôi (2012). An toàn phòng cháy trong nhà cao tầng ở Việt Nam. Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng, 12, 13-18.
- Bộ Xây dựng (2021). QCVN 06:2021/BXD - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về an toàn cháy cho nhà và công trình.
- Bộ Xây dựng (2019). QCVN 04:2019/BXD - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nhà chung cư.
AN OVERVIEW OF FIRE PROTECTION SYSTEM DESIGN
AND CONSTRUCTION IN HIGH-RISE BUILDINGS IN VIETNAM
• Master. NGUYEN THANH CONG1
• Master. TU HONG NHUNG1
1School of Engineering & Technology, Tra Vinh University
ABSTRACT:
The importance of fire safety in high-rise buildings, especially in big cities, is increasing, and it is an urgent task due to the rapid growth of towers. Since the 1990s, the design, construction, and operation of fire protection systems in some high-rise buildings have caused incidents that damaged high-rise buildings, seriously affecting properties, structures, and people living nearby these buildings. This paper presents an overview of the characteristics and basic principles of fire protection system design and construction in high-rise buildings in Vietnam.
Keywords: design, construction, safety, fire prevention, high-rise buildings.