Đầu báo cháy khói là thiết bị tự động, được thiết kế để phát hiện sự thay đổi nhiệt độ trong môi trường và kích hoạt hệ thống báo cháy khi nhiệt độ vượt quá ngưỡng cài đặt. Theo nguyên lý hoạt động, đầu báo cháy khói được phân thành 4 loại chính: (1) Đầu báo cháy khói ion: nhạy cảm với các sản phẩm cháy có khả năng tác động tới các dòng ion hóa bên trong đầu báo. (2) Đầu báo cháy khói quang học: nhạy cảm với các sản phẩm cháy có khả năng ảnh hưởng đến sự hấp thụ bức xạ hay tán xạ trong vùng hồng ngoại và/hoặc vùng cực tím nhìn thấy được của phổ điện từ. (3) Đầu báo cháy khói tia chiếu: có hai bộ phận (phát và thu tia sáng hoặc phát/thu và gương phản xạ), tác động khi nồng độ khói đạt ngưỡng giữa các bộ phận này. (4) Đầu báo cháy khói kiểu hút: hút không khí từ khu vực bảo vệ đến thiết bị để phân tích và phát hiện dấu hiệu cháy (khói, thay đổi thành phần hóa học). Mỗi miệng hút tương đương như một đầu báo cháy khói.

Hình 1: Nguyên lý hoạt động đầu báo cháy khói ion

Hình 2: Cấu tạo đầu báo cháy khói quang

Trong phạm vi bài viết này, để giúp chủ đầu tư, đơn vị tư vấn nâng cao hiệu quả công tác thiết kế, chúng tôi tổng hợp những lưu ý quan trọng khi thiết kế, bố trí đầu báo cháy khói và cách lắp đặt đúng tiêu chuẩn, cụ thể như sau:

1. Việc lựa chọn đầu báo cháy khói phù hợp cần căn cứ vào một số yếu tố quan trọng như: (1) Tính chất chất cháy và môi trường: Các khu vực có nhiều thiết bị điện tử, vật liệu dễ cháy như vải, giấy, nhựa... rất phù hợp với đầu báo khói. (2) Điều kiện môi trường đặc thù: Nơi có độ ẩm cao, bụi, côn trùng... nên dùng đầu báo khói có tính năng chống nhiễu, chống bụi, chống côn trùng. (3) Hiện tượng cháy không rõ ràng: Nên dùng đầu báo kết hợp khói - nhiệt để tăng độ tin cậy, hạn chế báo giả.

Giải pháp khắc phục: Khi thiết kế cần nghiên cứu, tuân thủ các quy định theo TCVN 5738: 2021 Phòng cháy chữa cháy - Hệ thống báo cháy tự động – Yêu cầu kỹ thuật như sau:

- Chọn loại đầu báo cháy khói có độ nhạy phù hợp đối với các loại khói khác nhau;

- Nếu không xác định được hiện tượng đặc trưng của sự cháy trong khu vực bảo vệ, nên sử dụng kết hợp các đầu báo cháy nhạy cảm với các hiện tượng cháy khác nhau (ví dụ: khói và nhiệt) hoặc đầu báo cháy hỗn hợp (khói - nhiệt);

- Đối với môi trường có nguy hiểm về nổ phải sử dụng các đầu báo cháy có khả năng chống nổ. Tại những khu vực có độ ẩm cao và/hoặc nhiều bụi phải sử dụng các đầu báo cháy có khả năng chống ẩm và/hoặc chống bụi phù hợp. Tại những khu vực có nhiều côn trùng phải sử dụng các đầu báo cháy có khả năng chống côn trùng xâm nhập vào bên trong đầu báo cháy hoặc có biện pháp chống côn trùng xâm nhập vào trong đầu báo cháy nhưng không ảnh hưởng đến việc hoạt động của đầu báo;

2. Để đảm bảo hiệu quả hoạt động, việc lắp đặt đầu báo cháy khói cần tuân thủ các quy định kỹ thuật sau: (1) Vị trí lắp đặt: Đầu báo cháy khói nên được lắp đặt dưới trần hoặc mái nhà. Trong trường hợp không thể lắp trên trần, có thể lắp trên các cấu trúc như dầm, xà, hoặc treo dưới trần. (2) Khoảng cách lắp đặt và diện tích bảo vệ: Khoảng cách giữa các đầu báo cháy và giữa đầu báo với tường phải tuân thủ tiêu chuẩn kỹ thuật.

Giải pháp khắc phục: Khi thiết kế cần nghiên cứu, tuân thủ các quy định theo TCVN 5738: 2021 Phòng cháy chữa cháy - Hệ thống báo cháy tự động – Yêu cầu kỹ thuật như sau:

- Các đầu báo cháy khói được lắp dưới trần nhà hoặc mái nhà. Trong trường hợp không lắp được trên trần nhà hoặc mái nhà cho phép lắp trên dầm, xà, cột hoặc treo các đầu báo cháy trên dây dưới trần nhà nhưng bảo đảm các điều kiện theo quy định tại mục 6.4 TCVN 5738: 2021 Phòng cháy chữa cháy - Hệ thống báo cháy tự động – Yêu cầu kỹ thuật;

- Phải lắp đặt bổ sung đầu báo cháy khói ở bên dưới cấu trúc có chiều cao lớn hơn 0,4 m tính từ trần nhà đến vị trí thấp nhất của phần nhô ra và chiều rộng lớn hơn hoặc bằng 0,75 m. Trường hợp trần nhà có những phần nhô ra về phía dưới từ 0,08 m đến 0,4 m thì việc lắp đặt đầu báo cháy tự động được tính như trần nhà không có các phần nhô ra nói trên nhưng diện tích bảo vệ của một đầu báo cháy tự động giảm 25 %. Trường hợp trần nhà có những phần nhô ra về phía dưới trên 0,4 m và độ rộng nhỏ hơn 0,75 m thì việc lắp đặt đầu báo cháy tự động được tính như trần nhà không có các phần nhô ra nói trên nhưng diện tích bảo vệ của một đầu báo cháy tự động giảm 40 %

- Khi lắp đặt đầu báo cháy khói kiểu điểm tại các khu vực có chiều rộng dưới 3 m, hoặc dưới sàn nâng hoặc trên trần treo và trong các không gian khác có chiều cao dưới 1,7 m, khoảng cách giữa các đầu báo cháy quy định tại Bảng 1 (TCVN 5738: 2021 Phòng cháy chữa cháy - Hệ thống báo cháy tự động – Yêu cầu kỹ thuật) được phép tăng 1,5 lần.

- Đầu báo cháy khói khi lắp đặt trên trần nhà cho phép được sử dụng để bảo vệ không gian bên dưới trần treo hở, nếu đáp ứng được đồng thời các điều kiện theo quy định tại mục 6.7 TCVN 5738: 2021 Phòng cháy chữa cháy - Hệ thống báo cháy tự động – Yêu cầu kỹ thuật;

- Số đầu báo cháy tự động loại thụ động lắp trên một kênh của hệ thống báo cháy phụ thuộc vào đặc tính kỹ thuật của trung tâm báo cháy nhưng diện tích bảo vệ của mỗi kênh không lớn hơn 2000 m2 đối với khu vực bảo vệ hở và 500 m2 đối với khu vực bảo vệ kín. Các đầu báo cháy tự động phải sử dụng theo yêu cầu kỹ thuật, tiêu chuẩn và tài liệu kỹ thuật của đầu báo cháy tự động do nhà sản xuất công bố và có tính đến điều kiện môi trường nơi cần bảo vệ;

- Trong trường hợp trung tâm báo cháy không có chức năng chỉ thị địa chỉ của từng đầu báo cháy tự động, các đầu báo cháy tự động lắp đặt trên một kênh cho phép kiểm soát đến 20 căn phòng hoặc khu vực trên cùng một tầng nhà có lối ra hành lang chung nhưng ở phía ngoài từng phòng, từng khu vực phải có đèn chỉ thị về sự tác động báo cháy của bất cứ đầu báo cháy nào được lắp đặt trong các phòng, khu vực đó đồng thời phải bảo đảm yêu cầu của Điều 6.8 (TCVN 5738: 2021 Phòng cháy chữa cháy - Hệ thống báo cháy tự động – Yêu cầu kỹ thuật). Trường hợp căn phòng có cửa kính hoặc vách kính với hành lang chung mà từ hành lang nhìn được vào trong phòng qua vách kính hoặc cửa kính thì cho phép không lắp đặt các đèn chỉ thị ở phía ngoài căn phòng đó.

- Khoảng cách từ đầu báo cháy đến mép ngoài của miệng thổi của các hệ thống thông gió hoặc hệ thống điều hòa không khí không được nhỏ hơn 1 m. Không được lắp đặt đầu báo cháy trực tiếp trước các miệng thổi trên. Việc lắp đặt đầu báo cháy phải được thực hiện sao cho các thiết bị gần đó (ống, ống dẫn khí, thiết bị, v.v.) không cản trở tác động từ hiện tượng của sự cháy lên các đầu báo cháy và các nguồn bức xạ ánh sáng, nhiễu điện từ không ảnh hưởng đến việc hoạt động của đầu báo.

- Diện tích bảo vệ của một đầu báo cháy khói, khoảng cách tối đa giữa các đầu báo cháy khói với nhau và giữa đầu báo cháy khói với tường nhà phải xác định theo Bảng 1 (TCVN 5738: 2021 Phòng cháy chữa cháy - Hệ thống báo cháy tự động – Yêu cầu kỹ thuật) nhưng không lớn hơn các trị số ghi trong điều kiện kỹ thuật và tài liệu kỹ thuật của đầu báo cháy khói.

Bảng 1 - Quy định lắp đặt đầu báo cháy khói kiểu điểm:

- Các đầu báo cháy khói tia chiếu được sử dụng cho các khu vực bảo vệ có độ cao đến 21 m. Khoảng cách giữa các tia chiếu với tường không lớn hơn 4,5 m và giữa các tia chiếu không lớn hơn 9,0 m. Đối với khu vực mái dốc hoặc mái chữ A, khoảng cách trên được xác định theo phương ngang. Khoảng cách từ tia chiếu đến trần phải trong khoảng 0,025 m đến 0,6 m. Cho phép tia chiếu cách trần lớn hơn 0,6 m khi khoảng cách giữa các tia chiếu không lớn hơn 25 % chiều cao lắp đặt của đầu báo cháy khói tia chiếu và khoảng cách giữa tia chiếu với tường không lớn hơn 12,5 % chiều cao lắp đặt đầu báo cháy khói tia chiếu, khi đó khoảng cách của tia chiếu theo phương đứng đến điểm cao nhất của chất cháy không nhỏ hơn 2 m. Khoảng cách tối thiểu và tối đa giữa bộ phát với bộ thu hoặc bộ thu - phát với gương phản xạ được xác định bởi tài liệu kỹ thuật cho các loại đầu báo cháy cụ thể. Khoảng cách tối thiểu giữa các tia chiếu, từ tia chiếu đến tường và các vật thể xung quanh phải được thiết lập theo các yêu cầu của tài liệu kỹ thuật để tránh nhiễu lẫn nhau. Trong khoảng giữa đầu phát với đầu thu hoặc đầu thu - phát với gương phản xạ của đầu báo cháy khói tia chiếu không được có vật chắn che khuất tia chiếu.

- Đầu báo cháy khói kiểu hút phải được lắp đặt theo Bảng 3 (TCVN 5738: 2021 Phòng cháy chữa cháy - Hệ thống báo cháy tự động – Yêu cầu kỹ thuật), tùy thuộc vào loại độ nhạy. Khi lắp đặt ống lấy mẫu ở vị trí có chiều rộng dưới 3 m, dưới sàn nâng hoặc trên trần treo và trong không gian khác có chiều cao dưới 1,7 m, bán kính bảo vệ của lỗ hút trong Bảng 3 có thể tăng thêm 1,5 lần.

Bảng 3 - Quy định lắp đặt đầu báo cháy khói kiểu hút

3. Để đảm bảo đầu báo cháy khói hoạt động hiệu quả trong suốt thời gian sử dụng, việc bảo dưỡng và kiểm tra định kỳ là rất quan trọng. Các công việc bảo trì bao gồm: (1) Làm sạch đầu báo: Bụi bẩn và các tác nhân gây nhiễu có thể làm giảm độ nhạy của đầu báo cháy khói. Cần phải làm sạch các cảm biến của đầu báo định kỳ. (2) Kiểm tra tín hiệu: Kiểm tra tín hiệu của đầu báo cháy với trung tâm báo cháy để đảm bảo sự kết nối ổn định. (3) Kiểm tra các phần tử cảm biến: Đảm bảo rằng các phần tử cảm biến không bị hư hỏng hoặc suy giảm hiệu quả trong quá trình sử dụng.

Đầu báo cháy khói đóng vai trò thiết yếu trong việc phát hiện sớm cháy. Việc thiết kế và lắp đặt đúng tiêu chuẩn không chỉ bảo đảm an toàn mà còn góp phần rút ngắn thời gian phát hiện và xử lý sự cố. Các chủ đầu tư, đơn vị thiết kế cần cập nhật, nắm chắc tiêu chuẩn kỹ thuật - đặc biệt là TCVN 5738:2021 – để áp dụng đúng đắn, hiệu quả trong từng dự án.