Tư vấn xây dựng Bốn IBST
Hoạt động trong lĩnh vực Thí nghiệm và Tư vấn thiết kế
Theo công văn của Cục Cảnh sát PCCC & CNCH về việc chỉnh sửa, bổ sung về phòng cháy và chữa cháy đối với hồ sơ thiết kế kỹ thuật điều chỉnh, liên quan đến giải pháp thoát nạn, tầng hầm phải có không ít hơn hai lối ra thoát nạn khi có diện tích lớn hơn 300 m2 để đảm bảo theo quy định tại Điều 3.2.6 QCVN 06:2010/BXD. Hiện trạng thực tế của tầng hầm B2 hiện chỉ bố trí một lối ra thoát nạn qua buồng thang bộ, tầng hầm B1 bố trí 01 lối thoát nạn qua buồng thang bộ và lối thoát nạn qua đường dốc thông với ngoài trời (tầng 1).
Vì vậy, mục đích của báo cáo nghiên cứu này là Lập luận chứng kỹ thuật kiểm tra về thoát nạn cho người trong tầng hầm B1, B2 trong trường hợp có cháy xảy ra, nhằm đánh giá các giải pháp tăng cường an toàn về thoát nạn của người tại tầng hầm B1, B2 do Chủ đầu tư cung cấp.
Báo cáo này trình bày việc nghiên cứu, kiểm tra các hồ sơ hiện trạng và hồ sơ điều chỉnh bổ sung của công trình (kiến trúc, M&E, PCCC,…) do chủ đầu tư cung cấp, và thực hiện việc tính toán thoát nạn cho người tại tầng hầm B1, B2 công trình thông qua mô phỏng lan truyền lửa, khói, các chất có hại cho con người và mô phỏng thoát nạn, nhằm mục đích kiểm tra khả năng thoát nạn của người tại tầng hầm B1, B2 công trình, đề xuất những điều chỉnh, bổ sung về giải pháp an toàn PCCC (nếu cần) để đảm bảo việc thoát nạn của người từ tầng hầm B1, B2 khi có cháy xảy ra.
Đối với tầng hầm B1, B2 có công năng chính là để xe máy và xe ô tô nhưng hiện tại tầng hầm B2 chỉ bố trí một lối ra thoát nạn qua buồng thang bộ, không đảm bảo yêu cầu của QCVN 06:2010/BXD (như nêu tại công văn số của Cục Cảnh sát PCCC & CNCH năm 2024). Đối với tầng hầm B1, bố trí 01 lối thoát nạn qua buồng thang bộ và lối thoát nạn qua đường dốc thông với ngoài trời (tầng 1). Do đó, cần lập luận chứng kỹ thuật để kiểm tra về an toàn thoát nạn của người tại các tầng hầm B1, B2 căn cứ trên giải pháp điều chỉnh, bổ sung do CĐT cung cấp.
Các nội dung công việc cụ thể được thực hiện bao gồm:
4.1 Nguyên tắc xác định kịch bản cháy
Căn cứ tài liệu [4] (C/VM2 Verification Method: Framework for Fire Safety Design – For New Zealand Building Code Clauses C1-C6 Protection from Fire), cần xem xét đến các kịch bản cháy sau đây khi đánh giá về an toàn thoát nạn đối với người tại tầng hầm B1, B2:
Như vậy, trong phạm vi báo cáo này cần xem xét các kịch bản cháy xảy ra trực tiếp tại tầng hầm B1 và B2.
4.2 Kịch bản cháy tầng Hầm B2
Công năng chính của hầm B2 là khu vực để xe ô tô. Do đó, 03 kịch bản cháy cho 03 khu vực để ô tô khác nhau được nghiên cứu như sau:

4.3. Kịch bản cháy tầng hầm B1:
Công năng chính của hầm B1 bao gồm: khu vực để ô tô, xe máy và các phòng kỹ thuật. Do các phòng kỹ thuật đóng kín và được bố trí tất cả các cửa ngăn cháy, nên khả năng cháy từ các phòng này lan ra bên ngoài sẽ ít có nguy cơ xảy ra. Do đó, 03 kịch bản cháy cho 03 khu vực để xe khác nhau được nghiên cứu như sau:

4.4. Xác định các tải trọng cháy
Tải trọng cháy trong mỗi kịch bản cháy được xác định dựa trên công năng của khu vực xảy ra đám cháy (xe máy, ô tô, sảnh, văn phòng v.v.). Các thông số về tải trọng cháy (nhiệt lượng, tốc độ lan truyền đám cháy, khả năng sinh khói, khả năng sinh các chất CO, CO2, HCL, …) được xác định thông qua so sánh, tham chiếu các tài liệu liên quan và lựa chọn số liệu thiên về an toàn.
Tải trọng cháy được mô phỏng bằng một diện tích cháy đủ lớn để đáp ứng thời gian tính toán. Chi tiết về số liệu tải trọng cháy được nhập vào phần mềm mô phỏng tùy từng kịch bản cháy.
Chi tiết về số liệu tải trọng cháy được nhập vào phần mềm mô phỏng tùy từng kịch bản cháy. Các chất gây cháy chính trong các phòng của hầm B1, B2 là xe máy và xe ô tô.
Căn cứ vào công năng sử dụng, tính chất của các chất có thể gây cháy, các thông số tải trọng cháy chính cho các kịch bản cháy được lựa chọn dựa trên tài liệu tham khảo số [14], cụ thể như sau:
Bảng 1: Thông số tải trọng cháy (CO; Soot)
| STT | Tầng | Kịch bản cháy | CO | Soot | HRR (kW/m2) | Vận tốc lan truyền cháy m/s |
| 1 | B1, B2 | Cháy 1 khu vực để xe máy/ô tô | 0,04 | 0,07 | 739,00 | 0,02 |
Ghi chú:
CO: hệ số phát sinh của khí CO (kg/kg)
Soot: hệ số phát sinh khói (kg/kg)
HRR: tốc độ giải phóng nhiệt của đám cháy (kW/m2)
Với hầm B2, tải trọng cháy được khai báo trên một diện tích tương đương với 01 chỗ đỗ xe ô tô (13,2 m2). Với hầm B1, tải trọng cháy được khai báo trên diện tích khu vực chứa xe máy tương ứng, để kể đến sự lan cháy giữa các xe máy đỗ cạnh nhau. Các đặc tính về tốc độ giải phóng nhiệt (HRR), vận tốc lan truyền cháy, các sản phẩm sinh ra do cháy được lấy giống nhau cho kích bản cháy ô tô và xe máy, theo tài liệu [14].
5.1. Các giả thiết cho việc tính toán
5.2. Mô hình mô phỏng cháy
a, Phần mềm mô phỏng:
Trong nghiên cứu này sử dụng phần mềm Pyrosim do công ty Thunderhead Engineering phát triển. Phần mềm này dựa trên lõi phân tích FDS (Fire Dynamics Simulator) để mô phỏng sự lan truyền của lửa và khói trong môi trường không khí (mô phỏng động lực học chất lưu – computational fluid dynamics (CFD)). Lõi phân tích FDS do Viện tiêu chuẩn và kỹ thuật quốc gia Hoa Kỳ (NIST) phát triển và công bố.
Phần mềm Pyrosim giúp mô phỏng chính xác không gian hình học của tầng hầm B1, B2, kể đến các yếu tố hình học của khoang cháy (kích thước các phòng, kích thước các lỗ cửa đi, v.v.), các đặc tính của nguồn cháy (diện tích bề mặt cháy, các thông số tải trọng cháy, tốc độ tỏa nhiệt, khói và các chất sinh ra do cháy, v.v.), đồng thời giúp kể đến các giải pháp tăng cường PCCC được kể đến trong thiết kế (các cửa ngăn cháy, cửa thu khói, ảnh hưởng của sprinkler đến tác động của đám cháy v.v.).
Các giải pháp sau đây được kể đến trong quá trình mô phỏng phát triển cháy và khói:
Thời gian kích hoạt của hệ thống hút xả khói, cửa sập chống cháy được lấy là 120s kể từ khi có cháy và đưa vào phần mềm mô phỏng.
b, Xác định các thông số liên quan tới an toàn cho tính mạng và thoát nạn của người:
Các điểm đo được bố trí tại ngưỡng chiều cao 2m tại các vị trí di chuyển của người (đường di chuyển thoát nạn, các vị trí cửa, trước buồng thang bộ, v.v.) trong mô hình để đo các thông số sau: tầm nhìn, nhiệt độ, nồng độ các chất có hại (CO, CO2, HCL), nồng độ Ô xi.
Giả thiết về các ngưỡng giới hạn cho phép đối với an toàn của người trong quá trình di chuyển thoát nạn theo các tiêu chuẩn, tài liệu áp dụng cụ thể như sau:
CO2 – tối đa 0,11kg/m3 [10];
CO – tối đa 0,00116 kg/m3 (~0,1% thể tích) [10];
HCL – tối đa 0,000023 kg/m3 [10];
Mô hình tổng quát của tầng hầm B2 và B1 trong Pyrosim được thể hiện ở Hình dưới:

5.3. Mô hình mô phỏng thoát nạn
a, Phần mềm mô phỏng:
Trong nghiên cứu này sử dụng phần mềm Pathfinder do công ty Thunderhead Engineering phát triển. Phần mềm này mô phỏng sự di chuyển của người trong một không gian cho trước, đến những vị trí thoát nạn được quy định.
Số lượng người sử dụng trong mô phỏng thoát nạn: theo bản vẽ kiến trúc được CĐT cung cấp, số lượng người tối đa và đặc tính của người cho mỗi tầng hầm như sau:
Mô hình tổng quát của tầng hầm B2 và B1 trong Pathfinder được thể hiện ở Hình dưới:


b, Nguyên tắc phân tích thoát nạn của người:
c, Nguyên tắc tính thời gian di chuyển cần thiết:
Thời gian thoát nạn của người là tổng của các thời gian sau:
Kết quả mô phỏng lan truyền cháy và khói (và các chất có hại khác) được kết hợp với kết quả mô phỏng thoát nạn của người, để kiểm tra điều kiện người có đủ thời gian thoát ra vùng an toàn trước khi bị ảnh hưởng bởi nhiệt, khói cũng như các yếu tố có hại khác.

Xem thêm video mô phỏng cháy và mô phỏng thoát nạn ở đây:
Việc phân tích mô phỏng lan truyền cháy/khói và mô phỏng thoát nạn tại tầng hầm B1 và B2 được thực hiện cho các kịch bản cháy khác nhau tại các tầng hầm này. Việc lựa chọn kịch bản cháy dựa trên nguyên tắc tuân theo thực tế hiện trạng sử dụng của công trình.
Mô hình mô phỏng phản ảnh đúng thiết kế điều chỉnh bổ sung của tầng hầm B1 và B2 do CĐT cung cấp (kích thước hình học, vị trí thoát nạn, bố trí của tường và cửa ngăn cháy, các biện pháp PCCC, số lượng người phân bố tại từng khoang cháy) kèm theo các giải pháp tăng cường PCCC điều chỉnh, bổ sung, kiến nghị cho hầm B1 và B2.
Các nguồn tải trọng cháy của các kịch bản cháy được lựa chọn dựa trên các nguồn cháy bố trí thực tế tại hầm B1 và B2, các quy định về tải trọng cháy của tiêu chuẩn, cũng như các nguồn tài liệu tham khảo khác. Các thông số của tải trọng cháy được lấy thiên về an toàn.
Các giá trị ngưỡng giới hạn về an toàn tính mạng cho con người trên đường thoát nạn được lấy tuân theo tiêu chuẩn, có đối chiếu, so sánh với các Tiêu chuẩn và tài liệu tham khảo khác, lựa chọn theo phương án thiên về an toàn.
Kết quả phân tích các kịch bản cháy dựa trên các giả thiết sử dụng trong tính toán cũng như những giải pháp tăng cường PCCC điều chỉnh, bổ sung, kiến nghị về thoát nạn cho thấy, người trong tầng hầm B1 và B2 đảm bảo thời gian để đi chuyển tới vị trí thoát nạn an toàn (là buồng thang bộ thoát nạn hoặc lối thoát trực tiếp ra bên ngoài).
Các hệ thống PCCC (báo cháy, chữa cháy, bảo vệ chống khói, đèn chỉ dẫn thoát nạn sự cố), các bộ phận ngăn cháy, cửa ngăn cháy và các yêu cầu an toàn cháy khác phải luôn được duy trì, đảm bảo và kiểm tra thường xuyên, định kỳ. Không bố trí tải trọng cháy trong khu vực đường thoát nạn bổ sung, và bố trí người trực 24/24 ở hầm B2 để tổ chức thoát nạn khi có cháy.
Báo cáo này chỉ đề cập đến nội dung về thoát nạn cho người tại tầng hầm B1 và B2, các nội dung thiết kế khác về an toàn cháy cần tuân thủ đúng các quy chuẩn, tiêu chuẩn về PCCC được áp dụng.
Kiến nghị:
Chủ đầu tư cần cam kết không có nhu cầu bảo vệ tài sản hoặc hạn chế thiệt hại về tài sản khi có cháy, do đó yêu cầu về an toàn PCCC là việc đảm bảo cho người trong công trình có thể thoát nạn an toàn trước khi bị nguy cơ đe dọa tính mạng và sức khỏe do tác động của các yếu tố nguy hiểm của đám cháy.
[1] QCVN 06:2022/BXD và Sửa đổi 1:2023 Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về an toàn cháy cho nhà và công trình
[2] Методика определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности. МЧС России. Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий. ФГБУ ВНИИПО МЧС России. 2022.
[3] Пособие к Методике определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности. МЧС России. Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий. ФГБУ ВНИИПО МЧС России. 2014.
[4] C/VM2 Verification Method: Framework for Fire Safety Design – For New Zealand Building Code Clauses C1-C6 Protection from Fire
[5] SFPE Handbook of Fire Protection Engineering – 5th Edition
[6] Кошмаров Ю.А. Прогнозирование опасных факторов пожара в помещении: Учебное пособие. – M.: Академия ГПС МВД России, 2000. 118 с. ISBN – 59229-0011-0.
[7] Работа в программном комплексе FireCat. Библиотека реакций и поверхностей горения в PyroSim, 2020.
[8] А.А Абашкин, А.В. Карпов, Д.В. Ушаков, М.В. Фомин, А.Н. Гилетич, П.М. Комков. Пособие по применению «Методики определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности» – М.: ВНИИПО, 2014.
[9] EN 1991-1-2 Eurocode 1: Actions on structures – Part 1-2: General actions – Actions on structures exposed to fire
[10] ГОСТ 12.1.004-91 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Пожарная безопасность. Общие требования (с Изменением N 1) / ГОСТ № 12.1.004-91.
[11] ГОСТ Р 12.3.047-98 Система стандартов безопасности труда. ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ. Общие требования. Методы контроля
[12] New Zealand Building Code
[13] Холщевников В. В., Самошин Д. А., Парфененко А. П., Кудрин И. С., Истратов Р. Н., Белосохов И. Р. ЭВАКУАЦИЯ И ПОВЕДЕНИЕ ЛЮДЕЙ ПРИ ПОЖАРАХ, 2015.
[14] СИТИС-СПН-1. ПОЖАРНАЯ НАГРУЗКА. СПРАВОЧНИК. Автор документа: ООО «СИТИС» (2014).
CĐT, Nhà Thầu, Tư vấn, v.v. Liên hệ trực tiếp để xem xét hồ sơ cụ thể từng dự án.
KS. Đỗ Duy Bốn thuộc nhóm triển khai đi đầu về công tác Lập luận chứng kỹ thuật An toàn cháy. Với sự hỗ trợ của các Chuyên gia và các Nhà khoa học đồng nghiệp, đưa ra các giải pháp tối ưu nhất cho CĐT mà vẫn phù hợp với Yêu cầu của Quy chuẩn, tiêu chuẩn hiện hành.
+ Tham gia biên soạn một số đề tài về An toàn cháy, đề tài cấp Bộ do Viện Khoa học Công nghệ xây dựng chủ trì thực hiện.
+ Triển khai Lập luận chứng An toàn cháy bằng Mô phỏng cháy và mô phỏng thoát nạn.
+ Nhân lực: > 20 Cán bộ và các Chuyên gia đầu ngành.
+ Rất nhiều công trình Điển Hình đã triển khai (đã được Cơ quan QLNN phê duyệt) (Liên hệ để biết thêm chi tiết các công trình đã triển khai, do có sự cam kết bảo mật thông tin dự án với bên A nên không công bố thông tin).
Hoạt động trong lĩnh vực Thí nghiệm và Tư vấn thiết kế