"VAN GIẢM ÁP SẼ LÀM NƯỚC YẾU HƠN" – QUAN ĐIỂM NÀY CÓ ĐÚNG?
Đây là một trong những câu rất phổ biến khi thi công hệ thống PCCC. Không ít người cho rằng: Van góc giảm áp làm giảm áp suất thì chắc chắn lượng nước chữa cháy cũng sẽ giảm theo.
Nếu nhìn theo cảm nhận khi mở vòi nước sinh hoạt, suy nghĩ này có vẻ hợp lý. Tuy nhiên, trong hệ thống chữa cháy, cách đánh giá như vậy lại chưa chính xác.
Điều cần hiểu là áp suất (Pressure) và lưu lượng (Flow Rate) là hai đại lượng hoàn toàn khác nhau.
Một hệ thống có thể giảm áp suất đầu ra nhưng vẫn duy trì lưu lượng theo đúng yêu cầu thiết kế. Ngược lại, cũng có trường hợp áp suất rất cao nhưng lưu lượng thực tế vẫn không đủ vì máy bơm hoặc đường ống không đáp ứng.
Chính vì vậy, trước khi trả lời câu hỏi "Van góc giảm áp có làm giảm lưu lượng nước chữa cháy không?", chúng ta cần phân biệt rõ hai khái niệm này.
ÁP SUẤT VÀ LƯU LƯỢNG KHÁC NHAU NHƯ THẾ NÀO?
Trong thực tế thi công, rất nhiều sự cố nghiệm thu xuất phát từ việc nhầm lẫn giữa áp suất và lưu lượng. Hai đại lượng này có liên quan nhưng không đồng nghĩa.
|
Áp suất (Pressure) |
Lưu lượng (Flow Rate) |
|---|---|
|
Là lực đẩy của nước trong đường ống. |
Là lượng nước đi qua đường ống trong một đơn vị thời gian. |
|
Đơn vị: bar, MPa hoặc mH₂O. |
Đơn vị: L/min hoặc m³/h. |
|
Quyết định tia nước mạnh hay yếu. |
Quyết định lượng nước cấp đến đám cháy. |
|
Thay đổi theo chiều cao và tổn thất đường ống. |
Phụ thuộc vào máy bơm, đường kính ống và nhu cầu hệ thống. |
|
Có thể điều chỉnh bằng van giảm áp. |
Không thể tăng chỉ bằng cách điều chỉnh van. |
Có thể hình dung đơn giản
Nếu ví đường ống là một tuyến đường cao tốc:
- Áp suất giống như tốc độ di chuyển của dòng xe.
- Lưu lượng giống như số lượng xe đi qua trong một giờ.
Một đoàn xe có thể chạy rất nhanh nhưng số lượng xe không nhiều.Ngược lại, xe chạy với tốc độ vừa phải nhưng số lượng rất lớn thì lưu lượng giao thông vẫn cao.
Nước trong hệ thống PCCC cũng hoạt động theo nguyên lý tương tự.
Đó là lý do giảm áp suất không đồng nghĩa với giảm lưu lượng.
VÌ SAO CÔNG TRÌNH CAO TẦNG CẦN VAN GÓC GIẢM ÁP?
Trong các công trình từ 15, 20 hoặc 30 tầng trở lên, máy bơm chữa cháy phải tạo ra cột áp đủ lớn để đưa nước đến điểm bất lợi nhất của hệ thống.
Điều này dẫn đến một thực tế:
- Tầng càng thấp, áp suất nước càng lớn.
- Tầng càng cao, áp suất giảm dần do phải thắng chiều cao công trình và tổn thất trên đường ống.
Ví dụ: Một chung cư 25 tầng được thiết kế sao cho họng chữa cháy tại tầng cao nhất vẫn đạt áp suất yêu cầu. Điều đó đồng nghĩa với việc các họng chữa cháy ở tầng 1 hoặc tầng 2 sẽ nhận áp lực lớn hơn đáng kể.
Nếu chỉ sử dụng van góc thông thường: Tia nước phun rất mạnh, lăng chữa cháy khó giữ, vòi dễ bị giật, người vận hành mất nhiều sức để kiểm soát hướng phun.
Đây chính là lý do các kỹ sư thiết kế thường bố trí van góc giảm áp tại các tầng thấp nhằm đưa áp suất về mức phù hợp hơn.
VAN GÓC GIẢM ÁP HOẠT ĐỘNG NHƯ THẾ NÀO?
Khác với van góc thông thường chỉ có chức năng đóng hoặc mở dòng nước, van góc giảm áp được thiết kế để duy trì áp suất đầu ra ở một giá trị đã cài đặt.
Bên trong van thường gồm:
- Thân van.
- Đĩa van.
- Lò xo điều chỉnh.
- Buồng cân bằng áp suất.
- Cơ cấu điều chỉnh áp.
Khi áp suất đầu vào tăng vượt giá trị cài đặt, lực tác động lên đĩa van sẽ thay đổi, giúp điều chỉnh tiết diện dòng chảy để ổn định áp suất đầu ra.
Điều quan trọng cần nhấn mạnh là: Van góc giảm áp điều chỉnh áp suất đầu ra, không phải "khóa bớt nước" như nhiều người vẫn nghĩ.
Nếu máy bơm vẫn cung cấp đủ lưu lượng, đường ống được thiết kế đúng và kích thước van phù hợp, lưu lượng cấp đến họng chữa cháy vẫn đáp ứng yêu cầu thiết kế.
Ví dụ: Giả sử một tòa nhà văn phòng cao 20 tầng được thiết kế với lưu lượng yêu cầu tại mỗi họng chữa cháy là 100 L/min.
Các thông số của hệ thống như sau:
|
Thông số thiết kế |
Giá trị |
|---|---|
|
Lưu lượng yêu cầu |
100 L/min |
|
Áp suất đầu bơm |
10 bar |
|
Áp suất tại tầng 1 |
6,5 bar |
|
Áp suất yêu cầu tại họng |
4,5 bar |
|
Van góc giảm áp cài đặt |
4,5 bar |
Sau khi lắp van giảm áp:
|
Thông số |
Trước khi lắp |
Sau khi lắp |
|---|---|---|
|
Áp suất |
6,5 bar |
4,5 bar |
|
Lưu lượng |
100 L/min |
100 L/min |
|
Khả năng thao tác |
Khó |
Dễ |
|
Độ giật của vòi |
Lớn |
Giảm rõ rệt |
Qua ví dụ trên có thể thấy: Van góc giảm áp đã giúp đưa áp suất về mức an toàn cho người sử dụng nhưng không làm giảm lưu lượng thiết kế của hệ thống. Điều này chỉ đạt được khi máy bơm, đường ống và toàn bộ hệ thống được tính toán đúng ngay từ đầu.
CÁCH TÍNH CỘT ÁP (HEAD LOSS) TRONG HỆ THỐNG CHỮA CHÁY
Nhiều người cho rằng chỉ cần biết máy bơm có áp suất bao nhiêu bar là đủ để đánh giá hệ thống. Trên thực tế, điều quyết định áp suất tại họng chữa cháy lại là tổng cột áp còn lại sau khi nước đi qua toàn bộ hệ thống.
Nói cách khác, áp suất nước tại đầu bơm sẽ liên tục bị "tiêu hao" bởi chiều cao công trình, ma sát đường ống và các phụ kiện trên tuyến ống trước khi đến họng chữa cháy.
Đó cũng là lý do hai công trình sử dụng cùng một model máy bơm nhưng áp suất tại họng chữa cháy có thể hoàn toàn khác nhau.
Sơ đồ phân bố cột áp trong hệ thống
Nhìn vào sơ đồ trên có thể thấy, máy bơm không chỉ có nhiệm vụ đưa nước lên cao mà còn phải bù lại toàn bộ phần áp suất bị mất trên đường đi.
CÔNG THỨC TÍNH TỔNG CỘT ÁP
Trong thiết kế hệ thống PCCC, tổng cột áp của máy bơm thường được xác định theo công thức:
H = Htĩnh + Hma sát + Hphụ kiện + Hdư
Trong đó:
|
Thành phần |
Ý nghĩa |
|---|---|
|
Htĩnh |
Chiều cao từ máy bơm đến họng chữa cháy bất lợi nhất |
|
Hma sát |
Tổn thất áp trên đường ống |
|
Hphụ kiện |
Tổn thất qua co, tê, van, đồng hồ, lọc... |
|
Hdư |
Áp suất yêu cầu còn lại tại họng chữa cháy |
Đây là công thức cơ bản mà hầu hết kỹ sư M&E đều sử dụng khi tính toán lựa chọn máy bơm chữa cháy.
Ví dụ tính toán thực tế: Giả sử một tòa nhà văn phòng 15 tầng, chiều cao từ phòng bơm đến họng chữa cháy cao nhất khoảng 45 m.
Theo hồ sơ thiết kế:
|
Thông số |
Giá trị |
|---|---|
|
Lưu lượng thiết kế |
100 L/min (≈ 6 m³/h) |
|
Chiều cao tĩnh |
45 m |
|
Tổn thất ma sát đường ống |
10 m |
|
Tổn thất phụ kiện |
5 m |
|
Áp suất yêu cầu tại họng chữa cháy |
30 m (≈ 3 bar) |
Áp dụng công thức:
H = Htĩnh + Hma sát + Hphụ kiện + Hdư
H = 45 + 10 + 5 + 30
H = 90 m
Như vậy, máy bơm phải tạo được 90 m cột áp (≈ 9 bar) để đảm bảo tại họng chữa cháy vẫn còn khoảng 3 bar theo yêu cầu thiết kế.
Đây cũng là lý do nhiều người thường nhầm tưởng rằng máy bơm tạo ra 9 bar thì họng chữa cháy cũng sẽ có 9 bar. Thực tế, phần lớn áp suất đã được sử dụng để thắng chiều cao và bù tổn thất trên đường ống.
VẬY VAN GÓC GIẢM ÁP ĐƯỢC LẮP Ở ĐÂU?
Giả sử tại tầng 1 của cùng công trình, áp suất đo được là 6,8 bar. Trong khi đó, hồ sơ thiết kế chỉ yêu cầu khoảng 4,5 bar tại họng chữa cháy.
Lúc này, kỹ sư sẽ sử dụng van góc giảm áp để ổn định áp suất đầu ra ở mức 4–4,5 bar.
|
Thông số |
Trước van |
Sau van |
|---|---|---|
|
Áp suất |
6,8 bar |
4,5 bar |
|
Lưu lượng |
100 L/min |
100 L/min |
|
Khả năng thao tác |
Khó |
Dễ |
|
Độ giật của vòi |
Lớn |
Giảm rõ rệt |
Điểm cần lưu ý là lưu lượng vẫn giữ nguyên nếu máy bơm và hệ thống đường ống đáp ứng đúng yêu cầu thiết kế.
KHI NÀO VAN GIẢM ÁP CÓ THỂ LÀM GIẢM LƯU LƯỢNG?
Mặc dù van giảm áp không được thiết kế để giảm lưu lượng, nhưng trong một số trường hợp, lưu lượng thực tế vẫn có thể bị ảnh hưởng.
|
Nguyên nhân |
Ảnh hưởng đến hệ thống |
|---|---|
|
Máy bơm không đủ công suất |
Không đạt lưu lượng thiết kế |
|
Chọn van có kích thước nhỏ hơn đường ống |
Thu hẹp tiết diện dòng chảy |
|
Cài đặt áp suất đầu ra quá thấp |
Lưu lượng có thể giảm |
|
Đường ống quá dài, nhiều co hoặc tê |
Tổn thất áp tăng |
|
Van bám cặn hoặc bảo trì không đúng |
Áp suất và lưu lượng không ổn định |
Vì vậy, khi nghiệm thu hoặc kiểm tra hệ thống, kỹ sư cần đánh giá tổng thể từ máy bơm, đường ống, phụ kiện đến van giảm áp, thay vì chỉ tập trung vào một thiết bị.
NHỮNG LƯU Ý KHI LỰA CHỌN VAN GÓC GIẢM ÁP
Để van hoạt động hiệu quả nên lưu ý:
- Lựa chọn đúng kích thước DN50 hoặc DN65 theo thiết kế.
- Kiểm tra áp suất đầu vào và dải áp suất làm việc của van.
- Đo và hiệu chỉnh áp suất đầu ra sau khi lắp đặt.
- Chạy thử với lưu lượng thực tế trước khi nghiệm thu.
- Bảo trì định kỳ để tránh cặn bẩn làm ảnh hưởng đến khả năng điều áp.
Van góc giảm áp không phải là thiết bị làm "yếu nước" như nhiều người vẫn nghĩ. Vai trò của thiết bị là điều chỉnh áp suất đầu ra về mức an toàn và ổn định, giúp người sử dụng dễ thao tác hơn trong quá trình chữa cháy.
Nếu máy bơm được lựa chọn đúng công suất, đường ống được tính toán hợp lý và van được cài đặt đúng thông số, việc giảm áp không đồng nghĩa với việc giảm lưu lượng nước chữa cháy.
Đối với nhà thầu và kỹ sư M&E, điều quan trọng là hiểu rõ mối quan hệ giữa cột áp, lưu lượng và tổn thất trên hệ thống, từ đó lựa chọn thiết bị phù hợp thay vì chỉ dựa vào thông số áp suất của máy bơm.
-------------------------
Sông Xanh hiện phân phối van góc giảm áp ShinYi FHRA với đầy đủ kích thước DN50 và DN65, phù hợp cho nhà cao tầng, trung tâm thương mại, nhà máy và khu công nghiệp.
Liên hệ ngay để đặt hàng :
