Hệ thống họng nước chữa cháy vách tường (HCCVT) là tuyến phòng ngừa cháy quan trọng trong các công trình như chung cư, nhà xưởng, tòa nhà văn phòng. Để hệ thống hoạt động hiệu quả khi xảy ra sự cố, hai yếu tố quan trọng nhất cần được tính toán chính xác gồm:

• Lưu lượng nước

• Áp lực nước tại họng

1. Yêu cầu kỹ thuật cơ bản trong thiết kế

Theo yêu cầu thiết kế phổ biến:

• Lưu lượng tối thiểu cho mỗi họng vách tường: 2,5 lít/giây

• Số họng phải hoạt động đồng thời: tối thiểu 2 họng

• Áp lực nước cần đạt tại đầu họng: tối thiểu 17 đến 20 mét cột nước (tương đương 1,7 đến 2 bar)

Đây là giá trị đảm bảo tia nước đủ mạnh để dập cháy giai đoạn đầu.

2. Những thông số cần xác định trước khi tính toán

Kỹ sư thiết kế phải xác định:

1. Số họng hoạt động đồng thời

2. Chiều dài đường ống dẫn nước từ máy bơm đến họng xa nhất

3. Loại ống sử dụng (ống thép, ống mạ kẽm, ống PCCC chuyên dụng...)

4. Đường kính danh định của ống

5. Số lượng cút, van, tê, khớp nối trên đường ống

6. Chiều cao chênh lệch giữa máy bơm và vị trí họng

Những yếu tố trên ảnh hưởng trực tiếp đến tổn thất áp lực trong đường ống.

3. Cách tính áp lực cần thiết cho hệ thống

Để máy bơm cấp nước đạt hiệu quả, tổng cột áp yêu cầu của hệ thống sẽ gồm:

1. Áp lực tại họng (cố định theo tiêu chuẩn, khoảng 20 mét)

2. Tổn thất do ma sát đường ống (phụ thuộc chiều dài và đường kính ống)

3. Tổn thất tại khúc cua, cút, tê, van

4. Áp lực bù cho chênh lệch độ cao

5. Áp lực dự phòng (3 đến 5 mét, để bù cho lão hóa thiết bị và sai số)

Tổng các giá trị trên sẽ cho ra cột áp tối thiểu mà máy bơm phải đáp ứng.

4. Ví dụ tính toán

Giả sử công trình có:

• 2 họng hoạt động đồng thời

• Mỗi họng 2,5 lít/giây → tổng lưu lượng 5 lít/giây

• Đường ống DN50 dài 30 mét từ bơm đến họng xa nhất

• Có 6 phụ kiện (van, cút, tê...)

• Chênh lệch cao độ không đáng kể

Ta tính như sau:

Bước 1: Xác định áp lực tại họng

• Giá trị này cố định khoảng 20 mét cột nước.

Bước 2: Tính tổn thất ma sát đường ống

Ống DN50 với lưu lượng 5 lít/giây thường gây tổn thất khoảng 1,5 mét cho 30 mét chiều dài.

Bước 3: Tổn thất tại phụ kiện

Mỗi phụ kiện thường gây mất khoảng 0,1 đến 0,3 mét cột nước.
6 phụ kiện → khoảng 1 mét tổn thất.

Bước 4: Dự phòng cho hệ thống

Lấy 3 mét.

Tổng cột áp cần thiết:

20 (áp lực họng)

• 1,5 (ma sát)

• 1 (phụ kiện)

• 3 (dự phòng)
  = 25,5 mét cột nước

Đây là áp lực tối thiểu máy bơm phải tạo ra tại lưu lượng 5 lít/giây.

5. Cách chọn máy bơm dựa trên kết quả

Dựa vào kết quả trên:

• Lưu lượng yêu cầu: 5 lít/giây (tương đương 18 m³/h)

• Áp lực: 25,5 mét

Trong thực tế, luôn chọn bơm có:

• Áp lực cao hơn 10–15%

• Lưu lượng cao hơn 5–10%

Vậy nên công trình nên chọn bơm:

• Lưu lượng 20 m³/h

• Cột áp 30 mét

Đây là giá trị chuẩn thường gặp trong HCCVT.

6. Lưu ý quan trọng khi thiết kế hệ thống HCCVT

Phải chọn họng xa nhất để tính toán

Điểm xa nhất là điểm có khả năng tụt áp lớn nhất.

Không dùng ống quá nhỏ

Ống nhỏ làm tăng tổn thất ma sát → không đảm bảo áp lực.

Kiểm tra chiều cao công trình

Tòa nhà càng cao → máy bơm phải có áp lực càng lớn.

Tính toán cho trường hợp xấu nhất

Ví dụ: họng ở tầng cao nhất + điểm xa nhất.

Luôn có dự phòng cho lão hóa

Đường ống lâu ngày bị cáu cặn làm giảm lưu lượng → luôn cộng thêm 10–20% dự phòng.

7. Kết luận

Việc tính toán lưu lượng và áp lực cho hệ thống họng nước chữa cháy vách tường không chỉ dựa vào các giá trị lý thuyết, mà cần đánh giá cả:

• Vị trí công trình

• Đặc điểm đường ống

• Số họng hoạt động

• Kịch bản cháy giả định

• Tuổi thọ thiết bị

Một hệ thống được tính toán đúng ngay từ đầu sẽ đảm bảo:

• Tia nước phun mạnh

• Tầm phun xa

• Không hụt áp khi sử dụng thật

• Tăng khả năng dập cháy giai đoạn đầu