HỆ THỐNG PHÒNG CHÁY CHỮA CHÁY CHO PHÒNG MÁY CHỦ

THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHÒNG CHÁY CHỮA CHÁY CHO PHÒNG MÁY CHỦ

I. GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG PHÒNG CHÁY CHỮA CHÁY

Hệ thống phòng cháy chữa cháy (PCCC) cơ bản gồm hai phần chính là hệ thống báo cháy và hệ thống chữa cháy, được đấu nối theo sơ đồ mạch kín từ thiết bị đầu vào, tủ trung tâm đến thiết bị đầu ra

1. Các thiết bị chính trong hệ thống PCCC

Hệ thống báo cháy:

Tủ trung tâm báo cháy: Bộ não của hệ thống gồm màn hình, bo mạch, nguồn và ắc quy dự phòng.

Thiết bị đầu vào: Đầu báo khói, đầu báo nhiệt, đầu báo lửa và nút nhấn khẩn cấp.

Thiết bị đầu ra: Chuông báo động, còi hú, đèn chớp và bảng hiển thị phụ

Hệ thống chữa cháy:

Hệ thống tự động: Đầu phun nước Sprinkler, hệ thống khí (CO2, FM200) hoặc bọt Foam.

Hệ thống bán tự động: Tủ PCCC chứa cuộn vòi, lăng phun, van góc và bình chữa cháy xách tay

2. Cách đấu nối cơ bản

Đấu nối thiết bị đầu vào (Đầu báo khói/nhiệt, nút nhấn khẩn):

Sử dụng cáp tín hiệu chống nhiễu (ví dụ loại 2 × 1.0mm² hoặc 2 × 1.5mm²).

Với hệ thống báo cháy thường (Conventional), các thiết bị được mắc song song hoặc nối tiếp trên một mạch Zone (Z1, Z2) về tủ trung tâm. Cuối tuyến đường dây phải gắn điện trở cuối tuyến (EOL) để tủ giám sát tình trạng đứt dây

Đấu nối thiết bị đầu ra (Chuông, còi, đèn chớp):

Đấu vào mạch chuông/còi (NAC – Notification Appliance Circuit) của tủ trung tâm.

Tuân thủ đúng cực tính: Dây dương (+) nối với cực dương, dây âm (-) nối với cực âm. Gắn điện trở cuối tuyến ở thiết bị đầu ra cuối cùng tương tự mạch đầu vào

3.1 Kênh Báo Cháy Được Bao Nhiêu Đầu Báo

Số lượng đầu báo cháy có thể kết nối với một kênh báo cháy phụ thuộc vào loại hệ thống báo cháy mà bạn sử dụng. Hiện nay, có hai loại hệ thống báo cháy phổ biến: hệ thống báo cháy analog và hệ thống báo cháy địa chỉ.

3.2 Hệ Thống Báo Cháy Analog

Trong hệ thống báo cháy analog, mỗi đầu báo cháy có thể được kết nối trực tiếp với bảng điều khiển qua một kênh duy nhất. Tuy nhiên, hệ thống này có giới hạn về số lượng đầu báo cháy trên mỗi kênh. Thông thường, mỗi kênh báo cháy có thể kết nối từ 20 đến 32 đầu báo cháy, tùy thuộc vào loại thiết bị và công suất của hệ thống.

Việc thiết kế một hệ thống báo cháy analog yêu cầu các kỹ sư phải tính toán kỹ lưỡng về số lượng đầu báo cháy để đảm bảo tính ổn định và độ chính xác trong việc phát hiện cháy.

3.3 Hệ Thống Báo Cháy Địa Chỉ

Với hệ thống báo cháy địa chỉ, mỗi đầu báo cháy được cấp một địa chỉ riêng biệt, giúp dễ dàng xác định vị trí và tình trạng của từng đầu báo cháy khi có sự cố xảy ra. Do tính năng này, hệ thống báo cháy địa chỉ có thể kết nối nhiều đầu báo cháy hơn so với hệ thống analog.

Thông thường, mỗi kênh báo cháy trong hệ thống địa chỉ có thể kết nối từ 60 đến 120 đầu báo cháy. Tuy nhiên, số lượng cụ thể vẫn phụ thuộc vào từng thiết bị và yêu cầu kỹ thuật của công trình. Hệ thống báo cháy địa chỉ được ưa chuộng nhờ khả năng mở rộng linh hoạt và dễ dàng quản lý.

II. THIẾT KẾ HỆ THỐNG PCCC CHO PHÒNG SERVER 12 RACK

1. Thiết kế kiến trúc PCCC đề xuất cho phòng Server 12 Rack

Đối với phòng Server 12 Rack, Tiêu chí thiết kế kiểu "bình khí + vài đầu báo khói". Một hệ thống chuyên nghiệp phải thiết kế đồng bộ phát hiện sớm → xác nhận cháy → cảnh báo → delay → shutdown HVAC → xả khí → kiểm soát áp suất → giám sát BMS/DCIM → nghiệm thu độ kín phòng.

2. Thiết kế các thành phần trong hệ thống PCCC chính

Tôi đề xuất chia thành 9 hệ thống:

3. Thiết kế hệ thống phát hiện cháy sớm (VESDA)

Đây là phần tôi rất khuyến nghị cho phòng Server (Thay vì chỉ dùng đầu báo khói thông thường, có thể sử dụng)

VESDA – Very Early Smoke Detection Apparatus: Hệ thống sẽ liên tục hút một lượng rất nhỏ không khí trong phòng qua hệ thống ống lấy mẫu.

Phát hiện: Incipient smoke → pre-alarm → fire alarm → discharge (khói mới hình thành → cảnh báo sớm → báo cháy → xả chất chữa cháy) tức là có thể phát hiện hiện tượng bất thường rất sớm trước khi phát triển thành đám cháy lớn.

4. Lựa chọn đầu báo khói: Ngoài VESDA, nên bố trí đầu báo khói điểm để tạo lớp bảo vệ thứ hai. Có thể sử dụng:

Đầu báo khói quang điện;

Đầu báo đa tiêu chí;

Đầu báo nhiệt tại các vị trí phù hợp.

Không chỉ bảo vệ phía trên trần (Phòng Server có):

Sàn nâng; Không gian dưới sàn; Trần kỹ thuật; Không gian phía trên rack.

Do đó cần xem xét phát hiện khói ở cả các không gian có nguy cơ cháy. 

5. Thiết kế hệ thống chữa cháy khí sạch

Đối với phòng Server, tôi không ưu tiên sprinkler nước trực tiếp bên trong khu vực thiết bị CNTT nếu giải pháp được phê duyệt cho công trình cho phép lựa chọn hệ thống khí phù hợp.

Giải pháp chuyên dụng thường là: (CLEAN AGENT FIRE SUPPRESSION)

Ví dụ nhóm tác nhân:

FK-5-1-12; HFC-227ea; IG-541; IG-55;

Các clean agent tương đương được phê duyệt.

Việc lựa chọn loại khí và nồng độ thiết kế phải được tính toán theo thể tích phòng, loại nguy hiểm cháy, nhiệt độ, độ kín phòng, tiêu chuẩn thiết kế và yêu cầu của cơ quan thẩm duyệt, không nên lấy một con số cố định áp dụng cho mọi phòng Server.

6. Lựa chọn loại bình khí chữa cháy

Bố trí bên ngoài hoặc vị trí kỹ thuật phù hợp:

Nếu phòng 12 Rack có quy mô lớn hoặc yêu cầu dự phòng cao, có thể thiết kế:

Duty + Standby (Ví dụ):

Bank A – bình đang vận hành;

Bank B – bình dự phòng.

Số lượng và kích thước bình phải được tính bằng phần mềm/thiết kế chuyên ngành dựa trên thể tích bảo vệ.

7. Lựa chọn đầu phun khí: Đầu phun phải được tính toán theo:

Tính toán lưu lượng;

Tính toán thời gian xả;

Tính toán áp suất;

Tính toán thể tích phòng;

Tính toán vị trí rack;

Tính toán chiều cao phòng;

Tính toán bố trí trần;

Tính toán cấu hình đường ống.

Không nên bố trí nozzle theo kiểu "mỗi X m² một đầu" một cách máy móc.

8. Thiết kế tủ điều khiển chữa cháy: Nên sử dụng Releasing Fire Alarm Control Panel chuyên dụng.

Hệ thống phát hiện cháy sớm VESDA (VESDA)

Đầu báo khói (smoke detector)

Đầu báo nhiệ (heat detector)

Nút nhấn báo cháy (manual call point)

Chuông báo động (alarm bell)

Đèn chớp (strobe)

Mạch kích hoạt xả khí (releasing circuit)

Công tắc áp suất (pressure switch)

Tín hiệu xả khí (discharge signal)

Công tắc hủy lệnh xả (abort switch)

Ngắt hệ thống HVAC (HVAC shutdown)

Van chặn lửa/gió (damper);

Hệ thống kiểm soát ra vào (access control)

Hệ thống quản lý và giám sát BMS/DCIM (BMS/DCIM)

Tín hiệu về phòng trực/NOC.

9. Kiểm tra và giám sát độ kín phòng

Đây là một trong những yếu tố quan trọng nhất của hệ thống khí sạch.

Phòng phải hạn chế:

Khe cửa; Lỗ cáp; Các điểm xuyên qua (penetrations); Khe tường;

Cửa không kín; Lỗ xuyên sàn; Đường ống; Đường HVAC.

Nên thực hiện Room Integrity/Door Fan Test sau khi hoàn thành. Mục tiêu là kiểm tra khả năng duy trì nồng độ tác nhân chữa cháy trong thời gian thiết kế.

10. Thiết kế cửa phòng Máy chủ:

Cửa chống cháy phù hợp;

Có gioăng kín;

Tự đóng;

Có kiểm soát access control;

Có nút Exit;

Có tín hiệu trạng thái cửa;

Kết nối về BMS/DCIM nếu cần.

Có thể tích hợp: Access Control + Fire Alarm

11. Lựa chọn bình chữa cháy xách tay

Không nên bỏ qua bình chữa cháy chỉ vì đã có hệ thống khí; TCVN 3890:2023 quy định tất cả các khu vực trong nhà/công trình, kể cả nơi đã có hệ thống chữa cháy, phải được trang bị bình chữa cháy xách tay hoặc bình có bánh xe theo yêu cầu áp dụng.

Đối với phòng Server có thể xem xét: Bình khí CO₂ cho các nguy cơ liên quan đến thiết bị điện, theo thiết kế và quy định áp dụng.

12. Thiết kế hệ thống báo động

Đèn báo

Cháy (FIRE)

Phóng điện (DISCHARGE)

Sự cố, lỗi (FAULT)

Còi

Âm thanh cảnh báo cháy (Fire Alarm)

Âm thanh cảnh báo trước khi xả nước (Pre-discharge)

Âm thanh cảnh báo trước khi xả khí (Gas discharge).

Nút nhấn

Hệ thống báo cháy thủ công (Manual Fire Alarm)

Hủy/tạm dừng (Abort/Hold)

Emergency Release nếu thiết kế yêu cầu.

13. Hệ thống phải kết nối BMS/DCIM/NOC

Với mô hình phòng Server mà chúng ta đang xây dựng, tôi khuyến nghị đưa toàn bộ trạng thái PCCC về hệ thống giám sát tập trung.

Có thể giám sát:

Giám sát báo cháy (Fire Alarm)

Giám sát và cảnh báo sớm (Pre-alarm)

Giám sát xả khí (Gas Discharge)

Giám sát lỗi hệ thống (System Fault)

Giám sát áp suất bình khí thấp (Low Cylinder Pressure)

Giám sát cửa mở (Door Open)

Giám sát ngắt hệ thống HVAC (HVAC Shutdown)

Giám sát nhiệt độ phòng (Room Temperature)

Giám sát độ ẩm (Humidity)

Giám sát bộ lưu điện UPS;

Giám sát thanh nguồn PDU;

Giám sát nhiệt độ tủ rack (Rack temperature)

14. Hệ thống phát hiện cháy dưới sàn nâng

Nếu phòng Server có Raised Floor, tôi đặc biệt khuyến nghị thiết kế bảo vệ cả khu vực dưới sàn.

Bởi vì dưới sàn có:

Cáp nguồn;

Cáp tín hiệu mạng;

PDU;

Dây tín hiệu;

UPS/PDU phụ trợ;

Các nguồn nhiệt tiềm ẩn.

15. Danh mục thiết bị đề xuất

16. Tôi đề xuất cấu hình "cao cấp" cho phòng 12 Rack

Nếu đây là phòng Server quan trọng, tôi sẽ chọn kiến trúc:

Lớp 1 – Phòng cháy

vật liệu hoàn thiện hạn chế cháy;

cáp phù hợp;

tường/cửa theo yêu cầu thiết kế;

kiểm soát nguồn nhiệt.

Lớp 2 – Phát hiện cực sớm (VESDA/ASD)

Lớp 3 – Phát hiện cháy (Smoke Detector + Heat Detector)

Lớp 4 – Chữa cháy (Clean Agent)

Lớp 5 – Cảnh báo (FACP + Sounder + Strobe)

Lớp 6 – Cô lập vùng (HVAC + Damper + Access Control)

Lớp 7 – Giám sát (BMS/DCIM/NOC)

Lớp 8 – Dự phòng (Cylinder Bank Duty/Standby nếu mức độ quan trọng và hồ sơ thiết kế yêu cầu)