Siemens Switzerland Ltd công bố white paper về an toàn PCCC trong bãi đỗ xe có xe điện – tài liệu này được phát hành năm 2023. Chúng tôi xin lược dịch nội dung công bố này như sau:
Siemens cung cấp giải pháp toàn diện cho hạ tầng sạc eMobility, bao gồm phần mềm và sản phẩm hiệu suất cao. Trong lĩnh vực an toàn PCCC, Siemens là nhà cung cấp hàng đầu toàn cầu về sản phẩm và hệ thống bao gồm phát hiện, dập lửa, báo động và sơ tán. Trong 5 năm qua, Siemens đã thử nghiệm pin từ tất cả các nhà sản xuất pin lớn tại phòng thí nghiệm của mình, tập trung phát triển giải pháp bảo vệ chống cháy cho các thiết bị có sử dụng pin lithium-ion.
Danfoss Fire Safety A/S, thuộc Tập đoàn Danfoss, là một trong những công ty đi tiên phong trong thị trường chữa cháy bằng hệ thống phun sương nước áp suất cao. Trong nhiều thập kỷ, Danfoss đã phát triển, sản xuất, bán hàng, lắp đặt và bảo dưỡng hệ thống phun sương nước áp suất cao dưới thương hiệu SEM-SAFE®. Sự phát triển của hệ thống dập lửa bằng phun sương nước được ghi nhận qua các thử nghiệm cháy quy mô lớn hoặc toàn diện.
DBI là trung tâm hàng đầu của Đan Mạch về kiến thức an toàn cháy và bảo mật, được công nhận rộng rãi trên toàn thế giới. DBI thực hiện các thử nghiệm cháy theo yêu cầu để đánh giá hiệu suất của hệ thống và sản phẩm đối với các mối nguy cơ cháy cụ thể. Gần đây, DBI đã thực hiện một loạt dự án nghiên cứu về an toàn cháy cho xe điện.
Một vụ cháy pin xe điện giải phóng năng lượng hóa học được lưu trữ trong bộ pin, gây ra sự tăng nhiệt độ nhanh chóng, thường gọi là hiện tượng “thermal runaway”. Điều này dẫn đến chuỗi hiện tượng cháy nổ của hơi điện phân pin, từ đó sinh ra nhiệt độ cao và khói độc, có thể dễ dàng gây cháy lan sang các xe khác trong cùng garage. Đã có nhiều vụ cháy như vậy ở bãi đậu xe buýt điện, ô tô điện, xe máy điện, và cả với xe điện trên đường phố.
Tài liệu này đề cập đến việc giảm thiểu nguy cơ cháy từ pin xe điện bằng cách sử dụng các cơ chế an toàn như thiết kế pin và hệ thống quản lý pin. Được xây dựng dựa trên sự hợp tác thử nghiệm cùng Danfoss và sự hỗ trợ từ DBI, cung cấp hướng dẫn bảo vệ nhà để xe và người dân trong trường hợp các biện pháp an toàn này không hoạt động, với trọng tâm là phát hiện sớm khói và dập lửa.
Do tính mới của các vụ cháy pin xe điện, việc cập nhật và phát triển tiêu chuẩn an toàn cháy là rất quan trọng và đang được nhiều tổ chức ở nhiều quốc gia tiến hành. Dù vậy, việc nâng cao an toàn cháy cho xe điện vẫn là trách nhiệm trọng tâm nhất trong các công trình nghiên cứu.
Trong tài liệu này, chúng tôi trình bày kiến thức tại thời điểm năm 2023 của các tác giả về cách kiểm soát các vụ cháy trong nhà để xe có xe điện. Chúng tôi mô tả các yếu tố chính của giải pháp an toàn cháy hiệu quả cho xe điện và cơ sở hạ tầng sạc của chúng, cũng như đề xuất mục tiêu và khái niệm bảo vệ chống cháy.
Tài liệu này cũng khám phá việc tích hợp hệ thống an toàn cháy vào hệ thống sạc thông minh và quản lý tòa nhà, nhận ra vai trò quan trọng của các biện pháp an toàn toàn diện cho tòa nhà trong bối cảnh công nghệ tiên tiến.
1. Mục đích của giải pháp chữa cháy xe điện và gara xe điện
1) Giảm thiểu rủi ro từ nhiệt và khói cho người ở trong công trình có nhà để xe và người chữa cháy.
2) Giảm thiểu rủi ro ảnh hưởng đến cấu trúc của tòa nhà khi xảy ra hỏa hoạn.
3) Giảm thiểu thời gian cần thiết để khôi phục hoạt động bình thường của tòa nhà sau một vụ cháy.
Theo những nghiên cứu gần đây của Siemens và Danfoss, với sự hỗ trợ của Viện Công nghệ An toàn và Bảo vệ chống Cháy Đan Mạch (DBI), chỉ ra rằng hệ thống phun sương áp suất cao với đầu phun hở rất hiệu quả. Hệ thống này giúp làm mát môi trường xung quanh trong khi hiện tượng thermal runaway và khí thải điện phân pin tiếp tục diễn ra. Căn cứ vào những phát hiện này, tài liệu đề xuất các phương pháp giảm thiểu rủi ro cho các vụ cháy xe điện và cơ sở hạ tầng sạc liên quan.
Tốc độ thay đổi của ngành xe điện nhanh hơn tốc độ phát triển của các tiêu chuẩn an toàn phòng cháy chữa cháy. Tuy nhiên, do nguy cơ hỏa hoạn trong gara xe điện hiện đã được hiểu rõ phần nào nên có thể tạm thời xác định một số mục tiêu và khái niệm bảo vệ phù hợp như được mô tả trong tài liệu này.
Tại thời điểm viết bài, đã có một số quy chuẩn và tiêu chuẩn, một số khác đang được xây dựng hoặc sửa đổi và thông tin chi tiết cập nhật phải được lấy từ chính quyền địa phương có liên quan.
2. Giới thiệu giải pháp
Nhìn chung, có ba loại gara: gara thông thường, được xây dựng không tính đến xe điện; gara xây mới, được quy hoạch dành cho ô tô có động cơ đốt trong (ICE) và xe điện; và các gara trong tương lai, bao gồm cơ sở hạ tầng sạc thông minh, tích hợp năng lượng tái tạo và tương tác thông minh với lưới điện (Hình 1).
Hình 1: Các loại gara đỗ xe
Các gara ngày nay chủ yếu chứa các phương tiện có động cơ đốt trong (ICE), tính đến số lượng xe điện rất nhỏ. Khi tỷ lệ xe điện tăng lên, phương pháp tiếp cận an toàn cháy nổ trong các gara hiện tại sẽ được xem xét lại. Biện pháp phòng cháy chữa cháy nào nên áp dụng đối với các gara hiện tại là mối quan tâm của các đơn vị tư vấn an toàn phòng cháy chữa cháy, cơ quan quản lý nhà nước và các công ty bảo hiểm.
Loại pin được sử dụng nhiều nhất trong xe điện là lithium-ion, loại pin này gây ra các mối nguy hiểm thường trực về an toàn cháy nổ. Lão hóa, hư hỏng hoặc tác động vật lý đối với pin có thể dẫn đến đoản mạch bên trong, gây ra hiện tượng tăng nhiệt độ không kiểm soát được gọi là hiện tượng thoát nhiệt. Một khi đã bắt đầu, quá trình thoát nhiệt không thể dừng lại được và có thể dẫn đến hiện tượng bốc cháy hơi điện phân, nổ và cháy dữ dội.
Cháy xe điện vinfast tại Hà Nội
Đã có nhiều vụ cháy xe điện do pin lithium-ion gây ra trong những tháng gần đây, làm gia tăng mối lo ngại của công chúng. Một số chính quyền thành phố và chính phủ quốc gia đang xem xét cấm xe điện tại các bãi đậu xe công cộng. Do đó, nhu cầu cấp thiết về tư vấn kỹ thuật liên quan đến các giải pháp an toàn cháy nổ mà ít nhất có thể ngăn ngừa cháy lan ra nhiều phương tiện và tránh thiệt hại nghiêm trọng cho các tòa nhà xung quanh.
Trong tương lai, việc sạc xe điện sẽ là một phần của hạ tầng kỹ thuật tại các thành phố, bao gồm năng lượng tái tạo (ví dụ: tấm pin mặt trời), bộ lưu trữ năng lượng, tòa nhà thông minh và tương tác với lưới điện thông minh (Hình 2). Tất cả những yếu tố này, bao gồm phương tiện, trạm sạc và thiết bị điện như máy biến áp và bộ lưu trữ đệm năng lượng điện, sẽ cần có biện pháp phòng cháy chữa cháy.
Cơ sở hạ tầng sạc xe điện cũng có thể là nguyên nhân gây cháy, do nhu cầu năng lượng ngày càng tăng để sạc nhanh hơn. Việc phát hiện sớm đám cháy ở xe điệnvà cơ sở hạ tầng sạc của chúng rất đơn giản về mặt kỹ thuật, nhờ hệ thống an toàn cháy nổ được thiết kế phù hợp với khả năng phát hiện nhanh và chống lại cảnh báo sai, như đã được xác thực trong các thử nghiệm gần đây (Tham khảo 6, 10). Ngược lại, câu hỏi sử dụng công nghệ nào để chữa cháy hiệu quả lại khó khăn hơn.
hạ tầng sạc xe điện thông minh
3. Nguy cơ hỏa hoạn trong gara đỗ xe điện
Cháy lan nhiều phương tiện
Mối lo ngại ngày càng tăng về nguy cơ cháy nhiều phương tiện trong gara đỗ xe. Một ví dụ là vụ hỏa hoạn tại Sân bay Stavanger năm 2020 (Tham khảo 7), nơi một vụ cháy lan đã thiêu rụi hơn 200 phương tiện và khiến tòa nhà bị sập một phần. Một trường hợp tương tự ở Liverpool, Vương quốc Anh (Tham khảo 14) dẫn đến việc mất 1400 phương tiện cũng như tòa nhà bị phá hủy.
Nhiều yếu tố khác nhau góp phần gây ra cháy lan nhiều phương tiện: chỗ đỗ xe ngày càng nhỏ hơn và ô tô lớn hơn (nhiều xe SUV hơn), tạo điều kiện cho lửa lan từ xe này sang xe khác theo phản ứng dây chuyền (Hình 4). Hơn nữa, hàm lượng nhựa dễ cháy trong các phương tiện hiện nay chiếm khoảng 50% thể tích của phương tiện và lốp xe, chúng tạo thành phần lớn tải trọng cháy không phụ thuộc vào hệ thống đẩy của phương tiện.
Cháy xe điện
Các vụ cháy xe điện có thể so sánh với các vụ cháy xe động cơ đốt trong về tải trọng cháy, cường độ cháy và tạo khói. Tuy nhiên, một số đặc điểm của cháy pin lại khác: Chúng khó dập tắt và có thể bùng phát trở lại bất ngờ sau nhiều giờ hoặc nhiều ngày sau khi tất cả các dấu hiệu cháy có thể nhìn thấy đã biến mất. Điều này có nghĩa là đám cháy xe điện thường mất nhiều thời gian hơn để dập tắt.
May mắn thay, nguy cơ pin gây cháy được giảm thiểu nhờ các cơ chế an toàn cháy nổ nội tại, chẳng hạn như thiết kế pin và hệ thống quản lý pin. Nếu các biện pháp an toàn cháy nổ nội tại của pin không thành công và pin bắt đầu cháy, lựa chọn hiệu quả nhất là làm mát pin để ngăn chặn sự lan truyền thêm. Tuy nhiên, do ắc quy ô tô được đặt ở gầm xe nên việc dập lửa bằng nước từ trên cao gặp khó khăn. Trong trường hợp cháy ắc quy trên đường rộng, một số dịch vụ cứu hỏa sử dụng các thùng chứa nước được thiết kế đặc biệt (Hình 5), ngâm phương tiện đang cháy vào đó trong thời gian đủ dài.
Hình 5 – ngâm xe điện vào nước để chữa cháy triệt để
Pin trong xe điện có nguy cơ cháy nổ, không chỉ nếu bị hỏng khi va chạm mà còn nếu bộ tách pin bị hỏng do lỗi sản xuất hoặc đơn giản là do lão hóa. Những khiếm khuyết như vậy có thể dẫn đến đoản mạch trong pin, dẫn đến nhiệt độ tăng lên. Ở nhiệt độ trên (khoảng) 70° C, hơi chất điện phân rất dễ cháy bắt đầu bay hơi và khi áp suất tăng lên, cuối cùng thoát ra khỏi pin trong một hiện tượng được gọi là “thoát khí”. Nhiệt độ tiếp tục tăng cho đến khi bộ tách pin bị hỏng. Điều này dẫn đến sự gia tăng nhiệt độ đột ngột (“sự thoát nhiệt”) và khí điện phân này sẽ bùng cháy nếu có nguồn đánh lửa (Hình 6).
Trạm sạc xe điện
Mức độ nguy cơ cháy trạm sạc hiện đang gây tranh cãi. Tuy nhiên, các trạm sạc trong mọi trường hợp đều có nguy cơ cháy thấp hơn so với phương tiện cơ giới và cho đến nay, có rất ít sự cố được ghi nhận. Tình trạng này có thể thay đổi khi số lượng trạm sạc tăng lên và khi chúng bắt đầu lão hóa trong quá trình sử dụng.
Hỏa hoạn ở trạm sạc có thể xảy ra do trục trặc về điện, đoản mạch, dây cáp bị hỏng, thiết bị sạc bị lỗi, điện áp thay đổi, thiết bị sạc quá nóng (ví dụ: khi pin được sạc quá nhanh), sử dụng thiết bị sạc không đúng cách hoặc sét đánh.
Hệ thống lưu trữ năng lượng pin lithium-ion (BESS)
Do nhu cầu sạc xe điện, quản lý nguồn cung cấp năng lượng tái tạo biến động và cân bằng tải trên lưới điện, chúng ta cần một quy trình thông minh để quản lý nguồn cung cấp lưới điện, sản xuất năng lượng tại chỗ (VD năng lượng mặt trời) và năng lượng sạc xe điện . Một phần quan trọng của giải pháp này là lắp đặt bộ lưu trữ năng lượng, thường dựa trên pin lithium-ion được đặt trên nhiều giá đỡ, trong phòng chuyên dụng hoặc dưới dạng giải pháp đóng gói (Hình 8).
Pin lithium-ion trong các hệ thống lắp đặt này cũng có nguy cơ cháy và nổ do sự thoát nhiệt của một hoặc nhiều pin lithium-ion khi không có biện pháp PCCC đầy đủ. (Xem Tham khảo 10.)
Hình 8: Phòng lưu trữ năng lượng pin
Hạ tầng điện khác
Cơ sở hạ tầng sạc xe điện sẽ bao gồm các thiết bị điện tiêu chuẩn (ví dụ: máy biến áp điện, dây cáp điện, v.v.) có nguy cơ hỏa hoạn tiềm ẩn. Tuy nhiên, các khái niệm bảo vệ và rủi ro an toàn cháy nổ có liên quan đều được hiểu rõ và không được đề cập ở đây.
Rủi ro đối với môi trường và hạ tầng
Khói có độc tính cao
Cháy pin giải phóng kim loại nặng dưới dạng bụi mịn, bao gồm coban, mangan, niken và lithium, đe dọa gây tổn hại nghiêm trọng đến sức khỏe con người nếu hít phải. Nồng độ kim loại nặng có thể dễ dàng vượt giới hạn an toàn theo hệ số >4000. Điều này, cùng với khói từ việc đốt nhựa, khiến khu vực cháy tràn ngập loại khói có thể gây chết người.
Thiệt hại về môi trường
Các kim loại nặng thải ra dưới dạng bụi mịn và các chất điện phân kết hợp với nước chữa cháy tạo thành hỗn hợp có độc tính cao có thể gây ô nhiễm nước ngầm tại địa phương. Do đó, điều quan trọng là phải quản lý nước thải chữa cháy để tránh thiệt hại về môi trường. Lưu ý: nước thải từ việc chữa cháy xe động cơ đốt trong cũng có độc tính cao.
Rủi ro về kết cấu
Cháy nhiều phương tiện dẫn đến nhiệt độ rất cao có thể dẫn đến hư hỏng bê tông cốt thép, cột đỡ bằng thép hoặc các bộ phận kết cấu khác, có khả năng dẫn đến sập tòa nhà (Tham khảo 7). Rõ ràng, việc cháy lan nhiều phương tiện phải được ngăn chặn.
Các nhà tư vấn kỹ thuật và nhà quy hoạch phải đối mặt với nhiều loại nhà để xe khác nhau. Hiện tại, tình huống phổ biến nhất sẽ là nhà để xe với các loại xe thông thường, nơi mà xe điện và trạm sạc sẽ dần được bổ sung.
Trong những trường hợp như vậy, cần xem xét lại các quy định về an toàn cháy nổ, ví dụ như việc lựa chọn phương pháp chữa cháy.
Một trường hợp nữa là các gara xây mới. Ngày nay, chúng đã được lên kế hoạch với số lượng trạm sạc EV ban đầu sẽ được mở rộng theo nhiều giai đoạn trong những năm tới. Để đảm bảo hiệu quả chi phí và giảm thiểu rủi ro hỏa hoạn lâu dài, điều quan trọng là phải lập kế hoạch thực hiện tốt nhất các giai đoạn này, bắt đầu từ giai đoạn thiết kế đầu tiên.
4. Mục tiêu bảo vệ
Mục tiêu bảo vệ để phát hiện và ngăn chặn đám cháy
Chúng tôi đề xuất các tiêu chí phòng cháy chữa cháy như sau:
1. Giảm thiểu rủi ro cho người ở trong gara và những người tham gia chữa cháy do nhiệt và khói.
2. Giảm thiểu rủi ro ảnh hưởng đến tính toàn vẹn cấu trúc của tòa nhà; Và
3. Giảm thiểu thời gian cần thiết để tòa nhà tiếp tục hoạt động bình thường sau hỏa hoạn.
Các mục tiêu này được chia thành một đề xuất chi tiết hơn, như được trình bày trong Phụ lục 1, Bảng 1.
Mục tiêu bảo vệ để báo động và sơ tán
• Cảnh báo sớm cho tất cả những người có nguy cơ, nhân viên an toàn và đội cứu hỏa
• Cảnh báo sớm của người quản lý cơ sở, cho phép phản ứng khắc phục nhanh chóng
• Ngăn chặn/tránh báo động giả
5. Nhà để xe điện, thử nghiệm phát hiện và ngăn chặn cháy
Việc phát hiện cháy trong xe điện không phải là thách thức đối với các đầu báo cháy hiện đại, bất kể nguyên nhân là do pin hay một số lỗi điện khác. Có một lượng khói đáng kể, cho phép phát hiện gần như ngay lập tức.
Nhưng sau đó, các câu hỏi sau đây phát sinh:
1. Những phương pháp chữa cháy nào có thể được sử dụng đối với các vụ cháy pin xe điện, có xét đến các mục tiêu bảo vệ nói trên?
2. Cách tiếp cận hiệu quả nhất để phát hiện đám cháy ở trạm sạc là gì?
Do đó, hai dự án thử nghiệm đã được tiến hành gần đây. Siemens, Danfoss và DBI đã thử nghiệm khả năng phát hiện kết hợp với khả năng chữa cháy bằng hệ thống phun sương áp suất cao (Tham khảo 6); và Siemens đã thử nghiệm khả năng phát hiện cháy ở các trạm sạc (Tham khảo 9).
Mô tả chi tiết về các dự án này được cung cấp dưới đây.
Thử nghiệm chữa cháy xe điện bằng sương nước áp suất cao, Đan Mạch 2023
Bài toán thực tế
Như đã mô tả ở Phần 3, không thể ngăn chặn hoặc dễ dàng ngăn chặn sự thoát nhiệt trong pin một khi pin đã bắt đầu quá trình này. Khi xảy ra cháy pin, đây là một tình huống khó xử lý vì nó chỉ có thể được kiểm soát cho đến khi lực lượng cứu hỏa đến. Mặc dù các vòi phun nước tiêu chuẩn đã được chứng minh là có hiệu quả trong nhiều trường hợp nhưng chúng thường cần một lượng nước lớn. Để khám phá các giải pháp thay thế, Siemens và Danfoss, với sự hỗ trợ của Viện Công nghệ An ninh và Cứu hỏa Đan Mạch (DBI), đã tiến hành một loạt thử nghiệm để xác minh tính hiệu quả của việc phát hiện sớm, kết hợp với phun nước áp suất cao để chữa cháy.
Mục đích thử nghiệm
Mục tiêu chính của cuộc điều tra là chứng minh tính khả thi của việc sử dụng hệ thống chữa cháy phun sương, được kích hoạt bằng cách phát hiện sớm, sử dụng một chất chữa cháy hiệu quả với xe điện, cho phép lực lượng cứu hỏa có đủ thời gian đến.
Thiết lập thử nghiệm
Một không gian gara mô phỏng được xây dựng từ các container vận chuyển bằng thép (Hình 10). Những chiếc xe điện đang thử nghiệm được đặt ở giữa không gian gara, với hai chiếc xe sử dụng nhiên liệu thông thường ở hai bên. Đầu báo khói loại điểm và cảm biến nhiệt độ được đặt ở các vị trí cụ thể để cho phép đánh giá các mục tiêu hiệu suất phát hiện và ngăn chặn đám cháy. Các chi tiết được đưa ra trong một báo cáo bí mật (Tham khảo 6).
Sương mù tạo ra dưới áp suất cao là một hệ thống phun sương có vòi phun sương kiểu hở.
Kết quả thử nghiệm cháy xe điện tại gara
Các thử nghiệm đã dẫn đến cháy dữ dội và xác minh rằng, trong các điều kiện thử nghiệm này, việc phát hiện bằng đầu báo cháy kiểu điểm là nhanh chóng và đáng tin cậy. Ngoài ra, hệ thống chữa cháy dạng đóng gói hoạt động tốt, cho phép lực lượng cứu hỏa có đủ thời gian (thường là 30 phút), ngăn ngừa cháy nhiều phương tiện và tránh nhiệt độ cao có thể dẫn đến hư hỏng cấu trúc.
Kết luận
1. Hệ thống phát hiện cháy sớm và chữa cháy phun sương đáp ứng các tiêu chí hoạt động đã xác định.
2. Hệ thống chữa cháy đóng gói phun sương là phương tiện dập tắt hiệu quả, ngăn ngừa cháy lan nhiều phương tiện.
3. Các cuộc thử nghiệm sâu hơn có thể khám phá nhiều loại phương tiện, loại pin và điều kiện cơ sở hạ tầng (ga-ra).
Lưu ý: những thử nghiệm này (Tham khảo 6) được giữ bí mật bởi Siemens và Danfoss.
Thử nghiệm phát hiện khói trên trạm sạc xe điện, Munich 2022
Bài toán thực tế
Các vụ cháy trạm sạc xe điện hiếm khi xảy ra; tuy nhiên, điều này có thể thay đổi trong trung và dài hạn. Thứ nhất, công suất của các trạm sạc ngày càng tăng do nhu cầu sạc nhanh và thứ hai, nguy cơ hỏa hoạn có thể tăng lên khi cơ sở hạ tầng sạc cũ đi.
Mục đích
Siemens đã thực hiện các thử nghiệm trên một trạm sạc điển hình để xác minh tính khả thi của việc phát hiện rất sớm các đám cháy mới bùng phát bằng máy dò công nghệ ASA của Siemens và máy dò khói kiểu hút (ASD).
Thiết lập thử nghiệm
Thiết lập thử nghiệm bao gồm các đầu báo điểm ; và ASD có ống lấy mẫu không khí (Hình 13).
Máy dò ASA của Siemens và ASD có thể phát hiện những giai đoạn đầu của đám cháy âm ỉ. Hơn nữa, chúng đặc biệt phù hợp với môi trường bẩn vì chúng được thiết kế đặc biệt để tránh cảnh báo sai do khí thải xe cộ hoặc ô nhiễm không khí.
Các máy dò điểm và ống lấy mẫu ASD đều được đặt ở bề mặt phía trên, bên trong của trạm sạc (Hình 2).
Một thiết bị nhiệt phân dây nóng có thể lập trình đã được sử dụng để tạo ra khói nhằm mô phỏng một vụ cháy điện mới bắt đầu. Khói được đưa vào trạm sạc từ bên dưới, qua một ống dẫn qua các khe thông gió.
Kết quả
Kết quả thử nghiệm cho thấy cả máy dò điểm ASD và ASA đều phát hiện đám cháy từ rất sớm, chỉ trong vòng 1 – 3 phút kể từ khi kích hoạt đám cháy mô phỏng mới bùng phát. Máy dò ASD nhanh hơn khoảng 1 phút.
Kết luận
Những kết quả này chỉ ra rằng một trong hai máy dò sẽ có hiệu quả. Nếu có nhiều bộ sạc ở một vị trí, có thể thuận lợi khi sử dụng ASD để phát hiện sớm vì một bộ phát hiện có thể lấy mẫu không khí ở nhiều trạm sạc, thông qua một hoặc nhiều ống lấy mẫu không khí. Tuy nhiên, nếu chỉ có một vài bộ sạc thì việc sử dụng máy dò điểm ASA có thể tiết kiệm chi phí hơn.
Việc phát hiện sớm, dù thông qua ASD hay máy dò điểm ASA, đều cho phép người quản lý cơ sở nhận được cảnh báo về các vụ cháy có thể xảy ra tại các trạm sạc. Điều này cho phép can thiệp kịp thời, chẳng hạn như tắt nguồn điện theo cách thủ công hoặc tự động đối với (các) trạm sạc bị ảnh hưởng, cũng như dập tắt đám cháy bằng bình chữa cháy xách tay. Ưu điểm của việc sử dụng máy dò điểm ASA so với ASD là hệ thống an toàn phòng cháy chữa cháy có thể tự động xác định trạm sạc là nguồn gây cháy, cung cấp thông tin liên lạc ngay lập tức cho người quản lý cơ sở.
6. Quan điểm về giải pháp
Do tải trọng cháy đáng kể của những chiếc ô tô đang đậu, một đám cháy không được phát hiện và/hoặc không được dập tắt kịp thời có thể dễ dàng trở nên rất khó quản lý và thậm chí có thể đe dọa cấu trúc tòa nhà. Hệ thống phòng cháy chữa cháy phải đảm bảo phát hiện cháy nhanh chóng và đáng tin cậy, kích hoạt các thiết bị báo động và trang thiết bị kiểm soát hỏa hoạn có liên quan, chẳng hạn như hệ thống phun sương áp suất cao và hệ thống hỗ trợ thoát nạn.
Trong gara, khí thải và ô nhiễm không khí có thể dễ dàng gây ra cảnh báo sai, dẫn đến việc sơ tán không cần thiết và gián đoạn hoạt động. Do đó, cần phải lắp đặt các đầu báo cháy được phát triển đặc biệt cho những môi trường khắc nghiệt như vậy và phản ứng mạnh mẽ với các hiện tượng gây báo giả.
Bảo vệ chống cháy bắt nguồn từ xe điện và xe động cơ đốt trong
Phát hiện cháy xe điện
Siemens khuyến nghị sử dụng đầu báo khói với công nghệ ASA.
Những máy dò này được thiết kế đặc biệt để tránh báo động sai bằng cách phân biệt giữa khói và các hiện tượng gây nhầm lẫn, chẳng hạn như ô nhiễm bụi và không khí. Các thông số phát hiện có thể được điều chỉnh để tính đến không khí bẩn, ô nhiễm có trong một gara thông thường và thay vào đó chỉ phát hiện các đám cháy thực sự từ xe điện hoặc xe hơi thông thường.
Để phát hiện sớm nhất có thể mà không có báo động giả, đầu báo cháy phải được đặt phía trên chỗ đỗ xe, không phải phía trên các làn đường vào (xem Hình 14.). Điều kiện thông gió cũng phải được xem xét để khói không bị loãng quá mức ở gần đầu báo cháy. Các nút nhấn báo cháy khẩn cũng phải được lắp đặt để có thể kích hoạt báo cháy bằng tay.
Chữa cháy xe điện
Nước đã được sử dụng trong nhiều thế kỷ để chữa cháy, với tác dụng làm mát là cơ chế chính. Hệ thống phun sương áp suất cao là một giải pháp thay thế bằng cách sử dụng nguyên lý tương tự như các vòi phun nước truyền thống nhưng có thêm tác dụng chuyển đổi nước thành sương mù hoặc sương mù mịn.
Trong hệ thống phun sương nước áp suất cao SAFEBOX-2, nước sạch được nén ép bằng máy bơm nước áp suất cao thông qua mạng lưới đường ống bằng thép không gỉ và các vòi phun được thiết kế đặc biệt, hoạt động ở áp suất 50 bar. Những giọt nước rất mịn được phun ra có kích thước trung bình từ 50 đến 100 μm. Khi sương mù tiếp xúc với ngọn lửa, các giọt nhỏ nhanh chóng bay hơi, đồng thời giãn nở tối thiểu 1.700 lần, do đó làm nguội ngọn lửa giống như một vòi phun nước truyền thống và đồng thời thay thế oxy tại đám cháy, giống như một hệ thống dập tắt bằng khí.
Những giọt nhỏ thích hợp hơn để xâm nhập vào đám cháy có nhiều vật cản che chắn. Sương nước tiếp cận ngọn lửa và tàn lửa bay theo chuyển động không khí do ngọn lửa tạo ra. Sương nước làm nguội ngọn lửa do các giọt nước hấp thụ năng lượng từ ngọn lửa trong quá trình bay hơi.
Hệ thống phun sương áp suất cao có thể là một phương pháp hiệu quả để ngăn chặn cháy pin trong các vụ cháy xe điện và ngăn lửa lan sang các phương tiện khác.
Chữa cháy bằng pin bằng vòi phun đâm xuyên
Việc dập lửa ban đầu bằng phun nước hoặc vòi phun nước áp suất cao, như mô tả ở trên, giúp lực lượng cứu hỏa có đủ thời gian để đến nơi và bắt đầu quá trình dập tắt lâu dài hơn.
Đối với pin EV, một lựa chọn là hướng vòi cứu hỏa vào gầm xe trong thời gian dài.
Gần đây hơn, một số trạm cứu hỏa đang sử dụng một mũi nhọn kim loại được điều khiển bằng khí nén, đôi khi được gọi là vòi xuyên, để đục lỗ trên ngăn chứa pin. Sau đó nước được phun trực tiếp qua một ống nối với vòi phun xuyên.
Theo một số ước tính, loại thiết bị này có thể giảm lượng nước chữa cháy cần thiết để dập tắt đám cháy khoang pin xuống 100 lần.
PCCC cho trạm sạc xe điện
Đầu báo khói kiểu điểm nằm ở bề mặt phía trên, bên trong của trạm sạc (Tham khảo 9), được chứng minh là có hiệu quả
trong việc phát hiện cháy ở các trạm sạc. Chúng tôi khuyên dùng các đầu báo khói của FireSmart dựa trên công nghệ ASA (xem Phụ lục 2), vì chúng được thiết kế đặc biệt để tránh cảnh báo sai trong môi trường bẩn như nhà để xe.
Thiết bị truyền tin báo sự cố thông báo cho người quản lý cơ sở về địa điểm cháy, cho phép hành động ngay lập tức, ví dụ: bằng bình chữa cháy cầm tay. Lưu ý: Phụ lục 3 đề cập đến việc tích hợp các trạm sạc trong hệ thống quản lý tòa nhà tổng thể.
Để giảm thiểu rủi ro hỏa hoạn, điều quan trọng là người vận hành và nhà sản xuất trạm sạc phải tuân theo các tiêu chuẩn và hướng dẫn của địa phương về an toàn điện và cháy nổ, cũng như tiến hành bảo trì và kiểm tra thường xuyên thiết bị sạc, bên cạnh việc đào tạo người dùng và nhân viên phù hợp.
Báo động và sơ tán
Điều cần thiết là phải thông báo cho tất cả những người có mặt ở khu vực lân cận rằng chuông báo cháy đã được kích hoạt. Trong Hình 14, đèn hiệu âm thanh được đặt trên trần phía trên đường tâm của làn đường vào. Số lượng và khoảng cách của các thiết bị sẽ được xác định dựa trên những cân nhắc cụ thể của dự án (khả năng nghe và hiển thị), cùng với các quy tắc thực hành của địa phương.
Nếu quy tắc thực hành của địa phương yêu cầu lắp đặt hệ thống cảnh báo bằng giọng nói thì nhà để xe ngầm cũng sẽ được trang bị loa có kích thước và vị trí phù hợp. Những hệ thống như vậy có ưu điểm là gửi tin nhắn thoại rõ ràng ngay cả trong môi trường khó khăn về âm thanh. Mọi người phản ứng nhanh hơn và đáng tin cậy hơn với tin nhắn nói hơn là tín hiệu âm thanh hoặc hình ảnh. Điều này thúc đẩy tốc độ và hiệu quả của việc sơ tán.
Phụ lục 1 – Chỉ tiêu phòng cháy và tiêu chí thực hiện
Chúng tôi đề xuất các chỉ tiêu phòng cháy chữa cháy cấp cao như sau:
1. Giảm thiểu rủi ro cho người ở trong gara và những người tham gia cứu hỏa do bức xạ nhiệt và khói.
2. Giảm thiểu rủi ro ảnh hưởng đến tính toàn vẹn cấu trúc của tòa nhà; Và
3. Giảm thiểu thời gian cần thiết để tòa nhà tiếp tục hoạt động bình thường sau hỏa hoạn.
Các mục tiêu này được chia nhỏ thành một đề xuất cho các mục tiêu và tiêu chí thực hiện chi tiết hơn như dưới đây.
Giảm thiểu mối đe dọa đối với người ở trong gara
Nhiệt độ cách điểm đánh lửa 5 m được giới hạn ở mức ≤ 60°C, không muộn hơn 2 phút sau khi kích hoạt chế độ triệt tiêu và duy trì trong 10 phút sau đó (mục tiêu tạm thời).
Bức xạ cách điểm cháy 5 m ≤ 2,5 kW/m2 ở độ cao 1,8 m, duy trì trong ≥10 phút sau khi kích hoạt dập tắt.
Lưu ý: các tham số này được lấy từ Tài liệu tham khảo 3 và 4.
Giảm thiểu nguy cơ ảnh hưởng đến tính toàn vẹn cấu trúc của tòa nhà
Không gây cháy lan hoặc hư hỏng do nhiệt đối với các phương tiện gần phương tiện nguồn.
Nhiệt độ của kết cấu thép phía trên xe không được vượt quá 538°C. Lưu ý: 538°C được thông qua từ Ref. 2.
Hệ thống chữa cháy phải có hiệu quả trong việc giảm thiểu nguy cơ cháy trong ít nhất 30 phút sau khi kích hoạt, để có đủ thời gian cho lực lượng chữa cháy đến. Nhiệt độ khí trên trần phía trên phương tiện chữa cháy không được vượt quá 315°C trong ít nhất 10 inch sau khi kích hoạt dập tắt, đo dưới trần 76 mm ở bán kính 1,8 m tính từ điểm đánh lửa. Lưu ý: 315°C được thông qua từ Ref. 5.
Sương nước phải được phun muộn nhất là 60 giây sau khi phát hiện khói/hơi điện phân và tiếp tục trong ít nhất 30 phút.
Áp suất tối thiểu trong quá trình nhả 50 bar (±5%) tại các vị trí bất lợi nhất về mặt thủy lực.
Giảm thiểu thời gian phát hiện khói từ xe.
Phát hiện khói trước khi đầu phun sprinkler tiêu chuẩn hoạt động.
Ngoài ra, những điều sau đây áp dụng cho nhà để xe ngầm:
• Gara phải được cách ly chống cháy với phần còn lại của tòa nhà.
• Gara lớn có thể chia thành các ngăn chữa cháy.
• Nên trang bị những thứ sau:
– Hệ thống thông gió cơ học để hút khói
– Hệ thống cảnh báo CO.
Vui lòng tham khảo các quy định cụ thể của từng quốc gia, phù hợp với quy tắc thực hành của địa phương. Tại Việt Nam cần phải tham khảo các quy định của Cục cảnh sát PCCC & CNCH
