4.1   Mục tiêu thiết kế.

4.2   Cơ sở thiết kế.

• * Hệ thống ngăn khói. Hệ thống kiểm soát khói trong một tòa nhà nhất định phải được thiết kế để ngăn khói lan đến một khu vực nhất định hoặc ngăn khói xâm nhập vào khu vực khác.

4.2.1.1 Chênh lệch áp suất thiết kế phải dựa trên những điều sau:

• Vùng khói có được phun nước sprinkler không
• Chiều cao của trần trong vùng khói
• Chênh lệch áp suất tối đa và tối thiểu
  • Hệ thống quản lý khói. Cơ sở thiết kế để quản lý khói trong một không gian có thể tích lớn nhất định và bất kỳ không gian nào không tách biệt phải bao gồm việc xác định các thông số sau:
    • Đám cháy cơ sở thiết kế được sử dụng để tính toán sản xuất khói (nghĩa là loại, vị trí và lượng nhiên liệu cho mỗi đám cháy cơ sở thiết kế, phạm vi bao phủ và độ tin cậy của việc ngăn chặn tự động, phạm vi và loại thông gió)
    • Chiều cao, diện tích mặt cắt ngang và diện tích mặt bằng của không gian có thể tích lớn cần được bảo vệ
    • Chiều cao, diện tích mặt cắt ngang và diện tích mặt bằng của mỗi không gian chưa tách biệt thông với không gian thể tích lớn
    • Loại và vị trí của người ở trong và tiếp xúc với không gian thể tích lớn
    • Các rào cản, nếu có, ngăn cách không gian lưu thông với không gian thể tích lớn

• Các lối thoát ra từ không gian thể tích lớn với bất kỳ một không gian lưu thông
  • Bất kỳ khu vực ẩn tránh

4.2.3  Các mức Nhiệt độ kích hoạt.

• Các mức nhiệt độ kích hoạt cho thiết bị được sử dụng cho hệ thống kiểm soát khói phải dựa trên nhiệt độ dự kiến mà thiết bị phải trải qua khi thiết bị dự kiến hoạt động.

4.2.3.2  Nhiệt độ kích hoạt phải dựa trên những điều sau:

• Gần đám cháy
• Ảnh hưởng của sự pha loãng khói và khí nóng do không khí cuốn vào

4.3   Phương pháp thiết kế.

• Hệ thống ngăn khói. Phương pháp thiết kế cho hệ thống ngăn khói phải là một trong hoặc kết hợp các phương pháp sau:
  • Điều áp buồng thang bộ
  • Kiểm soát khói được khoanh vùng
  • Điều áp thang máy
  • Điều áp tiền sảnh
  • Điều áp khu vực tránh nạn/khói
  • * Hệ thống quản lý khói. Cách tiếp cận thiết kế để quản lý khói trong không gian thể tích lớn và không gian lưu thông phải là một trong số hoặc kết hợp của những điều sau:
    • Làm đầy khói tự nhiên của một thể tích hoặc bể chứa khói không có người sử dụng và tính toán hoặc mô hình hóa độ giảm xuống của lớp khói để xác định xem bề mặt lớp khói có đạt đến độ cao mà tại đó những người cư ngụ sẽ tiếp xúc với khói trước khi họ có khả năng thoát ra khỏi không gian hay không
    • * Công suất hút khói cơ học để loại bỏ khói khỏi một không gian để duy trì bề mặt lớp khói ở chiều cao được xác định trước trong không gian cho khoảng thời gian thiết kế.
    • Khả năng hút khói cơ học để loại bỏ khói khỏi không gian để làm chậm tốc độ thoát ra của lớp khói trong một khoảng thời gian cho phép người cư ngụ thoát ra khỏi không gian một cách an toàn.
    • Thông gió bằng trọng lực để duy trì bề mặt lớp khói ở độ cao xác định trước trong không gian trong khoảng thời gian thiết kế.
    • Hệ thống thoát khói trọng lực để làm chậm tốc độ thoát ra của lớp khói trong một khoảng thời gian cho phép người cư ngụ thoát ra khỏi không gian
    • * Luồng không khí đối lập để ngăn chặn sự di chuyển của khói giữa một không thể tích lớn và một không gian lưu thông

4.4   Tiêu chí thiết kế.

• * Dữ liệu thời tiết. Các thiết kế phải đưa vào yếu tố ảnh hưởng của nhiệt độ ngoài trời và gió đến hiệu suất của hệ thống.
  • Chênh lệch áp suất. Sự chênh lệch áp suất tối đa và tối thiểu cho phép qua ranh giới của các vùng kiểm soát khói phải được thiết lập cho các hệ thống ngăn khói.

4.4.2.1    Sự chênh lệch áp suất giữa các không gian.

• * Ngoại trừ quy định của 4.4.2.1.2, chênh lệch áp suất trong Bảng 4.4.2.1.1 sẽ được sử dụng cho các thiết kế dựa trên việc duy trì chênh lệch áp suất tối thiểu giữa các không gian đã xác định.

Bảng 4.4.2.1.1 Chênh lệch áp suất thiết kế tối thiểu qua các rào cản khói

AS: Có vòi sprinkler. NS: Không có vòi sprinkler Ghi chú:

• Bảng này trình bày sự chênh lệch áp suất thiết kế tối thiểu được phát triển cho nhiệt độ khí 1700 ° F (927 ° C) bên cạnh rào cản khói.
  • Cho mục đích thiết kế, hệ thống kiểm soát khói phải duy trì các chênh lệch áp suất tối thiểu này trong các điều kiện thiết kế quy định của hiệu ứng ngăn xếp hoặc gió.

* Đối với hệ thống kiểm soát khói được phân vùng, cần đo chênh lệch áp suất giữa vùng khói và các không gian lân cận trong khi các vùng bị ảnh hưởng đang ở chế độ kiểm soát khói.

• Trong trường hợp nhà thiết kế hệ thống xác định rằng chênh lệch áp suất tối thiểu cao hơn là cần thiết để đạt được các mục tiêu của hệ thống kiểm soát khói, thì mức chênh lệch áp suất tối thiểu cao hơn sẽ được áp dụng.
  • Chênh lệch áp suất cho phép tối thiểu phải hạn chế rò rỉ khói trong quá trình sơ tán tòa nhà đến một mức duy trì môi trường có thể chịu được ở các khu vực ngoài vùng khói.
    • Chênh lệch áp suất tối thiểu đối với hệ thống kiểm soát khói phải được thiết lập ở mức đủ cao để không bị lấn át bởi lực của gió, tác động của khói hoặc sức nổi của khói nóng.
    • * Các tính toán phải tính đến số lượng cửa thiết kế được mở đồng thời thông qua các thiết bị mở tự động có điều khiển mở như một phần của chiến lược kiểm soát khói.
  • * Chênh lệch áp suất giữa các cửa ra vào. Sự chênh lệch áp suất giữa các cửa ra vào sẽ không làm cho lực tối đa được phép để bắt đầu mở cửa vượt quá giá trị quy định trong NFPA 101 hoặc các trạng thái và quy định của tiểu bang hoặc địa phương.
  • Vị trí Cháy. Nguồn khói của các đám cháy cơ sở thiết kế phải xem xét các vị trí cháy trong không gian thể tích lớn và trong các không gian lưu thông không tách biệt.

4.4.4  Chuyển động của khói và luồng không khí.

• * Không khí thay thế. Không khí thay thế cho hệ thống quản lý khói phải được cung cấp bởi quạt hoặc bằng các lỗ thông ra bên ngoài.
  • Các điểm cung cấp không khí thay thế phải được đặt bên dưới mặt phân cách lớp khói.
    • Không khí thay thế cơ học phải nhỏ hơn lưu lượng khối lượng dòng khói của chùm khói cơ học.

• Không khí trong không được làm cho lực mở cửa vượt quá giới hạn cho phép.
  • * Tốc độ không khí thay thế không được vượt quá 200 ft/ phút (1,02 m/ giây) tại đó không khí thay thế có thể tiếp xúc với chùm khói trừ khi vận tốc không khí thay thế cao hơn được hỗ trợ bởi phân tích kỹ thuật.

4.4.4.2  Không gian lưu thông.

• Quản lý sự lan truyền khói tới các không gian lưu thông.Việc quản lý sự lan truyền khói tới các không gian liên lạc phải được thực hiện bằng một trong các phương pháp sau:Duy trì bề mặt lớp khói ở mức cao hơn bề mặt của lỗ mở cao nhất với không gian lưu thôngCung cấp một rào cản khói để hạn chế khói lan truyền vào không gian lưu thôngCung cấp luồng không khí đối nghịch qua lỗ để ngăn khói lan vào không gian lưu thông 4.4.4.2.1.2 Khi các rào cản khói được sử dụng để hạn chế khói lan truyền vào không gian lưu thông, phải có các tính toán kỹ thuật để xác minh liệu có cần áp dụng chênh lệch áp suất qua tấm chắn khói để ngăn chặn sự lan tỏa của khói hay không.

4.4.4.2.1.3 Khi phương pháp luồng không khí được sử dụng để ngăn chặn sự di chuyển của khói từ không gian có thể tích lớn sang các không gian lưu thông đối với các lỗ mở lớn, thì luồng phải gần như vuông góc với mặt phẳng của lỗ mở.

• * Quản lý khói từ các không gian lưu thông.Khi không gian lưu thông được thiết kế để khói tràn vào không gian thể tích lớn, khói tràn vào không gian thể tích lớn sẽ được xử lý bởi hệ thống quản lý khói để duy trì chiều cao bề mặt lớp khói thiết kế.Khi hệ thống kiểm soát khói được thiết kế để sử dụng luồng không khí để ngăn chặn sự di chuyển của khói vào không gian có thể tích lớn, phải cung cấp đủ lượng khí hút từ không gian lưu thông để thiết lập lưu lượng tối thiểu giữa không gian lưu thông và không gian có thể tích lớn. (Xem 5.10.1.)* Lỗ mở và khu vực rò rỉ. Các thiết kế phải xem xét ảnh hưởng của các lỗ mở và khu vực rò rỉ tại các rào cản khói đối với hoạt động của hệ thống kiểm soát khói.Cân nhắc đặc biệt liên quan đến thông gió tự nhiên. Các thiết kế hệ thống quản lý khói sử dụng kết hợp thông gió tự nhiên và thông gió cơ học phải có phân tích kỹ thuật hỗ trợ hoặc mô hình hóa (quy mô) vật lý để xác minh các chức năng thiết kế dự kiến.* Hệ thống trấn áp lửa dạng khí. Hoạt động của hệ thống kiểm soát khói không được làm ảnh hưởng đến hoạt động của hệ thống phòng cháy chữa cháy bằng khí.

4.5   * Vận hành hệ thống.

4.5.1  Hạn chế.

• * Điều kiện có thể chịu được. Trong trường hợp thiết kế của hệ thống kiểm soát khói dựa trên khả năng là người cư ngụ bị tiếp xúc với khói, các điều kiện có thể chịu được phải được đánh giá.
  • * Phân tích thoát hiểm. Trong trường hợp thiết kế của hệ thống kiểm soát khói dựa trên việc những người cư ngụ thoát ra khỏi một khoảng trống trước khi tiếp xúc với khói hoặc trước

khi đạt đến ngưỡng độ tin cậy, thì phải có đủ thời gian cho chuyển động của người cư ngụ được xác định bằng phân tích thời gian đi ra.

• * Độ dày lớp khói thiết kế tối thiểu. Chiều dày thiết kế tối thiểu của lớp khói đối với hệ thống quản lý khói phải là một trong những điều sau:
  • Hai mươi phần trăm chiều cao từ sàn đến trần nhà
    • Dựa trên phân tích kỹ thuật
  • Kích hoạt. Việc kích hoạt hệ thống kiểm soát khói phải được thực hiện bằng một phương tiện tự động đã được phê duyệt.

4.5.3  Khởi động hệ thống.

• Hệ thống kiểm soát khói phải đạt được hoạt động đầy đủ trước các điều kiện trong không gian đạt điều kiện khói thiết kế.
  • Việc xác định thời gian cần thiết để hệ thống đi vào hoạt động phải xem xét các sự kiện sau (nếu phù hợp với các mục tiêu thiết kế cụ thể):
    • Thời gian phát hiện sự cố cháy
    • Thời gian kích hoạt hệ thống HVAC, bao gồm tắt và khởi động thiết bị xử lý không khí, đóng mở van thông gió, đóng mở thiết bị thông gió tự nhiên

4.5.4  Thời lượng.

• Khi thiết kế của hệ thống quản lý khói thuốc dựa trên việc những người cư ngụ thoát ra khỏi một không gian trước khi tiếp xúc với khói hoặc trước khi đạt đến ngưỡng khả năng chịu đựng, những điều sau đây phải được đáp ứng:
  • Phải tiến hành phân tích thoát hiểm theo thời gian.
    • Hệ thống sẽ vẫn hoạt động trong khoảng thời gian cần thiết.
  • Hệ thống quản lý khói được thiết kế để duy trì các điều kiện có thể chịu được sẽ không được yêu cầu để ngăn chặn sự giảm xuống của lớp khói trong không gian nơi các điều kiện có thể quản lý được yêu cầu.

4.6   Hệ thống điều áp buồng thang bộ.

4.6.1  * Tổng quát.

• Khi cung cấp hệ thống điều áp buồng thang bộ, chênh lệch áp suất giữa vùng khói và buồng thang bộ, bằng 0 và số cửa thiết kế mở, phải như sau:
  • Không nhỏ hơn chênh lệch áp suất tối thiểu quy định trong 4.4.2
    • Không lớn hơn chênh lệch áp suất lớn nhất quy định trong 4.4.2.2
  • Phải đạt được áp suất thiết kế khi tất cả các cửa được đóng lại, ngoại trừ các cửa được mở đồng thời thông qua thiết bị đóng mở tự động được điều khiển mở như một phần của chiến lược kiểm soát khói.
  • * Vị trí của Nguồn cung cấp không khí. Để hạn chế khói xâm nhập vào buồng thang bộ qua cửa hút gió, cửa hút gió phải được ngăn cách với tất cả các ống xả khí tòa nhà, cửa thoát khói từ giếng thoát khói và khói mái và lỗ thoát nhiệt, lỗ thông hơi từ giếng thang máy và các lỗ mở khác của tòa nhà mà có thể xả khói ra khỏi tòa nhà khi có một đám cháy.

4.6.3  Cung cấp Quạt không khí.

• * Quạt hướng trục. Được phép sử dụng quạt hướng trục gắn trên mái hoặc gắn tường ngoài trong hệ thống phun một vòi, với điều kiện phải có kính chắn gió cho quạt.
  • Các loại quạt khác. Quạt ly tâm hoặc quạt hướng trục phải được phép sử dụng trong các hệ thống phun một vòi hoặc nhiều vòi.

4.6.4  * Hệ thống phun một vòi và nhiều vòi.

4.6.4.1    Hệ thống phun một vòi.

• * Điểm phun khí cho hệ thống phun một vòi phải được phép đặt ở bất kỳ vị trí nào trong giếng thang bộ.
  • * Phân tích thiết kế phải được thực hiện cho tất cả các hệ thống phun đáy-một vòi và tất cả các hệ thống phun một vòi khác cho các giếng thang bộ có chiều cao vượt quá 100 ft (30,5 m).
  • * Hệ thống phun nhiều ống. Đối với các thiết kế hệ thống có các điểm phun nằm cách nhau hơn ba tầng, phải thực hiện phân tích thiết kế để đảm bảo rằng sự thất thoát không khí điều áp qua các cửa mở không dẫn đến áp suất của cầu thang thấp hơn áp suất thiết kế tối thiểu.

4.7   * Hệ thống điều áp thang máy.

Khi cung cấp áp suất thang máy, palăng thang máy phải được điều áp để duy trì áp suất dương tối thiểu phù hợp với 4.4.2. Áp suất tối thiểu phải được duy trì với cabin thang tại tầng triệu hồi và các cửa thang máy và các lỗ thông hơi của palăng mở.