MỤC LỤC TẬP 1: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG HỆ THỐNG
1. Giới Thiệu Tổng Quan & Khung Pháp Lý
FireGuard 4 Ultimate Web Platform là hệ thống chuyển đổi từ phần mềm chuyên ngành thẩm định nguy hiểm cháy nổ FireGuard 4 (.NET 8 / Avalonia) sang môi trường Web Cloud hiện đại. Phần mềm tuân thủ nghiêm ngặt các quy chuẩn, tiêu chuẩn kỹ thuật quốc tế và Việt Nam:
- SP 12.13130.2009: Tiêu chuẩn xác định hạng nguy hiểm cháy nổ của gian phòng, tòa nhà và cụm thiết bị ngoài trời.
- QCVN 06:2022/BXD: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về An toàn cháy cho nhà và công trình (Bảng 1 và Phụ lục C).
- SP 7.13130.2013: Tiêu chuẩn thiết kế hệ thống sưởi, thông gió và điều hòa không khí PCCC (Khoản 6.6 & 6.7 xác định hạng buồng quạt).
- Luật Liên Bang Nga số 123-FZ (ФЗ-123) & IEC 60079-10: Quy chuẩn phân cấp vùng nổ (Zone 0, 1, 2 và Zone 20, 21, 22).
- NFPA 68 & NFPA 15 (Hoa Kỳ): Tiêu chuẩn tính toán diện tích cửa xả áp nổ bụi (Explosion Relief Venting) và làm mát bồn ngoài trời.
2. Tổng Quan Giao Diện Web SPA & Bản Vẽ CAD 2D Phân Vùng
Khác biệt với phần mềm desktop truyền thống đòi hỏi cài đặt môi trường phức tạp, phiên bản Web mang lại giao diện Glassmorphism Dark Theme hiện đại, điều hướng mượt mà không tải lại trang (Single Page Application).
Các tính năng đồ họa trên bản vẽ CAD:
- Tương tác thời gian thực: Kéo thả chuột để di chuyển (Pan), lăn chuột để phóng to/thu nhỏ (Zoom). Hỗ trợ chạm vuốt 1 ngón và chụm 2 ngón (Pinch-to-zoom) trên điện thoại và máy tính bảng.
- Tô màu phân vùng tự động: Hạng A (Đỏ), Hạng B (Cam), Hạng C (Vàng), Hạng D (Xanh lá), Hạng An Ngoài Trời (Vòng tròn BLEVE).
- Tooltip thông minh: Rê chuột vào từng gian phòng để xem ngay tên gian phòng, diện tích, thể tích, phân hạng và các chất cháy chủ đạo.
3. Phân Hạng Toàn Bộ Tòa Nhà Công Nghiệp (Điều 6 SP 12)
Theo Điều 6 SP 12.13130.2009 và Bảng 1 QCVN 06:2022/BXD, phân hạng toàn bộ tòa nhà không chỉ dựa vào phòng nguy hiểm nhất mà được xét theo tỷ lệ diện tích tích lũy của các nhóm phòng:
Quy tắc phân hạng tòa nhà:
- Tòa nhà Hạng A (Khoản 6.2): Nếu diện tích các phòng Hạng A $> 5\%$ diện tích tòa nhà. Nếu không có hệ thống chữa cháy tự động (ASPT), chỉ cần diện tích phòng A $> 200 ext{ m}^2$ là toàn bộ tòa nhà thuộc Hạng A. Nếu có ASPT, ngưỡng được nới rộng lên $25\%$ hoặc $1,000 ext{ m}^2$.
- Tòa nhà Hạng B (Khoản 6.3): Nếu $(S_A + S_B) > 5\%$ hoặc $> 200 ext{ m}^2$ (không có ASPT), hoặc $> 25\% / 1,000 ext{ m}^2$ (có ASPT).
- Tòa nhà Hạng C (Khoản 6.4): Nếu $(S_A + S_B + S_C) > 5\%$ (hoặc $> 10\%$ nếu không có phòng A, B) hoặc $> 3,500 ext{ m}^2$ (không có ASPT).
- Tòa nhà Hạng D (Khoản 6.5): Nếu $(S_A + S_B + S_C + S_D) > 5\%$. Ngược lại thuộc Hạng E.
4. Phân Hạng Buồng Thiết Bị Thông Gió (SP 7.13130)
Theo Khoản 6.6 và 6.7 tiêu chuẩn SP 7.13130.2013, các buồng quạt thông gió phục vụ nhà xưởng phải được xác định hạng PCCC độc lập để bảo đảm an toàn chống cháy nổ lan truyền:
- Buồng quạt hút (Exhaust): Lấy theo hạng nguy hiểm nhất trong số các gian phòng được phục vụ. Nếu phục vụ phòng Hạng A $
ightarrow$ Buồng quạt Hạng A (yêu cầu bắt buộc quạt và động cơ phòng nổ Zone 1 Ex d, cánh quạt hợp kim nhôm/đồng chống ma sát phát sinh tia lửa).
- Buồng quạt cấp (Supply): Nếu có tuần hoàn khí (Recirculation), lấy theo hạng phòng nguy hiểm nhất. Nếu lấy 100% gió tươi và có van ngăn cháy tự động EI $
ightarrow$ Thuộc Hạng D hoặc E.
5. Module 1: Động Học & Áp Suất Nổ Khí Cháy (Hạng A)
Xác định độ tăng áp suất nổ vi phân $\Delta P$ (kPa) khi rò rỉ khí cháy theo công thức chuẩn của SP 12.13130.2009:
$$\Delta P = (P_{\max} - P_0) \cdot rac{m \cdot Z}{V_{free} \cdot
ho_g} \cdot rac{100}{C_{st}} \cdot rac{1}{K_n}$$
- Nếu $\Delta P > 5.0 ext{ kPa}$: Gian phòng được phân loại HẠNG A (Nguy hiểm nổ rất cao).
- Hệ thống tự động tra cứu khối lượng mol $M$, nồng độ tỷ lượng $C_{st}$, khối lượng riêng khí $
ho_g$ và vẽ biểu đồ biến thiên áp suất nổ.
6. Module 2: Bay Hơi Vũng Tràn & Nổ Hơi Chất Lỏng (Hạng A/B)
Mô phỏng sự cố tràn vỡ bồn/thùng chứa dung môi chất lỏng. Áp suất hơi bão hòa $P_s$ được tính chính xác bằng phương trình Antoine:
$$\log_{10}(P_s) = A - rac{B}{T + C}$$
Tốc độ bay hơi mặt thoáng $W$ (kg/s.m²) theo vận tốc gió và khối lượng mol:
$$W = 10^{-6} \cdot \eta \cdot \sqrt{M} \cdot P_s$$
- Nếu nhiệt độ chớp cháy $T_{flash} \le 28^\circ ext{C}$ và $\Delta P > 5.0 ext{ kPa}$: HẠNG A.
- Nếu $T_{flash} > 28^\circ ext{C}$ và $\Delta P > 5.0 ext{ kPa}$: HẠNG B.
7. Module 3: Nổ Bụi Dễ Cháy & Diện Tích Xả Áp NFPA 68 (Hạng B)
Mô phỏng quá trình phân tán đám mây bụi hữu cơ/kim loại trong thể tích phòng, so sánh nồng độ tính toán với giới hạn nổ dưới MEC (g/m³):
- Tự động phân cấp nổ theo chỉ số nổ $K_{st}$: St 1 ($K_{st} \le 200$), St 2 ($201 - 300$), St 3 ($> 300 ext{ bar.m/s}$).
- Tính diện tích cửa thoát áp nổ $A_v$ ($m^2$) theo tiêu chuẩn NFPA 68 để bảo vệ kết cấu tường và mái nhà xưởng không bị sụp đổ khi phát nổ.
8. Module 4: Tải Trọng Nhiệt Cháy Chất Rắn (Hạng C1 - C4)
Phân hạng các kho và xưởng gia công chất rắn cháy (bao bì, pallet gỗ, màng nhựa, cao su, vải sợi) theo mật độ tải trọng nhiệt cháy riêng $q$ (MJ/m²):
$$q = rac{\sum (M_i \cdot LHV_i)}{S_{floor}}$$
- Hạng C1: $q \ge 2,201 ext{ MJ/m}^2$ (nguy hiểm cháy rất cao).
- Hạng C2: $1,401 \le q \le 2,200 ext{ MJ/m}^2$.
- Hạng C3: $181 \le q \le 1,400 ext{ MJ/m}^2$.
- Hạng C4: $q \le 180 ext{ MJ/m}^2$ (hoặc khi thỏa mãn điều kiện cách ly tới hạn $q_{cr}$).
9. Module 5: Thiết Bị Ngoài Trời & Cầu Lửa BLEVE (Hạng An - Dn)
Đánh giá nguy cơ nổ bình khí hóa lỏng và bồn chứa ngoài trời dẫn tới hiện tượng nổ hơi chất lỏng sôi phát triển thành cầu lửa (BLEVE - Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion):
$$D_f = 5.33 \cdot M^{0.327}, \quad t_f = 0.92 \cdot M^{0.303}$$
- Tính thông lượng bức xạ nhiệt $q(R)$ tại khoảng cách bất kỳ và tích phân liều nhiệt theo hàm Probit để xác định tỷ lệ tử vong / bỏng nhiệt của con người.
- Phân hạng thiết bị ngoài trời: Hạng An ($q \ge 4.0 ext{ kW/m}^2$ ở $R \le 30 ext{m}$), Hạng Bn, Hạng Vn, Hạng Gn, Hạng Dn.
10. Bộ Tối Ưu Hóa Ngược Tải Trọng Cháy (Ultimate Solver)
Tính năng độc quyền chỉ có trên phiên bản Ultimate: tự động giải bài toán ngược để tìm phương án giảm thiểu tải trọng cháy cho công trình:
- Người dùng lựa chọn Hạng mong muốn (ví dụ đưa phòng từ Hạng C1 xuống C2, C3 hoặc C4 để tránh phải đầu tư hệ thống Sprinkler đắt tiền).
- Hệ thống tự động tính khối lượng tối đa cho phép của từng chất cháy, lượng hàng hóa cần cắt giảm di dời, và tính khoảng cách an toàn tối thiểu $L_{safe}$ giữa các đống hàng để chia nhỏ lô hàng độc lập.
11. Mô Phỏng Sự Cố Bồn Bể & Đường Ống (Phụ Lục A SP 12)
Tính toán lượng phát thải sự cố $M = M_{tb} + M_{in} + M_{out}$ khi bồn chứa công nghệ bị vỡ kết hợp rò rỉ từ các tuyến đường ống cấp vào và hồi ra:
- Hỗ trợ tính cho chất lỏng, khí nén và bụi.
- Xét thời gian khóa van sự cố: Tự động ($t \le 120s$) hoặc Thủ công ($t \le 300s$).
- Tự động tính diện tích vũng tràn tự do theo định mức 1 Lít = 1 m² sàn hoặc khống chế diện tích theo đê bao kỹ thuật.
12. Phân Cấp Vùng Nguy Hiểm Chống Nổ (IEC Zone & FZ-123)
Tự động xuất phân cấp vùng nổ song song theo tiêu chuẩn quốc tế IEC 60079 và Luật Liên Bang Nga FZ-123:
- Khí / Hơi lỏng: Zone 0 (B-I), Zone 1 (B-Ia), Zone 2 (B-Ib nếu nhẹ hơn không khí, B-Ig nếu nặng hơn không khí).
- Bụi dễ cháy: Zone 20 (B-II), Zone 21 (B-IIa), Zone 22 (B-IIa).
- Đưa ra yêu cầu cấp bảo vệ vỏ kín IP (IP65, IP66) và chứng nhận an toàn tia lửa (Ex d, Ex ia, Ex e).
13. Trình Sinh Biển Báo Cảnh Báo An Toàn PCCC (Vector SVG)
Tự động sinh đồ họa vector SVG biển cảnh báo an toàn PCCC dán cửa phòng theo quy định tại Mục 3.12.3 FireGuard 4 và TCVN:
- Hỗ trợ 2 kiểu dáng: Biển tròn quy chuẩn (đường kính 400mm) và Biển chữ nhật bảng tên cửa phòng (480 x 280mm).
- Song ngữ: Tiếng Việt (TCVN) hoặc Tiếng Nga (ГОСТ Р 12.4.026).
- Tích hợp nút tải về file SVG vector độ nét vô hạn và lệnh In ấn (Print) trực tiếp ra máy in.
14. 5 Công Cụ Tính Toán Bổ Trợ Chuyên Sâu v4.3.1.0
Tập hợp 5 công cụ tính toán vi mô hỗ trợ quá trình thu thập thông số đầu vào cho thẩm định:
- Giải mã công thức hóa học ($eta$ & $C_{st}$): Dùng bộ phân tích cú pháp AST bóc tách số nguyên tử C, H, O, N, Cl để tính hệ số tiêu thụ oxy tỷ lượng $eta$.
- Lượng bụi đống nón: Tính thể tích $V = rac{1}{3}\pi r^2 h$ và khối lượng đống bụi rơi vãi theo góc nghỉ tự nhiên.
- Khối lượng vỏ bọc cách điện cáp điện: Tính khối lượng polymer cách điện và nhiệt lượng $Q$ của các tuyến cáp điện máng cáp.
- Khí Hydro sạc ắc quy: Tính thể tích khí $H_2$ sinh ra khi nạp tổ ắc quy phòng UPS viễn thông.
15. Toàn Thư Cơ Sở Dữ Liệu 360+ Hóa Chất PCCC
Cơ sở dữ liệu nhiệt động học hóa chất PCCC đầy đủ nhất với hơn 360 chất khí, hơi chất lỏng, bụi và chất rắn:
- Tìm kiếm tức thì (Live Search) theo tên tiếng Việt, tên quốc tế, công thức hóa học hoặc số CAS.
- Tự động liên kết tham số vào các form tính toán của tất cả các module.
16. Xuất Hồ Sơ Thuyết Minh DOCX & Khả Năng Thích Ứng Di Động
Phần mềm hỗ trợ xuất toàn bộ hồ sơ thẩm duyệt dự án ra tệp Microsoft Word (.docx) chuyên nghiệp với đầy đủ bảng biểu số liệu, căn cứ tiêu chuẩn và kết luận pháp lý.
Giao diện tự động co giãn thông minh (Responsive Design), cho phép các kỹ sư PCCC có thể tra cứu và thẩm định trực tiếp ngay tại hiện trường công trình bằng điện thoại di động hoặc máy tính bảng.
MỤC LỤC TẬP 2: CẨM NANG THỰC HÀNH 32 BÀI TOÁN CÔNG TRÌNH
Mẹo: Bạn có thể chọn bất kỳ bài toán nào trong danh sách dưới đây tại menu '📖 Chọn Ví Dụ Từ Practical Guide' trên thanh công cụ để hệ thống tự động điền dữ liệu và tính toán ngay lập tức!
Tổng Quan Bộ Chạy Mẫu Tự Động (Benchmark Runner)
Để hỗ trợ các kỹ sư đối chiếu kết quả thẩm duyệt với các bài toán quy chuẩn của Cục Cảnh sát PCCC và Viện Nghiên cứu PCCC VNIIPO (Nga), hệ thống đã tích hợp trọn bộ 32 bài toán mẫu từ sách fireguard4_practicalguide.pdf:
Nhóm 1: Các Bài Toán Khí Cháy (Ví dụ 1 - 3)
Ví dụ 1: Phòng nạp cụm ắc quy xe nâng công nghiệp (Khí Hydro H2)
Bối cảnh: Phòng sạc ắc quy thể tích $V = 150 ext{ m}^3$, nạp đồng thời các bình ắc quy axit-chì. Trong quá trình sạc, khí $H_2$ thoát ra với khối lượng $m = 0.85 ext{ kg}$. Hệ số nổ Hydro $Z = 1.0$, $C_{st} = 29.5\%$, khối lượng mol $M = 2.016 ext{ kg/kmol}$.
Kết quả thẩm định: Áp suất nổ tính toán $\Delta P = 42.5 ext{ kPa} > 5.0 ext{ kPa}$. Gian phòng thuộc HẠNG A. Cần trang bị hệ thống thông gió sự cố hút khí Hydro tại điểm cao nhất của trần nhà.
Ví dụ 2: Trạm chẩn đoán & bảo dưỡng xe tải (Khí Methane CNG)
Bối cảnh: Xưởng bảo dưỡng xe tải thể tích $V = 2,500 ext{ m}^3$, sự cố rò rỉ $8.5 ext{ kg}$ khí Methane từ hệ thống bình khí nén CNG.
Kết quả thẩm định: $\Delta P = 19.8 ext{ kPa} > 5.0 ext{ kPa}
ightarrow$ HẠNG A. Cần lắp đặt đầu báo rò rỉ khí Methane liên động ngắt van khẩn cấp.
Nhóm 2: Các Bài Toán Hơi Chất Lỏng Dễ Cháy (Ví dụ 4 - 8)
Ví dụ 4: Kho chứa dung môi công nghiệp Acetone
Bối cảnh: Kho diện tích $300 ext{ m}^2$, thể tích $1,800 ext{ m}^3$. Thùng phuy Acetone bị vỡ tạo diện tích vũng tràn $F_p = 120 ext{ m}^2$. Nhiệt độ phòng $25^\circ ext{C}$, tốc độ gió $0.2 ext{ m/s}$. Hằng số Antoine: $A=6.25, B=1210.6, C=229.7$.
Kết quả thẩm định: Tốc độ bay hơi $W = 3.32 imes 10^{-5} ext{ kg/s.m}^2$, khối lượng bay hơi $m = 14.3 ext{ kg}$. Áp suất nổ tính toán $\Delta P = 13.40 ext{ kPa} > 5.0 ext{ kPa}$. Kho thuộc HẠNG A.
Ví dụ 5: Bồn dầu diesel trung gian máy phát điện dự phòng
Bối cảnh: Phòng đặt máy phát điện dự phòng thể tích $250 ext{ m}^3$, bồn dầu diesel tràn $15 ext{ m}^2$. Nhiệt độ chớp cháy của dầu DO là $T_{flash} = 62^\circ ext{C} > 28^\circ ext{C}$.
Kết quả thẩm định: Do nhiệt độ tính toán $30^\circ ext{C} < T_{flash}$, áp suất hơi bão hòa rất thấp không tạo được hỗn hợp nổ ở nhiệt độ thường $
ightarrow$ Gian phòng KHÔNG THUỘC HẠNG A, thuộc Hạng B hoặc Hạng C tùy thuộc vào tải nhiệt chất rắn đi kèm.
Nhóm 3: Các Bài Toán Bụi Dễ Cháy (Ví dụ 9 - 10)
Ví dụ 9: Nhà máy đóng gói bột nước giải khát (Đường & tinh bột)
Bối cảnh: Xưởng đóng gói thể tích $3,500 ext{ m}^3$, giới hạn nổ dưới MEC = $40 ext{ g/m}^3$, chỉ số nổ $K_{st} = 120 ext{ bar.m/s}$ (Cấp St 1). Khối lượng bụi thoát ra $180 ext{ kg}$.
Kết quả thẩm định: Nồng độ bụi trong phòng đạt $64.3 ext{ g/m}^3 > ext{MEC}
ightarrow$ Gian phòng thuộc HẠNG B. Theo tiêu chuẩn NFPA 68, yêu cầu diện tích cửa xả áp nổ tối thiểu $A_v = 18.5 ext{ m}^2$ bố trí trên mái.
Nhóm 4: Các Bài Toán Chất Rắn Cháy & Kho Logistics (Ví dụ 15 - 17)
Ví dụ 15: Tổng kho hàng bao bì carton và pallet gỗ
Bối cảnh: Tổng kho logistics diện tích $4,200 ext{ m}^2$, chiều cao $12 ext{ m}$. Hàng hóa gồm 120 tấn thùng carton ($16.5 ext{ MJ/kg}$), 95 tấn pallet gỗ thông ($18.5 ext{ MJ/kg}$) và 45 tấn màng co PE ($43.5 ext{ MJ/kg}$).
Kết quả thẩm định: Tổng tải nhiệt $Q = 5,695,000 ext{ MJ}$. Mật độ tải trọng riêng $q = 1,356.0 ext{ MJ/m}^2$. Đối chiếu Bảng B.1 SP 12: $181 \le q \le 1,400 ext{ MJ/m}^2
ightarrow$ Kho hàng thuộc HẠNG C3 (Nguy hiểm cháy trung bình).
Nhóm 5: 12 Bài Toán Thẩm Định Tòa Nhà Đa Tầng (Ví dụ 21 - 32)
Ví dụ 21: Tòa nhà sản xuất 6 tầng (Diện tích 9,000 m²)
Dữ liệu: Tổng diện tích $9,000 ext{ m}^2$. Có các phòng Hạng A với tổng diện tích $400 ext{ m}^2$ (chiếm 4.44% diện tích). Các phòng này không trang bị chữa cháy tự động ASPT.
Kết luận theo Điều 6.2 SP 12: Mặc dù tỷ lệ $4.44\% \le 5\%$, nhưng diện tích $400 ext{ m}^2 > 200 ext{ m}^2$ (ngưỡng khắt khe khi không có ASPT). Do đó, TOÀN BỘ TÒA NHÀ THUỘC HẠNG A.
Ví dụ 22: Tòa nhà sản xuất 3 tầng có ASPT (Diện tích 20,000 m²)
Dữ liệu: Tổng diện tích $20,000 ext{ m}^2$. Các phòng Hạng A có tổng diện tích $2,000 ext{ m}^2$ ($10\%$). Tòa nhà có trang bị hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler toàn diện.
Kết luận theo Điều 6.2 SP 12: Có ASPT thì tỷ lệ cho phép lên tới $25\%$ nhưng không được vượt quá $1,000 ext{ m}^2$. Ở đây $2,000 ext{ m}^2 > 1,000 ext{ m}^2$, do đó TOÀN BỘ TÒA NHÀ THUỘC HẠNG A.
Ví dụ 23: Tòa nhà công nghiệp 6 tầng (Diện tích 32,000 m²)
Dữ liệu: Phòng Hạng A = $150 ext{ m}^2$, phòng Hạng B = $400 ext{ m}^2$. Không có ASPT.
Kết luận: Phòng A chiếm $150 ext{ m}^2 \le 200 ext{ m}^2$ nên tránh được Hạng A. Tuy nhiên tổng $(A + B) = 550 ext{ m}^2 > 200 ext{ m}^2
ightarrow$ TÒA NHÀ THUỘC HẠNG B.
Ví dụ 25: Tòa nhà 8 tầng (Diện tích 40,000 m²)
Dữ liệu: Không có phòng A và B. Phòng Hạng C chiếm $5,000 ext{ m}^2$ ($12.5\%$).
Kết luận: Do không có ASPT và diện tích Hạng C $> 3,500 ext{ m}^2
ightarrow$ TÒA NHÀ THUỘC HẠNG C.
Ví dụ 30: Tòa nhà sản xuất 1 tầng vật liệu không cháy (Diện tích 8,000 m²)
Dữ liệu: Phòng Hạng E chiếm $7,800 ext{ m}^2$ ($97.5\%$), phòng Hạng D chiếm $200 ext{ m}^2$ ($2.5\% \le 5\%$).
Kết luận: Tòa nhà không thuộc các Hạng A, B, C, D $
ightarrow$ TÒA NHÀ THUỘC HẠNG E (An toàn nhất).
