Nguyên lý, phân loại, tiêu chuẩn thiết kế và giải pháp ứng dụng

Tài liệu tư vấn kỹ thuật VIETCOTEK | Rà soát: 21/10/2026
Phạm vi: HFC-227ea, FK-5-1-12, IG-100, IG-55, IG-541. Bài viết phục vụ tham khảo kỹ thuật; không thay thế hồ sơ thiết kế được thẩm tra theo quy định.

1. Hệ thống chữa cháy bằng khí là gì?

Hệ thống chữa cháy bằng khí sử dụng chất chữa cháy được phân phối vào khu vực bảo vệ nhằm khống chế đám cháy theo cơ chế phù hợp với từng chất. TCVN 7161-1:2022 đề cập hệ thống chữa cháy bằng khí theo thể tích toàn bộ, các yêu cầu thiết kế, lắp đặt, thử nghiệm, bảo dưỡng và an toàn. Hệ thống CO₂ không thuộc phạm vi tiêu chuẩn này. [1]
Ứng dụng thường được cân nhắc: phòng máy chủ, phòng điều khiển, phòng thiết bị viễn thông, một số phòng điện và kho lưu trữ đặc biệt. Không phải mọi không gian có thiết bị điện đều cần hoặc phù hợp với chữa cháy khí.

2. Các nhóm chất chữa cháy khí phổ biến

2.1. HFC-227ea (FM-200): HFC-227ea thuộc nhóm halocarbon, chữa cháy chủ yếu nhờ hấp thụ nhiệt. FM-200 là tên thương mại, không phải tên chung của mọi sản phẩm HFC-227ea. TCVN 7161-9:2024 quy định yêu cầu riêng; dữ liệu thiết kế phải đối chiếu tiêu chuẩn và cấu hình nhà sản xuất. Cần xem xét giới hạn tiếp xúc, độ kín phòng, hiệu quả phân phối và tác động môi trường. [3]
2.2. FK-5-1-12 : FK-5-1-12 thuộc nhóm fluoroketone, cơ chế chủ yếu là hấp thụ nhiệt. TCVN 7161-5:2021 quy định các yêu cầu riêng. “Novec 1230” là tên thương mại từng gắn với sản phẩm FK-5-1-12; khi mua sắm cần xác định rõ chất chữa cháy, nhà sản xuất, nguồn cung và tương thích thiết bị. [2]
2.3. IG-100 (nitơ): IG-100 dùng nitơ, chữa cháy chủ yếu bằng giảm nồng độ oxy. TCVN 7161-13:2024 là tiêu chuẩn riêng. Vì lưu trữ khí nén áp suất cao, cần đặc biệt quan tâm cụm bình, đường ống, kiểm soát áp suất và an toàn con người. [4]
2.4. IG-55 (nitơ và argon): IG-55 là hỗn hợp khí trơ, chủ yếu khống chế cháy bằng giảm oxy. TCVN 7161-14:2024 quy định yêu cầu riêng. Cần tính toán hệ thống, vị trí bình, áp suất xả và điều kiện sơ tán. [5]
2.5. IG-541 (nitơ, argon và CO₂) : IG-541 là hỗn hợp khí trơ, chủ yếu khống chế cháy bằng giảm oxy. TCVN 7161-15:2024 quy định yêu cầu riêng. Không được mặc nhiên coi khí trơ an toàn tuyệt đối cho người: phải đánh giá nồng độ oxy sau xả, thời gian tiếp xúc và phương án sơ tán. [6]

3. So sánh công nghệ

4. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Hệ thống theo thể tích toàn bộ thường gồm bình chứa, van, cơ cấu kích hoạt, đường ống, đầu phun, tủ điều khiển xả, thiết bị phát hiện cháy, cảnh báo và liên động kỹ thuật. Khi phát hiện cháy, tủ điều khiển xử lý tín hiệu theo logic thiết kế, phát cảnh báo, thực hiện liên động và xả chất chữa cháy. Sau xả, không gian phải duy trì điều kiện chữa cháy theo tiêu chuẩn. Thời gian trễ, thời gian xả và duy trì nồng độ không được lấy một giá trị chung cho mọi chất.

5. Các yêu cầu thiết kế then chốt

5.1. Xác định nguy cơ cháy : Xác định vật liệu cháy, nguồn gây cháy, thiết bị và nguy cơ đặc thù. Tên phòng không đủ để lựa chọn chất chữa cháy.
5.2. Thể tích bảo vệ : Khảo sát phòng chính, sàn nâng, trần giả, khoang kỹ thuật và không gian liên thông; tính thể tích theo tiêu chuẩn tương ứng.
5.3. Nồng độ thiết kế : Phụ thuộc chất chữa cháy và nguy cơ cháy. Khí trơ cần đánh giá oxy sau xả; halocarbon cần kiểm tra giới hạn tiếp xúc.
5.4. Lượng chất chữa cháy : Tính theo tiêu chuẩn riêng và dữ liệu sản phẩm. Không dùng một tỷ lệ khối lượng khí/m³ chung cho mọi công nghệ.
5.5. Thủy lực đường ống : Kiểm tra áp suất, đường kính, đầu phun, tổn thất và thời gian xả bằng phương pháp được chấp nhận cho hệ thống.
5.6. Độ kín phòng: Kiểm tra cửa, khe hở, lỗ xuyên cáp và thông gió. Thay đổi kiến trúc có thể làm mất khả năng duy trì nồng độ.
5.7. Áp suất phòng : Đánh giá áp suất phát sinh khi xả, khả năng chịu áp của vách/cửa và nhu cầu giảm áp.
5.8. An toàn con người : Bảo đảm cảnh báo, sơ tán, kiểm soát tiếp cận và điều kiện vào lại sau xả; không khẳng định “an toàn tuyệt đối”.

6. Ứng dụng và giới hạn

Phòng máy chủ / trung tâm dữ liệu : Cần xem xét sàn nâng, trần giả, làm mát, thông gió và yêu cầu vận hành liên tục.
Phòng điện / điều khiển : Đánh giá thiết bị điện, nguy cơ cháy, cô lập nguồn và độ kín. Khí không thay thế giải pháp an toàn điện.
Kho hồ sơ / tài sản đặc biệt: Đánh giá vật liệu cháy, nguy cơ cháy âm ỉ và khả năng duy trì nồng độ.
Nhà xưởng : Không gian lớn, nhiều cửa mở hoặc thông gió mạnh có thể không phù hợp với chữa cháy khí theo thể tích toàn bộ.Đặc biệt thận trọng với cháy sâu, vật liệu phản ứng, kim loại cháy và hệ thống pin lithium-ion. Việc dập ngọn lửa bên ngoài không đồng nghĩa chấm dứt mất kiểm soát nhiệt trong pin; không mặc nhiên xem hệ thống khí là giải pháp đầy đủ cho BESS.

7. Kiểm tra, nghiệm thu và bảo trì

Cần kiểm tra chủng loại và lượng nạp, bình/van, đường ống/đầu phun, tủ điều khiển, phát hiện cháy, cảnh báo, liên động, độ kín và hồ sơ thử nghiệm. Việc bảo dưỡng, nạp lại phải theo tiêu chuẩn, hướng dẫn nhà sản xuất và quy định liên quan. Sau cải tạo phòng hoặc thông gió phải đánh giá lại hiệu quả bảo vệ.

8. Cơ sở pháp lý và tiêu chuẩn

 QCVN 10:2025/BCA được dùng để xem xét yêu cầu trang bị và bố trí hệ thống PCCC theo phạm vi áp dụng; không thay thế tiêu chuẩn thiết kế chi tiết cho từng chất chữa cháy. [7]
TCVN 7161-1:2022 là yêu cầu chung; khi thiết kế phải đối chiếu thêm tiêu chuẩn riêng tương ứng với chất chữa cháy và tài liệu kỹ thuật được chấp nhận của nhà sản xuất. Sol-khí/aerosol cần xem xét theo hệ tiêu chuẩn riêng, không áp dụng máy móc công thức của hệ thống khí sạch.

9. Kết luận

Hệ thống chữa cháy bằng khí là giải pháp quan trọng cho nhiều không gian kỹ thuật nhưng hiệu quả phụ thuộc vào việc lựa chọn đúng nguy cơ, tính toán đúng tiêu chuẩn, độ kín, an toàn và bảo trì. VIETCOTEK khuyến nghị khảo sát và đối chiếu đầy đủ hồ sơ trước khi quyết định công nghệ, cấu hình hoặc lượng khí.

 Tài liệu trích dẫn và tham khảo
[1] TCVN 7161-1:2022 – Yêu cầu chung. https://tieuchuanxaydung.vsqi.gov.vn/tieuchuan/view?sohieu=TCVN+7161-1%3A2022
[2] TCVN 7161-5:2021 – FK-5-1-12. https://tieuchuan.vsqi.gov.vn/tieuchuan/view?sohieu=TCVN+7161-5%3A2021
[3] TCVN 7161-9:2024 – HFC-227ea. https://tieuchuan.vsqi.gov.vn/tieuchuan/view?sohieu=TCVN+7161-9%3A2024
[4] TCVN 7161-13:2024 – IG-100. https://tieuchuan.vsqi.gov.vn/tieuchuan/view?sohieu=TCVN+7161-13%3A2024
[5] TCVN 7161-14:2024 – IG-55. https://tieuchuan.vsqi.gov.vn/tieuchuan/view?sohieu=TCVN+7161-14%3A2024
[6] TCVN 7161-15:2024 – IG-541. https://tieuchuan.vsqi.gov.vn/tieuchuan/view?sohieu=TCVN+7161-15%3A2024
[7] QCVN 10:2025/BCA (Thông tư 103/2025/TT-BCA). https://tieuchuanxaydung.vsqi.gov.vn/quychuan/view?sohieu=QCVN+10%3A2025%2FBCA
[8] Cục Cảnh sát PCCC và CNCH. https://canhsatpccc.gov.vn/
[9] Học viện PCCC. https://hocvienpccc.bocongan.gov.vn/
[10] S-TEC VINA – Thư viện tài liệu kỹ thuật. https://stecvina.com/tai-lieu/
Ghi chú: Các nguồn [8]–[10] phục vụ tra cứu bổ sung; không thay thế toàn văn tiêu chuẩn. Những trị số nồng độ, lượng khí, thời gian xả, thời gian duy trì và giới hạn tiếp xúc phải được kiểm tra trong tiêu chuẩn và hồ sơ hệ thống cụ thể.