Các công nghệ chống cháy lan cho dây cáp điện trong các tòa nhà cao tầng

Ngày nay khi các tòa nhà cao tầng ngày càng phổ biến, chúng ta cần ưu tiên đảm bảo an toàn cho con người và tài sản. Dây cáp điện chống cháy là một trong những giải pháp hàng đầu giúp ngăn chặn hỏa hoạn lan truyền qua đường dây điện. Bài viết sẽ giúp bạn hiểu rõ về công nghệ này và cách ứng dụng chúng trong thực tế.

1. Vì sao cần đến dây cáp điện chống cháy lan trong các tòa nhà?

Bạn có biết rằng hơn 30% các vụ hỏa hoạn xảy ra ở các tòa nhà cao tầng bắt nguồn từ chập điện và cháy lan qua hệ thống dây cáp? Trong một tòa nhà, hàng nghìn mét dây điện được luồn xuyên suốt từ tầng hầm đến tận nóc, nối kết mọi thiết bị điện. Chúng ẩn chứa nhiều nguy cơ cháy nổ tiềm ẩn:

• Dây điện bị quá tải, già cỗi, hở điện dễ phát sinh tia lửa.
• Các mối nối bị lỏng lẻo, oxy hóa tạo ra nhiệt lượng lớn.
• Động vật gặm nhấm, côn trùng xâm nhập và chứa chất dễ cháy bên trong vỏ dây.
• Dây dẫn đi qua các khu vực ẩm thấp, môi trường ăn mòn.

Khi xảy ra sự cố, lửa điện rất dễ lan truyền qua các lớp cách điện và vỏ bọc thông thường. Một đám cháy nhỏ có thể nhanh chóng lan qua các ống dẫn và bùng phát thành đám cháy to, thiêu rụi mọi thứ trên đường đi, phá hủy tài sản và đe dọa tính mạng con người.

Vì vậy, việc sử dụng dây cáp điện chống cháy lan là một yêu cầu bắt buộc đối với các công trình hiện đại, đặc biệt là tòa nhà cao tầng.

2. Công nghệ chống cháy lan cho dây cáp điện là gì?

Công nghệ chống cháy lan cho dây cáp điện là những dây cáp điện có vỏ bọc được chế tạo bằng vật liệu có khả năng chống cháy lan, không chứa halogen và khói độc khi cháy. Nó cho phép các thiết bị báo cháy, chữa cháy và thoát hiểm vẫn tiếp tục hoạt động trong 1 khoảng thời gian nhất định, giúp công tác dập lửa và cứu hộ diễn ra thuận lợi hơn.

Nguyên lý hoạt động của chúng dựa trên việc tác động vào các yếu tố cần thiết cho sự cháy, cụ thể:

• Giảm nhiên liệu cháy
  • Sử dụng vật liệu nhựa đặc biệt: Vỏ bọc và lớp cách điện của cáp chống cháy lan thường được làm từ các loại nhựa đặc biệt như FR-PVC hoặc LSZH (Low Smoke Zero Halogen) có khả năng bắt lửa kém hơn và cháy chậm hơn so với nhựa PVC thông thường.
  • Sử dụng chất độn chống cháy (Flame Retardant Fillers): Các chất độn vô cơ như aluminum trihydrat – Al(OH)₃, magnesium hydroxide – Mg(OH)₂) được thêm vào vật liệu nhựa. Khi gặp nhiệt độ cao, các chất độn này sẽ phân hủy và giải phóng nước, làm loãng nồng độ khí cháy và hạ nhiệt độ của vật liệu, từ đó làm chậm quá trình cháy.
• Ngăn chặn sự hình thành và lan truyền của ngọn lửa 
  • Cơ chế tạo than: Một số vật liệu chống cháy lan khi cháy sẽ tạo ra một lớp than trên bề mặt. Lớp than này có vai trò như một lớp bảo vệ, ngăn chặn sự tiếp xúc của ngọn lửa với lớp vật liệu bên dưới, hạn chế sự thoát ra của khí cháy và cách nhiệt, từ đó làm chậm quá trình cháy lan.
  • Cơ chế làm mát: Như đã đề cập ở trên, các chất độn chống cháy giải phóng nước khi phân hủy, hơi nước có tác dụng làm mát, giảm nhiệt độ và làm chậm tốc độ phản ứng cháy.
  • Cơ chế pha loãng pha khí: Các chất chống cháy có thể giải phóng các khí trơ (không tham gia phản ứng cháy) khi phân hủy. Các khí này pha loãng nồng độ oxy và khí cháy trong vùng cháy, làm cho quá trình cháy trở nên khó khăn hơn và chậm lại.
• Hạn chế khói và khí độc
  • Sử dụng loại nhựa khi cháy tạo ra ít khói và không chứa khí halogen độc hại (LSZH). Điều này giúp cải thiện tầm nhìn, giảm nguy cơ ngạt khói và giảm thiểu khí độc hại trong trường hợp cháy.

3. Các loại dây cáp điện chống cháy lan

Trên thị trường hiện nay có 3 loại dây cáp điện chống cháy lan phổ biến:

3.1 Cáp chống cháy có lớp cách điện khoáng

• Cấu tạo:
  • Ruột dẫn: Bằng nguyên vật liệu đồng.
  • Lớp cách điện: Magnesium Oxide (MgO) – Một hợp chất độn điện môi, dạng hạt, không hữu cơ, có khả năng cách điện tuyệt vời ngay cả ở nhiệt độ rất cao, không cháy, không tạo ra khói độc khi gặp lửa, có nhiệt độ nóng chảy cực cao (khoảng 2800°C)
  • Vỏ kim loại: Thường được làm từ vật liệu đồng dạng ống, giúp bảo vệ lõi dẫn và lớp cách điện MgO bên trong. Ngoài ra lớp vỏ này còn có thể làm bằng các hợp kim đặc biệt như Cupronickel (thành phần chính là đồng, kẽm và niken) hoặc thép không gỉ.
  • Vỏ bọc ngoài: Loại nhựa tùy chọn cho phù hợp với yêu cầu của ứng dụng.
• Ưu điểm: Chịu nhiệt rất tốt, chống được các tác động cơ học, khả năng mang dòng điện cao.
• Nhược điểm: Giá thành cao, trọng lượng nặng, khó uốn cong.
• Ứng dụng: Được dùng trong các tòa nhà cao tầng, trung tâm mua sắm, bệnh viện hoặc những môi trường khắc nghiệt như nhà máy, xí nghiệp hóa chất, khu công nghiệp…

3.2. Cáp chống cháy silicone

• Cấu tạo:
  • Ruột dẫn: Bằng nguyên vật liệu đồng.
  • Lớp chống cháy: Băng mica.
  • Lớp cách điện: Bằng silicone.
  • Vỏ bọc: Vật liệu tùy chọn có thể là PVC, LSZH… tùy thuộc vào yêu cầu.
• Ưu điểm: Chịu nhiệt tốt, chống cháy hiệu quả, có tính linh hoạt, khả năng kháng hóa chất, chống thấm nước tốt.
• Nhược điểm: Giá thành cao, hạn chế về độ bền cơ học và hạn chế trong ứng dụng, chỉ sử dụng trong môi trường đặc biệt như nhiệt độ cao hoặc hóa chất khắc nghiệt.
• Ứng dụng: Sử dụng rộng rãi trong các nhà máy sản xuất, trong môi trường có nguy cơ cháy nổ cao như sản xuất hóa chất, dầu khí, hệ thống báo cháy, hàng không, đóng tàu, và các nhà máy gốm sứ, thủy tinh…

3.3 Cáp chống cháy LSZH

• Cấu tạo:
  • Ruột dẫn: Bằng nguyên vật liệu đồng
  • Lớp chống cháy: Băng mica
  • Cách điện: Nhựa XLPE.
  • Lớp độn tròn: Nhựa LSZH.
  • Băng quấn: Băng chống cháy ít khói không halogen hoặc bằng thủy tinh
  • Vỏ ngoài: Nhựa LSZH.
• Ưu điểm: Chống cháy tốt, ít sinh khói và không chứa halogen.
• Nhược điểm: Giá cao hơn cáp PVC và không có độ bền cơ học cao như các loại cáp khác.
• Ứng dụng: Phù hợp lắp đặt trong các khu vực cần độ an toàn cao về phòng cháy như tòa nhà, bệnh viện, trường học, khu vui chơi giải trí, nhà máy, xí nghiệp…

4. Nơi cần lắp đặt dây cáp điện chống cháy lan trong các tòa nhà cao tầng

Tầm quan trọng của công nghệ chống cháy lan cho dây cáp điện đã được chứng minh. Vậy cụ thể chúng ta nên lắp đặt chúng ở đâu trong tòa nhà cao tầng?

4.1. Hệ thống điện chính

Các đường dây dẫn điện chính của tòa nhà như trục điện, cột điện… cần được làm từ dây cáp chống cháy. Khi hệ thống chính bị cháy thì mọi hoạt động của tòa nhà sẽ bị tê liệt và gây thiệt hại nghiêm trọng.

4.2. Các tầng hầm và tầng kỹ thuật

Tầng hầm thường tập trung nhiều thiết bị điện, lượng dây cáp dày đặc và tải điện lớn, đòi hỏi phải có khả năng chống cháy rất cao. Nếu xảy ra sự cố chập điện và cháy ở tầng hầm, lửa rất dễ lan lên các tầng trên qua các ống dẫn.

Tương tự, tầng kỹ thuật đặt hệ thống UPS, tủ điện phân phối,… cũng là một trong những nơi dễ xảy ra cháy nổ và yêu cầu an toàn cao.

4.3. Khu vực công cộng

Các hành lang, sảnh chờ, cầu thang bộ… là những nơi tập trung đông người, thường được lắp đèn chiếu sáng và bảng chỉ dẫn. Dây dẫn đến các thiết bị này cần được chọn loại chống cháy để duy trì hoạt động khi xảy ra sự cố.

4.4. Hệ thống thông gió và thoát hiểm

Hệ thống thông gió, quạt hút khói và đèn thoát hiểm thường hoạt động ngay cả khi có cháy. Do đó, dây cáp cấp nguồn cho chúng phải luôn đảm bảo an toàn trong cháy và ngăn chặn khói độc lan tỏa qua đường ống gió.

5. Lưu ý khi lắp đặt dây cáp điện chống cháy lan

Để phát huy tối đa tính năng của dây cáp chống cháy, chúng ta cần lưu ý một số điểm sau:

• Chọn loại dây cáp chống cháy phù hợp với mục đích sử dụng và môi trường lắp đặt. Để an toàn nhất, nên sử dụng loại dây có khả năng chịu nhiệt độ và áp suất cao nhất có thể.
• Bề mặt dây cáp phải được đảm bảo nguyên vẹn, không bị trầy xước, ẩm ướt hay bị tác động cơ học. Nếu vỏ dây bị hư hại sẽ ảnh hưởng đến tính năng chống cháy.
• Đảm bảo lớp cách điện và vỏ bọc không bị tróc bong, lỏng lẻo. Khoảng cách giữa các lớp phải đủ để tránh va chạm và phóng điện.
• Khi luồn qua các hộp nối, ống dẫn thì dây cáp phải được cố định chắc chắn, không bị xoắn vặn hay uốn cong quá mức. Tránh để dây chịu lực căng quá lớn.
• Kiểm tra độ chặt của mối nối sau khi lắp đặt. Các đầu nối phải được bọc kín, cách điện tốt và đủ khả năng chịu nhiệt.

6. Kết luận

Công nghệ dây cáp điện chống cháy là một phát minh quan trọng trong lĩnh vực an toàn phòng cháy chữa cháy ở các tòa nhà cao tầng. Với thiết kế khoa học và nguyên liệu tiên tiến, công nghệ này có thể làm hạn chế sự lan truyền của lửa, hạn chế sinh khí độc và duy trì hệ thống báo cháy hoạt động trong trường hợp xảy ra cháy nổ.

Các chủ đầu tư, kỹ sư và thợ lắp đặt điện cần hiểu rõ về công nghệ này để ứng dụng chúng một cách đúng đắn. Bằng cách lắp đặt dây cáp chống cháy ở những vị trí quan trọng trong tòa nhà, chúng ta có thể góp phần bảo vệ tính mạng và tài sản, tăng cường sự an toàn và tin cậy cho công trình.