Ống gió EI là gì? Cấu tạo, chức năng và ứng dụng trong công trình

Trong hệ thống thông gió và phòng cháy chữa cháy, đường ống gió không chỉ làm nhiệm vụ vận chuyển không khí. Khi hỏa hoạn xảy ra, một tuyến ống đi xuyên qua tường, sàn hoặc nhiều khoang cháy có thể trở thành đường truyền lửa, khí nóng và sản phẩm cháy sang những khu vực khác.

Để kiểm soát rủi ro này, nhiều công trình phải sử dụng ống gió EI – hệ thống ống gió được thiết kế, chế tạo và lắp đặt nhằm duy trì tính toàn vẹn và khả năng cách nhiệt trong một khoảng thời gian chịu lửa xác định.

Điểm quan trọng cần hiểu ngay từ đầu là: EI không phải tên của một loại tấm bọc, một loại sơn hay một loại tôn. Đây là phân loại khả năng chịu lửa của cả hệ thống hoàn chỉnh, bao gồm thân ống, lớp bảo vệ, mối nối, phụ kiện, cửa thăm, chi tiết xuyên tường – xuyên sàn và hệ thống treo đỡ.

1. Ống gió EI là gì?

Ống gió EI là hệ thống ống dẫn không khí hoặc dẫn khói có khả năng duy trì đồng thời hai tiêu chí chịu lửa trong thời gian quy định:

E – Integrity, tính toàn vẹn: khả năng ngăn không cho ngọn lửa và khí nóng xuyên qua hệ thống do xuất hiện khe hở, vết nứt, biến dạng hoặc phá hủy mối nối.
I – Insulation, khả năng cách nhiệt: khả năng hạn chế nhiệt độ tăng cao ở phía không tiếp xúc trực tiếp với lửa, từ đó giảm nguy cơ làm cháy vật liệu hoặc hệ thống kỹ thuật lân cận.

Ví dụ, ký hiệu EI60 có nghĩa là hệ thống được phân loại duy trì cả tính toàn vẹn và khả năng cách nhiệt trong tối thiểu 60 phút, trong điều kiện thử nghiệm quy định. Tương tự, EI30, EI45, EI90 và EI120 lần lượt tương ứng với các khoảng thời gian danh định 30, 45, 90 và 120 phút.

Tuy nhiên, không nên hiểu rằng mọi tuyến ống hút khói đều mặc nhiên phải có đủ cả E và I. Sửa đổi 1:2023 QCVN 06:2022/BXD bổ sung một số trường hợp có thể không yêu cầu chỉ tiêu I hoặc không yêu cầu giới hạn chịu lửa nếu đồng thời đáp ứng đầy đủ các điều kiện kỹ thuật cụ thể. Vì vậy, cấp chịu lửa phải được xác định từ chức năng tuyến ống, vị trí so với khoang cháy và hồ sơ thiết kế được phê duyệt, không lựa chọn theo kinh nghiệm cảm tính.

2. Vì sao công trình cần sử dụng ống gió EI?

2.1. Hạn chế cháy lan qua hệ thống thông gió

Đường ống gió thường đi qua nhiều phòng, tầng và khu vực kỹ thuật. Nếu không được bảo vệ phù hợp, các vị trí mối nối, cửa thăm hoặc điểm xuyên kết cấu có thể làm suy giảm khả năng ngăn cháy của tường và sàn.

Ống gió EI góp phần duy trì tính phân khoang, hạn chế ngọn lửa và nhiệt truyền từ khu vực xảy ra cháy sang khu vực lân cận.

2.2. Duy trì khả năng hút và vận chuyển khói

Trong hệ thống hút xả khói cưỡng bức, đường ống phải vận chuyển khói nóng đến vị trí xả trong một khoảng thời gian nhất định. Nếu ống bị biến dạng, bung mối nối hoặc mất ổn định quá sớm, lưu lượng hút khói có thể suy giảm và khói có thể rò rỉ vào đường thoát nạn.

Ống gió chống cháy cần được xem xét đồng bộ với quạt hút khói, van khói, cửa hút, đường xả và hệ thống cấp khí bù.

2.3. Bảo vệ đường thoát nạn

Khói và nhiệt là hai yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng thoát nạn. Lớp bảo vệ cách nhiệt của ống gió giúp hạn chế bức xạ và truyền nhiệt sang hành lang, sảnh, buồng thang hoặc các khu vực có người di chuyển.

2.4. Hỗ trợ hệ thống tăng áp và cấp không khí chống khói

Một số tuyến ống cấp khí cho buồng thang, sảnh đệm hoặc vùng an toàn phải duy trì khả năng làm việc khi có cháy. Việc lựa chọn cấp chịu lửa phụ thuộc vào vị trí đặt ống, khoang cháy mà hệ thống phục vụ và giải pháp chống khói tổng thể.

2.5. Đáp ứng yêu cầu thiết kế và nghiệm thu PCCC

QCVN 06:2022/BXD và Sửa đổi 1:2023 quy định các nguyên tắc an toàn cháy cho nhà và công trình, trong đó có yêu cầu đối với đường ống, kênh dẫn khói và vật liệu bảo vệ chịu lửa khi tuyến ống có yêu cầu về giới hạn chịu lửa. Sửa đổi 1:2023 có hiệu lực từ ngày 1/12/2023.

Thiết kế và lắp đặt hệ thống thông gió cũng cần được đối chiếu với TCVN 5687:2024 và các tiêu chuẩn liên quan phù hợp với loại công trình. TCVN 5687:2024 quy định yêu cầu thiết kế và lắp đặt hệ thống thông gió, điều hòa không khí cho các không gian thuộc phạm vi áp dụng của tiêu chuẩn.

3. Cấu tạo điển hình của ống gió EI

Một hệ thống ống gió EI không chỉ gồm ống tôn và một lớp vật liệu chống cháy. Cấu tạo hoàn chỉnh thường có các thành phần sau.

3.1. Thân ống dẫn khí hoặc dẫn khói

Thân ống thường được gia công từ thép hoặc tôn mạ kẽm, với chiều dày và phương pháp gia cường được xác định theo:

Kích thước tiết diện.

Áp suất làm việc.

Chức năng hút khói hoặc cấp khí.

Khoảng cách giữa các gân tăng cứng.

Kiểu liên kết bích.

Cấu hình đã được thử nghiệm.

Thân ống phải có độ cứng cần thiết để hạn chế rung, móp và biến dạng trong vận chuyển, lắp đặt cũng như khi chịu tác động nhiệt.

3.2. Lớp vật liệu bảo vệ chịu lửa

Tùy giải pháp kỹ thuật, lớp bảo vệ có thể sử dụng:

Tấm MgO hoặc tấm chống cháy gốc khoáng.

Tấm thạch cao chống cháy.

Bông khoáng hoặc vật liệu sợi khoáng chịu nhiệt.

Vật liệu silicate.

Hệ tấm kết hợp lớp cách nhiệt.

Lớp phun hoặc lớp phủ chuyên dụng.

Hai hệ thống cùng được gọi là EI 60 chưa chắc có thể thay thế cho nhau. Chiều dày, số lớp, mật độ vật liệu, phương pháp ghép tấm, loại vít và khoảng cách cố định có thể hoàn toàn khác nhau.

Danh mục giải pháp của Kaiyo thể hiện các phương án sử dụng tấm MgO và thạch cao, đi kèm các cấp chịu lửa khác nhau tùy cấu hình sản phẩm.

3.3. Mối nối và hệ bích

Mối nối là vị trí dễ mất tính toàn vẹn khi chịu nhiệt. Một hệ thống hoàn chỉnh phải kiểm soát:

Kiểu bích TDC, TDF, bích V hoặc cấu hình khác.

Gioăng hoặc vật liệu làm kín.

Khoảng cách bu lông và kẹp bích.

Chi tiết bọc phủ tại mối nối.

Khe giãn nở và biến dạng nhiệt.

Phương pháp xử lý góc, cút, côn và nhánh chia.

Không nên chỉ bọc kín phần thân ống nhưng để hở hoặc xử lý sơ sài tại mối nối.

3.4. Hệ treo và giá đỡ

Sau khi bổ sung lớp bảo vệ, trọng lượng ống có thể tăng đáng kể. Ty treo, thanh đỡ, bulông neo và khoảng cách giá đỡ phải được tính toán theo tải trọng thực tế.

Hệ treo của ống gió EI còn phải xét đến khả năng duy trì ổn định trong điều kiện cháy. Một tuyến ống có lớp bọc tốt nhưng giá treo mất khả năng chịu lực sớm vẫn có thể bị sập hoặc biến dạng.

3.5. Cửa thăm và phụ kiện

Cửa thăm, cút, côn, chữ T, hộp gió và đoạn chuyển tiếp đều là bộ phận của hệ thống. Các chi tiết này phải được bảo vệ đồng bộ, không được tự ý thay đổi cấu tạo chỉ vì khó thi công.

Nếu tuyến ống có lắp van chặn lửa hoặc van khói, cần kiểm tra riêng phân loại chịu lửa, vị trí lắp, cơ cấu điều khiển và khả năng tiếp cận bảo trì của van.

3.6. Chi tiết xuyên tường và xuyên sàn

Khe hở giữa ống với tường hoặc sàn phải được xử lý bằng giải pháp chèn bịt chống cháy tương thích. Đây là vị trí thường bị bỏ sót hoặc xử lý bằng vữa, bọt trương nở và vật liệu không đúng công năng.

Giải pháp firestop phải phù hợp với:

Loại kết cấu tường hoặc sàn.

Kích thước lỗ xuyên.

Kích thước và vật liệu ống.

Chuyển vị dự kiến.

Giới hạn chịu lửa yêu cầu.

Phạm vi áp dụng của hệ thống chèn bịt.

4. Nguyên lý hoạt động của ống gió chống cháy EI

Trong điều kiện bình thường, ống gió EI vận hành tương tự một tuyến ống thông gió hoặc dẫn khói thông thường. Hệ thống phải đáp ứng yêu cầu về lưu lượng, tổn thất áp suất, độ kín, độ rung và tiếng ồn.

Khi có cháy, hệ thống chịu tác động đồng thời của nhiệt độ cao, chênh lệch áp suất và biến dạng kết cấu. Lúc này:

Thân ống chịu tải cơ học và duy trì hình dạng cần thiết.
Lớp bảo vệ làm chậm quá trình truyền nhiệt.
Mối nối hạn chế hình thành khe hở làm lửa và khí nóng đi xuyên qua.
Hệ treo giữ ổn định cho toàn tuyến.
Chi tiết firestop duy trì khả năng ngăn cháy của tường và sàn.
Quạt, van và hệ điều khiển tiếp tục vận hành theo kịch bản cháy.

Như vậy, khả năng chịu lửa không đến từ một bộ phận riêng lẻ mà là kết quả phối hợp của toàn bộ hệ thống.

Cấp chịu lửa	Thời gian danh định	Cách hiểu
EI 30	30 phút	Duy trì E và I ít nhất 30 phút trong điều kiện thử nghiệm
EI 45	45 phút	Áp dụng khi thiết kế yêu cầu mức bảo vệ 45 phút
EI 60	60 phút	Cấp thường gặp tại nhiều tuyến hút khói và vị trí ngăn cháy
EI 90	90 phút	Phục vụ các khu vực có yêu cầu thời gian bảo vệ cao hơn
EI 120	120 phút	Duy trì khả năng chịu lửa danh định đến hai giờ

Cấp EI lớn hơn không đồng nghĩa với lựa chọn tối ưu hơn trong mọi trường hợp. Việc tăng cấp chịu lửa có thể làm tăng:

Chiều dày lớp bọc.

Trọng lượng hệ thống.

Kích thước bao ngoài.

Tải trọng lên giá treo.Thời gian thi công.

Chi phí vật liệu và nhân công.

Yêu cầu về không gian kỹ thuật.

Cấp phù hợp là cấp đáp ứng đúng hồ sơ thiết kế và nằm trong phạm vi áp dụng của hệ thống đã thử nghiệm.

6. Ống gió EI được ứng dụng ở đâu?

6.1. Hệ thống hút khói hành lang và sảnh

Ống thu và dẫn khói từ hành lang, sảnh hoặc khu vực công cộng cần duy trì khả năng làm việc, đồng thời hạn chế nhiệt truyền sang đường thoát nạn.

6.2. Hệ thống hút khói tầng hầm và gara kín

Tầng hầm thường khó thoát khói tự nhiên, trong khi đường ống có thể đi qua nhiều khu vực kỹ thuật. Giải pháp phải được tính toán đồng bộ giữa lưu lượng hút, cấp khí bù, vị trí cửa hút và giới hạn chịu lửa của tuyến ống.

6.3. Nhà xưởng và kho công nghiệp

Các nhà xưởng có diện tích lớn, tải trọng cháy cao hoặc được chia thành nhiều khoang chức năng thường cần hệ thống hút khói riêng. Ống gió EI có thể được sử dụng cho tuyến đi ra ngoài khu vực được phục vụ hoặc đi qua các khoang cháy khác.

6.4. Chung cư, khách sạn, bệnh viện và trung tâm thương mại

Đây là những công trình tập trung đông người hoặc có người cần hỗ trợ di chuyển. Việc kiểm soát khói giúp duy trì điều kiện thoát nạn và hỗ trợ lực lượng chữa cháy tiếp cận.

6.5. Hệ thống tăng áp buồng thang và sảnh đệm

Tuyến cấp không khí chống khói phải duy trì áp suất và lưu lượng theo thiết kế. Yêu cầu chịu lửa được xác định theo vị trí, chức năng và phạm vi khoang cháy mà hệ thống phục vụ.

6.6. Tuyến ống đi xuyên kết cấu ngăn cháy

Khi đường ống đi xuyên tường, vách hoặc sàn có giới hạn chịu lửa, cần xem xét đồng thời ba yếu tố: khả năng chịu lửa của ống, van chặn lửa nếu có và giải pháp chèn bịt lỗ xuyên.

7. Phân biệt ống gió EI và ống gió thường

Tiêu chí	Ống gió thông thường	Ống gió EI
Mục đích chính	Vận chuyển và phân phối không khí	Dẫn không khí hoặc khói và duy trì khả năng chịu lửa
Cấu tạo	Thân ống, bích, gioăng, phụ kiện	Thân ống, lớp bảo vệ, mối nối, hệ treo và firestop đồng bộ
Trọng lượng	Thấp hơn	Cao hơn do có lớp bảo vệ
Hệ treo	Tính theo tải trọng vận hành	Phải xét thêm điều kiện chịu nhiệt và tải trọng lớp bọc
Xuyên tường, sàn	Làm kín theo yêu cầu thông thường	Cần giải pháp chèn bịt chống cháy tương thích
Hồ sơ	Bản vẽ, quy cách vật liệu, CO/CQ	Thêm báo cáo thử nghiệm, phạm vi áp dụng và hồ sơ thi công
Chi phí	Thấp hơn	Cao hơn do vật liệu, nhân công và kiểm soát kỹ thuật

Ống gió có bọc bảo ôn nhiệt hoặc bông cách âm không mặc nhiên trở thành ống gió EI. Chỉ khi toàn bộ cấu tạo được đánh giá theo phương pháp phù hợp và đáp ứng yêu cầu của hồ sơ thiết kế, hệ thống mới được xem là có giới hạn chịu lửa tương ứng.

8. Cách lựa chọn ống gió EI đúng kỹ thuật

Bước 1: Xác định chức năng tuyến ống

Cần phân biệt rõ:

Ống hút khói.

Ống cấp khí bù.

Ống tăng áp.

Ống thông gió thông thường.

Ống vận chuyển khí công nghệ.

Không áp dụng một cấp EI chung cho tất cả các tuyến.

Bước 2: Xác định vị trí so với khoang cháy

Cần làm rõ tuyến ống:

Chỉ nằm trong khu vực được phục vụ.

Đi ra ngoài khoang cháy.

Đi qua nhiều khoang cháy.

Nằm trong giếng kỹ thuật.

Đi qua đường thoát nạn.

Đi ngoài nhà.

Đây là dữ liệu quan trọng để xác định yêu cầu chịu lửa.

Bước 3: Đối chiếu hồ sơ thiết kế PCCC

Không tự động chọn EI 60 vì đây là mức phổ biến, cũng không tự ý nâng lên EI 120 để tạo cảm giác an toàn hơn. Mọi thay đổi có thể ảnh hưởng đến tải trọng, khoảng không trần, kết cấu giá đỡ và chi phí dự án.

Bước 4: Kiểm tra báo cáo thử nghiệm

Không chỉ kiểm tra dòng kết luận “đạt EI”. Cần đọc phạm vi áp dụng, bao gồm:

Kích thước mẫu.

Kích thước được phép mở rộng.

Phương lắp ngang hoặc đứng.

Chiều tác động của lửa.

Lửa từ trong hoặc ngoài ống.

Loại thân ống và chiều dày tôn.

Kiểu bích.

Cấu tạo lớp bọc.

Khoảng cách hệ treo.

Cửa thăm và phụ kiện.

Điều kiện xuyên kết cấu.

Báo cáo thử nghiệm là căn cứ quan trọng để chứng minh cấu hình sản phẩm, nhưng cấu tạo thi công thực tế vẫn phải phù hợp với phạm vi của kết quả thử nghiệm.

Bước 5: Kiểm tra áp suất và độ kín

Ống hút khói có thể làm việc ở áp suất khác với ống cấp gió thông thường. Cần kiểm tra độ kín mối nối, độ võng thân ống, rung động và khả năng chịu áp của toàn tuyến.

Bước 6: Tính toán tải trọng và hệ treo

Tải trọng phải bao gồm thân ống, lớp bọc, phụ kiện, cửa thăm và các chi tiết bổ sung. Không nên sử dụng khoảng cách giá treo của ống thường cho ống đã bọc chống cháy nếu chưa kiểm tra.

Bước 7: Kiểm tra khả năng thi công và bảo trì

Cần chừa không gian cho:

Thi công lớp bọc.

Siết bu lông bích.

Mở cửa thăm.

Kiểm tra van.

Bảo trì cảm biến và cơ cấu truyền động.

Sửa chữa vật liệu bảo vệ sau này.

Bước 8: Lựa chọn đơn vị có khả năng cung cấp đồng bộ

Đơn vị sản xuất cần hiểu cả gia công tôn, vật liệu chống cháy, mối nối, phụ kiện và hồ sơ kỹ thuật. Việc mua thân ống từ một đơn vị, bọc chống cháy từ đơn vị khác và lắp đặt bởi một đội thứ ba có thể làm tăng nguy cơ sai khác cấu tạo.

Giải pháp ống gió EI tại Kaiyo Việt Nam

Kaiyo Việt Nam cung cấp các sản phẩm ống gió EI, phụ kiện ống gió và van gió phục vụ hệ thống hút khói, tăng áp và thông gió PCCC. Sản phẩm được gia công theo bản vẽ, kích thước thực tế và yêu cầu kỹ thuật của từng công trình.

Trước khi sản xuất, đội ngũ kỹ thuật sẽ kiểm tra cấp chịu lửa, chiều dày tôn, kiểu bích, phụ kiện, cửa thăm và phương án bọc chống cháy. Việc gia công đồng bộ ống thẳng, cút, côn, chạc và hộp gió giúp hạn chế sai số khi lắp đặt, đồng thời bảo đảm tính liên tục của hệ thống.

Kaiyo cũng hỗ trợ tư vấn cấu tạo, bóc tách khối lượng và chuẩn bị hồ sơ kỹ thuật theo phạm vi dự án. Nhà thầu nên cung cấp bản vẽ, bảng khối lượng, cấp EI và yêu cầu vật liệu để được tư vấn và báo giá chính xác.

Lựa chọn đơn vị có năng lực sản xuất đồng bộ giúp công trình kiểm soát tốt hơn chất lượng, tiến độ và các yêu cầu phục vụ nghiệm thu.

Khi xây dựng phương án PCCC, cần đồng thời xem xét ống gió chống cháy trong công trình, khi nào công trình cần ống gió EI, so sánh các cấp độ chống cháy EI, vì sao cần ống gió EI được kiểm định và chọn vật liệu bọc ống gió chống cháy. Những tài liệu này giúp xác định đúng vị trí lắp đặt, cấp chịu lửa, vật liệu và yêu cầu kiểm định trước khi nghiệm thu. Bạn cũng có thể xem thêm tổng quan về ống gió chống cháy EI trên website Gia Công Ống Gió Kaiyo.

Kiến thức & Kỹ thuật thi công