PCCC hầm để xe có xe điện: Giải pháp an toàn và chữa cháy
PCCC HẦM ĐỂ XE CÓ XE ĐIỆN: NGUY CƠ CHÁY PIN LITHIUM-ION VÀ GIẢI PHÁP KỸ THUẬT
PCCC hầm để xe có xe điện đang trở thành vấn đề cần được quan tâm khi số lượng phương tiện điện tại các chung cư, tòa nhà cao tầng và khu dân cư ngày càng tăng. Việc đưa xe điện vào tầng hầm làm phát sinh những yêu cầu mới về phát hiện cháy, kiểm soát nhiệt, chữa cháy và thoát khói.
Khác với đám cháy phương tiện thông thường, khi pin lithium-ion xảy ra mất kiểm soát nhiệt, phản ứng bên trong bộ pin có thể tiếp tục diễn ra, sinh nhiệt và lan truyền sang các cell lân cận. Trong không gian kín như tầng hầm, nhiệt lượng, khói và khí cháy tích tụ còn làm tăng nguy cơ cháy lan, ảnh hưởng đến kết cấu công trình và gây khó khăn cho lực lượng chữa cháy.
Vì vậy, phương án an toàn cần kết hợp giải pháp kiến trúc, hệ thống chữa cháy tự động, kiểm soát khói, ngắt điện và phương tiện chữa cháy phù hợp.
1. Đặc điểm nguy hiểm của cháy xe điện trong tầng hầm
Hiện tượng mất kiểm soát nhiệt (Thermal Runaway)
Khi cell pin lithium-ion bị hư hỏng, chập mạch hoặc quá nhiệt, các phản ứng hóa học bên trong pin có thể tạo ra nhiệt lượng lớn. Nhiệt tiếp tục truyền sang các cell bên cạnh, kích hoạt phản ứng dây chuyền trong cụm pin.
Quá trình này có ba đặc điểm đáng chú ý:
- Nhiệt lượng lớn: Pin giải phóng năng lượng và nhiệt trong thời gian cháy, làm tăng nhiệt độ phương tiện và môi trường xung quanh.
- Phát sinh khí nguy hiểm: Quá trình phân hủy pin sinh ra các sản phẩm khí như CO, HF, hydro và hợp chất hữu cơ dễ bay hơi.
- Nguy cơ tái cháy: Ngay cả khi ngọn lửa bên ngoài đã được khống chế, các cell pin bị hư hỏng vẫn có thể tiếp tục phản ứng và bùng cháy trở lại.
Một khó khăn quan trọng là bộ pin thường được bao kín trong kết cấu bảo vệ của xe. Nước và chất chữa cháy phun từ bên ngoài khó tiếp cận trực tiếp các cell bên trong. Do đó, kiểm soát đám cháy phương tiện và làm mát cụm pin là hai vấn đề có liên quan nhưng không hoàn toàn giống nhau.
Đối với tầng hầm, nguy cơ còn đến từ mật độ phương tiện cao, khoảng cách giữa các xe, bức xạ nhiệt và khả năng tích tụ khói trong không gian hạn chế.
2. Bố trí khu vực đỗ và sạc xe điện
Tài liệu định hướng của Viện Kiến trúc Quốc gia đề xuất ưu tiên bố trí khu vực đỗ và sạc xe điện tại không gian hở, thông trực tiếp với bên ngoài; hạn chế sử dụng tầng hầm, tầng bán hầm làm nơi đỗ và sạc xe điện đối với công trình xây mới.
Đối với công trình hiện hữu phải sử dụng tầng hầm:
- Kiểm tra năng lực cung cấp điện của hệ thống hiện có trước khi bố trí trạm sạc công suất lớn.
- Tổ chức khu vực đỗ và sạc xe điện riêng biệt.
- Bố trí bộ phận ngăn cháy giữa khu vực sạc với các khu vực chức năng khác.
- Bảo đảm hệ thống thông gió và hút khói phù hợp.
- Ưu tiên khu vực gần lối tiếp cận để thuận lợi cho công tác chữa cháy.
Ngoài ra, cần tính toán khoảng cách giữa các phương tiện, lối di chuyển và khả năng tiếp cận của lực lượng chữa cháy.
3. Phát hiện sớm và giám sát cháy
Phát hiện sớm giúp rút ngắn thời gian từ khi xuất hiện sự cố đến khi triển khai chữa cháy và sơ tán.
Các giải pháp có thể tích hợp trong hệ thống giám sát tầng hầm gồm:
Hệ thống báo cháy tự động
Sử dụng đầu báo khói, đầu báo nhiệt hoặc đầu báo đa tiêu chí để phát hiện dấu hiệu cháy. Tín hiệu được truyền về trung tâm báo cháy và phòng trực vận hành.
Camera giám sát và AI
Camera phân tích hình ảnh hỗ trợ nhận diện khói, lửa và các dấu hiệu bất thường tại khu vực đỗ xe.
Camera nhiệt
Theo dõi nhiệt độ bề mặt phương tiện, phát hiện điểm nóng bất thường trước khi sự cố phát triển thành đám cháy lớn.
Giám sát khí
Cảm biến CO và các thiết bị giám sát khí phù hợp hỗ trợ nhận diện môi trường nguy hiểm khi xảy ra cháy pin.
Các tín hiệu báo cháy và giám sát cần được kết nối với quy trình xử lý sự cố, bảo đảm nhân viên trực vận hành nhận được cảnh báo và xác định nhanh vị trí phát sinh.
4. Hệ thống chữa cháy tự động cho hầm để xe có xe điện
Trong phương án PCCC hầm để xe có xe điện, hệ thống chữa cháy tự động bằng nước vẫn giữ vai trò quan trọng. Mục tiêu chính là kiểm soát đám cháy phương tiện, làm mát các bề mặt chịu tác động nhiệt và hạn chế cháy lan sang những xe bên cạnh.
4.1. Hệ thống Sprinkler
Sprinkler là hệ thống chữa cháy tự động sử dụng đầu phun kín, kích hoạt khi nhiệt độ tại đầu phun đạt ngưỡng tác động.
Khi xảy ra cháy xe điện, nước từ các đầu phun hoạt động có ba tác dụng chính:
- Làm mát thân xe và các vật liệu đang cháy.
- Hấp thụ nhiệt, giảm bức xạ nhiệt truyền sang phương tiện lân cận.
- Làm ướt các phương tiện và kết cấu xung quanh, hạn chế cháy lan theo hiệu ứng dây chuyền.
Điểm cần lưu ý: Sprinkler không được thiết kế để đưa nước trực tiếp vào bên trong bộ pin kín. Vì vậy, không nên xem việc đầu phun hoạt động là đồng nghĩa với việc phản ứng Thermal Runaway trong pin đã được dập tắt.
Đối với hầm để xe có xe điện, việc thiết kế Sprinkler cần quan tâm đến:
- Phân loại mức độ nguy hiểm cháy và lựa chọn thông số thiết kế phù hợp.
- Mật độ phun, diện tích tính toán và tổng lưu lượng nước.
- Số lượng phương tiện có khả năng cùng chịu tác động trong một khu vực cháy.
- Khả năng cấp nước liên tục trong thời gian chữa cháy.
- Phạm vi bảo vệ các phương tiện xung quanh vị trí phát cháy.
Theo hướng dẫn của Euralarm về an toàn cháy tại bãi đỗ xe có xe điện, có ba cách tiếp cận đáng chú ý: bảo vệ từng vị trí đỗ xe, bảo vệ toàn bộ khu vực sạc bằng hệ thống phun ngập (Deluge), hoặc bảo vệ toàn bộ diện tích bãi xe bằng Sprinkler tự động.
Khi thiết kế, cần tính đến khả năng hệ thống tác động đồng thời lên phương tiện đang cháy và các xe lân cận. Đây là yếu tố quan trọng để hạn chế cháy lan giữa các phương tiện.
4.2. Hệ thống chữa cháy Water Mist
Water Mist sử dụng các giọt nước có kích thước nhỏ để tăng diện tích tiếp xúc giữa nước và môi trường cháy.
Khi tiếp xúc với vùng nhiệt độ cao, các giọt nước hấp thụ nhiệt và bay hơi. Quá trình này giúp:
- Hạ nhiệt độ vùng cháy và môi trường xung quanh.
- Giảm bức xạ nhiệt truyền sang phương tiện lân cận.
- Hỗ trợ kiểm soát ngọn lửa và hạn chế sự phát triển của đám cháy.
Đối với hầm để xe có xe điện, hiệu quả của Water Mist phụ thuộc nhiều vào vị trí đầu phun, hướng phun, kích thước giọt nước, áp suất và lưu lượng cấp.
Một nghiên cứu đăng trên tạp chí Tunnelling and Underground Space Technology năm 2026 đã thử nghiệm Water Mist trong mô hình hầm để xe có cháy xe điện. Kết quả cho thấy cấu hình kết hợp đầu phun phía trên và đầu phun hướng vào gầm xe giúp giảm nhiệt độ và bức xạ nhiệt tại khu vực xung quanh phương tiện hiệu quả hơn so với chỉ phun từ phía trên.
Nghiên cứu này cho thấy vị trí và hướng phun là yếu tố quan trọng khi thiết kế Water Mist cho hầm xe điện.
Tuy nhiên, tương tự Sprinkler, Water Mist chủ yếu tác động đến ngọn lửa, bề mặt phương tiện và môi trường xung quanh. Các giọt nước không mặc nhiên tiếp cận được những cell pin nằm bên trong bộ pin kín. Vì vậy, hệ thống cần được lựa chọn theo mục tiêu kiểm soát cháy và hạn chế cháy lan, không mặc định có khả năng chấm dứt phản ứng nhiệt bên trong pin.
5. Hệ thống hút khói và cấp khí tươi cho tầng hầm
Đây là một trong những hạng mục quan trọng nhất của PCCC hầm để xe có xe điện.
Khi xe điện cháy trong tầng hầm, khói nóng và sản phẩm cháy có thể tích tụ dưới trần, lan theo chiều ngang và làm giảm nhanh tầm nhìn. Nhiệt độ cao cùng các thành phần khí nguy hiểm gây khó khăn cho việc thoát nạn và tiếp cận vị trí cháy.
Hệ thống hút khói và cấp khí tươi cần được thiết kế phối hợp để kiểm soát dòng khí trong không gian tầng hầm.
5.1. Hệ thống hút khói cơ khí
Hệ thống hút khói sử dụng quạt hút, đường ống hoặc quạt Jet Fan để thu gom và đưa khói ra ngoài công trình.
Các nhiệm vụ chính gồm:
- Hút và thải khói nóng, hạn chế tích tụ khói dưới trần.
- Giảm nhiệt và nồng độ sản phẩm cháy trong khu vực được kiểm soát.
- Hỗ trợ duy trì tầm nhìn và điều kiện tiếp cận cho lực lượng chữa cháy.
- Hạn chế khói lan sang các khu vực và lối thoát nạn khác.
Với tầng hầm có diện tích lớn, hệ thống thường được chia thành các vùng hút khói. Quạt Jet Fan tạo dòng khí hướng về các điểm hút, giúp đưa khói đến vị trí thu gom thay vì để khói lan tự do trong toàn bộ tầng hầm.
Vị trí hút khói cần được tính toán theo kịch bản cháy, đặc điểm hình học tầng hầm và hướng di chuyển của khói. Các quạt, đường ống và thiết bị điều khiển phải duy trì khả năng hoạt động trong điều kiện nhiệt độ cao theo yêu cầu thiết kế.
5.2. Hệ thống cấp khí tươi và khí bù
Khi quạt hút đưa một lượng lớn khói và không khí ra ngoài, tầng hầm cần được bổ sung không khí để duy trì cân bằng lưu lượng và kiểm soát dòng khí.
Đây là nhiệm vụ của hệ thống cấp khí tươi hoặc cấp khí bù.
Hệ thống này có các chức năng:
- Bù lại lượng không khí bị hút thải ra ngoài.
- Hỗ trợ duy trì dòng khí từ khu vực sạch về phía vùng hút khói.
- Hạn chế tình trạng thiếu khí bù làm giảm hiệu quả hút khói.
- Hỗ trợ kiểm soát hướng lan truyền của khói trong tầng hầm.
Theo định hướng thông gió phân tầng được Viện Kiến trúc Quốc gia dẫn từ UL Solutions, có thể bố trí hút khói nóng ở cao độ trần và cấp khí tươi ở cao độ thấp.
Cách bố trí này tận dụng đặc tính khói nóng có xu hướng bốc lên và tích tụ phía trên, trong khi không khí cấp được đưa vào vùng thấp hơn.
Điểm quan trọng là phải kiểm soát vị trí và vận tốc cấp khí. Nếu cấp khí không hợp lý, dòng khí mới có thể làm xáo trộn lớp khói, đẩy khói lan sang khu vực thoát nạn hoặc làm thay đổi hướng di chuyển của khói.
Do đó, hút khói và cấp khí bù phải được tính toán như một hệ thống thống nhất, không thiết kế độc lập từng phần.
5.3. Tăng áp buồng thang và bảo vệ lối thoát nạn
Buồng thang bộ là tuyến thoát nạn quan trọng của công trình cao tầng.
Hệ thống tăng áp sử dụng quạt cấp khí tạo áp suất cao hơn khu vực bên ngoài buồng thang, hạn chế khói xâm nhập qua khe cửa và các vị trí không kín.
Việc tính toán cần bảo đảm chênh áp phù hợp khi cửa đóng, đồng thời duy trì lực mở cửa trong giới hạn cho phép khi cư dân thoát nạn.
Ba hệ thống hút khói, cấp khí bù và tăng áp buồng thang phải phối hợp theo kịch bản cháy để vừa kiểm soát khói tại tầng hầm, vừa bảo vệ đường thoát nạn.
6. Ngắt điện khẩn cấp tự động EPO cho khu vực sạc xe điện
EPO (Emergency Power Off) là hệ thống ngắt nguồn điện khẩn cấp, có nhiệm vụ cô lập nguồn cấp cho trạm sạc khi phát hiện sự cố.
Trong hầm để xe có xe điện, EPO cần được xem xét liên động với hệ thống báo cháy và hệ thống chữa cháy.
Nguyên lý hoạt động
Khi hệ thống báo cháy phát hiện sự cố tại khu vực sạc:
- Trung tâm báo cháy tiếp nhận tín hiệu và xác định vùng xảy ra sự cố.
- Hệ thống điều khiển gửi lệnh ngắt nguồn cấp điện cho các trụ sạc thuộc khu vực liên quan.
- Thiết bị đóng cắt thực hiện cô lập nguồn điện cấp cho trạm sạc.
- Tín hiệu xác nhận trạng thái ngắt điện được truyền về hệ thống điều khiển.
- Hệ thống chữa cháy tự động được kích hoạt theo trình tự liên động đã thiết kế.
Ngoài chế độ tự động, cần bố trí nút ngắt điện khẩn cấp bằng tay tại vị trí dễ tiếp cận để lực lượng tại chỗ và lực lượng chữa cháy chủ động thao tác.
Cần phân biệt rõ: EPO ngắt nguồn cấp cho trạm sạc và thiết bị liên quan, không trực tiếp ngắt nguồn năng lượng đang lưu trữ bên trong bộ pin của xe.
Hướng dẫn của Cục Cảnh sát PCCC và CNCH tại Công văn 2075/C07-P4 năm 2022 đã đề cập việc liên động ngắt nguồn trạm sạc với tín hiệu báo cháy hoặc công tắc dòng chảy của hệ thống Sprinkler. Đây là cơ sở kỹ thuật tham khảo cho việc xây dựng trình tự điều khiển giữa hệ thống điện và chữa cháy.
7. Chất chữa cháy chuyên dụng dạng dung dịch đậm đặc cho pin lithium-ion
Bên cạnh các hệ thống chữa cháy cố định bằng nước, một hướng giải pháp bổ sung là sử dụng chất chữa cháy chuyên dụng cho pin lithium-ion ở dạng dung dịch đậm đặc.
Khác với bình chữa cháy cầm tay đã được nạp sẵn dung dịch sử dụng, chất chữa cháy dạng cô đặc được lưu trữ riêng và pha với nước theo tỷ lệ thiết kế thông qua hệ thống định lượng.
Nguyên lý cấp dung dịch
Một hệ thống sử dụng chất chữa cháy cô đặc thường gồm:
- Bồn chứa chất chữa cháy đậm đặc.
- Thiết bị định lượng hoặc bộ trộn tỷ lệ.
- Nguồn nước cấp.
- Đường ống và thiết bị phun phân phối dung dịch.
Khi hệ thống hoạt động, chất cô đặc được hút và phối trộn với nước theo tỷ lệ quy định. Dung dịch sau phối trộn được đưa đến các đầu phun hoặc thiết bị chữa cháy tại khu vực bảo vệ.
Các đặc tính nổi bật gồm:
- Dập cháy nhanh: Tạo lớp bọt bao phủ bề mặt, hỗ trợ dập tắt ngọn lửa.
- Làm mát sâu: Hấp thụ nhiệt, hỗ trợ kiểm soát các vùng tích nhiệt và hạn chế nhiệt lan truyền.
- Hạn chế tái cháy: Duy trì lớp màng bọt bảo vệ, giảm nguy cơ cháy bùng trở lại sau khi xử lý.
- Ứng dụng linh hoạt: Dung dịch cô đặc được phối trộn với nước và cấp qua các thiết bị hoặc hệ thống chữa cháy phù hợp.
Đáng chú ý, hồ sơ kỹ thuật của một giải pháp thuộc nhóm này ghi nhận kết quả thử nghiệm chữa cháy trên khối pin Lithium-ion và không xuất hiện hiện tượng tái cháy trong 20 phút theo dõi sau xử lý, theo tài liệu thử nghiệm NTA 8133 của Hà Lan.
Điểm cần phân biệt là chất chữa cháy chuyên dụng tác động lên vùng cháy và bề mặt tiếp xúc. Khả năng xử lý phản ứng nhiệt bên trong các cell pin phụ thuộc vào khả năng tiếp cận bộ pin, cơ chế của chất chữa cháy và kết quả thử nghiệm thực tế.
Giải pháp dung dịch đậm đặc có thể được nghiên cứu để tích hợp vào hệ thống chữa cháy cố định tại khu vực đỗ xe điện, bên cạnh Sprinkler hoặc Water Mist. Việc lựa chọn thiết bị định lượng, tỷ lệ pha và đầu phun cần phù hợp với đặc tính của dung dịch sử dụng.
8. Bình chữa cháy xách tay chuyên dụng cho pin Lithium-ion
Bình chữa cháy xách tay chuyên dụng cho pin Lithium-ion là phương tiện xử lý ban đầu khi phát hiện sự cố cháy tại phương tiện điện, khu vực đỗ xe hoặc trạm sạc.
Ưu điểm của giải pháp này:
- Tính cơ động cao: Thiết kế dạng bình xách tay, dễ di chuyển và nhanh chóng tiếp cận vị trí xảy ra sự cố.
- Xử lý trực tiếp tại chỗ: Cho phép người được huấn luyện chủ động phun chất chữa cháy vào khu vực cháy ngay từ giai đoạn ban đầu, hỗ trợ kiểm soát sự cố trước khi đám cháy lan rộng.
- Làm mát và thẩm thấu sâu: Chất chữa cháy dạng bọt giúp bao phủ bề mặt, hấp thụ nhiệt và thẩm thấu vào vùng vật liệu chịu tác động nhiệt.
- Hạn chế tái cháy: Hỗ trợ kiểm soát nhiệt còn tồn tại sau khi dập lửa, giảm nguy cơ cháy bùng trở lại.
Bình chữa cháy xách tay chuyên dụng bổ sung khả năng ứng phó nhanh tại hiện trường, đặc biệt ở những vị trí phương tiện đỗ xe và sạc điện. Đây là phương tiện chữa cháy ban đầu, kết hợp với hệ thống chữa cháy tự động và phương án ứng phó của công trình.
9. Ngăn cháy lan và cô lập khu vực đỗ xe điện
Bên cạnh chữa cháy chủ động, giải pháp ngăn cháy thụ động giúp hạn chế nhiệt và lửa lan từ phương tiện đang cháy sang các khu vực khác.
Một số định hướng trong tài liệu của Viện Kiến trúc Quốc gia gồm:
- Sử dụng tường hoặc vách ngăn bằng vật liệu vô cơ giữa các phương tiện hoặc nhóm phương tiện, với giới hạn chịu lửa tối thiểu EI 45.
- Tách biệt khu vực sạc xe điện với khu vực để xe và các khu vực chức năng khác bằng tường ngăn cháy loại 1, giới hạn chịu lửa REI 150.
- Ưu tiên bố trí khu vực sạc tại vị trí thuận lợi cho thoát khói và tiếp cận chữa cháy.
- Bố trí màn ngăn cháy, màn ngăn khói tại những vị trí phù hợp với phương án thiết kế.
Các giải pháp ngăn cháy cần kết hợp với hệ thống chữa cháy tự động và kiểm soát khói để hạn chế sự phát triển của đám cháy trong tầng hầm.
10. Quản lý vận hành và tổ chức ứng phó
Hệ thống kỹ thuật chỉ phát huy hiệu quả khi được duy trì hoạt động và có phương án xử lý sự cố phù hợp.
Đối với hầm để xe có xe điện, cần chú trọng:
- Kiểm tra và bảo dưỡng định kỳ hệ thống điện, trạm sạc và các thiết bị PCCC.
- Duy trì hoạt động của báo cháy, camera và hệ thống giám sát.
- Xây dựng phương án xử lý sự cố cháy xe điện tại tầng hầm.
- Huấn luyện lực lượng PCCC tại chỗ về nhận diện nguy cơ, ngắt điện, cảnh báo và tổ chức thoát nạn.
- Dán nhãn nhận diện phương tiện điện để hỗ trợ lực lượng chữa cháy trong quá trình trinh sát.
- Nghiên cứu ứng dụng robot chữa cháy để hỗ trợ xử lý sự cố tại không gian kín, nhiệt độ cao và có nhiều sản phẩm cháy nguy hiểm.
11. Kết luận: PCCC hầm để xe có xe điện cần giải pháp đồng bộ
PCCC hầm để xe có xe điện không thể chỉ dựa vào một hệ thống hoặc một thiết bị chữa cháy riêng lẻ.
Sprinkler và Water Mist hỗ trợ kiểm soát đám cháy, hấp thụ nhiệt và hạn chế cháy lan. Hệ thống hút khói, cấp khí tươi bảo vệ điều kiện thoát nạn và hỗ trợ lực lượng chữa cháy tiếp cận hiện trường. EPO giúp cô lập nguồn điện trạm sạc, trong khi chất chữa cháy chuyên dụng bổ sung phương án xử lý đặc tính cháy của pin lithium-ion.
Sự phối hợp giữa các giải pháp này, cùng với bố trí mặt bằng hợp lý và quản lý vận hành thường xuyên, là nền tảng để nâng cao an toàn cho các tầng hầm có phương tiện điện.
Sao Thiên tập trung vào giải pháp PCCC theo đặc điểm thực tế của công trình, kết hợp hệ thống chữa cháy, kiểm soát khói, thiết bị điện và các giải pháp chuyên dụng nhằm nâng cao khả năng ứng phó với sự cố cháy xe điện.
Tham khảo thêm các giải pháp PCCC tại: https://saothien.com/
TÀI LIỆU THAM KHẢO
- Viện Kiến trúc Quốc gia (18/08/2026), Một số định hướng chính sách phòng cháy chữa cháy đối với khu vực sạc xe điện và bãi đỗ xe tại tầng hầm nhà cao tầng, khu dân cư tại Việt Nam.
https://vienkientrucquocgia.gov.vn/mot-so-dinh-huong-chinh-sach-phong-chay-chua-chay-doi-voi-khu-vuc-sac-xe-dien-va-bai-do-xe-tai-tang-ham-nha-cao-tang-khu-dan-cu-tai-viet-nam/ - Euralarm (2024), Guidance on Fire Safety for Parking Garages with Electrical Vehicles.
https://www.euralarm.org/resource/guidance-document-on-fire-safety-of-ev-parking-garages-pdf.html - Chen, B. và cộng sự (2026), Effect of fine water mist system layout on electric vehicle fire suppression in underground garages, Tunnelling and Underground Space Technology, Volume 168.
https://doi.org/10.1016/j.tust.2025.107140 - Cục Cảnh sát PCCC và CNCH, Công văn 2075/C07-P4 ngày 09/08/2022, hướng dẫn công tác thẩm duyệt thiết kế, nghiệm thu về PCCC.
https://canhsatpccc.gov.vn/vi/news/cong-tac-pccc-trong-dau-tu-xay-dung/cong-van-so-2075c07-p4-ngay-0982022-va-tai-lieu-kem-theo-4706 - NFPA, Smoke Control Systems.
https://www.nfpa.org/news-blogs-and-articles/blogs/2021/02/05/smoke-control-systems
