Giải pháp loa thông báo cho cầu thang thoát hiểm

Cầu thang thoát hiểm là một trong những tuyến di chuyển quan trọng nhất khi tòa nhà xảy ra cháy hoặc sự cố. Trong điều kiện bình thường khu vực này khá yên tĩnh, nhưng khi có tình huống khẩn cấp, tiếng chuông báo cháy, tiếng người di chuyển, tiếng cửa đóng mở và đặc biệt là hệ thống quạt tăng áp có thể khiến môi trường trở nên rất ồn. Vì vậy, giải pháp âm thanh thông báo chung cư khu vực cầu thang thoát hiểm cần được thiết kế theo hướng ưu tiên khả năng nghe rõ lời nói, phủ âm đều và duy trì hoạt động ổn định khi xảy ra sự cố.

Vì sao cầu thang thoát hiểm cần có loa thông báo?

Khi chuông báo cháy phát tín hiệu, người trong tòa nhà biết rằng đang có sự cố nhưng chưa chắc biết phải làm gì tiếp theo. Thông báo bằng giọng nói có thể truyền tải nhiều thông tin cụ thể hơn như hướng dẫn di chuyển xuống tầng dưới, không sử dụng thang máy, đi theo lối thoát hiểm hoặc thực hiện theo hướng dẫn của lực lượng cứu hộ.

Đây là lý do hệ thống âm thanh thông báo và hướng dẫn thoát nạn ngày càng đóng vai trò quan trọng trong các công trình.

TCVN 3890:2023 quy định hệ thống loa thông báo và hướng dẫn thoát nạn phải bảo đảm mọi người trong nhà, công trình có thể nghe rõ nội dung khi có sự cố. Tiêu chuẩn cũng đưa ra yêu cầu về mức âm thanh của tín hiệu cảnh báo và khả năng vượt tiếng ồn nền.

Cầu thang thoát hiểm càng cần chú ý bởi đây chính là nơi nhiều người tập trung di chuyển trong quá trình sơ tán. Nếu thông báo ở hành lang nghe rõ nhưng khi bước vào buồng thang lại không nghe được thì khả năng hướng dẫn của toàn bộ hệ thống sẽ bị gián đoạn.

Một hệ thống tốt cần giúp người đang ở bất kỳ chiếu nghỉ hay đoạn cầu thang nào vẫn có thể tiếp nhận được nội dung chính của bản tin.

Đặc điểm âm học của cầu thang thoát hiểm

Thiết kế âm thanh cho cầu thang khác khá nhiều so với hành lang văn phòng hay khu vực sảnh.

Phần lớn buồng thang sử dụng bê tông, tường xây, cửa thép, mặt bậc cứng và gần như không có vật liệu tiêu âm. Âm thanh phát ra vì thế dễ phản xạ liên tục giữa các bề mặt.

Nếu chỉ nhìn vào công suất loa, nhiều người sẽ nghĩ rằng dùng một chiếc loa thật lớn có thể phủ được vài tầng. Thực tế, cách làm này dễ khiến tiếng tại vị trí gần loa quá lớn nhưng lời nói ở xa lại bị hòa lẫn với âm phản xạ.

Với thông báo thoát nạn, mục tiêu quan trọng không phải là âm thanh càng lớn càng tốt mà là người nghe phải hiểu được câu nói.

Một đặc điểm khác là cầu thang bộ thường có các chiếu nghỉ nằm xen kẽ giữa các tầng. Âm thanh không truyền theo một đường thẳng mà bị cản bởi bản thang, sàn và vách.

Khi hệ thống tăng áp cầu thang hoạt động, tiếng quạt và luồng không khí cũng làm mức ồn nền tăng đáng kể. Vì vậy, việc kiểm tra hệ thống chỉ trong điều kiện tòa nhà yên tĩnh chưa phản ánh đầy đủ tình huống thực tế khi xảy ra cháy.

Nên sử dụng loại loa nào cho cầu thang thoát hiểm?

Trong đa số công trình, loa hộp gắn tường là lựa chọn phù hợp cho buồng thang.

Loa hộp có ưu điểm dễ cố định trực tiếp lên tường, dễ hướng âm về khu vực chiếu nghỉ và không phụ thuộc vào hệ trần giả. Đây là yếu tố khá quan trọng bởi nhiều buồng thang thoát hiểm sử dụng trần bê tông hoặc để lộ kết cấu kỹ thuật.

Với hệ thống phục vụ cảnh báo bằng giọng nói, nên ưu tiên các dòng loa được thiết kế cho ứng dụng Voice Alarm, có biến áp đường dây 100V và các đặc tính an toàn phù hợp với yêu cầu của dự án.

Ví dụ, loa hộp TOA BS-1034EN là một mẫu loa 100V được chứng nhận EN 54-24, hỗ trợ nhiều mức lấy công suất và sử dụng vật liệu vỏ có đặc tính chống cháy. Bosch cũng cung cấp nhiều dòng loa Voice Alarm được chứng nhận EN 54-24 và hỗ trợ các phụ kiện giám sát đường loa.

Trong một số trường hợp có thể sử dụng loa âm trần nếu khu vực chiếu nghỉ có trần phù hợp. Tuy nhiên, với buồng thang bê tông thông thường, loa gắn tường thường thuận tiện hơn trong quá trình lắp đặt và bảo trì.

Loa nén công suất lớn không phải lúc nào cũng là lựa chọn tốt. Loại loa này phù hợp với những nơi cần mức âm thanh cao hoặc môi trường rất ồn, nhưng trong một buồng thang nhỏ và nhiều bề mặt phản xạ, sử dụng công suất quá lớn có thể khiến lời nói trở nên chói và khó hiểu.

Bố trí loa trong cầu thang như thế nào?

Không có một công thức chung kiểu “cứ ba tầng lắp một loa” có thể áp dụng cho mọi tòa nhà.

Khoảng cách và số lượng loa phải phụ thuộc vào hình dạng buồng thang, chiều cao tầng, độ nhạy của loa, công suất sử dụng, tiếng ồn nền và yêu cầu mức âm thanh tại vị trí người nghe.

Một phương án thường dễ kiểm soát hơn là phân bố nhiều loa công suất vừa phải dọc theo buồng thang thay vì dùng rất ít loa nhưng phát công suất lớn.

Ở công trình thông thường, có thể bắt đầu khảo sát theo phương án bố trí loa quanh các chiếu nghỉ tầng. Với buồng thang nhỏ, một loa tại một tầng có thể đã cho vùng phủ phù hợp. Với buồng thang rộng, kết cấu phức tạp hoặc có mức ồn cao, số lượng có thể tăng lên.

Loa nên được hướng về khu vực người sử dụng đang di chuyển, hạn chế chiếu trực tiếp vào bề mặt bê tông gần đó.

Đối với loa cảnh báo gắn tường, TCVN 3890:2023 quy định phần trên thiết bị phải cách sàn ít nhất 2,3 m và cách trần tối thiểu 0,15 m. Đây là thông số cần được xem xét ngay trong bước bố trí thiết bị trên bản vẽ.

Ví dụ với một tòa nhà 30 tầng có hai buồng thang thoát hiểm, nếu phương án sơ bộ sử dụng trung bình một loa cho mỗi tầng tại mỗi buồng thang thì riêng khu vực cầu thang đã có khoảng 60 loa. Con số này chỉ mang tính ước tính ban đầu; thiết kế cuối cùng vẫn cần kiểm tra mức âm và độ rõ thực tế.

Công suất loa bao nhiêu là phù hợp?

Không nên chọn công suất loa bằng cách nhìn vào số tầng của công trình.

Với hệ thống 100V, mỗi loa thường có nhiều mức lấy công suất như 1W, 3W, 5W, 6W hoặc 10W tùy model. Kỹ thuật viên có thể lựa chọn mức phù hợp với từng vị trí.

Một buồng thang tương đối yên tĩnh có thể không cần cho loa chạy hết công suất. Thay vào đó, bố trí loa gần người nghe và sử dụng mức công suất vừa phải thường cho độ rõ tốt hơn.

Điều cần quan tâm là mức âm thực tế.

Theo TCVN 3890:2023, mức âm thanh tổng thể của hệ thống cảnh báo không thấp hơn 75 dBA tại khoảng cách 3 m từ tín hiệu cảnh báo và không được vượt 120 dBA tại bất kỳ vị trí nào. Tín hiệu của hệ thống loa thông báo và hướng dẫn thoát nạn đồng thời phải cao hơn tiếng ồn thường xuyên ít nhất 15 dBA.

Do đó, giả sử khu vực cầu thang khi quạt tăng áp hoạt động có tiếng ồn lớn, mức loa cũng cần được điều chỉnh tương ứng nhưng vẫn phải kiểm soát giới hạn trên.

Đây là lý do đo đạc thực tế luôn quan trọng hơn việc chọn loa đơn thuần dựa vào công suất ghi trên catalogue.

Nên sử dụng đường loa 100V cho cầu thang thoát hiểm

Đối với các tòa nhà cao tầng, hệ thống loa trở kháng cao 100V là giải pháp phổ biến vì thuận tiện khi truyền tín hiệu trên đường dây dài và kết nối nhiều loa.

Các loa có biến áp được đấu trên cùng tuyến, mỗi loa lựa chọn một mức công suất phù hợp. Tổng công suất các loa của một tuyến sau đó được tính để lựa chọn kênh khuếch đại tương ứng.

Ví dụ một buồng thang có 20 loa và mỗi loa đặt ở mức 3W thì tải danh định là:

20 × 3W = 60W.

Khi lựa chọn amply, cần tính thêm phần dự phòng phù hợp và xem xét kiến trúc dự phòng của toàn hệ thống thay vì chọn bộ khuếch đại đúng bằng 60W.

Với công trình lớn, cũng không nên dồn tất cả cầu thang, hành lang, tầng hầm và khu vực công cộng vào một tuyến loa duy nhất. Chia zone hợp lý giúp dễ kiểm tra lỗi và tạo các kịch bản thông báo khác nhau khi cần thiết.

Nên chia riêng zone cho cầu thang thoát hiểm

Cầu thang thoát hiểm nên được xem là một khu vực quan trọng khi phân vùng âm thanh.

Tùy quy mô công trình, mỗi buồng thang có thể trở thành một zone riêng hoặc được chia thành nhiều zone theo nhóm tầng.

Ví dụ, tòa nhà có hai buồng thang A và B có thể bố trí:

• Zone riêng cho cầu thang A
• Zone riêng cho cầu thang B
• Các zone hành lang theo tầng hoặc nhóm tầng
• Zone tầng hầm
• Zone sảnh và khu vực công cộng

Cách phân chia này giúp trung tâm dễ kiểm soát hơn khi phát thông báo.

Trong chế độ vận hành thông thường, cầu thang có thể không cần phát nhạc nền. Khi xảy ra cháy, bộ điều khiển chuyển sang chế độ ưu tiên và phát bản tin hướng dẫn thoát nạn đến các khu vực cần thiết.

Các hệ thống Voice Alarm chuyên dụng còn hỗ trợ phát bản tin ghi sẵn, micro khẩn cấp, phân vùng và giám sát trạng thái hệ thống. Bosch PLENA VAS chẳng hạn hỗ trợ giám sát đường loa, chuyển sang amply dự phòng và quản lý bản tin cảnh báo.

Tích hợp loa cầu thang với hệ thống báo cháy

Nếu loa được sử dụng để phục vụ hướng dẫn thoát nạn, hệ thống không nên hoạt động độc lập hoàn toàn với hệ thống báo cháy.

Một kiến trúc điển hình có thể hiểu đơn giản như sau:

Tủ báo cháy phát hiện sự cố → gửi tín hiệu tới hệ thống Voice Alarm → hệ thống kích hoạt bản tin phù hợp → amply phát tín hiệu → loa tại các vùng được chỉ định phát hướng dẫn.

Bosch mô tả kiến trúc tích hợp giữa hệ thống phát hiện cháy và Voice Evacuation theo chuỗi tương tự, trong đó các vùng loa có thể nhận những bản tin báo động đã ghi trước và trung tâm an ninh vẫn có bàn gọi để phát thông báo trực tiếp.

Trong tình huống khẩn cấp, thông báo thoát nạn phải có mức ưu tiên cao hơn nhạc nền hay các bản tin vận hành hàng ngày.

Ngoài bản tin tự động, hệ thống nên cho phép người có trách nhiệm sử dụng micro khẩn cấp để đưa ra hướng dẫn trực tiếp khi tình huống thay đổi.

Cần giám sát đường dây loa trong cầu thang

Một hệ thống cảnh báo chỉ thực sự đáng tin cậy khi có khả năng phát hiện lỗi trước khi sự cố xảy ra.

Nếu một đường dây loa bị đứt từ nhiều tháng trước nhưng không ai biết, đến lúc có cháy thì một phần cầu thang có thể không nhận được thông báo.

Các hệ thống PA/VA chuyên dụng thường có cơ chế supervision để kiểm tra tuyến loa. Bosch PLENA VAS sử dụng giải pháp giám sát đường loa 100V bằng tín hiệu pilot tone và thiết bị cuối tuyến.

Tùy yêu cầu dự án, hệ thống còn có thể giám sát amply, nguồn điện, micro khẩn cấp và các thành phần quan trọng khác.

Với tòa nhà cao tầng, đây là chức năng rất đáng quan tâm bởi số lượng tuyến dây và loa có thể lên đến hàng trăm thiết bị.

Dây dẫn và nguồn dự phòng cũng quan trọng như loa

Khi thiết kế hệ thống cầu thang thoát hiểm, nhiều người dành phần lớn thời gian lựa chọn loa nhưng lại ít chú ý đến tuyến cáp và nguồn điện.

Trong khi đó, loa tốt đến đâu cũng không thể hoạt động nếu đường dây bị gián đoạn hoặc hệ thống trung tâm mất điện.

Các tuyến dây của hệ thống phục vụ an toàn cháy cần được lựa chọn và thi công theo yêu cầu PCCC của hồ sơ công trình, bao gồm yêu cầu về khả năng duy trì chức năng khi xảy ra cháy nếu áp dụng.

Đường dây cũng nên được đánh dấu rõ ràng theo từng buồng thang và từng zone để thuận tiện kiểm tra.

Hệ thống trung tâm cần có giải pháp nguồn dự phòng phù hợp. Những hệ thống Voice Evacuation chuyên dụng như TOA VX-3000 hay Bosch PLENA VAS có kiến trúc hỗ trợ nguồn dự phòng và các chức năng liên quan đến hệ thống cảnh báo bằng giọng nói. TOA VX-3000 có các cấu hình đáp ứng EN 54-4 và EN 54-16 khi được lắp đặt theo hướng dẫn của hãng.

Đừng chỉ kiểm tra xem loa có phát tiếng hay không

Sau khi lắp đặt, việc nghiệm thu không nên dừng lại ở việc bật thử một bản nhạc và đi kiểm tra xem loa có kêu.

Với cầu thang thoát hiểm, câu hỏi quan trọng hơn là: người nghe có hiểu được bản tin hay không?

Nên kiểm tra tại nhiều vị trí như cửa vào cầu thang, chiếu nghỉ, đoạn giữa hai tầng, tầng thấp, tầng cao và những khu vực xa loa nhất.

Đặc biệt, nếu buồng thang sử dụng hệ thống tăng áp, nên đánh giá âm thanh trong điều kiện mô phỏng sát trạng thái vận hành thực tế. Tiếng quạt có thể làm thay đổi đáng kể môi trường âm thanh so với lúc tòa nhà hoạt động bình thường.

Nếu một vị trí nghe nhỏ, không nhất thiết phải lập tức tăng toàn bộ công suất. Đôi khi phương án tốt hơn là bổ sung một loa gần vị trí đó hoặc điều chỉnh hướng loa.

Ngược lại, nếu loa nghe rất lớn nhưng câu chữ bị dội và khó hiểu, tăng thêm âm lượng thường chỉ làm vấn đề nghiêm trọng hơn.