KẾT CẤU - CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG
Tạp chí KHCN Xây dựng - số 4/2024 3
PHÂN HẠNG NGUY HIỂM CHÁY VÀ CHÁY NỔ CHO NHÀ SẢN XUẤT
CÓ NGUY CƠ NỔ BỤI TẠI VIỆT NAM
FIRE AND EXPLOSION HAZARD CLASSIFICATION FOR MANUFACTURING
BUILDINGS WITH DUST EXPLOSION RISK IN VIETNAM
CAO DUY KHÔIª,*
ªViện Khoa học công nghệ xây dựng
*Tác giả đại diện: Email: cdkhoi@gmail.com
Ngày nhận 05/12/2024, Ngày sửa 27/12/2024, Chấp nhận 30/12/2024
https://doi.org/10.59382/j-ibst.2024.vi.vol4-1
Tóm tắt: Bài báo trình bày một số nội dung về bản
chất của hiện tượng nổ bụi trong sản xuất công
nghiệp, mức độ nguy hiểm của nó và việc xét đến
hiện tượng nổ bụi trong thiết kế an toàn cháy cho nhà
sản xuất tại Việt Nam thông qua phân hạng nguy
hiểm cháy và cháy nổ cho các gian phòng và nhà sản
xuất có chứa bụi cháy.
Từ khóa: Bụi cháy, nổ bụi, hạng nguy hiểm cháy
và cháy nổ.
Abstract: The article presents some contents
about the dust explosion phenomenon in industrial
production, its danger level and the consideration of
dust explosion phenomenon in fire safety design for
manufacturers in Vietnam through fire and explosion
hazard classification for manufacturing rooms and
buildings containing combustible dust.
Keywords: Combustible dust, dust explosion,
categories of fire and explosion hazards.
1. Hiện tượng nổ bụi
Nhiều nhà sản xuất trong quá trình tạo ra sản
phẩm đồng thời sinh ra các bụi cháy (bụi được đề
cập trong bài báo này được hiểu là bụi cháy). Nếu
các bụi cháy này được tích lũy đến một ngưỡng nào
đó thì có nguy cơ gây nổ với một nguồn lửa ban đầu.
Các hạt bụi lơ lửng trong không khí, do kích thước
nhỏ nên rất dễ bắt cháy, và với mật độ đủ lớn thì sẽ
gần như bắt cháy đồng thời tạo thành đám mây lửa
kéo theo sóng áp suất (sóng nổ). Thời gian từ khi bắt
đầu có mồi lửa đến khi tạo thành hiện tượng nổ bụi
có thể chỉ trong khoảng 200 ms [1]. Áp suất nổ, tùy
thuộc vào lượng bụi bay và tính chất của bụi, có thể
dẫn đến hư hại cho kết cấu, sập đổ nhà xưởng [2].
Do thời gian diễn ra nổ bụi rất ngắn, nên con người
đang trong khu vực nguy hiểm nổ bụi có nguy cơ cao
không kịp thoát nạn, dẫn tới bị tổn thương vì nhiệt và
áp suất nổ, thậm chí tử vong [2].
a. Điều kiện cơ bản của nổ bụi
Nếu như các điều kiện để hình thành và phát triển
một đám cháy thông thường được thể hiện qua tam
giác cháy gồm nhiên liệu – ô xy – nguồn lửa, thì đối
với nổ bụi, các điều kiện được thể hiện qua ngũ giác
nổ bụi (Hình 1), gồm: Bụi cháy (combustible dust) –
sự hạn chế đám mây bụi trong một không gian
(confinement) - sự phân tán của bụi (dispersion) –
nguồn lửa (ignition) – ô xy. Thiếu dù chỉ một trong
các điều kiện này thì không xảy ra nổ bụi. Trong đó
các yếu tố bụi cháy - sự hạn chế đám mây bụi trong
một không gian - sự phân tán của bụi có liên hệ chặt
chẽ với nhau và được đánh giá dựa trên các đặc
điểm của bụi cháy hình thành và tích lũy trong quá
trình sản xuất.
Hình 1. Ngũ giác nổ bụi [3]
b. Những loại hình sản xuất có nguy cơ nổ bụi
Theo một số thống kê trên thế giới [2], thì các loại
hình sản xuất sau đã xảy ra hiện tượng nổ bụi (Bảng
1).
KẾT CẤU - CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG
4 Tạp chí KHCN Xây dựng - số 4/2024
Bảng 1. Thống kê số vụ nổ bụi theo năm phân chia theo loại hình sản xuất
Loại hình sản xuất
Số vụ nổ bụi
2023
2022
2021
2020
2019
Gỗ
12
9
14
15
24
Thực phẩm
23
19
16
28
24
Kim loại
5
7
3
7
6
Than
4
6
4
0
5
Giấy
0
0
0
1
2
Nhựa
2
0
2
1
2
Carbon
0
0
1
0
-
Lưu huỳnh
0
1
0
1
-
Dệt may
0
0
1
0
-
Khác
3
4
7
5
7
Không có thông tin
4
4
5
2
5
Tổng số
53
50
53
60
75
Có thể thấy từ Bảng 1, gỗ, thực phẩm, kim loại
và than là những loại hình sản xuất có nguy cơ nổ
bụi lớn nhất. Nhưng cũng không thể loại trừ hay đánh
giá thấp nguy cơ nổ bụi trong các loại hình sản xuất
sinh bụi khác như giấy, sản xuất cao su (có sử dụng
bột carbon, lưu huỳnh), dệt may…
Những loại hình sản xuất trên đều phổ biến ở Việt
Nam, tuy nhiên nguy cơ nổ bụi thường ít được xem
xét đến một cách cẩn trọng khi phân hạng nguy hiểm
cháy và cháy nổ. Cho đến trước 2023 đa số các nhà
xưởng sản xuất đều được phân hạng mà thiếu đi các
tính toán làm cơ sở, trong khoảng một năm gần đây
nội dung này mới được quan tâm nhiều hơn. Ví dụ,
các nhà sản xuất chế biến gỗ (mà nguy hiểm nhất là
khu vực bào, đục, cắt, xẻ, sản sinh nhiều bụi gỗ) hầu
như được xếp hạng C mà không có đánh giá về
lượng bụi cháy tích lũy, không có giới hạn về khối
lượng tối đa cho phép để tránh nguy cơ nổ bụi.
Tương tự đối với các kho than, các nhà máy sản xuất
cám, bột và các loại hình sản xuất sinh bụi cháy khác.
Thực tế tại Việt Nam đã xảy ra một số vụ nổ bụi có
gây thương vong về người và thiệt hại về tài sản (ví
dụ vào năm 2023 đã xảy ra một vụ nổ bồn chứa bụi
gỗ [4], năm 2007 xảy ra vụ nổ bột mỳ [5]), và có thể
còn một số vụ cháy nổ khác mà chưa được thống kê,
khảo sát đánh giá chuyên sâu.
1
Dự thảo TCVN Phân hạng nguy hiểm cháy và cháy nổ
cho gian phòng và nhà được Viện Khoa học công nghệ xây
dựng – Bộ Xây dựng biên soạn dựa trên cơ sở tham khảo
2. Phân hạng nguy hiểm cháy và cháy nổ đối với
nhà sản xuất có nguy cơ nổ bụi
Theo QCVN 06:2022/BXD cùng Sửa đổi 1:2023
[6], nguy cơ nổ bụi được đánh giá thông qua phân
hạng nguy hiểm cháy và cháy nổ của gian phòng như
sau: Nếu gian phòng có bụi cháy, có khả năng tạo
thành áp suất nổ dư vượt quá 5 kPa thì gian phòng
đó được xếp hạng B, trường hợp ngược lại (áp suất
nổ dư không quá 5 kPa) thì gian phòng có thể xếp
hạng C1-C4, tùy thuộc vào tổng tải trọng cháy trong
gian phòng đó. Như vậy, yếu tố quan trọng để đánh
giá nguy cơ nổ bụi là áp suất nổ dư. Áp suất này
được tính toán theo [7]
1
như sau:
0
0
.1
.
T
e air air n
m H P Z
PV C T K

(1)
trong đó: HT – nhiệt lượng cháy của chất cháy, tính
bằng J/kg;
P0 – áp suất ban đầu, tính bằng kPa (khi không
có thông tin cụ thể thì lấy P0 = 101 kPa);
ρair – trọng lượng riêng của không khí tại nhiệt độ
ban đầu T0, tính bằng kg/m3;
Сair – nhiệt dung của không khí, tính bằng
J/kg/K (có thể lấy bằng 1,01.103 J/kg/K);
tài liệu gốc СП 12.13130.2009 (cùng sửa đổi 1) – là tài liệu
được viện dẫn trong QCVN 06:2022/BXD cùng Sửa đổi
1:2023 để phục vụ cho việc tính toán phân hạng.
KẾT CẤU - CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG
Tạp chí KHCN Xây dựng - số 4/2024 5
Т0 – nhiệt độ ban đầu của không khí, tính bằng
K;
Kn – hệ số, xét đến các khe hở của gian phòng
và tính chất không đoạn nhiệt của quá trình đốt cháy.
Có thể lấy Kn bằng 3;
Ve – khối tích trống của gian phòng, tính bằng
m3;
Z – hệ số kể đến sự tham gia của bụi cháy, được
tính theo công thức sau:
Z = 0,5F,
(2)
Trong công thức trên, F – tỉ lệ về khối lượng của
các hạt bụi có kích thước nhỏ hơn kích thước giới
hạn mà nếu lớn hơn giới hạn này thì bụi bay không
thể lan truyền ngọn lửa. Khi không có đủ thông tin
đánh giá thì có thể lấy F = 1.
m - khối lượng tính toán của bụi bay trong gian
phòng mà được tạo ra do tình huống sự cố, tính bằng
kg, xác định dựa trên các giả thiết sau:
a) Sự cố thiết kế xảy ra do bụi tích tụ trong gian
sản xuất, sự tích tụ bụi này diễn ra trong các điều
kiện làm việc bình thường (ví dụ máy móc sản xuất
không kín làm sinh ra bụi);
b) Tại thời điểm có sự cố thiết kế thì xảy ra việc
hở thiết bị theo kế hoạch (ví dụ khi sửa chữa) hoặc
hở thiết bị đột ngột của một trong các thiết bị máy
móc công nghệ, dẫn tới sự cố đẩy vào gian phòng
toàn bộ bụi có trong thiết bị.
Theo phương pháp nêu trên, có thể tính toán
được áp suất nổ dư do bụi cháy gây ra, từ đó xác
định được hạng nguy hiểm cháy và cháy nổ của gian
phòng, sau đó là nhà theo phụ lục C của [6].
3. Một số thảo luận về đánh giá nguy cơ nổ bụi
trong sản xuất công nghiệp tại Việt Nam
Luật phòng cháy, chữa cháy và cứu nạn, cứu hộ
số 55/2024/QH15 [8] sẽ có hiệu lực từ ngày
01/7/2025 với những thay đổi quan trọng so với Luật
hiện hành. Xét về nội dung phân hạng nguy hiểm
cháy và cháy nổ cho nhà, theo Luật số
55/2024/QH15 chưa rõ trách nhiệm thẩm định nội
dung phân hạng nguy hiểm cháy và cháy nổ thuộc về
cơ quan nào, trong khi đây là yếu tố quyết định đến
tất cả các nội dung thiết kế về phòng cháy chữa cháy
(PCCC) khác đối với nhà sản xuất được quy định
trong Luật. Vấn đề này có thể sẽ được làm rõ trong
Nghị định hướng dẫn thi hành Luật phòng cháy, chữa
cháy và cứu nạn, cứu hộ số 55/2024/QH15 (đang
được Bộ Công an chủ trì biên soạn).
Về hệ thống quy chuẩn, tiêu chuẩn, hiện nay Việt
Nam mới chỉ có QCVN 06 yêu cầu đánh giá nguy cơ
nổ bụi trong thiết kế an toàn cháy cho nhà sản xuất
[2]. Chưa có tiêu chuẩn quốc gia cụ thể về việc phân
hạng cháy nổ (dự thảo đang được biên soạn [7]), và
đặc biệt thiếu là thông tin về các loại bụi cháy trong
các loại hình sản xuất khác nhau tại Việt Nam. Tác
giả bài báo này cũng chưa tìm thấy (hoặc có thể chưa
được tiếp cận) các nghiên cứu chuyên sâu tại Việt
Nam về vấn đề nổ bụi gắn với thực tiễn sản xuất.
Việc đánh giá nguy cơ nổ bụi của gian phòng,
nhà xưởng có ý nghĩa cực kỳ quan trọng, từ đó xác
định được các yêu cầu an toàn cháy tương ứng về
bậc chịu lửa, diện tích khoang cháy, ngăn chặn cháy
lan, thoát nạn, cấp nước chữa cháy và trang bị các
hệ thống PCCC khác. Chênh lệch chi phí PCCC cho
nhà sản xuất hạng B và hạng C có thể lên đến hàng
chục lần, ngoài ra còn ảnh hưởng đến dây chuyền
sản xuất do yêu cầu ngăn chia khoang cháy.
Để đánh giá được nguy cơ nổ bụi, cần hiểu rõ về
các đặc điểm của bụi trong gian phòng (đặc tính về
cháy, khối lượng bụi, độ phân tán), đặc điểm sản xuất
(lượng bụi sinh ra, lượng bụi trong máy, quy trình xử
lý bụi), đặc điểm của gian phòng (kích thước, các khu
vực dễ tích bụi, khó tiếp cận,…). Qua một số công
việc phân hạng cháy nổ mà Viện Khoa học công
nghệ xây dựng (IBST) đã thực hiện, có thể nhận xét
rằng trong hầu hết các trường hợp, lượng thông tin
cung cấp ban đầu là không đủ và IBST phải có các
yêu cầu cụ thể để bổ sung, thậm chí tiến hành khảo
sát trực tiếp tại các nhà xưởng. Cùng một loại hình
sản xuất, nhưng với quy trình công nghệ và máy móc
thiết bị khác nhau có thể sản sinh ra các loại bụi có
đặc điểm khác nhau. Thực tiễn phân hạng cho thấy,
quan trọng nhất là phải xác định được các đặc điểm
của bụi cháy, khối lượng bụi có khả năng gây nổ, từ
đó có những tính toán phù hợp và tư vấn được cho
chủ đầu tư các giải pháp hạn chế nguy cơ nổ bụi,
đảm bảo điều kiện phân hạng cháy nổ về hạng C
hoặc thấp hơn, giảm đáng kể chi phí đầu tư cho
PCCC.
KẾT CẤU - CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG
6 Tạp chí KHCN Xây dựng - số 4/2024
4. Kết luận, kiến nghị
Có thể nói, nổ bụi là nguy cơ hiện hữu và có ảnh
hưởng lớn đến an toàn cho con người và tài sản.
Việc xét đến nguy cơ nổ bụi là cần thiết và bắt buộc
trong văn bản quy phạm pháp luật [6].
Về pháp lý, khi Luật số 55/2024/QH15 có hiệu
lực, cần làm rõ phân hạng cháy nổ thuộc trách nhiệm
thẩm định của cơ quan quản lý nhà nước có thẩm
quyền nào.
Về kỹ thuật, cần sớm ban hành tiêu chuẩn quốc
gia về phân hạng nguy hiểm cháy và cháy nổ cho
gian phòng, nhà và cũng rất cần sớm biên soạn
Hướng dẫn kèm theo, tương tự như các tiêu chuẩn
thiết kế quan trọng khác.
Về thực tiễn, đối với nhà sản xuất thì phân hạng
cháy nổ nói chung và đánh giá nguy cơ nổ bụi nói
riêng có ý nghĩa lớn trong việc xác định đúng các yêu
cầu an toàn cháy khác, cũng như xác định chi phí
đầu tư PCCC hợp lý, tiết kiệm, nhưng mặt khác cũng
đòi hỏi những đánh giá có cơ sở về các loại bụi cháy
trong sản xuất công nghiệp ở Việt Nam, gắn với đặc
điểm quá trình sản xuất của mỗi nhà máy cụ thể.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Combustible dust. Presentation. New Mexico
Environment Department. https://www.env.nm.gov.
[2] Combustible dust incident report 2019-2023.
DustSafetyScience.com.
[3] https://industrialhygienepub.com/dust-fume-
control/maximize-safety-when-working-with-
combustible-dust/
[4] https://nhandan.vn/no-bon-chua-bui-lam-9-nguoi-bi-
thuong-o-binh-duong-post817820.html
[5] https://daihocpccc.bocongan.gov.vn/2021/05/11/bot-
my-phat-no-an-hoa-kho-luong/
[6] Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về an toàn cháy cho nhà
và công trình QCVN 06:2022/BXD ban hành kèm
thông tư số 06/2022/TT-BXD và Sửa đổi 1:2023
QCVN 06:2022/BXD ban hành kèm theo thông tư số
09/2023/TT-BXD.
[7] Dự thảo TCVN Phân hạng nguy hiểm cháy và cháy
nổ cho gian phòng và nhà. Viện Khoa học công nghệ
xây dựng – Bộ Xây dựng, 2025.
[8] Luật phòng cháy, chữa cháy và cứu nạn, cứu hộ số
55/2024/QH15.