CIC cung cấp bộ phần mềm mô phỏng cháy và thoát nạn PyroSim – Pathfinder cho Công ty TNHH Dịch vụ PCCC Đức Tâm

Công ty CP Công nghệ và Tư vấn CIC đã cung cấp bộ phần mềm PyroSim và Pathfinder của Thunderhead Engineering, Mỹ, cho Công ty TNHH Dịch vụ PCCC Đức Tâm. Việc trang bị hai công cụ mô phỏng chuyên sâu giúp doanh nghiệp nâng cao năng lực phân tích diễn biến cháy, lan truyền khói và quá trình thoát nạn, từ đó xây dựng các phương án phòng cháy, chữa cháy có cơ sở định lượng, trực quan và khả năng kiểm chứng cao hơn.

Nhu cầu ứng dụng công nghệ ngày càng cao trong lĩnh vực PCCC

Cùng với sự phát triển của nhà cao tầng, trung tâm thương mại, nhà máy, kho logistics, bệnh viện, công trình ngầm và các tổ hợp đa chức năng, bài toán an toàn cháy không còn chỉ dừng ở việc bố trí thiết bị theo bản vẽ. Các đơn vị tư vấn cần đánh giá được đám cháy phát triển như thế nào, khói lan theo hướng nào, hệ thống hút khói hoạt động ra sao, thời điểm điều kiện trong công trình trở nên nguy hiểm và liệu người sử dụng có đủ thời gian để thoát ra ngoài hay không.

Tại Việt Nam, Luật Phòng cháy, chữa cháy và cứu nạn, cứu hộ số 55/2024/QH15 cùng Nghị định số 105/2025/NĐ-CP có hiệu lực từ ngày 1/7/2025. Điều 16 của Luật yêu cầu thiết kế công trình phải xem xét đồng bộ các nội dung như giải pháp thoát nạn, bậc chịu lửa, ngăn cháy và chống cháy lan, giải pháp chống khói, hệ thống điện và các phương tiện, hệ thống PCCC. Luật cũng xác định việc ứng dụng khoa học, công nghệ hiện đại và công nghệ số là một trong những định hướng nhằm nâng cao chất lượng công tác PCCC và cứu nạn, cứu hộ.

Trên thế giới, phương pháp thiết kế an toàn cháy dựa trên tính năng đang được áp dụng ngày càng rộng rãi, bổ sung cho phương pháp kiểm tra theo các yêu cầu định sẵn. Thay vì chỉ kết luận một giải pháp “đúng” hay “không đúng” theo cấu hình tiêu chuẩn, kỹ sư có thể sử dụng mô hình số để phân tích hiệu quả thực tế của phương án trong các kịch bản cháy và thoát nạn cụ thể. Hiệp hội Kỹ sư PCCC quốc tế SFPE ghi nhận việc áp dụng kỹ thuật an toàn cháy và các quy chuẩn dựa trên tính năng đã mở rộng đáng kể tại nhiều quốc gia.

Thunderhead Engineering – nhà phát triển phần mềm mô phỏng kỹ thuật của Mỹ

Thunderhead Engineering là hãng phần mềm kỹ thuật của Mỹ, tập trung phát triển các giải pháp mô phỏng dành cho lĩnh vực an toàn cháy, kiểm soát khói và chuyển động của con người. Các sản phẩm tiêu biểu của hãng gồm PyroSim dùng để mô phỏng cháy và khói, Pathfinder dùng để mô phỏng dòng người và thoát nạn, cùng Ventus phục vụ phân tích tăng áp và kiểm soát khói.

Các sản phẩm của Thunderhead hướng tới việc chuyển những mô hình tính toán phức tạp thành quy trình làm việc trực quan hơn cho kỹ sư. Người dùng có thể khai thác dữ liệu CAD, BIM, thiết lập nhiều kịch bản, thực hiện tính toán và trình bày kết quả bằng hình ảnh, biểu đồ hoặc video mô phỏng 3D.

• PyroSim – mô phỏng diễn biến cháy, khói và hiệu quả hệ thống PCCC

PyroSim là giao diện đồ họa chuyên dụng được phát triển để xây dựng và quản lý mô hình cho Fire Dynamics Simulator – FDS. FDS là phần mềm do Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Mỹ – NIST phát triển, sử dụng phương pháp mô phỏng xoáy lớn để phân tích dòng khí tốc độ thấp, trong đó trọng tâm là sự truyền nhiệt và lan truyền khói do cháy. PyroSim giúp kỹ sư xây dựng đầu vào FDS bằng môi trường 3D trực quan thay vì phải thao tác chủ yếu trên các tệp lệnh dạng văn bản.

Khai thác trực tiếp dữ liệu CAD và BIM

PyroSim có khả năng nhập các định dạng phổ biến như IFC, DWG, DXF, FBX, DAE, OBJ, GLTF/GLB và STL. Với dữ liệu IFC, kỹ sư có thể tận dụng mô hình BIM của công trình làm cơ sở thiết lập hình học cho mô hình cháy, hạn chế việc dựng lại toàn bộ kiến trúc bằng phương pháp thủ công.

Khả năng này đặc biệt hữu ích đối với các dự án có hình học phức tạp như nhà cao tầng, trung tâm thương mại, nhà xưởng nhiều khu vực, tầng hầm, nhà ga hoặc công trình có không gian thông tầng. Mô hình cũng có thể được cập nhật theo phương án kiến trúc mới, giúp quá trình phối hợp giữa bộ môn PCCC, kiến trúc, kết cấu và cơ điện thuận lợi hơn.

Xây dựng các kịch bản cháy chi tiết

Trên PyroSim, kỹ sư có thể khai báo vị trí nguồn cháy, quy mô và đường cong phát triển của đám cháy, vật liệu, bề mặt, phản ứng cháy, nguồn cung cấp không khí, cửa mở, vách ngăn và các điều kiện biên của môi trường. Phần mềm hỗ trợ tổ chức nhiều kịch bản trên cùng một mô hình hình học, qua đó thuận tiện so sánh các vị trí cháy, quy mô cháy hoặc trạng thái hoạt động khác nhau của hệ thống PCCC.

Tính năng chia lưới và tinh chỉnh cục bộ cho phép tăng độ phân giải tại khu vực cần nghiên cứu kỹ, chẳng hạn gần nguồn cháy, cửa hút khói hoặc lối thoát nạn, mà không nhất thiết phải tăng mật độ lưới trên toàn bộ công trình. PyroSim còn hỗ trợ xử lý song song nhằm rút ngắn thời gian tính toán đối với các mô hình có quy mô lớn.

Phân tích hệ thống báo cháy, chữa cháy và kiểm soát khói

PyroSim và FDS cho phép mô hình hóa các hệ thống như đầu phun sprinkler, đầu báo khói, báo động, thông gió và hút khói. Người dùng có thể thiết lập điều kiện kích hoạt thiết bị theo nhiệt độ, nồng độ khói hoặc các đại lượng được tính toán trong mô hình; đồng thời xây dựng logic điều khiển như kích hoạt quạt hút, mở hoặc đóng cửa, thay đổi trạng thái cửa gió sau khi đầu báo hoạt động.

Nhờ đó, doanh nghiệp có thể nghiên cứu nhiều vấn đề thực tế:

• Hiệu quả của hệ thống hút và thoát khói tại tầng hầm, hành lang, sảnh thông tầng hoặc nhà xưởng.
• Thời điểm đầu báo và sprinkler dự kiến kích hoạt.
• Ảnh hưởng của vị trí cửa hút, cửa cấp gió, quạt phản lực và các cửa mở tới hướng lan truyền khói.
• Khả năng duy trì lớp không khí an toàn trên đường thoát nạn.
• Mức độ ảnh hưởng của cháy tới các khu vực lân cận và hiệu quả của giải pháp ngăn cháy.

Kết quả trực quan và có thể định lượng

Kết quả mô phỏng có thể thể hiện dưới dạng trường nhiệt độ, khói, tầm nhìn, vận tốc dòng khí, mức độc tính và nhiều đại lượng khác của bài toán FDS. Người dùng có thể tạo mặt cắt, biểu đồ theo thời gian, ảnh chụp và video 3D để phục vụ báo cáo kỹ thuật hoặc trình bày phương án với chủ đầu tư và các bên liên quan.

PyroSim còn có chức năng kiểm tra mô hình, chỉ ra các lỗi hoặc thông tin cần lưu ý trước khi tính toán. Đây là công cụ hữu ích để chuẩn hóa quy trình kiểm soát chất lượng, đặc biệt đối với các mô hình lớn do nhiều kỹ sư cùng tham gia xây dựng.

• Pathfinder – mô phỏng dòng người và quá trình thoát nạn

Nếu PyroSim tập trung vào sự phát triển của đám cháy và môi trường nguy hiểm, Pathfinder được sử dụng để mô phỏng chuyển động của từng người trong công trình. Đây là phần mềm mô phỏng thoát nạn theo từng cá thể, trong đó mỗi người có thể được gán kích thước cơ thể, tốc độ di chuyển, thời gian phản ứng, mục tiêu và hành vi riêng.

Hai phương pháp mô phỏng chuyển động

Pathfinder cung cấp hai chế độ chuyển động chính. Chế độ SFPE sử dụng các nguyên lý trong SFPE Handbook of Fire Protection Engineering, trong đó tốc độ đi bộ phụ thuộc vào mật độ người và lưu lượng qua cửa chịu ảnh hưởng bởi chiều rộng cửa.

Chế độ Steering mô phỏng sự tương tác và tránh va chạm giữa các cá thể. Người trong mô hình có thể điều chỉnh hướng di chuyển, tránh người khác và chướng ngại vật nhưng vẫn hướng tới mục tiêu. Chế độ này phù hợp với các bài toán cần thể hiện chi tiết sự hình thành dòng người, ùn tắc và tương tác tại cửa, cầu thang hoặc hành lang.

Mô hình hóa đa dạng đối tượng sử dụng công trình

Pathfinder cho phép tạo các nhóm người có đặc điểm khác nhau về tốc độ, kích thước và hành vi. Kỹ sư có thể thiết lập thời gian phát hiện sự cố, thời gian chuẩn bị trước khi di chuyển, lựa chọn lối ra, chờ đợi, xếp hàng, thay đổi mục tiêu hoặc phản ứng khi xuất hiện một điều kiện nhất định.

Phần mềm hỗ trợ mô phỏng việc sử dụng cầu thang, thang máy, khu vực lánh nạn, điểm tập kết và các tuyến di chuyển theo từng giai đoạn. Các tình huống thoát nạn có hỗ trợ cũng có thể được xây dựng, bao gồm người sử dụng xe lăn, giường bệnh hoặc cần sự trợ giúp của nhân viên.

Khả năng này phù hợp với những công trình có thành phần người sử dụng đa dạng như bệnh viện, cơ sở chăm sóc, trường học, nhà cao tầng, trung tâm thương mại, nhà máy, sân vận động, nhà ga và công trình giao thông công cộng.

Phát hiện điểm nghẽn trong quá trình thoát nạn

Thông qua mô hình Pathfinder, doanh nghiệp có thể đánh giá:

• Tổng thời gian thoát nạn của toàn bộ công trình hoặc từng tầng.
• Lưu lượng người qua cửa, hành lang, cầu thang và lối ra.
• Mật độ, thời gian chờ và mức độ ùn tắc tại từng khu vực.
• Ảnh hưởng của việc thay đổi chiều rộng cửa, số lượng lối ra hoặc phương án phân luồng.
• Khả năng sử dụng thang máy thoát nạn và khu vực lánh nạn.
• Tác động của thời gian phản ứng, tốc độ di chuyển và đặc điểm nhân khẩu học đến kết quả.

Phần mềm hỗ trợ nhập IFC, DXF, DWG, PDF và các định dạng hình học khác; cho phép thiết lập nhiều kịch bản trên cùng một mô hình, trực quan hóa kết quả 3D và tạo dữ liệu phục vụ báo cáo.

Phân tích độ nhạy bằng mô phỏng Monte Carlo

Trong thực tế, vị trí ban đầu, tốc độ di chuyển, thời gian phản ứng và lựa chọn lối ra của con người không hoàn toàn giống nhau. Tính năng Monte Carlo của Pathfinder cho phép thay đổi ngẫu nhiên các tham số như vị trí người, hồ sơ người sử dụng và độ trễ tại cửa qua hàng trăm hoặc hàng nghìn lượt chạy. Kết quả giúp doanh nghiệp xem xét khoảng biến động của thời gian thoát nạn và quãng đường di chuyển, thay vì chỉ dựa trên một kịch bản duy nhất.

Thunderhead cũng công bố tài liệu kiểm chứng và đối chiếu Pathfinder với các nhóm bài thử liên quan đến NIST, IMO và SFPE. Trong tài liệu này, khái niệm kiểm chứng và xác nhận mô hình được sử dụng phù hợp với ISO 16730-1 và IEEE 1012.

• Kết hợp PyroSim và Pathfinder để đánh giá tổng thể an toàn con người

Giá trị lớn nhất của bộ giải pháp nằm ở khả năng xem xét đồng thời hai quá trình: môi trường nguy hiểm do cháy tạo ra và sự di chuyển của con người.

PyroSim cung cấp dữ liệu về thời điểm khói, nhiệt và các sản phẩm cháy ảnh hưởng tới từng khu vực. Pathfinder cung cấp dữ liệu về thời gian phản ứng, thời gian di chuyển, mật độ dòng người và thời điểm từng người đến được nơi an toàn. Kết quả FDS có thể được sử dụng trong Pathfinder để hỗ trợ phân tích tầm nhìn và mức phơi nhiễm FED đối với người thoát nạn.

Từ các dữ liệu trên, kỹ sư có thể xác định thời gian an toàn khả dụng – ASET và thời gian thoát nạn yêu cầu – RSET theo các tiêu chí của dự án. Việc so sánh hai đại lượng này giúp đánh giá biên an toàn, xác định khu vực có nguy cơ và xem xét liệu phương án thoát nạn có hoàn thành trước khi điều kiện môi trường vượt ngưỡng chấp nhận hay không.

Đây là cơ sở để nghiên cứu các phương án như tăng chiều rộng cửa, bổ sung lối ra, điều chỉnh hướng mở cửa, phân luồng người, thay đổi công suất quạt hút khói, bổ sung cấp gió bù hoặc điều chỉnh trình tự vận hành hệ thống.

• Lợi ích đối với Công ty TNHH Dịch vụ PCCC Đức Tâm và các doanh nghiệp

Nâng cao chất lượng hồ sơ kỹ thuật: Kết quả mô phỏng bổ sung bằng chứng định lượng cho các nhận định thiết kế. Thay vì chỉ trình bày bằng bản vẽ và thuyết minh, doanh nghiệp có thể sử dụng biểu đồ, hình ảnh và video để giải thích rõ diễn biến cháy, sự lan truyền khói, thời gian thoát nạn và nguyên nhân lựa chọn phương án.

Tối ưu thiết kế ngay từ giai đoạn đầu: Nhiều phương án có thể được kiểm tra trên môi trường số trước khi triển khai thực tế. Điều này giúp phát hiện sớm điểm nghẽn, khu vực tích tụ khói hoặc cấu hình hệ thống chưa phù hợp, qua đó hạn chế việc điều chỉnh muộn và giảm nguy cơ phát sinh chi phí do thiết kế lại.

Khai thác hiệu quả quy trình BIM: Khả năng nhập IFC và các định dạng CAD giúp tận dụng dữ liệu sẵn có từ mô hình kiến trúc. Doanh nghiệp có thể xây dựng quy trình liên kết từ BIM đến mô phỏng cháy và thoát nạn, nâng cao tính nhất quán của dữ liệu và tăng hiệu quả phối hợp liên bộ môn.

Chủ động năng lực chuyên môn: Việc sở hữu và làm chủ phần mềm giúp doanh nghiệp từng bước hình thành đội ngũ mô phỏng nội bộ, chủ động nghiên cứu phương án, phản hồi yêu cầu của dự án và giảm phụ thuộc vào dịch vụ bên ngoài. Các mô hình, thư viện vật liệu, hồ sơ người sử dụng và quy trình kiểm tra cũng có thể được tích lũy, tái sử dụng cho các dự án tiếp theo.

Tăng năng lực cạnh tranh: Khả năng cung cấp dịch vụ mô phỏng cháy, khói và thoát nạn tạo ra giá trị khác biệt trong hoạt động tư vấn PCCC, đặc biệt đối với công trình phức tạp hoặc các dự án cần phân tích nhiều kịch bản. Đây cũng là cơ sở để doanh nghiệp tham gia sâu hơn vào quá trình thiết kế, đánh giá phương án và hỗ trợ chủ đầu tư ra quyết định.

Hỗ trợ đào tạo và lập phương án ứng phó: Hình ảnh 3D từ phần mềm có thể được sử dụng để truyền đạt nguy cơ, minh họa điểm nghẽn, hướng di chuyển và tác động của từng phương án. Qua đó, doanh nghiệp có thêm công cụ phục vụ đào tạo, diễn tập, xây dựng kịch bản xử lý sự cố và trao đổi với đơn vị vận hành công trình.

• Hướng tới hoạt động tư vấn PCCC dựa trên dữ liệu

Việc CIC cung cấp PyroSim và Pathfinder cho Công ty TNHH Dịch vụ PCCC Đức Tâm là bước đầu tư thiết thực nhằm đưa các phương pháp mô phỏng số vào hoạt động tư vấn và thiết kế PCCC. Bộ phần mềm giúp kết nối dữ liệu BIM, mô hình cháy, hệ thống kiểm soát khói và mô hình thoát nạn trong một quy trình phân tích có hệ thống.

Khi được khai thác bởi đội ngũ có chuyên môn, cùng quy trình kiểm soát dữ liệu đầu vào, kiểm tra độ nhạy và kiểm chứng mô hình phù hợp, PyroSim và Pathfinder sẽ trở thành công cụ quan trọng giúp doanh nghiệp nâng cao chất lượng giải pháp, tăng tính minh bạch của hồ sơ và chủ động đáp ứng yêu cầu ngày càng cao đối với an toàn cháy cho nhà và công trình.

Các kết quả mô phỏng có vai trò hỗ trợ phân tích và lập luận kỹ thuật, không thay thế việc tuân thủ quy chuẩn, tiêu chuẩn, thủ tục thẩm định, nghiệm thu hoặc trách nhiệm chuyên môn của tổ chức và cá nhân thực hiện. Độ tin cậy của kết quả phụ thuộc trực tiếp vào giả thiết kịch bản cháy, dữ liệu vật liệu, kích thước lưới, thông số hệ thống, đặc điểm người sử dụng và phương pháp kiểm chứng mô hình.                                                                            

CIC với định hướng trở thành nhà cung cấp các giải pháp phần mềm và thiết bị khoa học công nghệ hàng đầu trên thị trường, rất vinh dự khi được là đơn vị cung cấp các giải pháp phần mềm trên đến các khách hàng tại Việt Nam.

Mọi thông tin chi tiết xin vui lòng liên hệ:

Trung tâm giải pháp phần mềm và thiết bị công nghệ (STC) - Công ty CP Công nghệ và Tư vấn CIC

Hotline: 024 397 41373 & 0976 268 036