Trong các công trình xây dựng hiện đại, từ nhà ở, văn phòng, chung cư cho đến nhà xưởng sản xuất, hệ thống thông gió giữ vai trò then chốt trong việc đảm bảo chất lượng không khí và an toàn lao động. Tuy nhiên, để hệ thống hoạt động hiệu quả, việc tính toán thiết kế hệ thống thông gió ngay từ đầu là yếu tố quyết định.
Nếu thiết kế sai lưu lượng hoặc chọn thiết bị không phù hợp, hệ thống có thể gây lãng phí điện năng, chất lượng không khí không đảm bảo, thậm chí ảnh hưởng đến tuổi thọ công trình. Vì vậy, việc tính toán chuẩn theo diện tích và mục đích sử dụng công trình là bắt buộc.
Hệ thống thông gió là gì?
Hệ thống thông gió là tổ hợp quạt, ống gió, miệng gió, bộ lọc và hệ thống điều khiển, có nhiệm vụ trao đổi không khí trong công trình, cấp khí tươi và loại bỏ khí thải.
Chức năng chính của hệ thống thông gió
- Cung cấp oxy cho con người.
- Hút khí CO₂, bụi, vi khuẩn, hơi ẩm và mùi hôi.
- Duy trì môi trường làm việc an toàn, thoải mái.
- Hỗ trợ thoát khói khi xảy ra hỏa hoạn.
Có thể coi đây là “lá phổi nhân tạo” của công trình.
Nguyên tắc chung khi tính toán thiết kế hệ thống thông gió
1. Đảm bảo tiêu chuẩn lưu lượng gió:
-
- 20 – 30 m³/giờ/người (theo TCVN 5687:2010).
- 8 – 12 lần trao đổi không khí/giờ (ACH) tùy loại phòng.
2. Đáp ứng yêu cầu đặc thù công trình:
-
- Văn phòng cần nhiều khí tươi.
- Bếp, nhà vệ sinh cần quạt hút mạnh.
- Nhà xưởng phải loại bỏ bụi, khí độc.
3. Giữ cân bằng năng lượng:
-
- Lưu lượng gió cấp và hút phải tương ứng.
- Tránh tạo áp suất âm/dương gây bất tiện.
4. Đảm bảo an toàn cháy nổ:
-
- Có hệ thống hút khói cho tầng hầm, hành lang.
Cách tính toán thiết kế hệ thống thông gió theo diện tích
1. Phương pháp theo số lần trao đổi không khí (ACH)
Công thức: Q = V × N
Trong đó:
- Q: Lưu lượng gió (m³/h).
- V: Thể tích phòng (m³).
- N: Số lần trao đổi không khí/giờ.
Ví dụ: Phòng 100 m², cao 3 m, thể tích V = 300 m³. Nếu yêu cầu N = 8 lần/giờ:
Q = 300 × 8 = 2400 m³/h.
2. Phương pháp theo số người sử dụng
Công thức: Q = n × L
Trong đó:
- n: Số người trong phòng.
- L: Lưu lượng khí tươi yêu cầu (m³/h/người).
Ví dụ: Văn phòng có 20 người, tiêu chuẩn 30 m³/h/người: Q = 20 × 30 = 600 m³/h.
3. Phương pháp theo diện tích công trình
Công thức: Q = S × q
Trong đó:
- S: Diện tích phòng (m²).
- q: Suất khí tươi yêu cầu (m³/h/m²).
Ví dụ: Phòng 50 m², q = 10 m³/h/m²: Q = 50 × 10 = 500 m³/h.
4. Phương pháp hỗn hợp
Trong nhiều công trình, kỹ sư thường kết hợp cả ba phương pháp trên để tính toán, sau đó chọn giá trị Q lớn nhất làm cơ sở thiết kế.
Các tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng khi tính toán
- TCVN 5687:2010: Thông gió – Điều hòa không khí – Quy chuẩn thiết kế.
- QCVN 06:2022/BXD: An toàn cháy nổ.
- ASHRAE 62.1: Tiêu chuẩn quốc tế về chất lượng không khí trong nhà.
- EN 13779: Tiêu chuẩn châu Âu về thông gió dân dụng.
Các tiêu chuẩn này quy định chi tiết lưu lượng khí tối thiểu, số lần trao đổi không khí và yêu cầu chất lượng không khí.
Ví dụ thực tế tính toán cho từng loại công trình
1. Nhà ở gia đình
- Phòng khách: 5 – 6 lần trao đổi không khí/giờ.
- Phòng ngủ: 3 – 4 lần.
- Nhà bếp: 10 – 15 lần.
Căn hộ 70 m², cao 3 m → thể tích 210 m³. Trung bình 8 lần trao đổi/giờ: Q = 210 × 8 = 1680 m³/h.
2. Văn phòng làm việc
- 20 – 30 m³/h/người.
- Diện tích 200 m², 25 người → Q = 25 × 30 = 750 m³/h.
3. Nhà hàng – khách sạn
- Khu ăn uống: 10 – 12 lần trao đổi/giờ.
- Bếp: 15 – 20 lần.
Bếp 100 m², cao 3 m → thể tích 300 m³. N = 15 → Q = 300 × 15 = 4500 m³/h.
4. Nhà xưởng công nghiệp
- Xưởng cơ khí: 15 – 20 lần/giờ.
- Xưởng hóa chất: 20 – 30 lần/giờ.
Xưởng 1000 m², cao 5 m → thể tích 5000 m³. N = 15 → Q = 5000 × 15 = 75.000 m³/h.
Lựa chọn thiết bị sau khi tính toán
- Quạt thông gió: Chọn công suất theo lưu lượng và áp suất tĩnh.
- Ống gió: Tính toán tiết diện để tốc độ gió ≤ 7 m/s trong phòng, ≤ 12 m/s trong ống chính.
- Miệng gió: Bố trí đều, đảm bảo phân phối khí hợp lý.
- Bộ lọc: Lọc bụi mịn, vi khuẩn (HEPA, than hoạt tính).
- Hệ thống điều khiển: Tích hợp cảm biến CO₂, độ ẩm, nhiệt độ.
Những lỗi thường gặp khi tính toán thiết kế hệ thống thông gió
- Không tính đến mật độ người sử dụng, dẫn đến thiếu khí tươi.
- Sai số khi đo diện tích, thể tích công trình.
- Chỉ áp dụng một phương pháp tính mà không đối chiếu với tiêu chuẩn.
- Thiết kế đường ống quá dài, gây tổn thất áp suất lớn.
- Bỏ qua yếu tố cách âm và giảm rung cho quạt.
Lợi ích khi tính toán thiết kế hệ thống thông gió đúng chuẩn
- Đảm bảo chất lượng không khí đạt tiêu chuẩn.
- Tiết kiệm chi phí điện năng.
- Tăng tuổi thọ thiết bị.
- Đáp ứng quy định pháp luật về an toàn lao động.
- Tăng giá trị công trình.
Lời khuyên cho kỹ sư và chủ đầu tư
- Luôn tham khảo TCVN và ASHRAE khi thiết kế.
- Kết hợp cả 3 phương pháp tính (số người, diện tích, ACH).
- Chọn thiết bị quạt, ống gió và lọc khí đạt chuẩn.
- Dự trù công suất cao hơn 10 – 20% để phòng quá tải.
- Lập kế hoạch bảo trì hệ thống ngay từ giai đoạn thiết kế.
Tính toán thiết kế hệ thống thông gió là bước quan trọng, quyết định đến hiệu quả vận hành và tuổi thọ công trình. Việc áp dụng đúng phương pháp, kết hợp các tiêu chuẩn kỹ thuật sẽ giúp đảm bảo chất lượng không khí, tiết kiệm chi phí và duy trì môi trường an toàn cho người sử dụng.
Chủ đầu tư và kỹ sư HVAC cần chú trọng từ giai đoạn thiết kế, lựa chọn thiết bị đến vận hành và bảo trì để hệ thống luôn phát huy hiệu quả tối đa.
Hotline tư vấn kỹ thuật: (+84) 906 922 412
Email: company.gsora@gmail.com
100% hàng chính hãng
