Thiết kế hệ thống thông gió và điều hòa không khí trong công trình xây dựng là một yếu tố quan trọng trong việc đảm bảo sự thoải mái, an toàn và hiệu quả trong môi trường sống và làm việc. Hệ thống thông gió và điều hòa không khí giúp duy trì chất lượng không khí, điều tiết nhiệt độ và độ ẩm, đồng thời đảm bảo sức khỏe và sự thoải mái cho người sử dụng.
Vai trò và yêu cầu của hệ thống thông gió và điều hòa không khí:
Vai trò:
- Cung cấp không khí trong lành: Hệ thống thông gió giúp loại bỏ các chất ô nhiễm trong không khí như CO₂, bụi bẩn, mùi hôi, khí độc từ các hoạt động sinh hoạt và sản xuất.
- Điều tiết nhiệt độ và độ ẩm: Hệ thống điều hòa không khí giúp duy trì nhiệt độ và độ ẩm trong phạm vi thoải mái cho người sử dụng, đặc biệt trong các môi trường có sự biến động lớn về nhiệt độ, chẳng hạn như các công trình công nghiệp, tòa nhà cao tầng, bệnh viện, trung tâm thương mại.
- Tiết kiệm năng lượng: Thiết kế hệ thống phải đảm bảo hiệu quả năng lượng, giảm thiểu chi phí vận hành, đồng thời tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng.
Yêu cầu:
- Đảm bảo sự thoải mái và sức khỏe cho người sử dụng: Cung cấp không gian có không khí sạch, nhiệt độ và độ ẩm ổn định, không có mùi hôi hoặc các chất ô nhiễm.
- Tuân thủ các tiêu chuẩn, quy chuẩn: Thiết kế hệ thống cần tuân thủ các tiêu chuẩn quốc gia và quốc tế về thông gió, điều hòa không khí và hiệu quả sử dụng năng lượng (TCVN, ASHRAE, LEED…).
- Đảm bảo tính hiệu quả và tiết kiệm năng lượng: Hệ thống cần phải vận hành ổn định, tiết kiệm điện năng, giảm thiểu chi phí vận hành.
Các loại hệ thống thông gió và điều hòa không khí:
a. Hệ thống thông gió:
Hệ thống thông gió đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp không khí tươi mới và loại bỏ khí thải, giữ cho không gian trong công trình luôn thông thoáng và sạch sẽ.
-
Thông gió tự nhiên: Sử dụng các yếu tố tự nhiên như cửa sổ, cửa ra vào, ống thông gió để thông thoáng không gian. Đây là một giải pháp đơn giản và tiết kiệm chi phí nhưng hiệu quả chỉ trong các công trình có diện tích nhỏ hoặc điều kiện khí hậu phù hợp.
-
Thông gió cơ học (điều khiển bằng quạt): Là hệ thống sử dụng quạt để đẩy không khí tươi vào và hút không khí cũ ra ngoài. Hệ thống này được áp dụng trong các công trình lớn như văn phòng, bệnh viện, nhà máy, trung tâm thương mại.
- Quạt thông gió: Được lắp đặt ở các vị trí thích hợp để hút không khí cũ ra ngoài và đưa không khí tươi vào trong công trình.
- Hệ thống ống dẫn gió: Dẫn không khí từ ngoài vào công trình và phân phối đồng đều trong các khu vực cần thiết.
-
Thông gió bằng điều khiển áp suất: Sử dụng quạt hút và quạt đẩy có công suất mạnh mẽ để duy trì sự khác biệt về áp suất giữa các khu vực, giúp kiểm soát chất lượng không khí trong các khu vực có yêu cầu cao như phòng sạch, phòng thí nghiệm.
b. Hệ thống điều hòa không khí:
Hệ thống điều hòa không khí có nhiệm vụ duy trì nhiệt độ và độ ẩm trong phạm vi thoải mái, giúp không gian luôn dễ chịu cho người sử dụng.
-
Hệ thống điều hòa trung tâm (Chiller - AHU): Đây là hệ thống điều hòa công suất lớn, phù hợp với các công trình lớn như tòa nhà văn phòng, khách sạn, bệnh viện, trung tâm thương mại.
- Chiller (máy làm lạnh): Là thiết bị chính, giúp làm lạnh nước hoặc không khí, cung cấp không khí mát cho các không gian cần điều hòa.
- AHU (Air Handling Unit - thiết bị xử lý không khí): Là bộ phận xử lý không khí, kết hợp với hệ thống ống dẫn để phân phối không khí lạnh (hoặc nóng) vào các khu vực cần thiết.
-
Hệ thống điều hòa cục bộ (Split, Multi-split, VRF): Phù hợp với các công trình nhỏ như văn phòng, nhà ở, hoặc các khu vực cần điều kiện nhiệt độ riêng biệt.
- Máy điều hòa không khí cục bộ (Split AC): Là hệ thống điều hòa bao gồm dàn nóng và dàn lạnh lắp đặt trong phòng hoặc khu vực cần điều hòa không khí.
- Hệ thống VRF (Variable Refrigerant Flow): Là một hệ thống điều hòa hiện đại, linh hoạt trong việc điều chỉnh nhiệt độ cho từng khu vực cụ thể trong tòa nhà, mang lại hiệu quả năng lượng cao.
-
Hệ thống điều hòa không khí với máy bơm nhiệt (Heat Pump): Dùng để điều chỉnh nhiệt độ trong mùa hè và mùa đông, có khả năng vừa làm lạnh vừa làm ấm, giúp tiết kiệm năng lượng.
c. Hệ thống thông gió kết hợp với điều hòa không khí:
Đây là sự kết hợp giữa hệ thống thông gió và điều hòa không khí, đảm bảo cung cấp không khí tươi mới, đồng thời điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm cho phù hợp. Hệ thống này thường được áp dụng trong các tòa nhà cao tầng, trung tâm thương mại, nhà máy, văn phòng.
Các yếu tố cần xem xét khi thiết kế hệ thống thông gió và điều hòa không khí:
a. Tính toán lưu lượng không khí:
- Lưu lượng không khí cần thiết: Tính toán lượng không khí cần cấp vào các không gian khác nhau trong công trình, dựa trên số người, diện tích, và hoạt động trong từng khu vực. Công thức tính thường dùng là:
Q=N×VQ = N \times VQ=N×V
Trong đó:
- QQQ là lưu lượng không khí cần thiết (m³/h)
- NNN là số người trong khu vực
- VVV là thể tích không khí cần cấp cho mỗi người (theo tiêu chuẩn TCVN hoặc ASHRAE).
b. Thiết kế hệ thống ống dẫn gió và phân phối không khí:
- Định hướng và kích thước ống dẫn: Chọn loại ống dẫn phù hợp với lưu lượng không khí, vị trí lắp đặt và yêu cầu về không gian.
- Bố trí các đầu thổi và hút gió: Lắp đặt đầu thổi gió và đầu hút gió ở các vị trí chiến lược để phân phối không khí đồng đều, không gây khó chịu cho người sử dụng.
c. Lựa chọn thiết bị:
- Quạt gió: Chọn quạt có công suất phù hợp với yêu cầu lưu lượng không khí.
- Máy điều hòa: Lựa chọn các thiết bị điều hòa không khí có công suất phù hợp với diện tích và mục đích sử dụng, đồng thời tiết kiệm năng lượng.
d. Cân nhắc về hiệu quả năng lượng:
- Thiết kế tiết kiệm năng lượng: Hệ thống thông gió và điều hòa không khí cần được thiết kế sao cho tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng, tránh lãng phí.
- Sử dụng các thiết bị hiệu suất cao: Chọn các thiết bị có hiệu suất năng lượng cao, ví dụ như các hệ thống VRF, bơm nhiệt (heat pump), hoặc hệ thống điều hòa có inverter.
Quy trình thiết kế hệ thống thông gió và điều hòa không khí:
Bước 1: Khảo sát và đánh giá yêu cầu
- Đánh giá nhu cầu thông gió và điều hòa không khí của từng khu vực trong công trình, bao gồm số lượng người, loại hình sử dụng, yêu cầu về nhiệt độ và độ ẩm.
Bước 2: Tính toán lưu lượng và thiết kế sơ bộ
- Tính toán lưu lượng không khí cần thiết và chọn các thiết bị phù hợp như quạt, máy điều hòa, ống dẫn gió, đầu thổi, hút gió.
Bước 3: Thiết kế chi tiết hệ thống
- Lập bản vẽ chi tiết của hệ thống thông gió và điều hòa không khí, bao gồm bố trí thiết bị, ống dẫn, đường ống, đầu thổi và hút gió.
Bước 4: Kiểm tra và nghiệm thu
- Kiểm tra hệ thống sau khi lắp đặt để đảm bảo hoạt động hiệu quả, kiểm tra độ ồn, lưu lượng không khí và nhiệt độ.
Bước 5: Bảo trì và vận hành
- Thiết lập chế độ bảo trì định kỳ và kiểm tra hiệu suất của hệ thống để đảm bảo hoạt động ổn định trong su
