Hệ thống HVAC đảm nhận vai trò lấy không khí từ ngoài trời và trong nhà, xử lý rồi phân phối đến từng khu vực, sau đó thu hồi hoặc thải phần khí không còn phù hợp theo một chu trình có điều khiển.
Trong phạm vi thiết kế cho phép, hệ kiểm soát cùng lúc năm yếu tố: nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch, lưu lượng và cách phân phối gió, cùng mức chênh áp giữa các khu.
Hệ thống HVAC kiểm soát không khí bằng cách thu nhận khí ngoài trời và khí hồi, lọc, trao đổi nhiệt, điều chỉnh độ ẩm khi cần, rồi phân phối đến từng khu vực và đưa khí hồi hoặc khí thải ra khỏi không gian. Suốt quá trình này, cảm biến và bộ điều khiển liên tục chỉnh thiết bị theo giá trị mục tiêu đã đặt.
Có thể hiểu đơn giản hệ thống HVAC là chu trình không khí được thu nhận từ gió tươi ngoài trời hoặc gió hồi trong nhà, trộn lại nếu cấu hình có buồng hòa trộn, rồi đi qua bộ lọc để giữ bụi và tạp chất theo cấp lọc thiết kế.
Tiếp đó, dòng khí qua cuộn trao đổi nhiệt để làm lạnh, gia nhiệt, khử ẩm hoặc tạo ẩm, tùy hệ có chức năng nào. Đến lượt quạt tạo lưu lượng và áp suất, đẩy khí đi trong ống gió, qua van gió và miệng gió để phân phối vào không gian, trước khi một phần được hồi về, tái tuần hoàn hoặc thải ra ngoài.
Dòng không khí thường đi qua cửa lấy gió, bộ lọc, coil trao đổi nhiệt, quạt, ống gió, van gió và miệng phân phối, trước khi quay về đường hồi hoặc được thải ra ngoài. Khi đã hình dung được tuyến đi này, hai chỗ hay bị hiểu nhầm nhất sẽ lộ ra, đó là khí tươi và cách xử lý khí sau khi dùng.
Cần nói thêm rằng không có một chu trình duy nhất đúng cho mọi công trình. Hệ chiller, VRF, rooftop, AHU hay điều hòa cục bộ có cách tạo lạnh và xử lý khí tươi khác nhau, nên cùng một sơ đồ nguyên lý vẫn cho ra những cấu hình rất khác.
Có một điểm nên làm rõ ngay để tránh hiểu lầm: trong hệ dùng nước lạnh, chiller tạo ra nước lạnh chứ không thổi khí lạnh trực tiếp vào phòng. Nước lạnh mới đi tới AHU hoặc FCU để coil trao đổi nhiệt với không khí, rồi quạt mới phân phối phần khí đã xử lý ra không gian.
Không phải lúc nào cũng vậy. Khả năng lấy khí tươi phụ thuộc cấu hình và cách thiết kế của từng hệ. Một hệ VRF hay máy lạnh cục bộ tự nó không đồng nghĩa với việc đã có khí tươi, bởi phần lớn chỉ xử lý nhiệt cho khí tuần hoàn trong phòng.
Khi công trình cần bổ sung khí tươi, phần việc này thường được đảm nhận bởi AHU, PAU, DOAS hoặc một hệ cấp khí tươi riêng, tùy quy mô và mục tiêu của dự án.
Trong thực tế triển khai, không có thiết bị nào là bắt buộc cho mọi công trình. Điều quan trọng hơn là nhu cầu khí tươi được đặt ra và giải quyết ngay từ khâu thiết kế, thay vì mặc định rằng nó đã có sẵn.
Khí hồi là phần không khí được hút trở lại hệ thống để tái xử lý hoặc tuần hoàn một phần, còn khí thải là phần cần loại hẳn ra ngoài do mang theo mùi, ẩm, nhiệt hoặc chất ô nhiễm. Hai dòng khí này phục vụ mục đích khác nhau nên không thể gộp làm một.
Có một điểm dễ bị bỏ qua: không phải loại khí thải nào cũng được phép đưa trở lại tuần hoàn. Khu vệ sinh, bếp, tầng hầm hay các khu đặc thù đều có yêu cầu xử lý riêng, thường là hút thải trực tiếp ra ngoài để mùi và chất ô nhiễm không lan sang khu vực sạch hơn.
Chính vì thế, tổ chức đúng đường hồi và đường thải ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng không khí mà người sử dụng cảm nhận được mỗi ngày.
HVAC kiểm soát điều kiện trong phòng bằng cách điều chỉnh năng suất trao đổi nhiệt, lượng gió, tỷ lệ khí ngoài trời, quá trình lọc và trạng thái vận hành của từng thiết bị. Nhiệt độ chỉ là yếu tố dễ thấy nhất, còn cảm giác dễ chịu thật sự lại đến từ nhiều thuộc tính cùng được kiểm soát.
Nhiệt độ được điều chỉnh qua coil lạnh hoặc coil nóng trao đổi nhiệt với dòng khí, trong khi van, máy nén, quạt hoặc lưu lượng môi chất thay đổi theo tải sử dụng. Ngay cả khi vận hành đúng, nhiệt độ vẫn không thể đồng đều tuyệt đối ở mọi vị trí trong một không gian lớn.
Độ ẩm được giảm khi bề mặt coil lạnh đủ thấp để hơi nước ngưng tụ, còn việc tạo ẩm lại cần thiết bị và thiết kế riêng. Vì vậy, một hệ làm lạnh thông thường không tự đảm bảo độ ẩm luôn ở mức tối ưu trong mọi điều kiện thời tiết.
Độ sạch phụ thuộc bộ lọc, và bộ lọc chỉ giữ được các hạt trong phạm vi cấp lọc của nó. Ở đây nên tránh một kỳ vọng thường gặp, rằng hệ sẽ loại bỏ toàn bộ vi khuẩn, virus, hợp chất hữu cơ bay hơi hay mùi. Mức làm sạch thực tế là kết quả của phương án thiết kế, không phải một tính năng mặc định.
Lưu lượng và phân phối gió quyết định khí đi tới đâu và phủ đều ra sao. Quạt tạo lưu lượng, van gió hoặc bộ VAV điều tiết lượng gió, còn cách bố trí miệng cấp và miệng hồi ảnh hưởng đến vùng phân phối cùng độ đồng đều. Lưu lượng đủ nhưng phân phối sai thì vẫn tạo ra vùng nóng lạnh lệch nhau trong cùng một phòng.
Áp suất và thông gió được dùng ở những khu vực cần kiểm soát hướng di chuyển của dòng khí. Nhà vệ sinh thường cần giữ áp thấp hơn để hạn chế khí lan sang khu sạch hơn, trong khi phòng sạch, bệnh viện hay khu đặc thù lại cần phương án chênh áp riêng, không thể áp dụng chung cho mọi công trình.
Phương án HVAC phải được chọn theo công năng, quy mô, mật độ người, tải nhiệt, thời gian sử dụng, yêu cầu tiện nghi, ngân sách và mục tiêu vận hành của từng dự án. Sao chép nguyên một cấu hình từ công trình này sang công trình khác vì thế thường để lại rủi ro.
Nhìn từ góc kỹ thuật cơ điện, một phương án MEP phù hợp không chỉ dựa vào thông số thiết bị. Nó còn phải cân nhắc đồng thời trên năm căn cứ:
Thiếu một trong năm căn cứ này, phương án dễ lệch ngay từ gốc. Khác biệt thấy rõ ngay khi so các loại hình với nhau.
>>> Xem thêm: Thiết Kế Hệ Thống HVAC: Quy Trình Và Lưu Ý Kỹ Thuật
Ví dụ: Căn hộ cần kiểm soát tiện nghi và khả năng sử dụng độc lập cho từng nhà, còn văn phòng lại có tải thay đổi theo mật độ người và giờ làm việc. Khách sạn cần điều khiển theo từng phòng và thời gian lưu trú, trung tâm thương mại phải xử lý không gian lớn với lượng người biến động mạnh, còn bệnh viện đặt ra yêu cầu cao hơn về luồng khí và chênh áp ở một số khu vực.
Ngay trong cùng một loại hình, chung cư cao cấp, trung cấp và nhà ở xã hội cũng chọn mức tiện nghi và hệ điều khiển khác nhau theo phân khúc và ngân sách.
Chi phí là căn cứ dễ bị bỏ qua nhất. Chi phí đầu tư ban đầu cần được cân với điện năng, bảo trì và khả năng thay thế thiết bị suốt vòng đời, chứ không chỉ nhìn vào giá mua lúc đầu.
Phần khung quy chuẩn và tiêu chuẩn khép lại phạm vi lựa chọn này được bàn kỹ hơn trong bài về tiêu chuẩn thiết kế hệ thống HVAC.
HVAC cần được phối hợp đa bộ môn vì kích thước ống gió, vị trí thiết bị, cao độ tuyến, lỗ mở và không gian bảo trì đều ảnh hưởng trực tiếp đến kiến trúc, kết cấu và các hệ MEP khác. Xử lý HVAC như một lớp kỹ thuật ghép vào sau khi kiến trúc và kết cấu đã chốt thường là lúc phát sinh bắt đầu.
Trên thực tế, phương án kiến trúc và concept cần được làm rõ trước khi chốt tuyến kỹ thuật, bởi trần hành lang và chiều cao thông thủy là những khu vực rất nhạy cảm với kích thước ống gió.
Dầm là nơi dễ xung đột với tuyến gió nhất, trong khi vị trí dàn nóng, quạt và thiết bị lại cần đủ không gian để lắp đặt, vận hành và bảo trì về sau. Một tuyến đi được trên bản vẽ chưa chắc thi công được khi đưa đủ kích thước thật, lớp bảo ôn, phụ kiện và khoảng bảo trì vào mô hình.
Có thể hình dung một tình huống quen thuộc để thấy rõ chuỗi tác động: Khi ống gió đi qua vùng dầm khiến cao độ trần không còn đạt yêu cầu. Cách xử lý không nằm ở một thao tác đơn lẻ, mà là cả một chuỗi kiểm tra.
Đơn vị thiết kế sẽ cần xem xét kỹ lưỡng lại yêu cầu từ kiến trúc, kiểm tra an toàn kết cấu, đối chiếu giới hạn kỹ thuật của HVAC, rồi so sánh các phương án đổi tuyến, đổi kích thước ống, đổi cao độ hoặc điều chỉnh bố trí, để cuối cùng chọn được phương án vừa thi công được vừa vận hành tốt. Những va chạm dạng này được phân tích cụ thể hơn trong bài về xung đột kỹ thuật và rủi ro hụt thông thủy.
Trong suốt quá trình phối hợp đó, BIM giữ đúng vai trò công cụ. Revit hỗ trợ dựng và quản lý mô hình, Navisworks hỗ trợ kiểm tra va chạm, còn BIM tổ chức quy trình phối hợp và dữ liệu giữa các bộ môn.
Tuy nhiên, phần mềm phát hiện tương quan không gian, nhưng phương án xử lý cuối cùng vẫn do kỹ sư quyết định, dựa trên an toàn kết cấu, yêu cầu kiến trúc, giới hạn kỹ thuật và điều kiện thi công.
Cũng chính vì vậy, một sai lệch nhỏ về tọa độ hay cao độ có thể làm giảm độ tin cậy của việc kiểm tra mô hình, khiến kết quả va chạm không còn đáng tin.
Đặt trong quy trình tổng thầu thiết kế, Song Anh tiếp cận HVAC như một phần của hệ kiến trúc, kết cấu và MEP cùng được kiểm soát trên một mô hình dữ liệu chung.
Các bộ môn chốt dữ liệu từ sớm để hồ sơ giữ được thông thủy, khả năng thi công và không gian bảo trì trước khi phát hành ra công trường.
Hệ thống HVAC chỉ vận hành hiệu quả khi công suất thiết bị, lượng gió, điều khiển, cân chỉnh, độ kín, bảo trì và cách sử dụng công trình cùng phù hợp với cơ sở thiết kế. Nói ngắn gọn, một phương án “nhìn ổn” trên hồ sơ vẫn có thể chạy kém nếu thiếu một trong các điều kiện này.
Cần lưu ý: Không nên chọn công suất chỉ theo diện tích, mà cần xét tải qua vỏ công trình, số người, thiết bị, chiếu sáng, lượng khí ngoài trời và lịch vận hành thực tế.
>>> Tìm hiểu thêm: Tiêu Chuẩn Thiết Kế Hệ Thống HVAC Cho Nhà Cao Tầng
Chọn thiết bị đúng vùng làm việc quyết định độ ổn định về sau. Thiết bị quá lớn dễ chạy đóng ngắt liên tục và kiểm soát độ ẩm kém, còn thiết bị quá nhỏ lại khó đáp ứng tải lúc cao điểm. Đây là những xu hướng chung, không nên biến thành kết luận tuyệt đối khi chưa có dữ liệu của dự án cụ thể.
Phân phối và cân chỉnh lưu lượng đảm bảo lượng gió thiết kế thực sự đến đúng khu vực. Bước này cần kiểm tra quạt, van, miệng gió và trở lực hệ thống, thường được thực hiện qua công đoạn cân chỉnh lưu lượng (TAB) và nghiệm thu chạy thử (commissioning) trước khi bàn giao.
Điều khiển đúng đòi hỏi cảm biến đặt đúng vị trí, cùng setpoint và logic phù hợp với cách dùng thực tế. Hệ quản lý tòa nhà (BMS) chỉ phát huy giá trị khi dữ liệu đầu vào và trình tự điều khiển được thiết lập chính xác, còn bản thân nó không tự sửa được một thiết kế đã sai từ gốc.
Bảo trì đúng giữ cho hệ chạy đúng thông số theo thời gian. Lọc bẩn làm tăng trở lực, coil bẩn giảm trao đổi nhiệt, đường nước ngưng tắc có thể gây ẩm hoặc rò nước, nên quạt, van và cảm biến đều cần được kiểm tra định kỳ.
Phù hợp cách vận hành thực tế là điều kiện cuối và cũng hay bị quên. Thời gian mở cửa, mật độ người, thay đổi công năng, cửa mở thường xuyên hay các nguồn nhiệt phát sinh đều làm sai lệch so với giả định ban đầu.
Để giữ những điều kiện trên khớp với nhau, mỗi bộ môn cần tự kiểm tra hồ sơ của mình rồi cùng rà soát phối hợp tổng thể trước khi hồ sơ đi thẩm tra hoặc ra công trường. HVAC nằm trong hệ thiết kế cơ điện MEPF, nên bước kiểm tra chéo này càng cần được làm sớm.
Để một hệ thống HVAC vận hành ổn định, người thiết kế không chỉ tính lưu lượng gió, tải lạnh hay vị trí thiết bị. Điều quan trọng hơn là hiểu cách hệ thống điều hòa không khí phối hợp với kiến trúc, kết cấu, điện và các hệ MEP khác ngay từ giai đoạn thiết kế.
Trong các dự án cao tầng, một tuyến ống gió, miệng gió, dàn nóng, phòng máy hay tủ điều khiển đặt sai vị trí có thể ảnh hưởng đến thông thủy, thẩm mỹ trần, chi phí thi công và trải nghiệm vận hành sau này. Vì vậy, HVAC là bộ môn cần cả tư duy kỹ thuật lẫn khả năng phối hợp tổng thể, không thể làm tách rời khỏi bối cảnh công trình.
Tổng thầu thiết kế Song Anh hiện đang tìm kiếm những nhân sự muốn phát triển sâu trong môi trường thiết kế đa bộ môn, nơi HVAC được triển khai cùng kiến trúc, kết cấu, điện và BIM để tạo ra hồ sơ có tính thi công cao hơn. Ứng viên có kinh nghiệm điều phối, kiểm soát phương án và dẫn dắt kỹ thuật có thể tham khảo vị trí Chủ Trì HVAC.
Với các kỹ sư đang muốn nâng năng lực thiết kế hệ thống điều hòa không khí trong dự án thực tế, vị trí Kỹ Sư HVAC sẽ phù hợp để phát triển chuyên môn từ tính toán, bố trí thiết bị đến phối hợp mô hình và hồ sơ. Bên cạnh đó, HVAC luôn cần làm việc chặt với hệ cấp nguồn, điều khiển và tủ điện, nên vị trí Kỹ Sư Điện cũng là một mắt xích quan trọng trong cách Song Anh triển khai thiết kế MEP tổng thể.
Một hệ thống HVAC tốt bắt đầu từ phương án đúng, nhưng để phương án đó đi được đến công trường, đội ngũ thiết kế phải đủ năng lực kiểm soát dữ liệu, phối hợp và xử lý vấn đề trước khi hồ sơ được phát hành.
Không. Điều hòa không khí chỉ là một phần hoặc một cấu hình trong hệ thống HVAC, bên cạnh chức năng sưởi và thông gió. Ngoài làm mát, hệ còn đưa gió tươi vào, thải khí cũ ra và tham gia kiểm soát độ ẩm cùng chất lượng không khí, nên phạm vi của nó rộng hơn một chiếc máy lạnh nhiều.
Không. Khí tươi phải được xác định trong thiết kế và có thể được đảm nhận bởi một hệ riêng như AHU, PAU hoặc DOAS. Nhiều hệ VRF hay máy lạnh cục bộ không tự cấp khí tươi, nên nếu công trình cần bổ sung khí tươi, yêu cầu đó phải được đặt ra ngay từ khâu thiết kế.
Ở mức độ nhất định và có điều kiện. Khả năng lọc phụ thuộc cấp lọc, độ kín của hệ, lưu lượng gió, việc bảo trì và các thiết bị bổ sung nếu có. Không nên kỳ vọng hệ loại bỏ hoàn toàn mọi bụi mịn và vi khuẩn, vì mức làm sạch thực tế do phương án thiết kế quyết định.
Vì nhiệt độ chỉ là một trong nhiều thuộc tính của không khí. Cảm giác bí hoặc có mùi thường đến từ thiếu khí tươi, hút thải chưa đủ, phân phối gió không đều, độ ẩm cao, lọc kém hoặc chênh áp chưa được kiểm soát, những yếu tố mà việc làm lạnh không tự xử lý.
——————————————
CÔNG TY CỔ PHẦN TƯ VẤN ĐẦU TƯ XÂY DỰNG SONG ANH (SA)
.png)
Toà nhà Gia Định - 566 Quốc Lộ 13, Phường Hiệp Bình, (Thủ Đức) TP.HCM
Hotline: 0962 860 220
.png)
Email: songanh.cm1@gmail.com
.png)
Website: sa-corp.vn
