Tầng hầm của chung cư, tòa nhà văn phòng, trung tâm thương mại hay khu vực để xe thường có đặc điểm chung là không gian kín, ít khả năng trao đổi không khí tự nhiên nhưng lại thường xuyên phát sinh khí thải từ phương tiện. Nếu luồng không khí không được tổ chức hợp lý, mùi xăng dầu, CO, NO₂, nhiệt và hơi ẩm có thể tích tụ tại những vùng chết trong hầm.
Vì vậy, giải pháp thông gió tầng hầm không đơn giản là lắp một vài quạt hút công suất lớn. Một hệ thống hiệu quả phải giải quyết đồng thời bài toán cấp gió tươi, hút khí thải, phân phối dòng khí, kiểm soát nồng độ CO, tiếng ồn, điện năng vận hành và phối hợp với hệ thống hút khói khi xảy ra cháy.
Hệ thống thông gió tầng hầm cần giải quyết những vấn đề gì?
Với tầng hầm dùng làm bãi đỗ xe, nguồn ô nhiễm không khí chủ yếu phát sinh khi phương tiện khởi động, di chuyển hoặc chờ tại ram dốc. Trong điều kiện thông gió kém, khí thải không phân tán ra ngoài mà có thể tập trung tại một số khu vực.
Một hệ thống thông gió phù hợp cần thực hiện được các chức năng chính:
- Đưa không khí ngoài trời vào tầng hầm để bổ sung lượng khí cần thiết.
- Hút khí thải và không khí ô nhiễm ra ngoài theo hướng kiểm soát.
- Hạn chế các vùng không khí tù đọng phía sau dầm, góc khuất hoặc khu vực xa cửa hút.
- Giảm mùi, nhiệt và tình trạng bí khí khi mật độ phương tiện tăng cao.
- Theo dõi nồng độ CO để điều chỉnh chế độ vận hành.
- Phối hợp với hệ thống kiểm soát khói trong tình huống cháy.
QCVN 13:2018/BXD quy định đối với gara ô tô ngầm, hệ thống thông gió phải được tách riêng cho từng tầng; gara dạng kín phải có thiết bị đo nồng độ CO và tín hiệu kiểm tra tương ứng.
Một hệ thống thông gió tầng hầm thường gồm những gì?
Tùy quy mô công trình và phương án thiết kế, hệ thống có thể khác nhau, nhưng về cơ bản thường gồm các nhóm thiết bị sau:
Quạt hút và quạt cấp gió
Quạt tạo chênh áp để đưa không khí ô nhiễm ra khỏi tầng hầm và đưa lượng không khí sạch cần thiết vào bên trong.
Tùy cột áp, lưu lượng và mạng đường ống, có thể sử dụng:
- Quạt hướng trục;
- Quạt ly tâm;
- Quạt cấp khí;
- Quạt hút tổng;
- Quạt chuyên dùng trong hệ thống hút khói nếu thiết kế yêu cầu.
Không nên chọn quạt chỉ dựa vào công suất động cơ. Thông số cần quan tâm là lưu lượng, cột áp tại điểm làm việc, độ ồn, hiệu suất và yêu cầu vận hành trong từng chế độ.
Hệ thống ống gió và miệng gió
Ống gió giúp đưa khí tới đúng khu vực cần cấp hoặc hút. Miệng gió phải được bố trí để hạn chế tình trạng khu vực gần quạt có lưu lượng quá lớn nhưng khu vực cuối tuyến gần như không được trao đổi khí.
Khi tuyến ống đi qua bộ phận ngăn cháy, yêu cầu đối với van ngăn cháy và khả năng chịu lửa của tuyến ống phải được xem xét theo hồ sơ thiết kế và quy định PCCC liên quan. QCVN 13:2018/BXD có yêu cầu cụ thể về van ngăn cháy tại vị trí đường ống xuyên qua vách ngăn cháy.
Quạt Jetfan
Jetfan tạo luồng khí có vận tốc cao để đẩy không khí từ các vùng bên trong tầng hầm về khu vực hút tổng, nhờ đó có thể giảm đáng kể mạng ống phân phối trong không gian hầm.
Giải pháp này đặc biệt đáng cân nhắc khi tầng hầm rộng, trần thấp hoặc bị giới hạn bởi dầm, máng cáp, sprinkler, cấp thoát nước và các hệ thống M&E khác. Đây cũng là một trong những phương án được bài tham khảo System Fan đề cập cho tầng hầm.
Cảm biến CO và hệ thống điều khiển
Cảm biến CO giúp hệ thống không phải luôn chạy ở công suất tối đa. Tùy thiết kế, tín hiệu cảm biến có thể kết nối với:
- Tủ điều khiển;
- Biến tần;
- PLC;
- BMS;
- Hệ thống cảnh báo vận hành.
Khi nồng độ ô nhiễm tăng, hệ thống có thể tăng cấp vận hành; khi tải thấp, quạt giảm tốc hoặc dừng theo logic điều khiển đã thiết lập.
Nên dùng hệ thống ống gió hay Jetfan cho tầng hầm?
Không có một phương án phù hợp cho mọi công trình.
Thông gió bằng quạt và đường ống
Không khí được cấp và hút thông qua mạng ống, sau đó phân phối bằng các cửa hoặc miệng gió.
Ưu điểm:
- Dễ kiểm soát vị trí cấp và hút;
- Phân phối lưu lượng theo từng khu vực;
- Phù hợp với mặt bằng có đủ không gian trên trần;
- Thuận lợi khi cần kiểm soát từng zone cụ thể.
Hạn chế:
- Chiếm chiều cao thông thủy;
- Nhiều ống, phụ kiện và giá treo;
- Phải phối hợp kỹ với sprinkler, điện, cấp thoát nước và các hệ thống khác;
- Cải tạo công trình đang sử dụng thường khó hơn.
Thông gió sử dụng Jetfan
Jetfan tạo dòng khí dẫn hướng trong tầng hầm, phối hợp với quạt hút tổng và các vị trí cấp khí.
Ưu điểm:
- Giảm mạng ống gió trên trần;
- Phù hợp tầng hầm có không gian M&E chật;
- Dễ tạo luồng khí xuyên qua các khu vực lớn;
- Mặt bằng trần gọn hơn.
Hạn chế:
- Vị trí và hướng thổi phải được tính toán cẩn thận;
- Dầm, cột hoặc các vật cản có thể làm biến dạng dòng khí;
- Bố trí không đúng dễ tạo vùng khí quẩn;
- Cần kiểm tra kỹ hiệu quả phân phối gió thay vì chỉ tính tổng lưu lượng.
Khi nào nên kết hợp hai phương án?
Trong thực tế, nhiều tầng hầm sử dụng Jetfan để dẫn dòng bên trong nhưng vẫn có quạt hút tổng, trục hút, cửa xả và hệ thống cấp khí. Đây thường là lựa chọn hợp lý với mặt bằng lớn, nhiều cột hoặc không thể bố trí mạng ống hút phủ đều toàn bộ diện tích.
Nguyên lý hoạt động của thông gió tầng hầm
Chế độ thông gió bình thường
Ở chế độ thường, mục tiêu là duy trì chất lượng không khí trong tầng hầm. Không khí ngoài trời được đưa vào thông qua hệ thống cấp hoặc các vị trí lấy gió phù hợp. Đồng thời, quạt hút tạo dòng khí đi từ vùng sạch hơn về vùng ô nhiễm và đưa khí thải ra ngoài.
Nếu có Jetfan, các quạt này hỗ trợ vận chuyển không khí từ các khu vực sâu bên trong về đầu hút tổng.
Một nguyên tắc quan trọng là không để khí thải vừa xả ra ngoài lại bị hút ngược trở lại cửa lấy gió tươi. TCVN 5687:2024 đưa ra yêu cầu về việc bố trí cửa lấy gió ngoài và cửa thải nhằm hạn chế hiện tượng này.
Chế độ khi có cháy
Đây là điểm dễ bị nhầm nhất khi nói về thông gió tầng hầm. Thông gió trao đổi bình thường và hệ thống thông gió chống khói không phải là một khái niệm. Khi xảy ra cháy, logic điều khiển phải chuyển sang chế độ được thiết kế cho kiểm soát khói.
QCVN 13:2018/BXD yêu cầu hệ thống thông gió chống khói để đẩy sản phẩm cháy ra khỏi gian lưu giữ xe và đường dốc cách ly. Quy chuẩn cũng nêu khi xảy ra cháy, thông gió trao đổi chung phải được ngắt và hệ thống bảo vệ chống khói phải hoạt động theo trình tự quy định.
Do đó, khi thiết kế hoặc cải tạo cần kiểm tra rõ quạt nào phục vụ thông gió thường, quạt nào phục vụ hút khói, chế độ liên động báo cháy và yêu cầu chịu lửa của thiết bị.
Bạn có thể tham khảo thêm giải pháp hệ thống chiếu sáng, PCCC, hút khói để hiểu rõ hơn mối liên hệ giữa các hệ thống kỹ thuật khi xảy ra sự cố.
Cách xác định lưu lượng thông gió tầng hầm
Một cách kiểm tra sơ bộ thường được sử dụng là: Q = S × H × N
Trong đó:
- Q: lưu lượng không khí, m³/h;
- S: diện tích tầng hầm, m²;
- H: chiều cao tính toán, m;
- N: số lần trao đổi không khí trong một giờ.
TCVN 5687:2024 tại Phụ lục F tham khảo 6 lần trao đổi không khí/giờ đối với gara ô tô có chiều cao 2,5 m và lưu ý với phòng trong tầng hầm, số lần trao đổi có thể tăng thêm từ 20% đến 50%.
Tuy nhiên, đây không nên được hiểu là cứ lấy diện tích × chiều cao × 6 rồi chọn quạt.
Thiết kế thực tế còn phải xét:
- Nồng độ và lượng chất ô nhiễm phát sinh;
- Số lượng, mật độ và thời gian hoạt động của phương tiện;
- Chiều cao thực tế;
- Phân chia zone;
- Lượng khí đi qua ram dốc;
- Vị trí cấp và hút;
- Tổn thất áp suất của mạng ống;
- Chế độ điều khiển bằng CO;
- Yêu cầu hút khói và PCCC.
TCVN 5687:2024 cũng yêu cầu lưu lượng phải được xác định trên cơ sở tính toán để đáp ứng yêu cầu vệ sinh và phòng chống cháy nổ, thay vì chỉ phụ thuộc một hệ số trao đổi khí duy nhất.
Những thông tin cần có trước khi thi công thông gió tầng hầm
Để nhà thầu có thể xây dựng phương án sát thực tế, chủ đầu tư nên chuẩn bị tối thiểu:
- Bản vẽ kiến trúc tầng hầm;
- Diện tích và chiều cao từng tầng;
- Mục đích sử dụng;
- Số lượng chỗ đỗ xe dự kiến;
- Vị trí ram dốc và cửa mở;
- Mặt bằng các hệ thống M&E khác;
- Vị trí có thể bố trí trục cấp, trục hút;
- Yêu cầu PCCC;
- Hiện trạng hệ thống nếu là dự án cải tạo.
Ở giai đoạn thi công, cần phối hợp thông gió với điện, PCCC, cấp thoát nước, sprinkler, máng cáp và chiều cao thông thủy. Đây cũng là lý do các dự án lớn thường đưa thông gió tầng hầm vào phạm vi tổng thể của thi công hệ thống cơ điện thay vì xử lý riêng lẻ sau khi các hệ thống khác đã lắp xong. Cơ điện Thăng Long hiện công bố HVAC, thông gió và cấp khí tươi trong nhóm dịch vụ thi công M&E của doanh nghiệp.
Khi nào tầng hầm nên cải tạo lại hệ thống thông gió?
Hệ thống nên được khảo sát lại khi xuất hiện một hoặc nhiều dấu hiệu:
- Mùi khí thải tồn tại lâu dù quạt đang chạy;
- Một số khu vực rất bí trong khi khu vực gần quạt có gió mạnh;
- Nồng độ CO thường xuyên tăng cao;
- Quạt rung hoặc phát tiếng ồn bất thường;
- Tiền điện vận hành tăng nhưng hiệu quả thông gió không cải thiện;
- Thay đổi công năng hoặc tăng số lượng xe;
- Cải tạo mặt bằng làm thay đổi đường đi của luồng khí;
- Hệ thống cũ không còn phù hợp với yêu cầu vận hành hoặc PCCC hiện tại.
Đối với công trình đang sử dụng, không nhất thiết phải thay toàn bộ hệ thống. Sau khảo sát có thể chỉ cần thay đổi tuyến ống, bổ sung cửa hút, điều chỉnh quạt, thêm Jetfan, thay động cơ, bổ sung biến tần hoặc cải tiến logic điều khiển.
Cơ điện Thăng Long chuyên tư vấn và triển khai hệ thống thông gió tầng hầm
Cơ Điện Thăng Long – Thăng Long EM hoạt động trong lĩnh vực xây dựng và cơ điện M&E, có các nhóm dịch vụ tư vấn – thiết kế, thi công – lắp đặt và cải tạo – sửa chữa hệ thống thông gió.
Với công trình tầng hầm, phương án phù hợp cần được xác định từ mặt bằng thực tế, lưu lượng yêu cầu, không gian kỹ thuật, hệ thống PCCC hiện hữu và yêu cầu vận hành, thay vì áp dụng cùng một cấu hình quạt cho mọi dự án.
Nếu đang chuẩn bị xây dựng, cải tạo hoặc gặp tình trạng tầng hầm bí khí, quạt yếu, tiếng ồn lớn hay hệ thống vận hành không hiệu quả, chủ đầu tư có thể liên hệ Công Ty TNHH Đầu Tư Xây Dựng Và Cơ Điện Thăng Long để khảo sát hiện trạng, đánh giá hệ thống và đề xuất phương án phù hợp với công trình.
Một hệ thống thông gió tầng hầm hiệu quả cần được tính toán đồng bộ từ lưu lượng gió, vị trí cấp – hút, lựa chọn quạt, đường ống, Jetfan đến cảm biến CO và phương án phối hợp với hệ thống hút khói khi xảy ra cháy. Với các tầng hầm đã vận hành lâu năm, nếu xuất hiện tình trạng bí khí, mùi khí thải kéo dài, quạt yếu, rung ồn hoặc lưu lượng phân bố không đều, chủ đầu tư nên kiểm tra sớm để xác định nguyên nhân và có phương án sửa chữa hệ thống thông gió hoặc cải tạo sửa chữa hệ thống thông gió phù hợp. Cơ Điện Thăng Long có thể hỗ trợ khảo sát hiện trạng, tư vấn giải pháp và triển khai các hạng mục cơ điện liên quan, giúp hệ thống vận hành ổn định, an toàn và phù hợp hơn với nhu cầu thực tế của công trình.
