Hệ thống điều hòa không khí và thông gió HVAC là một phần không thể thiếu trong các công trình lớn như tòa nhà cao tầng, trung tâm thương mại, nhà máy sản xuất, hay khu chung cư. Việc thiết kế một hệ thống HVAC hợp lý sẽ giúp tối ưu hiệu suất làm việc đồng thời đảm bảo sự thoải mái và an toàn cho người sử dụng. Dưới đây là quy trình thiết kế hệ thống điều hòa không khí và thông gió chuyên nghiệp, áp dụng cho nhiều loại công trình khác nhau.
Quy trình thiết kế hệ thống điều hòa không khí
Thông thường, quy trình thiết kế hệ thống điều hòa không khí sẽ tuân theo 6 bước cơ bản dưới đây.
Bước 1: Khảo sát công trình và thu thập dữ liệu thiết kế
Đây là bước quan trọng giúp đảm bảo hệ thống HVAC được triển khai đúng kỹ thuật, tối ưu công năng và phù hợp với yêu cầu của chủ đầu tư.
Công việc đầu tiên cần thực hiện trong bước này là rà soát hồ sơ kiến trúc và kết cấu công trình. Kỹ sư thiết kế cần xem xét bản vẽ mặt bằng để bố trí các thiết bị như dàn nóng, dàn lạnh, ống gió và cửa gió sao cho hợp lý, đảm bảo hiệu quả vận hành mà không ảnh hưởng đến kết cấu chung. Đồng thời, việc phân tích bản vẽ mặt đứng giúp xác định chiều cao công trình, vị trí các phòng chức năng và tầng kỹ thuật, từ đó đưa ra phương án thiết kế hệ thống phù hợp.
Ngoài ra, sử dụng bản vẽ mặt cắt giúp xác định cao độ trần giả, kích thước dầm và các yếu tố ảnh hưởng đến vị trí lắp đặt hệ thống HVAC, đảm bảo tính thẩm mỹ và hiệu suất hoạt động tối ưu.
Đánh giá tiến độ thiết kế cũng là một phần quan trọng trong quá trình khảo sát. Để đảm bảo tiến độ thi công tổng thể, các bên liên quan cần thống nhất lịch trình thiết kế và hoàn thành từng giai đoạn theo đúng thời gian quy định. Bước này giúp giảm thiểu rủi ro trễ tiến độ, đồng thời đảm bảo tính đồng bộ giữa hệ thống HVAC và các hạng mục xây dựng khác.
Ghi nhận yêu cầu của chủ đầu tư là một bước không thể bỏ qua trong quy trình thiết kế hệ thống điều hòa không khí. Chủ đầu tư thường có những yêu cầu cụ thể về hệ thống HVAC, bao gồm giới hạn ngân sách, chủng loại thiết bị và vật tư cần sử dụng, cũng như các tiêu chuẩn hoặc quy định kỹ thuật bắt buộc. Việc ghi nhận và tuân thủ những yêu cầu này ngay từ giai đoạn thiết kế giúp tránh các vấn đề phát sinh trong quá trình thi công và nghiệm thu, đồng thời đảm bảo hệ thống HVAC đáp ứng đúng mong đợi của chủ đầu tư.
Bước 2: Phân tích đặc điểm công trình
Sau khi hoàn thành bước khảo sát công trình và thu thập dữ liệu thiết kế, cần phân tích đặc điểm công trình để kỹ sư đưa ra phương án thiết kế hệ thống HVAC phù hợp với yêu cầu thực tế.
Với mỗi khu vực xây dựng có điều kiện khí hậu và thời tiết khác nhau, ảnh hưởng lớn đến thông số thiết kế của hệ thống HVAC. Các yếu tố quan trọng cần xem xét bao gồm nhiệt độ trung bình, độ ẩm không khí, hướng gió chủ đạo và tần suất xuất hiện các điều kiện thời tiết cực đoan. Ví dụ, công trình tại khu vực ven biển có độ ẩm cao và gió mạnh cần hệ thống HVAC có khả năng chống ăn mòn tốt, trong khi công trình ở vùng khí hậu nóng cần hệ thống làm lạnh hiệu suất cao để đảm bảo môi trường trong nhà luôn thoải mái.
Mỗi loại công trình cũng có nhu cầu sử dụng điều hòa không khí khác nhau, đòi hỏi thiết kế HVAC phù hợp với công năng cụ thể:
- Văn phòng, trung tâm thương mại: Cần hệ thống điều hòa có khả năng làm lạnh nhanh, phân bổ nhiệt độ đều và tối ưu mức tiêu thụ năng lượng.
- Nhà ở: Hệ thống HVAC cần đảm bảo vận hành êm ái, tiết kiệm điện và dễ dàng bảo trì.
- Bệnh viện: Yêu cầu hệ thống lọc khí chất lượng cao để đảm bảo môi trường vô trùng, đồng thời cần thiết kế điều hòa có vùng nhiệt độ khác nhau tùy theo khu vực (phòng mổ, phòng bệnh nhân, phòng chờ…).
- Nhà máy, xưởng sản xuất: Hệ thống HVAC cần thiết kế để đáp ứng khả năng làm mát quy mô lớn, đảm bảo an toàn nhiệt độ cho máy móc và công nhân.
Bên cạnh công năng sử dụng, đặc điểm kiến trúc của công trình cũng ảnh hưởng đến cách bố trí hệ thống điều hòa không khí.
- Xác định vị trí lỗ mở dành cho hệ thống điều hòa và thông gió: Việc thiết kế các lỗ mở trên tường hoặc trần để lắp đặt ống gió, cửa gió phải đảm bảo hài hòa với kết cấu công trình, tránh ảnh hưởng đến thẩm mỹ và tiện ích sử dụng.
- Kiểm tra khả năng lắp đặt dàn nóng: Dàn nóng của hệ thống điều hòa thường được đặt trên mái, ban công hoặc logia, vì vậy cần xem xét không gian lắp đặt, khả năng tiếp cận để bảo trì và đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả.
- Xác định hướng gió tự nhiên: Tận dụng hướng gió để hỗ trợ thông gió tự nhiên giúp giảm tải cho hệ thống HVAC, tiết kiệm năng lượng và cải thiện chất lượng không khí trong công trình.
Việc phân tích kỹ lưỡng các đặc điểm của công trình sẽ giúp tối ưu hiệu suất hoạt động của hệ thống HVAC đồng thời đảm bảo khả năng vận hành lâu dài, tiết kiệm chi phí và phù hợp với nhu cầu sử dụng thực tế.
Bước 3: Áp dụng các tiêu chuẩn thiết kế HVAC
Người thiết kế cần tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật quan trọng, bao gồm:
- TCVN 5687:2010 – Tiêu chuẩn Việt Nam về thông gió, điều hòa không khí.
- ASHRAE 62.1 – 2010 – Tiêu chuẩn quốc tế về chất lượng không khí trong nhà.
- BS 5588 – Tiêu chuẩn về thông gió và an toàn cháy nổ.
- Các quy định khác theo từng loại công trình cụ thể.
Bước 4: Tính toán tải lạnh và lựa chọn thiết bị
Sau khi phân tích đặc điểm công trình, bước tiếp theo trong quy trình thiết kế hệ thống điều hòa không khí là tính toán tải lạnh và lựa chọn thiết bị điều hòa phù hợp. Đây là bước quan trọng giúp đảm bảo hệ thống HVAC hoạt động hiệu quả, tiết kiệm năng lượng và đáp ứng đúng nhu cầu sử dụng.
Trước hết, cần xác định được tổng tài lạnh. Tải lạnh là lượng nhiệt cần được loại bỏ khỏi không gian để duy trì nhiệt độ mong muốn. Việc tính toán chính xác tổng tải lạnh giúp chọn công suất điều hòa phù hợp, tránh tình trạng thiết bị quá tải hoặc dư thừa công suất, gây lãng phí điện năng.
Các yếu tố chính cần xem xét khi tính toán tải lạnh bao gồm:
- Diện tích không gian: Không gian càng lớn thì tải lạnh càng cao.
- Số lượng người sử dụng: Mỗi người trong phòng đều tỏa nhiệt, làm tăng tải lạnh cần thiết.
- Nguồn nhiệt từ thiết bị điện: Máy tính, đèn chiếu sáng, máy móc… đều sinh nhiệt và ảnh hưởng đến tổng tải lạnh.
- Vật liệu xây dựng: Tường, cửa kính, mái nhà có khả năng hấp thụ và truyền nhiệt, tác động đến khả năng làm mát.
- Hướng nhà và điều kiện môi trường: Công trình hướng Tây thường chịu nắng nhiều, cần tải lạnh cao hơn so với công trình có hướng Bắc hoặc Đông.
Kỹ sư HVAC thường sử dụng phần mềm chuyên dụng như HAP (Hourly Analysis Program), Trace 700 hoặc phần mềm tính toán tải lạnh theo tiêu chuẩn ASHRAE để đảm bảo kết quả chính xác, tối ưu hiệu suất hệ thống.
Sau khi xác định tổng tải lạnh, bước tiếp theo là lựa chọn hệ thống điều hòa phù hợp với loại công trình và nhu cầu sử dụng.
- Công trình thương mại (văn phòng, trung tâm thương mại, khách sạn, bệnh viện): Thường sử dụng hệ thống VRV/VRF hoặc Chiller do khả năng làm mát trên diện tích lớn, hiệu suất cao và tiết kiệm năng lượng.
- Căn hộ chung cư: Có thể dùng hệ thống điều hòa Multi, cho phép kết nối nhiều dàn lạnh với một dàn nóng, giúp tối ưu không gian lắp đặt và tiết kiệm điện.
- Nhà ở gia đình: Thường ưu tiên điều hòa cục bộ, với mỗi phòng lắp một dàn lạnh riêng biệt, đảm bảo tính linh hoạt và chi phí hợp lý.
Lựa chọn thiết bị phù hợp sẽ giúp đáp ứng nhu cầu làm mát tối ưu, đồng thời đảm bảo vận hành bền bỉ, tiết kiệm điện năng và dễ dàng bảo trì trong quá trình sử dụng.
Bước 5: Thiết kế hệ thống phân phối gió
Sau khi xác định tải lạnh và lựa chọn thiết bị, cần thiết kế hệ thống phân phối gió để đảm bảo luồng không khí được lưu thông hiệu quả trong toàn bộ công trình. Hệ thống này vừa cung cấp khí mát vừa đảm bảo chất lượng không khí, an toàn phòng cháy chữa cháy và tối ưu hiệu suất vận hành của hệ thống HVAC.
Các thành phần quan trọng trong hệ thống HVAC gồm:
Hệ thống phân phối gió lạnh: Đây là hệ thống đưa khí lạnh từ dàn lạnh đến các khu vực cần làm mát trong công trình.
Hệ thống cấp gió tươi: Gió tươi đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp không khí trong lành, giảm nồng độ CO2 và cải thiện chất lượng không khí bên trong công trình. Thiết kế hệ thống cấp gió tươi cần tính toán lượng không khí tối thiểu theo tiêu chuẩn ASHRAE 62.1 để đảm bảo môi trường thoải mái cho người sử dụng.
Hệ thống hút khí thải: Để đảm bảo chất lượng không khí trong công trình, hệ thống hút khí thải có nhiệm vụ loại bỏ các khí độc hại và mùi khó chịu ra khỏi không gian. Đặc biệt, trong các khu vực như nhà vệ sinh, phòng máy phát điện, phòng kỹ thuật… việc thiết kế hệ thống hút khí thải hiệu quả giúp duy trì môi trường sạch sẽ và an toàn.
Hệ thống hút khói hành lang, khói bếp: Hệ thống này giúp giảm thiểu nguy cơ cháy nổ, đặc biệt quan trọng trong các tòa nhà cao tầng, trung tâm thương mại, nhà hàng, khách sạn.
Hệ thống tăng áp cầu thang: Trong các tòa nhà cao tầng, khi xảy ra hỏa hoạn, cầu thang bộ là lối thoát hiểm quan trọng. Hệ thống tăng áp cầu thang giúp duy trì áp suất dương, ngăn chặn khói tràn vào cầu thang, giúp người bên trong thoát hiểm an toàn.
Hệ thống thông gió tầng hầm: Tầng hầm của các tòa nhà, bãi đỗ xe thường có nồng độ CO, CO2 cao, nếu không được xử lý sẽ gây nguy hiểm cho sức khỏe con người. Hệ thống thông gió tầng hầm giúp giảm thiểu nồng độ khí độc, đảm bảo an toàn cho người sử dụng.
Bước 6: Hoàn thiện hồ sơ thiết kế
Sau khi hoàn thành các bước trên, đơn vị thiết kế sẽ lập hồ sơ thiết kế bao gồm:
- Bản vẽ sơ đồ nguyên lý hệ thống HVAC.
- Bản vẽ bố trí thiết bị, đường ống.
- Bản vẽ chi tiết lắp đặt.
- Thuyết minh tính toán và mô tả phương án thiết kế.
Dịch vụ thiết kế và thi công hệ thống HVAC của Cơ Điện Thăng Long
Nếu bạn đang tìm kiếm một đơn vị chuyên nghiệp trong thiết kế và thi công hệ thống điều hòa không khí và thông gió, Cơ Điện Thăng Long là lựa chọn lý tưởng. Chúng tôi cung cấp giải pháp HVAC tối ưu cho mọi loại công trình với những lợi thế vượt trội:
- Đội ngũ kỹ sư chuyên nghiệp, giàu kinh nghiệm trong thiết kế và thi công HVAC.
- Tiết kiệm chi phí và vật tư, đảm bảo tính thẩm mỹ và độ bền của công trình.
- Tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn kỹ thuật, đảm bảo hệ thống vận hành hiệu quả.
- Dịch vụ hỗ trợ nhanh chóng, cam kết bảo trì và bảo dưỡng định kỳ.
Hãy liên hệ với Cơ Điện Thăng Long ngay hôm nay để nhận tư vấn và báo giá chi tiết!
