Tính kích thước ống gió và miệng gió HVAC | ASHRAE – SMACNA

Giới thiệu

Thiết kế đường ống gió (Ductwork) và miệng gió (Air Grille, Diffuser) là một trong những kỹ năng nền tảng và quan trọng nhất trong kỹ thuật HVAC – MEP. Đây cũng là phần việc được ứng dụng nhiều nhất khi triển khai thiết kế – bóc tách – thi công tại các dự án thực tế như tòa nhà thương mại, nhà xưởng công nghiệp, khách sạn, trung tâm thương mại…

Không chỉ sinh viên ngành Kỹ thuật Nhiệt – Điện lạnh, mà cả kỹ sư MEP khi phối hợp bản vẽ các hệ thống (HVAC – Điện – Nước – PCCC) đều phải nắm vững cách tính toán kích thước ống gió, kích thước miệng gió, lựa chọn vận tốc gió và phương pháp thiết kế ống gió phù hợp tiêu chuẩn ASHRAE / SMACNA / TCVN để áp dụng cho công việc thiết kế hoặc phối hợp (combine) các bộ môn khi thi công.

Mặc dù kiến thức về ống gió – miệng gió được xem là cơ bản, nhưng thực tế cho thấy phần lớn kỹ sư trẻ không hiểu sâu và không biết cách áp dụng khi vào dự án thật. Nguyên nhân thường gặp: thời lượng học ở trường ngắn, chỉ làm một vài bài tập minh họa, không được tiếp cận quy trình thiết kế thực tế hoặc tiêu chuẩn quốc tế.

Bài viết này sẽ hướng dẫn đầy đủ cách tính toán kích thước ống gió, cách chọn kích thước miệng gió, vận tốc – ma sát – tỷ lệ aspect ratio… theo phương pháp tiêu chuẩn hiện được áp dụng trong các dự án tại Việt Nam và quốc tế. Với kiến thức và các công cụ tính toán trong bài viết này, Cam tin rằng sẽ giúp được các bạn có thể áp dụng ngay vào công việc thực tế.

1. Các phương pháp tính kích thước ống gió (Duct Sizing methods)

Về lý thuyết, có nhiều phương pháp tính kích thước ống gió trong ngành HVAC. Tuy nhiên trong thực tế, chỉ 3 phương pháp được sử dụng thường xuyên nhất tại các dự án thương mại – công nghiệp:

1.1 Phương pháp giảm dần vận tốc (Velocity Reduction Method)

• Nguyên lý: Chọn vận tốc gió phù hợp theo từng loại ống → tính diện tích ống → suy ra kích thước ống gió
• Công thức cơ bản:

A= Q/V

• A: Diện tích tiết diện ống (m²)
• Q: Lưu lượng gió (m³/s)
• V: Vận tốc gió (m/s)

Một số kinh nghiệm chọn vận tốc gió cho hệ ống gió thương mại dân dụng như:

• Ưu điểm: nhanh, dễ áp dụng
• Nhược điểm: khó duy trì vận tốc ổn định; cân bằng gió tốn thời gian; không tối ưu với hệ lớn
• Khi nào dùng: sinh viên – kỹ sư mới vào nghề, bài tập minh họa, dự án nhỏ

1.2 Phương pháp phục hồi áp suất tĩnh (Static Regain Method)

• Nguyên lý: Khi ống mở rộng → vận tốc giảm → tăng áp tĩnh → bù tổn thất đường ống → tạo cân bằng tự nhiên.
• Ưu điểm:

• Hệ thống tự cân bằng tốt, ít dùng van gió
• Tính chính xác cao phù hợp các đường ống gió cấp lạnh cần kiểm soát lưu lượng chính xác.

• Nhược điểm:

• Tính toán phức tạp
• Không phổ biến

• Khi nào dùng: Các hệ thống yêu cầu độ chính xác cao

1.3 Phương pháp tổn thất ma sát đồng đều (Equal Friction Method)

• Nguyên lý: Chọn một giá trị tổn thất ma sát (Pa/m) cố định → tính kích thước các đoạn ống theo cùng mức ma sát.
• Ưu điểm:

• Theo khuyến cáo từ tiêu chuẩn quốc tế như ASHRAE/SMACNA
• Giảm đều kích thước theo lưu lượng giảm
• Tính toán tổn thấp áp nhanh
• Dễ cân bằng gió các nhánh

• Nhược điểm: Chưa tối ưu ở các nhánh ống với lưu lượng rất nhỏ cần chính xác → cần bổ sung các van gió để cân chỉnh.
• Khi nào dùng: Hầu hết các dự án HVAC tai Việt Nam và quốc tế.

2. Giới thiệu các loại vật tư ống gió và miệng gió trong hệ HVAC

Trước khi tiến hành tính toán kích thước ống gió và lựa chọn kích thước miệng gió, kỹ sư cần nắm rõ các loại vật tư ống gió – miệng gió đang được sử dụng phổ biến trong thực tế. Việc hiểu đúng đặc điểm từng loại giúp lựa chọn giải pháp phù hợp với công năng phòng, không gian trần, mức độ ồn, và yêu cầu phân phối gió.

2.1 Các loại ống gió phổ biến trong thực tế

• Ống gió tròn: Dễ chế tạo lắp đặt, được sử dụng nhiều cho công trình nhà xưởng
• Ống gió chữ nhật: Dễ bố trí trong trần hạn chế chiều cao, được sử dụng nhiều nhất trong công trình thương mại
• Ống gió vải: Thẩm mỹ cao, giảm ồn, nhẹ, dễ vệ sinh lắp đặt, được sử dụng cho nhà thi đấu thể thao, phòng sạch

2.2 Các loại miệng gió phổ biến trong thực tế

• • Miệng gió khuếch tán (Diffuser): dùng cho cấp gió lạnh, trần ô laphong 600×600
  • Miệng gió khe dài (Linear / Slot diffuser): dùng cho kiến trúc trần thạch cao hoặc giật cấp trang trí

• Miệng gió tròn: dùng cho trần lộ thạch cao phẳng.
• Miệng gió 1 lớp (Single blade grille): dùng cho hồi gió, thải gió
• Miệng gió lấy / thải gió ngoài trời (Louver): dùng cho lấy gió/ thải gió ngoài trời
• Miệng gió thổi điểm (Jet nozzle): dùng cho không gian lớn, trần cao, sảnh thông tầng

Toàn bộ các loại ống gió và miệng gió HVAC được kỹ sư Vương Cam trực tiếp hướng dẫn thông qua hình ảnh thực tế, bản vẽ thi công và ví dụ từ dự án HVAC trong chuỗi video trên YouTube Vương Cam

Video hướng dẫn vật tư & phụ kiện ống gió HVAC – Phần 1

Nội dung bao gồm: phân loại ống gió, phụ kiện nối ống, miệng gió khuếch tán, miệng gió hồi và ứng dụng thực tế trong hệ HVAC.

Video hướng dẫn vật tư & phụ kiện ống gió HVAC – Phần 2

Nội dung bao gồm: phân loại ống gió, phụ kiện nối ống, miệng gió khuếch tán, miệng gió hồi và ứng dụng thực tế trong hệ HVAC.

3. Tính toán kích thước ống gió

3.1 Các thông số quan trọng khi tính toán kích thước ống gió

Để tính đúng kích thước ống gió, kỹ sư HVAC cần xác định đầy đủ các thông số thiết kế sau:

• Vật liệu ống gió: ảnh hưởng đến độ nhám, tổn thất ma sát
• Nhiệt độ và trạng thái gió trong ống: ảnh hưởng mật độ không khí
• Aspect Ratio (tỷ lệ cạnh ống gió): ảnh hưởng tổn thất áp, gia cường chế tạo ống và sự phù hợp thi công
• Tổn thất ma sát đồng đều (Pa/m): thông số cốt lõi trong phương pháp Equal Friction
• Vận tốc gió tối đa cho phép: liên quan đến ồn và tiêu thụ năng lượng

📌 Bảng tra vận tốc – tổn thất ma sát (bảng 2) được sử dụng phổ biến trong:

• Công trình thương mại
• Hệ thông gió sự cố (hút khói – tạo áp)
• Nhà xưởng công nghiệp

3.2 Hướng dẫn cách tính kích thước ống gió trong thực tế