Hệ thống thông gió là gì? Phân loại, nguyên lý hoạt động, vai trò của chúng trong công trình

Hệ thống thông gió là gì?

Hệ thống thông gió (Ventilation system) là hệ thống đảm bảo cung cấp không khí tươi từ bên ngoài vào trong công trình, giúp duy trì chất lượng không khí và sự thoải mái cho người sử dụng.

Hệ thống thông gió thải giúp loại bỏ khói, mùi hôi, bụi bẩn, giảm thiểu vi khuẩn và các chất gây ô nhiễm khác trong môi trường, giúp bảo vệ sức khỏe và tăng cường sự an toàn.

Hệ thống thông gió kết hợp điều hòa có khả năng điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm trong môi trường, đảm bảo môi trường sống và làm việc thoải mái và phù hợp với yêu cầu sử dụng.

Hệ thống thông gió còn được sử dụng để tạo chênh lệch áp suất các phòng để đảm bảo gió di chuyển giữa các phòng/ khu vực theo yêu cầu thiết kế và ngăn nhiễm chéo ở các công trình như bệnh viện, nhà máy sản xuất…

Hệ thống thông gió sự cố đặc biệt được sử dụng nhằm ngăn khói duy trì thời gian thoát nạn cho người khi xảy ra hỏa hoạn.

Chú thích chữ viết tắt trong bài viết:

• Hệ thống thông gió – HTTG
• Thông gió – TG

Phân loại hệ thống thông gió

1. Thông gió tự nhiên (Natural Ventilation)

Thông gió tự nhiên dựa trên sử dụng luồng không khí tự nhiên thông qua cửa, cửa sổ, khe hở hoặc các hệ thống thoát hiểm để cung cấp sự lưu thông không khí.

TG tự nhiên là phương pháp tiết kiệm năng lượng nhưng tính toán khó khăn, liên quan nhiều bởi yếu tố thời tiết, môi trường bên ngoài, chiều cao tòa nhà, phối hợp nhiều đến kiến trúc và khó được kiểm soát tốt bằng TG cơ khí.

Thông gió tự nhiên – Natural ventilation

2. Thông gió cơ khí (Mechanical Ventilation)

Thông gió cơ khí sử dụng các quạt thông gió và hệ thống đường ống, cửa gió để cung cấp sự lưu thông không khí, khử mùi với đa dạng các công năng phòng.

Ngoài ra cùng với hệ thống điều hòa, chúng góp phần kiểm soát và điều chỉnh chất lượng không khí, nhiệt độ và độ ẩm một cách chính xác hơn theo yêu cầu thiết kế tiện nghi.

Thông gió cơ khí – Mechanical ventilation

Các hệ thống thông gió phổ biến khi thiết kế công trình thương mại dân dụng và công nghiệp

1. Hệ thống cấp gió tươi phòng điều hòa

Hệ thống cấp gió tươi phòng điều hòa được thiết kế bằng quạt đặt trên mái hoặc tại mỗi tầng kết nối với đường ống gió, miệng gió để cấp gió trực tiếp đến các thiết bị điều hòa như FCU/ AHU.

Chúng có thể được thiết kế tích hợp tối ưu hơn về năng lượng thông qua các bộ thu hồi nhiệt thải.

2. Hệ thống hút gió thải phòng điều hòa

Hệ thống hút gió thải phòng điều hòa được thiết kế bằng quạt đặt trên mái hoặc tại mỗi tầng kết nối với ống gió và hút thải gió trực tiếp từ phòng/ ống gió hồi AHU ra ngoài trời.

Chúng có thể được thiết kế tích hợp tối ưu hơn về năng lượng thông qua các bộ thu hồi nhiệt thải.

3. Hệ thống thông gió cơ khí không điều hòa

a) Thông gió hút mùi nhà vệ sinh

HTTG hút mùi nhà vệ sinh thường sử dụng một trong 2 dạng sau:

• Sử dụng quạt hút mùi gắn trần (quạt thông gió âm trần) nối ống gió cho mỗi nhà vệ sinh thường thấy ở các nhà vệ sinh độc lập của công trình như căn hộ chung cư, biệt thự, cửa hàng…
• Sử dụng quạt hướng trục tại mỗi tầng hoặc trên mái và hút mùi các nhà vệ sinh thông qua đường ống gió và miệng gió thường thấy ở các công trình có nhà vệ sinh công cộng như cao ốc văn phòng, khách sạn, trung tâm thương mại, bệnh viện…

Thông gió nhà vệ sinh

b) Thông gió hút mùi bếp

Hệ thống TG hút mùi bếp là hệ thống rất đa dạng tùy theo từng loại công trình yêu cầu mà chúng có độ phức tạp khác nhau như:

• Hệ thống hút mùi bếp nhà ở, căn hộ
• Hệ thống hút mùi bếp cho bếp ăn công nghiệp
• Hệ thống hút mùi bếp và bổ sung gió tại chụp hút bếp ở các nhà hàng
• Hệ thống hút mùi, bổ sung gió kết hợp điều hòa làm mát phòng bếp tại các khách sạn 5 sao hoặc không gian cao cấp.

Kitchen ventilation

Để hiểu thêm về HTTG cho bếp các bạn có thể tham khảo thêm bài viết:

1. Hệ thống điều hòa không khí và thông gió cho bếp

2. Cân bằng gió cho hệ thống bếp thương mại

c) Thông gió phòng rác

Hệ thống thông gió phòng rác là hệ thống rất được chú trọng ở hầu hết các công trình đặc biệt là chung cư cao cấp nơi mà mùi hôi và vi khuẩn cần được kiểm soát chặt chẽ nhằm hạn chế ảnh hưởng đến sinh hoạt con người trong công trình và bên ngoài.

HTTG phòng rác thường được thiết kế bằng các đường ống gió và quạt hút gió thải từ phòng ra ngoài kết hợp với xử lý mùi bằng ozone hoặc làm điều hòa kết hợp TG.

Garbage room ventilation

d) Thông gió phòng kỹ thuật

Trong công trình thì phòng kỹ thuật được hiểu rất đa dạng như: phòng bơm, phòng máy phát điện, phòng máy biến áp, phòng tủ điện, phòng gas, phòng chiller…

Phòng máy phát điện khá được chú trọng trong việc thiết kế để đảm bảo lưu lượng gió giải nhiệt cho máy bao gồm gió cấp, gió thải và gió thải dầu.

Phòng điện, phòng chiller và phòng bơm được tính toán và thiết kế bởi hệ quạt kết hợp ống gió hoặc quạt gắn tường đối với các phòng nhỏ nhằm mục đích giải nhiệt trong quá trình vận hành thiết bị.

Thông gió phòng máy phát điện

Để hiểu thêm về HTTG phòng máy phát điện, các bạn tham khảo thêm bài viết:

1. Nguyên lý thiết kế thông gió phòng máy phát điện

2. Các vấn đề cần lưu ý khi thiết kế phòng máy phát điện

4. Thông gió cơ khí trong công nghiệp

Đối với công nghiệp sẽ tùy theo từng loại nhà máy cụ thể mà có các loại TG khác nhau điển hình như:

• TG các phòng, xưởng sản xuất có người hoạt động.
• TG các kho bãi chứa vật liệu sản xuất.
• TG làm mát, lọc bụi cho máy móc công nghệ
• TG kết hợp làm mát bằng các thiết bị máy làm mát áp suất dương hoặc áp suất âm.
• TG cân bằng áp và đối lưu gió theo yêu cầu các phòng sạch.

5. Hệ thống thông gió sự cố

Hệ thống thông gió sự cố là hệ thống được kích hoạt trong giai đoạn xảy ra cháy và chúng luôn được cấp nguồn ưu tiên như máy phát điện để có thể sẵn sàng hoạt động khi có sự cố cháy xảy ra và nguồn điện chính được ngắt.

Các HTTG sự cố là rất quan trọng do đó trong quá trình thiết kế sẽ phải được duyệt và cấp phép bởi cơ quan thẩm duyệt PCCC trước khi tiến hành xây lắp hoặc đưa vào sử dụng.

a) Hệ thống thông gió hầm xe

Hệ thống thông gió hầm xe là hệ thống đặc biệt được vận hành trong giai đoạn sử dụng thông thường và cả giai đoạn xảy ra sự cố cháy. Do đó hệ thống này thông thường sẽ vận hành theo 2 chế độ gió thấp và cao theo từng giai đoạn cụ thể.

HTTG hầm xe có thể được thiết kế bằng hệ quạt thông gió kết hợp đường ống gió, miệng gió hoặc bằng các quạt đẩy gió jet fan.

Hệ thống thông gió hầm xe

Để hiểu thêm về HTTG hầm xe bạn có thể tham khảo bài viết:

Những điểm lưu ý khi thiết kế thông gió tầng hầm xe về các phương án thiết kế ứng dụng.

b) Hệ thống hút khói hành lang, phòng lớn

Hệ thống hút khói hành lang, phòng lớn là hệ thống được kích hoạt trong giai đoạn đầu của đám cháy nhằm mục đích hút khói ra ngoài tạo không gian sạch khói để người thoát nạn an toàn khỏi công trình.

Hệ thống hút khói hành lang, phòng lớn được thiết kế bằng quạt hút khói kết hợp các ống gió có khả năng chống cháy theo quy định từ Quy chuẩn Việt Nam để hút khói ra ngoài. Các quạt hút khói có thể đặt tại tầng sân thượng hoặc trong trần được bọc vật liệu chống cháy.

Hệ thống hút khói – bù gió

c) Hệ thống tăng áp cầu thang, sảnh thang, phòng đệm

Hệ thống tăng áp cầu thang (tạo áp cầu thang), sảnh thang, phòng đệm là hệ thống được kích hoạt khi xảy ra cháy, hệ thống tăng áp cầu thang, sảnh thang, phòng đệm sử dụng các hệ quạt tạo áp kết hợp ống gió để cung cấp gió trời vào trong các không gian chống nhiễm khói trên đường thoát nạn như cầu thang bộ, phòng đệm, sảnh thang máy, các khoang ngăn khói… nhằm bảo vệ cho người thoát nạn di tản ra ngoài công trình không bị ngạt khói.

Hệ thống tăng áp cầu thang (hệ thống tạo áp cầu thang)

Để hiểu thêm về hệ thống tăng áp cầu thang (tạo áp cầu thang), các bạn tham khảo thêm bài viết:

1. Thiết kế hệ thống tăng áp cầu thang, hút khói hành lang

2. Nguyên lý cơ bản khi thiết kế hệ thống tăng áp cầu thang

6. Hệ thống thông gió làm lạnh sơ bộ/ thu hồi nhiệt

Đối với các công trình lớn hoặc rất lớn với mật độ người đông thì việc thông gió tươi, gió thải bằng quạt cấp và hút thải trực tiếp ra ngoài sẽ gây lãng phí lớn năng lượng tải lạnh. Do đó để giảm thiểu và tiết kiệm năng lượng hệ thống cấp gió tươi, hút gió thải sẽ đi qua thiết bị TG thu hồi nhiệt để tận dụng nhiệt thải làm mát sơ bộ gió trời vào trước khi vào các FCU/ AHU.

Hệ thống thông gió làm lạnh sơ bộ/ thu hồi nhiệt hoạt động theo nguyên lý gió thải trong phòng điều hòa trước khi thải ra ngoài trời sẽ được trao đổi nhiệt với gió tươi ngoài trời vào và trao đổi nhiệt trong thiết bị thu hồi nhiệt bởi bộ trao đổi nhiệt. Gió thải nhận nhiệt của gió tươi làm hạ nhiệt độ gió tươi tiết kiệm năng lượng cho các thiết bị FCU/ AHU khi khử nhiệt gió tươi.

Cấu tạo bộ thông gió thu hồi nhiệt (Heat recovery wheel unit)

Nguyên lý hoạt động bộ thông gió thu hồi nhiệt (Heat recovery wheel unit)

Kết luận

Qua bài viết các bạn đã có thể hình dung được sơ bộ về các hệ thống thông gió trong các dự án thương mại và dân dụng cũng như hiểu được nguyên lý, vai trò của hệ thống thông gió trong công trình.

Việc phân tích và hiểu rõ các HTTG là vô cùng quan trọng đối với kỹ sư thiết kế, giúp họ đưa ra các ý tưởng thiết kế ban đầu cho dự án. Đặc biệt, trong thời đại hiện nay, khi mà sự quan tâm về vấn đề tiết kiệm năng lượng và đảm bảo an toàn cháy nổ cho công trình ngày càng cao thì việc lựa chọn các HTTG hiệu quả và phù hợp là một yếu tố cần được phân tích kỹ lưỡng cho dự án hơn bao giờ hết.

Nguồn: Kỹ sư Vương Cam