Việc thiết kế hệ thống thông gió tòa nhà đòi hỏi sự cân bằng giữa hiệu suất năng lượng và chất lượng không khí bên trong. Vì vậy việc lựa chọn thông số quạt gió và ống gió phù hợp rất quan trọng. Các bạn hãy cùng SAV tìm hiều về cách lựa chọn quạt gió và ống gió làm sao phù hợp với hệ thống vừa đảm bảo được chất lượng của không khí vừa tiết kiệm được chi phí.
1. 💨 Xác Định Lưu Lượng Gió Cần Thiết (Q) cho Tòa Nhà
Lưu lượng gió là thể tích không khí cần thiết để luân chuyển, cấp vào và thải ra khỏi tòa nhà. Trong thông gió tòa nhà,Q thường được xác định dựa trên hai tiêu chí chính: Số lần Trao đổi Không khí ACH và Tiêu chuẩn Gió Tươi/Người.
Dựa trên Số lần Trao đổi Không khí (ACH / N)
Phương pháp này dùng để đảm bảo không khí trong phòng được thay thế hoàn toàn một số lần nhất định trong một giờ.
Trong đó:
- V: Thể tích của khu vực cần thông gió (dài x rộng x cao)
- N (ACH): Số lần trao đổi không khí. Giá trị được tra cứu theo tiêu chuẩn (TCVN 5687-2010 ASHRAE):
- Văn phòng/Hành lang: 4 – 6 lần/giờ.
- Nhà vệ sinh: 10 – 15 lần/giờ (ưu tiên hút thải).
- Bãi đỗ xe tầng hầm: 4 – 6 lần/giờ.
2. ✅ Lựa Chọn Quạt Phù Hợp với Điểm Làm Việc (Q)
Khi đã có Điểm Làm Việc (Q), việc lựa chọn quạt cần dựa trên hiệu suất, độ ồn và khả năng vận hành bền vững.
2.1. Phân loại và Ứng dụng Quạt trong Tòa nhà
| Loại Quạt | Đặc điểm | Ứng dụng trong Tòa nhà |
| Quạt Ly tâm (Centrifugal) | Tạo áp suất tĩnh cao, lưu lượng lớn. | Hệ thống cấp/thải gió lớn (trên mái, phòng máy), hút khói tầng hầm, hệ thống ống gió dài. |
| Quạt Hướng trục (Axial) | Lưu lượng rất lớn, áp suất tĩnh thấp. | Thông gió trực tiếp (gắn tường/cửa sổ), tăng áp cầu thang, hút khói tầng hầm (áp suất thấp). |
| Quạt Hỗn hợp (Mixed Flow) | Kết hợp ưu điểm của Ly tâm và Hướng trục. | Quạt nối ống (Duct Fan) cho hệ thống thông gió cục bộ/phân tán. |
2.2. Tiêu chí Tối ưu hóa Hiệu suất
- Vùng Hiệu suất cao: Chọn quạt có Điểm Làm Việc nằm trong khoảng từ $85\%$ đến $105\%$ của vùng hiệu suất tĩnh cao nhất trên đường đặc tuyến quạt.
- Tiết kiệm Năng lượng: Bắt buộc sử dụng Biến tần (VFD) cho quạt để điều chỉnh tốc độ theo nhu cầu thực tế (ví dụ: bãi đỗ xe điều chỉnh theo nồng độ (CO) hoặc theo thời gian trong ngày. Công nghệ này giúp tiết kiệm điện năng đáng kể.
- Độ Ồn: Kiểm tra chỉ số NC (Noise Criteria) của quạt. Lắp đặt các phụ kiện giảm ồn (tiêu âm, khớp nối mềm) để đảm bảo không gian làm việc đạt tiêu chuẩn tiếng ồn mong muốn
Ví dụ: chúng ta đang cần lưu lượng 100.000 m3/h thì có thể chọn 2 quạt lưu lượng 50.000 m3/h hoặc 5 quạt 20.000 m3/h tùy thuộc vào điều kiện lắp đặt và phân chia các khu vực mà lựa chọn phương án phù hợp.
3. 📐 Lựa Chọn Thông số Kích thước Ống gió
Việc lựa chọn kích thước ống gió dựa trên Lưu lượng gió (Q) và Tốc độ gió cho phép (V). Kích thước ống ảnh hưởng trực tiếp đến trở lực (Pt) và độ ồn của hệ thống.
3.1. Xác định Tốc độ Gió Tiêu chuẩn (V_cho phép)
Tốc độ gió (V) phải được giới hạn để hệ thống không gây ồn và trở lực không quá cao. Tốc độ này được tra bảng theo tiêu chuẩn ASHRAE)
| Khu vực Lắp đặt | Vận tốc Gió Khuyến nghị (m/s) | Ghi chú |
| Ống gió Chính (Main Duct) | 7.5 – 10 | Tốc độ cao, cho phép trở lực lớn hơn. |
| Ống gió Nhánh (Branch Duct) | 4 – 7.5 | Giảm tốc độ để giảm trở lực và tiếng ồn. |
| Miệng gió Cấp/Hồi | 2.5 – 4 | Giữ tốc độ thấp để không gây khó chịu cho người sử dụng. |
3.2. Tính toán Kích thước Ống gió
Mối quan hệ giữa Q, V, và Tiết diện (A) của ống gió là:
- Q: Lưu lượng gió đi qua đoạn ống (m3/s, m3/h)
- A: Tiết diện ống gió (m2)
Ví dụ chọn thông số đường Ống gió phù hợp với quạt lưu lượng Q=20.000m3/h
Q = 20.000 (m3/h) =5.56 m3/s giả sử bỏ qua ma sát của đường ống
👉 Lựa chọn chiến lược: Giả sử đây là ống gió chính nằm trong khu vực ít nhạy cảm về độ ồn (ví dụ: tầng kỹ thuật), ta chọn V = 9.0 m/s để tối ưu hóa không gian.
A=Q/V=5.56/9= 0.618m2
- Kích thước Ống gió Vuông/Chữ nhật
Chọn ống chữ nhật vì nó linh hoạt trong không gian trần. Ta cần chọn chiều rộng B và chiều cao H sao cho B*H =0.618 (m2) (ví dụ KT ống 1000×620, 1200×520)
- Kích thước Ống gió Tròn
Chọn ống tròn giúp giảm trở lực và tiếng ồn. A = Pi* D^2/4 => D=888 (mm)
Vậy với Q=20.000 m3/h chúng ta nên chọn kích thước ống vuông 1000×620 hoặc là ống tròn D900 là phù hợp với hệ thống
4. Kết Luận
Trong bất kỳ hệ thống HVAC nào, việc lựa chọn quạt gió và ống gió không chỉ là vấn đề kỹ thuật mà là quyết định chiến lược ảnh hưởng trực tiếp đến chi phí vận hành ($\text{OPEX}$) và hiệu suất làm việc trọn đời của công trình.
Quạt gió chính là “trái tim” cung cấp lưu lượng cần thiết, nhưng nếu chọn sai thông số (thừa hoặc thiếu Áp suất tĩnh), quạt sẽ tiêu thụ điện năng vô ích hoặc không thể đẩy gió đến các khu vực xa. Tương tự, Ống gió chính là “mạch máu” của hệ thống. Kích thước ống quá nhỏ sẽ làm tăng trở lực và độ ồn đáng kể, buộc quạt phải làm việc quá tải; ngược lại, ống quá lớn sẽ gây lãng phí vật tư và không gian lắp đặt.
Để tối ưu hóa chi phí đầu tư ban đầu và đảm bảo hệ thống vận hành hiệu quả, bền vững, Công ty TNHH Phát triển Công nghiệp SAV sẵn sàng hỗ trợ Quý khách hàng thực hiện các bước tính toán lưu lượng gió, áp suất tĩnh và lựa chọn kích thước ống gió cùng thông số quạt phù hợp và hợp lý nhất theo tiêu chuẩn quốc tế.
