Thiết kế ống gió là nền tảng của một hệ HVAC vận hành êm, đủ lưu lượng và tiết kiệm điện. Bài viết này tổng hợp các nguyên tắc theo SMACNA và TCVN 5687, bám sát tư duy “khí động trước – thẩm mỹ sau” để giúp bạn đỗ nghiệm thu ngay lần đầu.
Vì sao bố trí đúng kỹ thuật quyết định phần lớn hiệu quả?
Khi tuyến ống gió được tổ chức đúng kỹ thuật, tổn thất áp (ΔP) của toàn hệ giảm rõ rệt, quạt làm việc nhẹ nhàng hơn và chi phí điện năng được tối ưu trong suốt vòng đời công trình. Dòng khí ổn định, ít xoáy và rung giúp lưu lượng thực đến từng miệng gió bám sát thiết kế, hạn chế các tình trạng thổi rít, gió lùa hoặc “thiếu gió cuối tuyến”. Ở giai đoạn nghiệm thu, dữ liệu về rò rỉ, ΔP và mức ồn đã sẵn sàng, rủi ro phải chỉnh sửa lớn, cắt nối bổ sung hay thay quạt vì thiếu áp được giảm thiểu.
Nguyên tắc cốt lõi theo SMACNA – TCVN 5687 trong thiết kế ống gió
Vận tốc kinh tế theo khu chức năng; cân bằng chi phí đầu tư – vận hành
Với khối văn phòng và không gian yêu cầu ồn thấp, vận tốc ống chính nên nằm khoảng 5–7 m/s, ống nhánh 3–5 m/s. Ở khu kỹ thuật hoặc nhà xưởng có thể tăng vận tốc, nhưng cần dự phòng giải pháp tiêu âm. “Vận tốc kinh tế” là điểm tối ưu giữa chi phí vật tư (ống lớn hơn) và chi phí điện vận hành (ΔP thấp hơn), giúp đạt tổng chi phí vòng đời thấp nhất.
Quy tắc 3×D, cút bo và chuyển tiếp theo tỉ lệ 1:7–1:10
Để dòng khí phát triển đầy đủ, nên giữ đoạn thẳng ổn định tối thiểu 3×D (D là đường kính thủy lực) trước và sau quạt, van, hộp tiêu âm. Ưu tiên cút bo có R/D ≥ 1,5 và chuyển tiếp theo tỉ lệ 1:7–1:10 để tránh tách lớp dòng, từ đó giảm hệ số tổn thất cục bộ. Cách làm này thường đem lại mức giảm ΔP đáng kể mà không phải tăng công suất quạt.
Phân nhánh khí động bằng take-off và bố trí damper hợp lý
Hạn chế đục nhánh vuông góc vì gây xoáy và sụt áp. Thay vào đó, sử dụng các kiểu conic/scoop take-off và bố trí khoảng thẳng “làm êm” trước nhánh. Van cân bằng (VCD/OBD) nên đặt ở đầu nhánh để thuận tiện cho TAB, giúp đạt lưu lượng thiết kế với số vòng chỉnh thấp.
Kiểm soát tổn thất áp và rò rỉ để giữ lưu lượng ổn định
Tổn thất áp tổng của tuyến gồm hai phần: ma sát dọc (phụ thuộc chiều dài tương đương, độ nhám) và cục bộ (cút, T, côn, van, silencer). Ống tròn xoắn (spiral) thường có ΔP nhỏ hơn ống chữ nhật cùng diện tích thủy lực, là lựa chọn hiệu quả cho tuyến dài hoặc trần thông thoáng. Song song, việc theo đuổi “class kín khí” phù hợp (A/B/C) đóng vai trò quyết định để Q không bị thất thoát trên đường đi. Hãy dùng gioăng EPDM liên tục, mastic chuyên dụng trám kín mối Pittsburgh, đầu rive và chu vi bích; áp dụng thử kín bằng áp dương/âm và soapy test tại vị trí nghi ngờ. Khi TAB, đo pitot trên tuyến chính và đo hood tại miệng gió đại diện, sau đó chỉnh van theo bảng cân bằng. Cách làm bài bản này giúp hệ thống đạt Q thiết kế mà không cần “nâng quạt” tốn kém.
Thiết kế để vận hành và bảo trì: khí động chỉ là bước khởi đầu
Thiết kế ống gió tốt không dừng ở việc tính ΔP, mà còn phải phục vụ bảo trì an toàn và nhanh chóng. Miệng gió, damper, filter, coil, quạt cần có lối tiếp cận và cửa thăm đúng vị trí, kích thước. Đừng hy sinh khả năng bảo trì chỉ để đạt vẻ ngoài “ống ít cửa thăm”. Với các không gian nhạy cảm về ồn, hãy quản trị từ nguồn (vận tốc, cút bo, đoạn thẳng 3×D) kết hợp giải pháp tiêu âm để đạt nền ồn mục tiêu.
Shopdrawing – BIM – phối hợp MEP sớm để tránh “làm lại”
Bản vẽ thi công (shopdrawing) nên thể hiện đầy đủ kích thước, bán kính cút, cao độ, vị trí cửa thăm, khoảng treo – đỡ, khớp nối mềm và khe co giãn. Phối hợp MEP trên nền BIM giúp phát hiện xung đột sớm với điện, nước, PCCC; giảm số mối nối, tránh cút gắt bị động tại công trường và rút ngắn tiến độ. Đây là “bảo hiểm” rủi ro hiệu quả cho cả chất lượng và chi phí.
Quy trình 4 bước: từ thiết kế đến nghiệm thu đỗ ngay lần đầu
1) Thiết kế & tính toán: Xác định lưu lượng theo tải lạnh/ACH, chọn vận tốc theo khu chức năng, tính ΔP ma sát + cục bộ và cột áp quạt; dự trù mức ồn và đề xuất tiêu âm nếu cần. Chọn class kín khí và bộ vật tư chuẩn (bích, gioăng, mastic, van, cửa thăm).
2) Shopdrawing & chuẩn bị vật tư: Hoàn thiện bản vẽ thi công; thống nhất phụ kiện TDC/TDF, gioăng EPDM; lên kế hoạch sản xuất – giao hàng theo từng khu vực để tối ưu lắp đặt. Với trần thấp, cân nhắc ống dẹt và chuyển tiếp dài nhằm giữ ΔP trong ngưỡng.
3) Lắp đặt & niêm kín: Thi công từ tuyến chính đến nhánh; lắp khớp nối mềm tại quạt/AHU, bảo vệ lớp cách nhiệt cho ống lạnh; trét mastic ngay khi ghép bích; kiểm soát an toàn treo – đỡ và thử tải trước bàn giao.
4) Kiểm tra & nghiệm thu (TAB): Thử kín khí theo class thiết kế; đo ΔP và Q; cân chỉnh van đến khi lưu lượng đạt yêu cầu. Lập đầy đủ hồ sơ nghiệm thu gồm biên bản thử kín, nhật ký lắp đặt, bảng cân bằng gió và ảnh hiện trường.
Lỗi thường gặp và cách tránh trong thiết kế ống gió
Nhiều dự án gặp tình trạng ΔP tăng bất thường vì sử dụng quá nhiều cút/côn gắt hoặc ghép nối nối tiếp thiếu đoạn thẳng ổn định. Cách khắc phục là gom nhánh sớm, dùng cút bo và chuyển tiếp tỉ lệ 1:7–1:10. Một sai sót khác là bỏ qua đoạn thẳng 3×D trước/sau thiết bị, dẫn đến dòng rối và sai số đo Q. Bên cạnh đó, rò rỉ mối ghép làm thất thoát lưu lượng và bẩn trần; giải pháp là gioăng liên tục, mastic hai lớp mỏng để tăng bám dính và kiểm tra bằng soapy test. Ở các không gian đòi hỏi nền ồn thấp, cần quản lý vận tốc, lựa chọn miệng gió đúng thông số throw/NC và bổ sung tiêu âm đúng vị trí thay vì “chữa cháy” bằng cách giảm lưu lượng sau khi lắp đặt.
Kết luận: thiết kế ống gió bài bản để tối ưu ΔP và đỗ nghiệm thu
Tuân thủ SMACNA và TCVN 5687, lựa chọn vận tốc kinh tế, áp dụng quy tắc 3×D cùng cút bo – take-off khí động, đặt mục tiêu class kín khí và thực hiện TAB đúng chuẩn chính là con đường ngắn nhất để đạt một hệ ống gió êm, đủ gió và tiết kiệm điện. Khi “khí động” được ưu tiên ngay từ bàn thiết kế, công trình của bạn sẽ giảm rủi ro phát sinh, rút ngắn thời gian bàn giao và nâng cao trải nghiệm không khí trong nhà.
