Hệ thống ống thông gió là gì và cách giải quyết sự cố hỏa hoạn

Hệ thống ống thông gió là nhân tố để tạo ra bầu không khí trong lành, dễ chịu trong các trung tâm thương mại, tòa nhà cao tầng hay nhà xưởng công nghiệp. Vậy hệ thống ống thông gió là gì? Nên chọn loại ống nào để tối ưu không gian, ngân sách cũng như vai trò của hệ thống trong bảo vệ con người khỏi khí độc khi phòng cháy chữa cháy và giảm thất thoát năng lượng. Tất cả sẽ được bóc tách chi tiết trong bài viết.

1. Hệ thống ống thông gió là gì?

Hệ thống ống thông gió là đường dẫn truyền và lưu thông khí tươi (đưa không khí sạch từ bên ngoài vào) và thải khí độc hại (loại bỏ CO2, bụi bẩn, mùi hôi, hơi ẩm dư thừa).

Hệ thống này có vai trò điều hòa nhiệt độ, và độ ẩm, ngăn ngừa nhiễm chéo (tạo chênh lệch áp suất giữa các phòng trong bệnh viện và nhà máy).

5 bộ phận cốt lõi cấu thành một hệ thống vận hành hoàn chỉnh bao gồm:

• Ống gió và phụ kiện: Làm từ tôn mạ kẽm, inox siêu bền
• Ống gió mềm: Nhôm bọc 2 lớp kèm bông cách nhiệt đàn hồi
• Quạt thông gió: Động lực chính đưa/thải khí
• Miệng gió: Nan T, tròn, vuông điều phối luồng khí
• Van gió: Điều chỉnh lưu lượng và ngăn lửa (van chặn lửa bảo vệ hệ thống khi có sự cố).

Có 3 loại hệ thống thông gió hiện nay. Đầu tiên, thông gió cơ khí dùng quạt và đường ốn chủ động, kiểm soát chính xác 100%. Tiếp theo, thông gió tự nhiên phụ thuộc vào khí quyển, khe hở cửa, khó kiểm soát hơn. Cuối cùng, thông gió trọng lực tận dụng chênh lệch cột áp trong và ngoài nhà thông qua mương dẫn.

2. Giải pháp thiết kế hệ thống thông gió cho từng loại công trình chuyên biệt

Mỗi loại không gian kiến trúc lại đòi hỏi một phương án thiết kế chuyên biệt để giải quyết các bài toán đặc thù.

2.1 Môi trường thông gió nhà xưởng công nghiệp

Trong các khu nhà xưởng, hệ thống thông gió có vai trò đảm bảo sức khỏe người lao động và duy trì độ bền máy móc. Thiết kế hệ thống tập trung vào nhiệm vụ thải bụi, hơi nóng, khí độc phát sinh từ quá trình sản xuất đồng thời lọc bụi và làm mát hạ nhiệt độ môi trường làm việc.

Hệ thống có thể kết hợp làm mát bằng các thiết bị máy làm mát áp suất dương hoặc âm tùy theo đặc thù công nghệ, đồng thời duy trì đối lưu gió và cân bằng áp suất đối với các phòng sạch kỹ thuật.

2.2 Môi trường tầng hầm chung cư và nhà để xe

Tầng hầm để xe - khu vực kín chứa lượng lớn khí độc CO2, CO từ xe cộ gây ngột ngạt, thiếu oxy dẫn đến nguy cơ ngất xỉu. Nơi đây cũng dễ tích tụ khí Radon là tác nhân gây ung thư nguy hiểm.

Thiết kế hệ thống thông gió hầm xe vận hành thông minh theo 2 chế độ: Chế độ lưu lượng thấp hàng ngày để tiết kiệm điện, và chế độ lưu lượng cao tự động kích hoạt khi nồng độ khí thải vượt ngưỡng hoặc khi xảy ra sự cố cháy.

Hệ thống thi công bằng đường ống kết hợp miệng gió truyền thống hoặc sử dụng quạt đẩy jet fan hiện đại giúp thổi luồng khí cưỡng bức mà không cần đi đường ống cồng kềnh.

2.3 Môi trường phòng rác, nhà vệ sinh, bếp ăn

Trong môi trường phòng rác, nhà vệ sinh, bếp ăn, vai trò của hệ thống ống thông gió là gì?

• Phòng rác chung cư: Hệ thống thông gió lắp thêm máy xử lý mùi bằng Ozone hoặc kết hợp chạy điều hòa thông gió để kiểm soát chặt chẽ vi sinh vật đối với môi trường nhiều mùi hôi và vi khuẩn phát sinh.
• Nhà vệ sinh: Đối với các tòa nhà công cộng, cao ốc văn phòng hay trung tâm thương mại, người ta sử dụng quạt hướng trục đặt trên mái nối với hệ thống trục kỹ thuật đường ống gió lớn để hút thải tập trung từ mọi tầng.
• Khu vực bếp: Bếp ăn công nghiệp hay nhà hàng cao cấp, hệ thống đòi hỏi phải thi công chụp hút mùi inox kết hợp đường ống dẫn dẫn mỡ chuyên dụng, đồng thời thiết kế hệ thống cấp gió bù tươi hoặc kết hợp điều hòa làm mát phòng bếp để đảm bảo áp suất phòng bếp luôn ở trong trại thái cân bằng. 

2.4 Hệ thống thông gió giải nhiệt phòng kỹ thuật đặc thù

• Phòng máy phát điện:  Đây là khu vực sinh nhiệt và khói cực lớn khi vận hành sự cố. Hệ thống thông gió tại đây bắt buộc được tính toán lưu lượng gió giải nhiệt khổng lồ, và bao gồm 3 đường ống độc lập: đường cấp gió tươi, đường thải gió nóng giải nhiệt máy, và đường xả khí thải dầu của động cơ.
• Phòng Chiller, phòng bơm, phòng tủ điện: Được thiết kế hệ thống quạt hướng trục kết hợp ống gió điều hướng hoặc quạt gắn tường đối với các phòng nhỏ nhằm mục đích giải nhiệt liên tục cho các thiết bị công suất lớn trong suốt quá trình vận hành

3. Lưu ý trong thi công hệ thống thông gió là gì?

Trong 3 điểm yếu lớn nhất của một hệ thống HVAC là thất thoát năng lượng, tiếng ồn và hỏa hoạn, nếu hệ thống thông gió mắc phải 3 lỗi thiết kế kinh điển dưới đây, hệ thống sẽ rơi vào nguy cơ báo động, thành thảm họa vận hành.

3.1 Giải pháp chống thất thoát 30% năng lượng rò rỉ và nhiệt lượng

Một nghiên cứu kỹ thuật đã chứng minh, một hệ thống ống thông gió hoạt động hiệu quả có thể giúp giảm lãng phí lên tới 30% nhờ tiết kiệm lãng phí của hệ thống HVAC. Những lưu ý cần quan tâm phải kể đến như:

1. Tính toán chính xác kích thước tiết diện ống gió để hạn chế sụt áp
2. Bọc lớp cách nhiệt bảo ôn cho tất cả các đoạn đường ống đi qua những khu vực không điều hòa (như gác mái, tầng hầm, hộp kỹ thuật). Nhờ đó, sẽ ngăn ngừa hiện tượng hấp thụ nhiệt từ môi trường ngoài và chống ngưng tụ đọng nước trên bề mặt ống.
3. Cuối cùng, tích hợp với bộ thông gió thu hồi nhiệt cho các công trình lớn. Việc lấy gió thải lạnh trước khi xả ra bên ngoài giúp làm lạnh sơ bộ gió tươi ngoài trời, tiết kiệm một lượng điện năng khổng lồ cho các thiết bị xử lý không khí.

3.2 Giải pháp loại bỏ tiếng ồn và rung lắc cơ khí khi vận hành

Để giảm tiếng rít gió và tiếng ù ù phát ra từ đường ống thông gió cho người dân văn phòng hoặc chung cư, nhà thiết kế thường thực hiện những hành động như:

• Lắp đặt khớp nối mềm chống cháy (cổ bạt) ở các vị trí kết nối giữa quạt, máy điều hòa với đường ống gió để triệt tiêu hoàn toàn sự truyền rung động cơ khí.
• Sử dụng hộp tiêu âm (ống gió tiêu âm) lắp tại các vị trí xung yếu, ngã rẽ hoặc ngay sau đầu đẩy của quạt để hấp thụ âm thanh của dòng khí.
• Cố định hệ thống bằng hệ thống giá đỡ kẹp treo và ty ren vững chắc cách âm để giảm rung lắc cộng hưởng.

3.3 Giải pháp chống sự cố phòng chống cháy nổ 

Khói độc là nguyên nhân hàng đầu gây thiệt hại về người trong các vụ hỏa hoạn. Hệ thống thông gió có vai trò kéo dài sinh mạng cho người dân. Hệ thống cần hoạt động bằng nguồn điện ưu tiên để kích hoạt ngay lập tức khi có sự cố. Hệ thống ống thông gió cần:

• Kết hợp với hệ thống tăng áp cầu thang bộ, sảnh thang và phòng đệm: Khi cháy, quạt tăng áp sẽ lập tức hoạt động bơm một lượng gió tươi cực lớn vào cầu thang bộ và phòng đệm thoát hiểm để tạo ra áp suất dương. Áp suất này giúp ngăn khói và khí độc từ hành lang tràn vào.
• Hệ thống hút khói hành lang và  phòng lớn: Sử dụng quạt hút khói công suất lớn kết hợp với các đường ống gió làm bằng vật liệu chịu nhiệt để hút khói đen ra ngoài. Van chặn lửa tự động đóng chặt khi nhiệt độ vượt ngưỡng để ngăn lửa cháy lan dọc theo đường ống dẫn sang các phòng khác.

Tóm lại, hiểu hệ thống ống thông gió là gì cũng là cách chúng ta hiểu thêm về một nhân tố vô cùng quan trọng nhưng ít được biết đến trong những công trình quan trọng. Những lưu ý về hệ thống thông gió giúp kỹ sư thiết kế đảm bảo mang lại một hệ thống an toàn khi có sự cố cháy lửa, không ồn và tiết kiệm năng lượng tối đa.

Xem thêm: 4 công nghệ xử lý khí thải phòng thí nghiệm tiên tiến nhất hiện nay