Hệ thống HVAC ngày càng phổ biến và hiện đại hơn trong các công trình. Ngày nay, chúng ta có thể bắt gặp mọi lúc mọi nơi trong đời sống hiện nay, nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu hệ thống này không tuân theo các tiêu chuẩn thiết kế phù hợp? Có thể bạn sẽ bước vào một môi trường quá lạnh hoặc quá nóng, không khí ẩm ướt hoặc khô hanh, thậm chí là không gian đầy bụi bẩn và các chất gây ô nhiễm. Đó chính là lý do tại sao tiêu chuẩn thiết kế HVAC đóng vai trò quan trọng. Nội dung sau đây sẽ giới thiệu thông tin về các tiêu chuẩn thiết kế chung cho hệ thống này.
I. Giới thiệu
A. Định nghĩa HVAC
HVAC là viết tắt của Heating, Ventilation, and Air Conditioning (Sưởi ấm, Thông gió và Điều hòa không khí). Đây là một hệ thống tổng hợp được thiết kế để điều chỉnh và duy trì môi trường trong nhà, bao gồm nhiệt độ, độ ẩm, chất lượng không khí và lưu thông không khí. Hệ thống HVAC đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sự thoải mái cho người sử dụng, bảo vệ cấu trúc công trình, và trong nhiều trường hợp, đảm bảo môi trường phù hợp cho các quy trình sản xuất hoặc bảo quản.
Xem chi tiết: Hệ thống HVAC là gì
B. Tầm quan trọng của việc tuân thủ các tiêu chuẩn HVAC
Các tiêu chuẩn về HVAC đóng vai trò then chốt trong việc đảm bảo hiệu quả, an toàn và bền vững của hệ thống. Tầm quan trọng của chúng thể hiện ở các khía cạnh khác nhau như:
- Đảm bảo an toàn và sức khỏe
- Hiệu quả năng lượng
- Tuân thủ pháp lý
- Tối ưu hóa hiệu suất
- Tính nhất quán và khả năng tương thích
- Bảo vệ môi trường
C. Tổng quan về các tổ chức & tiêu chuẩn (ASHRAE, ISO, EN, TCVN)
Một số tổ chức uy tín có các quy định được xem là quy chuẩn chung cho thiết kế HVAC tham chiếu:
- ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers)
- ISO (International Organization for Standardization)
- EUROVENT – Chứng nhận tự nguyện
- Tiêu chuẩn Châu Âu – EN (European Standards)
- TCVN (Tiêu chuẩn Việt Nam)
Các tổ chức này đóng góp vào việc phát triển và duy trì các tiêu chuẩn HVAC, đảm bảo rằng hệ thống HVAC được thiết kế, lắp đặt và vận hành một cách an toàn, hiệu quả và bền vững ở quy mô quốc tế hoặc khu vực nhất định.
Xem thêm: Nhà thầu Thiết kế & thi công HVAC
II. Các tiêu chuẩn cơ bản trong thiết kế HVAC
Tiêu chuẩn về nhiệt độ và độ ẩm
Đảm bảo duy trì mức nhiệt độ và độ ẩm tối ưu cho sự thoải mái và sức khỏe của con người, đồng thời giúp bảo vệ thiết bị và vật liệu khỏi hư hỏng do nhiệt độ hoặc độ ẩm quá mức. Cần xem xét về các chỉ số:
- Phạm vi nhiệt độ, biên độ nhiệt
- Đổ ẩm tương đối
- Khả năng điều chỉnh và tốc độ điều chỉnh
Tiêu chuẩn về chất lượng không khí trong nhà (IAQ)
Nhằm kiểm soát các yếu tố gây ô nhiễm như bụi, mùi, vi khuẩn, giúp cải thiện sức khỏe và nâng cao hiệu suất làm việc, đảm bảo không khí trong lành và an toàn. Cần chú trọng các vấn đề về:
- Kiểm soát bụi và hạt mịn
- Loại bỏ các chất, thành phần gây ô nhiễm
- Độ tươi của không khí
Tiêu chuẩn về thông gió
Đảm bảo sự lưu thông không khí hợp lý để cung cấp đủ lượng oxy, loại bỏ khí độc và giảm thiểu mùi khó chịu, mang lại môi trường thoáng đãng và dễ chịu. Cần kiểm soát các yếu tố:
- Lưu lượng thông gió, tốc độ trao đổi không khí
- Cân bằng áp suất
- Hiệu quả năng lượng
III. Tiêu chuẩn ASHRAE
A. ASHRAE Standard 55: Điều kiện môi trường nhiệt cho con người
Tiêu chuẩn ASHRAE 55, được công bố bởi Hiệp hội Kỹ sư về Sưởi ấm, Điện lạnh và Điều hòa không khí Hoa Kỳ, cung cấp hướng dẫn về các điều kiện môi trường nhiệt có thể chấp nhận cho con người trong không gian trong nhà. Tiêu chuẩn này nhấn mạnh rằng nhiệt độ và độ ẩm là hai yếu tố chính ảnh hưởng đến cảm giác thoải mái của con người.
1. Nhiệt độ và Độ ẩm Nhiệt độ lý tưởng
Theo tiêu chuẩn, nhiệt độ trong không gian sống nên được duy trì từ 23°C đến 28°C. Độ ẩm tương đối: Mức độ ẩm lý tưởng là dưới 60%, vì độ ẩm cao có thể làm giảm khả năng thoát mồ hôi, khiến con người cảm thấy nóng bức hơn.
2. Tốc độ gió
Tốc độ gió cũng đóng vai trò quan trọng trong việc tạo cảm giác thoải mái. Tiêu chuẩn ASHRAE 55 quy định rằng tốc độ gió trong nhà không nên vượt quá 0.2 m/s (0.47 mph) để tránh gây khó chịu cho người sử dụng1. Tốc độ gió có thể giúp làm mát hiệu quả hơn, đặc biệt khi nhiệt độ không khí cao hơn nhiệt độ bề mặt.
3. Chiến lược thiết kế
Các chiến lược thiết kế thụ động như thông gió tự nhiên và điều chỉnh tốc độ gió có thể mở rộng phạm vi tiện nghi vi khí hậu cho con người. Việc lựa chọn chiến lược phù hợp dựa trên điều kiện thời tiết cụ thể.
B. ASHRAE Standard 62.1
Tiêu chuẩn ASHRAE 62.1, có tên “Thông gió và Chất lượng không khí trong nhà chấp nhận được”, cung cấp hướng dẫn về tỷ lệ thông gió tối thiểu và các biện pháp để đảm bảo chất lượng không khí trong nhà (IAQ) chấp nhận được trong các tòa nhà thương mại. Ban đầu được xuất bản vào năm 1973, tiêu chuẩn này đã trải qua nhiều lần sửa đổi, với các bản cập nhật gần đây nhất phản ánh những tiến bộ trong nghiên cứu và công nghệ.
- Tiêu chuẩn 62.1 nêu rõ tỷ lệ thông gió cụ thể dựa trên loại hình sử dụng, không gian sử dụng và thiết kế tòa nhà.
- Bao gồm các bảng và công thức chi tiết để tính toán lượng không khí ngoài trời cần thiết để duy trì IAQ chấp nhận được.
- Quy trình tốc độ thông gió (VRP) : Một phương pháp quy định để xác định nhu cầu thông gió.
- Quy trình chất lượng không khí trong nhà (IAQP) : Một phương pháp tiếp cận dựa trên hiệu suất cho phép linh hoạt trong việc đạt được các mục tiêu IAQ.
C. ASHRAE Standard 90.1: Tiêu chuẩn sử dụng năng lượng
Tiêu chuẩn ASHRAE 90.1, được gọi là “Tiêu chuẩn năng lượng cho các tòa nhà ngoại trừ các tòa nhà dân cư thấp tầng”, cung cấp các hướng dẫn để đạt được hiệu quả năng lượng trong các tòa nhà thương mại. Được thành lập vào năm 1975, tiêu chuẩn này đã phát triển qua nhiều lần sửa đổi khác nhau, với lần sửa đổi mới nhất là phiên bản năm 2022.
Tiêu chuẩn này nhằm mục đích thiết lập các yêu cầu về hiệu quả năng lượng tối thiểu cho việc thiết kế và xây dựng các tòa nhà, ngoại trừ các công trình nhà ở thấp tầng. Tiêu chuẩn này bao gồm các khía cạnh như lớp vỏ nhiệt của tòa nhà, hệ thống chiếu sáng, hệ thống HVAC và hệ thống nước.
IV. Tiêu chuẩn ISO cho HVAC
A. ISO 7730: Ergonomics of the thermal environment
- Nội dung : Tiêu chuẩn này đánh giá sự thoải mái thoải mái nhiệt thông qua công việc tính toán số PMV (Phiếu bầu trung bình dự đoán) và PPD (Tỷ lệ phần trăm không hài lòng dự đoán).
- Mục tiêu : Hỗ trợ thiết kế hệ thống HVAC phù hợp với nhu cầu về sự thoải mái thoải mái của người dùng.
B. ISO 16813: Environmental design of buildings
- Nội dung : Tiêu chuẩn này tập trung vào môi trường xây dựng thiết kế trường học, bao gồm các khái niệm về chất lượng không khí trong nhà, sự thoải mái, thoải mái và hiệu quả về lượng.
- Mục tiêu : Khuyến khích thiết kế hệ thống thông gió và điều hòa không khí bền vững và tạo cảm giác thoải mái cho người sử dụng.
C. ISO 16814: Building environment design – Indoor air quality
- Nội dung: Các phương pháp để đưa ra tiêu chí thiết kế hỗ trợ chất lượng không khí trong nhà tốt cho cả công trình xây dựng mới và cải tạo các tòa nhà hiện có.
- Mục tiêu: Tiêu chuẩn này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc tích hợp các cân nhắc về IAQ vào toàn bộ quy trình thiết kế tòa nhà, bao gồm các điều kiện về nhiệt, âm thanh và ánh sáng.
D. ISO 13790
- Nội dung : Tiêu chuẩn này cung cấp phương pháp tính toán năng lượng sử dụng cho hệ thống ấm và làm mát không gian.
- Mục tiêu : Hỗ trợ các nhà thiết kế và chủ sở hữu nhà máy đánh giá hiệu quả năng lượng và tìm kiếm cơ sở tiết kiệm năng lượng.
V. Tiêu chuẩn Châu Âu (EN) cho HVAC
Tiêu chuẩn EN được phát triển bởi CEN (Comité Européen de Normalisation) và được ứng dụng cho nhiều lĩnh vực khác nhau ở EU.
A. EN 13779: Ventilation for non-residential buildings
Là tiêu chuẩn về thông gió cho tòa nhà phi dân dụng
- Quy định phân loại chất lượng không khí: ngoài trời (ODA), cấp vào (SUP), trong nhà (IDA) và thải ra (ETA)
- Xác định lưu lượng gió tươi tối thiểu theo số người (5-20 m³/h/người)
- Quy định cấp lọc khí cần thiết (F5-F9) tùy theo yêu cầu
- Đưa ra yêu cầu về hiệu suất năng lượng của hệ thống
B. EN 15251: Indoor environmental input parameters
EN 15251 là tiêu chuẩn về thông số môi trường trong nhà
- Phân 4 cấp độ yêu cầu môi trường từ cao đến thấp (Category I-IV)
- Quy định phạm vi nhiệt độ cho phép (19-27°C tùy mùa)
- Giới hạn độ ẩm tương đối (20-70%)
- Quy định tốc độ gió tối đa (0.1-0.24 m/s)
- Giới hạn nồng độ CO2 cho phép (400-800 ppm trên nồng độ ngoài trời)
VI. Tiêu chuẩn EUROVENT cho thiết bị HVAC
Tiêu chuẩn Eurovent được coi là một tiêu chuẩn trong ngành HVAC, đặc biệt đối với các thiết bị và hệ thống HVAC được sử dụng ở châu Âu. Eurovent đưa ra các tiêu chuẩn và chứng nhận về hiệu suất năng lượng, mức độ tiếng ồn, khả năng lọc bụi và độ bền của thiết bị HVAC, giúp người dùng và nhà sản xuất đảm bảo chất lượng và hiệu quả của sản phẩm.
Hiệu suất năng lượng
Eurovent kiểm tra và đánh giá hiệu suất năng lượng của các thiết bị HVAC như máy lạnh, máy điều hòa không khí, và hệ thống xử lý không khí, đảm bảo các thiết bị tiết kiệm năng lượng và giảm thiểu chi phí vận hành. Các hệ số hiệu quả như EER (Energy Efficiency Ratio) và COP (Coefficient of Performance) được sử dụng để đo hiệu suất và so sánh giữa các thiết bị.
Tiêu chuẩn về chất lượng không khí trong nhà (IAQ)
Eurovent đưa ra các yêu cầu về khả năng lọc bụi, loại bỏ các hạt mịn và các chất ô nhiễm không khí trong nhà để đảm bảo không khí sạch sẽ và an toàn cho người sử dụng. Thiết bị phải đáp ứng các chỉ số về khả năng xử lý các chất ô nhiễm như CO2, VOCs và vi khuẩn, đảm bảo chất lượng không khí tốt nhất.
Mức độ tiếng ồn
Tiêu chuẩn Eurovent đánh giá mức độ tiếng ồn phát sinh từ các thiết bị HVAC, đảm bảo hệ thống hoạt động êm ái và giảm thiểu ô nhiễm tiếng ồn trong không gian sống và làm việc. Mức độ tiếng ồn được đo và đánh giá theo tiêu chuẩn dB(A) để đảm bảo sự thoải mái và không ảnh hưởng đến sức khỏe thính giác.
Độ bền và độ tin cậy
Eurovent kiểm tra độ bền của các thiết bị HVAC để đảm bảo chúng có khả năng hoạt động ổn định và lâu dài, giảm thiểu các chi phí bảo trì và sửa chữa. Chứng nhận độ bền giúp đảm bảo thiết bị hoạt động liên tục mà không gặp sự cố lớn, phù hợp cho các tòa nhà thương mại, công nghiệp, và dân dụng.
Khả năng lắp đặt và bảo trì
Các thiết bị đạt chứng nhận Eurovent phải đảm bảo thiết kế dễ lắp đặt và thuận tiện cho quá trình bảo trì, vệ sinh. Tiêu chuẩn này giúp các hệ thống HVAC duy trì hiệu suất ổn định, giảm chi phí vận hành và thời gian ngừng hoạt động do bảo dưỡng.
Tính bền vững và thân thiện với môi trường
Eurovent khuyến khích việc sử dụng các vật liệu bền vững, an toàn và thân thiện với môi trường, nhằm giảm lượng khí thải nhà kính và sử dụng năng lượng tái tạo trong sản xuất. Các thiết bị có chứng nhận Eurovent thường ít phát thải hơn, giúp giảm tác động đến môi trường.
VII. Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) cho HVAC
A. TCVN 5687:2010 – Thông gió và Điều hòa không khí
Bao gồm các nội dung:
- Quy định điều kiện tiện nghi: nhiệt độ (20-26°C), độ ẩm (40-70%), tốc độ gió (0.1-0.5 m/s)
- Xác định lưu lượng gió tươi theo loại công trình (15-60 m³/h/người)
- Yêu cầu lọc khí từ cơ bản (G4) đến cao cấp (HEPA) tùy ứng dụng
- Đưa ra các thông số kỹ thuật cơ bản cho thiết kế
B. TCVN 9258:2012 – Lắp đặt điều hòa không khí
Bao gồm các nội dung:
- Hướng dẫn chi tiết về lắp đặt thiết bị và đường ống
- Quy định về khoảng cách, độ dốc, cách nhiệt
- Yêu cầu về hệ thống điện và an toàn.
- Tiêu chuẩn về vật liệu và thi công
So với tiêu chuẩn quốc tế, TCVN đơn giản hơn nhưng phù hợp với điều kiện Việt Nam và đang dần được cập nhật theo xu hướng quốc tế.
VIII. Tiêu chuẩn HVAC cho các ứng dụng đặc biệt
A. Phòng sạch và môi trường kiểm soát
Yêu cầu cơ bản
- Kiểm soát chặt chẽ số lượng hạt bụi theo cấp độ phòng sạch (ISO 14644-1)
- Duy trì áp suất dương so với khu vực xung quanh
- Lọc khí HEPA/ULPA với hiệu suất 99.97-99.999%
- Kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm trong phạm vi hẹp
Thiết kế hệ thống
- Luồng khí một chiều hoặc loại xoáy tùy ứng dụng
- Tốc độ gió phù hợp (0.3-0.5 m/s cho luồng một chiều)
- Tỷ lệ trao đổi khí cao (20-600 ACH)
- Hệ thống điều khiển tự động phức tạp
B. Bệnh viện và cơ sở y tế
Yêu cầu
- Kiểm soát lây nhiễm qua không khí
- Áp suất âm cho phòng cách ly, áp suất dương cho phòng mổ
- Lọc khí HEPA cho khu vực nhạy cảm
- Điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm theo từng khu vực
Tiêu chuẩn thiết kế
- ASHRAE Standard 170 cho thiết kế HVAC bệnh viện
- Tối thiểu 15-20 ACH cho phòng mổ
- 100% khí tươi cho một số khu vực đặc biệt
- Hệ thống dự phòng cho khu vực quan trọng
C. Trung tâm dữ liệu
Yêu cầu
- Tải nhiệt cao và tập trung
- Hoạt động 24/7 với độ tin cậy cao
- Kiểm soát độ ẩm chặt chẽ
- Làm mát hiệu quả năng lượng
Giải pháp kỹ thuật
- Làm mát theo hàng/dãy thiết bị
- Phân chia luồng khí nóng/lạnh
- Hệ thống dự phòng N+1 hoặc 2N
- Tối ưu PUE (Power Usage Effectiveness)
D. Nhà máy sản xuất
Yêu cầu
- Xử lý tải nhiệt từ máy móc thiết bị
- Kiểm soát chất lượng không khí
- Thông gió công nghiệp & PCCC
- Xử lý khí thải độc hại
Giải pháp thiết kế
- Hệ thống thông gió cục bộ
- Thu hồi nhiệt thải nếu khả thi
- Lọc bụi công nghiệp
- Điều hòa không khí theo yêu cầu công nghệ
Trên đây là các thông tin cần thiết khi quý bạn đọc muốn tìm hiểu về các tiêu chuẩn trong thiết kế hệ thống HVAC phổ biến hiện nay. Lưu ý, tùy theo từng địa phương hoặc cơ sở hạ tầng sẵn có mà các tổ chức quản lý sẽ có các quy định khác nhau. Các tiêu chuẩn trên chỉ mang tính chất tham khảo và đối chiếu. Cảm ơn đã đón đọc!
CÔNG TY TNHH HECOSITE
