Thông gió nhà xưởng là gì? Các giải pháp thông gió nhà xưởng phổ biến nhất

Vậy thông gió nhà xưởng là gì? Có những giải pháp nào là phổ biến? Cùng Thiết bị phòng sạch VCR tìm hiểu qua bài biết dưới đây nhé.

1. Thông gió nhà xưởng là gì?

1.1. Khái niệm

Thông gió nhà xưởng là việc điều hướng không khí bên trong, làm cho luồng không khí nóng có bụi bẩn được pha loãng và thay thế bằng không khí sạch từ bên ngoài vào.

1.2. Lý do phải thông gió nhà xưởng

Dưới đây là một số lý do khiến cho việc lắp đặt hệ thống thông gió nhà xưởng được quan tâm và chú trọng.

• Có hệ thống thông gió sẽ làm cho không khí trong nhà xưởng được lưu thông. Điều này có tác dụng là đào thải khí độc, các loại khí không cần thiết trong không gian nhà xưởng thoát ra ngoài môi trường. Đồng thời đưa không khí sạch, trong lành và thoáng mát từ bên ngoài vào trong, từ đó chất lượng không khí tại nơi làm việc luôn trong sạch sẽ, thông thoáng giúp cho người lao động thoải mái và làm việc hiệu quả hơn.
• Tiết kiệm chi phí đầu tư ban đầu vì hệ thống này có cấu tạo và phương thức lắp đặt không hề phức tạp nên chi phí lắp đặt không cao.
• Bên cạnh đó, nó còn giúp người sử dụng tiết kiệm được chi phí (điện năng, vận hành và bảo trì) làm mát nhà xưởng so với việc sử dụng phương pháp khác.

Xem thêm: Thông gió công nghiệp

2. Phân loại hệ thống thông gió nhà xưởng

Các loại hệ thống thông gió dưới đây được phân loại theo nhiều cách khác nhau. Tùy thuộc vào sự chuyển động của gió và môi trường làm việc ở xưởng để lựa chọn mẫu thiết kế sao cho phù hợp với từng doanh nghiệp.

Phân loại theo hướng chuyển động của gió

2.1. Thông gió kiểu thổi

• Cơ chế hoạt động của thông gió kiểu thổi là đưa không khí sạch vào phòng và loại bỏ khí ô nhiễm ra ngoài môi trường qua những khe hở nhờ vào sự chênh lệch cột áp.
• Ưu điểm: cung cấp khí sạch đến nơi cần thiết, những nơi tụ tập đông người hoặc thừa độ ẩm hoặc thừa nhiệt. Tốc độ gió luân chuyển không hề nhỏ.
• Nhược điểm: áp suất trong phòng là dương nên gió sẽ thổi tràn ra tất cả các hướng, không có điểm cố định, vì thế nên sẽ tràn vào những nơi không cần thiết.

2.2. Thông gió kiểu hút

• Hệ thống này hút không khí bị ô nhiễm và đẩy ra ngoài, đồng thời lấy không khí sạch bên ngoài vào thông qua chênh lệch cột áp (cơ chế làm việc tương tự thông gió kiểu thổi).
• Ưu điểm: hệ thống kiểu này là hút không khí bị ô nhiễm ở 1 điểm trực tiếp mà không lan ra khắp phòng. Lượng gió không lớn nhưng hiệu quả cao.
• Nhược điểm: lượng gió tuần hoàn không cao, không khí tràn vào một cách tự do nên việc kiểm soát không hề dễ dàng.

2.3. Thông gió hài hòa

• Đây là một phương pháp có sự kết hợp cả kiểu hút và kiểu thổi, nhằm mục đích mang lại hiệu quả cao nhất, nó có thể chủ động hút không khí bị ô nhiễm tại nơi yêu cầu và cung cấp lượng gió lớn vào những nơi cần thiết.
• Ưu điểm: Với phương pháp này là sự tổng hợp ưu điểm và loại bỏ những hạn chế của thông gió kiểu hút và kiểu thổi.
• Nhược điểm: Chi phí cao, thông gió khá chậm 

Phân loại theo động lực tạo ra gió

2.4. Thông gió tự nhiên

• Với phương pháp này là trao đổi không khí trong nhà và môi trường ngoài dựa vào chênh lệch cột áp. Cột áp được tạo ra nhờ sự chênh lệch nhiệt độ giữa bên trong và bên ngoài

2.5. Thông gió cưỡng bức

• Phương pháp này sử dụng hệ thống quạt hỗ trợ quá trình thông gió.

Phân loại theo phương pháp tổ chức

2.6. Thông gió tổng thể

Hệ thống này giúp thông gió cho cả phòng hoặc toàn bộ công trình.

2.7. Thông gió cục bộ

Hệ thống này thông gió cho một khu vực nhỏ trong phòng hoặc nơi có phát sinh các chất độc hại.

Phân loại theo mục đích

2.8. Thông gió bình thường

Phương pháp này giúp loại bỏ nhiệt ẩm thừa, chất độc hại, đồng thời cung cấp không khí sạch cho sinh hoạt của con người.

2.9. Thông gió sự cố

Hệ thống này dùng để khắc phục những sự cố ở nhiều công trình có chất độc hại (chỉ vận hành khi xảy ra sự cố), nó sẽ đào thải khí độc, đảm bảo an toàn cho người lao động. 

Ví dụ như: khi xảy ra hỏa hoạn, hệ thống thông gió hoạt động, tạo sức ép dương lên những nơi lửa không thể xâm nhập, từ đó thoát hiểm dễ dàng.

3. Những giải pháp thông gió cho nhà xưởng phổ biến nhất

Có rất nhiều giải pháp thông gió nhà xưởng khác nhau. Tùy vào nhu cầu sử dụng và chi phí đầu tư mà có thể dễ dàng lựa chọn ra phương pháp phù hợp nhất. Dưới đây là những giải pháp thông gió nhà xưởng mà các doanh nghiệp sử dụng phổ biến nhất.

3.1. Giải pháp thông gió tự nhiên cho nhà xưởng

• Hệ thống thông gió tự nhiên giúp lưu thông không khí trong nhà xưởng nhờ lực của gió hoặc sự chênh lệch áp suất. Nó là giải pháp thông gió nhà xưởng không hề phức tạp, chi phí thấp nên được dùng khá phổ biến. Các doanh nghiệp có thể áp dụng nhiều cách khác như: giếng trời, lỗ thông hơi, cửa sổ…
• Chỉ phù hợp cho nhà xưởng có quy mô vừa và nhỏ, vì hệ thống này phụ thuộc hết vào điều kiện tự nhiên (hướng gió, thời tiết,...). Bên cạnh đó, nó còn phù hợp cho những nhà xưởng thuộc ngành nghề sản sinh ra nhiều bụi bẩn như chế tạo máy, sản xuất gỗ,...

Ưu điểm:

• Trong quá trình hệ thống làm việc không sử dụng điện năng.
• Chi phí đầu tư không cao, do không sử dụng các máy móc, trang thiết bị hiện đại.
• Bảo vệ môi trường
• Lắp đặt dễ dàng, không ảnh hưởng đến kết cấu và kiến trúc có sẵn của nhà xưởng.

Nhược điểm:

• Hiệu suất truyền gió thấp
• Bị ảnh hưởng bởi những yếu tố tự nhiên (thời tiết,...)

3.2. Thông gió nhà xưởng bằng quạt thông gió mái

• Hệ thống quạt được đặt ở trên mái có nhiệm vụ hút gió tươi liên tục rồi di chuyển vào không gian bên trong và phân bố đều khắp nhà xưởng. Đồng thời đào thải không khí ô nhiễm ra ngoài qua cửa sổ, lam gió. Một số loại quạt doanh nghiệp có thể chọn như quạt hút mái, quạt hướng trục, quạt ly tâm…
• So với thông gió nhà xưởng tự nhiên, hiệu quả của thông gió này cao hơn nhưng nó chỉ phù hợp với xưởng sản xuất, nhà kho hay khu vực sản xuất có mức độ tỏa nhiệt cao.

Ưu điểm:

• Quạt thông gió mái được cấu tạo từ các loại vật liệu có độ bền rất tốt, tuổi thọ cao, chịu sự tác động của môi trường và thời tiết xung quanh rất tốt, nhờ khả năng han gỉ thấp như thép sơn tĩnh điện, inox,...
• Chi phí đầu tư ban đầu không cao

Nhược điểm:

• Lưu lượng gió sinh ra trên một thiết bị không cao, hiệu quả không nổi bật.
• Giai đoạn tính lưu lượng gió cần cung cấp để tính số quạt và loại quạt tốn thời gian

3.3. Thông gió cho nhà xưởng bằng quạt công nghiệp di động

• Để điều hòa nhiệt ẩm, mức ô nhiễm không khí thì luồng không khí phải được trao đổi ra vào liên tục, từ đó sẽ tạo nên môi trường thông thoáng, tự nhiên nhưng vẫn tiết kiệm chi phí.
• Có nhiều loại quạt công nghiệp di động khác nhau nhằm đáp ứng nhu cầu thông gió nhà xưởng như: quạt treo tường, quạt cây, quạt trần…
• Vì nó vận hành khá dễ dàng, nên đây đang là một trong những giải pháp thông gió cho nhà xưởng được dùng nhiều nhất hiện nay. Tùy vào đặc điểm, quy mô và diện tích mà nhà xưởng lựa chọn số lượng quạt thông gió cho phù hợp. Thông thường giải pháp thông gió này phù hợp cho hầu hết các loại nhà xưởng, đặc biệt là các nhà xưởng sản sinh nhiều bụi bẩn, tỏa nhiệt cao (sản xuất gỗ, gia công,…)

Ưu điểm:

• Lưu lượng gió sinh ra không nhỏ, gió được truyền đi xa.
• Sử dụng đa dạng cho các loại nhà xưởng khác nhau.
• Cấu tạo và cách sử dụng không hề phức tạp.
• Linh hoạt, di chuyển dễ dàng

Nhược điểm:

• Tiếng ồn lớn.
• Phải chịu sức gió rất lớn vì vị trí ở gần quạt
• Không tiết kiệm chi phí điện năng 

3.4. Giải pháp thông gió nhà xưởng bằng quạt gắn tường

• Sử dụng thiết bị thông gió gắn trên tường nhà xưởng, tiết kiệm diện tích. Với thiết kế nhỏ gọn, không phức tạp, động cơ làm việc êm ái, không có tiếng ồn, từ đó giúp người lao động làm việc thoải mái hơn.
• Ở những nơi như: văn phòng, khu vệ sinh, nhà xưởng kín (nơi không khí không thể tự lưu chuyển) thì quạt gắn tường đang là giải pháp thông gió được sử dụng phổ biến và ưa chuộng. Ngoài ra, hệ thống này còn được áp dụng với nhiều nhà xưởng ở những lĩnh vực hoạt động như: xưởng sản xuất gỗ, xưởng lắp ráp linh kiện…

Ưu điểm:

• Lưu thông không khí tốt
• Thiết kế gọn gàng, lắp đặt không quá khó khăn
• Công suất thông gió không nhỏ
• Giảm độ ẩm về mức cần thiết.
• Hệ thống hoạt động hiệu quả và bền hơn nhờ quạt gắn tường có màng lưới ngăn chặn bụi bẩn.

Nhược điểm:

• Quá trình bảo dưỡng, sửa chữa gặp khó khăn vì vị trí lắp đặt cố định trên cao. 
• Kém linh động

3.5. Thông gió cho nhà xưởng bằng hệ thống Cooling Pad

• Dùng máy bơm tưới nước liên tục từ đỉnh đến phần dưới cùng của tấm Cooling Pad qua các đường vân lượn sóng ở giữa để tạo thành tấm màng nước. Không khí trước khi vào nhà xưởng được làm mát khi xuyên qua tấm màng nước này.
• Thông gió bằng phương pháp này có thể áp dụng được ở nhiều loại nhà xưởng. Nhưng vẫn có một số nhà xưởng của một số lĩnh vực không phù hợp như điện tử, hóa chất,...do khả năng tăng độ ẩm trong không khí, hệ thống Cooling Pad.

Ưu điểm:

• Hiệu suất làm mát rất tốt
• Vì không sử dụng các loại máy móc, trang thiết bị hiện đại, nên sẽ giảm thiểu chi phí đầu tư và hoạt động cho doanh nghiệp 

Nhược điểm:

• Độ ẩm trong không khí tăng cao

3.6. Giải pháp thông gió nhà xưởng bằng hệ thống kênh dẫn gió

• Phương pháp này dùng quạt hút trên tường và lam gió có tấm lọc hay lưới lọc, đặt đối diện nhau. Sự chênh lệch áp suất giữa môi trường bên trong và bên ngoài nhà xưởng được tạo ra khi quạt hút gió làm việc. Không khí tươi tự động tràn vào và được lọc sạch qua lam gió rồi di chuyển vào nhà xưởng thay thế cho lượng không khí bị đẩy ra ngoài.
• Hệ thống kênh dẫn gió cũng được nhiều nhà xưởng sử dụng. Ví dụ điển hình như: nhà xưởng chế biến thực phẩm, dược phẩm, linh kiện điện tử…

Ưu điểm:

• Chi phí đầu tư lắp đặt tương đối thấp.
• Nhờ việc kích hoạt gió nên cơ chế hoạt động không quá khó.
• Sử dụng phần lớn các nguyên liệu từ thiên nhiên nên hạn chế tối đa tình trạng ô nhiễm môi trường

Nhược điểm:

• Quá trình tính toán và lựa chọn loại quạt, số lượng quạt cần dùng cho nhà xưởng phức tạp và khó khăn.

3.7. Thông gió nhà xưởng bằng hệ thống điều hòa Chiller

• Hệ thống Chiller là một phương pháp thông gió nhà xưởng dùng hệ thiết bị làm lạnh nước công nghiệp. Thiết bị làm mát và tạo ra hơi nước có nhiệt độ khoảng 6℃ - 30℃. Áp dụng quá trình bay hơi của nước, thu lượng gió nóng quanh không gian làm việc trong xưởng lại rồi làm lạnh chúng. Phân bố khí sạch đồng đều đến khu vực cần thiết.
• Thông gió bằng phương pháp này chỉ áp dụng ở những nhà xưởng có không gian kín và quy mô sản xuất lớn, vì chi phí đầu tư ban đầu không hề nhỏ và lắp đặt hệ thống cần diện tích rất lớn (hàng trăm mét vuông)

Ưu điểm:

• Công suất làm lạnh lớn giúp nhiệt độ giảm sâu, nên chỉ cần dùng một hệ thống Chiller cho toàn nhà xưởng và phân chia nhiều khu vực khác nhau theo yêu cầu.
• Khả năng kiểm soát nhiệt ẩm từng khu vực riêng lẻ tốt

Nhược điểm:

• Chi phí đầu tư lắp đặt không hề thấp.
• Rất hao phí điện năng 
• Thiết kế, xây dựng và lắp đặt hệ thống không dễ dàng, nếu trường hợp doanh nghiệp không chuyên thì buộc phải thuê đơn vị uy tín, chuyên môn để hợp tác.

Xem thêm: HVAC là gì

4. Công thức tính toán thiết kế lưu lượng thông gió nhà xưởng

Xác định lưu lượng gió cần sử dụng là một trong những công đoạn quan trọng trong quá trình tính toán thiết kế hệ thống thông gió nhà xưởng. Từ đó, đội ngũ kỹ sư mới lên được bản thiết kế phù hợp, lựa chọn thiết bị đạt hiệu quả cao. Dưới đây là hai cách tính lưu lượng gió phổ biến.

4.1. Cách tính lưu lượng thông gió theo thể tích nhà xưởng

Tùy vào thể tích nhà xưởng, ta có công thức tính lưu lượng gió như sau:

Tg = X*T

Trong đó:

• Tg: tổng lưu lượng thông gió cần sử dụng cho nhà xưởng (m3/h).
• X: số lần không khí trong xưởng cần được thay thế (lần/giờ).
• T: thể tích nhà xưởng, xí nghiệp (T = DxRxC) (m3).

Ví dụ: Một nhà xưởng A sản xuất các thiết bị cơ khí có chiều dài là 100m, chiều rộng là 25m và chiều cao là 10m. 

Suy ra, thể tích của xưởng là: T = 10*100*25 = 25,000 (m3)

Xưởng sản xuất cơ khí có đặc trưng là các thiết bị tỏa nhiệt, vì thế số lần thay đổi gió tươi trong nhà xưởng A dao động từ khoảng 40 - 60 lần/giờ (lấy mức trung bình là 50 lần/giờ).

Như vậy, tổng lượng gió tươi cần cung cấp cho nhà xưởng cơ khí A là:

Tg = 25,000*50 = 1,250,000 (m3/h)

4.2. Cách tính lưu lượng thông gió nhà xưởng dựa theo số người

Dựa vào số người làm việc trong nhà xưởng để tính toán lưu lượng hệ thống thông gió nhà xưởng. 

Ở Việt Nam, nhà nước quy định mỗi người lao động cần cung cấp 20m3 gió tươi/giờ. Vì thế, lượng gió tươi cần cung cấp vào nhà xưởng được tính bằng công thức sau:

Tg = N*20

Trong đó:

• Tg: tổng lưu lượng thông gió cần sử dụng cho nhà xưởng (m3).
• N: số người lao động làm việc trong nhà xưởng (N = Diện tích/0.7).

Ví dụ: Một xưởng may thời trang B có diện tích là 1.000m². Từ đó, ta tính được số người lao động phân bố trong nhà xưởng là: N = 1000/0.7 = 1.428 (người)

Như vậy, tổng lưu lượng gió tươi cần thiết cho xưởng may thời trang B là:

Tg = 1428*20 = 28,560 (m3/h)

5. Công thức tính toán thiết kế hệ thống thông gió nhà xưởng

Doanh nghiệp cần tiến hành tính thiết kế hệ thống quạt, đường ống thông gió và số lượng tấm Cooling Pad trong nhà xưởng, sau khi đã thực hiện việc tính lượng gió cần cung cấp. Sau đây là các công thức và cách tính thông gió nhà xưởng cần biết.

5.1. Cách tính số lượng thiết bị quạt thông gió nhà xưởng

Một bước bắt buộc phải có trong tính toán thiết kế hệ thống thông gió nhà xưởng là xác định được số lượng quạt cần sử dụng, từ đó thì doanh nghiệp mới có thể đo lường chi phí nhanh chóng. Ta có công thức tính như sau:

M = Tg/Q

Trong đó:

• M: số lượng quạt thông gió cần dùng
• Tg: tổng lưu lượng gió tươi cần cung cấp cho nhà xưởng (m3/h).
• Q: lưu lượng gió của quạt (m3/h).

Ví dụ: Một nhà xưởng C cần cung cấp 1.000.000 (m3/h) lưu lượng gió tươi với thiết bị quạt có lưu lượng gió là 20.000 (m3/h). 

Suy ra, số lượng quạt thông gió nhà xưởng C cần dùng là:

M = 1.000.000/20.000 = 50 (chiếc quạt).

5.2. Công thức tính toán thiết kế đường ống thông gió nhà xưởng

Có thể dùng nhiều cách khác nhau để tính toán thiết kế hệ thống đường ống thông gió nhà xưởng, nhưng chung quy các cách đều gom về phương pháp như sau:

Bước 1: Xác định tốc độ gió của đoạn ống đầu tiên (ω1) rồi dựa trên lưu lượng gió (L) để tính diện tích tiết diện (f) của đoạn ống đó theo công thức sau: f = L/ω

Bước 2: Tiếp theo tính tốc độ gió của các đoạn ống khác thuộc hệ thống thông gió nhà xưởng theo công thức: p*[(ω1)^2 – (ω2)^2]/2 – ∑Δp12 = 0

Trong đó:

• ω1: Tốc độ gió của đoạn ống thứ nhất.
• ω2: Tốc độ gió của đoạn ống thứ 2.
• ∑Δp12: Tổng hao phí điện áp tính từ điểm phân nhánh 1 đến điểm phân nhánh 2.

Rồi dựa vào tốc độ và lưu lượng gió của đoạn kế tiếp để xác định diện tích tiết diện đoạn đó: f2 = L2/ω2.

Bước 3: Lặp lại cách tính ở bước 2 cho đến khi biết được tốc độ và kích thước của tất cả các đoạn ống còn lại trong hệ thống thông gió nhà xưởng. Tổng chiều dài của đường ống bằng tổng chiều dài của các đoạn ống cộng với chiều dài cút.

5.3. Công thức tính số lượng tấm Cooling Pad sử dụng

Cooling Pad: là bộ phận quan trọng, giúp trao đổi nhiệt trong hệ thống thông gió nhà xưởng. Để tính toán số lượng tấm Cooling Pad cần dùng để thiết kế hệ thống thông gió nhà xưởng, cần áp dụng các bước sau:

Công thức tính tổng diện tích tấm Cooling Pad: S = V*X/9000

Trong đó:

• S: tổng diện tích tấm Cooling Pad (m2).
• V: thể tích nhà xưởng (V = DxRxC), (m3).
• X: số lần thay đổi gió tươi.

Ví dụ: Nhà xưởng sản xuất linh kiện điện tử D có chiều dài là 50m, chiều rộng là 25m, chiều cao là 10m. 

Suy ra, thể tích nhà xưởng là: V = 50*25*10 = 12.500 (m3).

Theo nghiên cứu, số lần thay đổi gió dao động từ 40 - 70 lần/giờ (tại đây chọn X = 50 lần/giờ). Như vậy, tổng diện tích của tấm Cooling Pad dùng để thiết kế hệ thống thông gió nhà xưởng là: S = 12,500*50/9000 = 64 (m2).

Hiện nay, trung bình một tấm Cooling Pad có chiều rộng 0.6m, chiều cao là 1.8m.

Suy ra, số tấm Cooling Pad cần sử dụng để thiết kế hệ thống thông gió nhà xưởng là: 64/(0.6*1.8) = 60 (tấm).

6. Thiết kế, lắp đặt hệ thống thông gió nhà xưởng sao cho hợp lý?

Các tổ chức, doanh nghiệp có thể lên bản vẽ chi tiết và phù hợp với yêu cầu của công trình của mình dựa vào những tính toán thiết kế hệ thống được nêu trên. Để đảm bảo hiệu quả cho hệ thống, Doanh nghiệp phải tuân thủ theo quy trình thiết kế hệ thống thông gió nhà xưởng để đảm bảo hiệu quả cho hệ thống.

Ngoài ra, các tổ chức, doanh nghiệp cần lưu ý các tiêu chí cần có của 1 bản thiết kế chuẩn, bao gồm những nội dung sau:

• Hệ thống được thiết kế đảm bảo đúng và đủ diện tích.
• Bản thiết kế đáp ứng nhu cầu thông gió làm mát của nhân công, máy móc.
• Bản thiết kế cung cấp đủ số lượng trang bị, chi phí…
• Vị trí lắp đặt trang thiết bị đạt hiệu quả.

Trên đây là một số kiến thức về phân loại, giải pháp và cách tính thông gió nhà xưởng. Hy vọng bài viết giúp bạn hiểu và chọn lựa được phương pháp thông gió hiệu quả và phù hợp dựa theo yêu cầu, chi phí của doanh nghiệp hay tổ chức của mình.

 

Phương.