Việc chọn kích thước ống gió là công đoạn quan trọng để hệ thống điều hòa – thông gió phát huy đúng công suất thiết kế.

Nếu kích thước không phù hợp, hệ thống có thể không đạt đủ lưu lượng gió hoặc phát sinh tiếng ồn lớn.

Khi xác định kích thước ống gió, điều quan trọng là kiểm tra cả tốc độ gió phù hợp với mục đích sử dụng, tổn thất áp suất và không gian lắp đặt.

Trong bài viết này, chúng tôi sẽ giải thích chi tiết quy trình cơ bản để chọn kích thước ống gió, cùng các điểm cần kiểm tra theo lưu lượng gió, mục đích sử dụng và vị trí lắp đặt.

Quy trình chọn kích thước ống gió

Việc chọn kích thước ống gió được thực hiện bằng cách xác định lưu lượng gió cần thiết, sau đó lần lượt kiểm tra các điều kiện như tốc độ gió, tổn thất áp suất và không gian lắp đặt.

Quy trình chính như sau.

1. Xác định lưu lượng gió
2. Quyết định các điều kiện chọn kích thước
3. Tính ra kích thước dự kiến
4. Quy đổi sang ống vuông nếu cần
5. Chốt kích thước sẽ sử dụng
6. Kiểm tra tổn thất áp suất
7. Kiểm tra khả năng lắp đặt thực tế tại công trình

Điểm then chốt để tránh phải làm lại là không chỉ dựa vào kích thước tính toán, mà cuối cùng phải kiểm tra cả điều kiện chế tạo và khả năng lắp đặt thực tế.

Các điều kiện cần xem xét khi chọn kích thước ống gió

Kích thước ống gió không thể chỉ quyết định dựa trên lưu lượng gió.

Để vận chuyển lượng không khí cần thiết một cách thuận lợi và tránh các vấn đề về tiếng ồn hay thi công, cần quyết định kích thước dựa trên cả mục đích sử dụng và vị trí lắp đặt.

Các điều kiện chính cần kiểm tra khi chọn kích thước ống gió như sau.

• Lưu lượng gió
• Mục đích sử dụng
• Điều kiện về tiếng ồn
• Vị trí lắp đặt

Sau đây, chúng ta hãy cùng xem chi tiết từng điều kiện.

Lưu lượng gió

Khi chọn kích thước ống gió, trước tiên cần xác định lượng không khí đi qua đoạn ống đang xét.

Lưu lượng gió cần thiết càng lớn thì với cùng một tốc độ gió, về cơ bản ống gió càng cần diện tích mặt cắt lớn hơn.

Lưu lượng gió của từng đoạn được xác định dựa trên các miệng thổi và miệng hút được kết nối.

Các điểm chính cần kiểm tra khi chọn kích thước như sau.

• Với ống nhánh cuối, xác định lưu lượng của miệng thổi/miệng hút được kết nối
• Với ống nhánh, cộng tổng lưu lượng của các miệng thổi/miệng hút phía sau nó
• Với ống chính, xác định tổng lưu lượng chảy vào từng nhánh
• Sau khi tính được kích thước dự kiến, kiểm tra xem tốc độ gió có phù hợp với mục đích sử dụng hay không
• Sau điểm rẽ nhánh, lưu lượng đi qua giảm nên cần xem xét lại kích thước ống gió khi cần thiết

Sau điểm rẽ nhánh, trở lực của từng nhánh khác nhau, nên việc chỉ quyết định kích thước ống gió không bảo đảm lưu lượng đến từng miệng thổi/miệng hút đúng như thiết kế.

Việc bố trí van điều chỉnh lưu lượng (VCD) tại các vị trí cần thiết để có thể điều chỉnh trở lực và lưu lượng của từng nhánh cũng rất quan trọng.

Nếu tổng hợp lưu lượng gió sai, các bước chọn kích thước sau đó cũng bị ảnh hưởng.

Hãy xác định lưu lượng của từng đoạn trên bản vẽ, sau đó lần lượt quyết định kích thước.

Mục đích sử dụng

Cùng một lưu lượng gió, nhưng kích thước phù hợp và các điều kiện cần kiểm tra sẽ khác nhau tùy theo mục đích sử dụng của ống gió.

Hãy tránh việc chọn kích thước ống gió điều hòa – thông gió thông thường theo cùng điều kiện với ống hút khí bếp, hút khí nhà máy hay ống thoát khói.

Các điểm kiểm tra chính theo từng mục đích sử dụng như sau.

Riêng với hệ thống thoát khói, cần kiểm tra đối tượng bắt buộc lắp đặt và lưu lượng thoát khói theo các quy định pháp luật về xây dựng, nên hãy xem xét riêng, tách khỏi hệ điều hòa – thông gió thông thường.

(1) Đối tượng phải lắp đặt hệ thống thoát khói và lưu lượng thoát khói được xác định theo các quy định pháp luật về xây dựng và văn bản liên quan.

Nguồn: Bộ Đất đai, Hạ tầng, Giao thông và Du lịch Nhật Bản – "Tiêu chuẩn thiết kế thiết bị công trình (bản năm Reiwa 6) | Chương 5 Hệ thống thoát khói, Mục 1 Các vấn đề cơ bản"

Khi xác định kích thước ống thoát khói, ngoài lưu lượng thoát khói cần thiết và điều kiện hệ thống, hãy kiểm tra cả hồ sơ thiết kế cùng các quy định, tiêu chuẩn liên quan.

Điều kiện về tiếng ồn

Tốc độ gió trong ống cũng ảnh hưởng đến tiếng ồn.

Với cùng một lưu lượng, nếu ống gió nhỏ hơn thì tốc độ gió tăng lên và dễ phát sinh tiếng ồn do dòng khí.

Ngoài ra, tiếng ồn không chỉ phát sinh ở đoạn ống thẳng mà còn ở cút, điểm rẽ nhánh, van điều chỉnh, miệng thổi và miệng hút.

Đặc biệt, nếu ngay trước miệng thổi hoặc miệng hút có đoạn uốn gấp hoặc van điều chỉnh, dòng khí bị rối và tiếng ồn có thể tăng lên.

Tại những khu vực yêu cầu môi trường yên tĩnh, không nên thu nhỏ ống gió chỉ dựa trên lưu lượng, mà cần xem xét kích thước giúp giữ tốc độ gió ở mức thấp.

Tốc độ gió phù hợp thay đổi tùy theo đoạn ống (ống chính hay ống nhánh), theo chức năng cấp khí – hồi khí – thải khí, và theo yêu cầu về độ yên tĩnh trong phòng.

Tùy theo điều kiện thiết kế, hãy cân nhắc thêm phương án tăng kích thước ống gió hoặc áp dụng biện pháp tiêu âm.

Vị trí lắp đặt

Dù kích thước hợp lý về mặt tính toán, nếu không lọt được dưới dầm hoặc trong trần thì vẫn không thể thi công.

Vì vậy, khi chọn kích thước ống gió, cần kiểm tra cả không gian tại vị trí lắp đặt và tương quan vị trí với các thiết bị lân cận.

Các điểm kiểm tra chính như sau.

• Có bảo đảm được chiều cao cần thiết dưới dầm hoặc trong trần hay không
• Có xung đột với đường ống nước, thang cáp hay không
• Có lọt được theo kích thước ngoài bao gồm cả vật liệu bảo ôn và mặt bích hay không
• Có không gian để vận hành van điều chỉnh và cửa kiểm tra hay không
• Ống vuông có bị biến thành hình dạng quá dài và hẹp hay không
• Có gây trở ngại cho việc gia cường, chế tạo theo đoạn và vận chuyển vào công trình hay không

Khi chiều cao trong trần bị hạn chế, có thể chuyển từ ống tròn sang ống vuông, hoặc điều chỉnh kích thước dài – rộng của ống vuông.

Tuy nhiên, nếu tạo hình dạng quá dài và hẹp thì có thể ảnh hưởng đến tổn thất áp suất và khả năng chế tạo.

Vì vậy, hãy quyết định kích thước dựa trên sự cân bằng giữa lưu lượng gió, tốc độ gió và khả năng thi công.

Các công thức dùng khi chọn kích thước ống gió

Khi chọn kích thước ống gió, việc hiểu rõ quan hệ cơ bản giữa lưu lượng gió, tốc độ gió và diện tích mặt cắt là rất quan trọng.

Các công thức chính dùng để chọn kích thước ống gió như sau.

• Công thức tính diện tích mặt cắt cần thiết
• Công thức tính đường kính ống tròn
• Công thức tính kích thước ống vuông

Sau đây, chúng ta hãy cùng xem chi tiết từng cách tính.

Công thức tính diện tích mặt cắt cần thiết

Lưu lượng gió chảy qua ống được tính từ tốc độ gió và diện tích mặt cắt.

Gọi lưu lượng là Q, tốc độ gió là v, diện tích mặt cắt là A; khi Q tính bằng m³/s, v bằng m/s và A bằng m², quan hệ giữa chúng như sau.

Q = v × A

Khi cần tính diện tích mặt cắt A, hãy chuyển về dạng sau.

A = Q ÷ v

Nếu lưu lượng Q tính theo m³/h, hãy chia cho 3.600 để đổi sang m³/s trước khi tính.

A = Q ÷ 3.600 ÷ v

Ví dụ, với lưu lượng 1.000 m³/h và tốc độ gió 5 m/s, phép tính như sau.

1.000 ÷ 3.600 ÷ 5 = khoảng 0,0556 m²

Để dẫn lưu lượng 1.000 m³/h với tốc độ 5 m/s, cần diện tích mặt cắt khoảng 0,0556 m².

Tuy nhiên, giá trị tính được chỉ là diện tích mặt cắt mang tính tham khảo, xác định từ lưu lượng và tốc độ gió.

Kích thước ống gió thực tế cần được quyết định sau khi kiểm tra cả tổn thất áp suất, tiếng ồn, kích thước có thể chế tạo và không gian lắp đặt.

Công thức tính đường kính ống tròn

Với ống gió tròn, có thể tính đường kính hình tròn từ diện tích mặt cắt cần thiết.

Gọi diện tích mặt cắt cần thiết là A và đường kính ống tròn là d, công thức như sau.

d = √(4A ÷ π)

Nếu thay A theo đơn vị m² thì d được tính ra theo đơn vị m.

Ví dụ, với diện tích mặt cắt cần thiết là 0,0556 m², đường kính tính toán khoảng 0,266 m, tức khoảng 266 mm.

Tuy nhiên, không phải lúc nào cũng áp dụng nguyên đường kính tính toán.

Cần kiểm tra quy cách sản phẩm và kích thước có thể chế tạo, rồi điều chỉnh về đường kính thực tế sẽ sử dụng.

Sau khi điều chỉnh đường kính, hãy tính lại tốc độ gió thực tế theo kích thước đó và kiểm tra xem tổn thất áp suất cùng tiếng ồn có vấn đề gì không.

Công thức tính kích thước ống vuông

Khi chuyển từ ống tròn sang ống vuông, hãy quyết định kích thước dựa trên cả diện tích mặt cắt và mức độ thuận lợi của dòng khí.

Khi xem xét kích thước ống vuông, có thể dùng "đường kính tương đương" làm cơ sở để so sánh tổn thất do ma sát với ống tròn.

Đường kính tương đương là đường kính quy đổi dùng khi so sánh tổn thất ma sát giữa ống vuông và ống tròn.

Đây không phải là giá trị biểu thị diện tích mặt cắt của bản thân ống vuông.

Đường kính tương đương D được tính theo công thức sau.

D = 1,3 × (a × b)^0,625 ÷ (a + b)^0,25

※ Công thức này là một ví dụ về công thức gần đúng được dùng khi quy đổi ống vuông sang ống tròn.

Ý nghĩa của từng ký hiệu như sau.

Với D, a, b hãy dùng cùng một đơn vị, ví dụ mm.

Khi xác định kích thước ống vuông, có thể chọn trước một cạnh dựa trên chiều cao trong trần, rồi điều chỉnh cạnh còn lại sao cho tiến gần tới đường kính tương đương cần thiết.

Tuy nhiên, không chỉ có một tổ hợp kích thước dài – rộng cho cùng một đường kính tương đương.

Sau khi chốt kích thước dự kiến, hãy tính tốc độ gió từ diện tích mặt cắt thực tế và kiểm tra cả tỷ lệ dài/rộng, tổn thất áp suất, điều kiện chế tạo và không gian lắp đặt.

Các công cụ dùng khi chọn kích thước ống gió

Khi chọn kích thước ống gió, việc sử dụng biểu đồ tổn thất ma sát, thước tính ống gió hay phần mềm chọn kích thước sẽ giúp khoanh vùng kích thước dự kiến một cách hiệu quả.

Các công cụ chính như sau.

• Biểu đồ tổn thất ma sát
• Thước tính ống gió (duct measure)
• Phần mềm chọn kích thước
• Bảng tra nhanh

Sau đây, chúng ta hãy cùng xem chi tiết từng công cụ.

Biểu đồ tổn thất ma sát

Biểu đồ tổn thất ma sát dùng để xác định đường kính ống tròn dự kiến và tốc độ gió tương ứng, dựa trên lưu lượng gió và tổn thất ma sát trên một đơn vị chiều dài.

Khi sử dụng, trước tiên hãy xác định lưu lượng gió của đoạn ống đang xét.

Tiếp theo, xác định điểm giao giữa lưu lượng gió và tổn thất áp suất lấy làm chuẩn trên biểu đồ, rồi đọc ra đường kính ống tròn dự kiến cùng tốc độ gió tại thời điểm đó.

Tuy nhiên, tùy từng biểu đồ mà các điều kiện tiền đề của phép tính như vật liệu ống gió hay trạng thái bề mặt bên trong có thể khác nhau.

Nếu đổi đường kính đọc từ biểu đồ sang kích thước có thể chế tạo thực tế, điều quan trọng là kiểm tra lại tốc độ gió và tổn thất áp suất theo đường kính mới.

Thước tính ống gió (duct measure)

Thước tính ống gió là công cụ tính toán cho phép đọc trên vạch chia mối quan hệ giữa lưu lượng gió, đường kính ống tròn, tốc độ gió và tổn thất ma sát trên một đơn vị chiều dài.

Vì không cần nguồn điện, công cụ này có thể dùng cả khi thiết kế và khi cần kiểm tra kích thước dự kiến ngay tại công trường.

Khi sử dụng, hãy chú ý không nhầm lẫn đơn vị lưu lượng gió như m³/h hay m³/min.

Ngoài ra, nếu đổi đường kính tính toán sang kích thước tiêu chuẩn hoặc đường kính có thể chế tạo, hãy chỉnh lại vạch chia theo kích thước mới và kiểm tra lại tốc độ gió cũng như tổn thất áp suất thực tế.

Nếu công cụ có chức năng quy đổi sang ống vuông, hãy xác nhận phương pháp quy đổi được sử dụng trước khi dùng.

Phần mềm chọn kích thước

Phần mềm chọn kích thước là công cụ cho phép nhập lưu lượng gió, tốc độ gió mục tiêu, tổn thất áp suất và hình dạng ống gió để xác định kích thước dự kiến.

Tùy phần mềm, có thể tính cả tổn thất áp suất do cút, điểm rẽ nhánh và van điều chỉnh, chứ không chỉ riêng đoạn ống thẳng.

Khi xử lý nhiều hệ thống hoặc nhiều đoạn ống, ưu điểm là tính toán và so sánh hiệu quả hơn so với tính tay.

Tuy nhiên, đơn vị nhập liệu, điều kiện bề mặt trong ống, phương pháp quy đổi ống vuông và cách xử lý trở lực cục bộ khác nhau tùy từng phần mềm.

Dù nhập cùng một lưu lượng gió, kết quả vẫn có thể khác nhau tùy theo điều kiện thiết lập.

Vì vậy, hãy kiểm tra các thiết lập ban đầu và điều kiện tính toán trước khi sử dụng.

Bảng tra nhanh

Bảng tra nhanh rất tiện lợi khi cần xác định nhanh đường kính ống tròn hoặc kích thước ống vuông tiêu biểu tương ứng với lưu lượng gió.

Dưới đây là một ví dụ về trường hợp tính diện tích mặt cắt cần thiết từ lưu lượng gió và tốc độ gió dự kiến, sau đó điều chỉnh về kích thước gần nhất.

Bảng tra nhanh chỉ mang tính tham khảo để khoanh vùng kích thước dự kiến.

Khi chọn kích thước thực tế, cần kiểm tra cả tổn thất áp suất, tiếng ồn, mục đích sử dụng, vật liệu ống gió, kích thước có thể chế tạo và khả năng lắp đặt tại công trình.

Đặc biệt, đừng dùng nguyên kích thước ghi trong bảng, mà hãy kiểm tra lại tốc độ gió và tổn thất áp suất theo kích thước thực tế sử dụng trước khi chốt kích thước cuối cùng.

Những điểm giúp tránh phải làm lại khi chọn kích thước ống gió

Khi chọn kích thước ống gió, dù kích thước tính toán đúng nhưng nếu không phù hợp với mục đích sử dụng, điều kiện chế tạo hay khả năng lắp đặt tại công trình thì vẫn có thể phải tính lại hoặc thay đổi sau khi đã chế tạo.

Để tránh phải làm lại, điều quan trọng là kiểm tra theo cùng một bộ điều kiện từ khâu thiết kế đến khâu đặt hàng.

Các điểm chính giúp tránh phải làm lại như sau.

• Thống nhất các điều kiện tính toán như lưu lượng gió cần thiết và tổn thất áp suất
• Quyết định tốc độ gió và vật liệu theo mục đích sử dụng
• Kiểm tra kích thước có phù hợp với công trình trước khi chế tạo
• Xác định phương thức đặt hàng và phạm vi công việc cần thuê

Sau đây, chúng ta hãy cùng xem chi tiết từng điểm.

Thống nhất các điều kiện tính toán như lưu lượng gió cần thiết và tổn thất áp suất

Để chọn đúng kích thước ống gió, không chỉ cần lưu lượng và kích thước, mà còn phải thống nhất cả đơn vị tính và các điều kiện lựa chọn.

Nếu mỗi người phụ trách dùng điều kiện khác nhau, cùng một hệ thống vẫn có thể cho kết quả chọn kích thước khác nhau.

Các hạng mục đặc biệt cần kiểm tra như sau.

Công thức và công cụ chọn kích thước chỉ là phương tiện để tìm ra kích thước dự kiến.

Cuối cùng, hãy kiểm tra tốc độ gió và tổn thất áp suất theo cùng một bộ điều kiện, rồi quyết định kích thước sử dụng.

Quyết định tốc độ gió và vật liệu theo mục đích sử dụng

Cùng một lưu lượng gió, nhưng tốc độ gió và vật liệu phù hợp sẽ thay đổi theo tính chất của không khí vận chuyển và yêu cầu về độ yên tĩnh.

Vì vậy, hãy tránh áp dụng nguyên các điều kiện đang dùng cho hệ điều hòa thông thường sang mọi loại ống gió.

Nội dung kiểm tra chính theo từng mục đích sử dụng như sau.

Ví dụ, ở những nơi yêu cầu độ yên tĩnh, nếu đẩy tốc độ gió lên quá cao sẽ trở thành nguyên nhân gây tiếng ồn.

Trong khi đó, với hệ hút khí nhà bếp hay nhà máy, ngoài vật liệu và tốc độ gió phù hợp với không khí vận chuyển, còn cần kiểm tra các điều kiện về phòng cháy, vệ sinh và kiểm tra định kỳ.

Hãy xem xét trên cơ sở kiểm tra cả quy chế phòng chống cháy của địa phương và các tiêu chuẩn liên quan đến phòng cháy chữa cháy.

Điều quan trọng là tổng hợp các điều kiện cần thiết theo từng mục đích sử dụng, rồi quyết định kích thước sau khi đã kiểm tra bản vẽ thiết kế và bảng thông số kỹ thuật.

Kiểm tra kích thước có phù hợp với công trình trước khi chế tạo

Kích thước ống gió tính ra chưa hẳn có thể thi công được ngay tại công trình.

Khi tính đến dầm, đường ống nước và vật liệu bảo ôn, kích thước dù đúng về mặt tính toán vẫn có thể không lọt được.

Các điều kiện chính cần kiểm tra trước khi chế tạo như sau.

Đặc biệt, điều quan trọng là không đánh giá khả năng lắp đặt chỉ dựa trên kích thước bản thân ống gió.

Hãy kiểm tra theo kích thước ngoài thực tế, bao gồm cả vật liệu bảo ôn, mặt bích, thanh gia cường và ty treo.

Ngoài ra, với ống gió kích thước lớn, cần kiểm tra cả kích thước có thể chế tạo và tuyến vận chuyển.

Việc thống nhất trước các điều kiện thiết kế – chế tạo – thi công sẽ giúp giảm thay đổi phát sinh tại công trình.

Xác định phương thức đặt hàng và phạm vi công việc cần thuê

Sau khi đã chốt kích thước và thông số ống gió, hãy xác định rõ phần nào tự thực hiện và phạm vi nào giao cho đơn vị chế tạo hoặc thi công.

Ví dụ về nội dung yêu cầu theo từng nhu cầu như sau.

Khi đặt chế tạo, điều quan trọng là cung cấp không chỉ chiều rộng, chiều cao hay đường kính ống gió, mà cả chiều dài, vật liệu, số lượng, phương pháp kết nối và điều kiện giao hàng.

Ngoài ra, với các trường hợp chiều cao trong trần bị hạn chế, có nhiều chi tiết dị hình, hoặc ống gió kích thước lớn với điều kiện vận chuyển khó, việc trao đổi với đơn vị chế tạo trước khi chốt kích thước sẽ giúp tránh phải làm lại.

Khi giao chế tạo và thi công ống gió, hãy chia sẻ các điều kiện thiết kế và điều kiện thực tế tại công trình.

Công ty TNHH Sansetsu Việt Nam, bên cạnh việc bán sản phẩm tiêu chuẩn, còn nhận tư vấn chế tạo sản phẩm đặt riêng theo bản vẽ và điều kiện thực tế của công trình.

Nếu quý khách muốn trao đổi từ việc mua sản phẩm tiêu chuẩn đến chế tạo sản phẩm đặt riêng, xin đừng ngần ngại liên hệ với chúng tôi.

Băn khoăn khi chọn kích thước ống gió phù hợp với mục đích và không gian? Hãy đến với Công ty TNHH Sansetsu Việt Nam!

Khi xác định kích thước ống gió, điều quan trọng là kiểm tra không chỉ lưu lượng gió cần thiết mà cả tổn thất áp suất, mục đích sử dụng, tiếng ồn, không gian lắp đặt và điều kiện chế tạo.

Đừng chỉ dựa vào kích thước tính toán; hãy quyết định kích thước sử dụng sau khi đã kiểm tra khả năng lắp đặt thực tế cùng các điều kiện chế tạo và thi công.

Công ty TNHH Sansetsu Việt Nam sản xuất và cung cấp ống gió vuông, ống gió tròn và các sản phẩm liên quan, đồng thời nhận tư vấn chế tạo và thi công theo điều kiện thực tế của công trình.

Chúng tôi cũng nhận các đơn hàng chỉ chế tạo ống gió từ các nhà thầu cơ điện tự thực hiện phần lắp đặt.

Nếu quý khách gặp khó khăn về kích thước, hình dạng hay phương pháp chế tạo ống gió, xin vui lòng liên hệ với Công ty TNHH Sansetsu Việt Nam.