Hệ thống thông gió tầng hầm: Giải pháp an toàn và tiết kiệm năng lượng

Hệ thống thông gió tầng hầm đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo không khí lưu thông, loại bỏ khí độc hại và duy trì môi trường an toàn, thoáng mát cho các khu vực kín như tầng hầm để xe, kho hoặc trung tâm thương mại. Việc thiết kế và thi công hệ thống thông gió tầng hầm đạt chuẩn không chỉ giúp tăng tuổi thọ công trình mà còn bảo vệ sức khỏe con người, hạn chế nguy cơ cháy nổ. Trong bài viết này, Dobaco sẽ cùng bạn tìm hiểu chi tiết về nguyên lý hoạt động, cấu tạo, các giải pháp tối ưu và báo giá hệ thống thông gió tầng hầm mới nhất hiện nay.

Vì sao tầng hầm cần hệ thống thông gió hiệu quả?

1. Tầng hầm là không gian kín, dễ tích tụ khí độc

Tầng hầm thường nằm hoàn toàn hoặc phần lớn dưới mặt đất, không có cửa sổ hay khe thoáng tự nhiên. Khi xe cộ di chuyển hoặc thiết bị vận hành trong khu vực này, chúng sẽ phát sinh khí độc CO, CO₂, NO₂, cùng với bụi và hơi xăng dầu.
Nếu không có hệ thống thông gió tầng hầm, các khí này không thể thoát ra ngoài, dẫn đến:

• Ô nhiễm không khí nghiêm trọng.

• Ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người (đặc biệt là ngộ độc CO).

• Ăn mòn, làm hỏng các thiết bị điện, ống nước và vật liệu xây dựng.

2. Đảm bảo an toàn cháy nổ và cứu hộ

Trong trường hợp có cháy hoặc rò rỉ khí gas, tầng hầm là khu vực dễ phát tán khói độc và khí nóng.
Một hệ thống thông gió cưỡng bức hiệu quả sẽ giúp:

• Hút khói nhanh ra ngoài, tạo điều kiện cho công tác cứu hộ.

• Cung cấp oxy tươi cho người trong tầng hầm.

• Ngăn khói lan lên các tầng trên, giảm thiểu thiệt hại tài sản và con người.

3. Giảm nhiệt độ và độ ẩm trong tầng hầm

Do thiếu ánh sáng và lưu thông khí, tầng hầm thường ẩm thấp, nóng bức và bí khí.
Hệ thống thông gió giúp:

• Giảm nhiệt độ trung bình 3–5°C, đặc biệt trong bãi đỗ xe.

• Hạn chế nấm mốc, rêu bám gây ảnh hưởng kết cấu công trình.

• Giữ môi trường khô ráo, bảo vệ phương tiện và thiết bị điện.

4. Duy trì chất lượng không khí đạt chuẩn

Theo TCVN 5687:2010, nồng độ CO trong tầng hầm không được vượt quá 50 ppm trong 8 giờ.
Để đạt mức này, hệ thống quạt gió tầng hầm phải được bố trí hợp lý, vận hành tự động bằng cảm biến khí.
Điều này đảm bảo:

• Không khí luôn tuần hoàn.

• Người ra vào không bị chóng mặt, khó thở.

• Toàn bộ khu vực đáp ứng tiêu chuẩn an toàn sức khỏe và lao động.

5. Tăng tuổi thọ công trình và thiết bị

Không khí ẩm và tù đọng có thể làm rỉ sét kết cấu thép, ăn mòn bê tông, gây hỏng sơn và điện.
Hệ thống thông gió giúp giảm thiểu quá trình này, qua đó:

• Kéo dài tuổi thọ vật liệu.

• Giảm chi phí bảo trì.

• Giữ tầng hầm luôn khô ráo, sạch sẽ và an toàn.

Tầng hầm không thể thiếu hệ thống thông gió hiệu quả vì đây là yếu tố bắt buộc về kỹ thuật và an toàn

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống thông gió tầng hầm

1. Cấu tạo của hệ thống thông gió tầng hầm

Một hệ thống thông gió tầng hầm tiêu chuẩn thường được thiết kế theo mô hình cưỡng bức cấp – hút gió, bao gồm nhiều bộ phận phối hợp chặt chẽ nhằm đảm bảo không khí luôn được lưu thông đều đặn và an toàn.

Quạt gió tầng hầm (cấp và hút gió)

• Quạt cấp gió: có nhiệm vụ đưa không khí tươi từ bên ngoài vào tầng hầm, bổ sung oxy cho khu vực kín.

• Quạt hút gió: dùng để hút khí thải, khí CO, CO₂ và mùi xăng dầu ra ngoài môi trường.

• Thông thường, hệ thống sẽ được chia thành nhiều quạt đặt tại các khu vực khác nhau để đảm bảo luồng khí lưu thông đồng đều.

Hệ thống ống gió

• Gồm các đường ống dẫn gió bằng tôn mạ kẽm hoặc vật liệu chống cháy, nối từ quạt đến từng khu vực trong tầng hầm.

• Thiết kế đường ống phải tối ưu hướng gió và tiết diện, đảm bảo lưu lượng đạt chuẩn (8–12 m/s).

• Tại đầu ra và đầu vào thường lắp miệng gió hoặc van điều chỉnh để kiểm soát lưu lượng khí.

Cảm biến khí độc (CO/CO₂ Sensor)

• Được bố trí tại các điểm tập trung xe cộ hoặc góc khuất, có chức năng phát hiện nồng độ khí độc.

• Khi nồng độ vượt ngưỡng cho phép, cảm biến sẽ gửi tín hiệu đến tủ điều khiển, tự động kích hoạt quạt hút gió hoạt động mạnh hơn.

 Tủ điều khiển trung tâm

• Là “bộ não” của hệ thống, giúp giám sát, điều khiển quạt gió, nhận tín hiệu cảm biến, hiển thị trạng thái vận hành và báo lỗi.

• Các tủ hiện đại có thể kết nối với hệ thống PCCC hoặc BMS (Building Management System) để vận hành tự động toàn công trình.

2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống thông gió tầng hầm

Nguyên lý hoạt động của hệ thống thông gió cưỡng bức tầng hầm dựa trên sự luân chuyển cưỡng bức giữa hai luồng khí: cấp gió tươi và hút gió thải.

Cấp gió tươi (Fresh Air Supply)

• Quạt cấp gió sẽ đưa không khí trong lành từ bên ngoài vào tầng hầm thông qua các ống dẫn.

• Lượng gió tươi được tính toán theo tiêu chuẩn thiết kế: ít nhất 30 m³/h/người hoặc theo lưu lượng xe ra vào.

Hút gió thải (Exhaust Air)

• Quạt hút gió hoạt động song song, đẩy khí ô nhiễm và khí CO ra khỏi tầng hầm qua đường ống xả ra mái hoặc khu vực an toàn.

• Nhờ đó, áp suất trong tầng hầm luôn được cân bằng, tránh hiện tượng ngưng tụ, tù khí.

Vận hành tự động bằng cảm biến khí

• Khi nồng độ CO hoặc CO₂ vượt ngưỡng 50 ppm, cảm biến sẽ truyền tín hiệu đến tủ điều khiển.

• Hệ thống sẽ tự động tăng tốc độ quạt gió hoặc kích hoạt thêm quạt bổ sung, đến khi nồng độ khí trở lại an toàn.

• Khi khí độc giảm xuống, quạt sẽ giảm công suất hoặc ngừng hoạt động, giúp tiết kiệm điện năng đáng kể (30–40%).

Các loại hệ thống thông gió tầng hầm phổ biến hiện nay

Mỗi loại có cấu trúc, chi phí và hiệu quả khác nhau — dưới đây là phân tích chi tiết giúp bạn lựa chọn giải pháp thông gió tối ưu nhất cho công trình của mình.

1. Hệ thống thông gió tự nhiên tầng hầm

Đây là loại thông gió đơn giản nhất, tận dụng sự chênh lệch áp suất và nhiệt độ giữa không khí trong tầng hầm và môi trường bên ngoài để tạo dòng đối lưu tự nhiên.
Luồng khí tươi đi vào qua cửa gió hoặc khe thoáng, còn khí thải được thoát ra bằng ống gió hoặc giếng trời.

Ưu điểm

• Chi phí đầu tư thấp, không cần hệ thống điện phức tạp.

• Tiết kiệm năng lượng, vì không sử dụng quạt gió cưỡng bức.

• Bảo trì dễ dàng, ít hỏng hóc.

Hạn chế

• Hiệu quả phụ thuộc hoàn toàn vào điều kiện thời tiết và hướng gió.

• Không phù hợp với tầng hầm kín hoặc diện tích lớn, nơi không có luồng gió tự nhiên.

• Không thể xử lý nhanh khí độc CO, CO₂ trong bãi đỗ xe.

Phù hợp cho nhà dân, biệt thự mini, công trình thấp tầng có tầng hầm thông thoáng, ít phương tiện di chuyển.

2. Hệ thống thông gió cưỡng bức (cơ khí)

Hệ thống này sử dụng quạt công nghiệp công suất lớn để cấp gió tươi và hút gió thải ra ngoài theo hướng đã thiết kế.
Đây là loại phổ biến nhất trong các công trình hiện đại như bãi đỗ xe ngầm, trung tâm thương mại, tòa nhà cao tầng.

Cấu tạo

• Quạt cấp gió (supply fan): đưa không khí sạch từ ngoài vào.

• Quạt hút gió (exhaust fan): hút không khí ô nhiễm, khí độc ra ngoài.

• Ống gió và miệng gió: phân phối và thu hồi luồng khí.

• Cảm biến CO, CO₂: điều khiển tự động quạt theo nồng độ khí độc.

Ưu điểm

• Hiệu quả cao, đảm bảo không khí lưu thông liên tục.

• Kiểm soát nồng độ khí độc chính xác, đáp ứng tiêu chuẩn TCVN 5687:2010.

• Tự động hóa thông minh, tiết kiệm điện nhờ cảm biến và biến tần.

• Tăng độ an toàn cháy nổ khi tích hợp với hệ thống PCCC.

Nhược điểm

• Chi phí đầu tư ban đầu cao hơn so với hệ thống tự nhiên.

• Cần bảo trì định kỳ, đặc biệt là quạt và cảm biến khí.

Thường dùng cho bãi đỗ xe ngầm, hầm kỹ thuật, tầng hầm chung cư, trung tâm thương mại hoặc cao ốc văn phòng.

3. Hệ thống thông gió kết hợp (Hybrid System)

Là sự kết hợp giữa thông gió tự nhiên và thông gió cưỡng bức, tận dụng gió tự nhiên khi điều kiện cho phép, và chỉ kích hoạt quạt gió cưỡng bức khi cần thiết.
Đây là xu hướng thiết kế hiện đại giúp tiết kiệm điện năng nhưng vẫn đảm bảo hiệu suất thông gió cao.

Cấu tạo và nguyên lý

• Hệ thống gồm ống dẫn gió tự nhiên, cửa gió, quạt hút và cảm biến thông minh.

• Khi nồng độ CO trong tầng hầm thấp → hệ thống hoạt động ở chế độ tự nhiên.

• Khi nồng độ CO vượt ngưỡng → cảm biến kích hoạt quạt cưỡng bức để tăng tốc độ hút khí thải.

Ưu điểm

• Tiết kiệm 30–40% điện năng so với hệ thống cơ khí truyền thống.

• Giảm tiếng ồn và chi phí vận hành.

• Vận hành linh hoạt, thích ứng với điều kiện môi trường thực tế.

Hạn chế

• Cần thiết kế chính xác để đảm bảo sự phối hợp hài hòa giữa hai cơ chế.

• Chi phí thiết kế – thi công ban đầu cao hơn do yêu cầu cảm biến và bộ điều khiển phức tạp.

Phù hợp cho các công trình lớn muốn tối ưu chi phí vận hành dài hạn, như khu đô thị, chung cư cao cấp, trung tâm thương mại xanh hoặc công trình đạt tiêu chuẩn LEED (xanh – tiết kiệm năng lượng).

4. So sánh tổng quan giữa ba loại hệ thống

Mỗi loại hệ thống thông gió tầng hầm có ưu điểm và phạm vi ứng dụng riêng.

Tiêu chuẩn thiết kế và quy định kỹ thuật hệ thống thông gió tầng hầm

Khi thiết kế hệ thống thông gió tầng hầm, các kỹ sư phải tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia (TCVN, QCVN) để đảm bảo an toàn, hiệu quả và tiết kiệm năng lượng.
Phần này sẽ giúp bạn hiểu rõ những quy định quan trọng nhất cần nắm vững khi thi công hệ thống thông gió tầng hầm cho công trình dân dụng, chung cư hoặc bãi đỗ xe ngầm.

1. Cơ sở pháp lý và tiêu chuẩn áp dụng

Các tiêu chuẩn và quy chuẩn kỹ thuật về thiết kế hệ thống thông gió tầng hầm hiện nay bao gồm:

• TCVN 5687:2010 – Thông gió – Điều hòa không khí – Quy phạm thiết kế.
  → Là tài liệu nền tảng quy định các yêu cầu chung về lưu lượng gió, nhiệt độ, độ ẩm và nồng độ khí độc trong công trình kín.

• QCVN 06:2022/BXD – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về an toàn cháy cho nhà và công trình.
  → Quy định về hệ thống hút khói, cấp khí tươi và thoát hiểm trong tầng hầm.

• QCVN 07:2016/BXD – Quy chuẩn hệ thống hạ tầng kỹ thuật công trình.
  → Bao gồm hướng dẫn bố trí ống gió, quạt hút, quạt cấp, ống thoát khí cho các khu vực ngầm.

• TCVN 2622:1995 – Phòng cháy, chống cháy cho nhà và công trình – Yêu cầu thiết kế.
  → Yêu cầu hệ thống thông gió phải hỗ trợ thoát khói và giảm nhiệt trong trường hợp cháy nổ.

2. Yêu cầu kỹ thuật trong thiết kế hệ thống thông gió tầng hầm

Lưu lượng và tốc độ gió

• Tốc độ gió trong ống dẫn chính: từ 8 – 12 m/s.

• Lưu lượng gió tươi cấp vào tầng hầm: ≥ 30 m³/h cho mỗi người, hoặc ≥ 6 lần trao đổi khí/giờ với khu vực bãi đỗ xe.

• Trong trường hợp khẩn cấp (cháy, khói): hệ thống hút khói phải đảm bảo ≥ 10 lần trao đổi khí/giờ.

Nồng độ khí độc cho phép

Theo TCVN 5687:2010, giới hạn tối đa:

• Khí CO (Carbon Monoxide): không vượt quá 50 ppm trong 8 giờ.

• Khí CO₂: không vượt quá 0,1% thể tích không khí (1.000 ppm).

Khi nồng độ vượt ngưỡng, cảm biến khí độc sẽ kích hoạt quạt hút cưỡng bức để giảm nồng độ về mức an toàn.

3. Quy định bố trí quạt gió và ống dẫn khí

Vị trí quạt gió

• Quạt cấp gió nên đặt gần khu vực lối vào tầng hầm để đưa không khí tươi từ ngoài vào.

• Quạt hút gió đặt ở khu vực cuối hầm hoặc những nơi có khí độc tập trung cao.

• Trong công trình lớn, nên chia nhiều vùng quạt độc lập, giúp hệ thống vận hành linh hoạt hơn.

Thiết kế ống dẫn gió

• Ống dẫn phải kín khí, chống rò rỉ, và có lớp cách nhiệt chống ồn.

• Đầu ống hút và cấp phải có lưới chắn rác, chắn côn trùng, đảm bảo vệ sinh.

• Miệng gió cấp – hút cần bố trí xen kẽ để đảm bảo luồng khí đối lưu đều khắp tầng hầm, tránh khu vực “chết khí”.

Van và thiết bị phụ trợ

• Van một chiều chống khói lan, van điều tiết gió, bộ giảm chấn cần được lắp đặt tại các vị trí chiến lược.

• Hệ thống phải có van đóng tự động khi phát hiện cháy để ngăn lửa và khói lan truyền qua ống gió.

4. Yêu cầu về tiếng ồn và rung động

• Mức tiếng ồn tối đa trong tầng hầm không được vượt quá 75 dB(A).

• Quạt gió cần được lắp bệ cao su chống rung, hoặc treo cách ly bằng đệm giảm chấn để hạn chế lan truyền âm thanh.

• Đối với tầng hầm gần khu dân cư hoặc văn phòng, nên sử dụng ống tiêu âm, quạt biến tần và miệng gió giảm ồn.

5. Tích hợp hệ thống thông gió với PCCC và điều khiển thông minh

• Hệ thống thông gió tầng hầm phải kết nối trực tiếp với hệ thống báo cháy tự động. Khi xảy ra cháy, quạt hút khói được ưu tiên kích hoạt, trong khi quạt cấp gió tươi chuyển sang chế độ hỗ trợ thoát nạn.

• Các công trình hiện đại thường ứng dụng BMS (Building Management System) để giám sát toàn bộ hệ thống quạt, cảm biến, van và lưu lượng gió theo thời gian thực.

• Giải pháp này giúp phát hiện sự cố sớm, giảm chi phí vận hành và đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả liên tục.

6. Kiểm định, nghiệm thu và bảo trì định kỳ

• Trước khi đưa vào sử dụng, hệ thống thông gió tầng hầm phải được kiểm định bởi đơn vị có thẩm quyền để đảm bảo đáp ứng đúng tiêu chuẩn TCVN và QCVN.

• Quá trình bảo trì định kỳ (ít nhất 6 tháng/lần) gồm:

  • Kiểm tra quạt, ống gió, miệng gió.

  • Hiệu chuẩn cảm biến CO, CO₂.

  • Đo lại lưu lượng gió, áp suất và độ ồn.

• Mọi hạng mục sửa chữa, thay thế phải được ghi nhận trong hồ sơ kỹ thuật công trình để phục vụ kiểm tra sau này.

Việc tuân thủ tiêu chuẩn thiết kế và quy định kỹ thuật hệ thống thông gió tầng hầm là yếu tố bắt buộc để đảm bảo an toàn, hiệu quả vận hành và tuổi thọ công trình.
Một hệ thống đạt chuẩn không chỉ giúp không khí trong tầng hầm luôn sạch, an toàn, mà còn tăng khả năng thoát hiểm khi có sự cố, đáp ứng toàn bộ yêu cầu của pháp luật về xây dựng và PCCC.

Tham khảo thêm các sản phẩm của DOBACO

Quạt ly tâm: Hiệu suất cao, độ ồn thấp, phù hợp cho hệ thống thông gió công nghiệp, xử lý khí thải, và hệ thống điều hòa trung tâm.

👉 Xem chi tiết: quạt ly tâm

Quạt hướng trục: Thiết kế nhỏ gọn, lưu lượng gió lớn, lý tưởng cho các không gian cần làm mát nhanh như nhà xưởng, hầm mỏ, nhà kho.

👉 Xem chi tiết: quạt hướng trục