Hệ Thống Điều Hoà Văn Phòng: Tính Tải Lạnh, Chọn Công Nghệ Và Những Chỗ Bố Trí Sai

Điều hoà là hạng mục tiêu tốn điện nhất trong vận hành văn phòng và cũng là thứ nhân viên phàn nàn nhiều nhất. Hệ thống điều hoà văn phòng hoạt động không tốt phần lớn không phải vì máy yếu mà vì tải lạnh tính sai và miệng gió bố trí sai — hai lỗi này không sửa được bằng cách mua máy to hơn.

Bài viết này đi qua ba việc phải làm đúng ngay từ khâu thiết kế: tính tải lạnh theo từng khu, chọn công nghệ hợp quy mô, và bố trí dàn lạnh cùng miệng gió sao cho nhiệt độ đều. Tất cả số liệu lấy từ các mặt bằng đã bàn giao.

Tính tải lạnh cho hệ thống điều hoà văn phòng theo từng khu

Sai lầm gốc rễ là lấy diện tích tổng nhân với một hệ số duy nhất. Tải lạnh không phụ thuộc diện tích mà phụ thuộc lượng nhiệt sinh ra trong khu đó, và nhiệt sinh chủ yếu từ người, thiết bị và nắng. Một phòng họp 20m2 chứa 12 người sinh nhiều nhiệt hơn một khu làm việc 40m2 chỉ có 8 chỗ ngồi.

Bảng dưới đây là dải tải lạnh theo loại khu vực, tổng hợp từ tính toán trên các mặt bằng văn phòng đã thi công. Con số tính bằng BTU trên mỗi m2 sàn, đã gộp nhiệt từ người, đèn và thiết bị điển hình của khu đó.

Điều quan trọng nhất rút ra từ bảng: phòng họp và phòng server cần suất tải cao gần gấp đôi khu làm việc thường. Nếu tính chung một hệ số cho cả sàn thì phòng họp luôn thiếu lạnh khi đông người, còn khu làm việc thì thừa và tốn điện. Phải bóc tách từng khu, tính riêng, rồi cộng lại và cộng thêm dự phòng 10 đến 15% cho ngày nóng đỉnh.

Vì sao phòng server phải tính riêng

Phòng server hay phòng thiết bị mạng toả nhiệt liên tục 24 giờ và không có người, nên nó cần điều hoà chạy độc lập với lịch làm việc. Ghép phòng server vào cùng hệ với khu làm việc là lỗi thường gặp: buổi tối và cuối tuần khu làm việc tắt điều hoà nhưng server vẫn nóng, dẫn tới quá nhiệt thiết bị. Phòng này cần một dàn lạnh riêng hoặc ít nhất một zone riêng bật được ngoài giờ.

So sánh VRV/VRF, multi split và chiller

Ba nhóm công nghệ phổ biến cho văn phòng có đặc tính rất khác nhau, và chọn sai nhóm là quyết định đắt tiền vì gần như không sửa được sau khi lắp. Multi split là nhiều dàn lạnh nối về một hoặc vài dàn nóng. VRV/VRF là hệ biến tần điều khiển lưu lượng gas tới nhiều dàn lạnh từ một cụm dàn nóng lớn. Chiller là hệ nước lạnh trung tâm, thường dùng cho toà nhà chứ hiếm khi cho một sàn văn phòng thuê.

So sánh dưới đây theo sáu tiêu chí thực tế ảnh hưởng tới quyết định:

Đánh đổi rõ nhất nằm giữa multi split và VRV/VRF. Multi split rẻ hơn khi đầu tư nhưng khi văn phòng chạy tải thấp — buổi sáng sớm, chỉ vài người — nó vẫn tiêu điện gần như tải đầy vì không điều tiết được lưu lượng. VRV/VRF đắt hơn ban đầu nhưng biến tần giảm điện theo tải, và chênh lệch tiền điện thường hoàn lại phần đầu tư thêm trong vài năm với mặt bằng vận hành cả ngày. Với mặt bằng nhỏ, ít giờ chạy, thì chênh lệch đó không đủ bù chi phí đầu tư và multi split hợp lý hơn.

Khoảng trần và đường ống — ràng buộc dễ bị bỏ sót

Điều hoà âm trần chiếm không gian trần nhiều hơn các bên hình dung. Dàn lạnh cassette âm trần cần khoảng 300 đến 350mm chiều cao, còn ống gió chính của hệ ống gió chiếm 250 đến 400mm nữa. Trong khi đó khoảng trần trong toà nhà văn phòng sau khi trừ dầm thường chỉ còn 350 đến 700mm.

Con số này nghĩa là nếu không phối hợp cao độ ngay từ bản vẽ, dàn lạnh và ống gió sẽ không đủ chỗ, buộc phải hạ trần hoàn thiện xuống. Hạ trần thì chiều cao thông thuỷ khu làm việc giảm theo, và với mặt bằng đã sát ngưỡng 2,6m thông thuỷ thì đây là lỗi không có cách sửa nào ngoài đổi tuyến ống — một việc tốn cả tuần. Việc phối hợp cao độ này gắn liền với thứ tự lắp trong trần, chi tiết trong bài về quy trình thi công nội thất văn phòng .

Đường ống nước ngưng là chi tiết nhỏ nhưng gây hậu quả lớn nếu làm sai. Ống nước ngưng phải có độ dốc tối thiểu để nước tự chảy về điểm thoát; dốc không đủ thì nước đọng lại trong ống, tràn ngược ra dàn lạnh và nhỏ giọt xuống trần thạch cao bên dưới. Rò nước ngưng là một trong những sự cố xuất hiện sau vài tháng vận hành và luôn phải phá trần để sửa.

Bố trí miệng gió — nơi phần lớn phàn nàn bắt nguồn

Cùng một công suất máy, cùng một tải lạnh tính đúng, nhưng bố trí miệng gió sai thì nhân viên vẫn khó chịu. Đây là phần bị xem nhẹ nhất vì nó không phải con số trên hợp đồng, nhưng nó quyết định cảm giác nhiệt hằng ngày.

Sai lầm phổ biến nhất là đặt miệng gió thổi thẳng xuống đầu người ngồi. Luồng gió lạnh thổi trực tiếp gây cảm giác buốt cục bộ ở vai gáy, trong khi cách đó vài mét vẫn nóng. Người ngồi dưới miệng gió sẽ tự tắt hoặc che miệng gió, và khi đó cả khu mất cân bằng.

Nguyên tắc bố trí để nhiệt độ đều

Miệng gió nên thổi dọc theo trần để luồng khí lạnh trộn với không khí phòng trước khi hạ xuống vùng người ngồi, thay vì đổ thẳng. Vị trí chỗ ngồi cần tránh nằm ngay dưới miệng gió. Sau khi lắp, phải cân chỉnh lưu lượng từng miệng gió bằng cách đo nhiệt độ tại nhiều điểm: mục tiêu là chênh lệch giữa điểm nóng nhất và lạnh nhất trong cùng một khu làm việc không quá 2 độ C. Vượt ngưỡng này nghĩa là phân bố gió chưa đúng và cần điều chỉnh, không phải tăng công suất máy.

Phép thử nhiệt độ theo khu nên là một mục nghiệm thu bắt buộc: đặt nhiệt kế tại bốn góc và giữa mỗi khu, chạy điều hoà vài giờ ở nhiệt độ đặt, rồi ghi lại. Cách kiểm này nằm trong danh mục nghiệm thu nội thất văn phòng và là bằng chứng khách quan thay cho việc hỏi cảm giác từng người.

Vận hành và điện năng — phần chi phí thật nằm ở đây

Chi phí đầu tư điều hoà chỉ là phần nổi. Trong suốt vòng đời văn phòng, tiền điện chạy điều hoà thường vượt xa chi phí mua máy, nên các quyết định tiết kiệm điện ở khâu thiết kế có giá trị lâu dài.

Ba yếu tố ảnh hưởng điện năng mà thiết kế kiểm soát được: chia zone để không làm lạnh khu không có người, cách nhiệt trần và kính để giảm nhiệt xâm nhập, và đặt nhiệt độ hợp lý. Đặt nhiệt độ thấp hơn 1 độ C làm tăng điện tiêu thụ đáng kể mà cảm giác dễ chịu không tăng tương ứng; ngưỡng 24 đến 26 độ C thường là vùng cân bằng giữa thoải mái và tiết kiệm.

Chia zone theo lịch sử dụng thực tế

Chia zone không chỉ theo không gian mà theo lịch dùng. Khu lễ tân và phòng họp không hoạt động liên tục như khu làm việc, nên tách chúng thành zone riêng cho phép tắt khi không dùng thay vì làm lạnh cả sàn suốt ngày. Trên mặt bằng vận hành cả ngày, việc tách được ba đến bốn zone độc lập giảm đáng kể số giờ máy chạy tải không cần thiết, và đây là khoản tiết kiệm điện lớn nhất mà thiết kế mang lại.

Thông gió và cấp khí tươi cũng ảnh hưởng tải lạnh: khí tươi lấy vào phải được làm lạnh, nên lấy quá nhiều thì tốn điện, lấy quá ít thì không khí tù đọng. Việc cân bằng này liên quan trực tiếp tới thông gió, xem thêm bài về tiêu chuẩn thông gió văn phòng để biết lượng khí tươi tối thiểu cần cấp.

Những sai lầm khiến hệ điều hoà phải làm lại

Ngoài tính tải sai và bố trí miệng gió sai đã nêu, hiện trường còn hay gặp mấy lỗi sau, mỗi lỗi đều tốn tiền sửa sau khi đã vận hành.

• Ghép phòng server vào chung zone với khu làm việc, dẫn tới quá nhiệt thiết bị ngoài giờ làm việc.
• Không tính dự phòng công suất cho việc tăng nhân sự, nên khi thêm chỗ ngồi thì tải vượt thiết kế và khu đó không đủ lạnh.
• Đặt dàn nóng ở vị trí thiếu thông thoáng hoặc quá gần nhau, làm giảm hiệu suất và tăng điện năng.
• Ống nước ngưng dốc không đủ, gây rò nước xuống trần sau vài tháng.
• Không chốt cao độ đáy dàn lạnh và ống gió với trần hoàn thiện, buộc phải hạ trần và mất chiều cao thông thuỷ.

Điểm chung của các lỗi này là chúng đều xuất phát từ khâu thiết kế và phối hợp, không phải từ chất lượng máy. Một hệ máy tốt bố trí sai vẫn cho kết quả kém, còn một hệ máy vừa phải được tính và bố trí đúng thì vận hành êm suốt vòng đời.

Doanh nghiệp muốn xem cách bố trí hệ kỹ thuật trên các mặt bằng cụ thể có thể tham khảo các dự án ORIIN Concept đã bàn giao , xem phạm vi dịch vụ , hoặc liên hệ ORIIN Concept để nhận tư vấn tính tải cho mặt bằng của mình.

Câu hỏi thường gặp về hệ thống điều hoà văn phòng

Văn phòng bao nhiêu m2 thì cần bao nhiêu công suất điều hoà?

Không có con số chung vì tải lạnh phụ thuộc mật độ người và hướng nắng chứ không chỉ diện tích. Khu làm việc mật độ trung bình cần khoảng 500 đến 650 BTU mỗi m2, phòng họp cần 700 đến 900 BTU mỗi m2 vì tập trung nhiều người trong không gian nhỏ. Phải tính từng khu rồi cộng lại, không nhân diện tích tổng với một hệ số duy nhất.

Nên chọn VRV/VRF hay multi split cho văn phòng?

VRV/VRF hợp với mặt bằng từ 300m2 trở lên vì chia được nhiều zone độc lập và tiết kiệm điện khi tải thấp, nhưng chi phí đầu tư cao hơn multi split khoảng 30 đến 50%. Multi split hợp với mặt bằng nhỏ dưới 200m2 hoặc khi ngân sách đầu tư eo hẹp và số phòng cần điều khiển riêng ít.

Vì sao ngồi dưới điều hoà lại thấy lạnh buốt còn góc phòng vẫn nóng?

Đó là lỗi bố trí miệng gió, không phải máy yếu. Miệng gió thổi thẳng xuống chỗ ngồi gây cảm giác lạnh buốt cục bộ, trong khi luồng gió không tới được góc xa nên khu đó vẫn nóng. Cách xử lý là bố trí miệng gió thổi dọc theo trần và điều chỉnh lưu lượng từng miệng để chênh nhiệt giữa điểm nóng nhất và lạnh nhất không quá 2 độ C.

Điều hoà âm trần cần chừa khoảng trần bao nhiêu?

Dàn lạnh âm trần cassette cần khoảng 300 đến 350mm chiều cao, cộng thêm ống gió chính 250 đến 400mm nếu là hệ ống gió. Khoảng trần trong toà nhà văn phòng thường chỉ còn 350 đến 700mm sau khi trừ dầm, nên phải chốt cao độ đáy dàn lạnh và ống gió trên bản vẽ trước, tránh phải hạ trần làm giảm chiều cao thông thuỷ khu làm việc.

Về người viết

Nội dung trên được biên soạn bởi Huỳnh Thiên Bảo — Quản lý Kỹ thuật tại ORIIN Concept, phụ trách hệ thống MEP, HVAC, điện nhẹ, phối hợp kỹ thuật với ban quản lý toà nhà. Các số liệu và ví dụ trong bài lấy từ hồ sơ dự án ORIIN Concept đã bàn giao, không phải tài liệu tham khảo lại.

Cần đánh giá cụ thể cho mặt bằng của bạn? Xem danh mục dự án đã hoàn thiện , tham khảo phạm vi dịch vụ hoặc liên hệ ORIIN Concept để nhận tư vấn về hệ thống điều hoà văn phòng.

Bài này thuộc cụm nội dung về thiết kế thi công nội thất văn phòng của ORIIN Concept — nơi tập hợp toàn bộ quy trình, đơn giá và tiêu chuẩn nghiệm thu mà chúng tôi áp dụng cho dịch vụ thiết kế thi công văn phòng trọn gói.