
1. Giới thiệu về tiêu chuẩn ASHRAE 62.1
- Mục đích: Đặt ra các mức tối thiểu về lưu lượng cấp gió tươi (outdoor air) cho từng loại không gian trong tòa nhà thương mại, nhằm đảm bảo chất lượng không khí trong nhà đáp ứng yêu cầu sức khỏe và cảm nhận của con người
- Phạm vi áp dụng: Không dành cho nhà ở dân dụng (do tiêu chuẩn 62.2 đảm nhiệm), không áp dụng cho khu vực hút thuốc hoặc cơ sở y tế (do đã chuyển sang ASHRAE 170)
2. Phiên bản Tiến hóa
- Tiêu chuẩn được duy trì và cập nhật liên tục. Phiên bản 2019 (và mới nhất 2022) tập trung mở rộng: bao gồm cả quy trình IAQ và natural ventilation, cùng việc loại bỏ các phần không còn phù hợp (ví dụ: khu vực hút thuốc)
3. Ba quy trình thiết kế chính trong Tiêu chuẩn
Ventilation Rate Procedure (VRP): Phương pháp định lượng lưu lượng gió tươi dựa trên mật độ người và diện tích mỗi không gian. Đây là phương pháp được sử dụng phổ biến nhất
Indoor Air Quality Procedure (IAQP): Phương pháp dựa trên hiệu quả thực tế của không khí (bao gồm hệ thống lọc, kiểm soát ô nhiễm), cho phép linh hoạt hơn so với VRP nếu có chứng minh bằng số liệu.
Natural Ventilation Procedure: Thiết kế dựa vào thông gió tự nhiên, yêu cầu tính đến các điều kiện khí hậu, diện tích cửa sổ và khả năng đo lường lưu thông không khí
4. Các yếu tố quan trọng khác
- Phân loại loại không khí (Air Class): Xác định mức độ ô nhiễm ngoài trời để cấp liệu thiết kế sao cho phù hợp (ví dụ, gần khu công nghiệp hay đường đông đúc…).
- Vấn đề về bao che và xây dựng hệ thống HVAC: Mật độ chặt của mặt bằng, độ kín bao che và các hệ thống HVAC đều ảnh hưởng đến khả năng cấp/hút và tuần hoàn không khí.
- Hoạt động và bảo trì: Đảm bảo hệ thống duy trì hiệu suất cấp khí theo thiết kế trong suốt vòng đời sử dụng.
5. Ví dụ từ thực tiễn: tiết kiệm năng lượng mà vẫn đảm bảo IAQ
- Theo nội dung cập nhật gần đây (ví dụ bài “Optimizing ventilation…”):
- Áp dụng VRP và hệ thống hút/xả phù hợp cho từng loại không gian (như phòng tắm, nhà vệ sinh có hai mức lưu lượng liên tục vs gián đoạn).
- Tính toán mật độ thiết kế dựa trên số lượng người cao nhất có thể xuất hiện để đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả.
Kết luận
- ASHRAE 62.1: Tiêu chuẩn chủ yếu cho nhà thương mại/đông dân cư, quy định lưu lượng gió tươi tối thiểu cho từng không gian, với mục tiêu đảm bảo chất lượng không khí, sức khỏe và hiệu quả năng lượng.
- Phiên bản mới nhất (2022) mở rộng với cách tiếp cận IAQ linh hoạt hơn và loại bỏ những phần không còn phù hợp, trong khi vẫn giữ 3 phương pháp thiết kế cốt lõi.
- Áp dụng thực tế cần cân bằng giữa thiết kế hệ thống (chất lượng không khí), vận hành (bảo trì, dimming) và mục tiêu tiết kiệm năng lượng.
6. Cách tính VRP cho từng loại không gian
VRP (Ventilation Rate Procedure) là phương pháp thiết kế phổ biến nhất trong ASHRAE 62.1, yêu cầu:
Lưu lượng cấp khí tươi = (Rp × Pz) + (Ra × Az)
Trong đó:
- Rp = Lưu lượng theo đầu người (L/s.người)
- Pz = Số người thiết kế trong vùng
- Ra = Lưu lượng theo diện tích (L/s.m²)
- Az = Diện tích vùng
Ví dụ tính toán:
Không gian: Văn phòng
- Rp = 5 L/s.người
- Ra = 0.6 L/s.m²
- Diện tích Az = 100 m²
- Số người thiết kế Pz = 10
Tính:
- Theo người: 5 × 10 = 50 L/s
- Theo diện tích: 0.6 × 100 = 60 L/s
→ Tổng lưu lượng: 110 L/s
Ghi chú:
- Bảng thông số Rp và Ra cho từng loại không gian được nêu chi tiết trong Bảng 6-1 (ASHRAE 62.1).
- Các không gian có mật độ người cao (ví dụ lớp học, phòng hội nghị) có Rp lớn. Các không gian không có người thường xuyên (ví dụ kho) gần như chỉ có Ra.
7. Cách áp dụng IAQP (Indoor Air Quality Procedure)
IAQP là phương pháp thiết kế dựa trên nồng độ chất ô nhiễm thực tế thay vì áp dụng công thức cố định như VRP.
Cách thực hiện IAQP:
Xác định các chất ô nhiễm chính: CO₂, VOCs, formaldehyde, PM2.5…
Xác định nồng độ mục tiêu: Dựa theo quy định quốc tế (EPA, WHO hoặc theo ASHRAE Appendix B).
Tính toán lượng khí tươi tối thiểu để giữ các chất này ở mức chấp nhận được, có thể phối hợp với:
Bộ lọc không khí (HEPA, carbon…)
Thiết bị xử lý không khí nội bộ (e.g. ion hóa, UV-C)
Hệ thống kiểm soát nồng độ CO₂ hoặc cảm biến VOC tự động
Ưu điểm:
- Giảm lưu lượng khí tươi → tiết kiệm năng lượng
- Tối ưu hơn cho các tòa nhà thông minh, văn phòng lớn hoặc nơi không gian linh hoạt
Hạn chế:
- Cần phân tích chất lượng không khí cụ thể
- Đòi hỏi báo cáo mô phỏng & đo đạc thực nghiệm
8. Các điểm mới đáng chú ý trong ASHRAE 62.1-2022
Nội dung | Điểm mới (2022) |
---|---|
Loại bỏ khu vực hút thuốc | Không còn tính toán cấp khí cho “smoking areas” |
Phân vùng IAQ | Rõ ràng hơn về từng loại “air class” và quy định truyền dẫn (air transfer) |
Ventilation Zone Distribution Effectiveness (Ez) | Bổ sung giải thích về cách chọn Ez trong hệ thống phân vùng (zone-level supply) |
Natural Ventilation | Cập nhật các yêu cầu xác minh điều kiện thời tiết, đo lường khí động học rõ ràng hơn |
Building Envelope Impact | Yêu cầu kiểm tra và mô phỏng ảnh hưởng của rò rỉ khí (envelope leakage) lên hệ thống thông gió |
Phân tích năng lượng | Đề cập đến kết hợp ASHRAE 90.1 (Energy Standard) khi dùng IAQP để tiết kiệm năng lượng |
Kết luận
Tình huống | Nên chọn phương pháp |
---|---|
Dự án thông thường, đơn giản | VRP (dễ dùng, tiêu chuẩn sẵn có) |
Dự án tiết kiệm năng lượng, cao cấp, có kiểm soát IAQ | IAQP (linh hoạt, đòi hỏi kỹ thuật cao) |
Không gian mở, thông gió tự nhiên, hoặc thiết kế đặc biệt | Natural Ventilation Procedure |
9. BẢNG QUY CHIẾU Rp / Ra – ASHRAE 62.1-2022 (Bảng 6-1)
Loại không gian | Mật độ người mặc định (người/m²) | Rp (L/s.người) | Ra (L/s.m²) |
---|---|---|---|
Văn phòng (Office space) | 0.06 | 5.0 | 0.6 |
Phòng họp (Conference room) | 0.12 | 3.8 | 0.3 |
Lớp học (Classroom: ages 5–8) | 0.25 | 5.0 | 0.9 |
Lớp học (Classroom: > 9 tuổi) | 0.25 | 2.5 | 0.9 |
Phòng hội trường (Lecture hall) | 0.5 | 3.8 | 0.3 |
Nhà hàng / ăn uống (Dining) | 0.7 | 5.0 | 0.6 |
Phòng tập thể hình (Gym) | 0.4 | 10.8 | 0.8 |
Rạp chiếu phim / Nhà hát | 0.15 | 3.8 | 0.3 |
Bệnh viện – phòng bệnh nhân | 0.125 | 2.4 | 0.6 |
Khách sạn – phòng ngủ | 0.06 | 5.0 | 0.3 |
Khu vực hành lang (Corridor) | Không áp Rp | — | 0.3 |
Phòng WC công cộng (Public toilet) | Không áp Rp | — | 0.5 |
Kho lưu trữ (Storage room) | Không áp Rp | — | 0.3 |
Sảnh lễ tân / Chờ (Lobby) | 0.1 | 3.8 | 0.3 |
Phòng thí nghiệm (Dry lab) | 0.06 | 5.0 | 1.8 |
Ghi chú:
- Rp: Lưu lượng khí tươi yêu cầu cho mỗi người (Lít/giây/người).
- Ra: Lưu lượng khí tươi yêu cầu cho mỗi mét vuông diện tích (Lít/giây/m²).
- Tổng lưu lượng cấp khí tươi cho mỗi vùng được tính bằng công thức:
- Pz: Số người thiết kế
- Az: Diện tích sàn khu vực (m²)
Voz = Rp × Pz + Ra × Az
Trong đó:
Pz
: Số người thiết kếAz
: Diện tích sàn khu vực (m²)
Dưới đây là bảng tổng hợp các chỉ số chất lượng không khí trong nhà (IAQ) liên quan đến CO₂, độ ẩm, VOCs, PM2.5 và PM10 theo tiêu chuẩn ASHRAE 62.1-2022 và các tài liệu tham chiếu mà ASHRAE sử dụng.
Lưu ý quan trọng: ASHRAE 62.1-2022 không trực tiếp quy định "ngưỡng tối đa" cụ thể cho tất cả các chất ô nhiễm mà yêu cầu kiểm soát chúng ở mức không ảnh hưởng sức khỏe hoặc cảm nhận, đồng thời tham chiếu đến các tài liệu khác như WHO, EPA, OSHA, v.v. – đặc biệt trong trường hợp áp dụng IAQP (Indoor Air Quality Procedure).
1. CO₂ – Carbon Dioxide
Mức kiểm soát | Giá trị khuyến nghị | Nguồn tham chiếu |
---|---|---|
Giới hạn IAQ chấp nhận được | ≤ 1,000 ppm (so với ngoài trời) | ASHRAE 62.1 Appendix C |
Nồng độ ngoài trời mặc định | ≈ 400–420 ppm | Ghi chú thiết kế |
Nồng độ báo động IAQ không đạt | ≥ 1,200 ppm | Thực hành thông thường, quy định của trường học |
Mục tiêu IAQP: giữ CO₂ trong nhà ≤ 700 ppm cao hơn ngoài trời (~1,100–1,200 ppm tổng cộng)
2. Độ ẩm tương đối (RH – Relative Humidity)
Điều kiện IAQ | Giá trị đề xuất | Ghi chú |
---|---|---|
RH tối ưu cho IAQ | 40% – 60% | ASHRAE khuyến nghị |
Giới hạn tối đa khuyến nghị | ≤ 65% | Tránh nấm mốc, vi khuẩn |
Giới hạn tối thiểu | ≥ 30% | Tránh khô mũi, khô da |
ASHRAE 62.1 khuyến nghị duy trì độ ẩm hợp lý, không quy định con số cứng, nhưng yêu cầu kiểm soát để tránh ẩm mốc và bất lợi cho sức khỏe.
3. VOCs – Hợp chất hữu cơ bay hơi (Volatile Organic Compounds)
Chỉ số VOC tổng (TVOC) | Mức giới hạn (µg/m³) | Tham chiếu |
---|---|---|
Chấp nhận được (IAQP) | ≤ 500 µg/m³ | WHO, LEED |
Tốt (mức lý tưởng) | ≤ 200 µg/m³ | WELL v2, RESET |
Ngưỡng báo động IAQ | ≥ 1,000 µg/m³ | Có thể ảnh hưởng sức khỏe |
ASHRAE không quy định ngưỡng VOC cụ thể, nhưng nếu dùng IAQP, phải đảm bảo các chất VOC phổ biến (formaldehyde, benzene, toluene...) ở mức không gây ảnh hưởng sức khỏe hoặc cảm nhận.
4. PM2.5 và PM10 – Bụi mịn
Loại hạt | Mức tối đa khuyến nghị (trung bình 24h) | Nguồn |
---|---|---|
PM2.5 | ≤ 15 µg/m³ | WHO 2021; ASHRAE tham chiếu |
PM10 | ≤ 45 µg/m³ | WHO 2021 |
Với IAQP, nếu có cảm biến và hệ lọc PM, cần giữ bụi mịn dưới ngưỡng WHO để IAQ được chấp nhận.
Tổng hợp – Mức kiểm soát IAQ tối thiểu cho IAQP (gợi ý sử dụng thực tế)
Thông số | Ngưỡng thiết kế an toàn |
---|---|
CO₂ | ≤ 1,000 ppm |
RH | 40 – 60% RH |
TVOC | ≤ 500 µg/m³ |
PM2.5 | ≤ 15 µg/m³ |
PM10 | ≤ 45 µg/m³ |
Kết luận
- ASHRAE 62.1-2022 yêu cầu kiểm soát chất lượng không khí để không gây ảnh hưởng sức khỏe hoặc cảm nhận, đặc biệt khi sử dụng IAQP.
- Có thể tham khảo thêm từ Appendix B, C, và E của ASHRAE 62.1-2022 để thấy chi tiết các tài liệu tham chiếu như WHO, EPA, OSHA.
- Các tiêu chí trên thường được kết hợp với hệ thống cảm biến IAQ, lọc không khí, và kiểm soát CO₂ thông minh trong các công trình hiện đại.
#starduct, #starductvavbox, #nsca, #vavsys, #hvac, #smartventilation
