8 điểm cần kiểm soát khi thiết kế hệ thống M&E cho tòa nhà

[zencomex]

Trong một dự án tòa nhà, hệ thống M&E thường liên quan trực tiếp đến kiến trúc, kết cấu, phòng cháy chữa cháy, vận hành và tiến độ thi công. Nếu chỉ tập trung tính toán từng hệ thống riêng lẻ mà thiếu phối hợp tổng thể, bản vẽ có thể đúng về nguyên lý nhưng vẫn phát sinh nhiều xung đột khi triển khai thực tế.

Dưới đây là một số điểm mình cho rằng cần được kiểm soát ngay từ giai đoạn thiết kế để hạn chế việc điều chỉnh bản vẽ, đục phá kết cấu và thay đổi vật tư trong quá trình thi công.

1. Xác định đúng yêu cầu vận hành của công trình​

Trước khi tính toán công suất hoặc bố trí tuyến kỹ thuật, cần xác định rõ loại hình và chế độ vận hành của tòa nhà:

• Công trình văn phòng, thương mại, khách sạn, bệnh viện hay nhà ở.
• Thời gian hoạt động trong ngày.
• Số lượng người sử dụng dự kiến.
• Các khu vực yêu cầu vận hành liên tục.
• Mức độ dự phòng cần thiết.
• Khả năng mở rộng hoặc thay đổi công năng trong tương lai.
• Những khu vực có yêu cầu riêng về nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch hoặc an toàn điện.

Hai tòa nhà có quy mô sàn tương đương chưa chắc sử dụng cùng một giải pháp M&E. Khác biệt về công năng và chế độ vận hành có thể làm thay đổi đáng kể phụ tải điện, hệ thống điều hòa, cấp thoát nước, máy phát điện dự phòng và phương án điều khiển.

2. Kiểm soát phụ tải và công suất dự phòng​

Phụ tải cần được phân nhóm theo đúng tính chất sử dụng, chẳng hạn:

• Chiếu sáng.
• Ổ cắm và thiết bị văn phòng.
• Điều hòa không khí và thông gió.
• Bơm cấp nước, thoát nước và chữa cháy.
• Thang máy.
• Hệ thống công nghệ thông tin và điện nhẹ.
• Thiết bị đặc thù của công trình.
• Phụ tải ưu tiên sử dụng nguồn dự phòng.

Một lỗi thường gặp là cộng toàn bộ công suất định mức mà không xét đến hệ số sử dụng và khả năng vận hành đồng thời. Ngược lại, nếu áp dụng hệ số quá thấp, hệ thống có thể thiếu công suất khi công trình đi vào sử dụng.

Phần công suất dự phòng cũng cần được xác định có cơ sở. Dự phòng quá ít sẽ gây khó khăn khi mở rộng; dự phòng quá lớn làm tăng kích thước máy biến áp, máy phát điện, tủ điện, dây dẫn và chi phí đầu tư.

3. Dành đủ không gian cho hệ thống kỹ thuật​

Không gian kỹ thuật nên được phối hợp ngay từ thiết kế cơ sở, bao gồm:

• Phòng máy biến áp và máy phát điện.
• Phòng điện tổng, phòng điện tầng.
• Phòng bơm và bể nước.
• Trục kỹ thuật điện, nước và thông gió.
• Không gian phía trên trần.
• Hành lang kỹ thuật.
• Khu vực đặt thiết bị điều hòa.
• Lối vận chuyển, thay thế và bảo trì thiết bị.

Một thiết bị có thể đặt vừa trong phòng nhưng chưa chắc đã đủ khoảng trống để mở cửa tủ, tháo linh kiện hoặc đưa thiết bị ra ngoài khi cần thay thế.

Đối với trục kỹ thuật, không nên chỉ tính diện tích vừa đủ cho đường ống và dây dẫn. Cần tính thêm giá đỡ, phụ kiện, khoảng cách thi công, lớp cách nhiệt và không gian dự phòng cho việc mở rộng sau này.

4. Phối hợp tuyến M&E trước khi phát hành bản vẽ thi công​

Phần lớn xung đột trên công trường xảy ra tại khu vực trần hành lang, phòng kỹ thuật và các vị trí có dầm kết cấu. Những hệ thống thường giao nhau gồm:

• Ống gió.
• Đường ống chữa cháy.
• Đường ống cấp thoát nước.
• Thang máng cáp.
• Ống luồn dây điện.
• Đèn chiếu sáng.
• Đầu báo cháy, loa và camera.
• Cửa thăm trần.

Khi phối hợp tuyến, nên xác lập nguyên tắc ưu tiên dựa trên kích thước, độ dốc và khả năng thay đổi hướng của từng hệ thống. Ví dụ, đường ống thoát nước cần bảo đảm độ dốc nên thường khó điều chỉnh hơn tuyến dây điện. Ống gió có kích thước lớn cũng cần được xác định cao độ sớm.

Mô hình BIM có thể hỗ trợ phát hiện va chạm, nhưng phần mềm không thay thế được việc thống nhất nguyên tắc bố trí. Một mô hình không có quy định về cao độ, khoảng hở và quyền ưu tiên vẫn có thể xuất hiện rất nhiều xung đột.

5. Thiết kế hệ treo đỡ đồng bộ với tuyến kỹ thuật​

Hệ treo đỡ thường được triển khai sau khi các tuyến chính đã bố trí, nhưng thực tế đây là phần ảnh hưởng lớn đến khả năng thi công và độ ổn định của hệ thống.

Khi thiết kế cần xem xét:

• Tải trọng của tuyến kỹ thuật và phụ kiện.
• Khoảng cách giữa các điểm treo.
• Vật liệu nền để lựa chọn phương án liên kết.
• Khả năng dùng giá đỡ chung cho nhiều hệ thống.
• Khoảng trống dành cho thao tác lắp đặt.
• Khả năng chống ăn mòn theo môi trường.
• Yêu cầu chống rung đối với thiết bị.
• Khả năng tiếp cận để bảo trì.

Không nên tự ý khoan cắt dầm hoặc kết cấu chịu lực để né tuyến. Những vị trí xuyên kết cấu phải được phối hợp và phê duyệt trước giữa các bộ môn liên quan.

Với giá đỡ dùng chung, cần kiểm tra tổng tải trọng và sự phân bố tải thay vì chỉ cộng số lượng tuyến. Cũng cần dự phòng cho tải trọng phát sinh khi bảo trì hoặc bổ sung hệ thống trong tương lai.

6. Kiểm soát các vị trí xuyên tường và xuyên sàn​

Mỗi vị trí xuyên tường hoặc xuyên sàn đều có thể ảnh hưởng đến:

• Khả năng chịu lực của kết cấu.
• Khả năng ngăn cháy của tường và sàn.
• Chống thấm.
• Cách âm.
• Thẩm mỹ hoàn thiện.
• Khả năng bảo trì sau này.

Các lỗ mở kỹ thuật nên được thể hiện trên bản vẽ phối hợp trước khi thi công kết cấu. Sau khi lắp đặt, vị trí xuyên qua bộ phận ngăn cháy phải được xử lý bằng giải pháp phù hợp với loại đường ống, dây cáp và yêu cầu của hồ sơ được phê duyệt.

Không nên sử dụng một giải pháp trám kín giống nhau cho mọi loại vị trí xuyên. Vật liệu và cấu tạo xử lý cần tương thích với nền tường, kích thước lỗ mở và hệ thống đi xuyên qua.

7. Đảm bảo khả năng tiếp cận và bảo trì​

Một hệ thống M&E tốt không chỉ vận hành được khi bàn giao mà còn phải thuận tiện trong suốt vòng đời công trình.

Cần bố trí khả năng tiếp cận đối với:

• Van khóa và van cân bằng.
• Hộp nối điện.
• Thiết bị điều khiển.
• Bộ lọc và miệng thăm ống gió.
• Bơm, quạt và động cơ.
• Tủ điện.
• Đồng hồ đo.
• Khớp nối và các bộ phận cần kiểm tra định kỳ.

Cửa thăm trần phải đặt đúng vị trí thiết bị, đủ kích thước thao tác và không bị đồ nội thất che khuất. Thiết bị cần tháo lắp định kỳ phải có không gian để đưa ra ngoài mà không phải phá trần hoặc tháo các hệ thống khác.

Việc đánh mã thiết bị, tuyến ống, tủ điện và van cũng nên được thống nhất ngay từ bản vẽ để phục vụ vận hành sau này.

8. Đồng bộ bản vẽ, thông số kỹ thuật và hồ sơ vật tư​

Một vấn đề khá phổ biến là bản vẽ thể hiện một loại vật tư, bảng khối lượng ghi một loại khác và thông số kỹ thuật lại yêu cầu theo tiêu chuẩn khác.

Trước khi phát hành hồ sơ thi công cần kiểm tra sự thống nhất giữa:

• Bản vẽ thiết kế.
• Sơ đồ nguyên lý.
• Chỉ dẫn kỹ thuật.
• Bảng khối lượng.
• Danh mục thiết bị.
• Tiêu chuẩn áp dụng.
• Yêu cầu CO/CQ và hồ sơ chất lượng.
• Biện pháp kiểm tra, thử nghiệm và nghiệm thu.

Đối với vật tư M&E, không nên đánh giá chỉ dựa trên tên gọi hoặc kích thước danh nghĩa. Cần đối chiếu tiêu chuẩn sản xuất, vật liệu, chiều dày, lớp bảo vệ bề mặt, kiểu phụ kiện và điều kiện sử dụng thực tế.

Một số lỗi thường gặp khi triển khai M&E tòa nhà​

Qua thực tế có thể gặp những lỗi như:

• Trục kỹ thuật không đủ không gian lắp đặt.
• Tủ điện đặt sát tường, không đủ khoảng mở cửa và bảo trì.
• Tuyến ống gió va chạm với dầm.
• Đường thoát nước không đủ cao độ để tạo độ dốc.
• Thang máng cáp chắn cửa thăm thiết bị.
• Giá đỡ bố trí sau nên xung đột với nhiều hệ thống.
• Thiếu lỗ chờ, phải khoan cắt sau khi hoàn thiện kết cấu.
• Không dự phòng không gian cho tuyến mở rộng.
• Vật tư giao đến công trường không đồng bộ với phụ kiện.
• Bản vẽ hoàn công không phản ánh đúng hiện trạng.

Checklist kiểm tra trước khi phát hành bản vẽ thi công​

Trước khi chốt bản vẽ, đội ngũ thiết kế và thi công có thể kiểm tra nhanh:

1. Phụ tải và công suất dự phòng đã có cơ sở chưa?
2. Thiết bị có đủ không gian vận chuyển và bảo trì không?
3. Cao độ các tuyến chính đã được phối hợp chưa?
4. Các vị trí giao với dầm, tường và sàn đã được xử lý chưa?
5. Hệ treo đỡ đã xét tải trọng và môi trường sử dụng chưa?
6. Các vị trí xuyên bộ phận ngăn cháy đã có giải pháp chưa?
7. Cửa thăm có đúng vị trí và đủ kích thước không?
8. Bản vẽ, khối lượng và thông số kỹ thuật có thống nhất không?
9. Hồ sơ vật tư và yêu cầu nghiệm thu đã được xác định chưa?
10. Bản vẽ có thể hiện khả năng mở rộng và vận hành sau này không?

Kết luận​

Thiết kế M&E cho tòa nhà là quá trình phối hợp liên tục giữa nhiều bộ môn, không chỉ là việc tính công suất và vẽ các tuyến kỹ thuật. Việc kiểm soát không gian, cao độ, hệ treo đỡ, vị trí xuyên kết cấu và khả năng bảo trì ngay từ đầu sẽ giúp giảm đáng kể thay đổi trên công trường.

Bài viết được đội ngũ Zencomex tổng hợp nhằm chia sẻ thêm kinh nghiệm về phối hợp thiết kế, lựa chọn vật tư và triển khai hệ thống M&E cho công trình. Rất mong nhận được thêm ý kiến thực tế từ các anh em thiết kế, giám sát và thi công trong diễn đàn.