Giải pháp thiết kế cửa sổ thông thoáng gió vẫn giảm bụi, khí thải

MTXD - Cửa sổ ngăn bụi cần được thiết kế đồng bộ với giải pháp giảm nhiệt và cấp không khí mới. Việc đóng kín phòng có thể hạn chế bụi từ bên ngoài, nhưng chất ô nhiễm phát sinh trong nhà vẫn cần được kiểm soát bằng thông gió và lọc không khí phù hợp.

Ảnh minh họa

Theo Cơ quan Bảo vệ môi trường Hoa Kỳ (EPA), kiểm soát nguồn ô nhiễm và thông gió bằng không khí ngoài trời sạch là những biện pháp quan trọng để cải thiện chất lượng không khí trong nhà. Máy lọc hỗ trợ loại bỏ một phần chất ô nhiễm, nhưng không thay thế thông gió. Phần lớn máy điều hòa treo tường thông thường chủ yếu kiểm soát nhiệt độ, với khả năng lọc bụi mịn hạn chế.

Bụi có thể xâm nhập qua khe giữa cánh và khung, quanh kính hoặc mối nối khung cửa với tường. Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (DOE) cho biết cửa mở quay, mở hất thường có mức rò khí thấp hơn một số kiểu cửa trượt do cánh ép vào khung khi đóng. Tuy nhiên, hiệu quả còn phụ thuộc gioăng, phụ kiện và chất lượng lắp đặt; không thể chỉ dựa vào tên vật liệu để kết luận khả năng ngăn bụi.

Về kiểm soát nhiệt, cần xem hệ số truyền nhiệt Uw của toàn bộ cửa, hệ số thu nhiệt mặt trời SHGC và độ truyền sáng VT. Kính hộp, lớp phủ Low-E, khoang khí argon và khung ít dẫn nhiệt có thể cải thiện hiệu suất. Cửa chịu nắng trực tiếp cần phối hợp che nắng bên ngoài để giảm nhiệt đi vào phòng, đồng thời duy trì ánh sáng tự nhiên.

Khả năng kết hợp lấy sáng và lọc bụi đã được nghiên cứu. Năm 2015, Nature Communications công bố màng lọc có độ truyền sáng khoảng 90% với hiệu suất loại bỏ PM2.5 trên 95%; độ truyền sáng khoảng 60% với hiệu suất trên 99%; khoảng 30% với hiệu suất trên 99,97%. Đây là kết quả của các mẫu và điều kiện thử nghiệm cụ thể, không thể áp dụng chung cho mọi sản phẩm được quảng cáo là “lưới nano”.

Khi ứng dụng màng lọc tại cửa sổ, cần đánh giá lưu lượng gió sau lọc, tổn thất áp suất và độ kín quanh mép màng. Màng bám bụi có thể làm giảm thông gió; không khí đi vòng qua các khe cũng làm giảm hiệu quả bảo vệ. Lưới chống côn trùng thông thường không đủ cơ sở để khẳng định khả năng lọc PM2.5 nếu thiếu kết quả thử nghiệm phù hợp.

Với thông gió cơ khí, bảng phân loại EPA ghi nhận lọc MERV 13 có hiệu suất tối thiểu 50% với hạt 0,3–1 µm, 85% với hạt 1–3 µm và 90% với hạt 3–10 µm. EPA mô tả HEPA có khả năng giữ ít nhất 99,97% hạt 0,3 µm trong điều kiện thử quy định. Các tỷ lệ này phản ánh hiệu suất bộ lọc, không đồng nghĩa mức giảm bụi của toàn bộ phòng.

Một hướng thiết kế là tích hợp bộ thông gió có lọc trong khung, phía trên, dưới hoặc cạnh cửa. Thiết bị cấp không khí mới khi cửa đóng, có thể kết hợp giảm âm và thu hồi nhiệt. Theo DOE, HRV trao đổi chủ yếu nhiệt giữa dòng cấp và dòng thải; ERV trao đổi thêm một phần hơi nước. Tại vùng nóng ẩm, vẫn cần tính tải ẩm và phối hợp điều hòa hoặc hút ẩm.

Tài liệu của Internorm về I-tec Ventilation IV40 công bố các mức lưu lượng 9, 15, 31 và 39 m³/h. Ở mức 9 m³/h, hiệu suất thu hồi nhiệt là 93,2%, công suất 6 W; ở mức 39 m³/h, các giá trị tương ứng là 73,9% và 36 W. Số liệu cho thấy hiệu suất thay đổi theo chế độ vận hành; không thể lấy tỷ lệ thu hồi nhiệt để khẳng định mức tiết kiệm điện điều hòa của cả phòng.

Tài liệu kỹ thuật tháng 3/2022 của SIEGENIA đối với AEROMAT VT WRG 1100 ghi lưu lượng có lọc khoảng 21, 37 và 56 m³/h; tiếng ồn tương ứng khoảng 21, 27 và 38 dB(A); hiệu suất thu hồi nhiệt tối đa 62%. Bộ lọc cấp mặc định được nêu là ISO ePM10 65%. Khi lựa chọn, cần kiểm tra cấu hình thực tế, điều kiện đo và nguồn lõi lọc thay thế.

Công suất thiết bị phải gắn với thể tích và số người sử dụng phòng. Ví dụ giả định, phòng 25 m², cao 3 m có thể tích 75 m³. Nếu cấp 60 m³/h không khí mới, mức trao đổi là 0,8 lần/giờ. Máy lọc tuần hoàn có lưu lượng không khí sạch CADR 360 m³/h tạo mức làm sạch tương đương 4,8 lần/giờ, nhưng không thay thế lượng khí mới. Lưu lượng thiết kế cần được xác định theo tiêu chuẩn và công năng.

Kiểm soát ẩm cũng là yêu cầu cần thiết. EPA khuyến nghị độ ẩm tương đối trong nhà dưới 60%, lý tưởng khoảng 30–50% nếu có thể. Bậu cửa, mối nối và đường thoát nước cần được xử lý đồng bộ; bộ lọc phải tránh nước mưa làm ướt. Theo dõi CO₂ hỗ trợ đánh giá thông gió liên quan đến người sử dụng, nhưng CO₂ thấp không bảo đảm bụi mịn và các chất ô nhiễm khác đều thấp.

Tại Việt Nam, danh mục của Viện Tiêu chuẩn chất lượng Việt Nam (VSQI) ghi nhận TCVN 7452-1:2021 về độ lọt khí; TCVN 7452-2:2021 về độ kín nước; TCVN 7452-3:2021 về khả năng chịu tải trọng gió của cửa sổ và cửa đi, gồm phân cấp và phương pháp thử. TCVN 5687:2024 quy định yêu cầu thiết kế thông gió và điều hòa không khí. Hồ sơ công trình cần xác định tiêu chuẩn áp dụng và chỉ tiêu của cấu hình được cung cấp.

Đối với nhà gần đường lớn hoặc công trường, đơn vị thiết kế cần xem xét đồng thời độ kín cửa, nhiệt mặt trời, cấp khí có lọc và khả năng bảo dưỡng. Hiệu suất nên được kiểm tra trên cả tổ hợp cửa và hệ thống thông gió. Một tỷ lệ lọc bụi được quảng cáo riêng lẻ chưa đủ chứng minh chất lượng không khí trong không gian sử dụng./.

Việt Hồng