Thiết Kế, Thi Công Phòng Sạch Chuyên Nghiệp – Giải Pháp HVAC Đạt Chuẩn

Thiết kế, thi công phòng sạch là công việc đòi hỏi sự phối hợp chặt chẽ giữa kiến trúc, hệ thống điều hòa không khí HVAC, lọc khí, kiểm soát áp suất và quy trình vận hành. Một phòng sạch được thiết kế đúng yêu cầu sẽ giúp kiểm soát nồng độ tiểu phân trong không khí, duy trì điều kiện nhiệt độ và độ ẩm phù hợp, đồng thời hạn chế nguy cơ nhiễm chéo giữa các khu vực sản xuất.

Đối với nhà máy dược phẩm, cơ sở sản xuất thuốc dược liệu, thuốc cổ truyền và những khu vực có yêu cầu kiểm soát môi trường, hệ thống HVAC giữ vai trò quan trọng trong việc duy trì cấp sạch theo thiết kế. Vì vậy, quá trình thiết kế và thi công không chỉ dừng lại ở việc lắp đặt máy lạnh, đường ống gió hay bộ lọc, mà còn phải tính toán đồng bộ lưu lượng gió, số lần trao đổi không khí, chênh áp, khả năng lọc và phương án thẩm định sau khi hoàn thành.

Table of Contents

Triều Minh cung cấp giải pháp thi công cơ điện và hệ thống HVAC theo yêu cầu dự án, hướng đến việc triển khai đồng bộ từ khảo sát hiện trạng, thiết kế kỹ thuật, lắp đặt thiết bị đến kiểm tra, chạy thử và bàn giao. Tùy đặc điểm sản xuất, cấp sạch yêu cầu và tiêu chuẩn áp dụng, phương án thiết kế, thi công phòng sạch sẽ được lựa chọn phù hợp với công năng và điều kiện vận hành thực tế.

1. Tổng quan về thiết kế, thi công phòng sạch

1.1. Phòng sạch là gì?

Theo ISO 14644, phòng sạch là khu vực trong đó nồng độ hạt trong không khí được kiểm soát, đồng thời được xây dựng và sử dụng nhằm giảm thiểu việc đưa vào, phát sinh và lưu giữ các hạt bên trong phòng. Những thông số khác như nhiệt độ, độ ẩm và áp suất cũng được kiểm soát khi cần thiết để đáp ứng yêu cầu sử dụng.

Khác với phòng điều hòa thông thường, phòng sạch cần được thiết kế dựa trên các chỉ tiêu môi trường xác định. Hệ thống HVAC phải tạo ra điều kiện không khí phù hợp, đồng thời duy trì sự ổn định khi thiết bị sản xuất hoạt động và nhân viên làm việc bên trong.

Các thông số chính cần quan tâm trong quá trình thiết kế phòng sạch gồm:

Nhiệt độ: Được kiểm soát để phù hợp với yêu cầu sản xuất, điều kiện bảo quản và đặc tính của sản phẩm. Nhiệt độ cần được đánh giá trong điều kiện vận hành thực tế, không chỉ dựa vào thông số cài đặt trên bộ điều khiển.
Độ ẩm: Ảnh hưởng đến điều kiện môi trường, khả năng phát sinh hoặc hấp thụ ẩm của nguyên liệu và sự ổn định của một số công đoạn sản xuất. Tùy yêu cầu công nghệ, hệ thống có thể cần bổ sung chức năng tách ẩm hoặc tạo ẩm.
Áp suất phòng: Được thiết lập theo mối quan hệ giữa các khu vực nhằm kiểm soát hướng di chuyển của không khí. Chênh áp cần được tính toán và kiểm tra tại các vị trí phân vùng phù hợp.
Số lần trao đổi không khí: Thể hiện số lần lượng không khí tương đương thể tích phòng được cấp hoặc trao đổi trong một giờ. Thông số này liên quan đến tải nhiệt, lượng bụi phát sinh và yêu cầu kiểm soát tiểu phân.
Nồng độ tiểu phân: Là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá khả năng đáp ứng cấp sạch của phòng.
Vi sinh: Được kiểm soát tại những khu vực có yêu cầu, đặc biệt khi môi trường sản xuất cần hạn chế nguy cơ nhiễm vi sinh.

Những thông số trên có mối liên hệ với nhau. Do đó, thiết kế, thi công phòng sạch cần được thực hiện theo một phương án tổng thể, tránh lựa chọn thiết bị riêng lẻ mà chưa đánh giá khả năng đáp ứng của toàn hệ thống.

1.2. Chốt gió và phân khu phòng sạch

Chốt gió, hay Airlock, là khu vực kín có từ hai cửa trở lên, được bố trí giữa hai hoặc nhiều phòng để kiểm soát sự trao đổi không khí khi người, hàng hóa hoặc thiết bị di chuyển giữa các khu vực. Chốt gió có ý nghĩa quan trọng khi các phòng có cấp sạch hoặc mức áp suất khác nhau.

Trong thiết kế phòng sạch, việc bố trí chốt gió cần gắn với quy trình vận hành thực tế. Vị trí ra vào, hướng di chuyển của nhân viên, luồng vận chuyển nguyên liệu và đường đi của thành phẩm cần được xem xét để hạn chế giao cắt không cần thiết.

Một phương án phân khu phù hợp cần làm rõ:

Khu vực có yêu cầu cấp sạch khác nhau và mối liên hệ giữa các khu vực.
Vị trí cửa ra vào, chốt gió cho người và chốt gió cho hàng hóa khi cần thiết.
Hướng di chuyển của nhân viên, nguyên liệu, bán thành phẩm và thành phẩm.
Quan hệ áp suất giữa phòng sản xuất, hành lang và khu vực phụ trợ.
Vị trí cấp gió, hồi gió và các điểm cần kiểm tra thông số môi trường.

Phân khu hợp lý ngay từ giai đoạn thiết kế sẽ giúp giảm khó khăn khi lắp đặt HVAC, đồng thời hỗ trợ việc kiểm soát môi trường và tổ chức sản xuất sau khi công trình đi vào hoạt động.

2. Phân loại cấp sạch và yêu cầu thiết kế phòng sạch

2.1. Phân loại phòng sạch theo tài liệu tham khảo

Cấp sạch là cơ sở quan trọng để xác định yêu cầu về hệ thống lọc, lưu lượng gió, áp suất và phương pháp kiểm tra. Tài liệu HVAC tham khảo trình bày mối liên hệ giữa một số cấp GMP và phân loại ISO 14644 như sau:

Phân loại GMP	Cấp ISO
Cấp A	ISO 5
Cấp B	ISO 5
Cấp C	ISO 7
Cấp D	ISO 8
Cấp E	ISO 9

Bảng trên được giữ theo nội dung tài liệu tham khảo, nhằm cung cấp thông tin định hướng ban đầu. Khi lập hồ sơ thiết kế cho một dự án cụ thể, cần xác định đúng tiêu chuẩn áp dụng, trạng thái phân loại, giới hạn tiểu phân và yêu cầu của từng công đoạn. Không nên sử dụng bảng đối chiếu này như sự tương đương tuyệt đối cho mọi điều kiện vận hành.

Ngoài cấp sạch, thiết kế còn phải xác định phòng được đánh giá ở trạng thái nào. Trạng thái nghỉ là điều kiện phòng và thiết bị đã được lắp đặt, nhưng chưa có nhân viên thực hiện công việc bình thường. Trạng thái hoạt động là điều kiện quy trình sản xuất diễn ra với thiết bị vận hành và nhân viên có mặt trong phòng.

Sự khác biệt này ảnh hưởng đến kế hoạch đo kiểm, bởi điều kiện môi trường khi phòng không có người có thể khác với điều kiện trong quá trình sản xuất thực tế.

2.2. Xác định cấp sạch theo công năng sử dụng

Không phải tất cả các phòng trong cùng một nhà máy đều cần áp dụng cùng cấp sạch. Khu vực sản xuất, khu vực cân chia nguyên liệu, hành lang, phòng phụ trợ và khu vực đóng gói có thể có yêu cầu khác nhau tùy quy trình công nghệ.

Để xác định yêu cầu thiết kế, cần làm rõ các nội dung sau:

Đặc điểm sản phẩm: Xác định tính chất sản phẩm, mức độ nhạy cảm với tiểu phân hoặc vi sinh và các điều kiện môi trường cần duy trì.
Quy trình sản xuất: Phân tích các công đoạn có phát sinh bụi, nhiệt, ẩm hoặc yêu cầu kiểm soát nhiễm chéo.
Mức độ kiểm soát môi trường: Xác định cấp sạch, nhiệt độ, độ ẩm, chênh áp và phương pháp kiểm tra cần áp dụng cho từng phòng.
Điều kiện vận hành: Xem xét số lượng nhân viên, thiết bị sản xuất, thời gian hoạt động và tần suất mở cửa.
Khả năng bảo trì: Bố trí hệ thống sao cho bộ lọc, quạt, thiết bị đo và các thành phần cần bảo dưỡng có thể tiếp cận an toàn.

Việc xác định đúng công năng và cấp sạch từ đầu giúp lựa chọn thiết bị hợp lý, tránh tình trạng hệ thống được lắp đặt nhưng không đáp ứng thông số khi chạy thử hoặc khi nhà máy hoạt động.

3. Hệ thống HVAC trong thiết kế, thi công phòng sạch

3.1. Vai trò của hệ thống HVAC

HVAC là hệ thống điều hòa không khí và thông gió, có nhiệm vụ xử lý, cấp và kiểm soát không khí trong phòng. Đối với phòng sạch, HVAC không chỉ phục vụ tiện nghi nhiệt mà còn tham gia kiểm soát tiểu phân, độ ẩm, áp suất và hướng chuyển động của không khí.

Một hệ thống HVAC phòng sạch thường bao gồm các thành phần chính như thiết bị xử lý không khí, quạt, bộ lọc, đường ống gió, van điều chỉnh lưu lượng, cửa cấp gió, cửa hồi gió, cửa thải khí và hệ thống đo lường, điều khiển. Tùy yêu cầu dự án, hệ thống có thể tích hợp dàn nóng, dàn lạnh hoặc thiết bị làm lạnh trung tâm; đồng thời bổ sung chức năng tạo ẩm hoặc tách ẩm khi cần thiết.

Trong quá trình thiết kế, cần xem xét đồng thời công suất xử lý nhiệt, lượng gió cấp, lượng gió hồi, lượng khí tươi và lượng khí thải. Nếu chỉ lựa chọn công suất lạnh theo diện tích mà không tính toán các yêu cầu về lọc và trao đổi không khí, hệ thống có thể làm mát được nhưng chưa chắc đạt điều kiện phòng sạch.

3.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Về nguyên lý, không khí được đưa qua các cấp xử lý theo phương án thiết kế, sau đó được cấp vào phòng thông qua hệ thống ống gió và cửa gió. Không khí trong phòng được thu hồi một phần để tuần hoàn hoặc được thải ra ngoài tùy cấu hình hệ thống.

Một chu trình HVAC phòng sạch có thể bao gồm các bước chính:

Tiếp nhận khí tươi và khí hồi: Lượng khí tươi được xác định theo yêu cầu thông gió và vận hành. Nếu hệ thống sử dụng khí hồi, tỷ lệ tuần hoàn phải phù hợp với công năng phòng và yêu cầu kiểm soát nhiễm chéo.
Lọc không khí: Không khí đi qua các cấp lọc theo cấu hình đã lựa chọn nhằm giảm lượng hạt trước khi được cấp vào khu vực sản xuất.
Xử lý nhiệt và độ ẩm: Thiết bị làm lạnh, gia nhiệt, tạo ẩm hoặc tách ẩm được sử dụng khi cần thiết để đưa không khí về điều kiện yêu cầu.
Điều chỉnh lưu lượng: Quạt, van gió và các thiết bị điều chỉnh giúp phân phối lượng gió phù hợp đến từng phòng.
Cấp gió và thu hồi khí: Không khí được phân phối qua cửa cấp gió, sau đó thu hồi hoặc thải ra theo sơ đồ thiết kế.
Giám sát thông số: Nhiệt độ, độ ẩm, chênh áp và các thông số liên quan được theo dõi để đánh giá khả năng vận hành của hệ thống.

Trong một số ứng dụng, thiết bị xử lý không khí AHU có thể tích hợp bộ tách ẩm DHU hoặc các thành phần xử lý chuyên biệt. Việc lựa chọn cấu hình cần căn cứ vào yêu cầu công nghệ, điều kiện khí hậu, tải ẩm và thông số môi trường cần duy trì.

3.3. Lựa chọn bộ lọc không khí

Bộ lọc là thành phần cốt lõi của hệ thống HVAC phòng sạch. Việc bố trí các cấp lọc giúp giảm tải cho bộ lọc phía sau và cải thiện khả năng xử lý không khí trước khi đưa vào khu vực cần kiểm soát.

Tài liệu tham khảo nêu cấu hình lọc theo hướng dẫn WHO đối với hệ thống HVAC cho thuốc không vô trùng như sau:

Hệ thống có tuần hoàn khí: Cấu hình tham khảo G4 + F8 + H13.
Hệ thống sử dụng 100% khí tươi, không tuần hoàn khí: Cấu hình tham khảo G4 + F8 hoặc F9.
Theo nội dung Thông tư 35/2018/TT-BYT được trích trong tài liệu: Đối với thuốc dược liệu và thuốc cổ truyền, cấp sạch D có yêu cầu màng lọc cuối tối thiểu H10; cấp sạch E có yêu cầu màng lọc cuối tối thiểu F9.

Các cấp lọc trên là thông tin được trích từ tài liệu tham khảo. Khi thiết kế thực tế, cần kiểm tra tiêu chuẩn và quy định hiện hành áp dụng cho dự án, đồng thời xem xét cấp sạch, sơ đồ khí tươi – khí hồi, yêu cầu của quy trình và đặc tính bộ lọc được lựa chọn.

Ngoài cấp lọc, thiết kế còn cần xác định kích thước, lưu lượng qua bộ lọc, tổn thất áp suất, vị trí lắp đặt và phương án thay thế. Bộ lọc có hiệu suất cao nhưng không được lắp đặt đúng kỹ thuật hoặc không bảo đảm độ kín vẫn có thể khiến hệ thống không đạt yêu cầu.

Đối với bộ lọc HEPA, cần chú ý tính toàn vẹn của bộ lọc và độ kín tại vị trí lắp. Đây là một trong những nội dung cần kiểm tra trong quá trình thẩm định hệ thống.

4. Nguyên tắc thiết kế HVAC đáp ứng yêu cầu phòng sạch

4.1. Thiết kế thông gió và phân phối không khí

Thiết kế thông gió cần dựa trên công năng phòng, tải nhiệt, mức độ phát sinh bụi, độ ẩm và yêu cầu duy trì áp suất. Mục tiêu không chỉ là đưa đủ lượng gió vào phòng mà còn phải phân phối không khí hợp lý giữa các vị trí sử dụng.

Trong quá trình thiết kế, cần xác định vị trí cấp gió, hồi gió và thải khí sao cho phù hợp với mặt bằng thiết bị. Đường đi của không khí cần được xem xét cùng với vị trí nhân viên làm việc, nguồn phát sinh bụi và các khu vực cần bảo vệ. Các nội dung cần kiểm tra gồm:

Lưu lượng gió cấp: Phải đáp ứng yêu cầu trao đổi không khí và tải nhiệt của từng phòng theo tính toán.
Lưu lượng gió hồi và thải: Cần phù hợp với sơ đồ tuần hoàn, nhu cầu khí tươi và phương án kiểm soát áp suất.
Vị trí cửa gió: Bố trí theo đặc điểm không gian và công nghệ, hạn chế phân phối không khí không đồng đều.
Hệ thống ống gió: Xác định kích thước, tuyến đi, vị trí van điều chỉnh và các điểm cần tiếp cận để kiểm tra, bảo trì.
Khả năng cân chỉnh: Thiết kế cần tạo điều kiện để đo và điều chỉnh lưu lượng tại các nhánh gió sau khi lắp đặt.

Đối với công trình có nhiều phòng và nhiều cấp sạch, việc phân vùng AHU và mạng ống gió phải được xem xét đồng bộ. Phân vùng không phù hợp có thể gây khó khăn trong kiểm soát áp suất, điều chỉnh lưu lượng hoặc xử lý sự cố giữa các khu vực.

4.2. Kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm

Nhiệt độ và độ ẩm là hai thông số quan trọng cần được xác định theo yêu cầu công nghệ. Không nên áp dụng một giá trị cố định cho mọi loại phòng sạch, bởi mỗi sản phẩm và quy trình có thể có giới hạn vận hành khác nhau.

Để thiết kế đúng, cần đánh giá tải nhiệt từ thiết bị sản xuất, số lượng nhân viên, chiếu sáng, kết cấu bao che và lượng khí tươi đưa vào. Đồng thời, tải ẩm từ quá trình sản xuất và điều kiện không khí bên ngoài cũng cần được xem xét. Các bước chính bao gồm:

Xác định dải nhiệt độ và độ ẩm yêu cầu cho từng khu vực.
Tính toán tải lạnh và tải ẩm theo điều kiện vận hành dự kiến.
Lựa chọn thiết bị xử lý không khí có khả năng đáp ứng các thông số đã xác định.
Bố trí vị trí đo lường phù hợp để theo dõi điều kiện môi trường.
Kiểm tra nhiệt độ và độ ẩm khi chạy thử, sau đó đánh giá lại trong điều kiện vận hành thực tế.

Khi yêu cầu kiểm soát độ ẩm nghiêm ngặt, thiết kế cần xem xét giải pháp tách ẩm chuyên biệt. Thiết bị DHU có thể được tích hợp trong hệ thống theo cấu hình phù hợp, nhưng việc lựa chọn phải dựa trên tính toán và yêu cầu sử dụng thay vì chỉ dựa vào tên thiết bị.

4.3. Thiết kế chênh áp phòng sạch

Chênh áp được sử dụng để hỗ trợ kiểm soát hướng di chuyển của không khí giữa các khu vực. Việc thiết lập áp suất cần căn cứ vào đặc điểm sản phẩm, nguy cơ nhiễm chéo và mục tiêu bảo vệ của từng phòng.

Theo tài liệu tham khảo, chênh áp giữa các khu vực có thể được thiết kế trong khoảng 5–20 Pa; giá trị 15 Pa được minh họa trong một số sơ đồ. Đây là giá trị tham khảo, không phải mức bắt buộc áp dụng cho mọi dự án. Nguyên tắc xác định hướng áp suất cần dựa trên mục tiêu kiểm soát:

Khu vực cần bảo vệ sản phẩm khỏi tác nhân bên ngoài: Có thể thiết kế theo hướng duy trì áp suất cao hơn so với khu vực lân cận, tùy quy trình và yêu cầu cấp sạch.
Khu vực phát sinh bụi hoặc có nguy cơ phát tán chất cần kiểm soát: Có thể cần giải pháp áp suất thấp hơn khu vực xung quanh nhằm hạn chế phát tán, đồng thời phải phù hợp với yêu cầu an toàn và quy trình.
Khu vực chuyển tiếp: Hành lang, chốt gió và phòng phụ trợ cần được bố trí trong sơ đồ áp suất tổng thể để duy trì hướng chuyển động không khí dự kiến.

Thiết kế chênh áp không thể tách rời việc tính toán lưu lượng gió cấp, gió hồi và gió thải. Nếu các lưu lượng không được cân bằng đúng, phòng có thể không duy trì được áp suất yêu cầu khi cửa đóng hoặc khi hệ thống hoạt động ở các chế độ khác nhau.

Khi thi công, cần bảo đảm các cửa, vách và vị trí xuyên tường được xử lý phù hợp với yêu cầu kín khí của khu vực. Sau lắp đặt, chênh áp phải được đo kiểm và cân chỉnh theo hồ sơ thiết kế.

4.4. Tính toán số lần trao đổi không khí

Số lần trao đổi không khí là thông số thể hiện lượng không khí được cấp hoặc trao đổi tương đương với thể tích phòng trong một giờ. Theo tài liệu HVAC tham khảo, số lần trao đổi không khí thường nằm trong khoảng 6–20 lần/giờ, tùy mức độ phát sinh bụi, độ ẩm, mùi, tải nhiệt và lượng gió cần thiết để duy trì áp suất.

Công thức xác định số lần trao đổi không khí được trình bày như sau: AC = F / V

Trong đó:

AC: Số lần trao đổi không khí trong một giờ.
F: Lưu lượng không khí cấp vào phòng trong một giờ.
V: Thể tích phòng.

Để sử dụng công thức, đơn vị lưu lượng và thể tích cần thống nhất. Nếu lưu lượng gió được tính bằng m³/h và thể tích phòng bằng m³, kết quả AC có đơn vị lần/giờ.

Tuy nhiên, không nên chọn lưu lượng chỉ để đạt một giá trị AC nằm trong khoảng tham khảo. Kỹ sư cần xem xét đồng thời cấp sạch, tải nhiệt, nguồn phát sinh tiểu phân, yêu cầu áp suất và khả năng phân phối gió. Giá trị cuối cùng cần được xác định trong hồ sơ thiết kế và xác nhận bằng đo kiểm khi hệ thống vận hành.

5. Quy trình thiết kế, thi công phòng sạch

5.1. Khảo sát và xác định yêu cầu kỹ thuật

Giai đoạn khảo sát là cơ sở để lựa chọn giải pháp phù hợp với công trình. Đơn vị thiết kế cần thu thập thông tin về mặt bằng, chiều cao không gian, kết cấu, nguồn điện, vị trí đặt thiết bị và điều kiện bố trí hệ thống ống gió.

Song song với khảo sát hiện trạng, cần làm rõ yêu cầu sử dụng của chủ đầu tư. Những thông tin quan trọng gồm công năng từng phòng, cấp sạch dự kiến, số lượng người làm việc, đặc điểm thiết bị sản xuất, dải nhiệt độ – độ ẩm và yêu cầu chênh áp.

Kết quả khảo sát cần được tổng hợp thành cơ sở thiết kế. Nếu chưa xác định rõ cấp sạch hoặc yêu cầu môi trường, cần làm rõ với bên sử dụng trước khi chốt phương án HVAC. Việc thay đổi yêu cầu sau khi đặt mua thiết bị hoặc triển khai đường ống có thể ảnh hưởng đến chi phí và tiến độ.

5.2. Thiết kế kỹ thuật và lựa chọn thiết bị

Từ yêu cầu đầu vào, kỹ sư tiến hành phân vùng cấp sạch, phân vùng AHU và phân vùng áp suất. Các thông số cần được tính toán bao gồm tải lạnh, lưu lượng gió, lượng khí tươi, tỷ lệ khí hồi, cấp lọc, công suất điện và phương án điều khiển.

Hồ sơ thiết kế cần thể hiện đầy đủ vị trí thiết bị chính, tuyến ống gió, cửa cấp – hồi gió, van điều chỉnh, tủ điện và thiết bị đo lường. Đồng thời, cần kiểm tra khả năng bố trí thiết bị trong không gian thực tế và bảo đảm có khoảng trống phù hợp để lắp đặt, vận hành, vệ sinh và thay bộ lọc.

Việc lựa chọn thiết bị cần dựa trên thông số kỹ thuật và điều kiện vận hành. Không nên lựa chọn chỉ theo công suất danh định hoặc giá mua ban đầu, bởi bộ lọc, quạt, thiết bị xử lý ẩm và hệ thống điều khiển đều ảnh hưởng đến khả năng duy trì điều kiện phòng sạch.

Trước khi triển khai thi công, các bản vẽ và bảng tính cần được kiểm tra tính đồng bộ. Những xung đột giữa ống gió, kết cấu, hệ thống điện và các hệ thống cơ điện khác nên được xử lý ngay ở giai đoạn thiết kế.

5.3. Thi công và lắp đặt hệ thống HVAC

Thi công phòng sạch cần tuân thủ hồ sơ thiết kế đã được phê duyệt, hướng dẫn lắp đặt của nhà sản xuất và các yêu cầu kỹ thuật áp dụng cho dự án. Quá trình lắp đặt phải kiểm soát chất lượng thiết bị, vật liệu, mối nối, độ kín và khả năng tiếp cận để bảo trì.

Các công việc chính thường bao gồm:

Lắp đặt thiết bị xử lý không khí: Kiểm tra chủng loại, thông số, vị trí lắp đặt và điều kiện đấu nối của AHU, quạt, thiết bị làm lạnh hoặc thiết bị tách ẩm theo hồ sơ được duyệt.
Thi công hệ thống ống gió: Kiểm tra tuyến đi, kích thước, liên kết, giá đỡ và độ kín theo yêu cầu thiết kế. Những vị trí cần vệ sinh hoặc kiểm tra phải được bố trí khả năng tiếp cận phù hợp.
Lắp đặt bộ lọc: Kiểm tra đúng chủng loại, kích thước, chiều lắp và độ kín tại vị trí lắp đặt. Đối với HEPA, cần có phương án kiểm tra tính toàn vẹn theo yêu cầu thẩm định.
Lắp đặt cửa gió và van điều chỉnh: Bảo đảm vị trí phù hợp với bản vẽ và tạo điều kiện cân chỉnh lưu lượng sau khi hệ thống vận hành.
Lắp đặt thiết bị đo và điều khiển: Kiểm tra kết nối, vị trí lắp, khả năng đọc thông số và tình trạng hiệu chuẩn của các thiết bị liên quan.
Kiểm tra hệ thống điện: Đối chiếu nguồn cấp, công suất, thiết bị bảo vệ và sơ đồ điều khiển với yêu cầu kỹ thuật đã phê duyệt.

Trong quá trình thi công, cần phối hợp chặt chẽ giữa các đội HVAC, điện và các hạng mục cơ điện liên quan. Việc kiểm tra theo từng giai đoạn giúp phát hiện sớm sai lệch, hạn chế tháo dỡ và giảm nguy cơ ảnh hưởng đến tiến độ.

5.4. Chạy thử, cân chỉnh và bàn giao

Sau khi hoàn tất lắp đặt, hệ thống cần được kiểm tra trước khi chạy thử. Các nội dung bao gồm tình trạng thiết bị, liên kết cơ khí, nguồn điện, đường ống, bộ lọc và thiết bị đo lường. Những lỗi lắp đặt phải được xử lý trước khi chuyển sang giai đoạn kiểm tra vận hành.

Trong quá trình chạy thử, cần kiểm tra khả năng hoạt động của quạt, thiết bị xử lý không khí, van gió và hệ thống điều khiển. Lưu lượng gió tại các nhánh được đo và cân chỉnh để phù hợp với hồ sơ thiết kế. Chênh áp, nhiệt độ và độ ẩm cũng cần được kiểm tra trong điều kiện vận hành tương ứng.

Kết quả chạy thử cần được ghi nhận bằng hồ sơ, làm cơ sở cho bước thẩm định tiếp theo. Việc bàn giao không nên chỉ dựa trên tình trạng thiết bị đã chạy, mà cần xem xét khả năng đáp ứng các thông số thiết kế và cung cấp tài liệu phục vụ vận hành, bảo trì.

6. Thẩm định hệ thống HVAC phòng sạch

Thẩm định giúp kiểm tra và ghi nhận bằng chứng cho thấy hệ thống được thiết kế, lắp đặt và vận hành phù hợp với yêu cầu đã xác định. Tài liệu tham khảo chia quá trình này thành thẩm định thiết kế, thẩm định lắp đặt, thẩm định vận hành và thẩm định hiệu năng.

6.1. Thẩm định thiết kế

Thẩm định thiết kế tập trung đánh giá tính hợp lý và tính đầy đủ của hồ sơ. Các nội dung quan trọng gồm phân vùng cấp sạch, phân vùng AHU, sơ đồ áp suất, nhiệt độ, độ ẩm, số lần trao đổi không khí và phương án bố trí thiết bị.

Bên cạnh bản vẽ, cần kiểm tra các bảng tính liên quan đến công suất lạnh, nguồn điện, số lượng và kích thước bộ lọc. Vị trí AHU, dàn nóng, Chiller nếu có, ống gió và tủ điện điều khiển cũng cần được đối chiếu với điều kiện lắp đặt thực tế.

Nếu phát hiện thông số chưa phù hợp hoặc thiếu cơ sở thiết kế, cần làm rõ trước khi triển khai thi công để tránh phải điều chỉnh hệ thống sau khi hoàn thành.

6.2. Thẩm định lắp đặt

Thẩm định lắp đặt kiểm tra sự phù hợp giữa thiết bị đã lắp và hồ sơ thiết kế. Công việc có thể bao gồm kiểm tra số lượng, chủng loại, kích thước, trọng lượng, dung tích, nguồn điện, công suất và áp suất hoạt động của các thiết bị theo phạm vi áp dụng.

Các hạng mục khác cần được xem xét gồm:

Vật liệu chế tạo và sự phù hợp với yêu cầu thiết kế.
Tình trạng lắp ráp thiết bị, phụ kiện và đường ống.
Độ kín của hệ thống ống gió theo yêu cầu kỹ thuật.
Tình trạng lắp đặt bộ lọc và tính toàn vẹn của màng HEPA.
Tình trạng lắp đặt thiết bị đo lường, điều khiển và hồ sơ hiệu chuẩn, kiểm định khi áp dụng.

Kết quả cần được ghi nhận để làm cơ sở xử lý sai lệch và xác nhận điều kiện chuyển sang bước kiểm tra vận hành.

6.3. Thẩm định vận hành

Thẩm định vận hành tập trung đánh giá khả năng hoạt động của các thiết bị và chức năng điều khiển. Những nội dung kiểm tra cần phù hợp với hồ sơ thiết kế, hướng dẫn nhà sản xuất và kế hoạch thẩm định được phê duyệt.

Các bước có thể bao gồm kiểm tra hoạt động của quạt, thiết bị xử lý nhiệt – ẩm, van gió, thiết bị đo và hệ thống điều khiển. Đồng thời, cần kiểm tra khả năng duy trì thông số cài đặt và phản ứng của hệ thống trong các chế độ vận hành dự kiến.

Việc kiểm tra cần được thực hiện có hệ thống, ghi nhận điều kiện thử nghiệm, kết quả đo và những sai lệch phát hiện được. Nếu kết quả chưa đáp ứng tiêu chí đã xác định, cần điều chỉnh và đánh giá lại trước khi kết luận.

6.4. Thẩm định hiệu năng

Thẩm định hiệu năng đánh giá khả năng đáp ứng các thông số của phòng trong điều kiện thử nghiệm phù hợp. Theo nội dung tài liệu tham khảo, các chỉ tiêu có thể bao gồm nhiệt độ, độ ẩm, chênh áp, số lần trao đổi không khí, nồng độ tiểu phân và vi sinh khi có yêu cầu.

Đối với nhiệt độ và độ ẩm: Cần đo tại các vị trí phù hợp, ghi nhận điều kiện thử nghiệm và đối chiếu với giới hạn thiết kế. Kết quả phải phản ánh khả năng kiểm soát môi trường của hệ thống trong điều kiện đánh giá.

Đối với chênh áp: Đo chênh lệch áp suất giữa các khu vực được xác định trong hồ sơ. Kết quả cần được đối chiếu với sơ đồ áp suất, đồng thời kiểm tra tính ổn định trong điều kiện vận hành.

Đối với số lần trao đổi không khí: Xác định lưu lượng gió cấp và thể tích phòng theo phương pháp đo, tính được phê duyệt. Kết quả cần phù hợp với yêu cầu thiết kế và điều kiện thử nghiệm.

Đối với tiểu phân: Thực hiện đo theo phương pháp và kế hoạch lấy mẫu phù hợp với cấp sạch cần đánh giá. Số vị trí đo, điều kiện trạng thái phòng và tiêu chí chấp nhận phải được xác định theo tiêu chuẩn áp dụng.

Đối với vi sinh: Khi cần kiểm soát vi sinh, có thể sử dụng phương pháp lấy mẫu không khí hoặc đĩa thạch theo kế hoạch được xác định. Tài liệu tham khảo nêu công thức tính số vị trí lấy mẫu tối thiểu:

NL = √S

Trong đó, NL là số vị trí lấy mẫu tối thiểu, làm tròn lên; S là diện tích phòng tính bằng m². Công thức này được trích theo tài liệu nguồn và cần được đối chiếu với tiêu chuẩn, phương pháp lấy mẫu và yêu cầu thẩm định đang áp dụng cho dự án trước khi sử dụng.

Tài liệu cũng đề cập thời gian phục hồi có thể được xem xét trong thẩm định hiệu năng, với giá trị tham khảo thường không quá 15 phút trong trường hợp được nêu. Không nên áp dụng giá trị này như tiêu chí chung cho mọi phòng sạch; giới hạn chấp nhận phải được xác định theo cấp sạch, quy trình và tiêu chuẩn của dự án.

7. Kiểm soát vận hành và bảo trì HVAC phòng sạch

7.1. Theo dõi thông số vận hành

Sau khi bàn giao, hệ thống HVAC cần được theo dõi định kỳ để phát hiện sớm dấu hiệu bất thường và duy trì điều kiện môi trường theo thiết kế. Việc giám sát không chỉ nhằm phát hiện sự cố thiết bị mà còn giúp đánh giá xu hướng thay đổi của bộ lọc, lưu lượng gió và khả năng duy trì thông số phòng.

Theo tài liệu tham khảo, những thông tin cần theo dõi bao gồm:

Thời điểm bắt đầu và thời gian vận hành của thiết bị.
Các thông số điện liên quan đến tình trạng hoạt động.
Nhiệt độ và độ ẩm cài đặt, nhiệt độ và độ ẩm hiển thị, đồng thời so sánh với điều kiện thời tiết khi phù hợp.
Chênh áp qua bộ lọc G4 và F8, được tài liệu đề xuất theo dõi hằng ngày.
Chênh áp qua bộ lọc HEPA, được tài liệu đề xuất theo dõi hằng tuần.
Các sự cố phát sinh, tình trạng cảnh báo và biện pháp xử lý.

Tần suất theo dõi thực tế cần được xác định trong quy trình vận hành và bảo trì của từng công trình. Với khu vực có yêu cầu kiểm soát nghiêm ngặt, kế hoạch giám sát cần phù hợp với tiêu chuẩn áp dụng và đánh giá rủi ro của quy trình sản xuất.

7.2. Bảo trì và thay thế bộ lọc

Bảo trì định kỳ giúp duy trì khả năng hoạt động của HVAC và hạn chế suy giảm hiệu suất do bụi bẩn, hao mòn hoặc sai lệch thiết bị. Kế hoạch bảo trì cần được xây dựng theo hướng dẫn nhà sản xuất, điều kiện sử dụng và kết quả theo dõi thực tế.

Tài liệu tham khảo đưa ra một số công việc và chu kỳ mẫu như sau:

Vệ sinh bên trong, bên ngoài AHU, hệ thống ống gió, dàn nóng và tủ điện theo kế hoạch bảo trì.
Vệ sinh hoặc thay bộ lọc G4 hằng tháng theo chu kỳ tham khảo.
Vệ sinh hoặc thay bộ lọc F8 hằng quý theo chu kỳ tham khảo.
Kiểm tra thiết bị điện, tình trạng gas và các thành phần liên quan đến hệ thống lạnh.
Kiểm tra dầu mỡ bôi trơn, quạt và các cơ cấu truyền động.
Chủ động hoàn nguyên hoặc thay bánh rotor tách ẩm khi hệ thống sử dụng thiết bị này và có yêu cầu.
Hiệu chuẩn định kỳ thiết bị đo lường, với chu kỳ hằng năm được nêu trong tài liệu tham khảo.

Các chu kỳ trên không thay thế hướng dẫn của nhà sản xuất hoặc kế hoạch bảo trì đã được phê duyệt. Thời điểm vệ sinh, thay bộ lọc cần được đánh giá dựa trên chênh áp, mức độ nhiễm bẩn, điều kiện sử dụng và yêu cầu vận hành. Đối với bộ lọc HEPA, cần áp dụng quy trình kiểm tra và thay thế phù hợp với yêu cầu kỹ thuật của hệ thống.

Khi thực hiện bảo trì, cần có biện pháp hạn chế phát tán bụi và ảnh hưởng đến điều kiện phòng sạch. Sau các công việc có thể làm thay đổi đặc tính hệ thống, cần đánh giá lại những thông số liên quan trước khi đưa phòng trở lại hoạt động bình thường.

7.3. Hồ sơ vận hành và quản lý chất lượng

Hồ sơ vận hành giúp truy xuất tình trạng hệ thống, lịch sử bảo trì và kết quả kiểm tra. Đây cũng là cơ sở để đánh giá xu hướng suy giảm hiệu suất hoặc xác định nguyên nhân khi thông số phòng không đạt yêu cầu.

Hồ sơ nên bao gồm danh mục thiết bị, thông số cài đặt, sơ đồ hệ thống, hướng dẫn vận hành, lịch bảo trì, biên bản thay bộ lọc, kết quả đo kiểm và hồ sơ hiệu chuẩn thiết bị đo lường. Khi phát sinh sự cố, cần ghi nhận hiện tượng, nguyên nhân xác định được, biện pháp khắc phục và kết quả kiểm tra sau xử lý.

Việc quản lý hồ sơ đầy đủ giúp chủ đầu tư và đơn vị vận hành kiểm soát chất lượng hệ thống trong suốt vòng đời sử dụng, thay vì chỉ đánh giá tại thời điểm nghiệm thu ban đầu.

8. Lựa chọn đơn vị thiết kế, thi công phòng sạch

Chất lượng phòng sạch phụ thuộc vào tính đồng bộ giữa thiết kế, lựa chọn thiết bị, thi công và thẩm định. Vì vậy, lựa chọn đơn vị triển khai cần xem xét năng lực kỹ thuật và khả năng phối hợp giữa các hạng mục, không chỉ dựa trên giá chào ban đầu.

Khi đánh giá nhà thầu thiết kế, thi công phòng sạch, chủ đầu tư nên quan tâm các tiêu chí sau:

Năng lực thiết kế HVAC: Đơn vị cần có khả năng phân tích công năng, phân vùng cấp sạch, tính toán lưu lượng gió, tải nhiệt, chênh áp và lựa chọn bộ lọc phù hợp với yêu cầu dự án.
Khả năng triển khai đồng bộ: Thiết kế phải phối hợp được với kiến trúc, kết cấu, hệ thống điện, điều khiển và các hạng mục cơ điện liên quan để hạn chế xung đột khi thi công.
Kiểm soát chất lượng lắp đặt: Quy trình thi công cần có bước kiểm tra thiết bị, đường ống, bộ lọc, liên kết và các thông số kỹ thuật theo hồ sơ được duyệt.
Khả năng chạy thử và thẩm định: Nhà thầu cần phối hợp kiểm tra, cân chỉnh, ghi nhận kết quả và xử lý sai lệch theo yêu cầu nghiệm thu của dự án.
Hồ sơ bàn giao và bảo trì: Tài liệu kỹ thuật, sơ đồ hệ thống, hướng dẫn vận hành và lịch bảo trì cần được chuẩn bị đầy đủ để hỗ trợ quản lý sau bàn giao.

Đối với các dự án có yêu cầu cấp sạch cụ thể, chủ đầu tư nên xác định rõ phạm vi công việc giữa đơn vị thiết kế, nhà thầu thi công, đơn vị kiểm tra và bộ phận vận hành. Việc phân định trách nhiệm rõ ràng giúp giảm thiếu sót và thuận lợi hơn trong quá trình đánh giá kết quả.

8.1. Giải pháp HVAC và cơ điện của Triều Minh

Triều Minh định hướng cung cấp dịch vụ thi công cơ điện và HVAC cho các công trình theo hồ sơ thiết kế và yêu cầu kỹ thuật được thống nhất với chủ đầu tư. Đối với dự án phòng sạch, các hạng mục liên quan cần được xem xét trong mối quan hệ tổng thể để bảo đảm khả năng lắp đặt, vận hành và bảo trì.

Phạm vi công việc có thể được xác định theo nhu cầu thực tế của dự án, bao gồm triển khai hệ thống điều hòa không khí, lắp đặt thiết bị và đường ống gió, phối hợp hệ thống điện – điều khiển, kiểm tra lắp đặt và hỗ trợ chạy thử theo phạm vi hợp đồng.

Giải pháp cụ thể cần căn cứ vào hồ sơ thiết kế, cấp sạch, điều kiện mặt bằng và tiêu chuẩn áp dụng. Việc thống nhất yêu cầu kỹ thuật từ đầu là cơ sở để kiểm soát chất lượng, tiến độ và khả năng đáp ứng thông số khi đưa công trình vào sử dụng.

Chúng tôi cung cấp dịch vụ từ thiết kế, thi công trọn gói bao gồm cung cấp chứng nhận từ đơn vị thứ 3.

9. Những lưu ý quan trọng khi thiết kế, thi công phòng sạch

Để hạn chế sai sót và nâng cao khả năng đáp ứng yêu cầu kỹ thuật, cần quan tâm một số vấn đề xuyên suốt quá trình thực hiện.

Thứ nhất, xác định đúng yêu cầu đầu vào. Cấp sạch, nhiệt độ, độ ẩm, chênh áp và yêu cầu vi sinh cần được xác định theo công năng và quy trình. Nếu các thông số chưa rõ, việc chọn thiết bị và tính toán hệ thống có thể phải điều chỉnh nhiều lần.

Thứ hai, thiết kế HVAC đồng bộ. Lưu lượng gió, công suất lạnh, cấp lọc và áp suất có mối quan hệ với nhau. Việc tối ưu một thông số riêng lẻ mà không đánh giá tổng thể có thể khiến hệ thống khó cân chỉnh hoặc không đáp ứng yêu cầu khi vận hành.

Thứ ba, kiểm soát chất lượng bộ lọc và độ kín. Bộ lọc cần đúng chủng loại, được lắp đúng chiều và bảo đảm độ kín tại vị trí lắp đặt. Với bộ lọc HEPA, cần kiểm tra tính toàn vẹn theo yêu cầu thẩm định.

Thứ tư, thực hiện đo kiểm có hồ sơ. Kết quả chạy thử và thẩm định cần được ghi nhận, đối chiếu với tiêu chí đã thống nhất. Việc chỉ xác nhận thiết bị chạy bình thường không đủ để kết luận toàn bộ phòng sạch đã đáp ứng yêu cầu môi trường.

Thứ năm, xây dựng kế hoạch bảo trì từ đầu. Vị trí thiết bị, cửa thăm, bộ lọc và các điểm đo cần được bố trí thuận tiện cho việc kiểm tra, vệ sinh và thay thế. Kế hoạch bảo trì rõ ràng giúp hạn chế gián đoạn vận hành và hỗ trợ duy trì hiệu suất hệ thống.

Thứ sáu, đối chiếu tiêu chuẩn và quy định hiện hành. Các bảng phân loại, cấu hình lọc và giá trị tham khảo trong tài liệu kỹ thuật cần được kiểm tra trước khi đưa vào hồ sơ thiết kế chính thức. Tiêu chí nghiệm thu phải phù hợp với công năng, cấp sạch và yêu cầu áp dụng cho dự án cụ thể.

10. Câu hỏi thường gặp về thiết kế, thi công phòng sạch

10.1. Thiết kế phòng sạch cần kiểm soát những thông số nào?

Các thông số chính gồm nhiệt độ, độ ẩm, chênh áp, số lần trao đổi không khí, nồng độ tiểu phân và vi sinh khi có yêu cầu. Giá trị mục tiêu cần được xác định theo công năng phòng, quy trình sản xuất và tiêu chuẩn áp dụng.

10.2. Hệ thống HVAC phòng sạch gồm những thiết bị gì?

Tùy cấu hình, hệ thống có thể bao gồm AHU, quạt, bộ lọc sơ cấp và lọc tinh, bộ lọc HEPA khi cần thiết, đường ống gió, van điều chỉnh, cửa cấp – hồi gió, thiết bị xử lý nhiệt – ẩm và hệ thống đo lường, điều khiển. Cấu hình cụ thể phải được xác định từ yêu cầu kỹ thuật của dự án.

10.3. Số lần trao đổi không khí của phòng sạch là bao nhiêu?

Tài liệu tham khảo nêu khoảng thường gặp từ 6–20 lần/giờ, phụ thuộc mức độ phát sinh bụi, độ ẩm, mùi, tải nhiệt và lượng gió cần duy trì áp suất. Đây là khoảng tham khảo; thông số thiết kế cuối cùng phải được tính toán và xác nhận bằng đo kiểm.

10.4. Chênh áp phòng sạch nên thiết kế bao nhiêu?

Tài liệu tham khảo đề cập khoảng 5–20 Pa và minh họa giá trị 15 Pa trong một số sơ đồ. Giá trị áp dụng cần được xác định theo quan hệ giữa các phòng, hướng kiểm soát không khí, công năng sản xuất và yêu cầu tiêu chuẩn của dự án.

10.5. Khi nào cần thẩm định hệ thống HVAC?

Thẩm định được thực hiện theo kế hoạch của dự án để đánh giá hồ sơ thiết kế, tình trạng lắp đặt, chức năng vận hành và khả năng đáp ứng thông số môi trường. Nội dung, trình tự và tiêu chí chấp nhận cần được xác định trước, phù hợp với yêu cầu áp dụng.

10.6. Vì sao phải bảo trì bộ lọc và theo dõi chênh áp?

Bụi tích tụ có thể làm thay đổi tổn thất áp suất và ảnh hưởng đến khả năng vận hành của hệ thống. Theo dõi chênh áp giúp nhận biết xu hướng thay đổi của bộ lọc, hỗ trợ quyết định vệ sinh hoặc thay thế theo quy trình bảo trì đã xác định.

Kết luận

Thiết kế, thi công phòng sạch là quá trình tích hợp giữa phân vùng công năng, kiểm soát cấp sạch và thiết kế hệ thống HVAC. Để đáp ứng yêu cầu sử dụng, công trình cần được tính toán đồng bộ về lưu lượng gió, cấp lọc, nhiệt độ, độ ẩm, chênh áp và số lần trao đổi không khí; đồng thời phải kiểm tra, chạy thử và thẩm định theo tiêu chí đã xác định.

Bên cạnh chất lượng thiết kế và lắp đặt, công tác giám sát vận hành, bảo trì bộ lọc và quản lý hồ sơ có vai trò quan trọng trong việc duy trì điều kiện phòng sạch. Lựa chọn phương án phù hợp với công năng và tiêu chuẩn áp dụng sẽ giúp hạn chế điều chỉnh phát sinh, hỗ trợ nghiệm thu và tạo cơ sở cho quá trình vận hành ổn định.

Triều Minh hướng đến giải pháp thi công cơ điện và HVAC theo yêu cầu kỹ thuật của từng dự án, phối hợp các hạng mục trong phạm vi công việc đã thống nhất nhằm hỗ trợ chủ đầu tư triển khai công trình hiệu quả.

Tài liệu tham khảo kỹ thuật

ISO 14644 – Tiêu chuẩn về phòng sạch và môi trường được kiểm soát.
TCVN 8664:2011 – Tiêu chuẩn phòng sạch được dẫn trong tài liệu nguồn.
ISO 14698 – Tiêu chuẩn liên quan đến kiểm soát vi sinh trong môi trường phòng sạch.
WHO-GMP, TRS 961 (2011), Annex 5 – HVAC cho dược phẩm không vô trùng.
WHO-GMP, TRS 961 (2011), Annex 6 – Thực hành tốt sản xuất dược phẩm vô trùng.
Thông tư 35/2018/TT-BYT, Phụ lục V và VI – Nội dung về thuốc dược liệu, thuốc cổ truyền được dẫn trong tài liệu nguồn.

Lưu ý: Trước khi áp dụng các giá trị kỹ thuật, cấu hình lọc và bảng đối chiếu cấp sạch cho hồ sơ thiết kế hoặc nghiệm thu, cần kiểm tra phiên bản tiêu chuẩn và quy định hiện hành phù hợp với dự án.

TẢI FILE MỀM VỀ PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ THI CÔNG HVAC PHÒNG SẠCH

HỆ THỐNG HVAC CHO PHÒNG SẠCH

XEM THÊM CÁC BIỆN PHÁP THI CÔNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ VÀ THÔNG GIÓ KHÁC:

THI CÔNG HỆ THỐNG ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ VÀ THÔNG GIÓ

LIÊN HỆ

Liên hệ Triều Minh để trao đổi nhu cầu thiết kế, thi công phòng sạch và hệ thống HVAC cho dự án của bạn.

CÔNG TY TNHH KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TRIỀU MINH

THIẾT KẾ, THI CÔNG PHÒNG SẠCH ĐẠT CHUẨN