Thực hiện theo thiết kế: đưa hệ thống vào hoạt động
Rebecca Thatcher Ellis - Công ty Sebasta Blomber và Hiệp hội, Bang
Minneapolis, MN
Phần giới thiệu
Các thông tin dưới đây dựa trên giả thuyết rằng việc thiết kế hệ thống máy
móc cho một toà nhà là phù hợp với những đặc tính cụ thể của nó và một khi
được lắp đặt, vận hành theo như thiết kế và bảo trì tốt, hệ thống này sẽ mang
lại môi trường lý tưởng. Những ai quan tâm nhiều nhất đến thành quả cuối
cùng của bất kỳ dự án nào, dù là lớn hay nhỏ, đều đặt mục tiêu xây dựng
những hệ thống mới hoặc nâng cấp những hệ thống cũ theo những tiêu chí
như vậy. Vì thế, ngoài việc tham gia vào quá trình thiết kế, cơ quan chủ quản
cần hiểu biết các quy trình thi công, khởi động/vận hành và hoạt động của
mọi dự án trong toà nhà. Điều này càng đúng khi việc kiểm soát môi trường
chặt chẽ là mục tiêu được ưu tiên cao.
Tác giả bài viết đã tập hợp các gợi ý và thông tin dưới đây sau khi rút ra kinh
nghiệm từ việc thi công, khởi động, vận hành và các vấn đề phát sinh sau đó
tại nhiều dự án với mục tiêu chủ yếu nhằm kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm. Các
kết quả nghiên cứu của tác giả mang tính chất là kinh nghiệm của một kỹ sư
theo sát vấn đề, nhưng trên thực tế, cơ quan chủ quản phải luôn xác định rằng
các nhà thầu thường thực hiện các bản thiết kế chuyên nghiệp với quy trình
được rút ngắn, chứ không nên luôn giả định các nhà thầu sẽ thực hiện chính
xác công việc theo chu trình đầy đủ.
Tác giả đề xuất cơ quan chủ quản nên thực hiện nhiệm vụ giám sát của mình.
Cơ quan chủ quản tất nhiên không có trách nhiệm phải thực hiện nhiệm vụ
này, mặc dù một vài đơn vị nhận ra rằng có một số việc bản thân cơ quan chủ
quản đứng ra đảm nhận sẽ dễ dàng hơn là thuyết phục người khác làm những
việc này cho mình. Tốt hơn cả là những công việc này thuộc trách nhiệm trực
tiếp của nhà thiết kế, song hiếm khi một nhóm thiết kế có khả năng đảm nhận
công việc ở mức độ chi tiết như mô tả ở đây.
Các công việc trong "Giai đoạn Thi công" hầu như đều thuộc phạm vi trách
nhiệm của nhà thiết kế, và ta cần chú ý theo dõi xem các nhà thiết kế thực

bị đã quy định chi tiết hay không. Mỗi nhà thiết kế đầu tư thời gian vào công
việc này theo cách riêng của họ, song nhìn chung họ đều rất chú trọng công
việc này. Cơ quan chủ quản cần thận trọng khi làm việc với các công ty thiết
kế có các bộ phận phụ trách thiết kế và hỗ trợ xây dựng riêng rẽ. Nếu một cá
nhân hay nhóm đảm nhận việc duyệt đề xuất thiết bị thay thế không phải là
người quy định chi tiết thiết bị lắp đặt, thì dễ dẫn đến tình trạng họ không biết
rõ đặc tính chi tiết nào là quan trọng nhất của thiết bị.
Các đặc tính của thiết bị
Cần đảm bảo những đặc tính quan trọng nhất của thiết bị phải đúng theo thiết
kế, cụ thể là:
- Công suất: Liệu hạng mục thay thế có công suất bơm, phân bổ không khí,
làm nóng, làm mát, tạo ẩm, hút ẩm hoặc lọc theo như yêu cầu không? Rất
khó đánh giá các ống bảo ôn vì có sự khác nhau giữa công suất làm mát toàn
phần, làm mát nhanh (tức là làm mát không có hút ẩm) với làm mát chậm
(tức làm mát có hút ẩm). Để đảm bảo hút ẩm tốt, đây là quan niệm thường bị
hiểu sai, ta phải chắc chắn rằng công suất làm mát chậm phải bằng hoặc lớn
hơn so với yêu cầu quy định.
Kích cỡ: Liệu hạng mục thay thế về hình thức có vừa với không gian lắt đặt
hay không, hay việc thay thế này sẽ đòi hỏi phải sắp xếp lại các bộ phận khác
của hệ thống?
Độ ồn: Đối với các thiết bị quay (như quạt) có thể dùng nhiều chủng loại
khác nhau vẫn có thể đáp ứng được chức năng theo thiết kế. Tuy nhiên,
chủng loại khác nhau (như kích cỡ) sẽ tạo ra các độ ồn khác nhau. Về nguyên
tắc, cánh quạt càng nhỏ thì quạt phải quay nhanh hơn để thổi cùng một lượng
không khí; và vòng quay càng nhanh thì tiếng ồn càng lớn. Như vậy, ta phải
cần nhắc giữa một bên là kích cỡ (tức là chi phí ban đầu) với một bên là độ
ồn.
Độ tin cậy, dịch vụ sửa chữa và hỗ trợ khách hàng: Ta cần cân nhắc đầy đủ
ba đặc tính vô hình xuyên suốt thời gian họat động của hệ thống, đó là độ tin
cậy, dịch vụ sửa chữa và hỗ trợ khách hàng. Ta cần thận trọng với thiết bị

không nên tự điều chỉnh kích cỡ ống dẫn, song cũng cần ghi lại những điều
chỉnh về đường đi của ống dẫn nối quạt với hệ thống ống dẫn khí ra vào của
phòng.
Các cánh quạt: Nếu không lắp hệ thống cánh quạt tại các khúc ngoặt cũng sẽ
làm tăng áp lực trong hệ thống. Từ bên ngoài, ta dễ dàng kiểm tra được việc
lắp các cánh quạt tại các khúc ngoặt 90o trước khi những khúc này được đặt
khuất lên phía trên trần nhà. Các cánh quạt được hàn chặt hay bắt vít như
trong hình 1 có thể nhìn thấy ở cả hai phía của khúc ngoặt. Ngoài việc làm
tăng áp suất trong hệ thống, việc thiếu hệ thống cánh quạt quanh này còn làm
tăng “tiếng ồn của không khí” trong ống dẫn.
Các lá chắn. Ta cần lắp đặt các lá chắn điều khiển bằng tay vào mọi vị trí chi
tiết trong bản thiết kế. Người điều chỉnh không khí sử dụng những lá chắn
này để bảo đảm lượng khí thích hợp được dẫn tới mỗi không gian, và vì thế
duy trì việc kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm lý tưởng. Ta cũng rất dễ xác định từ
bên ngoài ống vị trí các lá chắn, vì chúng có phần điều chỉnh bằng tay nhô ra
từ miếng kim loại như minh hoạ ở hình 1.
Lót ống dẫn: Một số hệ thống sử dụng việc lót ống dẫn phục vụ cho hai mục
đích là cách nhiệt (là ngăn sự mất nhiệt và ngưng tụ nước trên ống dẫn lạnh)
và giảm tiếng ồn. Để kiểm tra xem đường ống đã được bọc lót chưa, người ta
phải mở ống dẫn ra. Việc mở ống có thể thực hiện được trong thời gian thi
công tại các đoạn cuối ống và tại các lỗ cắt để lắp van ra vào.
Cách nhiệt cho ống dẫn: Nếu ống dẫn không có các lớp lót bên trong, thì từ
bên ngoài, ta có thể thực hiện việc cách nhiệt và bọc ống bằng một lớp khí
chặn hơi nước. Việc kiểm tra lớp chặn hơi nước là hết sức quan trọng, vì nếu
không khí ẩm tiếp xúc với ống dẫn lạnh, hơi nước ngưng tụ sẽ làm ướt lớp
cách nhiệt; làm giảm công suất hoạt động của lớp này và gây ra hỏng hóc.
Đồng hồ đo áp suất: Cuối cùng, nếu có trong thiết kế, thì các đồng hồ đo áp
suất qua bộ lọc khí là thành phần quan trọng của hệ thống, mà đôi khi vẫn bị
xem nhẹ. Những đồng hồ này là cách nhanh nhất để xác định khi nào cần
thay bộ phận lọc.

họ. Các yêu cầu thay đổi có tầm quan trọng để bảo đảm việc thi công chính
xác một dự án (nhà thiết kế chẳng dại gì đưa ra những yêu cầu thay đổi, nếu
những yêu cầu này không thực sự cần thiết), và cũng cần kiểm tra việc thực
hiện những yêu cầu thay đổi.
Khởi động/Vận hành
Vào cuối giai đoạn lắp đặt của một dự án, ai nấy đều thấy mệt mỏi và nóng
lòng muốn hoàn thành xong công việc. Thông thường lúc đó, tiền nong đã
cạn kiệt, việc hoàn thành chậm hơn so với kế hoạch, mọi người đều muốn
tiếp quản công trình, còn các nhà thiết kế cũng như chủ thầu đều muốn
chuyển sang làm các dự án tiếp theo. Đây chính là thời điểm cần tăng cường
sự nhiệt tình công việc của mọi người, đặc biệt đối với nhà thiết kế hay
chuyên gia tư vấn khác hiểu rõ hoạt động của hệ thống để bảo đảm rằng hệ
thống họat động tốt.
Công việc chưa hoàn tất cho đến khi hệ thống đi vào vận hành liên tục, và
đây thuộc trách nhiệm của nhà thầu. Không có bất cứ chủ thầu nào cố tình lắp
đặt ra một hệ thống không họat động được, song lại có nhiều chủ thầu không
dành thời gian cuối dự án để kiểm tranh công trình do họ làm ra. Theo quan
điểm của chủ thầu, không có lý do gì để cho rằng một hệ thống sẽ không họat
động theo như thiết kế, vì ngày nào chủ thầu cũng theo dõi sát quá trình thi
công. Nhiều khi ngày trong ngày sử dụng đầu tiên, người sử dụng đã phàn
nàn rằng hệ thống lắp đặt đã có vấn đề, chỉ vì không chạy thử kiểm tra hệ
thống trước khi đưa vào sử dụng.
Nếu không tiến hành việc chạy thử kiểm tra do một chuyên gia không có mối
liên hệ với chủ xây dựng, thực hiện, thì cơ quan chủ quản có thể sẽ phải thời
xuyên gọi các chủ xây dựng cử người tới sửa chữa hệ thống mới này. Cơ
quan chủ quản không ý thức được tính phức tạp của hệ thống, sẽ phó mặc
mọi thứ cho các chủ xây dựng, những người không có ý định tìm ra những
thiếu sót trong việc lắp đặt của họ. Nhà thiết kế, có thể không còn ở đó, sẽ bị
đổ lỗi vì những hỏng hóc của hệ thống, trong khi chủ xây dựng "đang cố hết
sức để phục hồi" nó. Việc đổ lỗi này chỉ chấm dứt khi cơ quan chủ quản

sánh với bản báo cáo cân đối sẽ giúp cơ quan chủ quản cảm thấy tin tưởng
vào độ chính xác của toàn bộ bản báo cáo. Nếu kết quả kiểm tra ngẫu nhiên
phù hợp với bản báo cáo thì có thể không cần phải kiểm tra từng đường dẫn
khí ra vào. Ngược lại, nếu việc kiểm tra ngẫu nhiên cho kết quả khác biệt lớn
với báo cáo, thì có thể cần kiểm tra lại từng thiết bị và tổng hợp các kết quả
mới này thành một báo cáo đưa cho người đã tiến hành cân đối trước. Người
tiến hành cân đối này sẽ phải quay trở lại nơi thi công (mà không được hưởng
bất cứ khoản thanh toán bổ sung nào) để cân đối lại toàn bộ hệ thống và đề
trình lại một bản báo cáo sửa đổi. Qua đó, người tiến hành cân đối sẽ ý thức
được rằng cơ quan chủ quản rất "nghiêm túc" với bản báo cáo cân đối (nhiều
cơ quan đã không có thái độ này) và làm việc chính xác ở lần thứ hai. Người
tiến hành cân đối độc lập sẽ còn được gọi đến để tiến hành kiểm tra ngẫu
nhiên số liệu báo cáo sửa đổi cho đến khi cơ quan chủ quản yên tâm rằng hệ
thống đã được cân đối theo như thiết kế.
Điều này cũng được áp dụng đối với việc cân đối lượng nước, mặc dù người
cân đối lúc đầu thường thận trọng khi cân đối lượng nước, bằng cách quy
định một lượng nước lớn hơn so với lượng nước theo như thiết kế vào mỗi bộ
phận thiết bị. Cách làm này dù sao vẫn tốt hơn so với việc quy định lượng
nước thấp hơn, vì chính các van kiểm soát thông thường sẽ tự động điều
chỉnh lưu lượng nước vào thiết bị theo đúng quy định để đạt được điều kiện
môi trường lý tưởng. Tuy việc cân đối lượng nước càng chính xác càng tốt,
song nếu cân đối theo cách trên cũng không gây hại cho hoạt động của hệ
thống như việc cân đối thừa lượng khí.
hệ thống điều khiển tự động
Bộ não của bất cứ hệ thống máy móc nào là hệ thống điều khiển tự động. Vì
thế, việc kiểm tra các bộ điều khiển này hết sức quan trọng để bảo đảm rằng
hệ thống phù hợp với quy định chi tiết trong thiết kế. Đáng tiếc, đây cũng là
một công việc thường bị sao nhãng, một phần do nhiều người không hiểu đầy
đủ về các hệ thống điều khiển. Nếu nhà thiết kế dự án cảm thấy không thoải
mái khi tiến hành kiểm tra các hệ thống điều khiển, thì ta cần thuê một

không xảy ra đồng thời, trừ những trường hợp do hệ thống điều khiển quy
định rõ.
+ Chạy thử
Quy trình chạy thử bao gồm việc "khởi động" các bộ phận của hệ thống điều
khiển. Việc này còn bao gồm cả việc thay đổi các thông số điều khiển tự
động và quan sát bằng mắt thường sự điều chỉnh của các van và lá chắn. Việc
chạy thử cũng nên vượt quá các thông số giới hạn, như vào ban ngày và lúc
cao điểm, để người chạy thử có thể quan sát các động cơ quạt khởi động,
ngừng họat động hoặc thay đổi tốc độ. Một quy trình chạy thử có thể được
triển khai với từng chiến lược của hệ thống điều khiển được ghi rõ trong thiết
kế nhằm bảo đảm hệ thống họat động tốt trong hầu hết mọi điều kiện môi
trường.
Thông qua việc vận hành hệ thống với các mức độ khác nhau trong quy trình
chạy thử, cơ quan chủ quản sẽ lường trước được mọi vấn đề có thể xảy ra đối
với hệ thống điều khiển sau khi đã chính thức tiếp quản công trình. Điều này
thấy rõ nhất với hệ thống điều khiển vận hành được vào mùa hè nhưng không
họat động được vào mùa đông. Họat động vào mùa hè có thể tốt, nhưng nếu
ta không chạy thử kiểm tra kỹ càng thì cũng không thể nói trước điều gì sẽ
xảy ra khi chuyển mùa. Đến lúc đó, nhà thầu cung cấp hệ thống điều khiển có
thể đã kết thúc công trình từ lâu và không còn động cơ tài chính nào buộc họ
phải giúp cải thiện hệ thống nữa. Và hiển nhiên là những vấn đề tương tự
cũng sẽ xảy ra với hệ thống vận hành vào mùa đông nhưng không được chạy
thử kiểm tra họat động trong mùa hè.
Những sai sót không lường trước trong họat động của hệ thống điều khiển sẽ
gây hại cho các đồ vật lưu trữ. Chính vì thế, bắt buộc ta phải đưa hệ thống
vào thử nghiệm trong mọi điều kiện môi trường, dù đó là điều kiện thực tế
hay nhân tạo, trước khi đưa vào sử dụng chính thức.
+ Vi chỉnh
Công việc vận hành cuối cùng là vi chỉnh hệ thống điều khiển. Việc này gồm
điều chỉnh các thông số của hệ thống theo đúng yêu cầu để đạt được độ chính

kinh nghiệm. Những thông số này có thể sử dụng được tại các toà nhà thương
mại thông thường, những nơi mà việc kiểm soát môi trường chặt chẽ có
không tầm quan trọng lớn, song các nhà thầu phải hiểu rằng họ cần phải vi
chỉnh hệ thống điều khiển đạt mức tối ưu để ứng dụng phù hợp vào các viện
bảo tàng hay kho tư liệu.
Họat động bình thường
Khi hệ thống máy móc đã được lắp đặt, chạy thử và vi chỉnh, họat động theo
như thiết kế, thì lúc này cơ quan chủ quản có toàn quyền quyết định và tự
chịu trách nhiệm với hệ thống này. Vào thời điểm này, cơ quan chủ quản có
thể thấy túng thiếu về tài chính, sau khi ngân sách đã chi gần hết cho những
cải tạo lớn, song đây không phải là lúc để tiết kiệm. Để bảo đảm hệ thống
mới vận hành tốt liên tục và các bộ phận trong đó đạt tuổi thọ tối đa, cơ quan
phải quan tâm tới quá trình họat động sau này của hệ thống. Mức độ quan
tâm cần thiết phụ thuộc vào tính phức tạp của hệ thống, song thậm chí với
những thiết bị và hệ thống điều khiển đơn giản nhất, ta cũng cần bảo dưỡng,
lau chùi và cài đặt thông số định kỳ.
Nếu cứ bỏ mặc các thiết bị tự hoạt động, thì mới đầu hệ thống có vẻ hoạt
động tốt cho đến khi xảy ra trục trặc lớn hoặc môi trường ở một hoặc một vài
không gian đã xuống cấp, cách quá xa so với các thông số quy định, buộc cơ
quan chủ quản phải lưu tâm tới. Đến lúc đó, việc cứu vãn tình hình sẽ đòi hỏi
nỗ lực và chi phí lớn, vì hệ thống có thể nảy sinh vô số trục trặc. Bên cạnh
đó, tổng chi phí thực tế nằm ngoài dự tính và tài chính không thể sẵn có để
đưa hệ thống quay trở lại trạng thái họat động ban đầu "theo như thiết kế", và
khi đó cơ quan chủ quản sẽ đối mặt với khả năng mất đi lợi ích của dự án xây
dựng hay nâng cấp vừa hoàn thành. Để tránh hậu quả này, ta cần dành ra một
khoản ngân sách để bảo dưỡng tốt thiết bị mới.
Một trong những biện pháp hữu hiệu lại tốn ít chi phí nhất để có được một hệ
thống luôn vận hành ở mức tối đa là ít nhất có một nhân viên thông thạo và
đáng tin cậy, chịu trách nhiệm về thiết bị. Người này, như chúng ta thường
gọi là Điều hành viên Hệ thống Máy móc, có thể là nhân viên kiêm nhiệm,

Các bộ lọc rác thể rắn: Nếu không có các thông tin chính xác hơn, thì ta có
thể dựa vào các gợi ý về giới hạn áp suất chênh lệch cho bộ lọc ở mức tối đa
của nhà sản xuất, nhưng cách tốt nhất là ta biết được cụ thể mức giảm áp suất
mà nhà thiết kế áp dụng đối với từng bên của bộ lọc. Vì mức tối đa theo gợi ý
của nhà sản xuất thường khá cao, còn theo nhà thiết kế không phải tất cả các
bộ lọc đều bẩn với từng kích cỡ quạt cụ thể. Khi áp suất qua bộ lọc giảm vượt
quá mức tối đa theo quy định trong thiết kế, lượng không khí đưa vào hệ
thống sẽ giảm, và vì vậy, hạn chế khả năng làm nóng, làm mát, tạo ẩm và hút
ẩm của hệ thống.
Một lý do khác là ta không nên đợi cho đến khi các bộ lọc thật bẩn mới thay
chúng. Vì khi đó, bụi bẩn có thể đã chui qua bộ lọc vào ống dẫn trong lúc
thay thế và thổi vào môi trường không gian. Điều này rõ ràng có thể tránh
được. Dựa vào chủng loại bộ lọc, vị trí lắp đặt và chất lượng không khí xung
quanh, bộ lọc rác thể rắn có thể họat động tốt trong khoảng thời gian từ 3 đến
6 tháng.
Bộ lọc khí bẩn: Việc theo dõi và bảo dưỡng bộ lọc khí bẩn phức tạp hơn và
phụ thuộc vào chủng loại bộ lọc.
Các khay lọc than hoạt tính thông thường đòi hỏi phải kiểm tra mẫu than họat
tính định kỳ, thường do nhà sản xuất thực hiện, mới quyết định được tuổi thọ
của bộ lọc. Khi than họat tính đã "qua sử dụng", nghĩa là đã hết khả năng hút
chất bẩn, thì phải thay mới than họat tính trong khay. Các chủng loại bộ lọc
khác cũng đòi hỏi quy trình xử lý khác nhau mới quyết định được khi nào
chúng cần phải thay thế hay thay mới chất liệu lọc. Và không có chủng loại
nào có quy trình theo dõi đơn giản như bộ lọc rác thể rắn. Các bộ lọc khí bẩn
thường dùng được tối thiểu là một năm, thậm chí còn lâu hơn, tùy theo chất
lượng không khí xung quanh và loại chất bẩn mà chúng hấp thu.
Theo dõi họat động của hệ thống điều khiển
Hệ thống điều khiển tự động cũng đòi hỏi có sự quan tâm thường xuyên
nhằm bảo đảm rằng hệ thống vẫn họat động theo như thiết kế. Ta cần bảo
đảm rằng điều hành viên có hiểu biết cơ bản về hệ thống điều khiển, song

dựng mới hoặc cải tiến này. Hợ sẽ có lợi thế nếu tham gia vào quá trình thiết
kế và theo sát các quá trình thi công, khởi động/vận hành và họat động bình
thường vốn có trong tất cả các dự án xây dựng. Đây có thể không phải là
trách nhiệm của cơ quan chủ quản, song đây là cách tốt để biết rõ thực trạng
tiến trình dự án và đưa ra những câu chất vấn đúng lúc khi ta cần nhắc nhở
những người có trách nhiệm.
Những công việc được đề cập đến ở đây có thể vận dụng cho mọi dự án xây
dựng, không chỉ với việc xây mới cơ bản. Những công việc này cũng cần
được áp dụng lại với việc cải tạo sau này, dù là nhỏ đến đâu. Trên thực tế,
việc cơ quan chủ quản tham gia tích cực vào công trình cải tạo "nhỏ" thậm
chí còn có tầm quan trọng hơn, vì công trình càng nhỏ thì càng dễ bị các nhà
thiết kế và nhà thầu xây dựng xem nhẹ.
Mặc dù mỗi dự án xây dựng có những khác biệt riêng, song chúng đều vốn
có hàng lọat các vấn đề và sức ép tương tự, những đề xuất của tài liệu này có
thể áp dụng chung cho mọi công trình. Điều quan trọng là với tư cách là
người sẽ làm việc trong không gian đang được thi công, ta phải hiểu rõ quá
trình thi công tại đó và quyền được đòi hỏi đối với chất lượng nghiệm thu.
Nắm được điều này, bất kỳ một cơ quan chủ quản nào cũng sẽ tỉnh táo yêu
cầu dứt điểm rằng hệ thống phải được lắp đặt và vận hành theo đúng thiết kế.
Nguồn cung cấp thiết bị và dịch vụ sửa chữa
Nguồn cung cấp thiết bị sẽ tùy thuộc vào quy định cụ thể và kinh nghiệm của
nhà thiết kế. Ta cần khẳng định chắc chắn rằng dịch vụ sửa chữa và cung cấp
linh kiện thiết bị luôn sẵn có tại địa phương. Thâm niên tham gia họat động
kinh doanh của công ty, xếp hạng của họ tại Cục Chất lượng Doanh nghiệp
và kinh nghiệm của nhà thiết kế cũng như chủ thầu xây dựng với thiết bị sản
phẩm là những thông tin hữu ích hướng dẫn cho việc lựa chọn. Ngoài ta, ta
cũng có thể tham khảo thêm ý kiến các cơ quan khác đã từng lắp đặt những
thiết bị hay hệ thống tương tự, và việc này chỉ cần thực hiện bằng một cuộc
gọi đến những cơ quan đó.
Ta cũng nên tham khảo đề xuất về việc thuê một bên độc lập phụ trách việc