Trang chủ / Kỹ năng nghề nghiệp / Thiết kế hệ thống máy lọc không khí trong kho bảo quản

Thiết kế hệ thống máy lọc không khí trong kho bảo quản

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 hiện nhiệm vụ này như thế nào. Giai đoạn “Khởi động/Vận hành” thường không được quan tâm đúng mức, dù rằng nhóm thiết kế không phải là hoàn toàn bỏ qua khâu này. Nhóm thiết kế không có thế mạnh trong việc tìm ra những thiết sót trong hoạt động của hệ thống. Để tránh phát sinh xung đột lợi ích, nếu có đủ khả năng tài chính, ta có thể thuê một chuyên gia tư vấn đặc biệt đảm nhận việc kiểm tra hệ thống lắp đặt. Cuối cùng, các việc thuộc giai đoạn “Hoạt động Bình thường” hầu như nằm ngoài phạm vi của nhóm thiết kế. Các chương trình bảo dưỡng dự phòng và theo dõi hoàn toàn là trách nhiệm của cơ quan chủ quản, và đáng tiếc là các chương trình này thường không được cơ quan chủ quản lưu tâm đến kịp thời, ví dụ người ta chỉ chú ý đến sau một vài tháng vận hành khi hệ thống bắt đầu xuống cấp do không được quan tâm.

GIAI ĐOẠN THI CÔNG

 Hoạt động then chốt trong giai đoạn thi công một dự án là đảm bảo việc cung cấp và lắp đặt chính xác thiết bị theo quy định trong thiết kế. Nếu không có thiết bị đó, thì cũng phải đảm bảo rằng các hạng mục thiết bị thay thế trên thực tế cũng phải tương đương về chất lượng và quy trình hoạt động so với các thiết bị quy định trong bản thiết kế.

Thông thường, các thiết bị “đặc biệt” không có trong các toà nhà thương mại thông thường, sẽ chỉ có thể do nhà thầu đặc biệt cung cấp theo yêu cầu. Máy tạo ẩm, hút ẩm, bộ lọc than họat tính…, thuộc danh mục các thiết bị này.

Các nhà thầu thường muốn sử dụng các thiết bị hệ thống thông thường, như bộ xử lý khí, ống bảo ôn, ống bảo nhiệt, quạt, máy bơm, máy khuếch tán, các hệ thống điều khiển…, không hoàn toàn giống như thiết kế. Động cơ của nhà thầu đơn thuần mang tính kinh tế (như các hạng mục thay thế có giá thấp hơn so với các hạng mục quy định chi tiết), song đôi khi họ thay thế các thiết bị theo thiết kế bằng những thiết bị mà họ có nhiều kinh nghiệm hơn trong thi công vì những thiết bị này giúp họ tiến hành công việc dễ dàng hơn.

 Thông thường, trách nhiệm của nhà thiết kế là duyệt qua đề xuất những hạng mục thay thế và quyết định xem liệu chúng có thực sự tương đương với thiết 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 lắp 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 có tên tuổi” được sản xuất bởi các hãng có thể sẽ không còn họat động kinh doanh trong vòng 20 đến 40 năm tới. Ta cũng cần chắc chắn rằng các công ty sửa chữa cách không quá xa cơ quan, có thể xử lý thành thạo thiết bị được lắp đặt ở đây. Nếu không thì hệ thống sẽ ngừng họat động ngay khi có sự cố đầu tiên.

Lắp đặt thiết bị. Các nhà thiết kế cần kiểm tra xem việc lắp đặt thiết bị có đúng cách không. Tùy theo hợp đồng của các nhà thiết kế, mà số lần tới giám sát việc lắp đặt có thể xê dịch từ 2 đến 3 lần trong suốt thời gian thi công cho tới một lần một tuần hoặc thường xuyên hơn. Giữa các lần tới kiểm tra, công việc thi công vẫn tiếp diễn và thường bị khuất khỏi tầm mắt vì có tường hoặc trần che chắn cho đến khi nhà thiết kế trở lại. Khách hàng cẩn thận có thể hàng ngày quanh quẩn gần nơi thi công, thường xuyên đi quanh khu vực, giám sát quy trình lắp đặt và thông báo ngay cho nhà thiết kế khi phát hiện ra những vấn đề bất thường. Khách hàng hiển nhiên sẽ quấy rầy nhà thiết kế – người vốn không quen với việc “hỗ trợ”, song chính khách hàng là người sẽ sử dụng lâu dài hệ thống đó sau khi nhà thiết kế đã kết thúc dự án.

Những chi tiết lắp đặt đòi hỏi phải có sự kiểm tra gồm:

Lớp cách nhiệt và lớp ngăn hơi nước trong các bức tường. Lớp cách nhiệt và lớp ngăn hơi nước có vai trò hết sức quan trọng. Do đó, những bộ phận này phải được lắp đặt theo đúng quy chuẩn mới có thể hoạt động được. Các nhà thầu thường tự rút ngắn quy trình thi công, vì một khi bức tường đã xây lên, thì rất khó kiểm tra lớp cách nhiệt và gần như không thể kiểm tra được liệu có lắp đặt  lớp ngăn hơi nước không, trừ khi phải phá bức tường đi.

Ống dẫn. Những thay đổi đáng kể về kích cỡ và đường đi của ống dẫn so với thiết kế có thể ảnh hưởng tới năng lực hoạt động theo yêu cầu của hệ thống. Nếu ống dẫn dài hơn, hoặc nhỏ hơn, hoặc có nhiều khúc ngoặt đều làm tăng áp lực tĩnh của hệ thống quạt. Khi áp lực tĩnh tăng lên, lượng gió do quạt phân bổ qua hệ thống sẽ giảm đi. Khi lưu lượng gió giảm đi, khả năng làm nóng, làm mát, tạo ẩm và hút ẩm của hệ thống cũng giảm đi. Các lần tới giám sát thi công, ta cần so sánh việc lắp đặt thực tế với lắp đặt theo thiết kế. Ta 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 quay 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.

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.

Cửa ra vào. Cửa hộp kỹ thuật cần được lắp đặt nhằm tạo điều kiện thuận tiện cho người vào bảo dưỡng hoặc sửa chữa thiết bị sau này. Các cửa dạng tấm kim loại cần được lắp trong ống dẫn để có thể giúp tiếp cận các ống bảo ôn-bảo nhiệt, lá chắn , quạt, bộ phận làm ẩm… Các cửa hộp kỹ thuật mang tính kiến trúc thường được lắp đặt trong tường, trần, hoặc sàn để che khuất đi các van, mô-tơ và bất cứ thiết bị chuyển động nào khác. Các thiết bị này cũng cần được lắp tại các cửa ra vào của ống dẫn.

Lắp đặt ống. Việc lắp đặt ống sai quy cách thường được phát hiện nhanh chóng vì ống sẽ rò rỉ ngay. Tuy nhiên, việc cách nhiệt cho ống đôi khi bị sao nhãng, đặc biệt trong khi lắp đặt ống tại các khúc ngoặt và van. Tình trạng thiếu lớp cách nhiệt trên ống lạnh sẽ làm nước ngưng tụ, nhỏ xuống từ đường ống như hiện tượng bị rò.

Ống nhiệt. Nếu có ghi trong thiết kế, thì việc kiểm tra xem có các máy đo nhiệt độ và đồng hồ đo áp suất tại nơi lắp đặt các ống bảo ôn và bảo nhiệt, cũng có tầm quan trọng. Những bộ phận này sẽ thực sự có giá trị khi giải quyết các vấn đề nảy sinh sau này.

Hệ thống điều khiển. Hầu hết các bộ phận của hệ thống điều khiển đều “không nhìn thấy được” khi ta chỉ giám sát qua nơi thi công, song các bộ cảm ứng nhiệt độ và độ ẩm tại các khoảng không gian thì đều có thể nhìn thấy rõ. Ta cần kiểm tra vị trí đặt bộ cảm ứng cũng như bảo vệ sạch sẽ các bộ phận này. Cần nghiêm cấm không để dây đất cát và vôi sơn xung quanh các bộ cảm ứng không có thiết bị bảo vệ, song nếu điều này không thể thực hiện được, thì tạm thời có thể dùng ni-lông hoặc băng dính bọc ra ngoài các bộ cảm ứng.

 Yêu cầu sửa đổi. Điểm lưu ý cuối cùng đối với giai đoạn thi công một dự án là những yêu cần về việc thay đổi. Khi bản thiết kế “cuối cùng” đã được in ra và lưu hành rộng rãi, vẫn có thể thay đổi đối với bất cứ công đoạn nào của dự án. Rất tiếc là việc thông báo những yêu cầu thường rất hạn chế và thông thường, các nhà thầu phụ luôn chịu ảnh hưởng tiêu cực do không nhận được hoặc không phản ánh chính xác các yêu cầu này vào kế hoạch thi công của 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 tra 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 thường 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 không thể gắng sức nữa hoặc cho gọi nhà thiết kế hoặc một chuyên gia tư vấn có chuyên môn khác, người đáng lẽ phải bắt tay vào việc ngay sau khi hoàn thành việc lắp đặt.

Từ xưa tới nay, các cấu phần có nhiều rủi ro nhất trong hệ thống máy móc lắp đặt mới là hệ thống cân đối lưu lượng không khí và nước và hệ thống điều khiển tự động. Chính vì thế, cần lưu tâm nhất tới những cấu phần này trong giai đoạn khởi động/vận hành của bất kỳ dự án nào.

HỆ THỐNG CÂN ĐỐI

Thông thường, người tiến hành việc cân đối là các nhà thầu phụ hoặc nhân viên của nhà thầu về máy móc, và trách nhiệm của họ là bảo đảm lưu lượng không khí do quạt thổi vào được đưa tới những không gian cụ thể với số lượng và tỷ lệ đúng như trong thiết kế. Họ cũng phải đảm bảo rằng lưu lượng nước do máy bơm cung cấp được phân tới mỗi thiết bị theo đúng như yêu cầu, cho phép thiết bị họat động tốt.

Người tiến hành cân đối sử dụng những công cụ đặc biệt để kiểm tra và đo lưu lượng khí và nước, ngoài ra, họ còn phải đệ trình một báo cáo lên nhà thiết kế sau khi đã hoàn tất các quy trình cân đối nói trên. Đôi khi, nhà thiết kế chỉ xem qua báo cáo và nhất trí rằng các chỉ số ghi nhận đã đáp ứng những yêu cầu quy định trong thiết kế.  Nhà thiết kế thường không cho rằng họ có trách nhiệm phải kiểm tra các kết quả ghi trong báo cáo. Vì lý do này, những người tiến hành cân đối  thường chỉ việc ghi lại những thông số theo như yêu cầu mà không cần kiểm tra tình hình thực tế. Nói thế thì cũng oan cho các nhà cân đối có lương tâm, nhưng ta cũng nên cẩn trọng và luôn giả sử rằng các bản báo cáo cân đối không chính xác 100%.

Việc kiểm tra chạy thử cũng cần có những thiết bị tương tự như việc tiến hành cân đối và vì vậy, cần đầu tư thuê chuyên gia tiến hành các cuộc chạy thử này. Cơ quan chủ quản có thể thuê một nhà thầu độc lập không bị ảnh hưởng gì đến kết quả thu được để tiến hành chạy thử kiểm tra. Kết quả thu được ở đây sẽ đáng tin cậy hơn nhiều so với kết quả của chủ thầu.

Việc kiểm tra ngẫu nhiên một vài máy khuếch tán hay van điều tiết khí để so 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 cũng 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 chuyên gia độc lập để thực hiện việc này.

Mỗi hệ thống điều khiển đều có sự khác biệt, đặc biệt với các hệ thống điều khiển kỹ thuật số trực tiếp bằng máy tính ngày nay (DDC), song nhà thiết kế hoặc chuyên gia độc lập không cần phải thông thạo việc lập trình chi tiết và các giao diện phần mềm của hệ thống được kiểm tra. Nhà thầu cung cấp hệ thống điều khiển phải có mặt vào lúc chạy thử kiểm tra để thao tác các chức năng cụ thể của hệ thống theo yêu cầu của người kiểm tra, và quy định này cần được ghi rõ trong bản thiết kế.

Việc khởi động/vận hành hệ thống điều khiển bao gồm 3 bước sau đây:

Cài đặt thông số

Mọi bộ cảm ứng, đặc biệt là bộ cảm ứng nhiệt độ và độ ẩm tương đối, phải được cài đặt thông số phù hợp để bảo đảm cung cấp đúng các thông số về điều kiện môi trường thực tế. Quá trình này có thể mất nhiều thời gian, nhưng đơn giản và chỉ cần dùng một máy đo độ ẩm treo dây do một người sử dụng có kinh nghiệm vận hành.

Để đảm bảo việc điều khiển lưu lượng không khí phù hợp theo các mục tiêu về áp suất hay chất lượng khí trong phòng, nhất thiết ta phải cài đặt thông số cho bộ cảm ứng đo lưu lượng khí phù hợp với vị trí lắp đặt. Điều này đòi hỏi sự hợp tác của người cân đối khí để so sánh thông số về lưu lượng khí trên thực tế với kết quả hiển thị trên bộ cảm ứng.

Lá chắn tự động cũng cần cài đặt thông số để bảo đảm họat động phù hợp với yêu cầu của hệ thống điều khiển. Nếu những lá chắn khí bên ngoài được đặt thông số ở mức quy định tối thiểu trong giờ cao điểm nhằm bảo đảm sự lưu thông gió tốt, thì một lần nữa ta cần nhắc nhở người cân đối khí xác định chính xác lại chương trình họat động của lá chắn sao cho phù hợp với lưu lượng khí bên ngoài.

Các van tự động đối với các quá trình làm nóng, làm mát và tạo ẩm cũng cần đặt thông số để bảo đảm họat động của các thiết bị này đáp ứng yêu cầu của hệ thống điều khiển. Một vấn đề quan trọng nữa là việc phối hợp họat động của nhiều van khác nhau nhằm đảm bảo quá trình làm nóng và làm mát 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 và 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 để 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 chạy 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 xác và tốc độ phản ứng lý tưởng. Một lần nữa, do mỗi hệ thống có sự khác biệt, nên việc này phải do nhà thầu về hệ thống điều khiển thực hiện, song nhà thiết kế phải kiểm tra kết quả.

Nói một cách đơn giản, việc điều khiển một thiết bị đơn lẻ, như van nước nóng, rút lại thành một công thức toán học với một vài tham số có thể thay đổi để đạt được những đặc tính khác nhau trong vận hành. Ví dụ như hệ thống điều khiển nhận tín hiệu đầu vào từ một bộ cảm ứng nhiệt độ và so sánh tín hiệu đó với thông số quy định được đặt sẵn cho bộ cảm ứng đó. Nếu tín hiệu đó chỉ ra rằng nhiệt độ thực tế thấp hơn so với mức quy định, thì hệ thống điều khiển truyền một tín hiệu đầu ra cho van nước nóng, buộc van đó phải mở ra ở một mức nhất định để cung cấp thêm hơi nóng.

Biểu độ ở hình 2 mô tả tín hiệu đầu vào (nhiệt độ) trên trục tung ứng với từng thời điểm trên trục hoành cùng các giá trị tham số khác nhau theo công thức của hệ thống điều khiển. Đường Cong điều khiển #1 cho thấy một phản ứng nhanh, với những dao động lớn không tốt xung quanh mức nhiệt độ quy định. Đường Cong điều khiển #2 cho thấy một công thức triệt tiêu sự dao động xung quanh mức quy định, song phản ứng lại quá chậm. Đường Cong điều khiển #3 cho thấy một công thức điều khiển “lý tưởng” cho phép phản ứng nhanh không cần phải điều chỉnh (tức là không để xảy ra sự vượt mức). Sự vượt mức là hiện tượng trong đó tạo ra một điều kiện môi trường vô cùng đặc biệt, khiến hệ thống phản ứng một cách thái quá khi đưa ra sự điều chỉnh. Trong trường hợp này, các điều kiện môi trường dao động lên xuống giữa hai thái cực trước khi dần dần đạt tới thông số lý tưởng, như minh họa ở Đường Cong điều khiển #1.

Các bản thiết kế cần cụ thể những giới hạn trên và giới hạn dưới, như nhiệt độ ±1oF, độ ẩm tương đối ±3%… Chính nhà thầu cung cấp hệ thống điều khiển có trách nhiệm xác định các thông số cần thiết để đạt được sự phản ứng nhanh nhất trong phạm vi những giới hạn đó. Đây thường là một quá trình gian khó, mất nhiều thời gian, mầy mò và phải vận dụng phương pháp thử-sai. Nhiều nhà thầu thường lướt qua, sử dụng những thông số định sẵn theo 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, hay chuyên gia tư vấn, hoặc nhà thầu dịch vụ sửa chữa, hay kết hợp sử dụng cả ba người trên. Công việc bao gồm: thường xuyên theo dõi, bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống máy móc. Chỉ trừ đối với những hệ thống lắp đặt lớn nhất, công việc này không nhất thiết phải cần một biên chế riêng.

Một chương trình bảo dưỡng tốt phải lường trước được những trục trặc trước khi chúng trở nên nghiêm trọng. Điều này có thể thực hiện được nếu theo dõi, ở mức độ tối thiểu, những đặc tính sau đây của hệ thống:

Theo dõi nhiệt độ và độ ẩm tương đối trong không gian

Công việc này phải thực hiện ở bất cứ nơi nào đòi hỏi có các điều kiện môi trường được kiểm soát chặt chẽ. Điều hành viên hệ thống máy móc cần thường xuyên kiểm tra các thông số ghi nhận, phát hiện các dấu hiệu cho thấy hệ thống có chiều hướng xuống cấp. Nắm được những thông tin này, điều hành viên có thể thay đổi các bộ lọc, lau chùi các ống bảo ôn và bảo nhiệt, cài đặt lại thông số đối với hệ thống điều khiển…, trước khi các điều kiện môi trường tiến triển theo hướng xấu hơn và có thể gây tổn hại cho đồ lưu giữ trong không gian đó.

Theo dõi các hóa đơn thanh toán về năng lượng

Điều hành viên phải có trong tay tất cả các hóa đơn thanh toán tiền điện, ga và dầu của cơ quan. Bằng cách theo dõi việc tiêu thụ năng lượng hàng tháng và năm, điều hành viên sẽ biết được đâu là mức tiêu thụ “bình thường” và nhanh chóng xác định ra các mức bất thường ở đây có thể là biểu hiện của một trục trặc ở bên trong thiết bị. Những bất thường này sẽ được kiểm tra và xử lý trước khi chúng gây ảnh hưởng đến môi trường.

Theo dõi tình trạng các bộ lọc

Thông qua việc thường xuyên theo dõi tình trạng của các bộ lọc rác thể rắn và bộ lọc khí bẩn, điều hành viên sẽ biết chính xác loại bộ lọc nào cần thay thế. Việc theo dõi bộ lọc rác thể rắn rất đơn giản và chỉ cần lắp đặt và theo dõi thường xuyên đồng hồ đo áp suất chênh lệch qua mỗi thành bộ lọc. Nếu bộ lọc bị bẩn, không khí sẽ khó lưu thông qua bộ lọc, làm áp suất tại thành bên kia bộ lọc giảm đi.

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 người này không nhất thiết phải là một chuyên gia về lập trình và điều chỉnh các hệ thống điều khiển. Người này chỉ cần có kiến thức đủ để phát hiện và thông báo chính xác về các sự cố cho nhà thầu cung cấp thiết bị điều khiển hay nhà thầu dịch vụ sửa chữa khác. Việc theo dõi hệ thống điều khiển đang vận hành cũng tương tự như những việc cần làm trong giai đoạn khởi động/vận hành, đó là kiểm tra các bộ cảm ứng đã được cài đặt thông số chưa và tất cả các thiết bị có họat động tốt không. Các vấn đề trục trặc thường được phát hiện khi điều kiện môi trường đã xuống cấp, song khi đó một số đồ vật lưu trữ đã bị hư hỏng. Do vậy, nhất thiết ta phải chú trọng đến công tác bảo dưỡng dự phòng hơn là bảo dưỡng sửa chữa.

Cải tạo

Điểm cuối cùng cần lưu ý đối với giai đoạn “Họat động bình thường” của một hệ thống được áp dụng đối với những thay đổi phát sinh về không gian và/hoặc hệ thống. Ta có thể lường trước rằng việc sử dụng và bố cục không gian sẽ thay đổi nhiều lần trước khi một hệ thống xây dựng hay máy móc được thay thế hoặc nâng cấp toàn diện. Vì thế, những thay đổi này phải thận trọng nhằm đảm bảo không khiến cho toàn bộ họat động theo như thiết kế của hệ thống trở nên vô ích.

Hệ thống máy móc cần điều chỉnh cho phù hợp với hầu hết những thay đổi về mặt kiến trúc, song những người lên kế hoạch cho một cải tạo “nhỏ” thường không chú ý tới thực tế này. Thiết bị máy móc thường ở ngoài tầm mắt họ, nên cũng không khiến họ phải để tâm tới. Vấn đề này có thể dễ dàng tránh được, khi có một Điều hành viên Hệ thống Máy móc chịu trách nhiệm trông coi thiết bị. Điều hành viên này cần được tham khảo ý kiến khi xác định tác động của việc cải tạo đối với hệ thống trong tương lai, khả năng phục vụ của hệ thống trong những không gian mới, và liệu có cần thêm chuyên gia, như kỹ sư thiết kế, tư vấn cho việc cải tạo này không.

KẾT LUẬN

Tóm lại, những ai hết sức quan tâm tới thành quả cuối cùng của bất kỳ dự án nào cũng đều sử dụng và đặt hy vọng vào những hệ thống máy móc được xây dựng mới hoặc cải tạo 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 một 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 ra, 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 điện thoại gọi đến những cơ quan đó.

Ta cũng nên tham khảo đề xuất về việc thuê một bên độc lập phụ trách việc kiểm tra và chạy thử từ một cơ quan khác có kinh nghiệm trong một dự án tương tự. Một hiệp hội bảo tàng trong vùng hay một chi cục bảo tồn lâu năm cũng sẽ cho ta những gợi ý tốt.

Rebecca Thatcher Ellis – Công ty Sebasta Blomber và Hiệp hội,

Bang Minneapolis, MN

Trả lời

Thư điện tử của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *