Quạt thổi gió (quạt trần HVLS, quạt di động) không làm giảm nhiệt độ không khí; nhiệt kế trong xưởng vẫn chỉ con số cũ. Điều quạt thay đổi được là độ mát cảm nhận của người đứng trong luồng gió, và con số này tính được theo phương pháp Cooling Effect của ASHRAE 55. Ví dụ xưởng 34 °C, độ ẩm 75%, người đứng làm việc nhẹ: gió tại người 0,5 / 1,0 / 1,5 m/s cho cảm giác mát hơn khoảng 3,3 / 3,6 / 4,1 °C, trong đó khoảng 1,0 °C đến từ chính cơ thể cử động khi làm việc. Công cụ ngay bên dưới để bạn nhập số của xưởng mình.
“Lắp quạt này thì xưởng mát được bao nhiêu độ?” là câu hỏi chủ xưởng nào cũng đặt ra trước khi mua quạt công nghiệp, và cũng là câu dễ bị trả lời sai nhất. Nếu hiểu “mát” là nhiệt kế hạ xuống, câu trả lời là không độ nào, vì quạt chỉ khuấy khối không khí đang có trong xưởng. Nếu hiểu “mát” là người làm việc bớt nóng, thì có một con số cụ thể, tính được bằng một phương pháp công khai mà giới kỹ thuật điều hòa thông gió dùng chung. Bài này đặt công cụ tính đó lên đầu trang để bạn tự nhập nhiệt độ, độ ẩm, công việc và tốc độ gió của xưởng mình, rồi giải thích từng con số công cụ trả ra: nó đến từ đâu, phần nào có sẵn khi quạt tắt, và khi nào không nên dùng nó. Bài chỉ nói về quạt thổi gió; quạt hơi nước làm mát bằng nước bay hơi nên có hạ nhiệt độ không khí, xem phân biệt trong bài các loại quạt công nghiệp.
Công cụ tự tính quạt làm mát được bao nhiêu độ
Nhập sáu thông số dưới đây; kết quả tính lại ngay khi bạn sửa một ô. Ba ô trên cùng là độ mát ở đúng mức gió bạn nhập; bảng bên dưới cho cùng điều kiện ở ba mức gió 0,5, 1,0 và 1,5 m/s để bạn so sánh. Mặc định đang là một xưởng 34 °C, độ ẩm 75%, người đứng làm việc nhẹ, mặc đồ hè, gió tại người 1,0 m/s.
| Gió tại người (m/s) | Mát hơn (°C) | Trong đó do cơ thể cử động (°C) | Cảm giác như (°C) |
|---|
Ba con số cần đọc theo thứ tự. “Mát hơn” là độ mát cảm nhận tổng theo phương pháp ASHRAE 55, tức người đứng trong luồng gió thấy dễ chịu tương đương với khi nhiệt độ thấp hơn chừng ấy độ mà không có gió. “Cảm giác như” là nhiệt độ tương đương đó. “Trong đó do cơ thể cử động” là phần có sẵn ngay cả khi quạt tắt, vì người làm việc tự tạo ra luồng khí quanh mình; phần này được tách ra để không ai tính nhầm nó là phần đóng góp của quạt. Các phần sau giải thích vì sao lại có ba con số như vậy.
“Quạt làm mát bao nhiêu độ” nghĩa là gì khi nhiệt kế không đổi
Cơ thể người thải nhiệt ra môi trường chủ yếu qua đối lưu, bức xạ và bay hơi mồ hôi. Khi không khí gần như đứng yên, quanh da hình thành một lớp không khí mỏng nóng và ẩm hơn xung quanh; lớp này làm chậm cả việc tỏa nhiệt lẫn việc mồ hôi bay hơi. Gió thổi tới người cuốn lớp không khí đó đi, nên cùng một nhiệt độ không khí, cơ thể thải nhiệt nhanh hơn và cảm thấy mát hơn. Nhiệt kế treo trong xưởng không có mồ hôi và không tự sinh nhiệt, nên nó không ghi nhận gì cả. Đó là lý do bài nguyên lý làm mát của quạt trần công nghiệp HVLS nhấn mạnh: khi nghiệm thu, thiết bị cần cầm trên tay là máy đo tốc độ gió, không phải nhiệt kế.
Để biến cảm giác đó thành một con số, tiêu chuẩn ASHRAE 55 (tiêu chuẩn của Hiệp hội Kỹ sư Sưởi ấm, Làm lạnh và Điều hòa không khí Hoa Kỳ về điều kiện nhiệt cho người sử dụng) dùng khái niệm Cooling Effect, tạm dịch là hiệu ứng làm mát của gió. Cách tính dựa trên nhiệt độ hiệu dụng tiêu chuẩn SET, một chỉ số tổng hợp nhiệt độ, độ ẩm, gió, bức xạ, mức vận động và quần áo thành một nhiệt độ duy nhất mô tả trạng thái nhiệt của cơ thể. Cooling Effect là số độ phải hạ đồng thời nhiệt độ không khí và nhiệt độ bức xạ, trong điều kiện lặng gió, thì cơ thể mới có cùng giá trị SET như khi đang có gió. Ví dụ: gió X m/s ở 34 °C dễ chịu ngang với lặng gió ở (34 − CE) °C.
Phương pháp này có ba điểm cần biết trước khi đọc kết quả. Thứ nhất, nó so với không khí lặng 0,1 m/s, không so với “quạt tắt” trong một xưởng cụ thể; trong xưởng thật, quạt tắt vẫn có chút gió lùa qua cửa. Thứ hai, nó dùng tốc độ gió tương đối giữa không khí và cơ thể, nên người càng vận động thì con số càng lớn, kể cả khi không có quạt. Thứ ba, mô hình tính có giới hạn áp dụng của phương pháp ASHRAE 55: nhiệt độ không khí và nhiệt độ bức xạ 10–40 °C, gió tương đối dưới 2 m/s. Ngoài giới hạn đó công cụ không đưa ra số.
Công cụ trên trang này không tự viết lại công thức. Phần tính toán dùng thư viện mã nguồn mở jsthermalcomfort (giấy phép MIT), một thư viện JavaScript xây dựng dựa trên thư viện pythermalcomfort; công cụ tiện nghi nhiệt trực tuyến của Trung tâm Môi trường Xây dựng (CBE), Đại học California Berkeley cũng tính Cooling Effect theo cùng phương pháp. MEILILE đối chiếu kết quả của công cụ với bản Python của thư viện trên 39 bộ thông số × 4 mức gió × 3 con số (468 giá trị): 466 giá trị trùng khớp, 2 giá trị lệch 0,1 °C do hai thư viện làm tròn khác nhau ở chữ số thứ hai.
Bảng tra nhanh: xưởng 30–36 °C, độ ẩm 75%
Bảng dưới đây là kết quả của chính công cụ ở đầu bài cho mười hai tình huống thường gặp trong nhà xưởng phía Nam và phía Bắc mùa nóng: bốn mức nhiệt độ từ 30 đến 36 °C, ba loại công việc, ba mức gió tại người. Độ ẩm cố định 75%, người mặc đồ hè, nhiệt độ bức xạ bằng nhiệt độ không khí (tức chưa tính mái tôn bị nắng hấp nóng). Muốn xem độ ẩm khác, chỉ cần đổi ô độ ẩm trong công cụ.
| Công việc | Nhiệt độ xưởng | Gió 0,5 m/s | Gió 1,0 m/s | Gió 1,5 m/s | Trong đó do cơ thể cử động |
|---|---|---|---|---|---|
| Ngồi làm việc nhẹ | 30 °C | 2,7 °C | 3,7 °C | 4,2 °C | 0,3 °C |
| Ngồi làm việc nhẹ | 32 °C | 2,5 °C | 3,5 °C | 4,0 °C | 0,3 °C |
| Ngồi làm việc nhẹ | 34 °C | 2,2 °C | 3,1 °C | 3,5 °C | 0,3 °C |
| Ngồi làm việc nhẹ | 36 °C | 2,1 °C | 2,9 °C | 3,4 °C | 0,3 °C |
| Đứng, lao động nhẹ | 30 °C | 3,3 °C | 4,4 °C | 4,9 °C | 1,1 °C |
| Đứng, lao động nhẹ | 32 °C | 3,1 °C | 4,1 °C | 4,6 °C | 1,0 °C |
| Đứng, lao động nhẹ | 34 °C | 3,3 °C | 3,6 °C | 4,1 °C | 1,0 °C |
| Đứng, lao động nhẹ | 36 °C | 2,5 °C | 3,4 °C | 3,8 °C | 0,9 °C |
| Lao động vừa | 30 °C | 5,0 °C | 6,1 °C | 6,8 °C | 3,2 °C |
| Lao động vừa | 32 °C | 4,7 °C* | 5,6 °C | 6,2 °C | 3,0 °C |
| Lao động vừa | 34 °C | 4,2 °C | 5,2 °C | 6,3 °C | 2,7 °C |
| Lao động vừa | 36 °C | 3,5 °C | 4,3 °C | 4,9 °C | 2,2 °C |
Đọc bảng theo hàng ngang sẽ thấy hai điều. Một là bước tăng từ lặng gió lên 0,5–1,0 m/s đem lại phần lớn độ mát; từ 1,0 lên 1,5 m/s thêm khoảng 0,4–1,1 °C. Vì vậy khi bố trí quạt, việc đầu tiên là đưa gió tới đủ mọi vị trí làm việc; điểm nóng cục bộ thì bổ sung quạt di động thổi trực diện. Hai là số ở cột cuối lớn dần theo mức vận động: với người bê vác, hơn một nửa con số “mát hơn” ở mức gió 0,5 m/s là phần có sẵn khi quạt tắt.
Con số trong bảng và trong công cụ được tính riêng cho đúng nhiệt độ, độ ẩm và công việc được nhập, nên có lúc thấp hơn các mức ước lượng chung như “Cảm giác mát ~3–5°C” trong công cụ chọn quạt trần HVLS. Mức đó là ước lượng chung theo vùng phủ gió của quạt, dùng để chọn model và số lượng; con số ở đây là phép tính cho một tình huống cụ thể. Hai con số trả lời hai câu hỏi khác nhau và nên dùng đúng chỗ. Mốc “0,5 m/s ≈ 2 °C” trong bài nguyên lý cũng là mốc chung; với người ngồi làm việc nhẹ, bảng trên cho khoảng 2,1–2,7 °C ở gió 0,5 m/s.
Vì sao cùng một luồng gió, người bê vác và người ngồi máy ra số khác nhau
Phương pháp ASHRAE 55 không lấy thẳng tốc độ gió đo được để tính, mà quy đổi qua hai bước. Bước một là gió tương đối: khi mức vận động lớn hơn 1 met (met là đơn vị mức trao đổi chất của cơ thể, 1 met ứng với người ngồi nghỉ), gió tương đối bằng gió đo được cộng thêm 0,3 × (met − 1) m/s, vì tay chân cử động tạo ra chuyển động không khí quanh người. Người đứng làm việc nhẹ (1,4 met) có thêm 0,12 m/s; người lao động vừa (2,0 met) có thêm 0,3 m/s. Bước hai là nhiệt trở quần áo động (clo là đơn vị nhiệt trở của quần áo): khi vận động trên 1,2 met, quần áo bị ép, bị lùa gió nên cách nhiệt kém đi, và nhiệt trở được nhân với 0,6 + 0,4/met.
Hệ quả là ngay cả khi quạt tắt, gió tương đối của người lao động vừa đã là 0,4 m/s, và công cụ ra khoảng 2–3,5 °C “mát hơn” so với không khí lặng. Con số đó đúng về mặt phương pháp nhưng không phải phần đóng góp của quạt. Vì vậy công cụ luôn ghi riêng cột “Trong đó do cơ thể cử động”, và khi báo con số với người khác, MEILILE đề nghị đọc cả hai: “gió 1,0 m/s mát hơn khoảng 5,2 °C, trong đó khoảng 2,7 °C có sẵn khi quạt tắt”. Đọc như vậy thì không ai tính nhầm phần có sẵn khi quạt tắt là công dụng của quạt.
Chọn mức công việc trong công cụ theo vị trí làm việc chiếm nhiều người nhất: dây chuyền may, lắp ráp điện tử ngồi chọn “ngồi làm việc nhẹ”; đứng máy, đóng gói đứng, lắp ráp cơ khí nhẹ chọn “đứng, lao động nhẹ”; khu kho, bốc xếp, đi lại nhiều chọn “lao động vừa”. Một xưởng có nhiều khu thì tính riêng từng khu, vì quạt cũng nên bố trí theo từng khu.
Mái tôn nóng: khi nào cần nhập nhiệt độ bức xạ
Nhiệt độ bức xạ trung bình là nhiệt độ “trung bình” của các bề mặt bao quanh người: mái, tường, sàn, máy móc. Trong một xưởng mái tôn không cách nhiệt vào buổi trưa, mặt dưới mái nóng hơn nhiều so với không khí, và người đứng bên dưới nhận nhiệt bức xạ ngay cả khi nhiệt độ không khí không đổi. Quạt không chặn được bức xạ này; việc của nó là giúp cơ thể thải bớt nhiệt nhận vào. Bài chống nóng nhà xưởng mái tôn giải thích vì sao phải xử lý mái riêng.
Ô nhiệt độ bức xạ trong công cụ có thể để trống; khi đó công cụ coi nhiệt độ bức xạ bằng nhiệt độ không khí, tức trường hợp mái đã được cách nhiệt hoặc trời râm. Nếu có nhiệt độ bức xạ trung bình quy đổi từ nhiệt độ cầu đen (globe thermometer) kèm tốc độ gió theo ISO 7726, hãy nhập vào; số đọc trực tiếp trên nhiệt kế cầu đen chưa phải là nhiệt độ bức xạ trung bình. Ví dụ không khí 34 °C, độ ẩm 75%, đứng làm việc nhẹ, gió 1,0 m/s: nhiệt độ bức xạ bằng không khí cho “cảm giác như” khoảng 30,4 °C; nhiệt độ bức xạ 38 °C cho “cảm giác như” khoảng 31,5 °C (giá trị thận trọng, công cụ đánh dấu “*”). Lúc này “cảm giác như” lấy trung bình của nhiệt độ không khí và nhiệt độ bức xạ rồi mới trừ độ mát, nên dù số “mát hơn” lớn hơn, người vẫn thấy nóng hơn. Không có số quy đổi thì đừng đoán một con số lớn để nhập; để trống và đọc kết quả như trường hợp mái đã chống nóng.
Lấy tốc độ gió ở đâu để nhập vào công cụ
Ô quan trọng nhất của công cụ là tốc độ gió tại người, và đây cũng là ô dễ nhập sai nhất. Con số cần nhập là tốc độ gió trung bình ở vị trí người làm việc, ngang tầm thân người, chứ không phải tốc độ gió ở miệng quạt hay con số lớn nhất ghi trên catalogue. Có ba cách lấy số, theo thứ tự tin cậy giảm dần.
- Đo bằng máy đo gió tại từng vị trí làm việc cố định khi quạt đang chạy ở tốc độ sẽ dùng hằng ngày. Đây là cách duy nhất cho con số của xưởng bạn, và cũng là cách MEILILE dùng khi nghiệm thu.
- Lấy từ công cụ chọn quạt: công cụ chọn quạt trần HVLS cho mức gió theo vùng phủ của từng model, còn công cụ chọn quạt di động YF cho tầm gió và cự ly mát. Đây là giá trị tham khảo kỹ thuật của MEILILE; số thực tế do khảo sát hiện trường quyết định.
- Thử ba mức 0,5 / 1,0 / 1,5 m/s nếu chưa có quạt hay chưa chọn model; bảng trong công cụ hiển thị sẵn ba mức này để bạn thấy khoảng dao động.
Có một giới hạn trên cần nhớ. Tiêu chuẩn nhiệt độ nhà xưởng theo QCVN 26:2016/BYT cho phép tốc độ gió tại vị trí làm việc tối đa 1,5 m/s, riêng điều kiện lao động nóng, độ ẩm cao được tăng đến 2 m/s. Mô hình tính cũng chỉ nhận gió tương đối dưới 2 m/s, nên với người lao động vừa, công cụ chỉ cho số khi gió tại người dưới 1,7 m/s; mức gió nào trong bảng vượt ngưỡng sẽ hiện “ngoài phạm vi” thay cho con số. Quạt di động thổi trực diện cho gió mạnh trong luồng; tại vị trí làm việc cố định, khi đơn vị quan trắc đo vi khí hậu, cần chỉnh tốc độ hoặc hướng quạt để số đo tại vị trí đó không vượt mức áp dụng.
Những gì con số trong công cụ không nói
Để công cụ có ích thay vì gây hiểu lầm, cần nói rõ những gì nó không làm.
- Không phải số đo nhiệt kế. Nhiệt độ không khí trong xưởng không đổi khi bật quạt; muốn hạ con số này phải thông gió xả nhiệt, chống nóng mái hoặc làm mát bằng thiết bị khác, như bài so sánh các giải pháp làm mát nhà xưởng phân tích.
- Không phải đánh giá đạt hay không đạt quy chuẩn. Công cụ chỉ đưa ra độ mát cảm nhận; việc đối chiếu vi khí hậu tại nơi làm việc theo QCVN 26:2016/BYT dựa trên số đo thực tế.
- Không phải cảm nhận của từng người. Phương pháp tính cho một người trung bình; người lớn tuổi, người mới vào làm, người mặc đồ bảo hộ dày cảm nhận khác.
- Không áp dụng ngoài phạm vi. Trên 40 °C, nhiệt độ bức xạ ngoài 10–40 °C hoặc gió tương đối từ 2 m/s trở lên, công cụ không đưa số. Môi trường gần lò nung, lò sấy cần đánh giá căng thẳng nhiệt theo cách khác.
- Có làm tròn và lấy giá trị thận trọng. Mô hình tính có những bước nhảy khi trạng thái ra mồ hôi thay đổi; ở các điểm đó công cụ hạ con số xuống để không cao hơn độ mát ở các mức gió mạnh hơn, và đánh dấu “*”.
Công cụ dùng tốt nhất cho câu hỏi “ở điều kiện này, gió bao nhiêu thì người làm việc dễ chịu hơn chừng nào”. Còn số lượng quạt, vị trí treo và mức gió từng khu thì phải dựa vào bản vẽ bố trí và khảo sát hiện trường.
Câu hỏi thường gặp về quạt làm mát được bao nhiêu độ
Quạt công nghiệp làm mát được bao nhiêu độ?
Quạt thổi gió như quạt trần HVLS và quạt di động không làm giảm nhiệt độ không khí đo bằng nhiệt kế; điều nó thay đổi được là độ mát cảm nhận của người đứng trong luồng gió. Tính theo phương pháp Cooling Effect của ASHRAE 55 cho xưởng 34 °C, độ ẩm 75%, người đứng làm việc nhẹ, mặc đồ hè: gió tại người 0,5 m/s cho cảm giác mát hơn khoảng 3,3 °C, 1,0 m/s khoảng 3,6 °C, 1,5 m/s khoảng 4,1 °C; trong mỗi con số có khoảng 1,0 °C đến từ luồng khí do cơ thể cử động khi làm việc, phần này có cả khi không bật quạt. Với nhiệt độ, độ ẩm và công việc khác, nhập vào công cụ trong bài để có con số riêng.
Vì sao không bật quạt mà công cụ vẫn cho ra vài độ mát?
Vì phương pháp ASHRAE 55 tính theo tốc độ gió tương đối giữa không khí và cơ thể: người đi lại, bê vác tự tạo ra luồng khí quanh mình, nên gió tương đối lớn hơn gió đo được trong xưởng. Ở mức lao động nhẹ phần này khoảng 0,3–1,1 °C, ở mức lao động vừa khoảng 2–3,5 °C. Công cụ ghi riêng phần này ở cột “Trong đó do cơ thể cử động” để người đọc không tính nhầm nó là phần đóng góp của quạt.
Quạt công nghiệp thổi gió bao nhiêu m/s là vừa, giảm được bao nhiêu độ?
Gió mạnh hơn vẫn mát hơn, nhưng tại vị trí làm việc cố định cần giữ trong giới hạn của quy chuẩn: QCVN 26:2016/BYT cho phép tốc độ gió tại vị trí làm việc tối đa 1,5 m/s, điều kiện lao động nóng, độ ẩm cao được tăng đến 2 m/s. Với xưởng 34 °C, độ ẩm 75%, người đứng làm việc nhẹ, gió 0,5 / 1,0 / 1,5 m/s cho cảm giác mát hơn khoảng 3,3 / 3,6 / 4,1 °C theo phương pháp Cooling Effect của ASHRAE 55; phần lớn độ mát đến từ bước lặng gió lên 0,5–1,0 m/s. Công cụ trong bài chỉ tính trong giới hạn đầu vào của mô hình (gió tương đối dưới 2 m/s).
Quạt công nghiệp có làm giảm nhiệt độ nhà xưởng không?
Quạt thổi gió không làm giảm nhiệt độ không khí trong xưởng, vì nó chỉ khuấy khối khí đang có; quạt hơi nước thì khác, vì làm mát bằng nước bay hơi. Thứ quạt thổi gió làm giảm là cảm giác nóng, và con số trong công cụ của bài là ước lượng kỹ thuật theo một phương pháp tính công khai, không phải cam kết. Cảm nhận thực tế khác nhau theo từng người, theo quần áo, mức vận động và nhiệt bức xạ từ mái. Tốc độ gió tại vị trí làm việc cần đo bằng máy đo gió sau khi lắp; MEILILE khảo sát hiện trường trước khi chốt số lượng và vị trí quạt.
Đã có con số, bước tiếp theo là gì?
- Muốn biết cần mấy quạt và treo ở đâu: dùng công cụ chọn quạt trần HVLS cho xưởng trần cao, hoặc công cụ chọn quạt di động YF cho xưởng trần thấp và điểm nóng.
- Muốn hiểu vì sao gió làm mát: đọc nguyên lý làm mát của quạt trần công nghiệp HVLS.
- Con số cần hạ là nhiệt độ không khí: đọc chống nóng nhà xưởng mái tôn và so sánh giải pháp làm mát nhà xưởng.
Bài viết liên quan: Tiêu chuẩn nhiệt độ nhà xưởng theo QCVN 26:2016/BYT · Nhiệt độ, độ ẩm mùa hè các tỉnh · Quạt trần HVLS làm mát nhà xưởng thế nào · Quạt làm mát nhà xưởng