Hút khói hành lang là một phần quan trọng của hệ thống bảo vệ chống khói trong công trình. Khi xảy ra cháy, hành lang có thể trở thành đường lan truyền khói giữa các phòng, khu vực sử dụng và lối thoát nạn. Nếu không có giải pháp kiểm soát phù hợp, khói nóng và các sản phẩm cháy có thể làm giảm tầm nhìn, cản trở thoát nạn và gây nguy hiểm cho người bên trong.
Tuy nhiên, thiết kế hút khói hành lang không đơn giản là lắp một quạt hút công suất lớn rồi phân phối các miệng hút dọc trần. Kỹ sư cần xác định khu vực bắt buộc bảo vệ chống khói, kịch bản cháy, lưu lượng khói cần thải, đường khí bù, ảnh hưởng hệ tăng áp cầu thang và trình tự điều khiển khi có tín hiệu báo cháy.
Bài viết phân tích nguyên lý, yêu cầu kỹ thuật, phương pháp tính toán tham khảo và các vấn đề phối hợp HVAC/MEP/PCCC. Các ví dụ số đều có giả thiết rõ ràng; không thay thế hồ sơ thiết kế cho một công trình cụ thể.
1. Hệ thống hút khói hành lang là gì?
Hệ thống hút khói hành lang là giải pháp thu gom và thải khói từ khu vực hành lang ra ngoài công trình theo phương án bảo vệ chống khói đã thiết kế. Với phương án cơ khí, cấu hình điển hình gồm miệng thu khói, van khói, ống dẫn, trục hút, quạt chịu điều kiện cháy, điểm xả, nguồn điện và bộ điều khiển PCCC.
Một công trình cũng có thể áp dụng giải pháp thoát khói tự nhiên nếu đáp ứng các điều kiện tương ứng. Mục tiêu của hệ thống là hỗ trợ kiểm soát sự lan truyền và tích tụ khói trong kịch bản được xét, không phải cam kết mọi hành lang luôn hoàn toàn không có khói khi cháy.
2. Phân biệt hút khói hành lang, tăng áp cầu thang và thông gió thông thường
| Hệ thống | Mục đích chính | Nguyên lý |
|---|---|---|
| Thông gió hành lang thông thường | Cải thiện chất lượng không khí ở chế độ sử dụng | Cấp/hút không khí theo nhu cầu tiện nghi |
| Hút khói hành lang | Thải khói trong tình huống cháy cần bảo vệ | Thu khói, dẫn theo tuyến hút và xả ra ngoài |
| Tăng áp cầu thang | Hạn chế khói xâm nhập không gian được bảo vệ | Kiểm soát chênh áp và dòng khí qua lỗ mở |
Trong một kịch bản cháy, hệ hút khói hành lang và tăng áp buồng thang có thể phải phối hợp theo thiết kế. Hút quá mạnh nhưng thiếu đường khí bù có thể gây chênh áp bất lợi tại cửa thoát nạn; cấp bù không hợp lý cũng có thể xáo trộn khói. Không nên thiết kế các hệ như những phần hoàn toàn độc lập về áp suất.
3. Khi nào hành lang cần được bảo vệ chống khói?
Cơ sở pháp lý trọng tâm là QCVN 06:2022/BXD, bao gồm Sửa đổi 1:2023. Phụ lục D quy định trường hợp áp dụng giải pháp thoát khói và các ngoại lệ, tùy thuộc công năng, chiều cao PCCC, vị trí hành lang, tầng hầm và điều kiện thông gió tự nhiên khi cháy.
Các tình huống phải kiểm tra có thể gồm: hành lang/sảnh của một số nhà có chiều cao PCCC lớn; hành lang, đường hầm đi bộ tại tầng hầm hoặc nửa hầm liên thông đến khu vực quy định; hành lang dài trên 15 m không có thông gió tự nhiên trong trường hợp quy chuẩn nêu; hoặc hành lang và sảnh chung của nhà có buồng thang bộ không nhiễm khói trong trường hợp tương ứng.
Một số ngoại lệ có điều kiện được bổ sung tại Sửa đổi 1:2023; chẳng hạn một số hành lang thuộc nhóm F4, cao không quá 6 tầng nếu đáp ứng điều kiện nêu trong quy chuẩn. Không được kết luận mọi hành lang dài hơn 15 m đều phải lắp quạt hút khói, cũng không được kết luận hành lang ngắn hơn 15 m chắc chắn được miễn.
Công việc đầu tiên của người thiết kế là đối chiếu yêu cầu trang bị theo đúng loại nhà, không phải chọn quạt theo diện tích.
4. Tiêu chuẩn và quy chuẩn tham khảo khi thiết kế
4.1. QCVN 06:2022/BXD và Sửa đổi 1:2023
Quy chuẩn được dùng để xác định khu vực cần bảo vệ, các ngoại lệ, phân tách hệ thống hành lang/gian phòng, bố trí cửa thu khói, cấu tạo ống/van/quạt, điều kiện cấp khí và điều khiển. Bộ Xây dựng đã có Văn bản hợp nhất 92/2026/VBHN-TT-BXD để thuận tiện tra cứu; đây là văn bản hợp nhất, không phải một quy chuẩn mới tên QCVN 06:2026/BXD.
4.2. TCVN 5687:2024
Tiêu chuẩn Thông gió và điều hòa không khí – Yêu cầu thiết kế thay thế TCVN 5687:2010. Mục 7 đề cập bảo vệ chống khói; Phụ lục H (tham khảo) trình bày phương pháp tính lưu lượng khói khi cháy. Phụ lục tham khảo không có nghĩa một công thức áp dụng bất biến cho mọi công trình.
4.3. Hồ sơ và điều kiện áp dụng của dự án
Cần xem xét công năng, chiều cao PCCC, số tầng hầm, phương án ngăn cháy, lối thoát nạn, tình trạng thẩm duyệt/phê duyệt và các quy định chuyển tiếp khi sửa đổi hoặc cải tạo. Kịch bản cháy phải phù hợp hồ sơ PCCC được áp dụng.
5. Nguyên lý hoạt động của hút khói hành lang
Một chuỗi logic nguyên lý có thể là: Phát hiện cháy → xác định vùng → kích hoạt kịch bản bảo vệ chống khói → chuyển trạng thái van → chạy quạt và thiết bị phối hợp → xả khói ra ngoài.
5.1. Phát hiện và nhận biết vùng cháy
Tín hiệu hệ báo cháy và các thiết bị liên quan được chuyển vào hệ điều khiển. Ma trận nguyên nhân – kết quả phải quy định chính xác vùng nào được phép/được yêu cầu kích hoạt.
5.2. Điều khiển van khói
Các van liên quan phải ở đúng trạng thái theo kịch bản; không mặc định mọi van trên tất cả tầng cùng mở. Mở sai van có thể làm giảm lưu lượng tại hành lang đang cần bảo vệ.
5.3. Vận hành quạt hút khói
Quạt phải đáp ứng đồng thời lưu lượng, áp suất và chế độ chịu nhiệt/thời gian theo thiết kế. Không chỉ nhìn công suất motor hoặc lưu lượng danh định để lựa chọn.
5.4. Phối hợp khí bù và hệ tăng áp
Khi hút khói, cần đường không khí thay thế phù hợp. Phải kiểm tra tương tác áp suất qua cửa thoát nạn, cửa cầu thang và các lỗ mở.
5.5. Xả khói ra ngoài
Điểm xả phải được bố trí theo yêu cầu về khoảng cách/vị trí phù hợp, hạn chế khói hồi lưu vào cửa lấy gió hoặc các không gian cần bảo vệ.
6. Cấu tạo hệ thống hút khói cơ khí
6.1. Cửa thu khói
Cửa thu khói được bố trí ở vùng trên của hành lang. QCVN 06 quy định yêu cầu vị trí dưới trần và không thấp hơn dạ cửa của lối ra thoát nạn. Không bố trí quá thấp chỉ vì thuận lợi đi ống.
6.2. Van khói
Kiểm tra chức năng khi cháy, mức chịu lửa/chịu nhiệt, độ kín, rò lọt, tổn thất áp suất, cơ cấu truyền động và tín hiệu trạng thái.
6.3. Ống dẫn và trục hút
Đường ống/trục phải được kiểm tra yêu cầu chịu lửa, cách nhiệt, độ kín, giãn nở nhiệt và chi tiết xuyên cấu kiện ngăn cháy. Không đánh đồng cấu tạo ống khói với ống gió tiện nghi thông thường.
6.4. Quạt hút khói
Thông số chọn gồm lưu lượng, áp suất thích hợp, điều kiện nhiệt độ và thời gian chịu nhiệt, nguồn điện, điều khiển, đường đặc tính và khả năng thử/bảo trì. Hình quạt trong sơ đồ là biểu tượng nguyên lý, không xác nhận cấp chịu nhiệt của một sản phẩm thực tế.
7. Phân đoạn hành lang và bố trí cửa thu khói
Cần phân biệt phân đoạn tính toán với phạm vi phục vụ của mỗi cửa thu khói. Theo điều D.6 của QCVN 06:2022/BXD, chiều dài hành lang cần lắp một cửa thu khói không lớn hơn:
| Hình dạng hành lang | Chiều dài tối đa theo D.6 |
|---|---|
| Hành lang thẳng | 45 m |
| Hành lang gấp khúc | 30 m |
| Hành lang vòng khép kín | 20 m |
Một hành lang thẳng dài 70 m không nên mặc định chỉ có một cửa thu khói dù quạt lưu lượng lớn. Các giới hạn này dùng để kiểm tra bố trí theo cấu hình thực tế, không phải công thức tính lưu lượng. Không lấy giới hạn vùng khói của gian phòng tại điều khác để thay thế quy tắc hành lang.
8. Phương pháp tính lưu lượng hút khói hành lang
Không lấy thể tích hành lang nhân với 6 ACH hay 10 ACH như một phương pháp thiết kế khói phổ quát. Cần chọn kịch bản, điều kiện và phương pháp tính phù hợp quy chuẩn và mục đích bảo vệ. Với trường hợp tương ứng, có thể tham khảo Phụ lục H của TCVN 5687:2024.
8.1. Công thức tham khảo cho nhà ở
Khối lượng khói cần hút thải ra khỏi hành lang hoặc sảnh được tính theo công thức H.1:
Trong đó B là chiều rộng cánh cửa lớn hơn theo định nghĩa của phụ lục (m); H là chiều cao cửa tính toán (m); n là hệ số theo Bảng H.1 phụ thuộc chiều rộng cửa. Hệ số n không phải số cửa hoặc số lần trao đổi không khí. Khi chiều cao cửa ngoài dải quy định, phải dùng giá trị H theo hướng dẫn của phụ lục.
8.2. Công thức tham khảo cho nhà công cộng
K_d là hệ số thời gian mở cửa, phụ thuộc số người thoát nạn qua cửa theo phụ lục. Cần chọn đúng loại công trình và dữ liệu đầu vào, không dùng lẫn hệ số giữa nhà ở và nhà công cộng.
8.3. Chuyển khối lượng sang lưu lượng thể tích
Phương pháp cho kết quả G₁ bằng kg/h. Khi quy đổi để chọn quạt, phải xét khối lượng riêng tại điều kiện đang tính:
Khối lượng riêng của khói nóng phụ thuộc nhiệt độ và trạng thái khí. Không tự giả định 1 kg/m³ cho mọi hệ thống.
9. Ví dụ tính lưu lượng hút khói hành lang
Xét một hành lang nhà ở, minh họa cách áp dụng công thức H.1, không phải hồ sơ tính toán PCCC.
| Thông số | Giá trị minh họa |
|---|---|
| Loại công trình | Nhà ở |
| Chiều rộng cánh cửa B | 0,9 m |
| Chiều cao tính toán H | 2,1 m |
| Hệ số n – Bảng H.1 (nhà ở, B = 0,9 m) | 0,82 |
Theo công thức:
Có thể làm tròn thành G₁ ≈ 7.680 kg/h cho mục đích trình bày.
Giả định khối lượng riêng của hỗn hợp khí tại điểm xét là ρ = 0,80 kg/m³ (giả thiết riêng để minh họa, không phải định mức của quy chuẩn):
Tức là khoảng 9.600 m³/h trong giả thiết đang xét. Chưa phải lưu lượng quạt cuối cùng: phải đánh giá lại nhiệt độ khói, rò lọt, kịch bản cháy, khí bù, chênh áp, đặc tính quạt và yêu cầu quy chuẩn.
10. Sơ bộ kích thước ống hút khói
Với lưu lượng thể tích tại điều kiện xét, quan hệ cơ bản là Q = A × v, suy ra A = Q/v.
Nếu Q ≈ 2,67 m³/s, chọn thử vận tốc v = 8 m/s để minh họa: A ≈ 0,334 m². Xét ống chữ nhật 700 × 500 mm, diện tích 0,35 m² thì vận tốc thực tế:
Đây chỉ là chọn tiết diện sơ bộ, không có nghĩa 8 m/s là vận tốc bắt buộc cho mọi hệ hút khói. Phải tiếp tục tính ma sát, tổn thất cục bộ, đặc tính nhiệt, kích thước thực, không gian lắp đặt và yêu cầu PCCC.
11. Tính trở lực và lựa chọn quạt hút khói
Trở lực hệ thống trên tuyến bất lợi có thể gồm: ma sát ống thẳng, cút, côn, tê, cửa thu, van khói, tuyến xả và những thành phần khác của cấu hình. Quan hệ khái quát:
Không cộng tổn thất của mọi nhánh song song thành một tuyến. Khi chọn quạt cần đối chiếu điểm làm việc và dùng đúng đại lượng áp suất theo tài liệu hãng, lưu ý nhiệt độ làm việc và rò lọt của ống/van.
Tham khảo bài Tính tổn thất cột áp hệ thống ống gió để hiểu phương pháp đường dòng; riêng hệ hút khói phải kiểm tra cấu tạo và điều kiện cháy khác với hệ tiện nghi.
12. Thiết kế khí bù cho hành lang
Khi quạt hút hoạt động, khối lượng khí phải có đường thay thế phù hợp. Không nên mặc định mọi khe hở là nguồn khí bù tin cậy hoặc đơn giản cấp đúng 100% thể tích khí hút mà không xét nhiệt độ, khối lượng riêng và áp suất.
12.1. Ranh giới vùng bảo vệ
Làm rõ khu vực cần cấp khí bù và đường khí đi vào theo kịch bản, cả khi cửa mở/đóng.
12.2. Cửa thoát nạn
Kiểm tra chênh áp để hạn chế tác động bất lợi đến khả năng mở cửa và hiệu quả chống khói.
12.3. Tương tác tăng áp cầu thang
Vận hành đồng thời hút khói/tăng áp có thể làm thay đổi lưu lượng qua cửa hoặc khe hở, nên phải đánh giá các trạng thái cửa đại diện.
12.4. Không làm xáo trộn khói bất lợi
Vị trí và hướng cấp khí bù cần được thiết kế để không cản trở mục tiêu kiểm soát khói.
13. Phân vùng điều khiển hút khói
Công trình nhiều tầng có thể sử dụng trục hút chung với van điều khiển theo vùng khi cấu hình được phép áp dụng. Khi có cháy tại một tầng, các thiết bị thuộc vùng cần bảo vệ được kích hoạt theo ma trận nguyên nhân – kết quả, còn các van ngoài vùng tuân theo trạng thái thiết kế.
QCVN 06 có yêu cầu phân tách hệ hút khói bảo vệ hành lang với hệ bảo vệ các gian phòng và quy định những ngoại lệ cụ thể. Không tự gộp hai hệ chỉ nhằm giảm chi phí quạt/ống, hoặc cho mọi tầng đồng thời mở van nếu không có cơ sở thiết kế.
14. Logic điều khiển và liên động khi cháy
| Thiết bị | Vấn đề phải xác định |
|---|---|
| Hệ báo cháy | Tín hiệu phát hiện và vùng cháy |
| Van khói | Van mở/đóng theo vùng và phản hồi trạng thái |
| Quạt hút khói | Điều kiện khởi động, chạy và báo lỗi |
| Hệ tăng áp | Trạng thái phối hợp theo kịch bản |
| Thông gió thường | Trạng thái dừng/chuyển chế độ theo thiết kế |
| Nguồn điện | Nguồn và duy trì vận hành trong điều kiện cháy |
| BMS/điều khiển | Giám sát và liên động trong phạm vi được thiết kế |
Hình minh họa liên động chỉ thể hiện logic tổng quan; không thay thế bản ma trận điều khiển công trình. Việc quạt có tín hiệu RUN chưa chứng minh toàn hệ thống đáp ứng nếu van không đúng vị trí hoặc lưu lượng thực tế không đạt.
15. Các lỗi thiết kế thường gặp
Chọn quạt theo ACH: lấy thể tích hành lang nhân số lần trao đổi tùy ý thay cho tính khói theo kịch bản.
Bỏ qua hình dạng hành lang: bố trí một miệng hút cho phạm vi vượt điều kiện D.6.
Đặt cửa thu quá thấp: không kiểm tra vị trí so với trần và dạ cửa thoát nạn.
Bỏ tổn thất van khói/rò lọt: tính sai điểm làm việc quạt hoặc phân phối lưu lượng.
Dùng cấu tạo ống gió tiện nghi: không xét yêu cầu chịu cháy, độ kín và an toàn khi cháy.
Không phối hợp tăng áp/khí bù: gây chênh lệch áp suất và dòng khí không mong muốn.
Bố trí điểm xả không phù hợp: khói có nguy cơ trở lại cửa lấy gió hoặc không gian khác.
Nghiệm thu chỉ nhìn quạt chạy: thiếu thử trạng thái van, liên động và các thông số chức năng.
16. Quy trình 12 bước thiết kế hút khói hành lang
- Thu thập dữ liệu kiến trúc: loại nhà, chiều cao PCCC, tầng hầm, chiều dài/hình dạng hành lang.
- Đối chiếu quy chuẩn: xác định khu vực phải bảo vệ và các ngoại lệ.
- Xác định kịch bản cháy: trạng thái cần tính và phương án kiểm soát khói.
- Phân đoạn và bố trí cửa thu: theo hình dạng hành lang và phạm vi phục vụ.
- Tính khối lượng/lưu lượng khói: dùng phương pháp tương ứng với kịch bản.
- Xác định khí bù: đường khí thay thế và tương tác áp suất.
- Sơ bộ mạng ống: cửa thu, trục, tuyến ống, điểm xả.
- Tính trở lực: tuyến bất lợi, phụ kiện và rò lọt.
- Chọn thiết bị: quạt, van, ống theo yêu cầu khi cháy.
- Thiết lập điều khiển: ma trận nguyên nhân – kết quả với báo cháy/tăng áp/nguồn.
- Phối hợp BIM/MEP: dầm, trục, chiều cao trần, kết cấu, lối bảo trì.
- Kiểm tra, nghiệm thu: thử chức năng đúng hồ sơ thiết kế được phê duyệt.
17. Kiểm tra trước khi bàn giao
Cần đối chiếu bản vẽ hoàn công và hồ sơ thiết kế, kiểm tra vị trí cửa thu, cấu tạo trục và đường ống, các van, quạt, nguồn và phản hồi tín hiệu; thử liên động theo từng kịch bản cùng tăng áp, khí bù; đo các thông số phù hợp, kiểm tra tiếp cận bảo trì và lập biên bản nghiệm thu theo yêu cầu.
Không tự tạo đám cháy thực tế chỉ để thử quạt. Phải áp dụng phương án an toàn, mô phỏng tín hiệu và phép thử được chấp thuận.
18. Câu hỏi thường gặp
Hành lang dài hơn 15 m có bắt buộc hút khói không?
Không phải mọi hành lang trên 15 m đều phải lắp hút khói cơ khí. Phải xét loại công trình, số tầng, chiều cao PCCC, tình trạng thông gió tự nhiên khi cháy và ngoại lệ của QCVN.
Có thể dùng quạt thông gió thường để hút khói không?
Không mặc định được. Thiết bị và hệ thống phải đáp ứng yêu cầu liên quan đến chế độ làm việc khi cháy.
Có thể dùng chung quạt hút khói hành lang và tầng hầm không?
Chỉ xem xét khi thiết kế và quy định áp dụng cho phép, có chứng minh năng lực và điều khiển phù hợp. Không gộp chỉ vì tiết kiệm chi phí.
Quạt hút khói có phải chạy liên tục không?
Hệ bảo vệ chống khói vận hành theo chế độ/kịch bản và tín hiệu điều khiển thiết kế; không đồng nghĩa chạy như thông gió tiện nghi suốt ngày.
Có cần tăng áp khi đã có hút khói hành lang?
Hai hệ có chức năng khác nhau; yêu cầu tăng áp phụ thuộc loại lối thoát nạn và quy chuẩn, không được bỏ chỉ vì đã có hút khói.
Có thể dùng diện tích hành lang nhân hệ số cố định để tính quạt?
Không nên coi đó là phương pháp chung. Phải tính theo điều kiện và phương pháp phù hợp cho kiểm soát khói.
Hút khói hành lang có cần phân vùng không?
Cần xác định vùng/phân đoạn phục vụ và logic điều khiển theo quy chuẩn; phương án phụ thuộc cấu trúc thực tế.
19. Kết luận
Thiết kế hút khói hành lang không chỉ là chọn một chiếc quạt. Phải giải quyết đồng thời yêu cầu trang bị, kịch bản cháy, khối lượng khói, khí bù, chênh áp, phân đoạn hành lang, đường ống, thiết bị chịu điều kiện cháy và điều khiển liên động.
Ba nguyên tắc quan trọng: xác định đúng khu vực phải bảo vệ trước khi tính; không thay phương pháp tính khói bằng ACH tùy ý; luôn phối hợp hút khói với khí bù, tăng áp, báo cháy và thoát nạn. Những ví dụ chỉ giải thích phương pháp, không thay thế hồ sơ thiết kế PCCC cho một công trình cụ thể.
Tài liệu tham khảo
- Bộ Xây dựng – Văn bản hợp nhất 92/2026/VBHN-TT-BXD, hợp nhất thông tư ban hành QCVN 06:2022/BXD và các nội dung sửa đổi.
- QCVN 06:2022/BXD – An toàn cháy cho nhà và công trình.
- Thông tư 09/2023/TT-BXD – Sửa đổi 1:2023 QCVN 06:2022/BXD.
- TCVN 5687:2024 – Thông gió và điều hòa không khí, yêu cầu thiết kế.
Bài được biên soạn độc lập phục vụ học tập kỹ thuật HVAC/MEP. Thông số minh họa cần được kiểm tra theo quy chuẩn, hồ sơ và điều kiện thực tế của từng dự án.
