Thiết kế cơ điện: Các hạng mục chính, tiêu chuẩn và quy trình

Thiết kế cơ điện là hạng mục quan trọng trong quá trình triển khai xây dựng công trình, giúp chủ đầu tư xác định phương án kỹ thuật, hệ thống cần lắp đặt và khối lượng công việc cần thực hiện. Thông qua hồ sơ thiết kế, các vật tư, thiết bị cơ điện được lựa chọn phù hợp với nhu cầu sử dụng, đồng thời đảm bảo sự đồng bộ giữa các hệ thống và thuận lợi cho quá trình thi công, vận hành công trình.

Thiết kế cơ điện là gì?

Thiết kế cơ điện (M&E – Mechanical & Electrical) là quá trình lập phương án, tính toán và xây dựng bản vẽ kỹ thuật cho toàn bộ hệ thống cơ điện trong công trình. Đây là cơ sở để triển khai thi công đúng tiêu chuẩn, đảm bảo các hệ thống kỹ thuật hoạt động đồng bộ, an toàn và đáp ứng nhu cầu sử dụng của từng loại công trình.

Về bản chất, hệ thống cơ điện được chia thành hai nhóm chính gồm phần cơ (Mechanical) và phần điện (Electrical), trong đó mỗi nhóm đảm nhiệm những chức năng riêng biệt nhưng có mối liên kết chặt chẽ với nhau trong quá trình vận hành công trình.

Phần cơ (Mechanical) 

Phần cơ tập trung vào các hệ thống phục vụ điều kiện môi trường, tiện ích và an toàn cho công trình, bao gồm:

• Hệ thống điều hòa không khí và thông gió (HVAC)
• Hệ thống phòng cháy chữa cháy (PCCC)
• Hệ thống cấp thoát nước (Plumbing & Sanitary – P&S)
• Hệ thống khí gas LPG, khí nén và các hệ thống kỹ thuật chuyên biệt khác tùy theo đặc thù công trình.

Trong nhiều dự án công nghiệp và thương mại, đây là nhóm hạng mục chiếm tỷ trọng lớn về khối lượng và giá trị đầu tư.

Phần điện (Electrical) 

Phần điện chịu trách nhiệm cung cấp, phân phối và quản lý nguồn điện cho toàn bộ công trình, bao gồm:

• Hệ thống cung cấp và phân phối điện;
• Hệ thống tủ điện, cáp điện và busway;
• Hệ thống chiếu sáng;
• Hệ thống điều khiển và tự động hóa;
• Hệ thống điện nhẹ (ELV) như camera giám sát, mạng dữ liệu, kiểm soát ra vào và âm thanh thông báo.

Mặc dù thường chiếm tỷ trọng đầu tư thấp hơn phần cơ, nhưng hệ thống điện lại đóng vai trò cốt lõi trong việc đảm bảo mọi thiết bị và hệ thống trong công trình có thể vận hành ổn định và liên tục.

Việc thiết kế đồng bộ giữa phần cơ và phần điện ngay từ giai đoạn đầu giúp hạn chế xung đột giữa các bộ môn, tối ưu chi phí đầu tư và đảm bảo công trình vận hành ổn định sau khi đưa vào sử dụng.

Thiết kế cơ điện gồm các hạng mục nào?

Thiết kế hệ thống điện

Thiết kế hệ thống điện là hạng mục chịu trách nhiệm cung cấp và phân phối điện năng cho toàn bộ công trình, đảm bảo các thiết bị và hệ thống vận hành ổn định, liên tục và an toàn.

Các nội dung chính trong thiết kế hệ thống điện bao gồm:

• Tính toán và lựa chọn máy biến áp: Đây được xem là phần quan trọng của hệ thống điện, quyết định khả năng cung cấp điện cho toàn bộ công trình. Công suất máy biến áp được tính toán dựa trên tổng phụ tải sử dụng thực tế của dự án.
• Thiết kế hệ thống phân phối điện: Bao gồm tủ điện tổng, tủ điện phân phối, hệ thống cáp điện busway có nhiệm vụ truyền tải điện năng từ trạm biến áp đến các thiết bị sử dụng điện trong công trình.
• Thiết kế điện áp sử dụng: Hiện nay, điện áp sử dụng phổ biến trong các công trình là 380V đối với điện 3 pha và 220V đối với điện 1 pha. Đối với một số thiết bị điện tử hoặc hệ thống điều khiển, nguồn điện thường được chuyển đổi xuống mức 12V – 24V thông qua bộ nguồn hoặc adapter.
• Thiết kế hệ thống chiếu sáng: Việc lựa chọn thiết bị chiếu sáng phụ thuộc vào công năng sử dụng của từng khu vực nhằm đảm bảo độ rọi theo yêu cầu và tối ưu hiệu quả sử dụng năng lượng. Hiện nay, đèn LED được sử dụng phổ biến nhờ khả năng tiết kiệm điện, hiệu suất chiếu sáng cao và tuổi thọ có thể đạt tới 100.000 giờ tùy theo chủng loại sản phẩm.
• Thiết kế hệ thống ổ cắm và cấp nguồn: Bao gồm các điểm cấp điện gắn tường hoặc âm sàn, được bố trí phù hợp với nhu cầu sử dụng thực tế của từng không gian. Nhiều loại ổ cắm hiện nay được tích hợp nắp bảo vệ an toàn cho trẻ em và hệ thống tiếp địa nhằm nâng cao độ an toàn khi sử dụng.
• Thiết kế hệ thống tiếp địa và chống sét: Hệ thống này có nhiệm vụ bảo vệ con người và thiết bị trước các sự cố rò điện hoặc sét đánh, đồng thời đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành công trình.

Thiết kế hệ thống điện nhẹ

Hệ thống điện nhẹ (ELV – Extra Low Voltage) là nhóm các hệ thống sử dụng điện áp thấp, phục vụ nhu cầu liên lạc, quản lý, giám sát và vận hành công trình. Một bộ hồ sơ thiết kế điện nhẹ thường bao gồm:

• Hệ thống LAN – TEL giúp kết nối Internet, mạng nội bộ và hệ thống viễn thông với hạ tầng mạng bên ngoài.
• Hệ thống âm thanh thông báo (PA) hỗ trợ truyền tải thông tin, thông báo vận hành hoặc cảnh báo sự cố đến toàn bộ người sử dụng trong công trình.
• Hệ thống camera giám sát (CCTV) giúp theo dõi an ninh, giám sát hoạt động và lưu trữ dữ liệu hình ảnh phục vụ công tác quản lý.
• Hệ thống kiểm soát ra vào (Access Control) được sử dụng để quản lý việc ra vào tại văn phòng, khu vực kỹ thuật, bãi đỗ xe hoặc các khu vực yêu cầu kiểm soát an ninh.

Tùy theo quy mô và yêu cầu của từng dự án, hệ thống điện nhẹ có thể được tích hợp thêm các giải pháp quản lý và vận hành thông minh khác.

Thiết kế hệ thống HVAC

Hệ thống HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning) chịu trách nhiệm kiểm soát nhiệt độ, độ ẩm và chất lượng không khí bên trong công trình, góp phần tạo ra môi trường làm việc và sinh hoạt thoải mái cho người sử dụng.

Trong đó:

• Hệ thống điều hòa không khí có nhiệm vụ làm mát vào mùa hè và sưởi ấm vào mùa đông. Tùy theo diện tích, công năng và ngân sách đầu tư, chủ đầu tư có thể lựa chọn các giải pháp như điều hòa cục bộ, Multi, VRV, VRF hoặc hệ thống Chiller.
• Hệ thống thông gió đảm nhiệm chức năng trao đổi không khí giữa bên trong và bên ngoài công trình, bao gồm cấp gió tươi, hút mùi nhà vệ sinh, hút mùi bếp, hút khói hành lang và tăng áp cầu thang. Các hệ thống này thường được thiết kế kết hợp với hệ thống PCCC nhằm đảm bảo an toàn và hỗ trợ thoát nạn khi xảy ra sự cố cháy nổ.

Thiết kế hệ thống PCCC

• Hệ thống chữa cháy tự động bằng nước hoặc bằng khí, được lựa chọn dựa trên công năng và mục đích sử dụng của từng công trình.
• Hệ thống báo cháy với các thiết bị phổ biến như đầu báo nhiệt, đầu báo khói, được bố trí theo từng khu vực hoặc theo địa chỉ nhằm phát hiện và cảnh báo sớm các sự cố cháy nổ.
• Các hệ thống hỗ trợ thoát nạn như hút khói hành lang, tăng áp cầu thang và âm thanh thông báo khẩn cấp được phối hợp vận hành nhằm đảm bảo an toàn cho người sử dụng khi xảy ra sự cố.

Thiết kế hệ thống Cấp thoát nước

• Hệ thống cấp nước sinh hoạt, cấp nước nóng và các thiết bị tăng áp nhằm đảm bảo lưu lượng và áp lực nước cho toàn bộ công trình.
• Hệ thống thoát nước thải và thoát nước mưa, có nhiệm vụ thu gom và dẫn nước đến hệ thống xử lý hoặc hạ tầng thoát nước bên ngoài công trình.
• Hệ thống bể nước ngầm, bể mái, bơm cấp nước và bơm thoát nước được tính toán dựa trên quy mô và nhu cầu sử dụng thực tế của từng dự án.

Thiết kế hệ thống BMS

Hệ thống BMS (Building Management System) là hệ thống quản lý và điều khiển hệ thống kỹ thuật trong tòa nhà như hệ thống điện, cung cấp nước sinh hoạt, điều hòa thông gió, an ninh, báo cháy – chữa cháy,… cho các hệ thống thiết kế cơ điện kết nối với nhau.

Vì sao cần thiết kế cơ điện trước khi thi công?

Không giống như kiến trúc hay kết cấu có thể dễ dàng quan sát bằng mắt thường, phần lớn hệ thống cơ điện được lắp đặt âm trong tường, trần hoặc sàn công trình. Vì vậy, việc thiết kế cơ điện ngay từ giai đoạn đầu đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo tiến độ, chất lượng và hiệu quả vận hành của dự án.

Một bộ hồ sơ thiết kế MEP hoàn chỉnh sẽ mang lại nhiều lợi ích như:

• Hạn chế xung đột: Giúp đồng bộ giữa kiến trúc, kết cấu và cơ điện, tránh tình trạng đụng dầm, thiếu không gian lắp đặt đường ống hoặc phải thay đổi thiết kế trong quá trình thi công.
• Tối ưu chi phí đầu tư: Việc tính toán chính xác công suất thiết bị, kích thước đường ống và hệ thống kỹ thuật giúp hạn chế lãng phí vật tư và giảm thiểu các chi phí phát sinh.
• Rút ngắn thời gian thi công: Các hạng mục được triển khai theo đúng trình tự và phối hợp đồng bộ giữa các nhà thầu, từ đó giảm thiểu việc sửa chữa hoặc thi công lại.
• Đảm bảo khả năng vận hành của công trình: Hệ thống điện, HVAC, cấp thoát nước và PCCC được thiết kế phù hợp với công năng sử dụng thực tế, góp phần nâng cao độ ổn định và tuổi thọ của công trình.
• Đáp ứng yêu cầu thẩm duyệt và cấp phép: Đối với nhiều dự án, đặc biệt là nhà máy, trung tâm thương mại hay công trình công cộng, hồ sơ cơ điện là một trong những điều kiện quan trọng trong quá trình thẩm duyệt và nghiệm thu đưa công trình vào sử dụng.

Các yêu cầu và tiêu chuẩn khi thiết kế hệ thống cơ điện

Khi thiết kế cơ điện, các kỹ sư thiết kế cần tuân thủ một số yêu cầu và tiêu chuẩn nhằm đảm bảo tính an toàn và hiệu quả vận hành của hệ thống.

• Một trong những yêu cầu cơ bản là các thiết bị phải được lựa chọn và lắp đặt theo các tiêu chuẩn của các tổ chức quốc tế như IEC, Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) và các tiêu chuẩn nước ngoài khác. Đồng thời, các thiết bị cũng cần được kiểm tra và đảm bảo đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn này trước khi đưa vào sử dụng.
• Các phần mềm thiết kế cơ điện đóng vai trò hỗ trợ kỹ sư trong quá trình tính toán, triển khai và tối ưu các hệ thống kỹ thuật của công trình.

Quy trình thiết kế hệ thống cơ điện

Bước 1: Khảo sát trực tiếp tại công trình

TDI Cons sẽ tiến hành khảo sát và nghiên cứu côn trình thực tế trước khi thiết kế để thu thập các thông tin quan trọng như diện tích công trình, mục đích sử dụng, điều kiện khí hậu và môi trường ở khu vực thi công.

Bước 2: Lập đề án thiết kế cơ điện

Dựa trên các dữ liệu khảo sát, kỹ sư sẽ xây dựng phương án thiết kế sơ bộ cho các hệ thống kỹ thuật chính của công trình, bao gồm:

• Tính toán phụ tải và phương án cấp điện;
• Lựa chọn giải pháp điều hòa không khí và thông gió (HVAC);
• Tính toán nhu cầu cấp thoát nước và nước nóng sinh hoạt;
• Đề xuất phương án phòng cháy chữa cháy phù hợp với công năng sử dụng.

Bước 3: Thiết kế chi tiết các hệ thống cơ điện

Sau khi phương án được thống nhất, đội ngũ kỹ sư sẽ triển khai bản vẽ kỹ thuật chi tiết cho từng hạng mục như hệ thống điện, HVAC, cấp thoát nước, PCCC và các hệ thống kỹ thuật khác của công trình.

Trong giai đoạn này, các thông số kỹ thuật, công suất thiết bị, kích thước đường ống, cáp điện và vị trí lắp đặt sẽ được tính toán nhằm đảm bảo khả năng vận hành và tối ưu chi phí đầu tư.

Bước 4: Lập hồ sơ thiết kế

Hồ sơ thiết kế cơ điện thường bao gồm:

• Bản vẽ kỹ thuật của các hệ thống cơ điện;
• Thuyết minh tính toán và các thông số kỹ thuật;
• Danh mục vật tư, thiết bị;
• Các yêu cầu kỹ thuật, tiêu chuẩn và quy chuẩn áp dụng cho dự án.

Bước 5: Phê duyệt thiết kế

Trước khi tiến hành thi công, TDI Cons sẽ tiến hành trao đổi với khách hàng và chốt phê duyệt thiết kế. Đảm bảo thực hiện các điều chỉnh nếu có trước khi thi công, đáp ứng đầy đủ các yêu cầu của khách hàng và các quy định pháp lý.

Sau khi được phê duyệt, hồ sơ thiết kế sẽ trở thành cơ sở cho quá trình triển khai thi công và lắp đặt hệ thống cơ điện tại công trình.

Hồ sơ thiết kế cơ điện gồm những gì?

Một hồ sơ thiết kế cơ điện (M&E) đầy đủ bao gồm 4 thành phần bắt buộc: Bản vẽ thiết kế, Thuyết minh thiết kế, Chỉ dẫn kỹ thuật và Tiên lượng bản tính (BOQ). Dưới đây là chi tiết các thành phần trong bộ hồ sơ tiêu chuẩn:

1. Bản vẽ thiết kế kỹ thuật của hệ thống cơ điện

Đây là phần cốt lõi và chiếm khối lượng lớn nhất, thể hiện trực quan vị trí, sơ đồ đi dây, đường ống của toàn bộ 4 hạng mục (Điện, HVAC, Cấp thoát nước, PCCC).

• Bản vẽ sơ đồ nguyên lý: Sơ đồ một sợi (điện), sơ đồ trục cấp thoát nước, sơ đồ nguyên lý điều hòa, báo cháy.
• Bản vẽ mặt bằng: Vị trí lắp đặt thiết bị (đèn, ổ cắm, điều hòa, họng chữa cháy) và đường đi của ống/dây trên từng tầng.
• Bản vẽ mặt cắt và chi tiết: Chi tiết lắp đặt thiết bị đặc thù, mặt cắt tủ điện, mặt cắt bệ bơm, vị trí giao cắt của các loại đường ống.

2. Thuyết minh thiết kế

Văn bản giải trình toàn bộ giải pháp kỹ thuật được áp dụng trong công trình để chủ đầu tư và cơ quan chức năng phê duyệt.

• Cơ sở thiết kế: Liệt kê các tiêu chuẩn, quy chuẩn xây dựng Việt Nam (TCVN) và quốc tế được áp dụng.
• Nhu cầu phụ tải: Tính toán tổng công suất điện (kW), nhu cầu dùng nước (m3/ngày), công suất lạnh (BTU/HP) của dự án.
• Giải pháp kỹ thuật: Lý do chọn hệ thống (ví dụ: vì sao dùng hệ điều hòa trung tâm VRV thay vì máy cục bộ).

3. Chỉ dẫn kỹ thuật (Technical Specifications)

Tài liệu quy định chi tiết về chất lượng, đặc tính kỹ thuật của vật tư và quy trình thi công, nghiệm thu.

• Yêu cầu vật liệu: Quy định tiêu chuẩn cho cáp điện, ống nước, ống gió (chất liệu, độ dày, khả năng chịu nhiệt).
• Tiêu chuẩn thiết bị: Các thông số bắt buộc của máy phát điện, máy bơm, chiller, tủ điện.
• Quy trình thi công: Hướng dẫn biện pháp lắp đặt, thử áp đường ống, đo điện trở tiếp địa và quy trình chạy thử (Commissioning).

4. Bảng tiên lượng và khối lượng (BOQ)

Bảng thống kê danh mục và khối lượng vật tư để phục vụ công tác lập dự toán và đấu thầu.

• Danh mục thiết bị: Số lượng, chủng loại của từng thiết bị chính (máy bơm, điều hòa, tủ điện).
• Khối lượng vật tư phụ: Chiều dài mét dây cáp, mét ống nước, diện tích ống gió, số lượng co, cút, phụ kiện treo đỡ.

Hướng dẫn cách kiểm tra và đánh giá thiết kế hệ thống cơ điện

Kiểm tra và đánh giá thiết kế cơ điện là bước quan trọng nhằm đảm bảo hệ thống vận hành an toàn, ổn định và đáp ứng đúng yêu cầu sử dụng của công trình.

Quá trình đánh giá thường tập trung vào các nhóm tiêu chí chính sau:

• Yếu tố kỹ thuật: Kiểm tra các thông số như điện áp, dòng điện, công suất, hiệu suất hoạt động, độ ổn định, độ chính xác, độ bền và mức độ an toàn của hệ thống. Các thông số này cần được tính toán và đối chiếu với các tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành.
• Yếu tố an toàn: Đánh giá khả năng bảo vệ của hệ thống trước các sự cố như quá tải, ngắn mạch, rò điện, sét đánh và các tác động gây ảnh hưởng đến quá trình vận hành của công trình.
• Yếu tố vận hành: Xem xét khả năng sử dụng, tính linh hoạt trong quá trình vận hành, khả năng mở rộng trong tương lai cũng như hiệu quả tiết kiệm năng lượng và chi phí vận hành.

Việc kiểm tra và đánh giá thiết kế cơ điện nên được thực hiện bởi đội ngũ kỹ sư có chuyên môn và kinh nghiệm nhằm đảm bảo hệ thống đáp ứng đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật và an toàn trước khi đưa vào thi công và vận hành thực tế.

Những công trình cần thiết kế cơ điện

Thiết kế cơ điện (MEP) được áp dụng cho mọi công trình xây dựng hiện nay nhằm đảm bảo các hệ thống kỹ thuật vận hành an toàn, ổn định và đáp ứng nhu cầu sử dụng thực tế. Tùy thuộc vào quy mô và công năng, phạm vi thiết kế cơ điện có thể khác nhau giữa từng loại công trình.

Các công trình thường cần triển khai thiết kế cơ điện bao gồm nhà ở dân dụng, tòa nhà cao tầng, khu công nghiệp như nhà xưởng, nhà máy và các công trình công cộng như trường học, bệnh viện, trung tâm thương mại hoặc khách sạn.

Vì sao nên lựa chọn TDI Cons thiết kế cơ điện?

TDI Cons – Tổng thầu cơ điện sở hữu năng lực triển khai đồng bộ các hạng mục cơ điện cho công trình công nghiệp, thương mại và dân dụng với quy trình xuyên suốt từ tư vấn, thiết kế đến thi công và quản lý dự án.

Một số lợi thế nổi bật của TDI Cons bao gồm:

• Đội ngũ kỹ sư và chuyên gia có tới 15 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực thiết kế hệ thống điện, HVAC, PCCC và cấp thoát nước cho nhiều loại hình công trình khác nhau.
• Ứng dụng công nghệ BIM và các công cụ thiết kế hiện đại giúp kiểm soát xung đột giữa các hệ thống kỹ thuật, tối ưu khối lượng và hạn chế phát sinh trong quá trình thi công.
• Kinh nghiệm triển khai nhiều dự án công nghiệp quy mô lớn trải dài trên cả nước với diện tích từ hàng chục nghìn đến hàng trăm nghìn mét vuông.
• Tham gia thiết kế và triển khai cơ điện cho hàng trăm dự án FDI, tiêu biểu như Nhà máy OAKONCEPT Việt Nam quy mô khoảng 80.000 m2 tại Yên Bái, Nhà máy Pourin Việt Nam khoảng 60.000 m2 tại Hải Phòng, Nhà máy CUTABOVE Việt Nam khoảng 30.000 m2 tại Hải Phòng hay Nhà máy REPON Việt Nam khoảng 25.000 m2 tại Long An.
• Hệ thống dự án được triển khai tại nhiều trung tâm công nghiệp lớn như Hải Phòng, Bắc Ninh, Hà Nam, Thái Bình, Phú Thọ, Yên Bái và Long An, cho thấy năng lực đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật đa dạng của từng ngành nghề sản xuất khác nhau.

Với định hướng lấy hiệu quả vận hành và khả năng thi công thực tế làm trọng tâm, TDI Cons hướng tới việc mang đến các giải pháp cơ điện tối ưu về kỹ thuật, tiến độ và chi phí cho từng dự án.

Nếu cần tư vấn và hỗ trợ thiết kế cơ điện hãy liên hệ trực tiếp cho TDI Cons qua hotline 024.6297.0970 để được hỗ trợ nhanh nhất có thể nhé!

Thông tin liên hệ TDI Cons

• Hotline 24/7: 024 6297 0970
• Email: info@tdigroup.vn
• Website: https://tdicons.vn/
• Trụ sở: Khu Đô Thị Geleximco, Phường Tây Mỗ, TP. Hà Nội
• Chi nhánh miền Nam: 15 đường 2A, Long Bình, TP. HCM