Ống thành trong kết cấu gân xoắn - Bước tiến mới trong công nghệ thoát nước đô thị

Trong vài năm trở lại đây, tốc độ đô thị hóa ở Việt Nam khiến mật độ nhà cao tầng, trung tâm thương mại, bệnh viện và khách sạn tăng nhanh. Cùng với đó, yêu cầu đối với hệ thống thoát nước trong công trình hiện đại không chỉ dừng ở việc “dẫn thoát lưu lượng nước một cách an toàn và hiệu quả”, mà còn phải êm, ổn định, dễ bảo trì và bền theo thời gian.

Ống nhựa PVC truyền thống từng đáp ứng tốt giai đoạn đầu nhờ ưu thế nhẹ, dễ thi công và chi phí hợp lý. Nhưng khi lưu lượng tăng, chiều cao cột nước lớn và tần suất sử dụng dày đặc, các nhược điểm quen thuộc như tiếng ồn, hiện tượng nghẽn hơi gây áp âm, cặn bám dẫn đến tắc nghẽn… ngày càng bộc lộ rõ.

Từ nhu cầu thực tế đó, giải pháp ống PVC-U thành trong kết cấu gân xoắn khắc phục các nhược điểm của ống nhựa thông thường. Khác với ống trơn truyền thống, loại ống này có bề mặt ngoài nhẵn đảm bảo độ kín khít và thẩm mỹ khi lắp đặt, mặt trong kết cấu gân chạy xoắn ốc dọc theo chiều dài ống. Kết cấu này tạo ra lợi ích vượt trội trong cơ chế dẫn dòng: nước không còn rơi tự do và va đập vào thành ống mà được dẫn theo một quỹ đạo xoáy đều. Nhờ vậy, năng lượng va đập phân tán dọc theo đường xoắn, giảm rung và tiếng ồn; đồng thời hình thành một lõi khí ổn định ở tâm ống, giúp cân bằng áp suất, hạn chế hiện tượng chân không và ngăn việc phá vỡ lớp nước ngăn mùi trong các bẫy nước.

Về mặt thủy lực, dòng xoáy có hướng còn tạo ra hiệu ứng “tự làm sạch”. Các hạt cặn nhỏ khó bám dính vì luôn bị cuốn theo chuyển động xoay của dòng chảy, từ đó giảm tích tụ và kéo dài chu kỳ bảo trì. Khi mở rộng quy mô lên hệ thống trục đứng của các tòa nhà, hiệu quả này càng dễ nhận thấy: tốc độ thoát nước ổn định hơn, ít dao động áp, ít tiếng ồn vọng qua kết cấu.

Sản phẩm ống PVC-U thành trong kết cấu gân xoắn của Nhựa Tiền Phong.

Kết quả thực nghiệm và minh chứng hiệu quả

Các nghiên cứu quốc tế kết hợp với thử nghiệm trong nước cho thấy: Khi chiều cao gân đạt ~2,9 mm (≈2,8% đường kính trong) và góc xoắn ~12°, lưu lượng thoát nước đạt mức tối đa trong khi tiếng ồn giảm rõ rệt, số gân = 12 cho kết quả cân bằng giữa lưu lượng và mức ồn thấp.

Chúng tôi tiến hành thử nghiệm đối với ống DN 110 thành trong kết cấu gân xoắn được thực hiện tại tòa nhà 19 tầng dự án của GM tại Đồ Sơn – Hải Phòng so với ống trơn DN 110 nhận thấy nước được chảy xuôi theo các đường gân xoắn đã làm hạn chế tốc độ rơi của nước, hạn chế áp lực âm.

Lưu lượng thoát trục đứng của ống PVC-U lõi xoắn Ø110 cao hơn so với ống uPVC trơn Ø110 là18,2% (nối đường ống gom bằng nối góc cong 90^o). Khi nối đường ống gom bằng 2 nối góc 45^o (hoặc nối góc 45^o và ba chạc 45^o), lưu lượng thoát trục đứng của ống PVC-U lõi xoắn Ø110 cao hơn so với ống PVC-U trơn Ø110 là 44,4 %. Độ ồn đo được tại hiện trường thấp hơn đến khoảng 7 dB, một khác biệt đủ lớn để cư dân cảm nhận bằng tai trong không gian kín.

Những số liệu trên khẳng định ưu thế vượt trội của ống thành trong kết cấu gân xoắn cả về thủy lực lẫn môi trường âm học. Khi các tham số được lựa chọn phù hợp, dòng chảy trong ống đạt được sự ổn định, lưu lượng cao và mức ồn giảm rõ rệt.

Kết cấu gân xoắn điển hình

Chuẩn hóa sản phẩm: TCVN 144489:2025

Nhằm quản lý chất lượng và thúc đẩy ứng dụng rộng rãi, năm 2025, Bộ Khoa học và Công nghệ đã chính thức công bố TCVN 144489:2025 – Ống nhựa PVC-U lõi gân xoắn thoát nước trong tòa nhà. Tiêu chuẩn này xác lập phạm vi áp dụng, hệ kích cỡ danh nghĩa (DN110, DN125, DN140, DN160), yêu cầu vật liệu và ngoại quan, cùng các yêu cầu kỹ thuật then chốt liên quan đến gân xoắn như góc, bước, chiều cao và số lượng.

Đi kèm là hệ phương pháp thử về kích thước, cơ lý, thủy lực và đánh giá tiếng ồn, cũng như quy định ghi nhãn và truy xuất nguồn gốc theo pháp luật hiện hành. Sự chuẩn hóa giúp doanh nghiệp có định hướng kỹ thuật rõ ràng để thiết kế, sản xuất và chứng nhận; chủ đầu tư và tư vấn thiết kế có cơ sở chuyên môn lựa chọn và cơ quan quản lý có công cụ thống nhất để kiểm soát chất lượng.

Thách thức triển khai

Mặc dù có nhiều ưu điểm, việc ứng dụng ống PVC-U thành trong kết cấu gân xoắn vẫn đối mặt với một số khó khăn. Chi phí đầu tư dây chuyền và khuôn mẫu sản xuất cao, đòi hỏi doanh nghiệp phải có nguồn vốn và định hướng dài hạn. Thị trường tiêu thụ chưa thực sự mở rộng do thói quen sử dụng ống trơn vẫn phổ biến trong thiết kế và lựa chọn vật liệu.

Để khắc phục, cần có sự hỗ trợ đồng bộ từ chính sách và hạ tầng kỹ thuật. Các ưu đãi đầu tư sẽ khuyến khích doanh nghiệp tiên phong đổi mới công nghệ. Việc triển khai các công trình mẫu là bước quan trọng chứng minh hiệu quả thực tiễn, qua đó tạo niềm tin và thúc đẩy mở rộng thị trường.

Triển vọng tương lai

Ống PVC-U thành trong kết cấu gân xoắn được thiết kế chuyên biệt cho hệ thống thoát nước trục đứng trong các tòa nhà cao tầng. Với khả năng tăng lưu lượng, giảm tiếng ồn và hạn chế tắc nghẽn, sản phẩm đáp ứng tốt yêu cầu kỹ thuật của công trình hiện đại. Việc cống bố TCVN 144489:2025 đã tạo nền tảng pháp lý quan trọng, giúp doanh nghiệp chứng minh chất lượng sản phẩm, đồng thời củng cố niềm tin của chủ đầu tư và tư vấn thiết kế.

Vai trò của doanh nghiệp nội địa cũng rất đáng kể trong hành trình biến giải pháp kỹ thuật này thành sản phẩm thương mại. Nhựa Tiền Phong là doanh nghiệp tiên phong nghiên cứu, tiếp nhận công nghệ và sản xuất ống PVC-U lõi gân xoắn dải DN110–DN160 cùng hệ phụ kiện đồng bộ. Sự chủ động trong thiết kế và vật liệu giúp sản phẩm duy trì tính đồng nhất, dễ lắp đặt và bảo đảm chất lượng ổn định – những yếu tố quan trọng đối với các dự án cao tầng.

Kết luận

Ống PVC-U lõi gân xoắn là giải pháp kỹ thuật chuyên biệt cho hệ thống thoát nước trục đứng trong các tòa nhà cao tầng, giúp khắc phục hạn chế của ống trơn truyền thống nhờ khả năng tăng lưu lượng, giảm tiếng ồn và kéo dài tuổi thọ hệ thống. Thử nghiệm thực tế đã chứng minh hiệu quả vượt trội, trong khi việc công bố TCVN 144489:2025 tạo cơ sở pháp lý và kỹ thuật vững chắc cho ứng dụng và phát triển sản phẩm.

Với những ưu điểm nổi bật, loại ống này hứa hẹn sẽ sớm trở thành lựa chọn tiêu chuẩn trong các công trình hiện đại, góp phần nâng cao chất lượng xây dựng và thúc đẩy sự phát triển bền vững của ngành nhựa xây dựng Việt Nam.

Đỗ Thị Thu Hiền - Viện TCCL Việt Nam