Thiết kế nhà xưởng khung thép: Quy trình và tiêu chuẩn mới nhất

Trong bối cảnh công nghiệp hóa phát triển mạnh mẽ, thiết kế nhà xưởng khung thép đang trở thành xu hướng được nhiều doanh nghiệp lựa chọn. Không chỉ tối ưu chi phí và thời gian thi công, mô hình này còn đáp ứng linh hoạt nhu cầu mở rộng sản xuất. Tuy nhiên, để đạt hiệu quả tối đa, việc nắm vững quy trình và tiêu chuẩn mới nhất là yếu tố then chốt. Bài viết dưới đây sẽ mang đến cho bạn cái nhìn tổng quan và sâu sắc nhất về thiết kế nhà xưởng hiện đại bằng khung thép.

Nhà xưởng khung thép là gì?

Nhà xưởng khung thép là dạng công trình công nghiệp được xây dựng bằng hệ khung kết cấu thép tiền chế. Thay vì dùng bê tông cốt thép truyền thống, toàn bộ phần khung – bao gồm cột, kèo, xà gồ – được chế tạo sẵn tại nhà máy và lắp dựng tại công trường. Mô hình này tối ưu về mặt chi phí, thời gian thi công và khả năng mở rộng. Đây là lựa chọn phổ biến trong thiết kế nhà xưởng hiện đại, đáp ứng tốt các tiêu chuẩn kỹ thuật như chịu lực, chống cháy và tiết kiệm năng lượng. 

Với ưu điểm linh hoạt trong kiến trúc, dễ tháo lắp và tái sử dụng, nhà xưởng khung thép phù hợp cho nhiều ngành nghề như sản xuất, kho bãi, chế biến, logistic. Khi thiết kế nhà xưởng khung thép, cần tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn xây dựng, tải trọng, thông gió và chiếu sáng để đảm bảo an toàn và hiệu quả vận hành.

Nhà xưởng khung thép khác gì nhà xưởng thông thường

Nhà xưởng khung thép ngày càng được ưa chuộng nhờ khả năng tối ưu chi phí, thời gian thi công và linh hoạt trong thiết kế. Dưới đây là bảng so sánh tổng quan giữa hai loại hình nhà xưởng:

Tiêu chí	Nhà xưởng khung thép	Nhà xưởng bê tông cốt thép truyền thống
Vật liệu chính	Kết cấu thép chịu lực, tấm tôn hoặc panel cách nhiệt	Bê tông cốt thép đúc tại chỗ hoặc đúc sẵn
Thời gian thi công	Nhanh, lắp dựng bằng bulong, có thể hoàn thành trong vài tuần	Dài hơn, cần thời gian đổ bê tông và dưỡng hộ
Khả năng mở rộng	Linh hoạt, dễ nâng cấp hoặc mở rộng diện tích	Hạn chế do kết cấu cố định, ít thích ứng thay đổi
Chi phí xây dựng	Tiết kiệm hơn (tùy yêu cầu tải trọng, quy mô)	Thường cao hơn do nguyên vật liệu và nhân công
Khả năng chịu lực	Cao, đáp ứng tiêu chuẩn thiết kế nhà công nghiệp	Tốt, nhưng kém linh hoạt hơn khung thép
Ứng dụng phổ biến	Nhà máy sản xuất, kho lạnh, nhà xưởng công nghiệp nhẹ	Xưởng sản xuất nặng, nhà kho cố định lâu dài

12 Tiêu chuẩn thiết kế nhà xưởng khung thép

Thiết kế nhà xưởng khung thép không chỉ là việc lựa chọn kết cấu thép phù hợp mà còn là quá trình tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn kỹ thuật trong từng hạng mục: móng, mái, tường, hệ thống chiếu sáng, thông gió, xử lý nước thải… Việc đảm bảo các quy chuẩn này sẽ quyết định đến độ bền vững, khả năng vận hành và tính an toàn của công trình nhà xưởng công nghiệp.

Tiêu chuẩn thiết kế nhà xưởng khung thép về độ dốc mái và cửa mái

Mái nhà xưởng tiền chế đóng vai trò quan trọng trong việc thoát nước, chống thấm và giảm tải trọng công trình. Tùy vào vật liệu sử dụng mà độ dốc mái cần đáp ứng các ngưỡng tiêu chuẩn:

Vật liệu lợp mái	Độ dốc tiêu chuẩn
Tấm lợp xi măng	30 – 40%
Tôn lợp nhà xưởng	15 – 20%
Ngói truyền thống	50 – 60%
Bê tông cốt thép (chống thấm)	5 – 8%

Với mái có độ dốc dưới 8%, phải bổ sung khe nhiệt trên lớp bê tông để chống nứt và thấm nước. Đồng thời, hệ thống thoát nước mưa mái nhà và cửa mái cũng cần được tính toán kỹ lưỡng trong bản vẽ thi công nhà xưởng công nghiệp để đảm bảo an toàn vận hành.

Tiêu chuẩn thiết kế nhà xưởng khung thép trọng tải nền và móng nhà xưởng

Móng và nền là nền tảng chịu tải chính cho toàn bộ kết cấu khung thép. Do đó, thiết kế cần tuân theo TCVN 2737:1995, tiêu chuẩn quốc gia về tải trọng và tác động lên công trình xây dựng. Một số thông số kỹ thuật quan trọng:

• Mặt nền phải cao hơn mặt móng từ 0,15m – 2,0m tùy loại cột.
• Nền bê tông chia thành từng ô 0,6m, lớp bê tông lót ≥ 0,1m.
• Mạch chèn giữa các ô phải sử dụng bi tum hoặc vật liệu chống thấm tương đương.
• Độ dốc hè nền: 1 – 3% để thoát nước hiệu quả.

Các loại nền phổ biến hiện nay bao gồm: nền bê tông cốt thép, nền bê tông chịu axit, nền lát gạch xi măng… Tùy thuộc vào hoạt động sản xuất, doanh nghiệp cần lựa chọn kết cấu nền phù hợp nhằm đảm bảo độ bền và khả năng chịu tải lâu dài.

Tiêu chuẩn thiết kế nhà xưởng khung thép chiếu sáng tự nhiên qua cửa sổ và cửa đi

Ánh sáng là yếu tố then chốt trong việc thiết kế nhà xưởng đạt chuẩn. Theo các tiêu chuẩn thiết kế chiếu sáng nhà xưởng, hệ thống cửa sổ và cửa đi phải được bố trí khoa học để tận dụng ánh sáng tự nhiên:

• Cửa sổ đặt ở độ cao ≤ 2,4m tính từ sàn.
• Cửa cao trên 2,4m cần lắp cố định khung hoặc có kẹp giữ an toàn.
• Cửa sổ nên sử dụng cơ cấu mở cơ khí nhằm dễ điều chỉnh.
• Cửa đi mở hướng ra ngoài; phải lớn hơn xe vận tải ít nhất 20cm (cao) và 50cm (rộng).

Tiêu chuẩn thiết kế nhà xưởng khung thép kết cấu tường và vách ngăn

Tường và vách ngăn không chỉ phân chia không gian sản xuất mà còn là thành phần chịu lực trong thiết kế kết cấu nhà xưởng. Một số tiêu chuẩn cụ thể:

• Tường gạch cần chống thấm tại chân bằng bitum hoặc lớp vữa xi măng M75, dày 20cm.
  Tùy quy mô nhà xưởng, chọn loại tường phù hợp: tường chịu lực, tường chèn hoặc tự chịu lực.
• Vách ngăn có thể làm từ thép, ván ép, bê tông lưới thép… Chiều cao cột ≤ 6m với nhịp ≤ 12m.

Tiêu chuẩn hệ thống thông gió nhà xưởng

Thông gió trong nhà xưởng khung thép được chia thành hai dạng chính:

• Thông gió tự nhiên: sử dụng giếng trời, khe hở mái hoặc quạt thông gió lắp ở cửa mái.
• Thông gió cơ khí: không sử dụng kênh dẫn gió, thay vào đó sử dụng quạt hút áp suất hoặc quạt ly tâm.

Hệ thống này giúp lưu thông không khí, hạn chế hơi nóng, khói bụi tích tụ và cải thiện điều kiện làm việc cho công nhân.

Tiêu chuẩn lấy sáng tự nhiên và nhân tạo

Nhà xưởng tiêu chuẩn cần đảm bảo tỷ lệ lấy sáng tự nhiên hợp lý, thường đạt từ 10–15% tổng diện tích mái. Các yếu tố được tận dụng bao gồm:

• Giếng trời, mái lấy sáng bằng tấm Polycarbonate.
• Cửa sổ kính lấy sáng kết hợp thông gió.
• Hệ thống chiếu sáng nhân tạo bằng đèn LED công nghiệp, đảm bảo chỉ số CRI và tiết kiệm điện.

Sự kết hợp hài hòa giữa nguồn sáng tự nhiên và nhân tạo không chỉ tiết kiệm chi phí mà còn tăng hiệu quả sản xuất.

Tiêu chuẩn cách nhiệt và chống ồn

Nhà xưởng sử dụng vật liệu cách nhiệt như tôn PU, tôn EPS hoặc bông thủy tinh dán trần để giảm hấp thụ nhiệt từ mái tôn. Đồng thời, các tấm panel cách âm được sử dụng tại khu vực phát sinh tiếng ồn lớn như xưởng cơ khí, khu sản xuất máy móc nặng.

Tiêu chuẩn này không chỉ cải thiện môi trường làm việc mà còn là yêu cầu cần thiết trong các dự án nhà xưởng nằm gần khu dân cư.

Tiêu chuẩn thiết kế mái che mở rộng

Mái che kéo dài tại các khu vực cửa xuất nhập hàng giúp bảo vệ hàng hóa và con người khỏi tác động của thời tiết. Vật liệu sử dụng phải có độ bền cao, chống rỉ sét và chịu lực tốt như tôn kẽm hoặc tôn lợp có lớp sơn tĩnh điện.

Tiêu chuẩn khu vực văn phòng bên trong nhà xưởng

Mô hình xưởng sản xuất kết hợp văn phòng ngày càng phổ biến. Khu vực văn phòng thường được xây bằng kết cấu nhẹ (kính, khung nhôm, panel cách âm), tách biệt rõ với khu sản xuất. Thiết kế nội thất ưu tiên không gian mở, thoáng mát, đảm bảo tính chuyên nghiệp và thẩm mỹ.

Tiêu chuẩn chống côn trùng và động vật xâm nhập

Để đảm bảo vệ sinh nhà xưởng, đặc biệt với các ngành thực phẩm, dược phẩm, cần lắp đặt:

• Lưới chống côn trùng tại cửa sổ, giếng trời, khe thông gió.
• Thiết bị đóng/mở cửa tự động giúp hạn chế côn trùng bay vào.
• Biện pháp tiêu độc khử trùng định kỳ tại các cửa ra vào chính.

Tiêu chuẩn hệ thống an ninh – camera giám sát

Thi công nhà xưởng khung thép cần tích hợp hệ thống camera 24/7 tại các khu vực nhạy cảm như:

• Khu xuất/nhập hàng.
• Văn phòng và khu vực hành chính.
• Nhà kho và khu vực lưu trữ nguyên vật liệu.

Thiết bị giám sát phải đạt độ phân giải Full HD trở lên và có khả năng lưu trữ tối thiểu 15 ngày.

Tiêu chuẩn hệ thống xử lý nước thải

Bất kỳ mô hình nhà xưởng sản xuất nào cũng cần có hệ thống xử lý nước thải đạt chuẩn theo quy định của Bộ Tài nguyên và Môi trường. Một hệ thống điển hình bao gồm:

• Bể tách dầu mỡ.
• Bể lắng sơ cấp.
• Hệ thống lọc sinh học và khử trùng UV.
• Hố ga đặt tại các vị trí dễ kiểm tra, không ảnh hưởng khu sản xuất.

Tiêu chuẩn GMP trong nhà xưởng thực phẩm – dược phẩm

Những ngành nghề yêu cầu vệ sinh nghiêm ngặt như thực phẩm, mỹ phẩm, dược phẩm bắt buộc tuân thủ tiêu chuẩn nhà xưởng GMP (Good Manufacturing Practice). Các yêu cầu cơ bản bao gồm:

• Mặt sàn nhẵn, dễ vệ sinh, không đọng nước.
• Phân luồng riêng biệt giữa nguyên liệu đầu vào và sản phẩm đầu ra.
  Cửa chống côn trùng, vách cách nhiệt, hệ thống HVAC kiểm soát độ ẩm và bụi.

Áp dụng tiêu chuẩn GMP không chỉ nâng cao chất lượng sản phẩm mà còn giúp doanh nghiệp dễ dàng đạt các chứng nhận ISO, HACCP, FSSC trong chuỗi cung ứng quốc tế.

Các bước thiết kế nhà xưởng khung thép tiêu chuẩn

Thiết kế nhà xưởng khung thép đòi hỏi quy trình rõ ràng, khoa học và tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật để đảm bảo hiệu quả sử dụng lâu dài. Dưới đây là các bước thiết yếu trong quá trình triển khai dự án:

1. Khảo sát hiện trạng và lập phương án sơ bộ
   Đây là giai đoạn thu thập dữ liệu nền tảng như: địa chất công trình, hướng gió, tải trọng dự kiến và diện tích sử dụng. Việc khảo sát kỹ giúp đưa ra phương án thiết kế tiền khả thi phù hợp với mục đích sản xuất, đặc điểm địa phương và điều kiện thi công.
2. Thiết kế chi tiết: kiến trúc – kết cấu – hệ thống MEP
   Sau bước sơ bộ, bản vẽ kiến trúc sẽ thể hiện công năng, lưu thông và ánh sáng tự nhiên. Kết cấu khung thép được tính toán chính xác về tải trọng, độ võng, chống gió – đặc biệt quan trọng trong các nhà xưởng cao tầng hoặc vùng bão. Hệ thống cơ điện (MEP) gồm điện chiếu sáng, cấp thoát nước, PCCC và thông gió – phải tích hợp đồng bộ ngay từ đầu để tránh xung đột thiết kế.
3. Lập dự toán và phân tích chi phí
   Dựa trên bản vẽ, các kỹ sư dự toán tính toán chi tiết khối lượng vật tư, nhân công, thời gian thi công. Đây là cơ sở để chủ đầu tư kiểm soát ngân sách và chuẩn bị tài chính, đồng thời so sánh giữa các phương án kết cấu (ví dụ: khung thép tổ hợp so với tiền chế).
4. Thẩm tra bản vẽ và chuẩn bị thi công
   Các bản vẽ kỹ thuật cần được rà soát để đảm bảo tính chính xác, khả năng thi công và phù hợp quy chuẩn xây dựng (TCVN, Eurocode hoặc tiêu chuẩn Mỹ như AISC). Hồ sơ sau khi được phê duyệt là cơ sở triển khai thi công bản vẽ shop-drawing, kế hoạch vật tư và timeline.

Kinh nghiệm lựa chọn đơn vị thiết kế thi công uy tín

Trong quá trình thiết kế nhà xưởng khung thép, việc chọn đúng nhà thầu thiết kế thi công quyết định 70% chất lượng và hiệu quả đầu tư. Một đơn vị uy tín không chỉ nắm vững tiêu chuẩn kỹ thuật như TCVN 5575:2012 hay Eurocode, mà còn phải có kinh nghiệm triển khai thực tế và quy trình quản lý chuyên nghiệp.

>>> Xem thêm: Kết cấu nhà xưởng: Hướng dẫn kỹ thuật và tiêu chuẩn mới nhất

Dưới đây là các tiêu chí cốt lõi để đánh giá:

• Kinh nghiệm thực chiến: Ưu tiên nhà thầu đã thực hiện nhiều dự án nhà thép tiền chế quy mô tương đương. Tham khảo hồ sơ năng lực, phản hồi từ đối tác cũ.
• Năng lực thiết kế: Đơn vị có đội ngũ kỹ sư kết cấu chuyên sâu, sử dụng phần mềm chuyên dụng như Tekla Structures, SAP2000, Etabs để đảm bảo độ chính xác cao.
• Hệ thống quản lý chất lượng: Áp dụng ISO 9001, có quy trình kiểm tra nguyên vật liệu đầu vào và nghiệm thu kỹ thuật rõ ràng.
• Khả năng tích hợp thi công và lắp dựng: Ưu tiên đơn vị vừa thiết kế vừa thi công để đồng bộ tiến độ và giảm chi phí phát sinh.
• Tính minh bạch trong hợp đồng: Có báo giá rõ ràng, cam kết tiến độ, bảo hành và xử lý sự cố sau thi công.

Trước khi ký kết hợp đồng, hãy hỏi nhà thầu 5 điều quan trọng:

1. Có thể cung cấp bản vẽ thiết kế mẫu và dự toán sơ bộ không?
2. Có cam kết thời gian thi công, tiến độ lắp dựng không?
3. Nhà xưởng có được thiết kế theo tiêu chuẩn nào?
4. Chính sách bảo hành kết cấu thép như thế nào?

Nếu bạn đang tìm đơn vị thiết kế thi công nhà xưởng khung thép trọn gói, chuyên nghiệp và nhiều năm kinh nghiệm, hãy tham khảo WEDO — đối tác đáng tin cậy trong hàng trăm dự án nhà công nghiệp tại Việt Nam.

Việc thiết kế nhà xưởng khung thép không chỉ là bài toán kỹ thuật mà còn là chiến lược đầu tư dài hạn. Để mỗi mét vuông nhà xưởng đều phát huy tối đa giá trị, hãy trang bị cho mình kiến thức vững vàng về quy trình và tiêu chuẩn thiết kế mới nhất. Và đừng quên: sự chỉn chu trong khâu thiết kế hôm nay chính là nền tảng cho thành công bền vững ngày mai.

SỰ KIỆN ĐƯỢC YÊU THÍCH