Và ngành công nghiệp nhiệt – điện lạnh nói chung và hệ thống điều hòa không khí nói riêng là một phần tất yếu trong đời sống con người và là một phần không thể thiếu trong sự nghiệp phát
TỔNG QUAN
Giới thiệu hệ thống điều hòa không khí
1.1.1 Tổng quan Điều hoà không khí (ĐHKK) là ngành khoa học nghiên cứu các phương pháp và thiết bị nhằm tạo ra và duy trì ổn định một môi trường vi khí hậu: nhiệt độ, độ ẩm, đảm bảo độ sạch của không khí, khống chế độ ồn và sự lưu thông hợp lý của dòng không khí tùy theo mục đích sử dụng
Năm 1910, công ty Borsig đã xây dựng các hệ thống điều hòa không khí tại Koeln và Rio de Janeiro, mặc dù chủ yếu tập trung vào việc kiểm soát nhiệt độ nhưng vẫn chưa đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật cao hơn khác.
Ngành điều hòa không khí ở Hoa Kỳ và toàn cầu đã có bước phát triển vượt bậc kể từ khi Willis Haviland Carrier đưa ra định nghĩa về điều hòa không khí như một hệ thống kết hợp làm lạnh, gia ẩm, lọc không khí, hút ẩm và tự động duy trì trạng thái không khí ổn định để phục vụ mọi nhu cầu tiện nghi Định nghĩa này đã mở đường cho sự phát triển toàn diện của ngành điều hòa không khí, đáp ứng nhu cầu của con người về một môi trường sống và làm việc thoải mái và an toàn.
W.H Carrier được coi là người khai lập ra ngành điều hòa không khí nhờ những đóng góp quan trọng của ông Ông đã xây dựng ẩm đồ của không khí từ năm 1911 và nêu được tính chất nhiệt của không khí ẩm, đồng thời đề xuất phương pháp xử lý để không khí đạt được trạng thái như yêu cầu Những đóng góp này đã giúp ông được vinh danh và ghi nhận là người đi đầu trong lĩnh vực điều hòa không khí.
1.1.2 Ý nghĩa và tầm quan trọng của hệ thống điều hòa không khí
Công cuộc công nghiệp hóa - hiện đại hóa đang diễn ra mạnh mẽ tại Việt Nam và trên toàn thế giới, dẫn đến sự phát triển kinh tế và gia tăng nhu cầu của con người Tuy nhiên, điều này cũng gây ra hệ lụy về biến đổi khí hậu và ô nhiễm môi trường, làm cho ngành điều hòa không khí trở nên thiết yếu hơn bao giờ hết Ngành điều hòa không khí đã góp phần quan trọng vào việc cải thiện môi trường không khí trong các khu công nghiệp, tòa nhà, trung tâm thương mại, bệnh viện và trường học, giúp con người và máy móc hoạt động năng suất và hiệu quả hơn.
Với đặc tính khí hậu nhiệt đới gió mùa, điều hòa không khí đóng vai trò quan trọng trong đời sống sinh hoạt và sản xuất Việc sử dụng điều hòa không khí giúp tạo ra môi trường làm việc và sinh hoạt thoải mái, thân thiện với con người, đồng thời cải thiện hiệu suất làm việc và chất lượng cuộc sống.
Trong đời sống sinh hoạt, dân dụng, môi trường và khí hậu có ảnh hưởng trực tiếp rất lớn tới trạng thái con người thông qua các yếu tố nhiệt độ, độ ẩm tương đối, tốc độ lưu chuyển không khí, nồng độ các chất độc hại và độ ồn Nhiệt độ là yếu tố điển hình nhất, gây ra các cảm giác nóng lạnh do sự truyền nhiệt giữa môi trường không khí xung quanh và bề mặt da người Điều hòa không khí là giải pháp tạo ra môi trường không khí trong sạch, có nhiệt độ, độ ẩm và vận tốc gió nằm trong phạm vi ổn định phù hợp với cơ thể con người, giúp cảm thấy dễ chịu, thoải mái và bảo vệ sức khỏe.
Trong công nghiệp sản xuất, thành phần không khí và các thông số vật lý của nó đóng vai trò quan trọng đối với các quy trình công nghệ trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau Mỗi quy trình công nghệ đòi hỏi những yêu cầu cụ thể về các thông số vật lý của môi trường, chẳng hạn như trong ngành công nghiệp sợi - dệt, độ ẩm không khí (ĐHKK) có ý nghĩa quan trọng đối với chất lượng sản phẩm và hiệu suất sản xuất.
Độ ẩm đóng vai trò quan trọng trong quá trình kéo sợi bông do mối quan hệ mật thiết với nhiệt độ Khi độ ẩm cao, độ kết dính và ma sát giữa các sợi bông sẽ tăng lên, khiến quá trình kéo sợi trở nên khó khăn hơn.
Ngành Đại học Kinh tế (ĐHKK) đã đóng góp quan trọng vào quá trình công nghiệp hóa - hiện đại hóa và cải thiện đời sống của người dân Việt Nam cũng như toàn cầu trong nhiều lĩnh vực khác nhau, thể hiện vai trò quan trọng của mình trong sự phát triển kinh tế - xã hội.
1.1.3 Một số hệ thống điều hòa không khí phổ biến
1.1.3.1 Hệ thống điều hòa không khí máy lạnh cục bộ (single split)
Hệ thống điều hòa cục bộ là loại máy điều hòa không khí phổ biến nhất hiện nay, được thiết kế với một dàn nóng và một dàn lạnh Ưu điểm của hệ thống này là kích thước phù hợp và cách thiết kế tiện lợi, giúp tiết kiệm điện năng và đặc biệt thích hợp cho các căn hộ nhỏ có thanh toán tiền điện riêng lẻ.
Hình 1.1 Máy lạnh cục bộ hãng Daikin [1]
Máy điều hòa cục bộ mang lại nhiều lợi thế nhờ thiết kế nhỏ gọn, dễ dàng lắp đặt và chi phí đầu tư thấp Ưu điểm của máy điều hòa cục bộ còn nằm ở việc hoạt động độc lập, giúp quá trình bảo trì và bảo dưỡng trở nên đơn giản hơn Tuy nhiên, khi nhiệt độ ngoài trời tăng cao, hiệu suất của máy có thể bị ảnh hưởng đáng kể, đồng thời việc lắp đặt nhiều dàn nóng cho các dàn lạnh riêng biệt cũng có thể ảnh hưởng đến mỹ quan của các tòa nhà.
1.1.3.2 Hệ thống điều hòa không khí Multi
Hệ thống điều hòa Multi là giải pháp điều hòa không khí hiện đại, cho phép kết nối một dàn nóng với nhiều dàn lạnh (từ 2 đến 4 dàn lạnh) để phục vụ nhu cầu làm mát của nhiều phòng khác nhau Mỗi dàn lạnh hoạt động như một hệ thống riêng biệt và độc lập, giúp người dùng dễ dàng kiểm soát nhiệt độ và tiết kiệm năng lượng Với sự tiện lợi và linh hoạt này, hệ thống điều hòa Multi đang dần trở nên phổ biến trong nhiều gia đình và doanh nghiệp.
Điều hòa Multi là lựa chọn lý tưởng cho những ngôi nhà có nhiều phòng nhờ tính linh hoạt cao và dễ dàng lắp đặt theo từng nhu cầu sử dụng Ưu điểm của hệ thống này là chỉ cần một dàn nóng, giúp tăng tính thẩm mỹ cho những căn hộ chung cư có diện tích loggia hẹp và tiết kiệm chi phí vật tư Tuy nhiên, điều hòa Multi cũng có nhược điểm là chi phí đầu tư ban đầu cao và còn hạn chế các tính năng hiện đại.
1.1.3.3 Hệ thống điều hòa trung tâm VRV
Hệ thống điều hòa trung tâm VRV (Variable Refrigerant Volume) là hệ thống điều hòa không khí có lưu lượng môi chất thay đổi được thông qua điều chỉnh tần số dòng điện Cấu tạo của hệ thống VRV tương tự như máy dạng rời, bao gồm hai mảng chính là mảng ngoài trời và mảng trong nhà, với nhiều khối trong có dàn bốc hơi và quạt Điểm khác biệt chính giữa VRV và máy dạng rời là chiều dài và chiều cao giữa khối ngoài trời và trong nhà của VRV cho phép rất lớn, lên đến 100m chiều dài và 50m chiều cao, đồng thời chiều cao giữa các khối trong nhà có thể đạt tới 15m Điều này cho phép khối ngoài trời được đặt trên nóc nhà cao tầng, giúp tiết kiệm không gian và cải thiện điều kiện làm mát dàn ngưng bằng không khí.
Cấu trúc hệ thống VRV gồm:
- Hệ thống dàn nóng (đơn lẻ hoặc liên kết)
- Hệ thống dàn lạnh gồm các loại như cassette âm trần, treo tường, âm trần nối ống gió, dàn lạnh đặt sàn
Hệ thống điều khiển gồm bộ điều khiển độc lập và điều khiển trung tâm
Hình 1.3 Hệ thống điều hòa không khí trung tâm VRV [3]
Hệ thống có khá nhiều ưu điểm:
Nhiệm vụ đề tài
1.2.1 Tính cấp thiết của đề tài
Hiện tượng thời tiết cực đoan đang gia tăng, khiến môi trường sống của con người trở nên khắc nghiệt hơn Tuy nhiên, điều này không ảnh hưởng đáng kể đến nhu cầu sử dụng công nghệ điều hòa không khí Trên thực tế, cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật đã nâng cao chất lượng cuộc sống của con người, và điều hòa không khí đã trở thành một yêu cầu thiết yếu trong xây dựng Đặc biệt, tại các khu vực đông dân cư như thành phố lớn, hệ thống điều hòa không khí và thông gió đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao chất lượng cuộc sống và khả năng sinh hoạt, làm việc của con người Do đó, việc lắp đặt hệ thống điều hòa không khí là nhu cầu thiết yếu và cần thiết cho các công trình lớn như khu thương mại, văn phòng, chung cư.
Hệ thống điều hòa khí hậu (ĐHKK) đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực, bao gồm y tế và công nghiệp Trong ngành y tế, hệ thống này giúp kiểm soát chất lượng không khí, nhiệt độ và lọc không khí ô nhiễm, tạo cảm giác thoải mái cho bệnh nhân và nhân viên y tế, đồng thời ngăn chặn lây nhiễm chéo Trong lĩnh vực công nghiệp, hệ thống ĐHKK đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt về nhiệt độ, độ ẩm và độ chứa bụi, đảm bảo chất lượng sản phẩm và hoạt động bình thường của thiết bị.
12 bỏ các khí thải độc hại gây hại cho con người, tránh gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người
Hệ thống điều hòa khí hậu (ĐHKK) đóng vai trò quan trọng và ảnh hưởng sâu rộng đến đời sống sinh hoạt và sản xuất Do đó, việc học tập, tìm hiểu và nghiên cứu hệ thống ĐHKK là điều cấp thiết Nhóm chúng tôi đã thực hiện đề tài "Tính toán kiểm tra và triển khai bản vẽ bằng phần mềm Revit MEP cho hệ thống ĐHKK và thông gió cho khu căn hộ cao tầng CH2 thuộc dự án khu đô thị dịch vụ du lịch tại phường Phú Hài, thành phố Phan Thiết" Mục tiêu của đề tài là tính toán kiểm tra hệ thống ĐHKK và thông gió để đánh giá, so sánh và nhận xét với các hạng mục thực tế tại công trình, từ đó đưa ra những đánh giá và khuyến nghị giúp công trình đạt được hiệu quả tốt hơn.
1.2.2 Phạm vi đề tài Đối với đề tài yêu cầu tính toán kiểm tra hệ thống điều hòa không khí thì cả nhóm cần hoàn thành các hạng mục sau:
- Tính toán kiểm tra tải nhiệt công trình theo phương pháp Carrier rồi so sánh thực tế với công trình
- Tính toán kiểm tra tải nhiệt công trình dựa vào phần mềm Heatload rồi so sánh thực tế với công trình
- Thành lập sơ đồ ĐHKK và tính chọn thiết bị
- Tính toán kiểm tra hệ thống thông gió, hút khói hành lang và tạo áp tạo áp cầu thang
Triển khai bản vẽ hệ thống thông gió của tòa nhà bằng phần mềm Revit MEP và diễn họa video cho hệ thống này.
Giới thiệu công trình
Tòa tháp 1 thuộc khu căn hộ cao tầng CH2 nằm trong dự án khu đô thị dịch vụ du lịch tại phường Phú Hài, thành phố Phan Thiết, tỉnh Bình Thuận, mang đến một không gian sống hiện đại và tiện nghi cho cư dân.
Chủ đầu tư: công ty TNHH đầu tư Hưng Lộc Phát Phan Thiết
Hình 1.5 Khu căn hộ cao tầng (CH2) thuộc phường Phú Hài, thành phố Phan Thiết 1.3.1 Thống kê cơ cấu công trình dựa vào bản vẽ
Công trình này có quy mô ấn tượng với 36 tầng nổi bao gồm cả tầng mái và 1 tầng hầm tiện nghi Đặc biệt, khu vực tầng hầm được thiết kế với 5 bãi đỗ xe rộng rãi và 5 cụm thang máy hiện đại, đảm bảo sự tiện lợi và thoải mái cho cư dân.
(1 thang máy dành cho PCCC) và 1 cầu thang bộ thoát hiểm
Từ bản vẽ mặt bằng của công trình, ta có thể biết công năng và diện tích của các khu vực được thể hiện qua bảng 1.1 sau:
Bảng 1.1 Thông số tổng hợp công trình
Tầng Khu vực Diện tích sàn Chiều cao
Phòng kỹ thuật xử lý nước thải 73 3
Khu căn hộ 1 phòng ngủ
Khu căn hộ 2 phòng ngủ
Khu căn hộ 1 phòng ngủ
Khu căn hộ 2 phòng ngủ
35 Phòng kỹ thuật thang máy 78 2,5
1.3.2 Điều kiện thời tiết tại địa điểm xây dựng
- Địa điểm: phường Phú Hài, thành phố Phan Thiết, tỉnh Bình Thuận
- Cao độ so với mặt nước biển: 9𝑚
• Nhiệt độ không khí ngoài trời được dùng trong thiết kế:
Lấy theo bảng 2.3 trang 35 trong QCVN 02 – 2009/BXD, đối với công trình tại thành phố Phan Thiết, tỉnh Bình Thuận có thông số tính toán như sau:
- Bầu khô vào mùa hè: 32,6°𝐶
- Bầu ẩm vào mùa hè: 28,3°𝐶𝑊𝐵
- Nhiệt độ thay đổi hàng ngày: 11𝐾
- Tháng nóng nhất trong năm: tháng 5
Với nhiệt độ bên ngoài 𝑡 𝑁 = 32,6℃ và độ ẩm trung bình 𝑅𝐻 = 79,8%, tra đồ thị I – d, [TL2/Tr27] ta có enthalpy 𝐼 𝑇 = 96,53 𝑘𝐽/𝑘𝑔và dung ẩm ⅆ 𝑁 = 25,32 𝑔/𝑘𝑔
• Nhiệt độ không khí bên trong được dùng trong thiết kế:
Tòa nhà có thiết kế độc đáo với khối đế từ tầng 1 đến tầng 3, bao gồm các khu thương mại dịch vụ, siêu thị, trung tâm hội nghị, và các tiện ích khác, trong khi các tầng còn lại được dành cho khu căn hộ, tạo nên một không gian sống hiện đại và tiện nghi.
Khu vực Mùa hè Mùa đông Độ ẩm trung bình
Khu vực Mùa hè Mùa đông Độ ẩm trung bình
Chọn điều kiện bên trong: 𝑡 𝑇 = 25℃ và 𝜑 𝑇 = 60%
Tra đồ thị I – d [TL2/Tr27]: enthalpy 𝐼 𝑇 = 55,4 𝑘𝐽/𝑘𝑔 và dung ẩm ⅆ 𝑇 = 12 𝑔/𝑘𝑔
1.3.3 Giới thiệu hệ thống điều hòa không khí tại công trình
Hạng mục khu căn hộ cao tầng được thiết kế và thi công dựa trên các tiêu chuẩn nghiêm ngặt của Việt Nam và quốc tế, bao gồm cả tiêu chuẩn Ashrea, Anh và Singapore Các hệ thống điều hòa không khí hiện đại được ứng dụng tại công trình, bao gồm máy lạnh cục bộ, hệ thống điều hòa multi và hệ thống điều hòa trung tâm VRV/VRF, đảm bảo mang lại không gian sống thoải mái và tiện nghi cho cư dân.
Hệ thống điều hòa không khí máy lạnh cục bộ:
- Các dàn nóng đặt tại bên ngoài nhà đảm bảo khả năng giải nhiệt bằng gió
- Các dàn lạnh gắn tường sẽ điều hòa cho khu vực phòng khách, phòng ngủ… các căn hộ
Hệ thống điều hòa không khí trung tâm VRV/VRF:
Các dàn nóng VRV/VRF thường được đặt tại vị trí sàn tầng mái để tận dụng tối đa khả năng giải nhiệt bằng gió, giúp tăng hiệu suất làm mát Đồng thời, loại dàn nóng này cũng được lựa chọn dựa trên khả năng chống ăn mòn cao, đảm bảo độ bền và tuổi thọ cho hệ thống.
- Các dàn lạnh âm trần nối ống gió sẽ điều hòa cho khu vực sảnh đón
- Các dàn lạnh cassettle âm trần sẽ điều hòa cho các không gian tiện ích công cộng
TÍNH TẢI LẠNH
Cơ sở tính toán và các thông số ban đầu
Khi thiết kế một công trình, có nhiều phương pháp tính toán cân bằng nhiệt khác nhau, trong đó phương pháp Carrier là một lựa chọn phổ biến Để đảm bảo độ chính xác và hiệu quả, chúng tôi sử dụng phương pháp Carrier kết hợp với phần mềm Heatload của Daikin, một công cụ chuyên nghiệp giúp tính toán và phân tích cân bằng nhiệt cho công trình một cách chính xác và hiệu quả.
Các thông số ban đầu của công trình:
Tính toán phụ tải lạnh
Khi thiết kế một công trình, việc đảm bảo đủ năng suất lạnh là điều cần thiết, và bước đầu tiên quan trọng là xác định đúng các thành phần nhiệt gây tác động đến không gian điều hòa Để xác định năng suất lạnh phù hợp với các yêu cầu khác nhau, có nhiều phương pháp tính cân bằng nhiệt khác nhau Trong đó, phương pháp Carrier là một trong những phương pháp được sử dụng phổ biến để tính toán năng suất lạnh hiệu quả.
Phương pháp Carrier khác biệt so với phương pháp truyền thống ở chỗ xác định năng suất lạnh Q0 thông qua việc tính toán riêng biệt tổng nhiệt thừa Qht và tổng ẩn thừa Qat của mọi nguồn nhiệt tỏa và thẩm thấu tác động vào phòng điều hòa.
Nhiệt tổn thất của một hệ thống có thể được tính toán bằng cách tổng hợp nhiệt bức xạ mặt trời (Q0) và nhiệt tỏa ra từ các nguồn khác nhau Cụ thể, nhiệt tổn thất do bức xạ mặt trời (Q1), bao che (Q2) và nhiệt tỏa (Q3) chỉ bao gồm nhiệt hiện, trong khi nhiệt tỏa do người, gió tươi và gió lọt lại bao gồm cả nhiệt hiện và nhiệt ẩn.
Các nguồn nhiệt gây tổn thất cho không gian điều hòa:
- Nhiệt hiện bức xạ qua kính Q1.
- Nhiệt hiện truyền qua bao che ∆t Q2.
- Nhiệt hiện tỏa ra do thiết bị chiếu sáng và máy móc Q3.
- Nhiệt hiện và ẩn do con người tỏa ra Q4.
- Nhiệt hiện và ẩn do gió tươi mang vào QN.
- Nhiệt hiện và ẩn do gió lọt vào Q5.
Hình 2.1 Sơ đồ tính toán cân bằng nhiệt theo phương pháp Carrier
Trong phần tính toán này, chúng tôi chỉ tập trung vào việc tính toán ví dụ cho một số khu vực dựa trên nguồn nhiệt cụ thể Sau khi tính toán cho mỗi nguồn nhiệt, chúng tôi sẽ tổng hợp các thông số của khu thương mại dịch vụ 1 tầng 1 tháp 1 Các kết quả tính toán chi tiết sẽ được trình bày đầy đủ trong phần Bảng chi tiết nhiệt thừa công trình.
2.2.1 Nhiệt xâm nhập qua kính do bức xạ mặt trời Q 11
Công trình bị ảnh hưởng bởi bức xạ mặt trời do lớp kính bao phủ, dẫn đến sự thay đổi nhiệt độ liên tục trong ngày Cường độ bức xạ mặt trời phụ thuộc vào thời gian và hướng, với hướng Đông nhận bức xạ cao nhất từ 8h đến 9h sáng và hướng Tây nhận bức xạ cao nhất từ 16h đến 17h chiều Do đó, mức độ bức xạ mặt trời ảnh hưởng trực tiếp đến nhiệt xâm nhập qua kính, được xác định bởi biểu thức 𝑄 11.
- 𝑛 𝑡 – hệ số tác dụng tức thời - Tra bảng 4.6 ÷ 4.7 [TL1/tr.156]
- 𝐹, (𝑚 2 ) – diện tích bề mặt của kính
Tầng cao nhất của tòa nhà có chiều cao 108,5m, cộng với độ cao trung bình của thành phố Phan Thiết, tỉnh Bình Thuận là 9m, tạo nên chiều cao tổng thể H là 117,5m Hệ số ảnh hưởng của độ cao so với mặt nước biển, ký hiệu là εc, được tính toán dựa trên công thức εc = 1 + H.
Vì hệ số này không đáng kể nên chúng em chọn 𝜀 𝑐 = 1 cho toàn bộ công trình
Hệ số đ𝑠 (𝜀) là yếu tố quan trọng giúp đánh giá ảnh hưởng của chênh lệch nhiệt độ đọng sương của không khí quan sát so với nhiệt độ đọng sương của không khí ở trên mặt mực nước biển là 20°C Hệ số này được tính toán dựa trên công thức cụ thể, cho phép chúng ta hiểu rõ hơn về mối quan hệ giữa nhiệt độ đọng sương và điều kiện khí hậu.
𝑡 𝑠 , (℃) - nhiệt độ đọng sương của không khí ngoài trời
Với 𝑡 𝑁 = 32,6℃ và 𝜑 𝑁 = 79,8%, tra đồ thị I – d, ta được 𝑡 𝑠 = 29,5℃
- 𝜀 𝑚𝑚 - hệ số kể đến ảnh hưởng mây mù, khi tính toán lấy trường hợp lớn nhất là lúc trời không có mây mù 𝜀 𝑚𝑚 = 1
- 𝜀 𝑘ℎ - hệ số ảnh hưởng của khung cửa kính, do là khung cửa kim loại nên chọn 𝜀 𝑘ℎ = 1,17
- 𝜀 𝑚 - hệ số ảnh hưởng của kính, phụ thuộc vào màu sắc và loại kính
• Từ tầng 1 đến tầng 4, sử dụng kính cơ bản là loại kính trong suốt nên 𝜀 𝑚 = 1
• Từ tầng 4 đến tầng 36, sử dụng kính Calorex, màu xanh, 6mm có
𝜀 𝑚 = 0,57 tra theo bảng 4.3 trong [TL1/Tr.153]
- 𝜀 𝑟 – hệ số mặt trời, công trình sử dụng kính có màn che màu trung bình nên
𝜀 𝑟 = 0,65 tra theo bảng 4.4 trong [TL1/Tr.153]
- 𝑅 𝑇 , (𝑊/𝑚 2 ) – nhiệt bức xạ mặt trời qua kính vào phòng
Từ tầng 1 đến tầng 4, sử dụng kính cơ bản hoạt động trong các giờ có nắng, do đó hệ số truyền nhiệt 𝑅 𝑇 bằng với hệ số truyền nhiệt cực đại 𝑅 𝑇𝑚𝑎𝑥 Căn hộ cao tầng này tọa lạc tại thành phố Phan Thiết, nằm ở vĩ độ 10°55′ Bắc, và dựa trên bảng 4.2 [TL1/Tr.152], chúng ta có thể tham khảo bảng thống kê ở bảng 2.2 để có cái nhìn tổng quan về đặc điểm của khu vực này.
Từ tầng 5 đến tầng 35, tòa nhà sử dụng kính Carolex màu xanh với độ dày 6mm và được trang bị rèm che bên trong Đặc biệt, hệ số truyền nhiệt bức xạ (𝑅 𝑇) của kính này được thay thế bằng nhiệt bức xạ vào phòng, khác biệt so với kính cơ bản.
𝑅 𝑁 , 𝑊/𝑚 2 – bức xạ mặt trời đến bên ngoài kính 𝑅 𝑁 = 𝑅 𝑇
𝛼 𝑚 , 𝜏 𝑚 , 𝜌 𝑚 , 𝛼 𝑘 , 𝜏 𝑘 , 𝜌 𝑘 - hệ số hấp thụ, xuyên qua, phản xạ của màn che và kính
Với loại kính Carolex, màu xanh, 6mm và màn che màu trung bình tra bảng 4.3 TL1/Tr ta có:
Bảng 2.1 Hệ số hấp phụ xuyên qua của kính và màn che
Bảng 2.2 Nhiệt bức xạ mặt trời qua kính vào phòng R (W/m 2 )
Bắc 95 107,9 38,5 Đông Bắc 467 530,6 189,6 Đông 498 565,9 202,3 Đông Nam 208 236,36 84,5
Hệ số tác dụng tức thời 𝑛 𝑡 :
Khối lượng tường có mặt ngoài tiếp xúc với bức xạ mặt trời và của sàn nằm trên mặt đất, được ký hiệu là G′, chỉ bao gồm tường vì chỉ có tầng trệt sàn nằm trên mặt đất, được tính bằng đơn vị kg.
𝐺 ′′ – Khối lượng tường có mặt ngoài tiếp xúc với bức xạ mặt trời và của sàn không nằm trên mặt đất ( kg)
Tra theo bảng 4.11 tài liệu [1], trang 166
- Khối lượng 1m 2 tường (dày 0,2m): 1800.0,260 kg/m 2
- Khối lượng 1m 2 sàn bê tông (dày 0,2m): 2400.0,2H0 kg/m 2
- Trị số bảng nt bảng 4.6, tài liệu [1] ta thống kê được như sau:
Bảng 2.3 Hệ số tức thời qua kính vào phòng
Bắc 95 0,88 Đông Bắc 467 0,58 Đông 498 0,62 Đông Nam 208 0,64
❖ Nhiệt bức xạ qua kính tính cho khu thương mại dịch vụ 1 tầng 1 tháp 1:
Lượng nhiệt bức xạ tức thời lớn nhất qua kính vào khu thương mại dịch vụ 1:
Bảng 2.4 Thông số tính toán nhiệt bức xạ qua kính cho khu thương mại dịch vụ 1
Thay vào công thức, ta được:
Bảng 2.5 Nhiệt bức xạ qua từng khu vực trong tầng 1
Khu thương mại dịch vụ 1
Khu thương mại dịch vụ 2
Khu thương mại dịch vụ 3 Đông Nam 53 208 0,67 0,64 4,72
Khu thương mại dịch vụ 4 Đông Nam 63 208 0,67 0,64 5,61
Khu sinh hoạt cộng đồng Đông Nam 33 208 0,67 0,64 2,93
2.2.2 Nhiệt hiện truyền qua mái bức xạ nhiệt và ∆t Q 21
Mái của phòng điều hòa có ba dạng chính Đối với phòng điều hòa nằm giữa các tầng trong một tòa nhà điều hòa, nhiệt độ chênh lệch (∆t) bằng 0 và lượng nhiệt truyền Q21 cũng bằng 0 Trường hợp phía trên phòng điều hòa là phòng không điều hòa, ta lấy hệ số truyền nhiệt (k) từ bảng 4.15 TL và tính ∆t bằng 0,5 lần chênh lệch nhiệt độ giữa bên trong và bên ngoài (t N − t T ) Đối với mái tầng thượng của tòa nhà nhiều tầng, lượng nhiệt truyền vào phòng bao gồm hai thành phần: nhiệt do bức xạ mặt trời và nhiệt do chênh lệch nhiệt độ giữa không khí trong nhà và ngoài nhà.
Nhiệt hiện truyền qua mái qua bức xạ nhiệt và 𝛥𝑡 được tính bằng công thức:
- k – hệ số truyền nhiệt, (W/m 2 K) ; tra bảng 4.15 tài liệu [1]
- ∆ttđ – hiệu nhiệt độ tương đương ℃ Đối với tầng 35, do tầng phía trên có mái che nên tầng 36 cũng là vùng không gian không điều hòa nên ta có:
Tra bảng 4.15 TL/Tr.170 có hệ số truyền nhiệt mái tầng 35 sàn bêtông 150mm với lớp vữa ở trên 25mm có lát gạch vinyl 3mm, 𝑘 = 2,78 (𝑊 𝑚⁄ 2 𝐾)
❖ Nhiệt truyền qua mái căn duplex T1 – PH1D1 có diện tích mái 𝐹 = 92 𝑚 2 :
Bảng 2.6 Nhiệt hiện truyền qua mái Q 21 tầng 35
Tầng Căn duplex Số lượng Diện tích mái
2.2.3 Nhiệt hiện truyền qua vách Q 22
Nhiệt truyền qua vách được xác định theo công thức
- Q22i - Nhiệt truyền qua tường, cửa ra vào và vách kính (W)
- ki - hệ số truyền nhiệt (W/m 2 K)
- Fi – diện tích tường, cửa, kính tương đương ( m 2 )
- ∆t : Chênh lệch nhiệt độ giữa bên ngoài và trong không gian điều hòa ( °C)
2.2.3.1 Nhiệt hiện truyền qua tường Q 22t
Nhiệt hiện truyền qua tường 𝑄 22𝑡 được tính bằng công thức:
- 𝑘 𝑡 – hệ số truyền nhiệt qua vách tường được xác định bằng công thức: k i = 1
𝛼 𝑁 = 20 𝑊/𝑚 2 𝐾 – Hệ số tỏa nhiệt phía ngoài nhà khi tường tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài [TL1/tr166]
𝛼 𝑁 = 10 𝑊/𝑚 2 𝐾 – Hệ số tỏa nhiệt phía ngoài nhà khi tường tiếp xúc gián tiếp với không khí bên ngoài (không gian không điều hòa) [TL1/tr166]
𝛼 𝑇 = 10 𝑊/𝑚 2 𝐾 – Hệ số tỏa nhiệt phía trong nhà [TL1/tr166]
23 δi, λi – bề dày và hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu
• Hệ số truyền nhiệt tường bê tông 600mm tiếp xúc gián tiếp:
• Hệ số truyền nhiệt tường bê tông 600mm tiếp xúc trực tiếp:
• Hệ số truyền nhiệt tường gạch 280mm tiếp xúc gián tiếp:
• Hệ số truyền nhiệt tường gạch 280mm tiếp xúc trực tiếp:
- ∆𝑡 𝑖 – chênh lệch nhiệt độ giữa bên ngoài và bên trong không gian điều hòa (℃)
• Chênh lệch nhiệt độ giữa trong phòng và ngoài trời (trực tiếp) là:
• Chênh lệch nhiệt độ giữa trong phòng và hành lang (gián tiếp) là:
❖ Nhiệt truyền qua vách tường khu thương mại dịch vụ 1 tầng 1 tháp 1:
- Nhiệt truyền qua tường bê tông tiếp xúc gián tiếp:
- Nhiệt truyền qua tường gạch:
• Tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài trời:
• Tiếp xúc gián tiếp với không khí ngoài trời:
Vậy tổng truyền qua vách tường khu thương mại dịch vụ 1 là
Bảng 2.7 Nhiệt truyền qua tường trong các khu vực tại tầng 1
Khu vực Vùng tiếp xúc k
Khu thương mại dịch vụ 1
Khu thương mại dịch vụ 2
Khu thương mại dịch vụ 3
Khu thương mại dịch vụ 4
Khu sinh hoạt cộng đồng
2.2.3.2 Nhiệt truyền qua vách kính Q 22k
Nhiệt truyền qua vách kính 𝑄 22𝑘 được xác định bằng công thức:
- 𝑘 𝑘 – hệ số truyền nhiệt qua kính (𝑊/𝑚 2 𝐾)
Với hệ số dẫn nhiệt của kính là 0,76 W/mK và độ dày kính là 6mm, căn hộ từ tầng 4 đến tầng 35 sử dụng phòng có từ 2 đến 3 lớp kính, có hệ số truyền nhiệt lần lượt là 2,89 W/m²K và 1,88 W/m²K.
- ∆𝑡 – chênh lệch nhiệt độ bên ngoài và bên trong khu vực điều hòa ℃
❖ Nhiệt truyền qua vách kính khu thương mại dịch vụ 1 tầng 1 tháp 1:
Bảng 2.8 Nhiệt truyền qua vách kính trong các khu vực tại tầng 1
Khu thương mại dịch vụ 1 6,33 26 7,6 1,25
Khu thương mại dịch vụ 2 6,33 63 7,6 3,03
Khu thương mại dịch vụ 3 6,33 53 7,6 2,55
Khu thương mại dịch vụ 4 6,33 63 7,6 3,03
Khu sinh hoạt cộng đồng 6,33 33 7,6 1,59
❖ Cửa ra vào tầng 3 làm bằng kính nên tính như nhiệt truyền qua kính:
Hệ số truyền nhiệt cửa kính 𝑘 𝑐𝑘 = 1 1
- Chênh lệch nhiệt độ giữa trong phòng và hành lang:
Bảng 2.9 Nhiệt truyền qua cửa kính tầng 3
Khu vực Diện tích cửa kính (𝑚 2 )
❖ Cửa ra vào khu căn hộ từ tầng 4 đến 35 làm bằng gỗ được tính như sau:
- Hệ số truyền nhiệt cửa gỗ 𝑘 𝑐𝑔 , cửa có chiều dày 50mm, tra bảng 4.12 trong [TL1/Tr149], 𝑘 𝑐𝑔 = 2,01 (𝑊/𝑚 2 𝐾)
- Chênh lệch nhiệt độ giữa trong phòng và hành lang:
Bảng 2.10 Nhiệt truyền qua cửa gỗ tầng 4
Khu vực Diện tích cửa gỗ
❖ Cửa tại khu lánh nạn tại tầng 20 được làm bằng thép được xác định bằng công thức:
- Hệ số truyền nhiệt cửa thép 𝑘 𝑐𝑡 = 1 1
Với 𝜆 𝑐𝑡 = 58 (𝑊/𝑚𝐾) tra bảng 4.11 [TL1/tr168] và độ dày cửa thép là
- Chênh lệch nhiệt độ giữa trong phòng và hành lang:
Bảng 2.11 Nhiệt truyền qua cửa thép gian lánh nạn
Khu vực Diện tích cửa thép
2.2.4 Nhiệt hiện truyền qua nền Q 23
Nhiệt hiện qua nền được xác định bằng công thức:
- 𝑘 – hệ số truyền nhiệt qua nền, đối với sàn bằng xi mông, bêtông theo bảng 3.4 [TL1/Tr97] ta có 𝑘 = 1,88 𝑊/𝑚 2 𝐾
- ∆𝑡 = 0,7(𝑡 𝑁 − 𝑡 𝑇 ) do sàn có không gian đệm phía dưới là tầng hầm
❖ Nhiệt truyền qua nền khu thương mại dịch vụ 1 tầng 1 tháp 1:
Diện tích sàn khu thương mại dịch vụ 1 tầng 1 tháp 1 là 𝐹 = 59 𝑚 2
Bảng 2.12 Nhiệt hiện truyền qua nền tầng 1
Khu vực Diện tích sàn (𝒎 𝟐 ) 𝑸 𝟐𝟑 (𝒌𝑾)
Khu sinh hoạt cộng đồng 72 0,72
2.2.5 Nhiệt hiện tỏa do đèn chiếu sáng Q 31
- 𝑛 𝑡 - hệ số tác dụng tức thời của đèn chiếu sáng, lấy ở bảng 4.8 [TL1/tr158] Vì có
𝑔 𝑠 > 700 𝑘𝑔/𝑚 2 𝑠à𝑛 và đèn sử dụng trên 10 tiếng nên 𝑛 𝑡 = 0,87
- 𝑛 đ – hệ số tác dụng đồng thời, ta có 𝑛 đ = 0,9 ÷ 1 đối với khu thương mại dịch vụ, chọn 𝑛 đ = 0,9 theo [TL1/Tr]
- ∑N i - tổng công suất ghi trên thiết bị, ta chọn theo tổng công suất trên thiết bị theo QCVN 09 – 2017:
• Thương mại dịch vụ: 16 W/m 2 sàn
❖ Nhiệt do đèn chiếu sáng khu thương mại dịch vụ 1 có diện tích sàn 𝐹 59 (𝑚 2 )
Bảng 2.13 Nhiệt hiện do đèn chiếu sáng tầng 1
Khu vực Công suất thiết bị
Khu thương mại dịch vụ 1 16 59 0,74
Khu thương mại dịch vụ 2 16 90 1,13
Khu thương mại dịch vụ 3 16 90 1,13
Khu thương mại dịch vụ 4 16 114 1,42
Khu sinh hoạt cộng đồng 15 72 0,85
2.2.6 Nhiệt hiện tỏa ra do thiết bị Q 32
Nhiệt hiện tỏa ra do thiết bị được tính bằng công thức:
- 𝑞 – mật độ tỏa nhiệt do máy móc trên 1 𝑚 2 (𝑊/𝑚 2 ), lấy theo QCVN 01:2019/BXD
❖ Nhiệt hiện do thiết bị phòng thương mại dịch vụ 1 tầng 1 tháp 1:
Phòng thương mại dịch vụ 1 có mật độ tỏa nhiệt máy móc trên 1 𝑚 2 là 𝑞 30 𝑊/𝑚 2
Bảng 2.14 Nhiệt hiện do thiết bị tỏa ra tại tầng 1
Khu vực Mật độ tỏa nhiệt
Khu thương mại dịch vụ 1 30 59 1,77
Khu thương mại dịch vụ 2 30 90 2,7
Khu thương mại dịch vụ 3 30 90 2,7
Khu thương mại dịch vụ 4 30 114 3,42
Khu sinh hoạt cộng đồng 25 72 1,8
2.2.7 Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do người tỏa ra Q 4h và Q 4a
2.2.7.1 Nhiệt hiện do người tỏa ra Q 4h
Nhiệt hiện do người tỏa vào phòng chủ yếu bằng đối lưu và bức xạ được xác định theo biểu thức
- 𝑛 𝑡 – hệ số tác dụng tức thời của đèn chiếu sáng, lấy ở bảng 4.8 [TL1/tr158] Khu thương mại dịch vụ 1 có 𝑔 𝑠 > 700 𝑘𝑔/𝑚 2 𝑠à𝑛 và thời gian sử dụng đèn là 10h nên 𝑛 𝑡 = 0,87
- 𝑛 đ - hệ số tác động đồng thời, lấy 𝑛 đ = 0,9 theo [TL1/tr172] đối với khu thương mại dịch vụ
- n – số người ở trong phòng điều hòa, 𝑛 = 9
- 𝑞 ℎ – nhiệt hiện tỏa ra từ 1 người 𝑞 ℎ = 75
❖ Nhiệt hiện do người tỏa ra khu thương mai dịch vụ 1 tầng 1 tháp 1:
Bảng 2.15 Nhiệt hiện do người tỏa ra tầng 1
Khu vực Số người trung bình
Khu thương mại dịch vụ 1 9 59 0,53
Khu thương mại dịch vụ 2 14 90 0,82
Khu thương mại dịch vụ 3 14 90 0,82
Khu thương mại dịch vụ 4 18 114 1,06
Khu sinh hoạt cộng đồng 36 72 2,11
2.2.7.2 Nhiệt ẩn do người tỏa ra Q 4a
Nhiệt ẩn do người tỏa ra được tính theo công thức:
- n – số người ở trong khu vực điều hòa
- 𝑞 𝑎 - nhiệt ẩn tỏa ra từ 1 người 𝑞 𝑎 = 55
❖ Nhiệt ẩn do người tỏa ra khu thương mai dịch vụ 1 tầng 1 tháp 1:
Bảng 2.16 Nhiệt ẩn do người tỏa ra tầng 1
Khu vực Số người trung bình
Khu thương mại dịch vụ 1 9 59 0,495
Khu thương mại dịch vụ 2 14 90 0,77
Khu thương mại dịch vụ 3 14 90 0,77
Khu thương mại dịch vụ 4 18 114 0,99
Khu sinh hoạt cộng đồng 36 72 1,98
2.2.8 Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió lọt Q 5h và Q 5a
Tòa nhà vẫn còn tồn tại tình trạng rò rỉ gió bên ngoài lọt vào thông qua cửa sổ và cửa ra vào, do đó cần phải tính toán tải lạnh một cách chính xác, bao gồm cả nhiệt hiện và ẩn do gió lọt để đảm bảo hiệu suất làm mát tối ưu.
- 𝐿 𝑐 – lượng không khí lọt mỗi lần mở cửa, 𝑚 3 ∕ ℎ, lấy theo bảng 4.21 [TL1/Tr178]
- 𝑛 – số người qua cửa trong 1 giờ
- 𝜉 – hệ số kinh nghiệm, xác định theo bảng 4.2 [TL1/tr177]
Bảng 2.17 Hệ số kinh nghiệm
❖ Nhiệt hiện và ẩn do gió lọt khu thương mại dịch vụ 1 tầng 1 tháp 1
Bảng 2.18 Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió lọt tầng 1
Khu thương mại dịch vụ 1
Khu thương mại dịch vụ 2
Khu thương mại dịch vụ 3
Khu thương mại dịch vụ 4
Khu sinh hoạt cộng đồng
2.2.9 Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió tươi mang vào Q hN và Q aN
Để đảm bảo đủ oxy cho người ở trong phòng điều hòa, cần cung cấp một lượng gió tươi nhất định Lượng gió này không chỉ giúp duy trì chất lượng không khí mà còn ảnh hưởng đến nhiệt hiện và ẩn trong phòng Theo đó, nhiệt hiện và ẩn do gió tươi mang vào có thể được xác định thông qua một công thức cụ thể, giúp đánh giá và điều chỉnh lượng gió tươi phù hợp với nhu cầu sử dụng.
- n – số người trong khu vực điều hòa
- l - lượng không khí tươi cần cho 1 người dùng trong 1 giây (𝑙/𝑠)
- tN ,tT – nhiệt độ bên ngoài và bên trong ℃
❖ Nhiệt hiện và ẩn do gió tươi mang vào khu thương mại dịch vụ 1
Bảng 2.19 Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió tươi mang vào tầng 1
Khu thương mại dịch vụ 1 7,8 9 0,64 2,8 3,44
Khu thương mại dịch vụ 2 7,8 14 0,99 4,36 5,36
Khu thương mại dịch vụ 3 7,8 14 0,99 4,36 5,35
Khu thương mại dịch vụ 4 7,8 18 1,28 5,61 6,89
Khu sinh hoạt cộng đồng 3,1 36 1,02 4,46 5,48
Ngoài các nguồn nhiệt đã nêu trên còn các nguồn nhiệt khác ảnh hưởng tới phụ tải lạnh như:
- Nhiệt hiện và ẩn tỏa ra từ các thiết bị trao đổi nhiệt, các ống dẫn nước nóng và lạnh đi qua phòng điều hòa
- Nhiệt tỏa từ quạt và nhiệt tổn thất qua đường ống gió làm cho không khí lạnh bên trong nóng lên…
Tuy nhiên, các tổn thất nhiệt trong các trường hợp trên là nhỏ nên ta có thể bỏ qua nên
Hiện tượng đọng sương xảy ra khi nhiệt độ vách thấp hơn nhiệt độ đọng sương của không khí tiếp xúc với nó, gây ra những hậu quả tiêu cực như làm ẩm, mốc, mục trần thạch cao và tiềm ẩn nguy cơ chạm chập, cháy nổ cho các thiết bị điện tử Để tránh hiện tượng này, việc kiểm tra đọng sương trên vách cho tất cả các phòng là cần thiết, đặc biệt là khi nhiệt độ và độ ẩm trong nhà tương đối đồng nhất Để ngăn chặn đọng sương, hệ số truyền nhiệt của vách phải được đảm bảo nhỏ hơn hệ số truyền nhiệt cực đại, giúp duy trì sự ổn định và an toàn cho công trình.
Thành lập và tính toán sơ đồ điều hòa không khí
2.3.1 Lựa chọn sơ đồ điều hòa không khí
Công trình được thiết kế tận dụng nhiệt thải để tiết kiệm năng lượng nên sử dụng hệ thống ĐHKK một cấp.
Hình 2.2 Sơ đồ điều hòa không khí một cấp
Nguyên lý làm việc: không khí bên ngoài trời có trạng thái N (𝑡 𝑁 , 𝜑 𝑁 ) với lưu lượng
GN qua cửa lấy gió có van điều chỉnh 1, được đưa vào buồng hòa trộn 3 để hòa trộn với
Không khí ban đầu có trạng thái T (𝑡 𝑇 , 𝜑 𝑇 ) được hút từ miệng hồi gió 2 với lưu lượng GT Sau đó, hỗn hợp được hòa trộn và đưa đến thiết bị xử lý nhiệt ẩm 4, nơi nó được xử lý theo chương trình định sẵn để đạt trạng thái O Tiếp theo, hỗn hợp này được quạt 5 vận chuyển qua kênh gió 6 vào phòng 8 Khi không khí ra khỏi miệng thổi 7, nó có trạng thái V và tự thay đổi trạng thái từ V đến T (𝑡 𝑇 , 𝜑 𝑇 ) sau khi nhận nhiệt thừa QT và ẩm thừa WT Cuối cùng, một phần không khí được thải ra ngoài qua cửa thải gió 12, trong khi phần lớn còn lại được quạt hồi gió 11 hút về qua các miệng hút 9 theo kênh hồi gió 10.
2.3.2 Tính toán sơ đồ điều hòa không khí
2.3.2.1 Điểm gốc G và hệ số nhiệt hiện SHF (Sensible Heat Factor) Điểm gốc G xác định trên ẩm đồ là điểm trạng thái ( t $ °C,φ P %)
Thang chi hệ số nhiệt hiện ( εh) đặt bên dưới ẩm đồ
Hình 2.3 Điểm gốc G ( t $ °C,φ = 50%) và thang chia hệ số nhiệt hiện
2.3.2.2 Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF (ε hf )
Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF (εhf) là chỉ số quan trọng trong thiết kế và vận hành hệ thống điều hòa không khí, được tính bằng tỷ số giữa thành phần nhiệt hiện trên tổng nhiệt hiện và nhiệt ẩn của phòng, không bao gồm ảnh hưởng của gió tươi và gió lọt Hệ số này biểu diễn quá trình tự biến đổi không khí trong phòng điều hòa trên biểu đồ V-T Công thức tính hệ số nhiệt hiện phòng RSHF được biểu diễn bằng εhf = Qhf.
- Qhf - tổng nhiệt hiện của phòng, không có nhiệt hiện của gió tươi, (W)
- Qaf - tổng nhiệt ẩn của phòng, không có nhiệt ẩn của gió tươi, (W)
Hình 2.4 Hệ số nhiệt hiện của phòng Ɛ hf và cách xác định quá trình biến đổi V-T
❖ Ví dụ tính cho khu vực TMDV 1 tầng 1
Từ kết quả tính tải nhiệt ta có :
- Tổng nhiệt hiện (không có gió tươi) là :
- Tổng nhiệt ẩn (không có gió tươi) là :
Hệ số nhiệt hiện RSHF ( Ɛhf ) là: Ɛ ℎ𝑓 = 7,93
2.3.2.3 Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF (Ɛ ht )
Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF đại diện cho độ nghiêng của tia quá trình từ điểm hòa trộn đến điểm thổi Q, thể hiện quá trình làm lạnh và khử ẩm của không khí trong dàn lạnh sau khi hòa trộn giữa gió tươi và gió tái tuần hoàn Công thức tính hệ số nhiệt hiện tổng được biểu diễn bằng Ɛ ℎ𝑡 = 𝑄 ℎ.
- Qh - Thành phần nhiệt hiện, kể cả phần nhiệt hiện do gió tươi mang vào (W)
- Qa - Thành phần nhiệt ẩn, kể cả phần nhiệt ẩn do gió tươi mang vào (W)
- Qt - Tổng nhiệt thừa dùng để tính năng suất lạnh QO=Qt, (W)
Hình 2.5 Hệ số nhiệt hiển tổng GSHF (Ɛ ht ) và sự biến đổi khí trong dàn lạnh
2.3.2.4 Hệ số đi vòng Ɛ BF
Hệ số đi vòng ƐBF là chỉ số phản ánh tỷ lệ lượng không khí đi qua dàn lạnh mà không tham gia trao đổi nhiệt ẩm với bề mặt dàn lạnh so với tổng lượng không khí đi qua dàn lạnh.
- GH -Lưu lượng không khí qua dàn lạnh nhưng không trao đổi nhiệt ẩn với bề mặt dàn, nên vẫn còn trạng thái điểm hòa trộn H (kg/s)
- GO - Lưu lượng không khí quá dàn có trao đổi nhiệt ẩm với dàn,và đạt được trạng thái O (kg/s)
- G= GH + GO: Tổng lưu lượng không khí qua dàn lạnh, (kg/s)
Hệ số đi vòng ƐBF chịu ảnh hưởng từ nhiều yếu tố quan trọng, bao gồm bề mặt trao đổi nhiệt của dàn, cách sắp xếp và bố trí bề mặt trao đổi nhiệt ẩm, số hàng ống và tốc độ khí Trong trường hợp tính toán cho văn phòng làm việc, dựa trên bảng 4.22 trong tài liệu [1], hệ số đi vòng ƐBF được xác định là 0,1.
2.3.2.5 Hệ số nhiệt hiệu dụng ESHF (Ɛ hef )
Hệ số hiệu nhiệt dụng ESHF là tỷ số giữa hiệu nhiệt dụng của phòng và nhệt tổng hiệu dụng của phòng được tính như sau:
- Qhef - nhiệt hiện hiệu dụng của phòng (W)
- Qaef – Nhiệt ẩn hiệu dụng của phòng.(W)
- QhN - nhiệt hiện do gió tươi mang vào (W)
- QaN - nhiệt ẩn do gió tươi mang vào (W)
- ƐBF - hệ số đi vòng
Ví dụ tính cho khu vực TMDV 1 tầng 1
Qhef = Qhf + εBF QhN = 7,93 + 0,1.0,64 = 7,99 (kW)
Qaef = Qaf + εBF QaN = 0.495 + 0,1 2,8 = 0,78 (kW)
Vậy hệ số hiệu dụng ESHF là
7,99 + 0,78= 0,91 Tương tự tính toán cho các khu vực còn lại
2.3.2.6 Nhiệt độ điểm đọng sương t s
Nhiệt độ đọng sương của thiết bị là nhiệt độ đạt được khi làm lạnh hỗn hợp không khí tái tuần hoàn và không khí tươi Điểm cắt giữa đường Ɛht và đường π= 100% tại S chính là điểm đọng sương, và nhiệt độ ts tại điểm này được gọi là nhiệt độ đọng sương của thiết bị.
2.3.2.7 Tính toán năng suất lạnh cho khu vực TMDV 1 tầng 1
Thành lập sơ đồ cho dự án khu căn hộ cao tầng trên đồ thị
Sơ đồ tuần hoàn một cấp với các điểm N,T, H, O, V, S với các hệ số nhiệt hiện, hệ số đi vòng được giới thiệu trên hình
Hình 2.6 Sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp với các hệ số nhiệt hiện, hệ số đi vòng và quan hệ qua lại với các điểm H, T, O, S
- T, N lần lượt là trạng thái không khí ở trong nhà và ngoài trời
- Điểm H là trạng thái hòa trộn không khí tươi và không khí tuần hoàn
- Điểm S điểm đọng sương không khí qua thiết bị
Xác định các điểm : T ( tT % °C, φ= 60 %), N (tN = 32,6 °C, φ= 79 % ) và G ( tG $ °C, φP%) Đánh dấu trên trục SHF các giá trị vừa tìm được: εhf = 0,94; εht = 0,63; εhef = 0,91
Qua T kẻ đường song song với G - εhef cắt, φ0 % ở S (ts ,4°C, φ0 %), xác định được nhiệt độ đọng sương ts ,4°C
Qua S kẻ đường song song với G - εht cắt đường NT tại H, xác định được điểm hòa trộn H(tH= 26,3°C,φ= 66%)
Qua T kẻ dường song song với G - εhf cắt đường SH tại O (to °C φ= 97%)
Khi bỏ qua tổn thất nhiệt từ quạt gió và từ đường ống gió ta có O trùng V là điểm thổi vào
Các quá trình trên đồ thị :
- TH và NH là quá trình hòa trộn không khí
- HV là quá trình làm lạnh, khử ẩm
- VT là quá trình tự thay trạng thái của không khí trong phòng
Thành lập sơ đồ cho TMDV 1 trên đồ thị
Hình 2.7 Xác định các điểm trạng thái trên ẩm đồ cho khu TMDV 1 tầng 1 tháp 1
Lập bảng thông số trạng thái như sau
Bảng 2.21 Thông số trạng thái tại các điểm của khu vực TMDV 1 tầng 1
Kiểm tra hiệu nhiệt độ phòng và nhiệt độ thổi vào:
∆tVT = tT -tV = 8 vì vậy đạt tiêu chuẩn vệ sinh ∆tVT ≤ 10
Nhóm nghiên cứu đã thực hiện việc thu thập và phân tích các thông số trạng thái tại các điểm trong khu căn hộ cao tầng, đồng thời kiểm tra điều kiện vệ sinh tại các khu vực này Kết quả thu được đã được tổng hợp trong bảng dưới đây, cung cấp thông tin chi tiết về tình trạng vệ sinh và các thông số trạng thái tại từng điểm.
Bảng 2.22 Thông số trạng thái tại các điểm trong các khu vực của khu căn hộ cao tầng
TMDV 1 0,941 0,626 0,911 26,3 16,4 16,6 62,24 45,66 8,4 TMDV 2 0,951 0,667 0,926 26 16,4 16,7 60,75 46,1 8,3 TMDV 3 0,946 0,644 0,918 26,2 16,3 16,8 61,92 44,66 8,2 TMDV 4 0,944 0,639 0,916 26,2 16,3 16,7 61,65 46,1 8,3 SHCĐ 0,845 0,562 0,818 26,6 15,6 15,9 63,04 43,81 9,1
TMDV 1 0,94 0,64 0,91 26,2 16,25 16,8 61,65 45,49 8,2 TMDV 2 0,95 0,67 0,92 26 16,3 16,7 60,75 46,1 8,3 TMDV 3 0,94 0,63 0,91 26,2 16,25 16,7 62,19 45,8 8,3 TMDV 4 0,95 0,66 0,92 26 16,3 16,7 61,02 45,95 8,3 TMDV 5 0,95 0,68 0,93 25,9 16,4 16,7 60,17 45,95 8,3 TMDV 6 0,94 0,64 0,92 26,2 16,4 16,6 61,92 45,66 8,4 SHCĐ 5 0,86 0,59 0,84 26,4 15,75 16,1 62,84 44,09 8,9
CHDV 1 0,96 0,72 0,95 25,8 16,5 16,6 59,86 45,81 8,4 SHCĐ 9 0,90 0,66 0,88 25 16,1 16,4 57,43 44,94 8,6 SHCĐ 10 0,87 0,60 0,84 26,4 15,8 16,2 62,56 44,37 8,8 SHCĐ 11 0,91 0,68 0,89 25,8 16,2 16,5 59,86 45,23 8,5 Sảnh đón 0,91 0,63 0,89 26,2 16,2 16,6 61,65 45,51 8,4 Hành lang 0,81 0,60 0,80 26,2 15,4 15,6 61,92 43,97 9,4
T1-MS-1,1 0,95 0,66 0,93 26 16,4 16,7 60,75 46,1 8,3 T1-MS-1,2 0,95 0,67 0,93 26 16,4 16,7 60,75 46,1 8,3 T1-MS-1,3 0,95 0,67 0,93 26 16,4 16,7 60,75 46,1 8,3 T1-MS-1,3A 0,95 0,67 0,93 26 16,4 16,7 60,75 46,1 8,3 T1-MS-1,4 0,95 0,68 0,94 25,9 16,4 16,5 60,45 45,82 8,5 T1-MS-1,5 0,95 0,66 0,93 26 16,4 16,7 60,75 46,1 8,3
Khu căn hộ 1 phòng ngủ
Khu căn hộ 2 phòng ngủ
Khu căn hộ 1 phòng ngủ
Khu căn hộ 2 phòng ngủ
PK 0,96 0,63 0,95 26,3 16,45 16,6 62,51 46,11 8,4 PN1 0,97 0,70 0,96 25,8 16,55 16,7 59,86 46,1 8,3 PN2 0,97 0,71 0,96 25,8 16,6 16,7 59,86 46,1 8,3 PN3 0,96 0,68 0,94 25,9 16,5 16,75 60,17 46,25 8,25 PH1B1
PK 0,96 0,63 0,94 26,3 16,55 16,7 62,51 46,1 8,3 PN1 0,97 0,70 0,96 25,8 16,55 16,7 59,86 46,1 8,3 PN2 0,97 0,71 0,96 25,8 16,6 16,7 59,86 46,1 8,3 PN3 0,94 0,65 0,92 26,1 16,3 16,5 61,33 45,52 8,5 PH1A1
PK 0,97 0,68 0,96 26 16,55 16,7 60,75 46,1 8,3 PN1 0,96 0,71 0,95 25,8 16,5 16,6 59,86 45,81 8,4 PN2 0,96 0,68 0,94 26 16,5 16,7 60,75 46,1 8,3 PN3 0,96 0,71 0,94 25,8 16,5 16,6 63,71 45,24 8,4 PH1C1 PK 0,96 0,66 0,95 26,1 16,5 16,6 61,33 46,11 8,4
PK 0,96 0,65 0,94 26,2 16,5 16,6 61,92 46,11 8,5 PN1 0,96 0,68 0,95 26 16,5 16,6 60,48 45,81 8,4 PN2 0,97 0,71 0,96 25,8 16,6 16,7 59,86 46,1 8,4 PN3 0,95 0,69 0,94 25,9 16,4 16,6 60,17 45,81 8,4 PH1C2
Từ các thông số trên, chúng ta có thể tính toán năng suất lạnh của các khu vực trong công trình
- Nhiệt độ không khí sau giàn lạnh
Nhiệt độ không khí sau dàn lạnh được xác định theo biểu thức:
− to = ts + ɛBF ( tH – ts ) = tv
- Lưu lượng không khí qua dàn lạnh
Lưu lượng không khí L là thông số quan trọng trong thiết kế hệ thống điều hòa không khí, thể hiện lưu lượng không khí cần thiết để loại bỏ nhiệt thừa hiện và ẩn trong phòng điều hòa Đây cũng là lưu lượng khí đi qua dàn lạnh sau khi hòa trộn, đảm bảo hiệu suất làm mát và duy trì nhiệt độ ổn định trong phòng.
Qhef - Nhiệt hiện hiệu dụng của phòng, W tT , ts - Nhiệt độ trong phòng và nhiệt độ đọng sương, ℃ ɛBF - Hệ số đi vòng
- Năng suất lạnh của hệ thống
Năng suất lạnh của hệ thống có thể được tính toán theo biểu thức:
Qo = G.( hH – hV ) , kW Trong đó:
G – Lưu lượng khối lượng không khí qua dàn lạnh kg/s
G = ρ.L ρ – khối lượng riêng không khí, ρ = 1,2 kg/m 3
L – Lưu lượng thể tích của không khí, m 3 /s hH – entanpy không khí điểm hòa trộn, kJ/kg hV – entanpy không khí điểm thổi vào, kJ/kg
❖ Tính toán cho TMDV 1 tầng 1
Qo = G (hH – hV )= 1,032 (62,24 – 45,66) = 17,17 kW Vậy năng suất lạnh của sảnh chính tầng 1 là Qo = 17,17 kW.
Tính toán kiểm tra bằng phần mềm Heatload
Bước 1: Chọn Project Outline để đặt tên, địa chỉ, và các thông số của công trình
Bước 2: Vào Room Data để nhập thông số của các phòng
Hình 2.8 Đặt tên và địa chỉ của công trình
Hình 2.9 Temp & Humid (nhiệt độ và độ ẩm bên trong phòng của cả công trình)
Hình 2.10 Room Data > Add để tạo phòng
Hình 2.11 Nhập các thông số cho phòng
Usage of Room: Loại phòng (Do công trình là tòa nhà dịch vụ nên chọn Shop)
Ventilation system : Kiểu thông gió (Vent Fan)
Ceiling Board: Có trần hay không có trần (Avail)
Floor Area: Diện tích sàn
Ceiling Height: Chiều cao từ sàn đến trần
Equipments: Nhiệt hiện và nhiệt ẩn của thiết bị
Roof & Non – Cond ceiling area: Diện tích phía trên không điều hòa
Upper Room: Phòng bên trên không điều hòa
Non – Conditioned Floor Area (nền): Diện tích phía dưới không điều hòa
Earth floor: Nền tiếp xúc với mặt đất (tầng trệt)
Air layer exit: Tầng dưới có trần giả và không có điều hòa
Air layer no: Tầng dưới không có trần giả và không có điều hòa
Pilotis: Không gian bên dưới là ngoài trời
Equipment: Nhiệt máy móc sử dụng trong phòng
Outer Wall Length: Chiều dài của tường tiếp xúc trực tiếp với bên ngoài
Window area on Outer Wall: Diện tích kính trên bức tường tiếp xúc trực tiếp với bên ngoài
Inner Wall Length for Non-Cond Space: Chiều dài tường trong giáp với không gian không điều hòa
Hình 2.12 Schedule - Lịch trình hoạt động của phòng trong 1 ngày (Set từ 8h – 18h)
Hình 2.13 Others - Các thông số khác của phòng
Fresh Air Intake: Tiêu chuẩn gió tươi cho một người – Tính cho mùa hè (20 m3//h)
Internal Heat Gain Heating: Chọn No consideration (không xem xét) do chỉ dành cho mùa đông nhằm tận dụng nguồn nhiệt từ thiết bị, đèn, con người
Giá trị xâm nhập gió trời, hay còn gọi là infiltration, là thông số quan trọng trong thiết kế công trình Đối với công trình có cấp gió tươi, áp suất trong phòng thường dương, do đó giá trị xâm nhập gió trời thường bằng 0 Tuy nhiên, trong một số trường hợp, giá trị này có thể được thiết lập mặc định là 0,2 lần/h, mặc dù con số này không quá đáng kể.
Safety Factor: Hệ số dự phòng
Window Type: Chiều dày kính của công trình (6mm)
Blind Type: Kiểu rèm sử dụng trong công trình (chọn rèm màu sáng)
Humid Method: Phương pháp khử ẩm (không sử dụng)
Lighting: Mật độ chiếu sáng
Persons: Số người trong phòng (10 người)
Height Attic: Chiều cao lao phong
Bước 3: Xuất tải của toàn bộ công trình Để xuất tải ta chọn Main Menu > Sum Print > Start
Hình 2.14 Xuất tải lạnh công trình
Hình 2.15 Kết quả tính tải của Heatload
Vậy sau khi kiểm tra tải lạnh của TMDV 1 tầng 1 bằng phần Heatload ta được: Qo 14.17 kW
Tương tự các bước làm trên, chúng ta sẽ tạo và nhập dữ liệu cho các khu vực khác
Bảng 2.23 So sánh công suất lạnh thực tế tại công trình với công suất lạnh tính toán lý thuyết, và phần mềm
So sánh chênh lệch tải thực tế với tính toán
So sánh chênh lêch tải thực tế với Heatload
Chọn thiết bị
Dựa trên các kết quả tính toán thu được, nhóm nghiên cứu tiến hành kiểm tra và lựa chọn thiết bị điều hòa không khí phù hợp từ các mẫu catalogue của hãng DAIKIN, đảm bảo đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật và tiêu chuẩn chất lượng.
Hệ thống điều hòa không khí máy lạnh cục bộ (single split) :
- Các dàn lạnh cassettle âm trần sẽ điều hòa cho khu shop house
Hình 2.16 Dàn lạnh Cassette cho Shophouse
- Các dàn lạnh gắn tường sẽ điều hòa cho khu vực phòng khách, phòng ngủ…các căn hộ
Hình 2.17 Catalog dàn lạnh 2 cục cho các căn hộ
Hệ thống điều hòa không khí trung tâm VRV/VRF:
- Các dàn lạnh âm trần nối ống gió sẽ điều hòa cho khu vực sảnh đón
Hình 2.18 Catalog dàn lạnh giấu trần nối ống gió cho sảnh hành lang
- Các dàn lạnh cassettle âm trần sẽ điều hòa cho các không gian tiện ích công cộng
Hình 2.19 Catalog dàn lạnh cassettle âm trần điều hòa cho các không gian tiện ích công cộng
Hệ thống điều hòa không khí trung tâm VRV S:
Các căn penthouse sử dụng hệ máy lạnh trung tâm nhỏ gọn VRV S
- Các dàn lạnh âm trần nối ống gió sẽ điều hòa cho khu vực phòng khách & phòng ăn các căn penthouse
- Các dàn lạnh loại gắn tường sẽ điều hòa cho khu vực phòng ngủ các căn penthouse
Hình 2.20 Catalog dàn lạnh gắn tường cho phòng ngủ Duplex Bảng 2.24 Bảng chọn thiết bị theo tải lạnh
FCU chọn theo PP tính toán lý thuyết FCU chọn theo PP tính bằng Phần mềm Heatload
Chênh lệch CS FCU thực tế với tính toán
Chênh lệch CS FCU thực tế với Heat load
Công suất FCU tính toán
Công suất FCU Heat load
TMDV 1 14,2 20 FCF100CVM 10 2 14,2 FCF71CVM 7,1 2 41% 0%
TMDV 2 25 28 FCF140CVM 14 2 25 FCF125CVM 12,5 2 12% 0%
TMDV 3 25 28 FCF140CVM 14 2 25 FCF125CVM 12,5 2 12% 0%
TMDV 5 22,5 20 FCF100CVM 10 2 20 FCF100CVM 10 2 11% 11%
TMDV 6 28,3 30 FCF125CVM 12,5 2 25 FCF125CVM 12,5 2 6% 12% SHCĐ 5 25,2 32 FXFSQ140AVM 16 2
CHDV 1 33,6 42 FCF140CVM 14 3 30 FCF100CVM 10 3 25% 11%
Dòng sản phẩm T1-MS-1 của FTKC50UVMV có các phiên bản 1, 1.2, 1.3, 1.3A và 1.4, 1.5, tất cả đều có thông số kỹ thuật giống nhau, bao gồm mức tiêu thụ năng lượng 5,2 và hiệu suất 5,2, với tỷ lệ hiệu suất là 100% và không có tổn thất năng lượng.
PK 5,2 5,2 FTKC50UVMV 5,2 1 5,2 FTKC50UVMV 5,2 1 0% 0%
PN 2,5 2,5 FTKC25UAVMV 2,5 1 2,5 FTKC25UAVMV 2,5 1 0% 0%
PK 5,2 5,2 FTKC50UVMV 5,2 1 5,2 FTKC50UVMV 5,2 1 0% 0%
PN 2,5 3,5 FTKC35UAVMV 3,5 1 3,5 FTKC35UAVMV 3,5 1 40% 40%
PK 5,2 5,2 FTKC50UVMV 5,2 1 5,2 FTKC50UVMV 5,2 1 0% 0%
PN 2,5 2,5 FTKC25UAVMV 2,5 1 2,5 FTKC25UAVMV 2,5 1 0% 0%
PK 5,2 5,2 FTKC50UVMV 5,2 1 5,2 FTKC50UVMV 5,2 1 0% 0%
PN 2,5 2,5 FTKC25UAVMV 2,5 1 2,5 FTKC25UAVMV 2,5 1 0% 0%
T1-2B- PK 6 5,2 FTKC50UVMV 5,2 1 5,2 FTKC50UVMV 5,2 1 13% 13%
1,1A PN 1 3,5 3,5 FTKC35UAVMV 3,5 1 3,5 FTKC35UAVMV 3,5 1 0% 0%
PN 2 2,5 2,5 FTKC25UAVMV 2,5 1 2,5 FTKC25UAVMV 2,5 1 0% 0%
PK 5,2 5,2 FTKC50UVMV 5,2 1 5,2 FTKC50UVMV 5,2 1 0% 0%
PN 2,5 2,5 FTKC25UAVMV 2,5 1 2,5 FTKC25UAVMV 2,5 1 0% 0%
PK 5,2 5,2 FTKC50UVMV 5,2 1 5,2 FTKC50UVMV 5,2 1 0% 0%
PN 2,5 2,5 FTKC35UAVMV 3,5 1 3,5 FTKC35UAVMV 3,5 1 0% 40%
PK 5,2 5,2 FTKC50UVMV 5,2 1 5,2 FTKC50UVMV 5,2 1 0% 0%
PN 2,5 2,5 FTKC25UAVMV 2,5 1 2,5 FTKC25UAVMV 2,5 1 0% 0%
PK 5,2 5,2 FTKC50UVMV 5,2 1 5,2 FTKC50UVMV 5,2 1 0% 0%
PN 2,5 2,5 FTKC25UAVMV 2,5 1 2,5 FTKC25UAVMV 2,5 1 0% 0%
PK 6 5,2 FTKC50UVMV 5,2 1 5,2 FTKC50UVMV 5,2 1 13% 13%
PN 1 3,5 3,5 FTKC35UAVMV 3,5 1 3,5 FTKC35UAVMV 3,5 1 0% 0%
PN 2 2,5 3,5 FTKC25UAVMV 2,5 1 2,5 FTKC25UAVMV 2,5 1 40% 0%
PH1D1 PK 14 11,2 FXSQ100PAVE 11,2 1 14 FXSQ125PAVE 14 1 20% 0%
PN 1 4,5 3,6 FXAQ40PVE 4,5 1 4,5 FXAQ40PVE 4,5 1 20% 0%
PN 2 4,5 3,6 FXAQ40PVE 4,5 1 4,5 FXAQ40PVE 4,5 1 20% 0%
PN 3 3,6 2,8 FXAQ32PVE 3,6 1 3,6 FXAQ32PVE 3,6 1 22% 0%
PH1B1 PK 11,2 9 FXSQ80PAVE 9 1 11,2 FXSQ100PAVE 11,2 1 20% 0%
PN 1 4,5 3,6 FXAQ40PVE 4,5 1 4,5 FXAQ40PVE 4,5 1 20% 0%
PN 2 4,5 3,6 FXAQ40PVE 4,5 1 4,5 FXAQ40PVE 4,5 1 20% 0%
PN 3 2,8 2,2 FXAQ20PVE 2,2 1 2,2 FXAQ20PVE 2,2 1 21% 21%
PH1A1 PK 11,2 11,2 FXSQ100PAVE 11,2 1 11,2 FXSQ100PAVE 11,2 1 0% 0%
PN 1 3,6 2,8 FXAQ32PVE 3,6 1 3,6 FXAQ32PVE 3,6 1 22% 0%
PN 2 3,6 2,8 FXAQ32PVE 3,6 1 3,6 FXAQ32PVE 3,6 1 22% 0%
PN 3 3,6 3,6 FXAQ32PVE 3,6 1 3,6 FXAQ32PVE 3,6 1 0% 0%
PH1C1 PK 9 7,1 FXSQ80PAVE 7,1 1 9 FXSQ80PAVE 9 1 21% 0%
PN 1 2,8 4,5 FXAQ25PVE 2,8 1 2,8 FXAQ25PVE 2,8 1 61% 0%
PN 2 2,8 4,5 FXAQ32PVE 3,6 1 3,6 FXAQ32PVE 3,6 1 61% 29%
PN 3 2,8 3,6 FXAQ32PVE 3,6 1 3,6 FXAQ32PVE 3,6 1 29% 29%
PH1C2 PK 11,2 9 FXSQ80PAVE 9 1 9 FXSQ80PAVE 9 1 20% 20%
PN 1 2,8 2,8 FXAQ25PVE 2,8 1 2,8 FXAQ25PVE 2,8 1 0% 0%
PN 2 3,6 4,5 FXAQ25PVE 2,8 1 2,8 FXAQ25PVE 2,8 1 25% 22%
PN 3 2,8 3,6 FXAQ25PVE 2,8 1 2,8 FXAQ25PVE 2,8 1 29% 0% PH1B2 PK 9 7,1 FXSQ63PAVE 7,1 1 7,1 FXSQ63PAVE 7,1 1 21% 21%
PN 1 3,6 3,6 FXAQ32PVE 3,6 1 3,6 FXAQ32PVE 3,6 1 0% 0%
PN 2 2,8 2,8 FXAQ25PVE 2,8 1 2,8 FXAQ25PVE 2,8 1 0% 0%
PH1A2 PK 11,2 9 FXSQ80PAVE 9 1 9 FXSQ80PAVE 9 1 20% 20%
PN 1 3,6 2,8 FXAQ25PVE 2,8 1 2,8 FXAQ25PVE 2,8 1 22% 22%
PN 2 4,5 3,6 FXAQ40PVE 4,5 1 4,5 FXAQ40PVE 4,5 1 20% 0%
PN 3 2,8 2,8 FXAQ20PVE 2,2 1 2,2 FXAQ20PVE 2,2 1 0% 21%
TÍNH TOÁN HỆ THỐNG THÔNG GIÓ
Hệ thống cấp gió tươi
Việc cấp gió tươi vào không gian điều hòa là vô cùng cần thiết, vì không gian kín có thể dẫn đến tình trạng thiếu oxy, gây ra cảm giác khó thở và mệt mỏi Bằng cách cung cấp gió tươi, chúng ta có thể bù đắp lượng oxy bị thiếu hụt, tạo ra môi trường sống và làm việc thoải mái hơn.
Theo mục 6.2.2.1 trong [TL6/Tr11] công thức tính lưu lượng gió tươi:
- 𝑅 𝑝 – hệ số gió tươi cho một người (people outdoor air rate), (𝑙/𝑠 𝑛𝑔ườ𝑖)
- 𝑃 𝑧 – số người trong khu vực sử dụng gió tươi, (𝑛𝑔ườ𝑖)
- 𝑅 𝑎 – hệ số gió tươi cho một khu vực (area outdoor air rate), (𝑙/𝑠 𝑚 2 )
Tính toán điển hình lưu lượng gió tươi cần cấp cho khu thương mại dịch vụ 1:
Khu thương mại dịch vụ 1 có diện tích sàn 𝐴 𝑧 = 59 𝑚 2 với lưu lượng gió thiết kế là 70𝑙/𝑠
Theo bảng 6.1 [TL6/Tr12,13,14], ta có:
Hệ số gió tươi cho một người R p = 3,8 (𝑙/𝑠 𝑛𝑔ườ𝑖)
Hệ số gió tươi cho một khu vực R a = 0,6 (l/s m 2 )
Mật độ người trên một mét vuông sàn: 15/100 = 0,15 (𝑛𝑔ườ𝑖/𝑚 2 )
Do đó số người trong phòng 𝑃 𝑧 = 0,15 × 𝐴 𝑧 = 0,15 × 59 = 8,85 ≈ 9 (𝑛𝑔ườ𝑖) Lưu lượng gió tươi cần cấp cho khu thương mại dịch vụ 1:
Theo phụ lục G trong [TL3/Tr93] công thức tính lưu lượng gió tươi:
- 𝑆 – diện tích khu vực cần tính, (𝑚 2 )
- 𝐼 𝐹 – lưu lượng không khí tiêu chuẩn cấp vào cho 1𝑚 2 sàn công trình, (𝑙/𝑠 𝑚 2 )
Tính toán điển hình lưu lượng gió tươi cần cấp cho hành lang tầng 3 tháp 1:
Hành lang tầng 3 có diện tích 𝑆 = 77𝑚 2 , lưu lượng gió tươi theo thiết kế là 24𝑙/𝑠
Theo phụ lục F mục 8 [TL3/Tr88], lưu lượng không khí tiêu chuẩn cấp vào cho 1𝑚 2 sàn hành lang 𝐼 𝐹 = 1 (𝑚 3 /ℎ 𝑚 2 ) = 0,3 (𝑙/𝑠 𝑚 2 )
Lưu lượng gió tươi cần cấp cho hành lang tầng 3 tháp 1:
Bảng 3.1 So sánh kết quả tính toán kiểm tra lưu lượng quạt cấp gió tươi với thông số thiết kế của công trình
Tầng Khu vực Lưu lượng tính toán
Khu thương mại dịch vụ 1
Khu thương mại dịch vụ 2
Khu thương mại dịch vụ 3
Khu thương mại dịch vụ 4
Khu sinh hoạt cộng đồng
Khu thương mại dịch vụ 1
Khu thương mại dịch vụ 2
Khu thương mại dịch vụ 3
Khu thương mại dịch vụ 4
Khu thương mại dịch vụ 5
Khu thương mại dịch vụ 6
Khu sinh hoạt cộng đồng 5
Khu cửa hàng dịch vụ 1
Sảnh đón Sảnh thang Hành lang
Kết quả đánh giá và nhận xét cho thấy chênh lệch lưu lượng gió tươi giữa tính toán và thực tế tại công trình đều dưới 3%, do đó có thể chấp nhận được Nguyên nhân của sự chênh lệch này chủ yếu đến từ sự khác biệt trong quá trình đo đạc và làm tròn trong tính toán, đồng thời sử dụng chung nguồn tiêu chuẩn Ashrea và TCVN 5687 - 2010 để tính toán.
3.1.2 Kiểm tra đường ống gió tươi bằng phần mềm DuctChecker Pro Để kiểm tra kích thước ống gió của mình tính so với thực tế tại công trình thì phải cùng gốc xuất phát, tức là ta sẽ lấy lưu lượng gió ở thực tế công trình rồi tính kiểm tra kích thước ống gió Để kiểm tra đường ống gió tươi nhóm em sử dụng phương pháp ma sát đồng đều Đây là phương pháp chọn tổn thất ma sát trên 1m ống ∆𝑝 1 cho tất cả các đoạn ống đều bằng nhau Điều quan trọng của phương pháp này là lựa chọn tổn thất áp suất hợp lý để cân bằng giữa độ ồn, vận tốc gió và chi phí Theo [TL1/385], ∆𝑝 1 = 0,8 ÷ 1 (𝑃𝑎/𝑚), chọn
Do công trình có quy mô lớn nên nhóm em tính toán kích thước ống gió bằng phần mềm DuctChecker Pro
To initiate the calculation process in DuctChecker Pro, select "Standard (Low Velocity) Duct [Pa]" in the Duct Size field, then click on the Setting icon to configure the calculation parameters.
- Max Air Velocity: vận tốc tối đa đi trong ống gió là 10 𝑚/𝑠
- Max Friction loss: tổn thất ma sát là 1 𝑃𝑎/𝑚
Hình 3.1 Thông số cài đặt cho phần mềm
Sau khi cài đặt hoàn tất nhấn Save để sử dụng
Sau khi cài đặt thông số xong, tại ô Flow rate ta nhập lưu lượng gió của ống
Để đảm bảo hiệu suất vận hành tối ưu, việc chọn kích thước ống phù hợp là rất quan trọng Cụ thể, vận tốc dòng chảy trong ống chính nên nằm trong khoảng 5 – 7 m/s, trong khi vận tốc trong ống nhánh nên nằm trong khoảng 3 – 4,5 m/s Bằng cách lựa chọn kích thước phù hợp, tổn thất áp suất có thể được giảm thiểu gần với mức 1 Pa/m, đảm bảo hiệu suất vận hành hiệu quả và tiết kiệm năng lượng.
❖ Tính kiểm tra đưởng ống cấp gió tươi khu sinh hoạt cộng đồng 10 và sinh hoạt cộng đồng 11 với quạt cấp gió tươi FAF 3F1-03:
Hình 3.2 Mặt bằng thông gió khu vực sinh hoạt cộng đồng 10 và sinh hoạt cộng đồng 11 với quạt cấp gió tươi FAF 3F1-03
Tại ô Flow rate, nhập lưu lượng gió tươi của ống từ quạt FAF 3F1-03 là 242 𝑙/𝑠 871,2 𝑚 3 /ℎ
Để lựa chọn kích thước ống phù hợp, cần đảm bảo vận tốc dòng chảy trong ống chính khoảng 5-7 m/s và ống nhánh khoảng 3-4,5 m/s, đồng thời tối ưu hóa tổn thất áp suất gần với 1 Pa/m Trong trường hợp này, chúng tôi chọn ống có kích thước 300𝑚𝑚 × 200𝑚𝑚 với vận tốc dòng chảy là 4,03 m/s và tổn thất áp suất đạt 0,908 Pa/m.
Đối với đoạn ống nhánh B – C và B – D, với lưu lượng 121 𝑙/𝑠 tương đương 435,6 𝑚 3 /ℎ, việc lựa chọn ống có kích thước 250𝑚𝑚 × 150𝑚𝑚 cho phép đạt vận tốc dòng chảy trong ống là 3,23 m/s và tổn thất áp suất là 0,816 Pa/m.
Hình 3.4 Nhập lưu lượng cần tính cho đoạn B - C
Kích thước ống gió tươi của công trình được thống kê ở bảng sau:
Bảng 3.2 Kích thước đường ống gió tươi
Quạt Khu vực cấp Đoạn ống
Kích cỡ ống theo tính toán
Kích cỡ ống thực tế
Sảnh đón Sảnh thang máy Hành lang
Sinh hoạt cộng đồng 10 Sinh hoạt cộng đồng 11
Đa số các đoạn ống nhóm tính toán đều có kết quả tương đối giống với công trình thực tế Một số đoạn ống có vận tốc nhỏ hơn vận tốc khuyến cáo, tuy nhiên điều này không ảnh hưởng đáng kể đến hệ thống vì vận tốc thấp thường đi kèm với độ ồn thấp hơn.
3.1.3 Tổn thất áp suất của đường ống gió tươi
Tổn thất áp suất trên đường ống gió được chia làm 2 thành phần:
- ∆𝑃 - tổng tổn thất áp suất trên đường ống, Pa
- ∆𝑃 𝑚𝑠 - trở kháng ma sát trên đường ống, Pa
- ∆𝑃 𝑐𝑏 - trở kháng cục bộ trên các phụ kiện đường ống (tê, cút, co, gót giày…), Pa
❖ Tổn thất ma sát trên đường ống ∆𝑃 𝑚𝑠 :
Trở kháng ma sát của đoạn ống gió được xác định theo công thức:
- ∆𝑃 𝑚𝑠 - tổn thất ma sát trên cả đoạn ống gió, Pa;
- L - chiều dài đoạn ống gió tính tổn thất, m;
- ∆𝑝 1 - tổn thất ma sát trên một mét ống gió, ∆𝑝 1 = 1 𝑃𝑎/𝑚
Để tính tổn thất áp của đoạn ống gió FAF 1.S2 - 1.1 cấp gió tươi cho khu vực thương mại dịch vụ 2 tầng 1 tháp 1, ta chỉ cần xem xét chiều dài đoạn ống có tổn thất lớn nhất, thường là đoạn ống xa nhất Đoạn ống chính đến máy cuối cùng có tổng chiều dài là 14m được chọn để tính toán tổn thất áp lực.
Vậy tổn thất áp suất do ma sát trên đường ống cấp gió tươi khu vực thương mại dịch vụ 2 là:
❖ Tổn thất áp suất cục bộ trên đường ống ∆𝑃 𝑐𝑏 :
Tổn thất cục bộ của cút tròn và chữ nhật:
- ∆𝑃 𝑐𝑏 - tổn thất áp suất cục bộ qua cút tròn và chữ nhật, Pa
- 𝑙 𝑡đ - chiều dài tương đương của cút, m
Cút tròn 𝑙 𝑡đ = 𝑎 𝑥 ⅆ được xác định theo bảng 7.4 [TL1]; Cút chữ nhật 𝑙 𝑡đ = 𝑎 ⅆ 𝑡đ được xác định theo bảng 7.5 [TL1], với ⅆ 𝑡đ chọn theo bảng 7.3 [TL1]
Tổn thất cục bộ của tê, chẽ nhánh, thu, mở: ∆𝑃 𝑐𝑏 = 𝑛 𝑝 (𝜔 2 ) (𝑃𝑎)
- ∆𝑃 𝑐𝑏 - tổn thất áp suất cục bộ của tê, chẽ nhánh, thu mở, Pa
- n - Hệ số cốt áp động, xác định theo bảng 7.7 đến bảng 7.10 [TL1], m
Cột áp động p được xác định dựa trên bảng 7.6 [TL2], tuy nhiên do công trình có quy mô lớn và nhiều chi tiết cục bộ, việc tính toán thủ công có thể gặp khó khăn Để đảm bảo tính chính xác và tiện lợi, chúng tôi đã áp dụng phần mềm Ashrae Duct Fitting Database để hỗ trợ quá trình tính toán.
Ví dụ tính tổn thất áp suất cục bộ đường ống cấp gió tươi FAF 1.S2 - 1.1 với sự hỗ trợ của phần mềm Ashrae Duct Fitting Database
Tổn thất cục bộ qua lưới chắn côn trùng có thể được tính toán bằng cách nhập lưu lượng qua lưới chắn là 110𝑙/𝑠 và kích thước 200𝑚𝑚 × 150𝑚𝑚, từ đó ta có thể xác định tổn thất áp suất là 5 Pa Quá trình tính toán này cũng có thể được áp dụng cho các chi tiết khác bằng cách cung cấp mã và nhập các thông số cần thiết tương ứng.
Hình 3.5 Giao diện Ashrae Duct Fitting Database cho lưới chắn côn trùng
Tổn thất áp suất cục bộ qua co có theta 𝜽 = 𝟓𝟐°:
Hình 3.6 Giao diện Ashrae Duct Fitting Database cho co có theta θR°
Tổn thất áp suất cục bộ qua vuông chuyển tròn
Hình 3.7 Giao diện Ashrae Duct Fitting Database cho vuông chuyển tròn
Tương tự như vậy ta tính cho chi tiết khác và được thống kê ở bảng sau đây
Bảng 3.3 Tổn thất áp suất cục bộ đoạn ống gió FAF 1.S2 - 1.1, cấp gió tươi cho khu vực thương mại dịch vụ 2 tầng 1 tháp 1
Quạt cấp Chi tiết Lưu Số Tổn thất Tổng tổn
Lưới chắn côn trùng 110 1 5 5 Ống tiêu âm 110 2 10 20
Vuông chuyển tròn 55 1 2 2 Ống mềm 55 2 4,5 9
❖ Tổng tổn thất áp suất trên đường ống gió tươi FAF 1.S2 - 1.1, cấp gió tươi cho khu vực thương mại dịch vụ 2 tầng 1 tháp 1:
∆𝑃 = ∆𝑃 𝑚𝑠 + ∆𝑃 𝑐𝑏 = 13 + 75 = 88 (𝑃𝑎) Để đảm bảo an toàn khi chọn quạt ta nhân hệ số an toàn 𝑘 = 1,1~1,5, chọn
Kết quả so sánh cột áp quạt tại công trình cho thấy giá trị là 100 (𝑃𝑎), trong khi chênh lệch tính toán chỉ khoảng 3,2%, một mức độ sai số có thể chấp nhận được Sự chênh lệch này có thể xuất phát từ sai số đo đạc và cách lựa chọn hệ số an toàn 𝑘.
Bảng 3.4 So sánh kết quả tính toán kiểm tra cột áp quạt cấp gió tươi với thông số thiết kế của công trình
Tầng Khu vực cấp gió tươi Cột áp tính toán Cột áp thực tế Chênh lệch
1 Khu thương mại dịch vụ 1
Khu thương mại dịch vụ 2
Khu thương mại dịch vụ 3
Khu thương mại dịch vụ 4
Khu sinh hoạt cộng đồng
2 Khu thương mại dịch vụ 1
Khu thương mại dịch vụ 2
Khu thương mại dịch vụ 3
Khu thương mại dịch vụ 4
Khu thương mại dịch vụ 5
Khu thương mại dịch vụ 6
Khu sinh hoạt cộng đồng 5
3 Khu cửa hàng dịch vụ
Sảnh đón Sảnh thang Hành lang
Kết quả đánh giá và nhận xét cho thấy cột áp quạt cấp gió tươi tại hầu hết các công trình đều có khoảng chênh lệch dưới 20% so với yêu cầu, do đó có thể chấp nhận được Tuy nhiên, có một số khu vực như cửa hàng dịch vụ 1 và sinh hoạt cộng đồng có độ chênh lệch cao hơn đáng kể, có thể do cách lấy hệ số an toàn hoặc yêu cầu cụ thể từ phía chủ đầu tư.
3.1.4 Chọn quạt cho ống gió tươi
Có hai phương pháp chọn quạt cho đường ống thông gió, bao gồm tra cứu catalogue dựa trên cột áp và lưu lượng đường ống gió đã tính toán, hoặc sử dụng phần mềm để chọn quạt phù hợp với các thông số lưu lượng gió và cột áp Việc sử dụng phần mềm mang lại độ chính xác cao và thuận tiện hơn trong quá trình lựa chọn quạt Do đó, chúng tôi sẽ áp dụng phương pháp thứ hai bằng cách sử dụng phần mềm chọn quạt Fantech để đảm bảo độ chính xác và tiện lợi trong việc chọn quạt thông gió.
Bảng 3.5 Giao diện phần mềm Fantech Tính chọn quạt cho khu thương mại dịch vụ 2:
Trục cấp gió tươi cho khu thương mại dịch vụ hai có lưu lượng gió tươi cần cấp là 110𝑙/𝑠 và ∆𝑃 = 100𝑃𝑎
Tra phần mềm chọn quạt Fantech như sau:
- Nhấp vào mục Select Fan, sau đó chọn loại quạt tùy theo mục đích sử dụng, trong trường hợp này chọn loại Retail shops
Bảng 3.6 Chọn quạt cho khu vực thương mại dịch vụ
- Nhập thông số để chọn quạt, bao gồm các thông số lưu lượng, cột áp và loại quạt sau đó nhấn chọn Search for Fans
Bảng 3.7 Nhập các thông số để chọn quạt
- Một dãy các quạt phần mềm gợi ý sẽ xuất hiện, đây là những quạt được chọn theo những thông số mà ta đã nhập ban đầu
Tiếp theo, bạn hãy nhấp vào một trong các quạt được gợi ý phù hợp với công trình của mình Để đảm bảo lựa chọn quạt phù hợp, hãy kiểm tra lại các thông số đã nhập ở bước ban đầu và dựa vào đó để chọn quạt có thông số tương đương hoặc lớn hơn.
Bảng 3.8 Kết quả thu được sau khi nhập thông số
Hệ thống gió thải
❖ Nhà vệ sinh cá nhân:
Lưu lượng gió thải được xác định dựa trên quy định tại mục 6.5 trong [TL6/Tr18], trong đó yêu cầu lưu lượng gió thải phải đáp ứng các tiêu chuẩn tối thiểu quy định tại bảng 6-4 Minimum Exhaust Rate trong tài liệu [TL6/Tr18].
Đối với phòng vệ sinh cá nhân, tỷ lệ lưu lượng thải được khuyến nghị là 12,5/25 (lít/giây) theo bảng 6-4 Minium Exhaust Rate Tỷ lệ này áp dụng cho nhà vệ sinh chỉ có một người sử dụng tại một thời điểm, đảm bảo hiệu suất thông gió tốt và an toàn cho người dùng.
Phòng vệ sinh cá nhân cần đảm bảo lưu lượng gió thải là 25 lít/giây cho hệ thống gió thải hoạt động liên tục, tương ứng với số giờ sử dụng được quy định trong chú thích E của TL6/Tr18.
Lưu lượng gió thải phòng vệ sinh cần tính của các khu vực là như nhau do phòng vệ sinh trong dự án đều được trang bị một thiết bị cơ bản là bồn vệ sinh.
Kết quả so sánh lưu lượng sử dụng tại công trình với lưu lượng thực tế là 25 (l/s) cho thấy rằng lưu lượng sử dụng tại công trình hoàn toàn hợp lý so với kết quả tính toán, đảm bảo sự chính xác và hiệu quả trong quá trình vận hành.
• Theo mục e, phụ lục H trong [TL7/Tr91], lưu lượng gió thải được xác định bằng công thức:
- 𝐿 – lưu lượng gió thải cần tính toán, (𝑙/𝑠)
- 𝑚 – bội số trao đổi không khí, (ℎ −1 )
- 𝑉 𝑝 – thể tích phòng cần tính toán, (𝑚 3 )
Phòng bơm tăng áp tầng 35 có dung tích 36 m3, với bội số trao đổi không khí được quy định là 8 lần/giờ theo phụ lục G [TL7/Tr90] Do đó, để đảm bảo lưu thông không khí hiệu quả, cần tính toán lưu lượng gió thải cần thiết cho phòng bơm tăng áp này.
• Theo mục 6.2.8 tài liệu Ashrea 62.1 – 2007, lưu lượng gió thải phải phù hợp với yêu cầu trong bảng 6.4 cùng tài liệu, xác định bằng công thức:
- 𝑉 𝐸𝑍 – lưu lượng gió thải cần tính toán, (𝑙/𝑠)
- 𝑅 𝑒 - hệ số gió thải cho một khu vực, (𝑙/𝑠 𝑚 2 )
Tính toán lưu lượng gió thải cho phòng thông tin (MDF room) tầng 1:
Theo bảng 6.4 tài liêu Ashrea 62.1 – 2007, đối với phòng thông tin hệ số gió thải là
Bảng 3 11 So sánh kết quả tính toán kiểm tra lưu lượng quạt hút gió thải phòng kỹ thuật với thông số thiết kế của công trình
(𝑚 3 ) (𝑙/𝑠) (𝑙/𝑠) % Phòng xử lý nước thải Tầng hầm 219 1216,67 1220 0,273
Phòng máy biến áp Tầng 2 300 1666,67 1670 0,2
Phòng bơm tăng áp Tầng 35 36 80 80 0
Phòng kỹ thuật thang máy Tầng 35 195 487,5 490 0,51
3.2.2 Kiểm tra đường ống gió thải
Tương tự như kiểm tra đường ống gió tươi, ta sử dụng lưu lượng gió thải thực tế tại công trình để tính kiểm tra kích thước ống gió
❖ Kiểm tra ống gió thải nhà vệ sinh:
Sử dụng phần mềm Duct Checker để hỗ trợ kiểm tra đường ống gió thải
Bảng 3.12 Kích thước đường ống gió thải
Nhà vệ sinh Lưu lượng
Kích cỡ ống tính toán
Vận tốc Kích cỡ ống thực tế
Căn hộ một phòng ngủ
Căn hộ hai phòng ngủ
Hầu hết vận tốc gió thải nhà vệ sinh trong ống gió được chọn tại công trình đều nhỏ hơn 10 m/s, đáp ứng giá trị khuyến cáo tối đa trong hệ thống thông gió Đồng thời, vận tốc gió thải nhà vệ sinh thường rơi vào khoảng 3 - 4 m/s, thỏa mãn điều kiện tiêu chuẩn.
Kiểm tra ống gió thải phòng kỹ thuật cho thấy kích thước 350𝑚𝑚 × 250𝑚𝑚 và lưu lượng qua ống là 490 𝑙/𝑠 tương đương 1764 𝑚 3 /ℎ Sử dụng phần mềm Duct Checker Pro, kết quả vận tốc gió trong ống là 5,6 𝑚/𝑠, thấp hơn giá trị khuyến cáo tối đa 10 𝑚/𝑠 trong hệ thống thông gió, do đó có thể chấp nhận được Tổn thất áp suất do ma sát trong ống gió thải phòng kỹ thuật là 1,32 𝑃𝑎/𝑚, và sẽ được áp dụng cho các đoạn ống còn lại.
Hình 3.8 Kết quả sau khi nhập thông số vào trong phần mềm Duct Checker Pro Bảng 3.13 Kích thước đường ống gió thải phòng kỹ thuật
Kích cỡ ống Vận tốc Tổn thất do ma sát
Kết quả tính toán kiểm tra ống gió thải phòng kỹ thuật cho thấy vận tốc gió trong các đoạn ống gió thải đều nằm trong giới hạn an toàn, nhỏ hơn giá trị khuyến cáo tối đa, đảm bảo hiệu suất và độ bền cho hệ thống thông gió.
Tổn thất áp suất do ma sát trong hệ thống ống nước được ghi nhận ở mức xấp xỉ 1,32 Pa/m, mặc dù có một số đoạn ống có tổn thất áp suất thấp hơn, khoảng 0,818 Pa/m, nhưng vẫn nằm trong giới hạn chấp nhận được Điều này là do quá trình lắp đặt và thi công có thể phát sinh thêm tổn thất, làm cho giá trị tổn thất thực tế gần bằng giá trị đã chọn ban đầu Đối với các quạt gắn tường tại phòng bơm tăng áp, phòng điện chính và phòng thông tin, không cần kiểm tra đường ống.
3.2.3 Tính tổn thất áp suất
Tổn thất áp suất trên đường ống gió được chia làm hai phần:
- ∆𝑃 - tổng tổn thất áp suất trên đường ống, Pa
- ∆𝑃 𝑚𝑠 - trở kháng ma sát trên đường ống, Pa
- ∆𝑃 𝑐𝑏 - trở kháng cục bộ trên các phụ kiện đường ống (tê, cút, co, gót giày…), Pa
❖ Kiểm tra cột áp quạt thải cho nhà vệ sinh cá nhân khu thương mại dịch vụ 3 tầng 2: Tổn thất áp suất do ma sát:
- ∆𝑃 𝑚𝑠 - tổn thất ma sát trên cả đoạn ống gió, Pa;
- L - chiều dài đoạn ống gió tính tổn thất, m, l = 14m
- ∆𝑝 1 - tổn thất ma sát trên một mét ống gió, ∆𝑝 1 = 1 𝑃𝑎/𝑚
∆𝑃 𝑚𝑠 = 𝑙 × ∆𝑝 𝑙 = 14 × 1 = 14 Tổn thất áp suất cục bộ: sử dụng phần mềm Ashrea Duct Fitting Database như ở phần trên
Bảng 3.14 Tổn thất áp suất cụ bộ quạt thải cho nhà vệ sinh cá nhân khu thương mại dịch vụ 3 tầng 2
STT Tên phụ kiện Số lượng
Tổn thất cục bộ qua một phụ kiện
Tổng tổn thất áp suất trên đường ống hút khói thải nhà vệ sinh khu thương mại dịch vụ
∆𝑃 = ∆𝑃 𝑚𝑠 + ∆𝑃 𝑐𝑏 = 14 + 50 = 64 (𝑃𝑎) Để đảm bảo an toàn khi chọn quạt ta nhân hệ số an toàn 𝑘 = 1,1~1,5, chọn 𝑘 = 1,1
Bảng 3 15 So sánh kết quả tính toán kiểm tra cột áp quạt hút gió thải phòng vệ sinh với thông số thiết kế của công trình
Cột áp tính toán Cột áp thực tế Chênh lệch
Căn hộ một phòng ngủ
Căn hộ hai phòng ngủ
Kết quả đánh giá và nhận xét cho thấy cột áp quạt hút gió thải so với công trình đều có khoảng chênh lệch hầu hết dưới 25%, điều này có thể được chấp nhận Sự chênh lệch này có thể là do cách chọn hệ số an toàn khi tính cột áp và chọn quạt.
3.2.4 Chọn quạt cho hệ thống gió thải
Sử dụng phần mềm chọn quạt Fantech như ở trên để lựa chọn quạt cho từng khu vực:
❖ Chọn quạt hút gió thải cho nhà vệ sinh cá nhân:
Bảng 3 16 Thông số quạt hút gió thải cho nhà vệ sinh cá nhân
Model quạt Lưu lượng Cột áp Tốc độ Công suất Điện áp Độ ồn
❖ Chọn quạt hút gió thải cho phòng kỹ thuật:
Bảng 3 17 Thông số quạt hút gió thải cho phòng kỹ thuật
Công suất Điện áp Độ ồn
𝑙/𝑠 𝑃𝑎 rpm 𝑀𝑘𝑊 𝑉𝑜𝑙𝑡 ⅆ𝐵 Phòng xử lý nước thải
Phòng kỹ thuật thang máy
Hệ thống hút khói hành lang
Hệ thống hút khói hành lang đóng vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu lượng khói trong hành lang, đồng thời ngăn chặn sự lan rộng của đám cháy khi xảy ra hỏa hoạn Nhờ đó, công trình được đảm bảo thông thoáng, hạn chế tối đa thiệt hại và đảm bảo an toàn cho người dân.
Để hệ thống hút khói hoạt động hiệu quả, cần tích hợp nó với hệ thống báo cháy và báo khói, đồng thời đảm bảo kết cấu của hệ thống hút khói được thiết kế phù hợp Sự kết hợp này giúp cảnh báo sớm và xử lý nhanh chóng khi có cháy nổ xảy ra, giảm thiểu rủi ro và đảm bảo an toàn cho người và tài sản.
Hệ thống hút khói hành lang của tòa nhà chỉ tính cho một tầng khi xảy ra sự cố
Mục đích của hệ thống:
- Ngăn khói, khí độc hại tránh xa lối thoát hiểm
- Hút khói thông qua đường ống và đưa ra ngoài
- Bảo vệ tính mạng con người khi có cháy xảy ra
3.3.1 Lưu lượng quạt hút khói hành lang
Lưu lượng khói cần hút trong một tầng cháy được xác định bằng công thức theo Phụ lục L trong [TL7/ /Tr98]
- B – chiều rộng cánh của cánh cửa lớn hơn mở từ hành lang hay sảnh vào cầu thang máy hay ra ngoài nhà, 𝐵 = 1 (𝑚)
- H – chiều cao của cửa đi, 𝐻 = 2,1 (𝑚)
Hệ số "thời gian mở cửa đi kéo dài tương đối" (K đ) là một yếu tố quan trọng trong thiết kế thoát hiểm trong trường hợp cháy Theo tiêu chuẩn [TL7/Tr98], hệ số K đ được xác định là 1 khi lượng người thoát trên 25 người qua một cửa, áp dụng cho hành lang vào cầu thang hoặc ra ngoài nhà.
Hệ số n phụ thuộc vào chiều rộng tổng cộng của các cánh cửa lớn mở từ hành lang vào cầu thang hoặc ra ngoài trời khi có cháy Theo bảng L.1 [TL7/Tr98], giá trị của hệ số n được xác định là 0,44.
Vậy lưu lượng khói cần hút trong một tầng cháy là:
Theo mục 6.10 [TL7/Tr31], giả sử nhiệt độ trung bình của khói khi cháy là 300℃, ta có trọng lượng riêng trung bình 𝛾 = 6 𝑁/𝑚 3
Khối lượng riêng của khói với gia tốc trọng trường 𝑔 = 9,8 𝑚/𝑠 2 :
Khi xác định lượng khói thải, cần phải tính đến khối lượng khí thâm nhập thêm qua van hút khói ở trạng thái đóng, theo chỉ dẫn của nhà sản xuất và không vượt quá chỉ số được tính theo công thức quy định tại mục 6.5 [TL7/Tr30].
- 𝐺 𝑣 – khối lượng khí thâm nhập thêm, (𝑘𝑔/ℎ)
- 𝐴 𝑣 – diện tích tiết diện van, (𝑚 2 )
- ∆𝑃 – độ chênh áp suất hai phía van, (𝑃𝑎)
- 𝑛 – số lượng van ở trạng thái đóng trong hệ thống thải khi cháy
Khối lượng riêng của không khí là 1,225 (𝑘𝑔/𝑚 3 )
Do đó lưu lượng không khí thâm nhập là:
Lưu lượng quạt hút khói hành lang được tính sao cho đáp ứng đủ tầng có cháy, tầng bên dưới và tầng bên trên tầng có cháy
❖ So sánh kết quả với thông số của quạt là 8730 (𝑙/𝑠) thì độ sai lệch là 0,71 %, kết quả này có thể chấp nhận được
3.3.2 Kiểm tra đường ống hút khói hành lang
Vận tốc tại miệng gió phải nhỏ hơn 5 m/s để không gây cản trở cho người thoát và vận tốc đi trong đường ống dao động từ 10 – 15 m/s theo TCVN 5687 – 2010
Hệ thống hút khói hành lang trục 1 có tổng cộng 66 miệng hút với kích thước 1400𝑚𝑚 × 300𝑚𝑚, lưu lượng mỗi miệng hút là 1310 𝑙/𝑠 = 4716 𝑚 3 /ℎ
Vận tốc tại miệng hút:
3600.1,4.0,3 = 3,1 (𝑚/𝑠) Vận tốc trong đường ống chính:
3600.0,7.1= 12,47 (𝑚/𝑠) Vận tốc trong đường ống nhánh:
Kết quả cho thấy vận tốc tại miệng hút là 3,1 m/s, thấp hơn mức 5 m/s, đáp ứng yêu cầu không gây cản trở cho người thoát Đồng thời, vận tốc đi trong đường ống chính đạt 12,47 m/s, nằm trong khoảng dao động cho phép từ 10 – 15 m/s theo tiêu chuẩn TCVN 5687 - 2010.
3.3.3 Tính kiểm tra cột áp
Tổn thất áp suất trên đường ống gió gồm hai thành phần được xác định bằng công thức:
- ∆𝑝 𝑚𝑠 – tổn thất do ma sát trên đường ống
- ∆𝑝 𝑐𝑏 – tổn thất cục bộ trên các phụ kiện đường ống
❖ Tổn thất áp suất do ma sát:
78 Đối với trục 1 ta có chiều dài đường ống hút khói hành là 𝑎 = 188𝑚, tổn thất ma sát trên một mét ống ∆𝑝 1 = 1 𝑃𝑎/𝑚
Tổn thất ma sát trên đường ống trục 1:
Để tính toán kiểm tra tổn thất áp suất cục bộ trên các phụ kiện đường ống, nhóm sử dụng phần mềm Ashrae Duct Fitting Database, một công cụ hỗ trợ quan trọng trong việc đánh giá và tối ưu hóa hệ thống đường ống.
Bảng 3.18 Tổn thất áp suất cục bộ quạt hút khói hành lang trục 1
STT Chi tiết Lưu lượng
Tổn thất cục bộ của một chi tiết
❖ Tổng tổn thất áp suất trên đường ống hút khói hành lang:
∆𝑃 = ∆𝑃 𝑚𝑠 + ∆𝑃 𝑐𝑏 = 188 + 749 = 937 (𝑃𝑎) Để đảm bảo an toàn khi chọn quạt ta nhân hệ số an toàn 𝑘 = 1,1~1,5, chọn 𝑘 = 1,1
3.3.4 Chọn quạt với phần mềm Fantech
Quạt SEAF – RF1 – 01 có: lưu lượng 𝐿 = 8730 𝑙/𝑠 = 31428 𝑚 3 /ℎ, cột áp ∆𝑝 1100 𝑃𝑎
Bảng 3.19 Thông số quạt hút khói hành lang được chọn
Cột áp Tốc độ Công suất Điện áp Độ ồn
𝑚 3 /ℎ Pa Vòng/phút MkW Volt dB
Hệ thống thông gió tầng hầm
Hệ thống thông gió tầng hầm là giải pháp hiệu quả giúp giảm thiểu ô nhiễm không khí và chất độc hại do khói thải xe gây ra Bằng cách loại bỏ không khí ô nhiễm ra ngoài và cung cấp không khí tươi vào bên trong, hệ thống này giúp tầng hầm trở nên thông thoáng, đảm bảo cung cấp đủ oxy cho người sử dụng.
3.4.1 Lưu lượng thông gió bãi giữ xe tầng hầm
- L – lưu lượng gió thải cần tính toán, 𝑚 3 /ℎ
Theo QCVN 04:2009 BXD và tiêu chuẩn Singapore CP 13:1999, số lần trao đổi không khí (AC/Hr) được quy định cụ thể là 6 lần mỗi giờ đối với chế độ thông gió thông thường và 9 lần mỗi giờ đối với chế độ thông gió hút khói.
Tính toán lưu lượng gió thải cho khu để xe tầng hầm Zone 1:
Khu để xe tầng hầm Zone 1 có diện tích sàn 𝑆 = 2500 𝑚 2 , chiều cao trần ℎ = 3 𝑚 Lưu lượng gió thải ở trạng thái bình thường:
𝐿 = 𝑆 ℎ 𝐴𝐶/𝐻𝑟 = 2500.3.6 = 45000 (𝑚 3 /ℎ) = 12500 (𝑙/𝑠) Lưu lượng gió thải ở trạng thái có cháy:
Bảng 3.20 So sánh kết quả tính toán kiểm tra lưu lượng quạt hút gió thải tầng hầm với thông số thiết kế của công trình
Trạng thái khi có cháy
Zone 1 2500 12500 13760 9,16 18750 20640 9,16 Zone 2 2800 14000 15500 9,67 21000 23250 9,67 Zone 3 2800 14000 15400 9,09 21000 23100 9,09 Zone 4 2800 14000 15400 9,09 21000 23100 9,09 Zone 5 2800 14000 15400 9,09 21000 23100 9,09 Đánh giá và nhận xét: lưu lượng gió thải các Zone thực tế tại công trình so với tính toán lý thuyết đều có chênh lệch dưới 10%, giá trị này có thể chấp nhận được Chênh lệch này có thể đến từ khác biệt làm tròn, tính toán hoặc nhân thêm hệ số an toàn của bên tư vấn thiết kế hoặc đến từ yêu cầu của chủ đầu tư
3.4.2 Kiểm tra đường ống thông gió bãi giữ xe tầng hầm
Vận tốc gió chế độ thông thường cho ống chính tối đa khuyến cáo từ 12 – 15 m/s, tổn thất áp từ 1-1,5 Pa/m
Tính toán kiểm tra cho đường ống thông khu để xe Zone 1
Hệ thống gió thải khu để xe Zone 1 có số lượng quạt hút là 2 với 2 đường ống hút, lưu lượng mỗi quạt là 10320 𝑙/𝑠 = 37152 𝑚 3 /ℎ
Hệ thống gió thải khu để xe Zone 1 được thiết kế với tổng cộng 22 miệng hút, mỗi miệng hút có lưu lượng 500 𝑙/𝑠 tương đương 1800 𝑚 3 /ℎ Cụ thể, hệ thống này được chia thành hai trục chính, trong đó trục 1 bao gồm 5 miệng hút và trục 2 bao gồm 17 miệng hút, nhằm đảm bảo hiệu quả thông gió và loại bỏ khí thải một cách tối ưu.
Sử dụng phần mềm Duct Checker Pro để kiểm tra vận tốc đi trong ống và tổn thất áp suất trên 1m ống
Bảng 3.21 Kích thước đường ống gió thải tầng hầm Zone 1
Trục Đoạn ống Lưu lượng Kích thước ống
Vận tốc Tổn thất áp suất
Bảng 3.22 Kích thước đường ống gó thải tầng hầm
Trục Đoạn ống Lưu lượng Kích thước ống
A - H Đánh giá và nhận xét:
- Vận tốc gió đi trong ống chính đều nằm trong khoảng khuyến cáo 12 − 15 𝑚/𝑠 trong chế độ thông thường nên hợp lý có thể chấp nhận được
- Tổn thất do ma sát trong các đoạn ống chính đều nằm trong khoảng cho phép từ
Áp suất tối đa cho phép trong hệ thống thường nằm trong khoảng 1-1,5 Pa/m Tuy nhiên, vẫn có một số đoạn có tổn thất áp suất nhỏ hơn so với khuyến cáo, nhưng vẫn có thể chấp nhận được do quá trình thi công lắp đặt có thể làm phát sinh thêm tổn thất áp suất.
3.4.3 Kiểm tra cột áp quạt
Trong phần này, nhóm chúng tôi sẽ trình bày quá trình kiểm tra cột áp quạt SEAF – 1FZ1 – 01,02 dùng để hút khói thải cho bãi đỗ xe Zone 1 Do tính toán tương tự, kết quả tính toán cuối cùng cho các quạt hút khói thải của các bãi đỗ xe còn lại sẽ được trình bày ngắn gọn.
❖ Tổn thất áp suất trên đường ống gió gồm hai thành phần:
- ∆𝑝 𝑚𝑠 – tổn thất ma sát trên đường ống, 𝑃𝑎
- ∆𝑝 𝑐𝑏 – tổn thất cục bộ qua phụ kiện đường ống, 𝑃𝑎
❖ Tổn thất áp suất trên đường ống:
Tổn thất áp suất do ma sát trên đường ống gió có thể được tính toán bằng phương pháp ma sát đồng đều Công thức tính tổn thất áp suất do ma sát ∆𝑝 𝑚𝑠 giúp xác định giá trị chính xác của tổn thất áp suất trên đường ống gió.
- 𝑙 – chiều dài ống gió Ta có chiều dài đoạn ống từ quạt hút đền miệng gió xa nhất (có tổn thất áp lớn nhất) là 𝑙 = 192 (𝑚)
- ∆𝑝 𝑙 – tổn thất áp suất do ma sát trên một mét chiều dài ống
Do tổn thất áp trên 1 mét ống được khuyến cáo từ 1~1,5 Chọn
Để đảm bảo tính toán tổn thất áp suất cục bộ một cách chính xác và nhanh chóng, chúng tôi sử dụng phần mềm Ashrea Duct Fitting Database Dưới đây là bảng tổng hợp các tổn thất áp suất cục bộ của trục hút khói thải bãi đỗ xe Zone 1, cung cấp thông tin cần thiết cho quá trình kiểm tra và tính toán.
Bảng 3.23 Tổn thất áp suất cục bộ của trục hút khói thải bãi đỗ xe Zone 1
STT Tên phụ kiện Lưu lượng
Tổn thất cục bộ qua 1 phụ kiện
❖ Tổng tổn thất áp suất trên đường ống hút khói thải tầng hầm Zone 1:
∆𝑃 = ∆𝑃 𝑚𝑠 + ∆𝑃 𝑐𝑏 = 230,4 + 636 = 937 (𝑃𝑎) Để đảm bảo an toàn khi chọn quạt ta nhân hệ số an toàn 𝑘 = 1,1~1,5, chọn 𝑘 = 1,1
Đánh giá và nhận xét cho thấy cột áp quạt tại công trình là 1125 Pa, có chênh lệch khoảng 15% so với kết quả tính toán Sự chênh lệch này chủ yếu đến từ cách làm tròn trong tính toán, sai số trong đo đạt cũng như việc lựa chọn hệ số an toàn k khi tính chọn quạt.
Bảng 3.24 So sánh kết quả tính toán kiểm tra cột áp quạt hút gió thải tầng hầm với thông số thiết kế của công trình
Cột áp tính toán lý thuyết Cột áp thực tế Chênh lệch
Zone 5 988,24 1125 12,15 Đánh giá và nhận xét: cột áp quạt hút gió thải so với công trình đều có khoảng chênh lệch hầu hết dưới 20% nên có thể chấp nhận được, duy có có khu vực bãi đỗ xe Zone 2 có độ chênh cao hơn hẳn có thể từ cách lấy hệ số hệ an hoặc yêu cầu từ phía chủ đầu tư.
Hệ thống tạo áp cầu thang
3.5.1 Tổng quan về hệ thống tạo áp cầu thang
3.5.1.1 Mục đích của việc tạo áp cầu thang
Hệ thống tạo áp cầu thang đóng vai trò quan trọng trong các tòa nhà, đặc biệt là khi xảy ra sự cố hỏa hoạn Hệ thống này có các nhiệm vụ chính bao gồm cung cấp áp suất không khí để ngăn chặn khói và khí độc xâm nhập vào cầu thang, đảm bảo an toàn cho người sơ tán và cứu hộ, cũng như giúp giảm thiểu thiệt hại về tài sản và tính mạng.
Đảm bảo an toàn cho người là yếu tố quan trọng hàng đầu trong thiết kế và xây dựng các công trình Việc này bao gồm bảo vệ tính mạng con người trong những trường hợp xảy ra hỏa hoạn bằng cách cung cấp những lối thoát hiểm an toàn và những nơi ẩn nấp tạm thời được điều áp, giúp giảm thiểu rủi ro và bảo vệ sức khỏe con người.
Để ngăn chặn cháy lan, cầu thang bộ cần được duy trì chênh áp nhằm ngăn cản sự xâm nhập của khói từ khu vực bị cháy lan sang các khu vực khác của tòa nhà, giúp cho các thao tác chống lửa phát huy hiệu quả.
Bảo vệ tài sản là một trong những ưu tiên hàng đầu khi xảy ra hỏa hoạn Sự lây lan của khói vào các khu vực có nhiều thiết bị giá trị, phương tiện xử lý dữ liệu và thiết bị nhạy cảm khác có thể gây ra thiệt hại nghiêm trọng Vì vậy, việc hạn chế thiệt hại do khói là điều cần thiết để bảo vệ tài sản và đảm bảo hoạt động kinh doanh liên tục.
Hệ thống tạo áp cầu thang cần phải thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật bên dưới:
Khi hệ thống hoạt động, việc đảm bảo lưu lượng gió cấp vào đủ để duy trì sự chênh áp so với khu vực bên ngoài là rất quan trọng, đặc biệt là khi các cửa vào cầu thang đóng Điều này phải tuân thủ đúng yêu cầu và tiêu chuẩn phòng cháy chữa cháy để đảm bảo an toàn cho tòa nhà và người sử dụng.
- Vận tốc khi mở cửa được xác định theo từng tiêu chuẩn cụ thể
Khi lựa chọn cửa, cần chú trọng đến lực mở cửa để đảm bảo sự tiện lợi và an toàn cho mọi người, đặc biệt là người lớn tuổi và trẻ em Lực mở cửa lý tưởng không nên quá lớn, thường dưới 100N, giúp mọi người có thể dễ dàng mở cửa mà không gặp khó khăn.
Cửa chống cháy cần đảm bảo có thể mở được dễ dàng, đồng thời không được khóa để đảm bảo an toàn cho người sử dụng Ngoài ra, cửa phải có khả năng chống cháy trong khoảng 2 giờ để ngăn chặn sự lan truyền của đám cháy Đặc biệt, cửa chống cháy cần có khả năng tự động đóng lại để ngăn chặn đám cháy lan rộng và đảm bảo an toàn cho người sử dụng.
Nguồn điện cấp cho quạt là nguồn ưu tiên riêng biệt, tách biệt với nguồn điện sử dụng thông thường Điều này đảm bảo an toàn và hiệu quả hoạt động của quạt Đặc biệt, tất cả các cáp nguồn và điều khiển đều được thiết kế với khả năng chống cháy, giúp ngăn chặn các rủi ro về cháy nổ và đảm bảo an toàn cho người sử dụng.
Nguyên lý vận hành của hệ thống báo cháy và tạo áp suất dương trong tòa nhà được thực hiện thông qua một quy trình tự động hóa Khi đám cháy được phát hiện, hệ thống báo cháy ngay lập tức gửi tín hiệu đến tòa nhà, thông báo cho mọi người sơ tán khỏi khu vực nguy hiểm Đồng thời, hệ thống này cũng ngắt nguồn điện sinh hoạt để đảm bảo an toàn và cấp nguồn cho các quạt tạo áp suất dương Khi áp suất đạt mức giới hạn, các van PRD (Pressure Relief Damper) sẽ tự động mở ra để xả áp, giúp ngăn chặn sự lan truyền của đám cháy và giảm thiểu thiệt hại.
- Các loại thang bộ cần tạo áp: theo phụ lục D [TL9] quy định bảo vệ chống khói phải cung cấp không khí bên ngoài vào các khu vực:
Trong các tòa nhà, buồng thang bộ không nhiễm khói loại N2 được thiết kế đặc biệt để đảm bảo an toàn trong trường hợp hỏa hoạn Đặc điểm nổi bật của loại buồng thang này là áp suất không khí dương, có nghĩa là áp suất không khí bên trong buồng thang cao hơn áp suất không khí bên ngoài Điều này giúp ngăn chặn khói và khí độc xâm nhập vào buồng thang, tạo ra một không gian an toàn cho người sử dụng khi có cháy.
Buồng thang bộ không nhiễm khói N3 được thiết kế với các khoang đệm đặc biệt, đảm bảo an toàn cho người sử dụng Đặc điểm nổi bật của loại buồng thang này là có lối vào từ mỗi tầng đi qua khoang đệm, và khoang đệm này luôn duy trì áp suất không khí dương, giúp ngăn chặn khói và khí độc xâm nhập vào buồng thang, ngay cả khi có cháy xảy ra.
Độ chênh áp là yếu tố quan trọng cần xem xét khi tính toán thông số cấp không khí vào Theo quy định tại phụ lục D [TL9], độ dư của áp suất không khí không được thấp hơn 20 Pa và không vượt quá 50 Pa ở các buồng thang bộ không nhiễm khói loại N2 cũng như ở các khoang đệm của buồng thang bộ không nhiễm khói loại N3 so với các không gian liền kề như hành lang và sảnh.
3.5.2 Tính toán kiểm tra lưu lượng
❖ Tính toán kiểm tra lưu lượng phòng đệm cầu thang bộ loại N3
Công trình được thiết kế với cầu thang bộ trục T1-ST-02, nối từ tầng 33 xuống tầng hầm, bỏ qua tầng 1 và tầng 3, đồng thời có quạt đặt trên tầng mái Cầu thang bộ này thuộc loại N3, do đó cần tính toán tăng áp cho các buồng đệm trước buồng thang để đảm bảo an toàn và hiệu quả.
Lưu lượng không khí cần thổi vào buồng đệm của loại thang N3 để tạo sự chênh áp được xác định bằng công thức:
- 𝑄 – lưu lượng không khí cần cấp vào buồng đệm thang bộ loại N3, 𝑙/𝑠
- 𝑄 1 – lưu lượng không khí rò rỉ qua tất cả cửa đóng, 𝑙/𝑠
- 𝑄 2 – lưu lượng không khí rò rỉ qua tất cả cửa mở, 𝑙/𝑠
❖ Lưu lượng không khí rò rỉ qua tất cả cửa đóng:
- 𝑄 1 – lưu lượng không khí rò rỉ qua tất cả cửa đóng, 𝑚 3 /𝑠
- 𝐴 𝑒 – diện tích rò rỉ qua cửa, 𝑚 2
Theo bảng diện tích khe cửa BS 5588, ta có
- 𝑃 – độ chênh áp suất, 𝑃𝑎 Để đảm bảo mức an toàn cao nhất, ta chọn áp suất chênh lệch giữa trong buồng đệm với bên ngoài là 50 Pa
- 𝑛 – hệ số rò rỉ, với cửa hệ số rò rỉ 𝑛 = 2
- 𝑚 – số lượng cửa tính toán, 𝑚 = 31
= 1,6265(𝑚 3 /𝑠) = 1626,5 (𝑙/𝑠) Theo tiêu chuẩn BS EN 1210 – 6:2005, ta thêm ít nhất 50% lưu lượng do không đảm các diện tích rò rỉ đã được giả định:
❖ Lưu lượng không khí thoát qua cửa mở:
Theo phụ lục D [TL9] quy định tốc độ thổi qua một cửa mở có tốc độ không thấp hơn 1,3 m/s Do đó ta có công thức:
- 𝑄 2 – lưu lượng không khí rò rỉ qua tất cả cửa mở, 𝑙/𝑠
- 𝐴 𝑐ử𝑎 𝑚ở = 2,1 × 0,9 = 1,89 (𝑚 2 ) – diện tích một cửa mở
- 𝑣 – vận tốc không khí thổi qua một cửa mở, lấy 𝑣 = 1,3 𝑚/𝑠, như đã chú giải ở trên
- 𝑛 𝑐ử𝑎 𝑚ở - số cửa mở, 𝑛 𝑐ử𝑎 𝑚ở = 2 (cửa ở tầng có cháy và cửa ở tầng thoát hiểm)
= 4914 (𝑙/𝑠) Lấy dự phòng 15%, ta có:
𝑄 2 = 1,15 × 4914 = 5656,85 (𝑙/𝑠) Lưu lượng không khí cần thổi vào buồng đệm:
❖ Tính toán kiểm tra lưu lượng cho sảnh thang máy phòng cháy chữa cháy:
Theo quy định tại QCVN 06 – 2009, các công trình dân dụng có chiều cao trên 28m bắt buộc phải lắp đặt thang máy chuyên dụng dành cho lực lượng cứu hỏa sử dụng trong trường hợp chữa cháy cứu nạn Việc bố trí thang máy này là cần thiết để đảm bảo an toàn cho quá trình chữa cháy cứu nạn tại các tòa nhà cao tầng.
Công trình có một thang máy dùng trong phòng cháy chữa cháy từ tầng 34 xuống tầng hầm (quạt đặt trên tầng mái)
Do có cách tính tương tự, chỉ khác số lượng cửa mở khi có cháy là 1, việc tính toán này cũng cần phải tính đến tổn thất lưu lượng qua cửa thang máy khi mở Điều này sẽ giúp chúng ta thống kê thông số một cách chính xác và đầy đủ.
Bảng 3.25 Lưu lượng quạt tạo áp cầu thang
Trục thang Lưu lượng tính toán lý thuyết
Lưu lượng thực tế Chênh lệch
TRIỂN KHAI HỆ THỐNG THÔNG GIÓ BẰNG PHẦN MỀM
Giới thiệu REVIT
4.1.1 Lịch sử ra đời của BIM
Những năm đầu thập kỷ 70, công nghệ Building Information Modeling (BIM) đã ra đời trong ngành công nghiệp xây dựng, mang đến cách tiếp cận mới với mô hình ba chiều (3D) để tạo ra, phân tích và truyền đạt thông tin của công trình một cách toàn diện và chính xác hơn.
Hình 4.1 Minh họa cho BIM
Theo Viện Kiến trúc Hoa Kỳ, thuật ngữ Building Information Modeling (BIM) được Autodesk đặt ra và phổ biến rộng rãi bởi Jery Laiserin để mô tả mô hình không gian ba chiều thiết lập bằng công cụ máy tính Mô hình BIM trợ giúp quá trình trao đổi và chia sẻ thông tin của công trình bằng cách số hóa, cho phép các nhà tư vấn thiết kế và nhà thầu xây dựng sử dụng phần mềm BIM để tạo nên mô hình công trình giống hệt như công trình thực tế trên máy vi tính.
Mô hình không gian ba chiều được tích hợp với cơ sở dữ liệu thông tin dự án, cung cấp thông tin chi tiết về mối quan hệ không gian, hình học, kích thước, số lượng và vật liệu của các cấu kiện và bộ phận công trình Điều này cho phép mô hình thể hiện toàn bộ vòng đời của công trình, từ giai đoạn thiết kế và thi công đến vận hành và sử dụng.
Công nghệ BIM không chỉ đơn giản là một sản phẩm phần mềm hay mô hình 3D trình bày phối cảnh công trình, mà là một tiến trình tạo dựng và sử dụng mô hình kĩ thuật số cho công việc thiết kế, thi công và thực hiện dự án Quá trình này cho phép hợp nhất thông tin từ tất cả các khía cạnh của quá trình xây dựng công trình, giúp tăng hiệu quả sử dụng và tính sẵn có của các thông tin này lên gấp nhiều lần Phần mềm chỉ là cơ cấu để tiến trình BIM được thực hiện, mang lại những thay đổi mang tính cách mạng trong việc tạo ra, thể hiện và sử dụng thông tin của công trình xây dựng.
Tiến trình BIM là một phương pháp làm việc liên kết chặt chẽ giữa các bên tham gia trong suốt vòng đời dự án, bao gồm kiến trúc sư, kỹ sư, nhà thầu, chủ công trình và quản lý thiết bị Quá trình này cho phép tất cả các bên tham gia góp sức và trao đổi thông tin thông qua việc chia sẻ mẫu thiết kế chung, giúp đảm bảo sự thống nhất và hiệu quả trong quá trình thực hiện dự án.
Những mẫu thiết kế này tích hợp mô hình thông minh 2D và 3D, kết hợp với các yếu tố ngoại vi như vị trí địa lý và điều kiện thực tế ở địa phương, đồng thời tận dụng dữ liệu ảo của công trình để cung cấp nguồn thông tin toàn diện phục vụ việc thiết kế công trình một cách hiệu quả.
“Sự thông minh” được tích hợp vào vật thể bao gồm giá trị biến đồ họa xác định trước và thông tin phi đồ họa, giúp kiến trúc sư, kỹ sư cơ - điện - nước và nhà thầu có thể biểu diễn chính xác hình học và mối quan hệ giữa các yếu tố công trình liên quan, từ đó tạo nên một mô hình xây dựng toàn diện và chính xác.
Khi thông tin được cập nhật vào hệ thống dữ liệu tích hợp, toàn bộ bản vẽ thiết kế và danh mục dự án sẽ được đồng bộ hóa Điều này cho phép mô hình BIM phản hồi tự động với mọi thay đổi được phê duyệt, đảm bảo rằng tất cả các góc nhìn đồ họa như sơ đồ, kiến trúc, chi tiết và bản vẽ cấu trúc khác đều được cập nhật đồng thời với các thông tin phi đồ họa như tài liệu thông tin kiến trúc và danh mục.
4.1.3 Ưu điểm và nhược điểm khi sử dụng BIM
Công nghệ BIM (Building Information Modeling) có tiềm năng cách mạng hóa quá trình thiết kế và xây dựng dự án, trở thành "yếu tố tăng trưởng" đối với các nhà thầu làm kinh doanh BIM cho phép tạo ra mô hình hình học 3 chiều của một tòa nhà, có thể được điều hướng và cập nhật liên tục như một trò chơi video Những mô hình BIM cung cấp các bản vẽ xây dựng điện tử hoặc bản in chi tiết, giúp các nhà thầu nâng cao hiệu quả công việc Tuy nhiên, việc sử dụng BIM cũng có ưu và nhược điểm, do đó các nhà thầu cần nhận thức rõ về hiệu quả của công nghệ này đối với công việc của mình.
Hình 4.2 Ứng dụng Autodesk Revit 2019
Autodesk Revit 2019 là phần mềm mô hình hóa thông tin xây dựng mạnh mẽ dành cho kiến trúc sư, kỹ sư và nhà thầu, cho phép thiết kế tòa nhà và các thành phần của nó ở dạng 3D, chú thích mô hình bằng phác thảo 2D và truy cập thông tin tòa nhà từ cơ sở dữ liệu Là mô hình thông tin tòa nhà 4D BIM, Revit cung cấp các công cụ để lập kế hoạch và theo dõi các giai đoạn khác nhau trong vòng đời của tòa nhà, từ ý tưởng đến xây dựng và bảo trì Với việc ra mắt lần này, Autodesk Revit 2019 mang đến nhiều cập nhật mới, cải thiện đáng kể môi trường bề ngoài và hệ thống quản lý khung nhìn, cho phép người dùng tận dụng tối đa ưu thế của việc sử dụng đa dạng màn hình.
4.1.5 Lợi ích khi ứng dụng phần mềm Revit
Ứng dụng thông minh này hỗ trợ triển khai hồ sơ một cách nhanh chóng và hạn chế tối đa sai sót, giúp người hành nghề tiết kiệm thời gian và nâng cao hiệu quả công việc Đồng thời, ứng dụng này cũng được thiết kế đơn giản, dễ hiểu và dễ học, đặc biệt phù hợp với những người mới bắt đầu sử dụng.
Tính đồng bộ và chính xác của hồ sơ là yếu tố quan trọng trong quá trình xây dựng, giúp đảm bảo mức độ ăn khớp cao giữa công trình thực tế và bản vẽ thiết kế Điều này cho phép dễ dàng điều chỉnh ý tưởng thiết kế và phối hợp hiệu quả giữa nhiều bộ môn khác nhau, bao gồm kiến trúc, kết cấu, cơ điện và nhiều lĩnh vực khác, từ đó tạo ra một công trình hoàn chỉnh và chính xác.
Dễ dàng xuất bảng thống kê, khối lượng dự toán khi sử dụng Revit để vẽ hồ sơ
Khi đã có đủ dữ liệu chuyên ngành và tài liệu cần thiết, việc triển khai một bộ hồ sơ trở nên nhanh chóng, dễ dàng và đồng bộ Điều này cho phép người dùng tiết kiệm thời gian và công sức trong quá trình xây dựng hồ sơ Việc áp dụng phương pháp này cũng giúp đảm bảo tính chính xác và nhất quán của thông tin, từ đó nâng cao hiệu quả và chất lượng của hồ sơ.
Dưới đây là đoạn văn được viết lại dựa trên nội dung bài viết của bạn:Việc tính toán và mô phỏng khu đô thị dịch vụ du lịch tại phường Phú Hài, thành phố Phan Thiết đã được thực hiện thành công bằng cách sử dụng phần mềm REVIT MEP 2019 Kết quả này cho phép nhà phát triển đánh giá hiệu quả của dự án khu căn hộ cao tầng, từ đó đưa ra quyết định đầu tư và xây dựng phù hợp.
Hình 4.3 Mô phỏng hệ thống thông gió khu đô thị dịch vụ du lịch tại phường Phú Hải, thành phố Phan Thiết hang mục khu căn hộ cao tầng (1)
Hình 4.4 Mô phỏng hệ thống thông gió khu đô thị dịch vụ du lịch tại phường Phú Hải, thành phố Phan Thiết hang mục khu căn hộ cao tầng (2)
Triển khai mô hình 3D trên phần mềm Revit là một bước quan trọng trong quy trình thiết kế Thông thường, các đơn vị thiết kế thực hiện triển khai mô hình hoá dựa trên các đường nét 2D đã được vẽ trong giai đoạn thiết kế cơ sở, đảm bảo tính chính xác cao Tuy nhiên, xu hướng mới hiện nay là triển khai bản vẽ ngay từ giai đoạn thiết kế cơ sở trên phần mềm Revit, giúp tiết kiệm thời gian và quản lý bản vẽ một cách chặt chẽ và khoa học hơn Trong khuôn khổ của bài viết này, chúng tôi sẽ trình bày lại bản vẽ thiết kế 2D có sẵn của hệ thống điều hòa không khí tại dự án bằng phần mềm Revit 2019, theo phương án đi ống và bố trí thiết bị đã được thực hiện.
Hình 4.5 Hình ảnh giao diện revit 2019 khi khởi động
Hình 4.6 Giao diện làm việc của Revit 2019
Ribbon: là thanh công cụ chứa chuỗi các tab và công cụ để thực hiện dự án
Architecture: Phục vụ cho việc thiết kế kiến trúc
Structure: Phục vụ cho việc thiết kế kết cấu xây dựng
System: Vẽ đường ống nước, ống gió, ống chiller, máng cáp…của hệ thống MEP Insert: để chèn các file, hình ảnh, load family để vẽ dự án…
Annotate: Ghi kích thước, chú thích…
Analyze: Tạo không gian chức năng…
View: Tạo các khung nhìn, mặt cắt, 3D…
Manage: Quản lý, thiết lập thông tin project…
Modify: Thay đổi đối tượng, di dời, copy…
Mô phỏng hệ thống điều hoà không khí bằng Revit
4.2.1 Xây dựng mô hình kiến trúc
Sau khi áp dụng các phương pháp sử dụng Revit và liên kết, nhóm đã tạo được mô hình 3D kết cấu công trình và mô hình 3D hệ thống thông gió – điều hoà không khí của 12 tầng tòa nhà, bao gồm cả các chi tiết như louver, miệng gió và quạt, dựa trên bản vẽ hệ thống thông gió và điều hoà không khí của công trình.
Các bước chuẩn bị trước khi vào dựng hình:
Link file CAD kiến trúc, mặt bằng, bản vẽ thiết kế các tầng
Thiết lập các View template
Tạo không gian chức năng
Các lệnh vẽ nhanh cho hệ thống thông gió và chiller:
DT: Vẽ đường ống gió
DA: Lắp các van cho hệ thông gió (van gió điều chỉnh lưu lượng, van gió chóng cháy…)
ME: Chọn FCU, quạt hướng trục…
AT: Chọn loại miệng gió (cấp, thải), Louver…
FD: Chọn ống gió mềm
PI: Vẽ đường ống gió
PA: Lắp các van cho hệ thống chiller (lọc Y, van motorize 3 ngã, van cổng…)
Trong quá trình vẽ, việc bám sát bản vẽ thiết kế 2D là vô cùng quan trọng Để đảm bảo độ chính xác, bạn nên kết hợp sử dụng mặt cắt (Section) và theo dõi quá trình vẽ thông qua view 3D Điều này sẽ giúp bạn tạo ra bản vẽ chính xác và hoàn thiện hơn.
Hình 4.11 Bản vẽ khu đô thị dịch vụ du lịch tại phường Phú Hải, thành phố Phan Thiết hang mục khu căn hộ cao tầng (1)
Hình 4.12 Bản vẽ khu đô thị dịch vụ du lịch tại phường Phú Hải, thành phố Phan Thiết hang mục khu căn hộ cao tầng (2)
Hình 4.13 Mặt bằng 2D Hệ thống cấp, thải gió tầng hầm
Sau khi hoàn thiện bản thiết kế 2D, bước quan trọng tiếp theo là kết hợp hệ thống thông gió với kiến trúc tòa nhà Việc này cho phép chúng ta chuyển đổi thiết kế từ 2D sang 3D, giúp nhìn rõ hơn đường đi của ống gió, phát hiện các điểm giao nhau với kiến trúc và đảm bảo rằng FCU có thể được lắp đặt đúng với độ cao thiết kế Quá trình kết hợp này giúp giải quyết nhiều câu hỏi và thách thức, cuối cùng mang lại một bản vẽ hoàn chỉnh và sẵn sàng cho thi công.
Hình 4.14 Mô phỏng 3D hệ thống thông gió (1)
Hình 4.15 Mô phỏng 3D hệ thống thông gió (2)
Khi thực hiện việc kết hợp các đường ống, bạn nên ưu tiên kiểm tra các đường ống chính trước, sau đó mới đến các ống nhánh Đầu tiên, hãy quan sát bằng mắt thường để xác định các điểm có thể xảy ra va chạm, sau đó sử dụng thanh công cụ Collaborate và chọn tính năng Interference check, chọn Run Interference check để kiểm tra lại Bằng cách này, bạn có thể phát hiện ra các điểm va chạm mà mắt thường không thể quan sát được, nhờ vào sự hỗ trợ của ứng dụng.
4.2.2 Ứng dụng Revit xuất khối lượng bản vẽ
Việc bốc tách khối lượng có vai trò quan trọng khi thành lập dự án, giúp chủ đầu tư xác định khối lượng cần thiết để khởi tạo dự án Thông qua việc bốc tách khối lượng, chủ đầu tư có thể kiểm soát công việc một cách dễ dàng hơn, đảm bảo dự án được thực hiện hiệu quả và đúng tiến độ.
Công việc bốc khối lượng đòi hỏi sự tỉ mỉ và cẩn thận, đồng thời cần có hiểu biết sâu về hệ thống để đảm bảo độ chính xác cao Khi bản vẽ combine được tạo ra chính xác, quá trình bốc tách sẽ trở nên dễ dàng và giảm thiểu tổn thất cho dự án Để bắt đầu, bạn cần truy cập vào thanh Project browser, chọn Schedules/Quantities và nhấn New Schedules/Quantities, sau đó bảng New Schedule sẽ xuất hiện.
To estimate the quantity of ducts, select 'Ducts' under the 'Category' column and click 'OK' This action will prompt the 'Schedule Properties' table to appear, which requires specific parameters including Size, Width, Height, Length, Area, System abbreviation, and the designated area to accurately calculate the duct quantity.
Hình 4.18 Chọn khối lượng ống gió Bảng 4.1 Khối lượng ống gió