thiết kế hệ thống kỹ thuật công trình golden tower

Bên cạnh việc xây dựng cơ sở hạ tầng hiện đại thì việc xây dựng hệ thống MEP cũng chiếm một vị trí quan trọng, nó góp phần đảm bảo về nhu cầu sử dụng: lưu lượng, áp lực nước; điện năng v

TỔNG QUAN VỀ DỰ ÁN

MỞ ĐẦU

1.1 Lý do chọn đề tài

Thành phố Hồ Chí Minh là thành phố nằm giữa vùng Nam Bộ trù phú, tiếp giáp phía Nam của miền Đông Nam Bộ và rìa Bắc của miền Tây Nam Bộ Là thành phố đông dân và lớn nhất Việt Nam

Nơi đây là đầu mối giao thông lớn, nối liền với các tỉnh trong vùng và là ngõ cửa quốc tế của khu vực Khi nhìn vào bối cảnh Việt Nam, từ năm 2010 là cơ hội cho các doanh nghiệp Nhà nước chuyển từ chỗ làm việc cũ sang văn phòng làm việc mới với môi trường làm việc tốt hơn, cơ sở vật chất đầy đủ, hiện đại hơn

Bên cạnh việc xây dựng cơ sở hạ tầng hiện đại thì việc xây dựng hệ thống MEP cũng chiếm một vị trí quan trọng, nó góp phần đảm bảo về nhu cầu sử dụng: lưu lượng, áp lực nước; điện năng và chiếu sáng; điều hòa không khí và chữa cháy của công trình, nhằm góp phần mang lại chất lượng cuộc sống tốt, môi trường sống xanh đẹp, và đảm bảo an toàn cho cuộc sống Để đáp ứng yêu cầu đó thì việc “Thiết kế hệ thống MEP cho dự án TÒA NHÀ GOLDEN TOWER ” là hoàn toàn cần thiết

Tính toán và thiết kế hệ thống MEP cho dự án “TÒA NHÀ GOLDEN TOWER”, địa chỉ xây dựng: Số 6, đường Nguyễn Thi Minh Khai, phường Kao Đao, quận 1, thành phố Hồ Chí Minh để:

- Đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn, quy chuẩn hiện hành

- Đáp ứng được yêu cầu của chủ đầu tư cũng như người sử dụng

- Không gây ra ô nhiễm môi trường

- Tổng quan về dự án “TÒA NHÀ GOLDEN TOWER”

- Thiết kế hệ thống cấp nước

- Thiết kế hệ thống thoát nước

- Thiết kệ hệ thống cấp nước chữa cháy

- Thiết kế hệ thống báo cháy

- Thể hiện các bộ bản vẽ

- Lập bảng thống kê vật tư

1.4 Đối tượng và phạm vi đề tài Đối tượng của đề tài: “Thiết kế hệ thống MEP do dự án TÒA NHÀ GOLDEN

TOWER” tại Số 6, đường Nguyễn Thi Minh Khai, phường Kao Đao, quận 1, thành phố Hồ Chí Minh

- Thiết kế hệ thống cấp nước sinh hoạt (nước nóng, nước lạnh)

- Thiết kế hệ thống thoát nước (nước thải sinh hoạt và nước mưa)

- Thiết kế hệ thống cấp nước chữa cháy (spinkler, vách tường, drencher)

- Thiết kế hệ thống báo cháy (báo khói, báo nhiệt, đèn báo…)

TỔNG QUAN DỰ ÁN

Tên dự án “TÒA NHÀ GOLDEN TOWER” Địa chỉ: Số 6, Nguyễn Thị Minh Khai, Đa Kao, quận 1, Hồ Chí Minh

Chủ đầu tư: Công ty TNHH Đầu tư Ngọc Phú

Hình 2 1: Mặt bằng định vị tổng thể tại Google Map

Dự án bao gồm 17 tầng nổi và 2 tầng hầm (bao gồm: 2 tầng hầm, 15 tầng , 1 sân thượng và 1 tầng mái) Cụ thể thiết kế bố trí kiến trúc và diện tích như sau:

Bảng 2 1: Chức năng và diện tích của từng tầng

STT Tầng Chức năng Diện tích (m 2 )

Phòng bơm nước sinh hoạt 13.6 Bãi đỗ xe ô tô + xe máy 400.0

Bãi đỗ xe ô tô + xe máy 311.0

Phòng đặt các thiết bị điều khiển TT 12.0

2.2 Phương pháp quy hoạch dự án

Diện tích khu đất: 485m 2 Phương pháp quy hoạch dự án đảm bảo các nguyên tắc sau:

- Các thiết bị tạm cung cấp cho công trình phải đảm bảo sử dụng an toàn và hiệu quả trong suốt quá trình dự án, phù hợp với mặt bằng và môi trường của công trường

- Điều hòa không khí tạm: thiết bị sưởi nóng và làm lạnh cần thiết để duy trì nhiệt độ trong các công trình tạm

- Cấp điện tạm: Tuân theo các tiêu chuẩn, quy chuẩn và các quy định hiện hành của Việt Nam đối với hệ thống cấp điện tạm Lắp đặt hệ thống cấp điện tạm tuân theo các tiêu chuẩn Việt Nam

- Cấp và thoát nước tạm: hệ thống thoát nước tạm phải đúng tiêu chuẩn, quy chuẩn hiện hành Việc đấu nối hệ thống nước tạm vào hệ thống của thành phố theo chĩ dẫn của các cơ quan có thẩm quy

- PCCC: bố trí hệ thống PCCC tạm trong quá trình thi công đảm bảo các yêu cầu trong các tiêu chuẩn, quy chuẩn và văn bản pháp luật hiện hành, được Chủ đầu tư phê duyệt (như: bình chữa cháy xách tay phù hợp với chủng loại và chất dập cháy theo yêu cầu vị trí và loại cháy)

2.3 Điều kiện tự nhiên – khí hậu

Khí hậu thành phố Hồ Chí Minh mang tính chất cận xích đạo nên nhiệt độ cao và khá ổn định trong năm Số giờ nắng trung bình tháng đạt từ 160 đến 270 giờ, độ ẩm không khí trung bình 79.5% Nhiệt độ không khí trung bình hàng năm là 27.96%, cao nhất là tháng 4 (40 0 C ), thấp nhất là tháng 12 (13.8 0 C )

Lượng mưa bình quân hàng năm là 1934mm và mỗi năm có khoảng 159 ngày mưa Thành phố Hồ Chí Minh có hai mùa rõ rệt: Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, khí

5 hậu nóng ẩm, nhiệt độ cao, mưa nhiều Mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau, khí hậu khô, nhiệt độ cao và mưa ít

2.4 Hiện trạng hạ tầng kỹ thuật

- Cấp nước: nguồn cấp nước cho công trình được lấy từ mạng lưới đường ống cấp nước của thành phố nằm bên ngoài công trình

- Thoát nước: hiện tại khu vực đã có mạng lưới thoát nước thải chung, để thoát nước sinh hoạt sau khi đã xử lý sơ bộ qua bể tự hoại và nước mưa sẽ được đổ ra hệ thống thoát nước thải tập chung của khu vực

- Nguồn điện cấp cho công trình được lấy từ điện lưới quốc gia với điện áp là 24kV vào trạm biến áp Từ trạm biến thế, nguồn điện qua hệ thống phân phối để cấp điện đến vị trí sử dụng Công trình có bố trí máy phát điện dự phòng cho phụ tải thiết yếu

HỆ THỐNG CẤP THOÁT NƯỚC

THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP NƯỚC TRONG CÔNG TRÌNH

Hệ thống cấp nước trong nhà bao gồm:

- Hệ thống cấp nước lạnh sinh hoạt

- Hệ thống cấp nước nóng sinh hoạt

- Bể chứa nước sinh hoạt

Hệ thống cấp nước bao gồm tất cả các đường ống, thiết bị dùng để xử lý, phân phối và vận chuyển nước đến các thiết bị dùng nước Các đường ống chính và phụ kiện được nối với nhau thông qua các co nối, van v.v… Các hệ thống điều chỉnh áp lực (bình giãn nở, công tắc áp suất) các hệ thống điều chỉnh lưu lượng nước (cảm biến mực nước, van phao điện, van phao cơ ) và hệ thống điều khiển bơm bằng điện

3.2 Thiết kế hệ thống cấp nước sinh hoạt

3.2.1 Cơ sở và số liệu thiết kế

Quy chuẩn hệ thống cấp nước trong nhà và công trình – Tiêu chuẩn thiết kế:

- QCCTNVN – 2000: Quy chuẩn cấp thoát nước trong nhà và các công trình

- TCVN 4513-1988: Cấp nước bên trong – Tiêu chuẩn thiết kế

- TCXDVN 33-2006: Cấp nước – Mạng lưới đường ống và công trình – Tiêu chuẩn thiết kế

3.2.1.2 Số liệu thiết kế cấp nước sinh hoạt

Mặt bằng các tầng nhà có bố trí các thiết bị vệ sinh: tầng hầm 1, tầng 1 – 12

Kết cấu nhà: Bê tông và gạch

Số tầng nhà: 19 tầng (tính cả tầng hầm và tầng thượng)

- Chiều cao tầng trệt, lửng 1 và lửng 2 : 10.9 m

- Chiều cao tầng thượng tới mái: 4.5 m

- Cốt nền nhà là tầng trệt: 0.00 m Áp lực đường ống cấp nước thủy cục: 20m, thường xuyên thay đổi, khổng ổn định Độ sâu chôn ống cấp nước từ thủy cục vào công trình: 1.25m so với cốt 0.00m của công trình (QCCTNVN – 2000, mục 6.9.1)

Số người dự kiến: 1095 người

Bảng 3 1: Bảng tính mật độ người của Golden Tower

STT Hạng mục Diện tích (m 2 ) Hệ số không gian sàn (m 2 /người)

(3) Diện tích của từng khu vực công trình được đo trên mặt bằng bản vẽ (m 2 )

Phải lựa chọn sơ đồ nguyên lý cấp nước cho phù hợp với các mục tiêu cấp nước an toàn (liên tục), đủ lưu lượng và áp lực nhưng phải phù hợp với điều kiện kinh tế và mỹ quan mà yêu cầu công trình cho phép Đường ống vạch tuyến bên trong phải theo các tiêu chuẩn thiết kế hiện hành như: TCVN 4513 - 1988 Cấp nước bên trong – Tiêu chuẩn thiết kế, QCVN - 2000 Quy chuẩn cấp thoát nước trong nhà và công trình

3.2.2.2 Hệ thống cấp nước lạnh sinh hoạt

Nguồn nước cấp cho công trình được lấy từ mạng lưới đường ống nước sạch của thành phố

Nước lạnh cấp cho nhu cầu sinh hoạt, được cấp cho các vị trí:

- Khu vực vệ sinh của công trình

- Khu vực bếp (quầy bar, nhà hàng)

3.2.3 Phương pháp thiết kế mạng lưới cấp nước sinh hoạt

3.2.3.1 Mạng lưới cấp nước đơn giản Áp dụng khi áp lực đường ống nước ngoài nhà hoàn toàn đảm bảo đưa tới mọi thiết bị vệ sinh trong công trình, kể cả những dụng cụ vệ sinh cao nhất và xa nhất trong công trình Mạng lưới cấp nước đơn giản được thể hiện ở hình 3.1:

Hình 3.1: Sơ đồ hệ thống cấp nước đơn giản

Hình 3.2: Sơ đồ hệ thống cấp nước có két nước trên mái

3.2.3.2 Mạng lưới cấp nước có két nước trên mái Được áp dụng khi áp lực đường ống cấp nước bên ngoài không đảm bảo thường xuyên Vào những giờ dùng nước ít (chủ yếu là ban đêm) nước được cung cấp cho các thiết bị vệ sinh và cấp lên két Vào giờ cao điểm, khi nước không lên tới các thiết bị vệ sinh thì két nước sẽ bổ sung nước cho toàn bộ mạng lưới Mạng lưới cấp nước có két nước trên mái được thể hiện ở hình 3.2:

3.2.3.3 Mạng lưới cấp nước có két nước trên mái và trạm bơm Áp dụng cho trường hợp áp lực đường ống nước bên ngoài hoàn toàn không đảm bảo Máy bơm chỉ mở vào giờ cao điểm, vừa đưa nước tới các thiết bị vệ sinh, vừa bổ sung cho két nước Các giờ còn lại, két nước sẽ bổ sung nước cho thiết bị vệ sinh Mạng lưới cấp nước có két nước và trạm bơm được thể hiện trên hình 3.3:

3.2.3.4 Mạng lưới cấp nước có két nước, trạm bơm và bể chứa Áp dụng trong trường hợp áp lực đường ống nước bên ngoài hoàn toàn không đảm bảo và quá thấp, đồng thời lưu lượng nước không đủ, đường kính ống bên ngoài nhỏ, không cho phép bơm trực tiếp từ đường ống bên ngoài, vì sẽ ảnh hưởng đến việc dùng nước của các hộ xung quanh Mạng lưới cấp nước có két nước, trạm bơm và bể chứa được thể hiện trên sơ đồ hình 3.3, 3.4:

Hình 3.3: Sơ đồ hệ thống cấp nước có két nước trên mái và trạm bơm

Hình 3.4: Sơ đồ hệ thống cấp nước có két nước, trạm bơm và bể chứa

3.2.4 Lựa chọn sơ đồ cấp nước

3.2.4.1 Tính toán sơ bộ áp lực cần thiết

• Áp lực đường ống cấp nước bên ngoài

Theo tham khảo số liệu của các cơ quan quản lý mạng lưới cấp nước tại Quận Cầu

Giấy, Hà Nội thì áp lực đường ống cấp nước bên ngoài (Hngoài) bằng 20 m cột nước

• Áp lực cần thiết của công trình Để lựa chọn sơ đồ hệ thống cấp nước cho công trình ta chọn sơ bộ Hct của công trình như sau:

- Cách 1: Ở tầng trệt: Hct = 10m, tầng 1: Hct = 14m, mỗi tầng tăng 4m Như vậy đối với công trình 12 tầng (không tính tầng hầm) ta được Hct = 74m.

- Cách 2: Ta sử dụng công thức thực nghiệm: H ct 4(+ n−1); trong đó n là số tầng của công trình Như vậy ta được Hct = 74m.

Vì Hct > Hngoài là không đảm bảo để đưa nước tới các thiết bị vệ sinh trong công trình

Vì vậy, ta chọn sơ đồ cấp nước có: bể chứa, trạm bơm, két nước mái để đảm bảo yêu cầu cấp nước

3.3 Thiết kế và tính toán mạng lưới cấp nước sinh hoạt

3.3.1 Vạch tuyến và bố trí đường ống cấp nước bên trong nhà

Nước được lấy từ đường ống cấp nước bên ngoài qua đồng hồ và tới bể chứa nước sau đó được bơm đưa lên két nước mái rồi dẫn xuống tới các thiết bị dùng nước

Nguyên tắc vạch tuyến bố trí bên trong: (TCVN 4513-1988, mục 4)

- Đường ống cấp nước từ két nước mái xuống phải đi tới 14 tầng bên trong công trình và tới các thiết bị vệ sinh: hố xí, âu tiểu, lavabo

- Cung cấp đủ lưu lượng và áp lực cần yêu cầu của thiết bị vệ sinh

- Tổng số chiều dài đường ống đến các thiết bị phải là ngắn nhất

- Các phụ tùng và thiết bị trên đường ống dẫn nước vào nhà phải đặt ở những nơi dễ kiểm tra và dễ sửa chữa nhất

- Hệ thống cấp nước bên trong công trình phải đảm bảo chống ồn, chống rung cho thiết bị và đường ống, phụ tùng

Sau khi vạch tuyến mạng lưới cấp nước trên mặt bằng, tiến hành vẽ sơ đồ không gian và sơ đồ nguyên lý hệ thống cấp nước bên trong công trình, đánh số thứ tự các đoạn ống tính toán tại vị trí thay đổi lưu lượng Trên cơ sở đó so sánh chọn tuyến ống tính toán bất lợi nhất

Bố trí mặt bằng, thiết kế chi tiết xem bản vẽ sơ đồ nguyên lý cấp nước và bộ bản vẽ cấp nước

3.3.2 Tính toán lưu lượng cấp nước cho công trình

Nước lạnh được cấp vào công trình được sử dụng với các mục đích chính: cấp nước cho các khu vệ sinh, đồng thời cần tính toán thêm lượng nước cho việc và rửa sàn các khu vực chung

Bảng 3 2: Nhu cầu dùng nước sinh hoạt của Golden Tower

Nhu cầu dùng nước sinh hoạt STT Hạng mục Số lượng Tiêu chuẩn Q ngđ (m 3 /ngày)

1 Văn phòng 1095 người 15 l/ng/ngay 16.42

2 Bảo vệ, nhân viên vệ sinh 10 người 25 l/ng/ngay 0.25

(3) Tra bảng 3.1 - Bảng tính mật độ người của Golden Tower

(4) Nhu cầu dùng nước (l/ng/ngay) và (l/m 2 ), tra (TCVN 4513 – 1988, bảng 1) và tra (TCXDVN 33:2006, bảng 3.3)

(5) Lưu lượng tính toán (m 3 /ngay) được tính theo công thức: (3) (4)( 3 / ) tt 1000

3.3.3 Tính toán và lựa chọn đồng hồ đo nước: Để chọn cỡ đồng hồ nước người ta dựa vào lưu lượng tính toán của công trình và khả năng làm việc của đồng hồ Khả năng đó được biểu thị bằng lưu lượng giới hạn nhỏ nhất, lưu lượng giới hạn lớn nhất và lưu lượng đặc trưng của đồng hồ (Tra bảng 6 và bảng 7, TCVN 4513-1988)

Lưu lượng nước tính toán trong 1 giây cho công trình chung cư cao tầng được tính theo mục 6.9 TCVN 4513 – 1988:

Trong đó: α - Hệ số phụ tùng chức năng (α = 1.5 đối với công trình là văn phòng cho thuê - Bảng 11 TCVN 4513: 1988)

N - Tổng đương lượng của thiết bị vệ sinh

Bảng 3 3: Tổng đương lượng tính toán của công trình

Thiết bị Số lượng thiết bị Trị số đương lượng một thiết bị Tổng đương lượng tính toán

Tổng Qtt toàn công trình (l/s) 2.5

Việc tính toán đồng hồ đo nước (kiểu cánh quạt hoặc tuốc bin) để lắp đặt trên đường ống nước dẫn vào nhà cần căn cứ vào lưu lượng ngày lớn nhất chọn theo bảng 6 TCVN 4513-1988 được Qmax = 2.8 (l/s), Qmin = 0.14(l/s) dựa trên công thức:

Trong đó: Qmin : là lưu lượng giới hạn nhỏ nhất của đồng,

Qtt: Lưu lượng tính toán của ngôi nhà,

Qmax: Lưu lượng giới hạn lớn nhất của đồng hồ

Kết luận: Như vậy đồng loại hồ kiểu cánh quạt cỡ đồng hồ đường kính DN@(mm)

Tổn thất áp lực đồng hồ là:

Sau chọn được đồng hồ tiến hành kiểm tra lại tổn thất áp lực qua đồng hồ phải đáp ứng điều kiện tổn thất áp lực đối với loại đồng hồ kiểu cánh quạt không quá 2.5 (m)

H = S  (m) Trong đó: S: sức kháng của đồng hồ đo nước lấy theo bảng 7 TCVN 4513-1988, S 0.32 (m);

Qtt: là lưu lượng tính toán của công trình (l/s)

Từ công thức trên có:

Hđh = 0.32 x 2.5 2 = 2 (m) < 2.5(m) Vậy tổn thất áp lực qua đồng hồ thỏa mãn điều kiện về tiêu chuẩn về tổn thất áp lực

Kết luận: Như vậy việc chọn đồng hồ đo nước loại cánh quạt đường kính DN= 40

3.4 Tính toán van giảm áp

Thông thường hệ thống cấp nước nhà cao tầng được thực hiện theo nguyên tắc: bơm đặt ở tầng hầm, két nước đặt trên mái, ống phân phối có thể từ trên mái xuống Do đó xét đến áp lực cấp nước ở các tầng thì áp lực ở tầng hầm và tầng trên cùng cách nhau rất lớn Điều đó dẫn đến là phải bảo đảm áp lực các tầng lấy nước trong giới hạn cho phép (2 – 3.2 kG/cm 2 ) Nếu áp lực quá lớn sẽ gây ra khó khăn cho người sử dụng nước như nước quá mạnh, tung tóe ra xung quanh, khó điều chỉnh nước ở vòi nóng lạnh, làm hư thiết bị và gây tiếng ồn khi sử dụng Vì vậy, việc lắp van giảm áp sẽ giải quyết được vấn đề trên, bảo vệ các thiết bị sử dụng nước

Van giảm áp dùng để giảm và ổn định áp lực đầu ra Giúp cho áp lực đầu ra luôn nhỏ hơn hoặc bằng áp lực đầu vào Van giảm áp cho phép điều chỉnh áp lực áp lực đầu ra gần đúng theo giá trị mong muốn, miễn là giá trị đó nằm trong dãy điều chỉnh của van

3.4.1 Lắp đặt van giảm áp

Có hai vị trí đặt van giảm áp:

- Van giảm áp được lắp đặt trên trục đường ống đứng cấp nước và cứ cách 3 – 4 tầng lại lắp đặt một van giảm áp (phương án 1)

- Van giảm áp lắp tại đầu các ống nhánh của từng tầng (phương án 2)

13 Ưu điểm: Tiết kiệm chi phí đầu tư và lắp đặt van

Nhược điểm: Các tầng càng xa van giảm áp thì áp lực càng tăng, không đảm bảo nằm trong giới hạn cho phép

Phương án 2: Ưu điểm: Vì đầu mỗi ống nhánh của các tầng đều có van giảm áp, nên có thể khống chế áp lực các tầng giống nhau

Nhược điểm: Sẽ tốn kém hơn phương án 1 nhưng lại khắc phục được những nhược điểm của phương án 1

THIẾT KẾ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC TRONG CÔNG TRÌNH

Hệ thống thoát nước là một tập hợp gồm những công cụ, đường ống và những công trình thực hiện 3 chức năng: thu, vận chuyển và xử lí nước thải trước khi xả ra nguồn

4.1.2 Phân loại hệ thống thoát nước

Theo tính chất nước thải:

- Hệ thống thoát nước thải đen

- Hệ thống thoát nước thải xám

- Hệ thống thoát nước mưa

Theo tính chất dòng chảy:

- Thoát nước tự chảy trọng lực

- Thoát nước sử dụng bơm

4.1.3 Các bộ phận của hệ thống thoát nước trong nhà

4.1.3.1 Các thiết bị thu nước thải

Các thiết bị thu nước thải làm nhiệm vụ thu nước thải như: bồn cầu, bồn tiểu, chậu rửa mặt, chậu bếp, phễu thu nước… Yêu cầu cơ bản đối với thiết bị vệ sinh trong khu tòa nhà:

- Phải có xi – phông lặp đặt vào thiết bị và đặt ngay dưới hoặc trong thiết bị để ngăn mùi và hơi độc từ mạng lưới thoát nước bốc lên

- Các phễu thu phải có lưới chắn bảo vệ để ngăn rác chui vào làm tắc ống dẫn nước thải

- Ống nhánh thoát nước: Dùng để dẫn nước thải từ các thiết bị vệ sinh vào trục đứng thoát nước

- Trục đứng thoát nước: Trục đứng thoát nước đi xuyên qua các tầng, được đặc trong hộp kỹ thuật của tòa nhà Dùng để thu nước từ các ống nhánh thoát nước

- Ống chính chuyển trục: Là ống nằm ngang, thu gom và dẫn nước thải từ các trục đứng sang trục đứng khác, nằm ở tầng chuyển khi kết thúc 1 khối chức năng của tòa nhà

- Ống chính thoát nước: Thu gom nước thải, thải ra cống bên ngoài

- Ống thông hơi: Thoát khí sinh ra trong đường ống thoát nước và các công trình thu gom xử lý, ngăn mùi hôi trong tòa nhà và đảm bảo cân bằng áp suất trong hệ thống đường ống tự chảy

4.1.3.3 Hệ thống xử lý sơ bộ

Dùng để xử lý sơ bộ nguồn nước thải nhằm đạt tiêu chuẩn xả thải ra nguồn tiếp nhận hay giảm nồng độ ô nhiễm trước khi đi vào hệ thống xử lý nước thải Bao gồm các công trình: Bể tự hoại, bể lắng cát, bể tách dầu, bể điều hòa

4.1.3.4 Hệ thống xử lý nước thải

Dùng để xử lý nguồn nước thải sinh hoạt, nhằm đạt chuẩn xả thải ra nguồn tiếp nhận

4.2 Thiết kế hệ thống thoát nước sinh hoạt

Hệ thống thoát nước cho toà nhà thiết kế lắp đặt và sử dụng được tham khảo vào các tiểu chuẩn, quy chuẩn sau:

- QCCTNVN – 2000: Quy chuẩn cấp thoát nước trong nhà và các công trình

- QCVN 07 - 02 – 2016/BXD: Các công trình hạ tầng kỹ thuật – Công trình thoát nước

- TCVN 4474 - 1987: Thoát nước bên trong – Tiêu chuẩn thiết kế

- TCVN 7957:2008: Thoát nước – mạng lưới và công trình bên ngoài

- TCXDVN 51 – 2008: Thoát nước – mạng lưới và công trình bên ngoài

4.2.2 Nguyên lý lựa chọn sơ đồ thoát nước

Thu nhận và dẫn nước thải và cả nước mưa đến nơi xử lí một cách an toàn, hiệu quả, tránh gây mùi, tắc nghẽn trong hệ thống Công trình xử lí cục bộ là yêu cầu bắt buộc đối với công trình có thải ra nước thải đen Hệ thống thoát nước có thể được sử dụng kết hợp với trạm bơm thoát nước trong trường hợp nước thải không thể tự chảy ra ngoài hệ thống thoát nước đô thị

4.2.3 Lựa chọn phương án thoát nước

Dựa vào áp lực của đường ống thoát nước của công trình có những phương án thoát nước được đề xuất như sau:

- Phương án 1: Hệ thống thoát nước chung gồm ống thoát nước thải đen và thải xám đi chung đường ống, dẫn về trạm xử lí hoặc bể tự hoại cho đến khi đạt chuẩn, đỡ tốn tiền ống, đơn giản, xử lý hết nước thải

- Phương án 2: Hệ thống thoát nước riêng gồm ống thoát nước xám và ống thoát nước đen và ống nước mưa đi riêng lẻ, ống thoát đen được dẫn về ngăn chứa của bể tự hoại, ống xám dẫn về ngăn lắng cuối của bể tự hoại hoặc hố ga rồi thoát ra ngoài thành phố

 Chọn phương án 2, hệ thống thoát nước cho khu tòa nhà là hệ thống thoát nước riêng: một đường ống thoát nước đen, một đường ống thoát nước xám và một đường ống thoát nước mưa Dòng nước mưa được xả trực tiếp vào cống thoát nước thải thành phố Dòng nước chứa phân được đưa qua bể tự hoại, các công trình xử lý nước thải và bơm ra cống thoát chung thành phố Sàn tầng hầm được thoát bằng các phễu và mương thu nước xuống tầng hầm 2, sau đó vào hố bơm để bơm ra cống thoát nước

Hình 4 1: Sơ đồ tổng thể hệ thống thoát nước

4.3 Thiết kế và tính toán mạng lưới thoát nước sinh hoạt

4.3.1 Vạch tuyến mạng lưới thoát nước sinh hoạt

Bố trí mặt bằng, thiết kế chi tiết xem bản vẽ sơ đồ nguyên lý thoát nước và bộ bản vẽ thoát nước

4.3.2 Tính toán lưu lượng nước thải của công trình

Theo mục 8.1.2 của TCVN 7957:2008 thì lưu lượng thoát nước thải của công trình được tính toán bằng công thức:

4.4 Tính toán thủy lực ống thoát nước và ống thông hơi

Trị số đương lượng, lưu lượng nước, đường kính ống tối thiểu cho các thiết bị vệ sinh được lấy theo bảng 7.3 – QCCTN:2000

Lựa chọn ống nhựa uPVC Bình Minh cho hệ thống thoát nước Đương lượng thoát nước thiết bị vệ sinh

Bảng 4 1: Đương lượng cho từng TBVS

Thiết bị vệ sinh Kí hiệu N

Lỗ thoát sàn TS 3 Âu tiểu nam TN 4

Kích thước nhỏ nhất ống thoát nước thải sẽ được xác định từ tổng số đương lượng thiết bị, và tra theo bảng 7-5 QCCTN:2000

Bảng 4 2: Đương lượng tối thiểu của ống thoát nước và thông hơi Đường kính ống 32 38 50 64 76 100 125 155 200 250 300 Đương lượng tối đa - - - - - - - - - - - Ống thoát nước đứng 1 2 16 32 48 256 600 1380 3600 5600 8400 Ống thoát nước ngang 1 1 8 14 35 216 428 720 2640 4680 8200 Ống thông hơi 1 8 24 48 84 256 600 1380 3600 - - Độ dốc ống nước thải trong nhà được xác định theo mục 7.9.2 - QCVN:2000: Ống thoát nước nằm ngang được lắp đặt với độ dốc tối thiểu là 20 (mm/m) (2%) hướng về điểm thải Trong trường hợp bất lợi về phía địa hình và đối với các đường ống đường kính từ

100 (mm) trở lên, độc dốc đặt ống tối thiểu cho phép là 10 (mm/m) (1%)

Bảng 4 3: Độ dốc của ống thải

STT Đường kính ống (mm) ĐỘ DỐC

❖ Các lưu ý về ống thoát nước thải

- Các ống thoát nước thải không được phép sử dụng các phụ kiện co 90°C

- Đường kính ống đứng trong nhà không nhỏ hơn DN100 đối với nước đen và DN80 đối với nước xám

- Không được thay đổi tiết diện ống đứng mục 6.8 TCVN 4474 – 1987

- Bố trí các ống giảm tốc chữ S ít nhất 3 tầng 1 cái và dưới cửa thông tắc ống đứng

4.4.1 Thủy lực ống thoát nước thải và ống thông hơi các khu WC

Hình 4 2: Vạch tuyến thoát nước WC1 Bảng 4 4: Thủy lực ống ngang thoát nước thải khu WC1

Thiết bị Chậu rửa Xí

Lỗ thoát sàn Âu tiểu

Tổng đương lượng Đường kính ống(mm) Độ dốc(%) Đương lượng 2 5 3 4 - - -

Tầng thượng Ống thải xám

2 33 110 1.2 Âu tiểu - - - - Ống thông hơi - - - - - - 73 90 1.2

Hình 4 3: Vạch tuyến thoát nước WC2 Bảng 4 5: Thủy lực ống ngang thoát nước thải khu WC2

Thiết bị Chậu rửa Xí

Lỗ thoát sàn Âu tiểu

Tổng đương lượng Đường kính ống(m m) Độ dốc(%) Đương lượng 2 5 3 4 - - -

Thoát sàn - - - 2 - Ống thải đen

18 110 1.2 Âu tiểu - - - - 2 Ống thông hơi - - - - - - 28 90 2

4.4.2 Thủy lực ống đứng thoát nước thải và ống thông hơi

Bảng 4 6: Thủy lực ống đứng thoát nước thải

Tổng đương lượng Đường kính (mm) Ống thải xám 464 125 Ống thải đen 528 125 Ống thông hơi 992 160

4.5 Cửa thông tắc Đặt cửa thông tắc ống đứng cao hơn sàn 1 (m) Đặt cửa thông tắc tại đầu mỗi tuyến ống nhánh (cả thoát phân và thoát thải)

Thông tắc cho ống thoát đứng: Trong các nhà trên 5 tầng thì ống kiểm tra của ống đứng đặt ít nhất 3 tầng 1 cái theo mục 5.15-TCVN 4474:1987

4.6 Tính toán bể tự hoại

Theo mục K.10 QCVN 2000: Quy chuẩn hệ thống cấp thoát nước trong nhà và công trình có công thức tính toán bể tự hoại như sau:

• Khi lưu lượng nước thải đến 5.5 (m 3 /ngày) thì: W = 1.5 × Q (m³)

• Khi lưu lượng nước thải trên 5.5 (m 3 /ngày) thì: W = 0.75 × Q + 4.25 (m³)

Q là lưu lượng nước thải trong ngày, (m³)

Vì lưu lượng nước thải của dự án > 5.5 (m3/ngày) vì vậy nên áp dụng công thức:

 Chọn dung tích bể tự hoại 15 (m³)

Thiết kế bể tự hoại 3 ngăn: 1 ngăn chứa và 2 ngăn lắng Ngăn chứa thể tích 50%, 2 ngăn lắng thể tích mỗi ngăn 25%

+ Dung tích ngăn chứa: Wngăn chứa = 15 × 0.5 = 7 (m³)

+ Dung tích ngăn lắng 1: Wngăn lắng 1 = 44 × 0.25 = 4 (m³)

+ Dung tích ngăn lắng 2: Wngăn lắng 2 = 44 × 0.25 = 4 (m³)

Chọn độ sâu mực nước công tác của bể H = 2m

Theo mục 2.2.8 QCVN 07-02-2016/BXD thì kích thước hố ga được xác định như sau:

- Cống có đường kính D nhỏ hơn hay bằng 800 mm, kích thước bên trong giếng thăm D = 1000 mm hoặc 1000 x 1000 mm;

- Cống có đường kính D lớn hơn 800 mm, kích thước bên trong giếng thăm có chiều dài bằng 1000 mm và chiều rộng bằng D + 500 mm;

- Miệng giếng có kích thước bên trong nhỏ nhất là 700 x 700 mm hoặc đường kính trong nhỏ nhất là 700 mm

• Kích thước ống vào hố ga trong nhà:

Theo mục 2.2.1 QCVN 07 - 02 – 2016/BXD Đường kính tối thiểu của ống, cống thoát nước mưa, cống thoát nước chung trong đơn vị ở là 300mm, ngoài đường phố là 400mm Đường kính tối thiểu của ống, cống thoát nước thải trong khu nhà ở là 150mm, ngoài đường phố là 200mm

4.8 Tính toán bơm thoát nước thải của bể tự hoại

4.8.1 Xác định lưu lượng bơm nước thải

Theo mục 8.10 TCXDVN 51 – 2008, lưu lượng tính toán cho máy bơm nước thải được xác định theo công thức: th b

Qth - Lưu lượng nước thải (m 3 /s) n - hệ số lấy như sau ( theo tiêu chuẩn mục 8.10-TCXDVN 51:2008):

• Khi số người sử dụng trên 3000, n = 14

• Khi số người sử dụng 1500 – 3000, n = 12

• Khi số người sử dụng dưới 1500, n = 10

Lưu ý: Theo mục 7.10.3 QCVN 2000, thì lưu lượng bơm nước thải tối thiểu 75.7 (l/phút)

Vậy lưu lượng bơm nước thải là Qb = 1.3 (l/s)

4.8.2 Xác định cột áp bơm nước thải

• Tính toán ống đẩy cho máy bơm

Công thức tính đường kính ống đẩy theo kinh nghiệm:

Qb - Lưu lượng máy bơm (m 3 /s) v Ð - Vận tốc trong đường ống đẩy Chọn v Ð =1.5(m s/ ) theo Bảng 7.3 TCVN

= 33.22 (mm) Chọn ống DN40 uPVC – PN10 là ống đẩy cho bơm với đường kính ngoài 40mm và dày thành 1.9mm (tra catalog)

⟹ đường kính thực tế của ống: 40 - 2×1.9 = 36.2(mm)

Tính lại vận tốc trong ống:

Tổn thất áp lực ma sát trên đường ống của ống DN40 uPVC – PN10 được tính toán theo công thức của Hazen -Williams với hệ số HCW 0:

=     Tổn thất áp lực ma sát trên đường ống được tính theo công thức:

• Xác định cột áp bơm nước thải

Cột áp bơm được xác định như sau:

H : cột áp bơm (mH20), tính cho đoạn ống cao nhất và xa nhất

H1: Mực nước thấp nhất trong bể đến đầu ra của ống đẩy (mH2O), H1 = 4.8(m)

H2: Áp suất nước đầu ra của ống xã, H2 = 3 (m), theo TCVN 4513:1988, mục 3.8, htd= 3(m)

H3: Tổn thất áp suất do ma sát giữa nước và thành ống, các phụ kiện

H3a: tổn thất áp lực theo chiều dài, tính trên 1m ống

H3b: tổn thất áp lực cục bộ (0%H3a)

• Tính tổn thất dọc đường

Bảng 4 7: Số liệu đường ống đẩy và hút của bơm sinh hoạt

Tổng tổn thất dọc đường Ống đẩy 8.7 40 1.26 0.05 0.44

Vậy chọn 2 bơm SPK 1-5/3 A-W-A-AUUV có thông số:

Hình 4 4: Bơm nước thải SPK 1-5/3 A-W-A-AUUV

Hình 4 5: Đường đặc tính bơm nước thải

4.9 Thiết kế thoát nước mưa

4.9.1 Lưu lượng thoát nước mái

Theo mục D1.2 QCVN 2000, lưu lượng thoát nước mưa trên mái được tính theo công thức:

Trong đó: Q – lưu lượng nước mưa trên mái, (l/s)

F – diện tích mái thu nước mưa, (m²)

Fmái – Diện tích hình chiếu của mái, (m²)

Ftường – diện tích tường đứng tiếp xúc với mái hoặc xây cao trên mái, (m²)

F = Fmái + 0,3×Ftường = 501.5 + 0.3×87 = 509.3 m 2 k – Hệ số lấy bằng 2 q5 – Cường độ mưa l/s.ha tính cho địa phương có thời gian mưa 5 phút và chu kỳ vượt qúa cường độ tính toán bằng 1 năm (Tra theo phụ lục TCVN 4474-1987) Công trình ở Hồ Chí Minh tra bảng = 496 (l/s.ha)

Theo mục D1.5 QCVN 2000, lưu lượng thoát nước mưa tính cho một phễu, hoặc một ống đứng thu nước mưa không được vượt quá trị số ghi ở bảng D1-1

Lưu lượng tính toán nước mưa trên mái tại tầng thượng:

Số lượng ống đứng cần thiết cho thoát mưa mái tầng thượng:

Số lượng phễu thu cần thiết cho thoát mưa mái tầng thượng:

 Chọn 6 ống đứng và 6 phễu thu Mỗi phễu đi với một ống đứng có DN110 uPVC hãng Bình Minh

Tính toán máng xối tầng mái gôm về 1 trục đứng

+ Chọn máng xối dạng hình chữ nhật, vật liệu bê tông (n = 0.013)

+ Lưu lượng phụ trách đoạn máng xối:

Giả sử độ dốc i=0.005, nước chảy đầy máng B=2h

Chọn Btk = 0.376 (mm), tính lại htk = 0.14(m)

Tính vận tốc nước chảy trong máng:

+ Vận tốc: 0.6V tk 4( / )m s , suy ra V tk =0.944( / )m s (Thỏa điều kiện)

+ Độ sâu nước trong máng: 5  h tk  30( cm ), suy ra h tk = 14( cm )(Thỏa điều kiện)

 Chọn máng chữ nhật bằng bê tông trát vữa 376×140mm, i = 0.005

4.10 Thiết kế hệ thống thoát nước chống úng, lụt tầng hầm

Dựa theo mục 2.2.2.f - QCVN 13:2018 các sàn tầng của gara ô tô ngầm phải có các thiết bị thoát nước chữa cháy Các đường ống dẫn nước thoát nêu trên phải riêng biệt cho từng tầng hầm Nước thoát được phép dẫn vào mạng lưới thoát nước mưa hoặc hồ chứa mà không cần làm sạch cục bộ

HỆ THỐNG BÁO CHÁY VÀ CHỮA CHÁY

THIẾT KẾ HỆ THỐNG BÁO CHÁY

Phải áp dụng các giải pháp phòng cháy đảm bảo hạn chế tối đa khả năng xảy ra hoả hoạn

Trong bất cứ điều kiện nào khi xảy ra cháy ở những vị trí dễ xảy ra cháy như các khu vực kỹ thuật, sảnh, gara ô tô phải phát hiện được ngay ở nơi phát sinh cháy để tổ chức cứu chữa kịp thời

5.2 Lựa chọn sơ đồ báo cháy tự động

5.2.1 Hệ báo cháy thông thường (theo vùng – Zone)

Hệ thống báo cháy thông thường là hệ thống báo cháy theo khu vực, vùng (zone) Một zone là nhiều thiết bị nằm trên một đường dây tín hiệu khi báo cháy xảy ra thì chúng ra chỉ biết được khu vực báo mà không biết được vị trí chính xác Ưu điểm:

+ Giá thành rẻ hơn hệ thống báo cháy địa chỉ, hệ thống báo cháy thường chỉ phù hợp lắp đặt tại các khu sản xuất nhà máy, công trình có diện tích lớn, không nhiều các phòng chức năng

+ Dễ dàng lắp đặt và quá trình vận hành ổn định

+ Khi có báo cháy xảy ra thì ta chỉ biết được khu vực báo mà không biết được vị trí chính xác

5.2.2 Hệ báo cháy địa chỉ (theo vùng – Zone)

Hệ thống báo cháy địa chỉ là các thiết bị được lắp trên một đường tín hiệu có các địa chỉ khác nhau và trên một đường tín hiệu Mỗi mạch loop có thể chứa nhiều loại thiết bị địa chỉ Thiết bị không địa chỉ được kết nối vào mạch loop thông qua các module địa chỉ, và mỗi điểm trên mạch loop có một địa chỉ duy nhất khi lắp đặt Ưu điểm:

+ Các thiết bị đều mang một địa chỉ riêng nên xác định vị trí chính xác khi có báo cháy

+ Một loop có thể kết nối nhiều thiết bị (hơn 100 địa chỉ mỗi loop) , giúp tiết kiệm dây dẫn

+ Giá thành đắt hơn hệ thống báo cháy thông thường

 Nhận xét: Từ 2 phương án trên Chọn phương án 2: Hệ thống báo cháy địa chỉ, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật Nếu sử dụng hệ thống báo cháy thông thường thì sẽ không đảm bảo

5.3 Phương án thiết kế lựa chọn

Theo mục A.2.26 QCVN 06:2022/BXD, nhà phải được trang bị hệ thống báo cháy tự động theo địa chỉ, phải được bố trí các chuông báo cháy tự động ở tất cả các khu vực Tham khảo phụ lục B, TCVN 5738:2021 Tổ hợp chuông, đèn, nút ấn báo cháy trên các tầng được bố trí tại các vị trí nhiều người đi lại như sảnh thang máy, khu làm việc đông người

Hệ thống dây dẫn tín hiệu cho đầu báo cháy địa chỉ là loại cáp xoắn chống nhiễu và chống cháy chuyên dụng và có tiết diện 1.5mm²

5.4 Phương án thiết kế tòa nhà

Toà nhà Golden Tower cao 19 tầng trong đó có 2 tầng hầm, 15 tầng làm việc và 1 tầng thượng Hệ thống báo cháy toà nhà sử dụng hệ thống báo cháy địa chỉ 4 loop Từ tầng hầm 2 tới tầng lửng 2 là loop 1 Từ tầng 1 tới tầng 8 là loop 2 Từ tầng 9 tới tầng thượng là loop 3 Loop 4 kết nối tới hệ thống khác bao gồm: Thang máy, quạt tăng áp, quạt hút khói, hệ thống PA, mực nước bể chữa cháy được thể hiện trên sơ đồ nguyên lý và bản vẽ mặt bằng báo cháy

Theo mục 7.2, TCVN 5738:2021, tủ báo cháy trung tâm được đặt ở những nơi có người trực 24/24 Nên đặt tại phòng an ninh tầng hầm 1 để dễ dàng quản lý và quan sát hệ thống

5.5 Đặc tính kỹ thuật của thiết bị

Là thiết bị giám sát trực tiếp, phát hiện ra dấu hiệu khói để chuyển các tín hiệu khói về trung tâm xử lý Thời gian các đầu báo khói nhận và truyền thông tin đến trung tâm báo cháy không quá 30s

▪ Đầu báo nhiệt gia tăng

Là loại đầu báo bị kích hoạt và phát tín hiệu báo động khi cảm ứng hiện tượng bầu không khí chung quanh đầu báo gia tăng nhiệt độ đột ngột khoảng 9°C / phút

Hình 5 1: Đầu báo khói Hình 5 2: Đầu báo nhiệt

5.5.2 Tổ hộp chuông, đèn, nút ấn báo cháy

▪ Nút ấn báo cháy Được lắp đặt tại những nơi dễ thấy của hành lang cầu thang để sử dụng khi cần thiết Cho phép người sử dụng chủ động truyền thông tin báo cháy bằng cách nhấn hoặc kéo vào công tắc khẩn, báo động khẩn cấp cho mọi người đang hiện diện trong khu vực đó được biết để có biện pháp xử lý hỏa hoạn và di chuyển ra khỏi khu vực nguy hiểm bằng các lối thóat hiểm

▪ Chuông báo cháy Được lắp đặt tại phòng bảo vệ, các phòng có nhân viên trực ban, hành lang, cầu thang hoặc những nơi đông người qua lại nhằm thông báo cho những người xung quanh có thể biết được sự cố đang xảy ra để có phương án xử lý, di tản kịp thời

Hình 5 3: Nút ấn báo cháy Hình 5 4: Chuông báo cháy Hình 5 5: Đèn báo cháy

▪ Đèn báo cháy Được đặt bên trên công tắc khẩn của mỗi tầng Đèn báo cháy sẽ sáng lên mỗi khi công tắc khẩn hoạt động, đồng thời đây cũng là đèn báo khẩn cấp cho những người hiện diện trong tòa nhà được biết

5.5.3 Trung tâm điều khiển hệ thống báo cháy địa chỉ

Trung tâm điều khiển thực chất là một hệ thống vi xử lý, dùng để nhận và xử lý các tín hiệu từ các đầu báo cháy hoặc nút ấn báo cháy khẩn cấp đưa về và phát lệnh báo động, chỉ thị vùng có dấu hiệu cháy đồng thời chuyển tín hiệu báo động về nơi cần thiết Thông qua các module địa chỉ điều khiển các thiết bị ngoại vi, trung tâm báo cháy địa chỉ có thể điều khiển được nhiều hoạt động khác nhau như hiển thị, báo động trên nhiều phương tiện, chữa cháy, đóng mở cửa, ngắt điện, kiểm soát hoạt động của điều hoà, thông gió, thang máy

5.6 Nguyên lý làm việc của hệ thống báo cháy tự động

Khi đầu báo cháy bị kích hoạt bởi hiện tượng cháy (hoặc nút ấn được ấn) tín hiệu từ đầu báo (hoặc nút ấn) được truyền qua hệ thống dây dẫn tín hiệu về Trung tâm xử lý, Trung tâm đưa tín hiệu vào bộ nhớ, sau khoảng thời gian trung tâm kiểm tra lại tín hiệu đưa về nếu không còn tiếp tục có tín hiệu trung tâm sẽ ra lệnh xoá hẳn

THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHỮA CHÁY

Trang thiết bị chữa cháy của công trình phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Trang thiết bị chữa cháy phải sẵn sàng ở chế độ thường trực, khi xảy ra cháy phải sử dụng ngay

- Thiết bị chữa cháy phải là loại phù hợp và chữa cháy có hiệu quả đối với các đám cháy xảy ra trong công trình

- Thiết bị chữa cháy trang bị cho công trình phải là loại dễ sử dụng, phù hợp với công trình và điều kiện nước ta

- Thiết bị chữa cháy phải là loại chữa cháy không làm hư hỏng các dụng cụ, thiết bị khác tại khu vực chữa cháy thiệt hại thứ cấp

- Trang thiết bị hệ thống PCCC được trang bị phải đảm bảo điều kiện đầu tư tối thiểu nhưng đạt hiệu quả tối đa

6.2 Thiết kế hệ thống chữa cháy vách tường

6.2.1 Hệ thống chữa cháy vách tường trong nhà

Theo mục 8.1.1, TCVN 3890:2009 Bắt buộc thiết kế hệ thống chữa cháy vách tường trong nhà Hệ thống chữa cháy vách tường trong nhà được thiết kế chung với hệ thống spinkler Hệ thống chữa cháy vách tường trong nhà bao gồm:

- Hệ thống ướt: Hệ thống chữa cháy vách tường (ướt) trong nhà là hệ thống chữa cháy thường được đặt ở các hộp chữa cháy vách tường trong nhà Tủ chữa cháy vách tường bao gồm: vỏ tủ, họng cấp nước có van khóa, cuộn vòi cấp nước chữa cháy và lăng phun cấp nước chữa cháy

- Hệ thống khô: Hệ thống khô là hệ thống ống đứng không có nước và các điểm lấy nước của hệ thống khô không có tủ chữa cháy và cuộn vòi mà chỉ có van chờ Hệ thống này chỉ cho đội chữa cháy chuyên nghiệp sử dụng Theo mục A.2.27.8 QCVN 06:2022, thì hệ thống khô chỉ thiết kế tại phòng đệm cầu thang N3 Vì công trình không có cầu thang N3 nên không cần thiết kế hệ thống khô

Hình 6 1: Hệ thống chữa cháy vách tường (đường ống ướt)

Hình 6 2: Hệ thống chữa cháy vách tường (đường ống khô)

6.2.1.1 Lựa chọn lưu lượng cho chữa cháy vách tường trong nhà

Theo mục 5.2.2 QCVN 06:2022/BXD, Lưu lượng chữa cháy vách tường trong nhà được lấy theo 4 tia, mỗi tia 2.5l/s QVT_TN = 4 × 2.5 = 10 l/s

Tủ chữa cháy vách tường trong nhà bao gồm vỏ tủ, cuộn vòi nước và lăng phun Cuộn vòi chữa cháy trong nhà có kích cỡ DN50 (lỗ lăng phun 13mm) và chiều dài L 30m( bảng 4 , TCVN 4513-1988)

Hình 6 3: Tủ chữa cháy vách tường trong nhà

6.2.1.2 Lựa chọn áp lực cho chữa cháy vách tường trong nhà

Theo bảng 13 & mục 5.2.7 QCVN 06:2022/BXD, thì áp lực của cuộn vòi phun chữa cháy:

Bảng 6 1: Áp lực cuộn vòi DN50

Loại cuộn vòi Áp lực cuộn vòi Áp lực lựa chọn để thiết kế

Cuộn vòi DN50, lăng phun 13mm 40.6 mH2O 40 mH2O

6.2.2 Hệ thống chữa cháy vách tường ngoài nhà

Theo mục 8.2.1, TCVN 3890:2009, bắt buộc thiết kế hệ thống chữa cháy vách tường ngoài nhà

6.2.2.1 Lựa chọn lưu lượng cho chữa cháy vách tường ngoài nhà

Theo bảng 6.2 QCVN 06:2022/BXD, công trình thuộc nhóm F4.3 (Phụ lục 2)

Theo bảng 6.3 QCVN 06:2022/BXD, dựa vào số tầng: 19 tầng và khối tích công trình (Phụ lục 3) thì V = 27000 m³ tra được lưu lượng chữa cháy vách tường ngoài nhà QVT_NN

Hình 6 4: Hệ thống chữa cháy vách tường ngoài nhà

6.2.2.2 Lựa chọn áp lực cho chữa cháy vách tường ngoài nhà

Theo bảng 13 & mục 5.2.7 QCVN 06:2022/BXD, thì áp lực của cuộn vòi phun chữa cháy:

Bảng 6 2: Áp lực cuộn vòi DN65

Loại cuộn vòi Áp lực cuộn vòi Áp lực lựa chọn để thiết kế

Cuộn vòi DN65, lăng phun 19mm 39.7 mH2O 40 mH2O

Tủ chữa cháy vách tường ngoài nhà bao gồm vỏ tủ, cuộn vòi nước và lăng phun Cuộn vòi chữa cháy ngoài nhà có kích cỡ DN65 (lỗ lăng phun 16mm) và chiều dài L 30m Trụ lấy nước ngoài nhà: bao gồm các kích cỡ: DN100 (ra 2 đầu nối DN65) và DN150 (ra 4 đầu nối DN65),(CP 52: 2004

Hình 6 5: Tủ chữa cháy vách tường và họng tiếp nước ngoài nhà

6.2.3 Lựa chọn và bố trí hệ thống chữa cháy vách tường

Theo bảng 4, TCVN 4513:1988 Đối với lưu lượng 2.5 l/s mỗi tia thì cuộn vòi có DN50 và đường kính lăng phun ít nhất 13mm Đối với lưu lượng 5 l/s mỗi tia thì cuộn vòi có đường kính DN65 và đường kính lăng phun ít nhất 16mm

Theo mục 5.2.4 QCVN 06:2022/BXD, số tia phun cho mỗi điểm cháy là 2 tia đối với công trình có yêu cầu số tia phun lớn hơn bằng 2 tia

Tủ chữa cháy vách tường bố trí theo mục 5.2.12 & mục 5.2.14 QCVN 06:2022/BXD Các họng chữa cháy lắp đặt sao cho miệng họng nằm ở cao độ 1.20m ± 0.15m so với mặt sàn và đặt trong các tủ chữa cháy có lỗ thông gió, được dán niêm phong Đối với họng chữa cháy kép, cho phép lắp đặt 1 họng nằm trên và 1 họng nằm dưới, khi có họng nằm dưới phải lắp đặt có chiều cao không nhỏ hơn 1.0m tính từ mặt sàn (xem bản vẽ chi tiết và mặt bằng chữa cháy)

6.3 Thiết kế chữa cháy bình xách tay

Theo bảng 3 & bảng 4 TCVN 3890:2009, Lựa chọn bình chữa cháy loại: Khí CO2

5kg, Bột ABC 8kg (Phụ lục 4,5)

Bảng 6 3: Đối với đám cháy chất rắn

Khối lượng hoặc thể tích chất chữa cháy, G

Bột, kg Dung dịch chất tạo bọt hoặc nước với chất phụ gia, lit

Chất khí chữa cháy sạch, kg

Bảng 6 4: Đối với đám cháy chất lỏng, chất khí

Khối lượng hoặc thể tích chất chữa cháy, G

Dung dịch chất tạo bọt hoặc nước với chất phụ gia, lít

Chất khí chữa cháy sạch, kg

Theo bảng 2 TCVN 3890:2009, Bình chữa cháy khí CO2 và bình chữa cháy bột ABC được đặt theo cặp, bên dưới tủ chữa cháy vách tường tại các tầng

Bảng 6 5: Định mức trang bị bình chữa cháy và khoảng cách di chuyển lớn nhất từ vị trí để bình chữa cháy đến điểm xa nhất cần bảo vệ TCVN 3890:2009

Mức nguy hiểm cháy Định mức trang bị

Khoảng cách di chuyển lớn nhất bình chữa cháy xách tay, bình chữa cháy có bánh xe Đối với đám cháy chất rắn Đối với đám cháy chất lỏng

6.4 Thiết kế hệ thống spinkler

Hệ thống sprinkler là hệ thống chữa cháy sử dụng vòi xả kín luôn ở chế độ thường trực, các vòi xả chỉ làm việc khi nhiệt độ môi trường tại đó đạt đến một giá trị kích hoạt nhất định Vì vậy hệ thống sprinkler chỉ có khả năng chữa cháy theo điểm (chữa cháy cục bộ) trên một diện tích bảo vệ nhất định

Hình 6 6: Hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler

Theo mục 7.1.1 & phụ lục C TCVN 3890:2009, thì bắt buộc thiết kế hệ thống spinkler cho tòa nhà Và được lắp đặt ở những nơi không có nguy cơ nước đóng băng

6.4.1 Van điều khiển hệ thống spinkler

Van điều khiển sẽ phát ra âm thanh báo cháy khi có sự cố cháy xảy ra và cho biết vị trí khu vực xảy ra hỏa hoạn nhờ vào số lượng đầu spinkler mà nó sẽ khống chế

Số lượng đầu spinkler được khống chế bởi van điều khiển được xác định theo mục 5.2.3 TCVN 7336:2021

Theo mục 5.6.1, 5.6.2, 5.6.3 TCVN 7336:2021 Vị trí lắp đặt van điều khiển: được lắp đặt trong phòng bơm và các khu vực có giới hạn chịu lửa không nhỏ hơn EI 45

Hình 6 7: Control Valve (Van điều khiển)

6.4.2 Lựa chọn lưu lượng nước chữa cháy hệ thống spinkler

Sau khi xác định được các khu vực với các mức độ nguy hiểm cháy nổ quy định phụ lục A, tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7336:2003, tra các thông số đầu vào trong bảng

Bảng 6 6: Bảng 1 – Các thông số của hệ thống chữa cháy tự động bằng nước bọt

Nhóm nguy cơ phát dinh cháy

Cường độ phun tối thiểu (l/s.m 2 )

Lưu lượng tối thiểu (1) (l/s) Diện tích tính toán tối thiểu

Thời gian phun tối thiểu

Khoảng cách tối đa giữa các đầu phun

Dung dịch chất tạo bọt

Dung dịch chất tạo bọt

Qua phân tích các nguy cơ cháy nổ của tòa nhà Golden Tower, thì công trình thuộc nguy cơ cháy nhóm 1 (thấp) và nhóm 2 (trung bình) Chọn nguy cơ nhóm cháy cao nhất để tính:

- Lưu lượng chữa cháy hệ thống: 30 (l/s);

- Thời gian phun chữa cháy: 60 (phút);

- Diện tích bảo vệ 1 đầu phun: 12 (m²);

- Khoảng cách tối đa giữa các đầu phun: ≤ 4 (m); Chọn 3.5 (m);

- Khoảng cách tối đa giữa đầu phun sprinkler với tường không lớn hơn một nửa khoảng cách giữa 2 đầu phun; chọn 1.5 (m)

6.4.3 Lựa chọn áp lực cho hệ thống chữa cháy spinkler

6.4.3.1 Hệ số K của đầu phun spinkler

Lưu lượng & áp lực phun của spinkler được đặc trưng bởi hệ số K của spinkler Tùy vào nguy cơ cháy ta chọn các spinkler có hệ số K khác nhau Công trình thuộc nguy cơ nhóm cháy trung bình Chọn K = 8.0

Bảng 6 7: Hệ số K của Spinkler

Hazard class Nominal size of orifice mm K factor a Nominal pipe thread size b mm

6.4.3.2 Áp lực và lưu lượng của đầu phun spinkler

Theo mục 27.2.4.11 & 27.2.4.12 NFPA 13:2019, thì áp suất tối thiểu của đầu phun spinkler 5 mH2O và tối đa 120 mH2O

- Số lượng spinkler cần tính thủy lực: 120/12 = 10 đầu phun

- Lưu lượng chữa cháy trong phạm vi 120m² : 0.12 × 120 = 14.4 (l/s)

- Lưu lượng cho mỗi đầu phun spinkler: 14.4/10 = 1.44 (l/s)

- Áp suất đầu phun được xác định theo công thức:

Trong đó: Q – lưu lượng đầu phun (gpm)

K – hệ số đầu phun spinkler, K = 8.0

P – áp suất đầu phun spinkler (psi)

Bảng 6 8: Kết quả lưu lượng và áp lực của 1 đầu phun spinkler

Nhóm nguy cơ phát sinh cháy

Cường độ phun tính toán (l/s.m²)

Lưu lượng qua 1 đầu phun (l/s) Áp suất qua đầu phun (mH 2 O)

6.4.4 Bố trí hệ thống chữa cháy spinkler

Hệ thống chữa cháy sử dụng các đầu Sprinkler hướng lên (Upright) được lắp đặt cho các khu vực không lắp trần giả, sử dụng Sprinkler quay xuống (Pendent) được lắp đặt cho các khu vực có trần giả Khoảng cách giữa các đầu phun là 3.5m, khoảng cách đến tường 1.5 - 2m (xem bản vẽ thiết kế)

Theo mục 5.2.12 TCVN 7336:2021, spinkler hướng lên có khoảng cách tới trần: 80mm đến 400mm

Theo mục 5.2.2 TCVN 7336:2021, chiều cao lắp đặt spinkler không quá 20m

6.4.5 Lựa chọn đường kính ống nhánh chữa cháy spinkler

Việc đảm bảo số lượng đầu phun tối đa trên một tiết diện ống được quy định tại bảng B.3 TCVN 7336:2021

Bảng 6 9: Mối quan hệ gần đúng giữa các đường kính được sử dụng phổ biến nhất của đường ống phân phối, áp suất và số lượng đầu phun Sprinkler hoặc Drencher được lắp đặt Đường kính của ống,

Số lượng đầu phun nước có áp suất 0,5

Số lượng đầu phun có áp suất đến 0,5 MPa - 2 3 5 10 20 36 75 140 Trên

6.4.6 Tính toán thủy lực ống chữa cháy spinkler

Tính toán lưu lượng đầu phun:

Trong đó: Q – lưu lượng đầu phun (GPM)

K – hệ số đầu phun spinkler, K = 8.0

P – áp suất đầu phun spinkler (PSI)

Tính cho đoạn ống xa nhất và bất lợi nhất ở tầng thượng khu vực cafe

Hình 6 8: Vạch tuyến phòng cháy chữa cháy

- Đoạn ống 1-2, kích cỡ ống DN25, chiều dài ống L = 3.5m:

Lưu lượng qua ống là lưu lượng của đầu spinkler chủ đạo: Q1-2 = 1.44 (l/s)

Từ DN25 và Q1 = 1.44 (l/s), sử dụng phần mềm Pipe Flow Wizard để tính tổn thất trên 1m ống là: 0.44 m => Tổn thất đoạn ống: P1-2 = 0.44 × 3.5 = 1.54 (m) Áp suất tại nút 2: P2 = P1 + P1-2 = 6 + 1.54 = 7.54 (m) = 10.72 (PSI)

Lưu lượng tại nút 2: Q 2 = K P 2 = 8 10.72 &.2(GPM)=1.65( / )l s

- Đoạn ống 2-3, kích cỡ ống DN25, chiều dài ống L = 3.5m:

Tổn thất đoạn ống P2-3 = 1.939 × 3.5 = 6.79 (m) Áp suất tại nút 3: P3 = P2 + P2-3 = 14.33 (m) = 20.38 (PSI)

Lưu lượng tại nút 3: Q 3 = K P 3 6.12(GPM) =2.28( / )l s

- Đoạn ống 3-A, kích cỡ ống DN32, chiều dài ống L = 1.75m:

Tổn thất đoạn ống P3-A = 1.595 × 1.75 = 2.79 (m) Áp suất tại nút A: PA = P3 + P3-A = 17.12 (m) = 24.35 (PSI)

Lưu lượng tại nút A: QA = 2 × Q3-A = 10.74 (l/s) = 170.23 (GPM)

- Đoạn ống A-B, kích cỡ ống DN50, chiều dài ống L = 3.5m:

Lưu lượng qua ống A-B bằng lưu lượng tại nút A: QA-B = QA = 10.74 (l/s)

Tổn thất đoạn ống PA-B = 0.618 × 3.5 = 2.16 (m) Áp suất tại nút B: PB = PA + PA-B = 19.28 (m) = 27.42 (PSI)

Lưu lượng tại nút B: Q B =K n P B 4.5 27.42 0.66(GPM).4( / )l s

- Đoạn ống B-C, kích cỡ ống DN65, chiều dài ống L = 11.5m:

Lưu lượng qua ống: QB-C = QA-B + QB = 22.14 (l/s)

Tổn thất đoạn ống PB-C = 0.659 × 11.5= 7.58 (m)

Vì phạm vi tính thủy lực là 10 đầu spinkler mà ta đã tính 12 đầu nên không tính tiếp

Bảng 6 10: Kết quả tính toán thủy lực cho nhánh xương cá spinkler

Tên nhánh Kích cỡ ống (mm)

Tổng tổn thất chiều dài ống 20.86

6.5 Tính toán đường kính ống chữa cháy chính (ống chính, ống đứng, ống mạch vòng)

Kích cỡ ống được xác định theo công thức như sau:

Trong đó: D – đường kính ống (m)

Q – lưu lượng nước qua ống (m³/s) v – vận tốc lấy từ 2-3 (m/s)

Theo mục 16.3.11.2 NFPA13:2019, phải lắp đặt các “Return Bend” cho các spinkler hướng xuống và spinkler 2 lớp

- Các không gian lắp đặt ống mà không tiếp cận được sau khi lắp đặt thì chỉ thực hiện nối ống bằng phương pháp hàn

- Đường kính ống của mạch vòng phải bằng đường kính van điều khiển

- Van xả khí phải lắp đặt tại điểm cao nhất trong hệ thống

- Các đường ống spinkler nằm ngang phải có độ dốc 1% & 0.5% hướng về điểm xả

6.5.2 Tính toán ống đứng, ống chính hệ thống spinkler

Lưu lượng hệ thống ống đứng, ống chính bao gồm các hệ spinkler, vách tường trong và ngoài nhà ta tra được ở mục 2.2.1, 2.2.2, 2.4.2 là:

Qpccc = QVT_NH + QVT_TH + Qspinkler = 30 + 10 + 30 = 70 (l/s)

Từ lưu lượng ta tính được đường kính ống đứng, ống chính là DN200 với v = 2.3 (m/s)

6.5.3 Tính toán đầu hút và đầu đẩy bơm

Theo phụ lục A QCVN 02:2020/BCA, ống hút và ống đẩy được xác định (Phụ lục 6)

Với lưu lượng bơm chính: Qpccc = 252 (m³/h) = 4200 (l/phút) => đường kính ống hút và ống đẩy DN200

Với lưu lượng bơm jockey: Qj = 5.04 (m³/h) = 84 (l/phút) => đường kính ống hút và ống đẩy DN50

6.6 Thiết kế bơm chữa cháy cho tòa nhà

6.6.1.1 Tính toán lưu lượng bơm chính

Lưu lượng bơm chữa cháy bao gồm các hệ chữa cháy của công trình như đã xác định ở mục 2.5.2

6.6.1.2 Tính toán cột áp bơm chính

TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

Thời cổ đại, điều hòa không khí vẫn chưa xuất hiện và phát triển, tuy nhiên đây chính là tiền đề cho sự ra đời về con người đã biết sử dụng các biện pháp để làm tác động vào môi trường sống như là vào trú ngụ trong điều hòa không khí sau này

Năm 1845, một bác sĩ người Mỹ tên John Gorrie đã chế tạo thành công máy nén khí đầu tiên để điều hòa không khí cho bệnh viện tư của ông Và sự này đã làm cho danh tiếng của ông được vang xa cũng như đi vào lịch sử của ngành điều hòa không khí của thế giới

Từ năm 1921, khi kỹ thuật điều hòa không khí đã có những bước phát triển nhảy vọt đó là: khi Carrier phát minh ra máy lạnh ly tâm và nó bắt đầu thực sự lớn mạnh và tham gia vào nhiều lĩnh vực khác nhau Đánh dấu cho sự phát triển này đó là vào năm 1944, điều hòa không khí đã xâm nhập vào thị trường ngành hàng không

Hiện nay, khoa học kĩ thuật ngày càng phát triển đời sống con người ngày một nâng cao, cùng với đó điều hoà không khí cũng ngày một phát triển mạnh mẽ, hệ thống thiết bị ngày một hiện đại, gọn nhẹ và giá thành hợp lí hơn nhằm đáp ứng cho nhu cầu của con người

7.2 Tầm quan trọng của điều hòa không khí đối với con người và sản xuất 7.2.1 Đối với con người

Nhiệt độ môi trường sẽ có tác động trực tiếp đến các hoạt động sản xuất cũng như sinh hoạt của tất cả chúng ta Điều hòa không khí giúp cân bằng các yếu tố về nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ luân chuyển không khí, nồng độ O2, CO2 Các nghiên cứu và khảo sát thực tế cho thấy rằng, nhiệt độ để con người cảm thấy thoải mái, tinh thần làm việc thoải mái là trong khoảng từ 22 o C đến 26 o C, độ ẩm trong khoảng 40 – 70% Từ đó, cho thấy vai trò rất quan trọng của điều hòa không khí đối với con người

7.2.2 Đối với quá trình sản xuất

Ngày nay, nền kinh tế ở Việt Nam cũng như trên thế giới đã có bước phát triển vượt bậc Và trong các ngành công nghiệp, ngành điều hòa không khí cũng có bước phát triển nhảy vọt và xuất hiện ở hầu hết các ngành như chế biến thủy hải sản, y học, cơ khí, kỹ thuật điện tử,… Hay những ngành công nghiệp nhẹ như dệt may,

62 giấy,… Nhằm đảm bảo đến chất lượng của các loại sản phẩm, thiết bị, linh kiện điện tử, thì yêu cầu về nhiệt độ, độ ẩm, hóa chất, rất nghiêm ngặt

7.3 Giới thiệu về hệ thống điều hòa trung tâm

• Hệ thống điều hòa VRF Điều hòa trung tâm VRF (Variable Refrigerant Flow) là hệ thống điều hòa có khả năng điều chỉnh lưu lượng môi chất tuần hoàn và qua đó có thể thay đổi công suất theo phụ tải bên ngoài Điều hòa VRF có đặc điểm là có thể sử dụng cho nhưng khu vực có diện tích lớn, đông người

Hình 7 1: Điều hòa trung tâm VRF

- Tiết kiệm năng lượng hiệu quả: do được trang bị máy biến tần cũng như khả năng điều chỉnh năng suất lạnh

- Dễ dàng hơn trong việc điều chỉnh năng suất lạnh của hệ thống

- Hệ thống có độ tin cậy cao, dễ dàng, linh động trong vấn đề bảo dưỡng và sửa chữa thông qua hệ thống điều khiển hiển thị trên máy tính

- Giúp tiết kiệm được diện tích do một dàn nóng có thể kết hợp với nhiều dàn lạnh

- Tiết kiệm được hệ thống đường ống, chi phí vận hành đơn giản hơn so với hệ thống Water Chiller

LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

8.1 Chọn phương án thiết kế Áp dụng tiêu chuẩn và giáo trình:

1 GS.TS Nguyễn Đức Lợi - Giáo trình thiết kế hệ thống điều hòa không khí

2 GS.TS Nguyễn Đức Lợi - Hướng dẫn thiết kế thống điều hòa không khí

3 PGS.TS Võ Chí Chính - Giáo trình điều hòa không khí

4 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5687-2010

5 QCVN 06-2020 BXD Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về an toàn cháy cho nhà và công trình

6 QCVN 08 BXD Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về công trình ngầm đô thị-phần

7 QCVN 09-2013BXD Quy Chuẩn kỹ thuật quốc gia về các công trình xây dựng sử dụng năng lượng hiệu quả

9 ASHRAE Standard 62.1-2010 Ventilation for Acceptable Indoor Air Quality

11 Singapore Code of Practise 13 ( CP13) Để thiết kế hệ thống điều hoà không khí cần phải tiến hành chọn các thông số tính toán của không khí ngoài trời và thông số tiện nghi trong nhà Các thông số đó bao gồm:

- Tốc độ chuyển động không khí trong phòng ra (m/s)

- Độ ồn cho phép trong phòng Lp (dB)

- Lượng khí tươi cung cấp LN (m3/s)

- Nồng độ cho phép của các chất độc hại trong phòng

Dựa vào thông số tính toán ngoài trời (TSTT) để thiết kế không khí cần được chọn theo số giờ m (tính trên năm) và hệ số bảo đảm Kbđ

TSTT bên ngoài cho DHKK chia làm 3 cấp: I, II và III

 Cấp I với số giờ cho phép không đảm bảo chế độ nhiệt ẩm bên trong nhà là m = 35 h/năm, ứng với hệ số bảo đảm Kbđ = 0.996 - dùng cho hệ thống ĐHKK có độ tin cậy cao nhất, dùng trong các công trình có công dụng đặc biệt quan trọng

 Cấp II với số giờ cho phép không đảm bảo chế độ nhiệt ẩm bên trong nhà là m = 150 h/năm đến 200 h/năm, ứng với hệ số bảo đảm Kbđ = 0.983 đến 0.977 - dùng cho các hệ thống ĐHKK đảm bảo điều kiện tiện nghi nhiệt và điều kiện công nghệ trong các công trình có công dụng thông thường như công sở, cửa hàng, nhà văn hóa

- nghệ thuật, nhà công nghiệp

 Cấp III với số giờ cho phép không đảm bảo chế độ nhiệt ẩm bên trong nhà là m = 350 h/năm đến 400 h/năm, ứng với hệ số bảo đảm Kbđ = 0.960 đến 0.954 - dùng cho các hệ thống ĐHKK trong các công trình công nghiệp không đòi hỏi cao về chế độ nhiệt ẩm Điều hòa không khí cấp I tuy có mức độ tin cậy cao nhất nhưng chi phí đầu tư, lắp đặt, vận hành rất lớn nên chỉ sử dụng cho những công trình điều hòa tiện nghi đặc biệt quan trọng hoặc các công trình điều hòa công nghệ yêu cầu nghiêm ngặt như: Lăng Bác, các phân xưởng sản xuất linh kiện điện tử, quang học, cơ khí chính xác Điều hòa không khí cấp II thường chỉ áp dụng cho các công trình chủ yếu như: khách sạn 4, 5 sao, bệnh viện quốc tế Điều hòa không khí cấp III có mức độ tin cậy thấp nhất tuy nhiên trên thực tế nó lại được sử dụng nhiều nhất do chi phí đầu tư ban đầu thấp nhất Hầu hết các công trình dân dụng như: điều hòa không khí khách sạn, văn phòng, siêu thị, hội trường, rạp hát, rạp chiếu bóng, nhà ở chỉ cần chọn điều hòa cấp III là được

Tòa nhà Golden Tower là một công trình lớn nhưng chỉ cần điều hòa cấp III là đủ Nếu sử dụng điều hoà cấp I hoặc II là rất lãng phí cả về chi phí đầu tư và chi phí vận hành

Bảng 8 1: Các thông số thiết kế của công trình Thông số t ( 0 C)  (%) I (kJ/kg) D (g/kg kkk)

8.3 Tốc độ không khí xung quanh

Khi nhiệt độ không khí thấp, tốc độ quá lớn thì cơ thể mất nhiệt gây cảm giác lạnh Tốc độ gió thích hợp tùy thuộc vào nhiều yếu tố: nhiệt độ gió, cường độ lao động, độ ẩm, trạng thái sức khỏe của mỗi người, …

Bảng 8 2: Tốc độ không khí theo nhiệt độ Nhiệt độ không khí ( 0 C) Tốc độ không khí (m/s)

8.4 Độ ồn cho phép Độ ồn có ảnh hưởng đến trạng thái và mức độ tập trung vào công việc của con người Mức độ ảnh hưởng đó tuỳ thuộc vào công việc đang tham gia, hay nói cách khác là tuỳ thuộc vào tính năng của phòng Vì tòa nhà có nhiều phòng hành chính, phòng làm việc, phòng họp, hội trường chọn 30 - 50dB

8.5 Lượng khí tươi cần cung cấp Để đánh giá mức độ ô nhiễm người ta dựa vào nồng độ CO2 có trong không khí, vì CO2 là chất độc hại phổ biến nhất do con người thải ra trong quá trình sinh hoạt và sản xuất

Lưu lượng không khí tươi cần thiết cung cấp cho 1 người trong 1 giờ được xác định theo [TL1- trang 36]:

- LCO2 là lượng CO2 do con người thải ra; m 3 /h người

- 𝛽 là Nồng độ CO2 cho phép; % thể tích Thường chọn 𝛽 = 0.15%

- a là Nồng độ CO2 trong không khí môi trường xung quanh; % thể tích Thường chọn a = 0.03%

Bảng 8 3: Lưu lượng khí tươi cần cung cấp Cường độ vận động L CO2 (m 3 /h) L k (m 3 /h)

TÍNH TOÁN NHIỆT TẢI CHO CÔNG TRÌNH

Có rất nhiều phương pháp tính cân bằng nhiệt ẩm khác nhau để xác định năng suất lạnh yêu cầu, chúng em chọn tính toán cân bằng nhiệt ẩm bằng phương pháp Carrier Phụ tải lạnh Qt được xác định bằng cách tính tổng nhiệt hiện thừa Qht và nhiệt ẩn thừa Qât của mọi nguồn nhiệt tỏa ra và thẩm thấu tác động vào phòng điều hòa

Sơ đồ tính toán nhiệt theo phương pháp Carrier:

Hình 9.1: Sơ đồ tính các nguồn nhiệt hiện và nhiệt ẩn chính theo Carrier

Nhiệt hiện thừa Qht do Nhiệt ẩn thừa Qat do

9.2 Tính nhiệt hiện và nhiệt ẩn cho công trình

9.2.1 Nhiệt hiện bức xạ qua cửa kính Q 11

Nhiệt hiện do bức xạ qua kính vào phòng [TL1, trang 123]:

Trong đó: nt là hệ số tác dụng tức thời (Tra bảng 4.6 ÷ 4.8, [TL 1/tr.134-136])

- F: diện tích bề mặt kính cửa sổ có khung thép (m 2 ), nếu là khung gỗ lấy bằng 0.85F

- RT: nhiệt bức xạ mặt trời qua cửa kính vào trong phòng (W/m 2 )

- ε c : hệ số ảnh hưởng độ cao so với mặt nước biển

- ε đs : hệ số ảnh hưởng của độ chênh lệch của nhiệt độ đọng sương của không khí quan sát với nhiệt độ đọng sương của không khí trên mặt nước biển là 20℃

- ε kh : hệ số ảnh hưởng của khung, khung gỗ lấy ε kh = 1, khung kim loại kh 1.17

- ε mm : hệ số ảnh hưởng của mây mù Ở công trình này các mặt kính đều sử dụng kính Carolex màu xanh và có rèm che

RK = [ 0.4×k + k × (m + m +k×m + 0.4×k×m)] × Rn, Theo TL1, CT 4-6]

RN: Bức xạ mặt trời đến bên ngoài mặt kính, theo [TL1, CT4-7]

R N :Bức xạ mặt trời đến bên ngoài kính

  hệ số hấp thụ của kính và của màn che

  hệ số xuyên qua của kính và màn che

  hệ số phản xạ của kính và màn che

9.2.1.1 Xác định các hệ số ảnh hưởng

Hệ số ảnh hưởng của độ cao so với mặt nước biển

Theo [TL1/124], ta có công thức:

Bảng 9 1: Hệ số ảnh hưởng độ cao ε_C

Tầng Độ cao Hệ số ảnh hưởng độ cao ε C

69 Để thuận tiện cho tính toán ta chọn  C =1

• Hệ số chênh lệch nhiệt độ đọng sương ε đs : ds

- Địa điểm: Tp Hồ Chí Minh

- Nhiệt độ/ Độ ẩm môi trường bên ngoài:t N 6.8℃; N U%

- Tra đồ thị t-d ta được t ds &.7℃

 = − − = −  - Hệ số ảnh hưởng của mây mù:

- Để thiết kế hệ thống ĐHKK, ta chọn điều kiện thời tiết quang mây để lượng tải lớn nhất:  mm =1

- Hệ số ảnh hưởng của khung kh

- Các khung cửa được làm bằng kim loại nên ta chọn. kh =1.17

- Công trình sử dụng kính Carolex màu xanh, dày 6mm Tra bảng 4.3/131 (TL1) ta được:  m =0.57

- Ngoài ra, theo bảng trên ta cũng có được các hệ số kính khác:

Trước tiên, chúng ta cần quan tâm đến các hệ số của loại màn che được sử dụng Với màn che màu sáng, theo bảng 4.4/131 (TL1) ta có các hệ số của màn:

 = = Với loại màn che này, cũng theo bảng 4.4/132 (TL1) ta có hệ số mặt trời: r 0.56

9.2.1.2 Xác định lượng nhiệt bức xạ tức thời qua kính vào phòng

Theo mục đích sử dụng, hệ thống điều hòa không khí hoạt động từ 6h – 16h, nên ta chọn R T =R TMax

Tra bảng 4.2/131 [TL1] ta có được các giá trị R T max tương ứng với từng hướng, từ đó tính được giá trị bức xạ mặt trời đến bên ngoài kính max

Bảng 9 2: Lượng bức xạ mặt trời lớn nhất xâm nhập qua cửa kính và lượng bức xạ mặt trời đến bên ngoài kính Hướng 𝐑 𝐓𝐦𝐚𝐱 (𝐖 𝐦⁄ 𝟐 ) 𝐑 𝐍 (𝐖 𝐦⁄ 𝟐 )

Tây Nam 514 584.09 Đông Nam 514 584.09 Đông Bắc 483 548.86

Từ đó ta tính được giá trị R K theo các hướng:

Bảng 9 3: Lượng nhiệt bức xạ vào phòng với kính khác kính cơ bản (Cụ thể là kính

Carolex màu xanh, dày 6mm)

Tây Nam 292.8 Đông Nam 292.8 Đông Bắc 275.15

Xác định lượng nhiệt bức xạ tức thời qua kính vào trong phòng theo công thức: s

Q =F R       Lượng nhiệt bức xạ tức thời qua kính vào sảnh của tầng 1 theo hướng Nam:

 Lượng nhiệt bức xạ mặt trời tức thời qua kính vào phòng theo từng tầng được trình bày ở phụ lục 7

9.2.1.3 Xác định hệ số tác dụng tức thời nt

- g s : mật độ (khối lượng riêng) diện tích trung bình, kg/m 2 của toàn bộ kết cấu bao che vách trần sàn

- G ′ : khối lượng tường có mặt ngoài tiếp xúc với bức xạ mặt trời và của sàn nằm trên mặt đất, kg

- G " : khối lượng của tường có mặt ngoài không tiếp xúc với bức xạ mặt trời và của sàn không nằm trên mặt đất, kg

Tra bảng 4.11/143 (TL1), ta được mật độ kg/m 3 của:

- Tường bao gạch thông thường với vữa nặng: 1800 kg/m 3

- Sàn bê tông cốt thép: 2400 kg/m 3

Khối lượng 1 m 2 tường bao dày 0.2m là:

0.2 x 1800 = 360 kg/m 2 Khối lượng 1 m 2 tường bao dày 0.1m là:

0.1 x 1800 = 180 kg/m 2 Khối lượng 1 m 2 tường dày 0.3m dăm là:

0.3 x 2200 = 660 kg/m 2 Khối lượng 1 m 2 sàn dày 0.23m làm từ bêtông cốt thép là:

0.23 x 2400 = 552 kg/m 2 Diện tích của các mặt kết cấu bao che theo từng tầng (Bảng 5.4)

Bảng 9 4:Diện tích của các mặt kết cấu bao che theo từng tầng

Tường bao tiếp xúc bức xạ mặt trời (m 2 )

Tường bao không không tiếp xúc với bức xạ mặt trời (m 2 ) Sàn (m 2 )

Xét cho Sảnh - Tầng 1, ta tính được:

Bảng 9 5: Giá trị mật độ (khối lượng riêng) diện tích trung bình của toàn bộ kết cấu bao che theo từng tầng

Không gian G' (kg) G'' (kg) g s (kg/m 2 )

Tra bảng 4.8/134 [TL1] ta được hệ số tác động tức thời của lượng bức xạ mặt trời qua cửa kính có màn che bên trong (điều hòa 24/24, nhiệt độ không khí trong phòng không đổi) lớn nhất ứng với các hướng là:

Bảng 9 6: Giá trị hệ số tác động tức thời của lượng bức xạ mặt trời qua cửa kính có màn che bên trong (điều hòa 24/24, nhiệt độ không khí trong phòng không đổi) ứng với các hướng

Tây Nam 0.70 15 Đông Nam 0.67 10 Đông Bắc 0.60 7

9.2.1.4 Xác định lượng nhiệt hiện bứ xạ qua kính vào phòng Q 11

Từ các số liệu trên ta tính được lượng nhiệt hiện bức xạ qua kính vào phòng theo công thức

Nhiệt hiện bức xạ qua cửa kính vào sảnh tầng trệt theo hướng Nam là:

 Giá trị lượng nhiệt hiện bức xạ qua kính vào phòng theo từng tầng được trình bày ở phụ lục 8

9.2.2 Nhiệt truyền qua mái bằng bức xạ và do Δt:Q 21

Mái bằng của phòng điều hòa có 3 dạng:

- Phòng điều hòa nằm giữa các tầng trong tòa nhà điều hòa: t = 0; Q21 = 0

- Phía trên phòng điều hòa đang tính toán là phòng không điều hòa: t = 0.5(tN- tT)

- Trường hợp trần mái có bức xạ mặt trời (tầng thượng) thì lượng nhiệt truyền vào phòng gồm 2 thành phần: do bức xạ mặt trời và do chênh lệch nhiệt độ giữa không khí trong nhà và ngoài nhà

 Các tầng từ tầng trệt đến tầng 11 sẽ thuộc trường hợp Q21 = 0

 Tầng 12 và tầng thượng sẽ thuộc trường hợp 3 Như vậy ta chỉ tính nhiệt truyền qua mái tầng 12 và tầng thượng

Nhiệt truyền qua tường được xác định theo biểu thức [TL1 - Công thức 4.9]:

- ∆td là Hiệu nhiệt độ tương đương:

- Tn là nhiệt độ không khí ngoài trời Tn = 36.8 0 C

- tT là nhiệt độ không khí bên ngoài phòng điều hòa tT$ 0 C

- εS là hệ số hấp thụ bức xạ mặt trời [Tra bảng 4.10 (TL1)]

Theo [TL1] Công thức 4.11, ta có: max

Trong đó: RT là nhiệt bức xạ mặt trời qua cửa kính trong phòng (W/m 2 )

Vì hệ thống điều hòa hoạt động từ 6h – 16h, nên ta chọn max

Tra bảng 4.2/131 [TL1] ta có được các giá trị R T max tương ứng, từ đó tính được giá trị bức xạ mặt trời đến bên ngoài kính:

Bảng 9 7: Giá trị hiệu nhiệt độ tương đương

Tầng thượng Café ngoài nhà 0.64 789 896.59 20 41.49

Hệ số truyền nhiệt của tầng 12 :

+ + + αN W/m2K – Hệ số tỏa nhiệt phía ngoài nhà khi tường tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài [TL1/tr166] αT W/m2K – Hệ số tỏa nhiệt phía trong nhà [TL1/tr142] δv, λv – bề dày và hệ số dẫn nhiệt của lớp vữa (vữa xi măng) δv =0.02 m λv =0.93 W/mK – tra bảng 4.11 [TL1/tr143] δBt, λBt – bề dày và hệ số dẫn nhiệt của lớp bê tông cốt thép δBt =0.23 m λBt =1.55 W/mK – tra bảng 4.11 [TL1/tr143]

Suy ra hệ số truyền nhiệt của tầng 12:

Theo bảng 4.9 ( TL1), mái tôn có trần giả thạch cao là : 2.67 (W/m²K)

Bảng 9 8: Kết quả tính toán nhiệt hiện truyền qua mái bằng bức xạ

Tầng Chức năng F (m 2 ) K ( (W/m²K) ∆T td Q 21 (Kw)

Tầng thượng Café ngoài nhà 210.39 2.67 41.49 23.31

9.2.3 Nhiệt hiện truyền qua vách Q 22

Nhiệt truyền qua vách Q22 được chia thành 2 thành phần:

- Do chênh lệch nhiệt độ giữa ngoài trời và trong nhà ΔT = tN – tT

- Do bức xạ mặt trời vào tường, tuy nhiên phần nhiệt được coi bằng không khi tính toán

Nhiệt truyền qua vách được xác định theo biểu thức:

- Q2i: nhiệt truyền qua tường, cửa ra vào ( gỗ, nhôm), cửa sổ ( kính),… ,W;

- ki: hệ số truyền nhiệt của tường, cửa, kính,… ,W/m 2 K;

- Fi: diện tích của tường, cửa, kính tương ứng, m 2 ;

9.2.3.1 Nhiệt hiện truyền qua tường Q 22t

Nhiệt truyền qua tường được xác định theo biểu thức:

-  = t  (t N −t T ): độ chênh lệch nhiệt độ, o C;

- φ: hệ số tính đến vị trí của kết cấu bao che đối với không khí bên ngoài (TL3 Tr42)

- Đối với tường bao tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài  =1

- Đối với tường tiếp xúc gián tiếp với không khí bên ngoài  =0.7

- Đối với tường ngăn với phòng có điều hòa =0

- Nếu tường tiếp xúc trực tiếp với không khí:

- Nếu tường tiếp xúc gián tiếp với không khí:

 = −  =  k (W/m 2 K): hệ số truyền nhiệt, được tính theo công thức:

-  N = 20 (W/(m 2 K): hệ số tỏa nhiệt phía ngoài tường khi tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài

-  T = 10 (W/(m 2 K): hệ số tỏa nhiệt phía trong nhà

-  N = 10 (W/(m 2 K): hệ số tỏa nhiệt tường tiếp xúc gián tiếp với không khí ngoài

-  i ( )m : Độ dày lớp vật liệu thứ i của cấu trúc tường

-  i (W/m.K): hệ số dẫn nhiệt lớp vật liệu thứ i của cấu trúc tường Đối với tường có độ dày 200mm

Hình 9 1:Cấu trúc của tường 200 m

Bảng 9 9: Kết cấu tường bao 200mm

STT Lớp Chiều dày(mm) Hệ số dẫn nhiệt

+ Nếu tường tiếp xúc trực tiếp với không khí

+ Nếu tường tiếp xúc gián tiếp với không khí

Bảng 9 10: Đối với tường có độ dày 100mm

Lớp Chiều dày (mm) Hệ số dẫn nhiệt

Bảng 9 11: Đối với tường dày 300 mm

Lớp Chiều dày (mm) Hệ số dẫn nhiệt

Bảng 9 12: Hệ số truyền nhiệt của tường Tường dày k t (𝐖/𝐦 𝟐 𝐊) k gt (𝐖/𝐦 𝟐 𝐊)

• Tính toán tổn thất nhiệt qua tường cho sảnh, tầng trệt

 Kết quả nhiệt hiện truyền qua tường của tòa nhà được trình bày ở phụ lục 9

9.2.3.2 Nhiệt hiện truyền qua cửa ra vào Q 22c

Nhiệt truyền qua cửa ra vào được xác định theo biểu thức:

-  = t  (t N −t T ): độ chênh lệch nhiệt độ, o C

Nếu cửa tiếp xúc trực tiếp với không khí:

Nếu cửa tiếp xúc gián tiếp với không khí:

(W/m 2 K) αN W/m 2 K – Hệ số tỏa nhiệt phía ngoài nhà khi tường tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài [TL1/tr166] αT W/m 2 K – Hệ số tỏa nhiệt phía trong nhà [TL1/tr142] δck, λck – bề dày và hệ số dẫn nhiệt

Tra phụ lục 2, QCVN 09 – 2017, ta được bảng sau:

Bảng 9 13: Hệ số dẫn nhiệt

• Tính toán nhiệt hiện cửa ra vào sảnh, tầng trệt

 Kết quả nhiệt hiện truyền qua cửa của tòa nhà được trình bày ở phụ lục 10

-  = t  (t N −t T ): hiệu nhiệt độ bên ngoài trừ nhiệt độ bên trong

- k: hệ số truyền nhiệt qua sàn hoặc nền, W/m 2 K,

Có 3 trường hợp cần chú ý:

82 a) Sàn đặt ngay trên mặt đất: lấy k của sàn bê tông dày 300mm,  = t  (t N −t T ) b) Sàn đặt trên tầng hầm hoặc phòng không điều hòa, lấy  =t 0.5 ( t N −t T ) nghĩa là tầng hầm hoặc phòng không có điều hòa có nhiệt độ bằng nhiệt độ trung bình giữa bên ngoài và bên trong c) Sàn giữa 2 phòng điều hòa Q23(Tầng lửng 1 −12) = 0 Đối với công trình này chỉ có tầng trệt nằm trên tầng hầm là không gian không điều hòa, vậy nên ta chỉ cần tính cho tầng trệt:

+ + αN W/m 2 K – Hệ số tỏa nhiệt phía ngoài nhà khi tường tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài [TL1/tr142] αT W/m 2 K – Hệ số tỏa nhiệt phía trong nhà [TL1/tr142] δv, λv – bề dày và hệ số dẫn nhiệt của lớp vữa (vữa xi măng) δv = 0.02 m λv = 0.93 W/mK – tra bảng 4.11 [TL1/tr143] δBt, λBt – bề dày và hệ số dẫn nhiệt của lớp bê tông cốt thép δBt = 0.23 m λBt = 1.55 W/mK – tra bảng 4.11 [TL1/tr143]

9.2.5 Nhiệt hiện tỏa do đèn, chiếu sáng Q 31

Nhiệt hiện tỏa do đèn chiếu sáng được tính theo công thức:

- n t : hệ số tác dụng tức thời của đèn chiếu sáng Văn phòng làm việc công sở cho số giờ hoạt động của đèn trong 12 giờ, với g s 88.77kg m/ 2 sàn, theo bảng 4.8/136 (TL1), ta chọn giá trị n t =0.22

- n đ : hệ số tác dụng đồng thời, chọn giá trị n đ = 0,8 theo bảng theo TL1/146 (Văn phòng công sở)

- Q: tổng nhiệt tỏa do đèn chiếu sáng

Với: N - tổng công suất ghi trên bóng đèn

• Xét sảnh tại tầng trệt

- Tổng công suất ghi trên bóng đèn:

- Tổng nhiệt tỏa do đèn chiếu sáng:

- Nhiệt hiện tỏa do đèn chiếu sáng:

 Kết quả nhiệt tỏa do đèn của tòa nhà được trình bày ở phụ lục 11

9.2.6 Nhiệt hiện tỏa do máy móc Q 32

Nhiệt hiện tỏa do máy và dụng cụ dùng điện trong văn phòng như máy tính bàn, máy photocopy, … được xác định theo công thức:

- Ni: công suất dụng cụ, W;

- Máy tính để bàn: 250W/ 1 cái

- Bình nước uống nóng-lạnh: 600W/ 1 cái

Tính toán nhiệt hiện tỏa ra do máy móc cho sảnh, tầng trệt:

Phòng gồm: 2 máy tính bàn, 0 máy photocopy, 2 bình nước uống nóng lạnh Suy ra:

 Kết quả nhiệt truyền qua máy móc của tòa nhà được trình bày ở phụ lục 12

9.2.7 Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do người tỏa Q 4

9.2.7.1 Nhiệt hiện do người tỏa Q 4h

Nhiệt hiện do người tỏa vào phòng chủ yếu bằng đối lưu và bức xạ, được xác định theo biểu thức:

- n :số người ở trong phòng điều hòa

- qh: nhiệt hiện tỏa ra từ 1 người W/người;

- nd: hệ số tác dụng không đồng thời

Bảng 9 15: Số người theo tiêu chuẩn

Văn phòng Sảnh Hành lang

 qh = 70 (W/người): nhiệt hiện tỏa ra từ 1 người ở 24 0 C [TL1- Tr149] Đối với các tòa nhà lớn cần nhân thêm hệ số tác dụng không đồng thời, với công trình là nhà cao tầng công sở chọn nd = 0.75 [TL1- Tr148]

Tính toán nhiệt hiện do người tỏa cho sảnh, tầng trệt:

Số người trung bình văn phòng 1: 46 người qh = 70 W/ người

 Kết quả nhiệt hiện từ người tỏa ra được trình bày ở phụ lục 13

9.2.7.2 Nhiệt ẩn do người tỏa Q 4a

Nhiệt ẩn do người tỏa được xác định theo biểu thức:

- n: số người ở trong phòng điều hòa

- qa: nhiệt ẩn tỏa ra từ 1 người, W/người

- qa ` (W/người): nhiệt ẩn tỏa ra từ 1 người ở 24 o C [TL1- Tr149]

• Tính toán nhiệt ẩn do người tỏa cho sảnh, tầng trệt

Số người trung bình sảnh: 46 người qa = 60 W/ người

 Kết quả nhiệt ẩn từ người tỏa ra được trình bày ở phụ lục 14

 Vậy tổng nhiệt hiện và nhiệt ẩn tỏa ra do người, được xác định theo biểu thức:

- Q4a: nhiệt ẩn tỏa ta từ 1 người, W;

- Q4h: nhiệt hiện tỏa ra từ 1 người, W;

Tổng nhiệt hiện và nhiệt ẩn do người tỏa sảnh, tầng trệt:

 Kết quả nhiệt hiện và nhiệt ẩn từ người tỏa ra được trình bày ở phụ lục 15

9.2.8 Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió tươi mang vào Q gt

Phòng điều hòa luôn phải được cung cấp một lượng gió tươi để đảm bảo đủ Oxy cần thiết cho người ở trong phòng, gió tươi sẽ tỏa ra một lượng nhiệt hiện QhN và nhiệt ẩn QaN, được xác định qua biểu thức:

- n: số người trong phòng điều hòa

- l = 7 l/s cho làm việc văn phòng (theo TCVN 5687 2010 – Phụ lục F): Lưu lượng khí tươi cần cho 1 người trong 1 giây, l/s.người

- tT = 24 0 : Nhiệt độ trong phòng điều hòa, 0 C

- dT = 11.2 g/kgkkk : Dung ẩm trong phòng điều hòa, g/kgkkk

- tN= 36.8 0 C: Nhiệt độ ngoài trời

- dN= 21.6 g/kgkkk: dung ẩm ngoài trời

• Tính toán nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió tươi mang vào cho sảnh, tầng trệt o Số người trung bình: 46 người o l= 7(l/s.người)

=    − = +  Kết quả nhiệt hiện, nhiệt ẩn do gió tươi mang vào được trình bày ở phụ lục 16

9.2.9 Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió lọt Q 5h và Q 5a

Không gian điều hòa được làm kín để chủ động kiểm soát được lượng gió tươi cấp cho phòng nhằm tiết kiệm năng lượng nhưng vẫn có hiện tượng rò lọt không khí qua khe cửa sổ, cửa ra vào và khi mở cửa do người ra vào Hiện tượng này xảy ra càng mạnh khi chênh lệch nhiệt độ trong phòng và ngoài trời càng lớn Khí lạnh có xu hướng thoát ra ở phía dưới cửa và khí nóng ngoài trời lọt vào phía trên cửa Vì số người ra vào nhiều, cửa đóng mở nhiều lần nên nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió lọt được xác định theo biểu thức:

- ξ: hệ số kinh nghiệm, xác định theo bảng 4.20 ứng với từng thể tích [TL1 – Tr151]

- Lc= 3 m 3 /người lưu lượng không khí lọt mỗi lần mở cửa [TL1 – Tr151]

- tN= 36.8 0 C: nhiệt độ ngoài trời

- dN= 21.6 g/kgkkk: dung ẩm ngoài trời

- tT = 24 0 C: Nhiệt độ trong phòng điều hòa

- dT = 11.2 g/kgkkk: dung ẩm trong phòng điều hòa

• Tính toán nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió lọt cho sảnh, tầng trệt

 Kết quả nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió lọt qua trình bày ở phụ lục 17

9.2.10 Nhiệt tổn thất do các nguồn khác

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 Q = 0

TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

10.1 Sơ đồ điều hòa không khí Đối với các không gian chính là văn phòng làm việc và hành lang ở mỗi tầng, tòa nhà Golden Tower sử dụng sơ đồ điều hòa không khí một cấp nhằm tiết kiệm năng lượng Hòa trộn với gió hồi từ trong không gian điều hòa rồi được cho đi qua FCU để cấp vào không gian điều hòa

Hình 10 1: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống điều hòa không khí một cấp

Không khí bên ngoài trời có trạng thái N(tN, T ) với lưu lượng LN qua cửa lấy gió có van điều chỉnh (1), được đưa vào buồng hòa trộn (3) để hòa trộn với không khí hồi có trạng thái T(tT,  T ) với lưu lượng LT từ các miệng hồi gió (2) Hỗn hợp hòa trộn có trạng thái C sẽ được đưa đến thiết bị xử lý (4), tại đây nó được xử lý theo một chương trình định sẵn đến một trạng thái O và được quạt (5) vận chuyển theo kênh gió (6) vào phòng (8) Không khí sau khi ra khỏi miệng thổi (7) có trạng thái V vào phòng nhận nhiệt thừa QT và ẩm thừa WT và tự thay đổi trạng thái từ V đến T(tT,  T ) Sau đó một phần không khí được thải ra ngoài và một phần lớn được quạt hồi gió (11) hút về qua các miệng hút (9) theo kênh (10)

10.2 Tính toán sơ đồ điều hòa không khí

Tính toán sơ đồ một cấp được thực hiện theo các bước sau:

- Xác định các giá trị nhiệt hiện    hf , ht , hef

- Xác định điểm nút N, T, G trên đồ thị t-d;

- Xác định các điểm nút S, H, V nhờ các tia quá trình trên đồ thị t-d;

▪ Qua T kẻ đường song song với G - ε hef cắt φ = 100% ở S, xác định được nhiệt độ đọng sương t S ;

▪ Qua S kẻ đường song song với G - ε ht cắt đường NT tại H, xác định được điểm hòa trộn H;

▪ Qua T kẻ đường song song với G - ε hf cắt đường SH tại O Khi bỏ qua tổn thất nhiệt từ quạt và từ đường ống gió ta có O ≡ V là điểm thổi vào

▪ Kiểm tra điều kiện vệ sinh, đảm bảo sức khỏe con người, xác định lưu lượng không khí và tính năng suất lạnh

Tính toán sơ đồ cho trường hợp không có PAU: a) Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF (Room Sensible Heat Factor) 𝛆 𝐡𝐟

Hệ số nhiệt hiện phòng được ký hiệu là ε hf – tỷ số giữa thành phần nhiệt hiện trên tổng nhiệt hiện và nhiệt ẩn của phòng, chưa tính tới thành phần nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió tươi và gió lọt Q hN và Q aN đem vào không gian điều hòa

Hệ số nhiệt hiện phòng biểu diễn tia quá trình tự biến đổi không khí trong không gian điều hòa V-T và được tính theo biểu thức: hf hf hf af

- Q hf : tổng nhiệt hiện của phòng, không có nhiệt hiện của gió tươi, W

- Q âf : tổng nhiệt ẩn của phòng, không có nhiệt ẩn của gió tươi, W b) Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF (Grand Sensible Heat Factor) 𝛆 𝐡𝐭

Hệ số nhiệt hiện tổng chính là độ nghiêng của tia quá trình từ điểm hòa trộn đến điểm thổi vào Đây chính là 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

( ) hf hN ht h ht h a hf hN af aN t

Trong đó: Qh: Nhiệt hiện, kể cả phần nhiệt hiện do gió tươi đem vào Q hN

Qa : Nhiệt ẩn, kể cả phần nhiệt ẩn do gió tươi đem vào Q aN

Qt tổng nhiệt thừa ,W c) Hệ số đi vòng 𝛆 𝐁𝐅 (Bypass Factor)

Hệ số đi vòng là tỷ số giữa lượng không khí đi qua dàn lạnh nhưng không trao đổi nhiệt ẩm với dàn với tổng lượng không khí thổi qua dàn, ký hiệu là ε BF

Ta có thể xác định hệ số đi vòng theo bảng 4.22 Giá trị hệ số đi vòng BF của dàn lạnh (TL1-Tr162) trong một số dàn lạnh ứng dụng trong các trường hợp khác nhau d) Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF (Effective Sensible Heat Factor) 𝛆 𝐡𝐞𝐟

Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng là tỷ số giữa nhiệt hiện hiệu dụng của phòng và nhiệt tổng hiệu dụng của phòng: hef hef hef hef aef ef

Q hef : Nhiệt hiện hiệu dụng của phòng ERSH (Effective Room Sensible Heat)

(kW) hef hf BF hN

Q aef : Nhiệt ẩn hiệu dụng của phòng ERLH (Effective Room Latent Heat) aef af BF aN (kW)

Q =Q + Q ε BF : Hệ số đi vòng (Bypass Factor)

Q hN : nhiệt hiện do gió tươi mang vào, W;

Q aN : nhiệt ẩn do gió tươi mang vào, W

➢ Ví dụ tính cho Sảnh – Tầng trệt

• Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF

Tổng nhiệt hiện không có thành phần gió tươi và gió lọt là:

Tổng nhiệt ẩn không có thành phần gió tươi và gió lọt là:

Vậy hệ số nhiệt hiện phòng tính được là:

• Hệ số nhiệt hiện tổng

Q =Q +Q = + Vậy hệ số nhiệt hiện tổng GSHF tính được là:

 = Q = • Hệ số đi vòng BF

Theo bảng 4.22 (TL1-Tr162) ứng với không gian sảnh làm việc, ta chọn giá trị đi vòng BF:  BF =0.1

• Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF

Vậy hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF tính được là:

 = = + + e) Thông số các điểm nút trên đồ thị t-d

( 0 C) Giá trị 200 93.5 36.8 50 22.2 26.7 Điểm gốc G xác định trên ẩm đồ là điểm có trạng thái t G = 24℃ , φ G = 50%

Hình 10 2: Điểm gốc G và thang chia hệ số nhiệt hiện trên ẩm đồ Điểm trong không gian điều hòa T1

Thông số 𝐈 𝐓 (kJ/kg) 𝐭 𝐓 (℃) 𝛗 𝐓 (%) 𝐝 𝐓 (g/kg kkk)

Hình 10 3: Biểu diễn các điểm nút trên ẩm đồ cho sảnh - tầng trệt f) Kiểm tra điều kiện, xác định lưu lượng không khí và tính năng suất lạnh

Kiểm tra hiệu nhiệt độ phòng và nhiệt độ thổi vào:t VT = −t T t V Nếu đạt tiêu chuẩn vệ sinh (t VT 10K)thì tính lưu lượng gió Nếu không đạt yêu cầu vệ sinh thì cần phải sử dụng các biện pháp khác để giảm hiệu nhiệt độ thổi vào (ví dụ dùng sơ đồ tuần hoàn 2 cấp hoặc sưởi bổ sung) vì nhiệt độ thổi vào quá thấp sẽ ảnh hưởng đến sức khỏe con người

Kiểm tra điều kiện vệ sinh của tòa nhà:

Bảng 10 1: Yêu cầu vệ sinh của tòa nhà Tầng Khu vực Yêu cầu vệ sinh Ghi chú

Sảnh 9.40 Sơ đồ tuần hoàn 1 cấp

Văn phòng 1 8.70 Sơ đồ tuần hoàn 1 cấp Văn phòng 2 8.50 Sơ đồ tuần hoàn 1 cấp Hành lang 8.80 Sơ đồ tuần hoàn 1 cấp

Tầng lửng 1 Văn phòng 8.60 Sơ đồ tuần hoàn 1 cấp

Hành lang 8.40 Sơ đồ tuần hoàn 1 cấp

Tầng lửng 2 Văn phòng 8.40 Sơ đồ tuần hoàn 1 cấp

Hành lang 9.20 Sơ đồ tuần hoàn 1 cấp Tầng 1 - 2 Văn phòng 8.40 Sơ đồ tuần hoàn 1 cấp

Hành lang 9.20 Sơ đồ tuần hoàn 1 cấp

Tầng 3 - 8 Văn phòng 8.50 Sơ đồ tuần hoàn 1 cấp

Hành lang 9.20 Sơ đồ tuần hoàn 1 cấp

Tầng 9 - 11 Văn phòng 8.40 Sơ đồ tuần hoàn 1 cấp

Hành lang 9.20 Sơ đồ tuần hoàn 1 cấp

Tầng 12 Văn phòng 8.40 Sơ đồ tuần hoàn 1 cấp

Hành lang 8.40 Sơ đồ tuần hoàn 1 cấp

Tầng thượng Càfe trong nhà 8.40 Sơ đồ tuần hoàn 1 cấp

Hành lang 8.40 Sơ đồ tuần hoàn 1 cấp

Nếu thỏa mãn yêu cầu vệ sinh thì tiến lành tính lưu lượng không khí qua dàn lạnh bằng biểu thức:

=  −  − Trong đó: L: lưu lượng không khí hòa trộn và đi qua dàn lạnh, l/s;

Q hef : nhiệt hiện hiệu dụng của phòng, W; t T , t S : nhiệt độ phòng và nhiệt độ đọng sương, ℃; ε BF : hệ số đi vòng

L N , L T : lưu lượng khí tươi đưa vào và lưu lượng không khí hồi tái tuần hoàn từ không gian điều hòa, l/s;

Năng suất lạnh của hệ thống điều hòa không khí có thể được tính kiểm tra bằng công thức:

Trong đó: G: lưu lượng khối lượng không khí qua dàn lạnh, kg/s

G = ρ L, kg/s ρ: khối lượng riêng của không khí, =1.2 kg m/ 3 L: lưu lượng thể tích của không khí, m 3 /s

I H : enthalpy của không khí điểm hòa trộn, kJ/kg;

I V : enthalpy không khí điểm thổi vào, kJ/kg

• Ví dụ: Xét sảnh – Tầng trệt

Trên đồ thị, ta xác định được nhiệt độ t v 1 6C

Lưu lượng không khí hòa trộn đi qua dàn lạnh là:

Theo phụ lục F: Tiêu chuẩn không khí ngoài (gió tươi) theo yêu cầu vệ sinh cho các phòng được ĐHKK tiện nghi – TCVN 5687 2010 Ta chọn được 2 giá trị sau:

• Diện tích m 2 /người của Phòng làm việc (Nhà hành chính – Công sở) là: 9 m 2 /người

• Lưu lượng gió tươi yêu cầu cho Phòng làm việc (Nhà hành chính – Công sở) là: 25 m 3 /h người

Sảnh – Tầng trệt có diện tích sàn: 170.13 m 2 Với 9 m 2 /người, số người được tính theo TCVN 5687 2010 trong sảnh – Tầng trệt là: 46 người

Vậy lưu lượng gió tươi cần cung cấp cho sảnh – Tầng trệt là:

Tra đồ thị biểu diễn thông số các điểm nút của sảnh – Tầng trệt Ta có:

I V Lưu lượng khối lượng của không khí qua dàn lạnh trong sảnh – Tầng trệt là:

Vậy năng suất lạnh của hệ thống điều hòa không khí của sảnh – Tầng trệt là:

 Kết quả tính toán năng suất lạnh lý thuyết và so sánh với năng suất lạnh thiết kế (Bảng 10.2)

Bảng 10 2: So sánh năng suất lạnh tính lý thuyết và năng suất lạnh thiết kế cho trường hợp không có PAU

Tầng Khu vực Q 0 (kW) Q tk (kW) Chênh lệch

Tầng thượng Càfe trong nhà 74.60 70 6.17

- Qua tính toán, ta thấy năng suất lạnh trên bản vẽ thiết kế là thể hiện cho năng suất lạnh của trạng thái hệ thống Điều hòa không khí hoạt động khi không có PAU

- Ở những không gian phụ, có thể do tại đây chỉ là nhu cầu làm mát cơ bản nên có thể chọn máy có năng suất lạnh thấp hơn tính toán, và con số so sánh đều nhỏ nên độ chênh lệch phần trăm có lớn hơn khá nhiều Ngoài ra, nhóm cũng không biết chính xác trạng thái không khí thiết kế mà người thiết kế chọn cho những không gian này

TÍNH CHỌN VÀ KIỂM TRA THIẾT BỊ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

11.1 Lựa chọn hãng sản xuất

Hiện nay trên thị trường có rất nhiều chủng loại như: Daikin, Mitsubishi, LG, Trane, Carrier Daikin là một trong những thương hiệu hàng đầu thế giới về ĐHKK, cũng là hãng đầu tiên phát triển hệ thống VRV, điển hình là sự ra đời của các hệ thống VRV-I, VRV-II, VRV-III, VRV-IV, VRV A… với các tính năng ưu việt Sau phân tích và cân nhắc nhóm em lựa chọn hệ thống điều hoà VRV-IV của Daikin

Việc chọn dàn lạnh dựa vào năng suất lạnh phù hợp chức năng của từng phòng Phải chọn máy có đủ năng suất lạnh yêu cầu ở đúng chế độ làm việc đã tính toán

Ta sử dụng dàn lạnh giấu trần nối ống gió cho dự án

Theo [TL1]: Năng suất lạnh thực của dàn nóng được tính hiệu chỉnh như sau:

- α1: Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ ngoài nhà

- α2: Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ trong nhà

- α3: Hệ số hiệu chỉnh theo chiều dài ống ga và chênh lệch độ cao giữa 2 dàn Tra hình 5.8, hình 5.9, hình 5.10 trong [TL1], ta có:

 Kết quả năng suất lạnh thực tế của dàn lạnh (Bảng 8.1)

Dựa vào các kết quả tính năng suất lạnh ở trên Kiểm tra và chọn thiết bị điều hòa không khí theo catalogue của hãng Daikin

Bảng 11 1: Năng suất lạnh thực của dàn lạnh

Tầng Khu vực Năng suất lạnh

 Chọn công suất, số lượng dàn lạnh theo catalogue cho từng phòng được thể hiện kết quả tại bảng sau:

Bảng 11 2: Lựa chọn dàn lạnh thiết kế

Vị trí Phòng Tải lạnh

Hệ thống Kiểu máy Model

Sảnh 27.04 3 VRV Giấu trần nối ống gió FXMQ80PAVE 9 Văn phòng

1 11.53 1 VRV Giấu trần nối ống gió FXMQ80PAVE 9

1 VRV Giấu trần nối ống gió FXMQ40PAVE 4.5 Văn phòng

2 20.70 3 VRV Giấu trần nối ống gió FXMQ80PAVE 9

Hành lang 3.50 1 VRV Giấu trần nối ống gió FXMQ40PAVE 4.5 Lửng 1

Văn phòng 49.95 6 VRV Giấu trần nối ống gió FXMQ80PAVE 9

Hành lang 3.50 1 VRV Giấu trần nối ống gió FXMQ40PAVE 4.5 Lửng 2

Văn phòng 49.43 6 VRV Giấu trần nối ống gió FXMQ80PAVE 9

Hành lang 3.51 1 VRV Giấu trần nối ống gió FXMQ40PAVE 4.5 Tầng 1 - 2

Văn phòng 61.44 9 VRV Giấu trần nối ống gió FXMQ63PAVE 7.1

Hành lang 3.52 1 VRV Giấu trần nối ống gió FXMQ40PAVE 4.5 Tầng 3 - 8

Văn phòng 61.11 9 VRV Giấu trần nối ống gió FXMQ63PAVE 7.1

Hành lang 3.52 1 VRV Giấu trần nối ống gió FXMQ40PAVE 4.5

Văn phòng 63.50 9 VRV Giấu trần nối ống gió FXMQ63PAVE 7.1

Hành lang 3.52 1 VRV Giấu trần nối ống gió FXMQ40PAVE 4.5 Tầng 12

Văn phòng 63.09 9 VRV Giấu trần nối ống gió FXMQ80PAVE 7.1

Hành lang 5.56 1 VRV Giấu trần nối ống gió FXMQ63PAVE 7.1

8 VRV Giấu trần nối ống gió FXMQ63PAVE 7.1

2 VRV Giấu trần nối ống gió FXMQ80PAVE 9

Hành lang 5.89 1 VRV Giấu trần nối ống gió FXMQ63PAVE 7.1

Năng suất lạnh thực của dàn nóng phụ thuộc vào năng suất lạnh danh định và các hệ số hiệu chỉnh thực tế như: hệ số phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường, trong phòng, tỉ lệ kết nối và chênh lệch độ cao giữa dàn nóng và dàn lạnh Việc tính toán năng suất lạnh thực của dàn nóng khá là phức tạp Nên để thuận tiện và tránh mất nhiều

103 thời gian và công sức ta sử dụng phần mềm VRV Xpress xác định năng suất lạnh của dàn nóng

Bảng 11 3: Lựa chọn dàn nóng thiết kế

(kW) Loại dàn nóng Số lượng Công suất lạnh (kW) Kí hiệu

Tầng trệt 69.02 RXQ28TANYM 1 69.1 ODU - TT

Tầng lửng 1 48.77 RXQ22TANYM 1 56.2 ODU - TL1

Tầng lửng 2 52.68 RXQ22TANYM 1 57.2 ODU - TL2

Tầng thượng 81.21 RXQ30TANYM 1 79.9 ODU - ST

11.4 Chọn thiết bị đường ống

Việc lựa chọn bộ chia ga theo tiêu chuẩn của nhà chế tạo và phụ thuộc và các yếu tố

+ Vị trí lắp đặt bộ chia dùng bộ chia để kết nối các dàn nóng với nhau hay phân chia tới các bộ chia khác hoặc tới các dàn lạnh

+ Lượng nhánh rẽ sau bộ chia: 2, 4, 6 hay 8 nhánh

+ Năng suất lạnh mà bộ chia phục vụ

Do cụm dàn nóng và dàn lạnh sử dụng của hãng Daikin, nên bộ chia ga cũng chọn của hãng Daikin Việc lựa chọn theo sự hướng dẫn trong catalogue của hãng Daikin Đối với bộ chia ga đầu tiên nên tính từ dàn nóng, chọn theo kích thước đầu ra của dàn nóng trong catalogue

Bảng 11 4: Bộ chia ga đầu tiên tính từ dàn nóng

Loại dàn nóng Đường kính ống Bộ chia ga

RXQ30TANYM Φ 12.7 x 28.6 BHFP22P100 Đối với bộ chia gas khác sau bộ chia ga đầu tiên tính từ dàn nóng, thì dựa vào tổng chỉ số công suất của dàn lạnh và chọn theo bảng sau:

Bảng 11 5: Chọn bộ chia ga khác sau bộ chia ga đầu tiên

Tổng công suất mà nó phục vụ (kW) Bộ chia ga

< 22.4 KHRP26M22T ³22.4 á