iii LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực hiện bài khóa luận tốt nghiệp đầy gian nan và thử thách, chúng em muốn dành khoảnh khắc này để bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến quý thầy cô, những ngườ
TỔNG QUAN
Tính cấp thiết của đề tài
Ngày nay, kinh tế Việt Nam đang ngày càng phát triển Do đó, nhu cầu về những công trình lớn như chung cư, nhà xưởng, văn phòng, để phục vụ cho đời sống và sản xuất cảu con người Đặc điểm điểm của những công trình lớn trên đều yêu cầu tiêu cao về điều hòa không khí để tạo nên môi trường sinh sống, làm việc trong lành và an toàn cho sức của cá nhân và tập thể
Vấn đề ô nhiễm môi trường ở Việt Nam cũng như thế giới những nắm trở lại đây đã đe dọa đến sức khỏe và tính mạng của nhân loại Từ đó tạo ra nhu cầu về một không gian có không khí trong lành và ít chất độc hại ngày càng tăng Nắm được nhu cầu trên nhóm chúng em quyết định thực hiện đề tài tính toán hệ thống HVAC của một công trình thực tế Qua đó có thêm cái nhìn mới về công việc sau khi ra trường
Tòa nhà The Nexus Tower là một trung những tòa nhà văn phòng cho thuê cao cấp nằm trên tuyến đường trọng điểm tại trung tâm thành phố Hồ Chí Minh The Nexus Tower được đánh giá là một trong những cao ốc văn phòng có giá trị tiềm năng cao trên thị trường bất động sản, hứa hẹn mang lại cho các doanh nghiệp một môi trường làm việc chuyên nghiệp và tiện nghi Với những đặc điểm trên nhu cầu về tính toán thiết kế hệ thống điều hòa không khí trở nên quan trọng
Nắm bắt được nhu cầu trên, nhóm chúng em sẽ tiến hành tính toán cho dự án The Nexus Tower Nhưng do khối lượng và diện tích của dự án quá lớn gồm 2 khối tháp T1 và T2 nên nhóm chúng em sẽ chỉ tính khối tháp T1 và đề tài nhóm chúng em sẽ tiến hành thực hiện là: “Tính toán kiểm tả và dựng Revit hệ thống điều hòa không khí của tòa nhà văn phòng The Nexus Tower 1” Qua việc tính toán các thông số và thiết bị của dự án nhóm chúng em sẽ tích lũy thêm được nhiều kinh nghiệm và kiến thức chuyên môn thực tế.
Giới thiệu công trình
The Nexus Tower tọa lạc tại số 3A -3B Tôn Đức Thắng, do Công ty Cổ phần Phát triển Địa Ốc RC (Refico) làm chủ đầu tư và do Công ty Cổ phần Đầu tư Xây dựng Ricons thi công Dự án gồm khối tháp T1 nằm tại mặt tiền đường Tôn Đức Thắng tầm nhìn hướng về sông Sài Gòn, khối tháp T2 tiếp giáp sông Sài Gòn và đại lộ Lê Lợi nối dài Trong khóa
2 luận nhóm chúng em sẽ tính toán điều hòa không khí và thông gió cho khối tháp T1 với quy mô 26 tầng và 5 tầng hầm Dự án đang trong quá trình xây dựng và chưa hoàn thành, tuy nhiên với vị trí đắc địa tại trung tâm thành phố chỉ cách phố đi bộ Nguyễn Huệ và Parkson Cantavil 3-4km Về Thủ Đức thăm làng Đại học Quốc Gia hay Khu vui chơi giải trí Suối Tiên cũng chỉ khoảng 7 km Ngoài ra, còn có địa điểm khác chỉ nằm trong bán kính 5km như: Metro, Cầu Sài Gòn, Khu công nghệ cao,…
Với những đặc điểm ưu việt trên, dự án Nexus Tower (như hình 1.1) hứa hẹn đem lại một môi trường làm việc cao cấp và chuyên nghiệp cho các doanh nghiệp và góp phần tô điểm thêm cho bộ mặt của thành phố Hồ Chí Minh thêm hiện đại, văn minh.
Các hệ thống điều hòa không khí
❖ Hệ thống điều hòa không khí cục bộ
Với mục đích thiết kế phù hợp với những không gian nhỏ Hệ thống điều hòa không khí cục bộ (như hình 1.2) có cấu tạo đơn giản với một dàn nóng và một dàn lạnh riêng biệt hoặc hai dàn trên cùng một thiết bị như điều hòa kiểu cửa sổ Do đó chi phí đầu tư thấp phù hợp với đa số công trình nhỏ hiện nay
Hình 1 1 Phối cảnh thực tế công trình
Với ưu điểm: Cấu tạo đơn giản dễ dàng lắp đặt, không đòi hỏi kỹ thuật cao Với cấu tạo riêng biệt cho từng điều hòa nên khi bị hỏng hóc sẽ không ảnh hưởng đến các hệ thống khác Do đó chi phí đầu tư, bảo trì thấp
Nhược điểm: Không phù hợp với những khu vực có tải nhiệt cao như nhà xưởng, hội trường, Ngoài ra với những công trình lớn sẽ gây mất thẩm mỹ cho công trình, yêu cầu vị trí lắp đặt gần khu vực làm lạnh
❖ Hệ thống điều hòa không khí trung tâm VRV
Hệ thống điều hòa không khí trung tâm VRV (Variable Refrigerant Volume) (như hình 1.3) là hệ thống điều hòa không khí trung tâm được ưa chuộng nhất trên thế giới hiện nay do tập đoàn Daikin phát triển Hệ thống điều hòa VRV có thể 1 dàn nóng kết nối với rất nhiều dàn lạnh, sử dụng gas vừa là môi chất lạnh vừa là chất tải lạnh
Hình 1 3 Hình ảnh hệ thống điều hòa không khí VRV (Nguồn: Website Công ty
TNHH TM DV Máy lạnh 365)
Hình 1 2 Hình ảnh của điều hòa không khí cục bộ (Nguồn: Website Công ty
CPĐT PT Thương mại AC&T)
4 Ưu điểm: Hệ thống VRV có hiệu suất cao, tiết kiệm năng lượng Dễ dàng mở rộng để đáp ứng nhu cầu riêng cho từng quy mô dự án hoặc có nhu cầu mở rộng trong tương lai Các thiết bị thuộc hệ thống VRV thường nhỏ gọn, giúp tiết kiệm không gian và thuận lợi trong quá trình lắp đặt
Nhược điểm: Hệ thống VRV thường có chi phí đầu tư ban đầu cao Việc lắp đặt và bảo dưỡng hệ thống đòi hỏi trình độ chuyên môn cao làm tăng chi phí bảo trì Một số hệ thống VRV có giới hạn trong việc sử dụng một số loại môi chất cụ thể, điều này tạo ra hạn chế trong việc lựa chọn và tùy chỉnh hệ thống
❖ Hệ thống điều hòa không khí trung tâm trung tâm Water Chiller
Hệ thống điều hòa không khí trung tâm Water Chiller (như hình 1.4) là hệ thống làm lạnh được sử dụng rộng rãi trong các công trình công nghiệp và thương mại Hệ thống sẽ làm lạnh nước, nước lạnh sẽ được bơm vận chuyển đến các thiết bị làm lạnh như PAU,AHU,FCU, Ưu điểm: Phù hợp với những công trình cực lớn, công suất làm lạnh không giới hạn Hệ thống sử dụng nước để làm lạnh nên rất an toàn hạn chế rò rỉ gas gây nguy hiểm
Nhược điểm: Chi phí đầu tư lớn, cấu tạo phức tạp yêu cầu cao về bảo trì bảo dưỡng hệ thống, yêu cầu cao về chất lượng nước làm lạnh
Hình 1 4 Hình ảnh hệ thống điều hòa Water Chiller (Nguồn: Website Công ty TNHH Thương mại & XNK HT
Phạm vi đề tài
Trong bài khóa luận tốt nghiệp nhóm chúng em sẽ tiến hành tính toán và kiểm tra các thông số thuộc hệ thống điều hòa không khí của dự án The Nexus Tower 1
Trong quá trình làm bài khóa luận, nhóm sẽ tập trung tính toán các công việc:
- Nhóm chúng em sẽ sử dụng phương pháp Carrier để tính tải lạnh của các không gian điều hòa trong công trình, kết hợp với phần mềm tính tải lạnh Heatload Daikin Từ các số liệu tính toán nhóm sẽ so sánh thông số tính toán với công trình thực tế
- Ngoài ra, nhóm cũng tính toán và kiểm tra các thiết bị chính của hệ thống HVAC sử dụng hệ thống điều hòa không khí trung tâm Water Chiller Các hệ thống như thông gió, gió thải,
- Sử dụng phần mềm Revit để dựng mô hình 3D kiến trúc và hệ thống HVAC
TÍNH TẢI LẠNH
Thông số tính toán
Trong khuôn khổ của đồ án này Đồ án sẽ dựa vào tiêu chuẩn TCVN 5687-2010 sẽ được sử dụng trong quá trình tính toán các yêu cầu của công trình để tính toán thông số của hệ thống điều hòa không khí cho tòa nhà T1 dự án The Nexus Tower tại Thành phố
Theo tiêu chuẩn TCVN 5687:2010 có 3 cấp điều hòa như sau;
- Cấp 1 có số giờ không đảm bảo 35 h/năm, dùng cho các công trình đặc biệt quan trọng như Lăng Chủ tịch Hồ Chí Minh, các xưởng sản xuất linh kiện điện tử, quang học, cơ khí chính xác, thuốc hoặc dược liệu đặc biệt
- Cấp 2 có số giờ không đảm bảo 150 – 200 h/năm dùng phổ cập cho các khách sạn, văn phòng, nhà ở,bệnh viện, trường học, hội trường rạp chiếu bóng, rạp hát, các xưởng in ấn, vải sợi, thuốc lá,
- Cấp 3 có số giờ không đảm bảo từ 350 – 400 h/năm dùng cho các công trình không đòi hỏi cao về chế độ nhiệt ẩm như căn hộ, nhà ở, các phân xưởng may mặc, da giầy, cơ khí
Xem xét đặc điểm của 3 cấp điều hòa trên, nhận thấy điều hòa cấp 3 đáp ứng đủ nhu cầu với cho một tòa nhà văn phòng, xét về yếu tố kinh tế thì điều hòa cấp 3 cũng có chi phí đầu tư thấp nhất
Vì công trình đã chọn là hệ thống điều hòa không khí cấp 3 với số giờ sai lệch là (350h năm) Ta có hệ số bảm bảo K bđ được tính như sau:
K bđ = τ bđ τ năm Với: τ năm = 24h 365 ngày năm = 8760h/năm τ bđ − số giờ đảm bảo (cấp 1 là 8725h, cấp 2 là 8560h, cấp 3 là 8360h)
Vậy đối với hệ thống điều hòa không khí cấp 3 với số giờ không đảm bảo (350 h/năm) thì hệ số đảm bảo là K bđ = 0,96 Ta chọn được các thông số tính toán bên ngoài như bảng 2.1:
Bảng 2 1 Thông sô tính toán ngoài nhà theo hệ số đảm bảo Địa phương
Số giờ không đảm bảo (h)
Dựa theo tiêu chuẩn TCVN 5687:2010, ta chọn được thông số tính toán trong nhà như bảng 2.2 ( với công trình đặt tại TP Hồ Chí Minh)
Bảng 2 2 Thông số tính toán trong nhà
Trạng thái lao động Mùa hè t (°𝐂) 𝛗 (%) v (m/s)
Bảng 2 3 Danh sách các khu vực có điều hòa
Tầng Khu vực Diện tích
Kho tài sản đảm bảo 72 2,75
Kho quản lý tài sản 32 2,75
Tính toán tải lạnh bằng phương pháp Carrier
2.2.1 Nhiệt bức xạ qua kính Q 1
Tòa nhà Nexus Tower 1 là một tòa nhà được dựng vách kính hoàn toàn nên chịu ảnh hưởng nhiệt do nhiệt bức xạ qua kính 𝑄 1 Lượng nhiệt trên được tính gần đúng theo công thức sau:
• 𝑛 𝑡 –“Hệ số tác động của bức xạ mặt trời qua kính trong những khoảng thời gian trong ngày
• 𝑄 11 , – Lượng nhiệt bức xạ tức thời qua kính của phòng, W
• F - Diện tích vách kính bên ngoài tòa nhà, m 2
• 𝑅 𝑇 – Bức xạ mặt trời qua kính, W/m 2
• 𝜀 𝑐 – Hệ số ảnh hưởng của độ cao so với mặt nước biển
Với độ của TP Hồ Chí Minh là 19 m, ta được:
• 𝜀 đ𝑠 – Hệ số ảnh hưởng chêch lệch nhiệt độ đọng sương quan sát với nhiệt độ sương trên mặt nước biển 20 o C qua biểu thức sau:
• 𝜀 𝑚𝑚 = 1 - Hệ số ảnh hưởng do mây mù
• 𝜀 𝑘ℎ = 1,17 - Hệ số ảnh hưởng do khung cửa kính ảnh hưởng
• 𝜀 𝑚 = 0,34 - Hệ số ảnh hưởng của kính của kính trong tráng màn phản xạ RS20(bảng 4.3 tài liệu [1])
𝑄′ 11 = 𝐹 𝑅 𝐾 𝜀 𝑐 𝜀 đ𝑠 𝜀 𝑚𝑚 𝜀 𝑘ℎ 𝜀 𝑚 𝜀 𝑟 Tra bảng 4.3 và 4.4 tài liệu [1]:
• 𝛼 𝑘 = 0,44 – Hệ số hấp thụ của kính
• 𝜌 𝑘 = 0,44 – Hệ số phản xạ kính
• 𝜏 𝑘 = 0,12 - Hệ số xuyên qua của kính
• 𝛼 𝑚 = 0,58 – Hệ số hấp thụ mành che màu trung bình
• 𝜌 𝑚 = 0,39 – Hệ số phản xạ mành che màu trung bình
• 𝜏 𝑚 = 0,03 - Hệ số xuyên qua mành che màu trung bình
Ví dụ tính cho văn phòng thủ kho có vách kính hướng Đông Bắc, RTmax = 483 theo bảng 4.2 tài liệu [1]
0,88 = 548,9 (W/m 2 ) (2.6) Theo bảng 4.2 tài liệu [1], RTmax của công trình nằm ở vị trí 10°77' ≈ 10° vĩ độ Bắc, được thể hiện tại bảng 2.4
Bảng 2 4 Thông số bức xạ mặt trời lớn nhất qua kính R Tmax (W/m 2 ) Đông Tây Bắc Nam Đông Bắc Đông Nam Tây Bắc Tây Nam
Ví dụ tính 𝑅 𝐾 cho khu vực sảnh chính:
Ví dụ tính Q’11 khu vực văn phòng thủ kho của tầng 2, có diện tích kính 16,3 m 2 𝑄′ 11 = 𝐹 𝑅 𝐾 𝜀 𝑐 𝜀 đ𝑠 𝜀 𝑚𝑚 𝜀 𝑘ℎ 𝜀 𝑚 𝜀 𝑟 = 16,3.154,8.1.0,95.1.1,17.0,34.1= 953,56 (W) Kết quả tính toán Q’11 được tổng hợp qua bảng 2.5
Bảng 2 5 Kết quả tính toán 𝑸′ 𝟏𝟏 Tầng Khu vực Hướng F (m 2 ) R K (W/m 2 ) Q’ 11 (W)
Ngân hàng Đông Nam 192 164,74 11953,32 Đông Bắc 18 154,8 1053
Tây Bắc 30,6 154,8 1790,11 Tầng lửng Ngân hàng Tây Nam 264,74 164,74 16481,89
Tầng 2 Văn phòng Đông Bắc 46 154,8 2691,02 Đông Nam 88,55 164,74 5512,85 Tây Nam 82,5 164,74 5136,19 Văn phòng thủ kho Đông Bắc 16,3 154,8 953,56
Tầng 3 -12 Văn phòng Đông Bắc 94,5 154,8 5528,29 Đông Nam 87 164,74 5416,35
Văn phòng 1 Đông Bắc 94,5 154,8 5528,29 Đông Nam 35,4 164,74 2203,89 Tây Bắc 38,6 164,74 2403,12
Văn phòng 2 Đông Nam 51,6 164,74 3212,46 Tây Nam 112,1 154,8 6557,9 Tây Bắc 34,6 164,74 2154,09 Văn phòng Đông Bắc 94,5 154,8 5528,29
Tầng 25 Nhà hàng Đông Bắc 94,5 154,8 5528,29 Đông Nam 87 164,74 5416,35
Giả sử điều hòa hoạt động 24/24 giờ và thông số trong phòng không thay đổi:
• gs – khối lượng của tường và sàn trên 1 m 2 trong khu vực tính toán (kg/m 2 )
• G’ – khối lượng tường tiếp xúc với bức xạ mặt trời và sàn trên mặt đất (kg) Do các khu vực cần tính nhiệt bức xạ qua kính từ tầng 1 đến tầng 25 chỉ gồm vách kính và sàn không nằm trên mặt đất Do đó các phòng có G’=0
• G” – khối lượng sàn không trên mặt đất và tường ngoài không tiếp xúc với bức xạ mặt trời, kg
• Fs – Diện tích sàn bê tông cần tính toán, m 2
Tra bảng 4.11 tài liệu [1], ta được:
• Mật độ sàn bê tông cốt thép dày 250mm: 2400 kg/ m 3 0,25 m = 600 kg/m 2
• Mật độ sàn bê tông cốt thép dày 450 mm: 2400 kg m 3 0,45 m = 1080 kg/m 2
Ví dụ với sảnh chính, do sảnh chính có sàn nằm trên tầng hầm mà không nằm trên mặt đất và không có tường mà chỉ có vách kính do đó G’= 0 Do tầng 1 có sàn bê tông dày
Mật độ diện tích trung bình của sảnh chính: gs = 0,5.273466,8
253,21 = 540 kg/m 2 Kết quả tính mật độ của các khu vực khác được trình bày qua bảng 2.6
Bảng 2 6 Mật độ khối lượng tường và sàn các khu vực
Tầng Khu vực Diện tích sàn
Bức xạ mặt trời sẽ tác động theo thời điểm và hướng khác nhau Tòa nhà chịu tác động bức xạ lớn nhất ở hướng Tây Nam, lớn nhất vào lúc 15h Văn phòng thủ kho tầng 2 có gs = 540 kg/m 2 Ta được nt = 0,162 (tra bảng 4.6 tài liệu [1]), với Q’11 = 953,56 W Ta được Q1 = 0,162.953,56 = 154,48 W
➢ Tính toán tại khu vực khác ta được thông số nhiệt bức xạ qua kính Q 1 trong Phụ lục 1
2.2.2 Nhiệt hiện truyền qua kết cấu bao che Q 2
2.2.2.1 Nhiệt hiện truyền qua mái bằng bức xạ Q 21
Do tầng mái của công trình tiếp xúc trực tiếp với bức xạ mặt trời nên sẽ được tính theo biểu thức gần đúng sau:
• F – Diện tích mái tiếp xúc với bức xạ mặt trời, m 2
• k = 1,25 – Hệ số truyền nhiệt của trần bê tông dày 400 mm lớp vữa xi măng cát dày 25mm trên có lớp bitum có trần giả thạch cao 12 mm ( bảng 4.9 tài liệu [1])
• ∆ttđ – Nhiệt độ chênh lệch giữa 2 không gian trong và ngoài trời, o C
• 𝜀 = 0,42 - Hệ số hấp thụ bức xạ mặt trời mặt mái fibro xi măng, mới, màu trắng, (bảng 4.10 tài liệu [1]).”
• 𝛼 𝑁 = 20 W/m 2 K – Hệ số tỏa nhiệt ngoài tường khi tiếp xúc với không khí bên ngoài Công trình Nexus Tower tháp số 1 thì nhiệt truyền qua mái chỉ có tại khu vực tầng
25 do trần tầng 25 tiếp xúc trực tiếp với bức xạ mặt trời nên tại khu vực nhà hàng tầng 25 có diện tích F= 1333,47 m 2
Q21 = k.F.∆ttđ = 1,25.1333,47.29,98= 49971,79 W Tương tự với Sảnh thang: Q21 = k.F.∆ttđ =1,25.28,74.29,98= 1077,03 W
2.2.2.2 Nhiệt hiện truyền qua vách Q 22
Do nhiệt độ bên ngoài lớn hơn nhiệt độ bên trong không gian làm lạnh nên sẽ xuất hiện hiện tượng nhiệt truyền qua vách vào không gian điều hòa, ngoài ra nhiệt còn được truyền qua vách do bức xạ mặt trời
Với các thành phần như sau nhiệt hiện truyền qua tường 𝑄 22𝑡 , qua cửa ra vào 𝑄 22𝑐 Ngoài ra, còn có nhiệt truyền qua cửa số nhưng dự án là một tòa nhà cao tầng được bao quanh bởi vách kính nên không có cửa sổ nên thông số nhiệt này không được tính
Ta được biểu thức nhiệt truyền qua vách Q22:
• αN = 20 W/m 2 K – hệ số tỏa nhiệt bên ngoài tường
• αT = 10 W/m 2 K – hệ số tỏa nhiệt bên trong nhà
• 𝛿 1 – độ dày của của tường, m
• 𝜆 𝑖 – hệ số dẫn nhiệt của tường, W/m.K
• ∆t - Chênh lệch nhiệt độ trong và ngoài tường, °C.
• ∆t = t N − t T (°C) Tường tiếp xúc trực tiếp với môi trường bên ngoài
• ∆t = 0,5(t N − t T ) (°C) tường tiếp xúc gián tiếp với môi trường bên ngoài
• ∆t = 0 tường tiếp xúc với không gian có điều hòa
• k – hệ số truyền nhiệt của tường, được xác định bằng biểu thức:
Với tường bê tông dày 280 mm, tra bảng 4.11 của tài liệu [1] ta được 𝜆 = 1,55 W/(m.K) k = 1 1
20 + 0,28 1,55 + 10 1 = 3,02 (W/(m 2 K) Đối với tường gạch dày 220 mm, tra bảng 4.11 của tài liệu [1] ta được 𝜆 = 0,81 W/(m.K) k = 1 1
Ngoài sử dụng tường gạch và bê tông, công trình còn sử dụng vách kính cho tòa nhà, do nhóm chúng em không có thông số của kính sử dụng cho công trình nên nhóm chúng em sẽ sử dụng thông số của kính tương tự với công trình của công ty BM Windows (đơn vị thi công vách kính của công trình The Nexus Tower 1) Loại kính mà chúng em lựa chọn là kính hộp solar xám xanh dày 24mm có khả năng phản quang, chống bức xạ nhiệt, tiêu âm, chống tiếng ồn, độ truyền sáng tốt.
Với độ dày vách kính là 24 mm, tra bảng 4.11 của tài liệu [1] ta được 𝜆 = 0,76 W/(m.K) k = 1 1
Ví dụ tính Q22t cho kho tiền tầng 2 sử dụng tường bê tông dày 280 mm Do kho tiền tiếp xúc trực tiếp và gián tiếp với môi trường bên ngoài và không gian điều hòa
• Tường tiếp xúc trực tiếp với môi trường bên ngoài:
• Tường tiếp xúc gián tiếp với môi trường bên ngoài qua không gian đệm:
• Tường tiếp xúc với không gian điều hòa với ∆t= 0 nên Q22t = 0 W
Tổng nhiệt truyền qua tường của kho tiền: Q22t = 2023,22 + 1152,42 = 3175,64 W Kết quả tính cho các khu vực khác của công trình được trình bày trong bảng 2.7
Bảng 2 7 Nhiệt truyền qua vách Q 22t
Tầng Khu vực Vật liệu
Diện tích tiếp xúc trực tiếp (m 2 )
Diện tích tiếp xúc gián tiếp (m 2 )
Tầng hầm 5 Sảnh thang Tường gạch 0 70,47 1244,99
Tầng hầm 4 Sảnh thang Tường gạch 0 70,47 1244,99
Tầng hầm 3 Sảnh thang Tường gạch 0 70,47 1244,99
Tầng hầm 1 Sảnh thang Tường gạch 0 70,47 1244,99
Tầng 1 Ngân hàng Vách kính 356,4 0 22583,29
Tầng lửng Ngân hàng Vách kính 41,37 0
Kho tiền Tường bê tông 57,26 65,23 3528,49
Kho TSDB Tường bê tông 51,37 0 2016,79
Văn phòng thủ kho Vách kính 16,3 0 1032,85
Tầng 3 -12 Văn phòng Tường gạch 366,8 0
Tầng 13 Văn phòng 1 Vách kính 168,5 0 10677
Văn phòng quản lý Tường gạch 0 34,68 680,77
Tầng 14 -24 Văn phòng Tường gạch 0 25,63
Tầng 25 Nhà hàng Tường gạch 0 25,63
Vách kính 366,8 0 b Nhiệt hiện truyền qua cửa ra vào Q 22c
Theo tài liệu [1] ta được công thức:
• 𝑄 22𝑐 - Nhiệt hiện truyền qua cửa ra vào, W
• k – Hệ số truyền nhiệt của cửa ra vào, W/m 2 K;
• F – diện tích cửa ra vào, m 2 ;
• ∆t – hiệu nhiệt độ trong và ngoài nhà, o C
Nhiệt truyền qua cửa ra vào chỉ có tại tầng 1 do tiếp xúc với môi trường bên ngoài, cửa của các khác vực của tòa nhà đều tiếp xúc với môi trường có điều hòa nên ∆t = 0
Do các cửa kính tầng 1 sử dụng loại kính hộp solar control với hệ số truyền nhiệt k
= 2,3 W/m 2 K Tại sảnh thang tầng hầm sử dụng cửa chống cháy với k = 2,19 W/m 2 K
Bảng 2 8 Nhiệt truyền qua cửa ra vào Q 22c
Tầng Khu vực Diện tích cửa
Sau khi tính được nhiệt truyền qua tường và cửa ra vào ta sẽ tính được nhiệt truyền qua vách Q22 và trình bày trong bảng 2.9
Bảng 2 9 Nhiệt truyền qua vách Q 22
Tầng hầm 5 Sảnh thang 1244,99 44,64 1289,633 Tầng hầm 4 Sảnh thang 1244,99 44,64 1289,633 Tầng hầm 3 Sảnh thang 1244,99 44,64 1289,633
Phòng kỹ thuật 1397,64 22,29 1419,926 Tầng hầm 1 Sảnh thang 1244,99 44,64 1289,633
Kho tiền 3175,64 0 3175,643 Gian đệm 514,72 0 514,7204 Kho TSDB 1815,11 0 1815,108 Tầng 3 -12 Văn phòng 452,805 0 452,8052 Tầng 13 Văn phòng quản lý 612,692 0 612,6916 Tầng 14 -24 Văn phòng 452,805 0 452,8052
2.2.2.3 Nhiệt hiện truyền qua nền Q 23
Theo tài liệu [1], ta được biểu thức xác định nhiệt truyền qua nền Q23:
• F – diện tích nền của khu vực tính toán, m 2 ;
• ∆t – nhiệt độ chênh lệch giữa không gian trong và ngoài điều hòa, o C
• k – hệ số truyền nhiệt của vật liệu nền, W/m 2 K
• ∆t = 0,5.(tN – tT) do dưới nền của tầng 1 là tầng hầm với công năng chủ yếu là bãi đậu xe
• k = 1,52 W/m 2 K – Sàn bê tông cốt thép dày 450 mm có lớp vữa và gạch vinyl (bảng 4.15 tài liệu [1])
Ví dụ với sảnh chính Q23 = 1,52.253,21.0,5.(35,7 – 24) = 2251,54 (W)
Với biểu thức trên ta tính cho các khu vực khác của tầng 1, ta được bảng 2.10
Bảng 2 10 Nhiệt truyền qua nền Q 23
Sảnh chính 2251,54 Ngân hàng 5046,12 Sảnh thang 1 246,13 Sảnh thang 2 255,2
➢ Sau khi tính được nhiệt truyền qua mái, qua vách và nền ta tính được nhiệt truyền qua kết cấu bao che Q 2 và trình bày tại Phụ lục 2.”
2.2.3 Nhiệt hiện tỏa ra từ thiết bị Q 3
2.2.3.1 Nhiệt hiện tỏa ra do đèn chiếu sáng Q 31
Theo tài liệu [1], ta được biểu thức xác định nhiệt tỏa ra do đèn chiếu sáng Q31:
“Q31 = nt nđ Q = nt nđ qs F, (W) (2.14) Trong đó:
• Q – Tổng nhiệt tỏa do chiếu sáng
• nt – Hệ số tác dụng tức thời của đèn chiếu sáng, hoạt động từ 8h sáng đến 18h tối, (bảng 4.8 tài liệu [1])
Bảng 2 11 Hệ số tác dụng tức thời của đèn chiếu sáng n t
• nđ =0,85 Hệ số tác dụng đồng thời đối với công sở
• qs = 11 W/m 2 công suất của đèn chiếu sáng của văn phòng (tra bảng 2.5 tài liệu [5])
• qs = 16 W/m 2 công suất của đèn chiếu sáng của sảnh (tra bảng 2.5 tài liệu [5])
• F – diện tích sàn của không gian điều hòa cần tính toán, m 2
Ví dụ tính cho khu vực Sảnh chính:
Kết quả tính khu vực khác được trình bày trong bảng 2.12
Bảng 2 12 Nhiệt tỏa do đèn chiếu sáng Q 31
Tầng Khu vực Diện tích sàn (m 2 ) Q 31
2.2.3.2 Nhiệt hiện tỏa ra do máy móc Q 32
Nhiệt hiện do máy móc tỏa ra Q32 là nhiệt do các thiết bị điện tỏa ra Đối với tòa nhà văn phòng thì các thiết bị tỏa nhiệt chủ yếu là máy tính cá nhân, máy in, Do đó Q32 được xác định qua biểu thức sau:
• Với Ni là công suất điện của thiết bị trong không gian điều hòa, W
Vì khu vực văn phòng cho thuê không đề cập đến số lượng thiết bị nên nhóm chúng em sẽ ước tính số lượng thiết bị cơ bản trong phòng Tra bảng 4.17 tài liệu [1] với mật độ người tại văn phòng là 6 m 2 /người Giả sử mỗi người được trang bị 1 máy tính cá nhân Từ đó nhóm chúng em sẽ tổng hợp được bảng 2.13 nhiệt tỏa do máy móc Q32
Bảng 2 13 Nhiệt tỏa do máy móc Q 32
Tầng Khu vực Thiết bị điện Số lượng
Sảnh chính Máy tính 2 300 600 Điện thoại bàn 2 50 100
Máy tính 95 300 28500 Điện thoại bàn 20 50 1000
Tầng lửng Ngân hàng Điện thoại bàn 10 50 500
Văn phòng thủ kho Máy tính 12 300 3600
Phòng họp chung Máy chiếu 1 400 400
Phòng Server Máy chủ ngân hàng 1 2500 2500
Tầng 3 -12 Văn phòng Máy tính 205 300 61500
➢ Sau khi tính được nhiệt từ đèn và thiết bị điện tỏa ra ta sẽ tính được nhiệt tỏa ra từ thiết bị Q 3 và trình bày tại Phụ lục 3.”
2.2.4 Nhiệt hiện và nhiệt ẩn tỏa ra do người Q 4
2.2.4.1 Nhiệt hiện do người tỏa Q 4h
Trong quá trình làm việc và nghỉ ngơi cơ thể con người tỏa nhiệt ra môi trường bên ngoài, lượng nhiệt lớn hay nhỏ phụ thuộc vào điều kiện hoạt động, giới tính và độ tuổi Lượng nhiệt ấy tỏa ra môi trường dưới 2 dạng đó là đối lưu và bức xạ Từ đó ta tính nhiệt hiện do người tỏa Q4h ra bằng biểu thức sau:
Q4h = nđ nt n qh , (W) (2.16) Trong đó:
• n – Số người trong không gian điều hòa Tra bảng 4.17 tài liệu [1]
• nt – Hệ số tác dụng tức thời của đèn chiếu sáng
• nđ = 0,9 - Hệ số tác dụng không đồng thời
• qh = 70 W/người - Nhiệt hiện của một người tỏa ra, (bảng 4.18 tài liệu [1]) Tại tầng
25 với công năng là nhà hàng ta cộng thêm nhiệt hiện 10 W/người do nhiệt tỏa ra từ thức ăn
Ví dụ tính Q4h cho khu vực văn phòng tầng 3, có mật độ người 6 m 2 /người cùng với diện tích sàn 1234,6 m 2 Ta tính được số lượng người là 206 người, giả sử tất cả là nam
Bảng 2 14 Nhiệt hiện do người tỏa ra Q 4h
Tầng Khu vực Số người Q 4h
2.2.4.2 Nhiệt ẩn do người tỏa ra Q 4â
Thành lập và tính toán sơ đồ điều hòa không khí
2.3.1 Sơ đồ điều hòa không khí
Các sơ đồ được xử dụng phổ biến bao gồm:
Sơ đồ thẳng là sơ đồ mà không khí được cấp vào không gian điều hòa sau được thải ra ngoài mà được được tuần hoàn lại Nhờ đặc điểm trên sơ đồ thẳng có cấu tạo đơn giản, dễ dàng thải toàn bộ chất độc hại ra ngoài Tuy nhiên, sơ đồ yêu cầu năng suất lạnh rất lớn, để tiết kiệm năng lượng phải dùng bộ hồi nhiệt với hiệu suất thấp
Sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp được sử dụng phổ biến nhất với cấu tạo đơn giản
Sơ đồ này tiết kiệm chi phí vận hành, đảm bào vệ sính do đó được sử dụng rộng rãi tại các công trình thương mại
Sơ đồ tuần hoàn 2 cấp được sử dụng tại các công trình có yêu cầu cao về tính kinh tế như nhà xưởng, xí nghiệp, do sơ đồ này tiết kiệm chi phí vận hành hơn sơ đồ thẳng và tuần hoàn 1 cấp Tuy nhiên, sơ đồ không khí tuần hoàn 2 cấp khó có thể đảm bảo điều kiện vệ sinh trong một số trường hợp
Qua những đặc điểm trên nhóm em nhận thấy sơ đồ tuần hoàn 1 cấp phù hợp với công trình Do sơ đồ tuần hoàn 1 cấp có thể đáp ứng điều kiện vệ sinh và tiết kiệm chi phí vận hành phù hợp với công trình công năng chủ yếu là văn phòng cho thuê
Do công trình sử dụng PAU để làm lạnh nên nhóm chúng sẽ kết hợp PAU với sơ đồ tuần hoàn 1 cấp (như hình 2.1)
PAU sẽ lấy không khí ngoài trời và xử lý không khí sơ bộ và cấp vào không gian điều hòa với lưu lượng cấp và ra khỏi PAU là LN, LP Sau khi được xử lý tại PAU không khí sẽ được cấp vào buồng hòa trộn C của các thiết bị làm lạnh Ngoài ra, không khí từ không gian điều hào ở trạng thái T với lưu lượng LT cung được cấp vào nuồng hòa trộn C Tại đó không khí từ PAU với lưu lượng LP sẽ hào trộn với không khí của không gian điều hòa với trạng thái LT cho đến khi đạt trạng thái O thì không khí sẽ được cấp vào không gian điều hòa với lưu lượng L với trạng thái T Sau khi vào không gian điều hòa, không khí trạng thái T sẽ hấp thụ nhiệt thừa và nhiệt ẩn từ không gian và chuyển thành trạng thái T và tiếp tục đưa vào buồng hòa trộn C Không khí trạng thái T sẽ tuần hoàn tiếp tục, một phần không khí trạng thái T sẽ được thải ra ngoài
Hình 2 1 Sơ đồ nguyên lý của sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp có PAU
2.3.2 Tính toán sơ đồ điều hòa không khí tuần hoàn một cấp
2.3.2.1 Điểm gốc G và hệ số nhiệt hiện SHF (ε h ) Điểm gốc G được xác định ở nhiệt độ 𝑡 = 24℃ và độ ẩm 𝜑 = 50% Hệ số nhiệt hiện SHF được xác định bằng hệ số giữa tổng nhiệt hiện có trong phòng và tổng nhiệt (ký hiệu là 𝜀 ℎ )
2.3.2.2 Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF (ε hf )
Khi tính hệ số nhiệt hiện của phòng ta chỉ tính các yếu tố nhiệt như nhiệt bức xạ Q1 , nhiệt qua bao che Q2, nhiệt do thiết bị tỏa nhiệt Q3 và nhiệt do người tỏa ra Lượng nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió tươi mang vào phòng và rò lọt sẽ không tính tới Từ đó ta xác định hệ số qua biểu thức sau:
• 𝜀 ℎ𝑓 −Hệ số nhiệt hiện phòng
• 𝑄 ℎ𝑓 −Tổng nhiệt hiện của phòng, W
• 𝑄 â𝑓 −Tổng nhiệt ẩn của phòng, W.”
2.3.2.3 Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF (ε ht )
Không khí đã được xử lý tại PAU được đưa đến buồng hòa trộn, tại đây không khí từ PAU sẽ được hòa trộn với giớ hồi từ phòng điều hòa và đạt trạng thái C Sau đó không khí ở trạng thái C được làm lạnh đến trạng thái V là điểm thổi vào phòng Hệ số GSHF biểu diễn cho quá trình từ điểm hòa trộn trạng thái C đến trạng thái V
• Qh – Nhiệt hiện của công trình tính cả lượng nhiệt hiện do gió tươi mang vào và gió lọt “
• Qâ – Nhiệt ẩn của công trình tính cả nhiệt ẩn của gió tươi mang vào và gió lọt
• Qt – tổng nhiệt thừa dùng để tính công suất lạnh Qo = Qt, W
Nhiệt hiện và nhiệt ẩn của gió tươi mang vào theo tài liệu [1], được xác định bằng biểu thức:
• n – số người có trong không gian điều hòa, được xác định ở mục 2.2.4, n = 2401
• l = 7,5 l/s– lượng khí tươi cần cung cấp cho 1 người (phụ lục F tài liệu [2])
• dN = 18,38 g/kgkkk - dung ẩm của không khí bên ngoài
• dT = 12,19 g/kgkkk – dung ẩm của không khí sau khi xử lý bằng PAU ( nhiệt độ bầu khô và bầu ước sau khi xử lý bằng PAU là 18 o C và 17,4 o C)
Từ đó ta xác định được nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió lọt mang vào
QhN = 1,2.n.l.(tN –tT) = 1,2.2401.7,5.(35,7 – 18) = 382,47 (kW) Theo biểu thức 2.21, hệ số nhiệt hiện tổng: εht = 𝑄 ℎ
2.3.2.4 Hệ số đi vòng (ε BF )
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 Hệ số Bypass càng nhỏ thì diện tích dàn lạnh càng lớn Hệ số Bypass được tính với biểu thức như sau:
• 𝐺 𝐶 −Lưu lượng không khí đi qua dàn lạnh nhưng không trao đổi nhiệt ẩm với dàn,
• 𝑄 𝑂 − Lưu lượng không khí đi qua dàn lạnh có trao đổi nhiệt ẩm với dàn, 𝑘𝑔 𝑠⁄ Theo bảng 4.22 tài liệu [1] thì εBF = 0,075 (hệ số cho khu vực văn phòng)
2.3.2.5 Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF (ε hef )
Là tỷ số giữa nhiệt hiệu dụng của phòng (𝑄 ℎ𝑒𝑓 ) và nhiệt tổng hiệu dụng của phòng
• 𝑄 ℎ𝑒𝑓 −Nhiệt hiện hiệu dụng của phòng ERSH
• 𝑄 â𝑒𝑓 −Nhiệt ẩn hiệu dụng của ERLH
• Qhef – nhiệt hiện hiệu dụng của phòng
Qhef = Qhf + εBF.QhN = 2510,94 + 0,075 252,83 = 2529,9 (kW)
• Qâef – nhiệt ẩn hiệu dụng của phòng
Qâef = Qâf + εBF QâN = 199,43 + 0,075 334,39 = 224,51 (kW)”
2.3.2.6 Sơ đồ điều hòa không khí của công trình
Sơ đồ điều hòa không khí được nhóm vẽ trên đồ thị t – d như hình 2.2
Hình 2 2 Sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp có PAU của công trình
Các quá trình trên sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp:
• Không khí ngoài trời được thiết bị xử lý không khí sơ bộ PAU xử lý và cấp vào không gian điều hòa là quá trình N-P “
• Sau khi được xử lý tại PAU không khí sẽ vào buồng hòa trộn C và hòa trộn với không khí được hồi từ không gian có điều hòa Không khí được hòa trộn sẽ đạt trạng thái C Quá trình đó được thể hiện qua đường thẳng P – T
• Không khí ở trạng thái C tại buồng hòa trộn sẽ được làm lạnh tại thiết bị làm lạnh đến trạng thái bão hòa S Khi không khí đạt trạng thái V sẽ được cấp vào không gian điều hòa, quá trình C - S
• Không khí sau khi được cấp vào không gian điều hòa sẽ hấp thụ nhiệt thừa và nhiệt ẩn và chuyển từ trạng V sang T, đây là quá trình V – T
Thông số của các điểm nút trên đồ thị t – d như bảng 2.19
Bảng 2 16 Thông số các điểm nút trên đồ thị t – d Điểm nút
Nhiệt độ bầu khô ( o C) Độ ẩm tương đối (%)
Kiểm tra điều kiện vệ sinh, ta có:
∆𝑡 𝑉𝑇 = 𝑡 𝑇 − 𝑡 𝑉 = 24 − 16,8 = 7,2℃ (< 10℃), đạt tiêu chuẩn vệ sinh ”
Tính tải lạnh bằng phần mềm Heatload Daikin
Hiện nay tại Việt Nam có rất nhiều hãng điều hòa khác nhau như Daikin, Toshiba,
LG, Mitsubishi, Trane… Tất cả đều hỗ trợ tính toán tải lạnh của các kỹ sư, công ty bằng cách tạo ra phần mềm chuyên dụng để tính tải lạnh Ví dụ, chúng ta có thể thấy phần mềm Trace 700 của Trane, phần mềm Heatload của Daikin, phần mềm SMMS của Toshiba, phần mềm tính toán tải của LG Trong bài khóa luận này nhóm em quyết định sử dụng phần mềm Heatload Daikin Vì phần mềm Daikin Heatload là một trong những phần mềm rất dễ sử dụng với kết quả tính toán tải lạnh chính xác và đáng tin cậy Daikin còn được biết đến là đơn vị sở hữu công nghệ VRV nổi tiếng thế giới Như vậy, trong khuôn khổ bài viết, mình sẽ hướng dẫn các bạn chi tiết về phần mềm này
2.4.1 Giới thiệu về phần mềm
Phần mềm Daikin sử dụng phương pháp tính toán tải nhiệt ở trạng thái ổn định trong
24 giờ vào mùa đông và mùa hè Chương trình kết hợp dữ liệu thời tiết từ hơn 140 quốc gia và 170 thành phố lớn trên thế giới theo các văn phòng nghiên cứu dữ liệu ở Anh và Nhật Bản
35 Ưu điểm: Phần mềm Heatload Daikin có giao diện thân thiện với người dùng, giúp tiết kiệm thời gian so với tính toán thủ công Dễ dàng trong công tác quản lý và theo dõi thông số cho từng khu vực tính toán
Nhược điểm: Do phần mềm sử dụng mô hình tính toán tải lạnh đơn giản nên sẽ không chính xác trong mọi điều kiện Yêu cầu kiến thức kiến chuyên ngành để nhập số liệu đúng cách Hỗ trợ ít thông số khí hậu các địa điểm tính toán
2.4.2 Các bước tính tải lạnh cho công trình
Trước khi nhập số liệu tính toán, ta cần nhập các thông tin tại mục Project Outline bao gồm thông tin về tên dự án, địa chỉ công trình,
Hình 2 3 Nhập các thông số cơ bản tại Project Outline
Chọn phần Room Data (nhập các thông số dữ liệu của phòng cần tính toán Chọn nút Add mở màn hình nhập dữ liệu phòng mới
Room name nhập tên phòng “ 2F_Van phong”
Tại mục công năng phòng (Usage Room) vì không gian là dành cho văn phòng nên ta chọn Office
Hệ thống thông gió (Ventilation System) tải nhiệt sẽ thay đổi phụ thuộc vào hệ thống thông gió, gió tươi từ bên ngoài Đối với công trình thì có sử dụng thiết bị xử lý không khí PAU nên ta chọnVent Fan
Không gian phòng có trần giả (Ceiling Board) nên ta sẽ chọn Avail
Hình 2 4 Nhập thông số phòng
Diện tích sàn (Floor Area) ta sẽ thực hiện tính toán trên bản vẽ Cad của dự án Độ cao trần (Ceiling Hight)
Không gian đệm phía trên (Roof&Non-Cond Ceiling Area) và không gian đệm dưới sàn (Non-Conditioned Floor Area)
Ta nhập Sensible Heat ( nhiệt hiện), Latent Heat (nhiệt ẩn)
Hình 2 5 Nhập hệ số dẫn nhiệt vật liệu O.H.T.C (Overall Heat Transfer Coeff) hệ số truyền nhiệt tổng thể, giá trị ban đầu được định sẵn (chỉ thay đổi khi cần thiết)
Hình 2 6 Nhập thông số nhiệt độ và độ ẩm Design Tenp and Hummid nhập vào thông số nhiệt độ và độ ẩm theo mùa
Hình 2 7 Nhập thời gian hoạt động của phòng
Schedule nhập vào các thông số thời gian biểu của phòng Do công năng của phòng là văn phòng nên thời gian hoạt động từ 8h00 đến 18h00
Hình 2 8 Nhập các thông số khác của phòng Others nhập các thông số khác
Fresh Air Intake lượng không khí sạch cấp cho phòng
Lighting Mật độ công suất chiếu sáng
Internal Heat Gain in Heating: Ở mục này sẽ xét đến các yếu tố tỏa nhiệt từ con người, thiết bị, đèn
Window type and Blind type: Kiểu cửa sổ và màn che có thể thay đổi Khi kiểu cửa sổ/màn che thay đổi, hệ số trao đổi nhiệt và yếu tố bóng râm được dùng trong tính tải ở khu vực có kính cũng thay đổi
Humid Method phương pháp tạo ẩm
Person Số người: Nhóm sẽ lấy theo nội thất được thiết kế trên bản vẽ hoặc tra theo
TCVN 5687-2010 (Phụ lục F) Và từ đó có thể xác được được số người có trong không gian là 356 người
Underground Wall Depth và Height attic:
• Underground Wall Dept: Chiều cao tường tiếp giáp với mặt đất
• Height attic: khoảng cách từ trần giả cho đến sàn kết cấu của tầng trên
Internal Heat Gain in Heating tăng nhiệt bên trong khi sưởi (không có)
Extension mở rộng, Sensible Heat nhiệt hiện ở người nhập 74 W/ người
Latent Heat nhiệt ẩn ở người nhập 56 W/ người Theo bảng thông số, các thông số còn lại không thay đổi “
Sau khi hoàn thành nhập số liệu cho các phòng, ta xuất ra bảng kết quả như hình 2.7
Hình 2 10 Kết quả tính toán phần mềm tính toán của phần mềm
➢ Kết quả tính toán bằng phần mềm Heatload Daikin sẽ được trình bày tại Phụ lục 7.
So sánh kết quả tính toán tải lạnh so với công trình thực tế
Qua việc sử dựng phương pháp Carrier để tính tải lạnh cho công trình, nhóm chúng em nhận thấy sai số tính toán tối đa 12% so với thông số công trình.”
Hình 2 9 Nhập nhiệt tỏa ra từ người
Bảng 2 17 Kết quả so sánh tải lạnh bằng phương pháp Carrier
Q o theo phương pháp Carrier (kW)
Chênh lệch với công trình (%)
Văn phòng kho quỹ Kho TSDB Kho tiền Phòng họp chung Phòng họp
Văn phòng thủ kho Phòng ăn Gian đệm Phòng sever Sảnh thang
Văn phòng 2 Văn phòng quản lý Sảnh thang
Sau khí tính toán tải bằng phần mềm Heatload Daikin, nhóm chúng em nhận thấy chênh lệch so với thông số tại công trình đa phần không quá 15%, riêng khu vực sảnh chính tầng 1 có chênh lệch 19 % nhưng cũng không quá lớn
Bảng 2 18 Kết quả so sánh tải lạnh Heatload Daikin
Q o theo phần mềm Heatload Daikin (kW)
Văn phòng kho quỹ Kho TSDB Kho tiền Phòng họp chung Phòng họp
Văn phòng thủ kho Phòng ăn Gian đệm Phòng sever Sảnh thang
Văn phòng 2 Văn phòng quản lý Sảnh thang
TÍNH TOÁN VÀ KIỂM TRA CHO CÁC THIẾT BỊ CHÍNH
Tính toán và kiểm tra cho PAU
PAU - viết tắt của cụm từ Primary Air Units - là thiết bị dùng để xử lý không khí tươi như lọc, làm lạnh, tách ẩm hoặc tạo ẩm, Sau đó không khí đi ra sẽ được đưa vào AHU hoặc FCU hòa trộn với khí rồi cấp vào phòng.“Hệ thống điều hòa không khí của công trình đang tính sử dụng gồm có 2 PAU
Công suất lạnh của hệ 2 PAU của công trình được xác định bằng biểu thức:
QPAU = G.(IN – IP) (kW) (3.1) Trong đó:
• QPAU - Công suất lạnh của PAU, kW
• G - Lượng không khí cấp vào không gian điều hòa trong một đơn vị thời gian, kg/s
• IN, IP - Lần lượt là Enthalpy của không khí trước và sau khi được xử lý bởi PAU, kJ/kg
• N - Số người có trong không gian điều hòa trong thời điểm tính toán, n = 2401
• Ρ - Khối lượng riêng của không khí, kg/m 3 Ở nhiệt độ 20 o C ta có ρ = 1,2 kg/m 3
• l - lưu lượng không khí cần thiết cấp cho một người ở trong không gian văn phòng, tra phụ lục F tài liệu [2], ta được: l = 25m 3 /h = 6,94.10 -3 m 3 /s
QPAU = G.(IN – IP) = 19,99.(83,06 – 49,6) = 668,87 (kW) Lưu lượng không khí cần xử lý cho công trình cấp vào PAU được tính bằng công thức với hệ số an toàn 1,15:
L = 1,15.n.l = 1,3 2401.25 = 69028 (m 3 /h) = 19174 (l/s) Tra tài liệu [6] là bảng thông số thiết bị của công trình ta được công suất lạnh của PAU là 556 kW, lưu lượng không khí cảu PAU là 27390 l/s Từ đó ta lập được bảng so sánh thông số như bảng 3.1
Bảng 3 1 So sánh kết quả từ tính toán và kiểm tra cho PAU
Theo tính toán Theo thực tế Chênh lệch (%)
Theo bảng trên, lưu lượng không khí có được thông qua tính toán và kiểm tra có sự chênh lệch tương đối nhiều so với giá trị thực của công trình (>30%).”
Tính toán và kiểm tra cho FCU
FCU – hay Fan Coil Unit - là thiết bị xử lý không khí và là một bộ phận quan trọng trong hệ thống điều hòa không khí FCU được sử dụng vô cùng phổ biến tại các công trình dân dụng như tòa nhà, trung tâm thương mại, hội trường, Ngoài ra, FCU còn được sử dụng tại các công trình phụ vụ công nghiệp như kho,nhà máy, xưởng,
Tại công trình FCU được lắp đặt tại tầng hầm, tầng 1 và tầng lửng của tòa nhà The Nexus Tower 1 Qua kết quả tính tải tại chương 2, nhóm chúng em sẽ so sánh với công suất tải lạnh của công trình tài liệu [6] và tổng hợp tại bảng 3.2
Bảng 3 2 Kiểm tra công suất tính toán với công suất thực tế FCU
Tên thiết bị Khu vực Số lượng
Tải lạnh tính toán (kW)
Công suất lạnh của FCU chêch lệch không quá 9% so với thực tế công trình.
Tính và kiểm tra cho AHU
AHU - hay Air Handling Unit - là một thiết bị có công dụng xử lý không khí, thuộc hệ thống HVAC, với chức năng làm lạnh và sưởi Khác với FCU, AHU có công suất lớn hơn và có khả năng xử lý những yếu tố chi tiết bao gồm nhiệt độ, độ sạch, độ ẩm một cách chính xác của không khí với nhiều module kết hợp lại Tra tài liệu [6], nhóm chúng em lập được bảng thông số AHU của công trình và so sánh với kết quả tính toán như bảng 3.3
Bảng 3 3 Kiểm tra công suất tính toán với công suất thực tế AHU
Tên thiết bị Số lượng
Công suất thiết bị (kW)
Tải lạnh tính toán (kW)
Qua so sánh và đánh giá, công suất lạnh tính toán có sai số so với công suất AHU của công trình không cao quá 10%.
Tính và kiểm tra cho hệ thống Chiller
Hệ thống điều hòa trung tâm Chiller là một phần quan trọng trong công nghệ HVAC, được sử dụng để làm lạnh không khí và cung cấp nước lạnh cho các tải sử dụng trong các công trình như nhà máy và trung tâm thương mại Hệ thống này hoạt động bằng cách tạo ra nguồn nước lạnh sử dụng nước làm chất tải lạnh và làm lạnh nước này thông qua quá trình trao đổi nhiệt Trong công trình đang chọn Water Chiller đảm nhiệm công năng giải nhiệt, bao gồm tải lạnh của PAU và FCU
Công suất lạnh của Water Chiller được tính theo công thức:
• QW.Chiller: công suất lạnh của Water Chiller, kW
• QPAU: công suất của PAU, kW
• Qo: tải lạnh của công trình, kW.”
Ta có: QW.Chiller = 668,87 + 2961,25 = 3630,12 (kW)
Ta nhân thêm hệ số an toàn là 1,15 ta được QW.Chiller= 4074,31 kW
Qua so sánh với giá trị thực tế là 4500 kW (tra tài liệu [6]) ta thu được kết luận rằng công suất của Chiller có được qua tính toán có sai số không quá lớn, ở mức 10,56 %.
Tính và kiểm tra cho tháp giải nhiệt
Tháp giải nhiệt - Cooling tower - là một thiết bị được sử dụng để chuyển lượng nhiệt dư thừa của nước ra ngoài khí quyển Cơ chế hoạt động của tháp giải nhiệt có thể hoặc dựa vào sự bay hơi của nước vào không khí để loại bỏ nhiệt, hoặc dựa vào sự trao đổi nhiệt với không khí để giảm nhiệt độ Nước sau khi được giải nhiệt ở tháp sẽ tiếp tục được vận chuyển theo các đường ống để sử dụng, tạo thành một hệ tuần hoàn nước
Từ đó công suất tháp giải nhiệt được tính:
“QT.G.Nhiệt = QW.Chiller + PW.Chiller
• QT.G.Nhiệt: công suất tháp giải nhiệt, kW
• QW.Chiller: công suất lạnh của Water Chiller, kW
• PW.Chiller: công suất điện của Water Chiller, kW Từ số liệu có được ở công trình ta có PW.Chiller = 250.3 = 750 (kW).”
Thay vào ta tính được công suất tháp giải nhiệt:
Ta nhân thêm hệ số an toàn 1,15, ta được QT.G.Nhiệt = 5547,96 kW
Qua so sánh với giá trị công suất của tháp theo thực tế là 6100 kW (tra tài liệu [6]) thì công suất tính toán chênh lệch khá nhỏ (9,04%).
Tính và kiểm tra cho hệ thống đường ống nước
3.6.1 Hệ thống đường ống cấp và đường ống hồi nước lạnh
Nhờ các đường ống cấp và đường ống hồi mà nước trong hệ thống có thể tuần hoàn giữa PAU, FCU và Water Chilller Hai thông số quan trọng cần tính là lưu lượng nước và đường kính của ống Thông số như nhau trên đường ống cấp và đường ống hồi do nước được tuần hoàn trong một hệ thống kín
Lưu lượng nước trong đường ống chính là tổng lưu lượng nước được phân phối và lưu thông ở FCU và PAU Nhóm đã tính toán và tổng hợp cho lưu lượng nước trong các đoạn đường ống chính trong bảng 3.4:
Bảng 3 4 Lưu lượng nước của các đường ống chính
Lưu lượng của ống (l/s) Đường kính (mm)
Tầng lửng Ống chính - ống nhánh
AHU-T1-13-01 7,1 80 Ống nhánh 0,7 32 Ống nhánh FCU-T1-13-01 0,35 25 Ống nhánh FCU-T1-13-02 0,35 25
PAU-T1-26-01 10,6 100 Ống nhánh 0,7 32 Ống nhánh FCU-T1-26-01 0,35 25 Ống nhánh FCU-T1-26-02 0,35 25
Từ bảng 6.4 tài liệu [1] ta có vận tốc nước trong đường ống cấp và ống hồi nước lạnh tổng hợp lại như sau:
Bảng 3 5 Vận tốc khuyên dùng của đường ống
Chọn đường kính ống nước theo biểu thức: d = √ 4.𝐿
𝜋.𝑣 (2.33) Trong đó: d: đường kính danh nghĩa (đường kính trong) của đường ống, m
L: lưu lượng thể tích của nước chảy trong đường ống, m 3 /s v: vận tốc của nước chảy trong đường ống, m/s
Từ biểu thức trên suy ra: v = 4.𝐿
𝜋.𝑑 2 (2.34) Vận tốc trên từng đoạn ống nước lạnh được tổng hợp như bảng 3.6
Bảng 3 6 Vận tốc trên đường ống nước lạnh Đoạn ống Thiết bị
Lưu lượng đường ống chính (l/s) Đường kính ống (mm)
Sau khi kiểm tra thì vận tốc được kiểm tra trong các đoạn ống nước lạnh đều phù hợp với các vận tốc khuyên dùng
3.6.2 Hệ thống đường ống cấp, đường ống hồi dùng cho tuần hoàn nước giải nhiệt
Vận tốc nước trong đường ống của nước giải nhiệt tính tương tự hệ thống cấp nước lạnh: v = 4.𝐿
𝜋.0,25 2 = 2,24 (m/s) Vận tốc trên từng đoạn ống nước giải nhiệt được tổng hợp như bảng 3.7
Bảng 3 7 Vận tốc trên đường ống nước giải nhiệt
Sau khi kiểm tra thì vận tốc được kiểm tra trong các đoạn ống nước giải nhiệt đều phù hợp với các vận tốc khuyên dùng
3.7 Tính và kiểm tra cho bơm
3.7.1 Tính toán lưu lượng bơm của chiller và của tháp giải nhiệt
Lưu lượng nước tính toán của bơm:
• LBơm W.Chiller: lưu lượng của bơm nước lạnh Water Chiller, m 3 /s
• QW.Chiller: công suất lạnh của Water Chiller, kW
• 𝛿: trọng lượng riêng của nước, 𝛿 = 1000kg/m 3
• cP: nhiệt dung riêng của nước, cP = 4,18 kJ/kg.K
• Δt: độ chênh nhiệt độ của mạch nước lạnh của dàn bay hơi Từ số liệu có được ở công trình ta có Δt = 12 – 7 = 5 o C
Từ biểu thức ta tính được:
1000.4,18.5 = 0,17 (m 3 /s) ≈ 172,9 (l/s) Tính tương tự cho máy bơm của tháp giải nhiệt:
LBơm T.G.Nhiệt: lưu lượng của bơm nước tháp giải nhiệt, m 3 /s
QW.Chiller: công suất của tháp giải nhiệt, kW
3.7.2 Tính cột áp cho bơm của chiller và của tháp giải nhiệt
Cột áp của bơm nước lạnh Water Chiller tuần hoàn kín sử dụng bình dãn nở được tính bằng biểu thức sau:
HBơm W.Chiller = Hđ + Hh + Htb (mH2O) Trong đó:
• Hd: Tổn thất đầu đẩy của bơm (mH2O)
• Hh: Tổn thất đầu hút của bơm (mH2O)
• Htb: Tổn thất trên các thiết bị của bơm
Sử dụng phần mềm Pipe Flow Wizard, nhóm đã thực hiện tính toán và tổng hợp kết quả cho tổn thất cột áp qua đường ống hút của bơm nước lạnh Water Chiller trong bảng 3.8
Bảng 3 8 Cột áp tổn thất tại đường ống nước lạnh Water Chiller
Hình 3 1 Giao diện phần mềm Pipe Flow Wizard
Tra catalog của thiết bị ta biết tổn thất qua PAU, PAU, FCU đều bằng 35kPa=3,57 mH2O.
Tương tự với Water Chiller có tổn thất qua dàn bay hơi là 134kPa = 13,66mH2O Suy ra Htb = 3,57.3 + 13,66 = 24,37 mH2O
Bơm nước lạnh Water Chiller có cột áp:
HBơm W.Chiller = Hđ + Hh + Htb = (9,32+9,32).1,13 + 24,37 = 45,43 mH2O
Tháp giải nhiệt có cột áp:
HBơm T.G.Nhiệt = Hđ – Hh + hh + hf + hđ + htb (mH2O) Trong đó:
• Hđ: cột áp tĩnh tại đầu đẩy của bơm, mH2O;
• Hh: cột áp tĩnh tại đầu hút của bơm, mH2O;
• hh, hf, hđ, htb: lần lượt là tổn thất cột áp trên đường ống hút, trên vòi phun, đường ống đẩy và trên thiết bị, mH2O
Tổn thất tương đối của cột áp được tính bằng cách sử dụng phần mềm Pipe Flow Wizard với tỉ số tổn thất được chọn là 0,014m trên mỗi 1m chiều dài đường ống, ta có tổng toàn bộ tổn thất cho đường ống được tính là: hđ = hh = 2,366 mH2O hf lấy trung bình 6,5 mH2O
Tổn thất cột áp qua bình ngưng: htb = 52,4 kPa = 5,24 mH2O.”
Từ công thức ta có kết quả của cột áp bơm giải nhiệt được tổng hợp trong bảng 3.9
Bảng 3 9 So sánh kết quả tính toán thông số bơm
Lưu lượng theo tính toán (l/s)
Lưu lượng trong thực tế (l/s)
Cột áp theo tính toán (mH2O)
Cột áp trong thực tế (mH2O)
Sau khi kiểm tra thì kết quả các bơm từ tính toán so với các kết quả thu được từ thực tế của bơm có sự sai khác không quá lớn.
Tính và kiểm tra các thông số cho bình dãn nở
Khi chọn bình dãn nở thì yếu tố quyết định mà ta cần phải lưu tâm nhất chính là thể tích của nó:
• Vdn: thể tích cần thiết tối thiểu của bình dãn nở, m 3
• β: tỉ lệ dãn nở của nước, β = 0,6%
• Vn: thể tích nước sử dụng của hệ thống, m 3
Vdn = β.Vn = 0,6%.64,11 = 0,38 (m 3 ) Sau khi kiểm tra thì kết quả cho ta thấy có sự chênh lệch lớn (24%) của bình dãn nở khi tính toán so với thực tế
TÍNH TOÁN VÀ KIỂM TRA CHO CÁC HỆ THỐNG THÔNG GIÓ, HỆ THỐNG TẠO ÁP VÀ HỆ THỐNG HÚT KHÓI
Tính và kiểm tra cho hệ thống cấp không khí tươi của công trình
4.1.1 Mục đích và vai trò của hệ thống cấp không khí tươi
Cung cấp không khí tươi là một yếu tố vô cùng quan trọng của công tác thông gió, giúp chất lượng không khí được duy trì ổn định bên trong không gian điều hòa, bổ sung luồng không khí tươi giàu oxi để bù đắp cho lượng oxi bị mất đi trong quá trình con người hô hấp Ngoài ra việc cung cấp không khí tươi trong nhiều trường hợp nhất định còn có tác dụng giảm nồng độ chất gây hại trong không gian
Hình 4 1 So sánh kết quả tính toán thông số bơm 4.1.2 Chọn tốc độ cho dòng không khí trong hệ thống đường ống cung cấp không khí tươi
Tốc độ không khí là yếu tố quyết định lớn đến thiết kế và vận hành hệ thống đường ống Tốc độ không khí cao đồng nghĩa với đường ống cung cấp nhỏ gọn, tuy nhiên đòi hỏi quạt phải có công suất hoạt động lớn hơn, từ đó gây ra tiếng ồn khi vận hành hệ thống và ngược lại Từ đó cho ta thấy công tác xác định chọn tốc độ dòng không khí trong ống cung cấp không khí tươi là vô cùng quan trọng Tốc độ dòng không khí được chọn phải phù hợp với chi phí thiết kế công trình và độ ồn quy định theo mục đích sử dụng của hệ thống Tra theo tài liệu [1] bảng 7.1 ta có được tốc độ tối đa cho phép và tốc độ khuyên dùng của dòng
59 không khí tại một số vị trí nhất định của đường ống cung cấp không khí tươi cho công trình
Bảng 4 1 Thông số khuyên dùng của dòng không khí trong đường ống
4.1.3 Tính và kiểm tra cho lưu lượng không khí tươi cung cấp Để có thể xác định đúng lưu lượng phù hợp cho hệ thống cung cấp không khí tươi ta thường phải sử dụng các tiêu chuẩn không khí theo quy mô và tính chất công trình Đối với công trình đang tính toán, chúng em quyết định chọn TCVN 5678:2012/BXD
Hệ thống điều hòa không khí phụ trách cấp không khí tươi từ môi trường vào cho các tầng nổi Lượng không khí tươi cung cấp vào sẽ được tính dựa trên lượng không khí tươi cần cho một người và số người ở trong không gian Vì công trình sử dụng FCU nên lưu lượng gió đã được chúng em tính toán ở phần 3.1 Ở các tầng hầm được sử dụng chủ yếu như là bãi đậu xe, không khí tươi được cung cấp bằng quạt vì không sử dụng điều hòa không khí Khi đó ta tính toán để chọn lưu lượng không khí tươi bằng bội số trao đổi không khí n, tra theo tài liệu [4]:
*Trong điều kiện thông gió thông thường, n = 6 lần/giờ
Bảng 4 2 So sánh lưu lượng không khí và tính toán
Lưu lượng không khí tươi tính toán (l/s)
Lưu lượng không khí tươi trong thực tế (l/s)
*Trong điều kiện thông gió hút khói (xảy ra cháy), n = 9 lần/giờ
Bảng 4 3 So sánh lưu lượng không khí và tính toán
Lưu lượng không khí tươi tính toán (l/s)
Lưu lượng không khí tươi thực tế (l/s)
4.1.4 Tính toán cho tổn thất của cột áp
Cột áp tổn thất nhiều nhất là ở đường ống tầng 1, bao gồm tổn thất do ma sát dọc theo đường ống và tại các thiết bị, phụ kiện được sử dụng
Các phương pháp xác định tổn thất cột áp bao gồm phương pháp ma sát đồng đều, phương pháp phục hồi áp suất tĩnh và phương pháp ma sát đồng đều Phương pháp ma sát đồng đều là phương pháp được nhóm chúng em lựa chọn để thực hiện công tác tính toán, với tỉ số tổn thất được xác định cho đoạn ống này là 1 Pa/m cho đường ống cấp không khí Chiều dài lớn nhất của ống gió trục đứng là chênh lệch gữa cao độ của vị trí đặt PAU với tầng xa nhất (tầng 1) có ống cấp gió:
Htđứng.PAU = 1.(74,75 – 6) = 68,75 (Pa) Tính cho các ống gió cung cấp ở tầng 1 ta có tổn thất dọc đường trên cột áp từ các đoạn ống gió cung cấp được liệt kê trong bảng 4.4:
Bảng 4 4 Tổn thất cột áp dọc đường
Chiều dài (m) Tổn thất (Pa)
Phần tổn thất cục bộ qua phụ kiện được chúng em tính thông qua phần mềm tính toán ASHRAE Duct Fitting Database Lý do bởi vì phần mềm này có ưu điểm là sở hữu thông số rất nhiều phụ kiện để tính toán
Hình 4 2 Màn hình khởi động phần mềm ASHRAE Duct Fitting Database
Hình 4 3 Giao diện thao tác và tính toán của phần mềm ASHRAE Duct Fitting
Chọn thiết bị sử dụng và nhập vào các số liệu ta thu được tổn thất cột áp
Bảng 4 5 Tổn thất cột áp do phụ kiện Phụ kiện sử dụng
Tổng tổn thất của phụ kiện (Pa)
Từ các tổn thất được tính toán ở trên, ta có giá trị cột áp quạt của PAU :
Tính toán và kiểm tra cho hệ thống tạo áp
Công dụng chính của hệ thống tạo áp là phục vụ hệ thống thoát hiểm trong các tòa nhà có buồng thang bộ kín Khi xảy ra sự cố cháy, các quạt tạo áp sẽ thực hiện cung cấp
64 một lượng không khí tươi lớn vào buồng thang bộ, tăng áp suất từ đó giúp ngăn cho khói xâm nhập, đảm bảo quá trình thoát hiểm ra ngoài và tạo điều kiện cho đội cứu hỏa tiếp cận đám cháy
4.2.2 Tính toán và kiểm tra cho lưu lượng không khí cần thiết được sử dụng cho hệ thống tạo áp
Nếu công trình thiết kế có những trường hợp sau thì bắt buộc công tác tạo áp phải được thực hiện:
- Phòng đệm buồng thang bộ không nhiễm khói loại N3
- Hố thang máy, bao gồm cả thang máy chở khách và thang máy phục vụ lực lượng PCCC
- Buồng thang bộ không nhiễm khói loại N2
- Phòng đệm thang máy tại các khu vực ga-ra ngầm
- Phòng đệm thang máy chữa cháy
Công trình đã chọn có các trường hợp đã nêu nên việc thực hiện tính toán tạo áp là cần thiết Các đại lượng cần quan tâm là lưu lượng và cột áp.”
4.2.2.1 Lưu lượng không khí được sử dụng bởi hệ thống tạo áp cho buồng thang bộ
Trong điều kiện xảy ra cháy, lưu lượng tạo áp buồng thang bộ phải đảm bảo không thấp hơn tổng của lưu lượng gió đi qua cửa thoát hiểm của tầng đang mở, cửa thoát hiểm ở tầng thấp nhất và gió bị rò qua khe ở các cửa đang đóng Trong công trình đã chọn thì số lượng cửa đóng là 24 Vận tốc gió tối thiểu qua các lỗ rò là 1,3 m/s
Theo tài liệu [3], lưu lượng gió qua cửa rò lọt được tính:
QD : lưu lượng gió lọt qua khe cửa đóng, m 3 /s
AD : Diện tích khe rò của cửa, m 2
P : áp suất dư yêu cầu của thang bộ, theo bản vẽ P = 50 Pa
Diện tích khe rò cửa được tính theo tài liệu[3]ư Trong đó hệ số rò lọt của cửa thoát hiểm là 0,01 với chiều rộng 800m và chiều cao 2000m, kích thước cửa thực tế của công trình là 2,2m và 0,85m Từ đó diện tích khe rò cửa AD được xác định bằng công thức:
Vậy lưu lượng gió qua 24 cửa rò lọt:
Q24D = 24.0,83.AD P= 24.0,83.0,010893 √50 =1,534 (m 3 /s) Lưu lượng không khí cần thiết để cung cấp cho hệ thống tạo áp 1 buồng thang bộ:
Qt.áp.1tb = 2.SD.v + QD = 2.1,87.1,3 + 1,534 = 6,396 (m 3 /s) = 6396 (l/s)
Công trình bao gồm 2 buồng thang bộ nên tổng lưu lượng gió cần thiết cho thang bộ là:
Bảng 4 6 So sánh lưu lượng tính toán và thực tế
Lưu lượng không khí tính toán (l/s)
Lưu lượng không khí trong thực tế (l/s)
4.2.2.2 Lưu lượng không khí của hệ thống tạo áp cấp cho hố thang máy và phòng đệm của thang máy chữa cháy
Trên bản vẽ thiết kế của công trình đang chọn có sử dụng đồng thời thang máy cho khách và thang máy phục vụ công tác chữa cháy Các thang máy phục vụ công tác chữa cháy yêu cầu phòng đệm
Theo bản vẽ hố thang máy có 2 trục thang máy cho khách và 1 trục thang máy phục vụ công tác chữa cháy Lưu lượng không khí của hệ thống tạo áp dùng cho hố sụt thang máy được tính bằng hai đại lượng bao gồm bội số trao đổi không khí là 9 lần/giờ và chêch lệch cột áp P = 25Pa
Phòng đệm ở các tầng nổi sử dụng thông gió tự nhiên Phòng đệm ở các tầng hầm được tính như với buồng thang bộ
Kết quả tính toán được thống kê tại bảng 4.7 “
Bảng 4 7 So sánh lưu lượng tính toán với lưu lượng thực tế Lưu lượng không khí tính toán (l/s)
Lưu lượng không khí trong thực tế
Trục thang máy cho khách (tổng 2 trục)
Hố thang máy chữa cháy
4.2.3 Tính và kiểm tra cho tổn thất của cột áp của hệ thống tạo áp
4.2.3.1 Tổn thất của cột áp trên đường ống gió tạo áp buồng thang bộ
Phương pháp ma sát đồng đều là phương pháp được nhóm chúng em lựa chọn để thực hiện công tác tính toán, với tỉ số tổn thất được xác định cho đoạn ống là 3Pa/m từ đó tính được tổn thất ở đoạn ống này là 206,25Pa cho đường ống trục đứng có chiều dài là 68,75m Giá trị cột áp được tính cho tầng lửng (nằm ở vị trí xa nhất) Tổn thất do phụ kiện được tính bằng cách sử dụng phần mềm ASHRAE Duct Fitting Database và có giá trị là
Từ đó nhóm em tính được:
HBTB nổi = Hđường ống + Hphụ kiện = 206,25 + 139 = 345,25(Pa)
Bảng 4 8 So sánh tổn thất cột áp của ống gió thang bộ
Tổn thất dọc đường ống (Pa)
Tổn thất cục bộ từ phụ kiện (Pa)
Cột áp theo tính toán (Pa)
Cột áp theo thực tế (Pa)
4.2.3.2 Tổn thất của cột áp trên ống gió tạo áp cho phòng đệm của thang máy chữa cháy
Phòng đệm của thang máy chữa cháy ở các tầng lửng dùng thông gió tự nhiên nên không cần tính toán tổn thất cột áp, chúng em chỉ tính toán phòng đệm ở các tầng hầm Chiều dài ống trục đứng xa nhất từ tầng lửng tới tầng hầm 5 là 23,35 m Lấy giá trị tổn thất là 3Pa/m ta có tổn thất cột áp trục đứng là 70,05 Pa Ngoài ra đường ống ngang ở tầng hầm
5 có tổn thất tổng tỉnh được là 36,9 Pa
Tổn thất do phụ kiện được tính bằng cách sử dụng phần mềm ASHRAE Duct Fitting Database ở tầng hầm 5, ta thu được kết quả là 38 Pa
Vậy hệ thống tạo áp sử dụng cho phòng đệm thang máy chữa cháy của công trình đang tính có tổng tổn thất cột áp:
Hphòng đệm = Hđường ống + Hphụ kiện = 70,05 + 36,9 + 38 = 144,95 (Pa)
Tính và kiểm tra cho hệ thống hút khói
4.3.1 Mục đích và tác dụng của hệ thống hút khói
Hệ thống hút khói hành lang là một hệ thống được lắp đặt tại các đơn vị như doanh nghiệp, chung cư, trường học…Với một mục đích là đảm bảo nguồn không khí được thông thoáng nhất có thể nhằm phục vụ cho quá trình thoát hiểm khi chẳng may xảy ra hỏa hoạn
4.3.2 Tính và kiểm tra cho lượng khói cần hút
4.3.2.1 Hệ thống hút khói được sử dụng tại bãi đỗ xe
Muốn đảm bảo hút hết lượng khói thải ra khi có cháy trước tiên ta cần xác định được một cách chính xác lượng khói ta cần hút ra Theo tài liệu [4] thì lưu lượng khói cần phải hút sẽ được chọn bằng với lưu lượng không khí tươi cấp vào Kết quả tính toán và so sánh với thực tế cho lưu lượng khói hút được tổng hợp trong bảng 4.9:
*Trong điều kiện thông gió thông thường
Bảng 4 9 Lưu lượng khí tươi trong điều kiện bình thường
Lưu lượng không khí tươi tính toán (l/s)
Lưu lượng không khí tươi trong thực tế (l/s)
*Trong điều kiện thông gió hút khói
Bảng 4 10 Lưu lượng khí tươi trong điều kiện thông gió hút khói
Lưu lượng không khí tươi tính toán (l/s)
Lưu lượng không khí tươi trong thực tế (l/s)
4.3.2.2 Hệ thống hút khói sử dụng cho hành lang Được lắp đặt tại các đơn vị như doanh nghiệp, chung cư, trường học…, hệ thống này có mục đích là đảm bảo nguồn không khí được thông thoáng nhất có thể nhằm phục vụ cho quá trình thoát hiểm khi chẳng may xảy ra hỏa hoạn, đảm bảo việc sơ tán được tiến hành an toàn và hiệu quả
Khi tính toán chỉ cần tính toán trong trường hợp xảy ra một đám cháy đồng thời Để có thể đảm bảo phù hợp cho lưu lượng và độ lớn cột áp của hệ thống hút khói ta sẽ tính cho khu vực xa quạt hút khói nhất
Lượng khói cần hút tính cho công trình được chọn tính bằng:
• B: chiều rộng của cánh cửa lớn hơn mở từ hành lang hay sảnh vào cầu thang hay ra ngoài nhà, m
• H: chiều cao của cửa đi; khi chiều cao lớn hơn 2,5m thì lấy H = 2,5m Cửa thực tế có chiều cao 2,9m nên chọn H = 2,5m
• Kd: hệ số (thời gian mở cửa đi kéo dài tương đối) từ hành lang vào cầu thang hay ra ngoài nhà trong giai đoạn cháy, Kd = 1 nếu lượng người thoát nạn trên 25 người qua một cửa và Kd = 0,8 nếu số người thoát nạn dưới 25 người đi qua một cửa Theo dữ liệu công trình số người thoát nạn qua 1 cửa lớn hơn 25 nên chọn Kd = 1
• n: là hệ số phụ thuộc vào chiều rộng tổng cộng của các cánh lớn cửa đi mở từ hành lang vào cầu thang hay ra ngoài trời khi có cháy, lấy theo bảng L.1 tài liệu [1]
Công trình đang tính toán là dạng nhà công cộng, nhà hành chính sinh hoạt Theo bản vẽ có 2 cửa thoát hiểm nối hành lang và cầu thang bộ với tổng chiều rộng B = 1,02 2 2,04m Nội suy theo bảng 4.2.4 ta có hệ số n = 0,539
Bảng 4 11 Hệ số n phụ thuộc vào chiều rộng B
Vậy lưu lượng khói cần phải hút là:”
4.3.3 Tính và kiểm tra cho tổn thất của cột áp tại hệ thống hút khói
4.3.3.1 Hệ thống hút khói dùng cho bãi đỗ xe
Phương pháp ma sát đồng đều là phương pháp được nhóm chúng em lựa chọn để thực hiện công tác tính toán, với tỉ số tổn thất được xác định cho đoạn ống là 3Pa/m để tính cho đường ống đứng và mặt bằng ở tầng xa nhất (tầng hầm 5) có tổng chiều dài 94,4m và từ đó có tổng tổn thất cột áp dọc đường 283,2Pa
Với tổn thất cục bộ, chúng em tiếp tục dùng phần mềm Ashrae Duct Fitting Database để tính cho các thiết bị và tổng hợp các kết quả lại được tổng tổn thất cục bộ cột áp là 1151Pa
Bảng 4 12 So sánh kiểm tra cột áp hệ thống hút khói
Cột áp có được bằng phương pháp tính toán (Pa)
Cột áp trong thực tế (Pa)
4.3.3.2 Hệ thống hút khói sử dụng cho hành lang
Tương tự với các tổn thất cột áp khác, để tính toán cột áp trường hợp này chỉ cần tính cho tổn thất tại đường ống có tổn thất lớn nhất đặt tại tầng lửng “
Phương pháp ma sát đồng đều là phương pháp được nhóm chúng em lựa chọn để thực hiện công tác tính toán, với tỉ số tổn thất được xác định cho đoạn ống là 3Pa/m ta thu được kết quả cho tổn thất dọc đường 404,4Pa
Tổn thất do phụ kiện được tính bằng cách sử dụng phần mềm ASHRAE Duct Fitting Database, thu được giá trị tổn thất là 1058Pa
Bảng 4 13 Cột áp của hệ thống hút khói sử dụng cho hành lang
Giá trị cột áp có được từ tính toán (Pa)
Giá trị cột áp theo thực tế (Pa)
Qua so sánh với giá trị thực tế là 1593,8 Pa ta thu được kết luận rằng giá trị cột áp có được từ việc tính toán không quá sai khác với thực tế, chỉ có chênh lệch 8,24%.”
TRIỂN KHAI MÔ HÌNH 3D BẰNG PHẦN MỀM REVIT
Phần mềm Revit
Revit MEP là một mô hình thông tin xây dựng phần mềm được tạo ra bởi Autodesk cho các chuyên gia tham gia vào các kỹ thuật MEP Đây là một trong những phần mềm ưu việt dành cho việc lập mô hình thông tin xây dựng và tất cả dữ liệu đều thống nhất ở dạng 3D theo mô hình BIM
Về cơ bản, BIM cho phép các chuyên gia MEP làm việc liền mạch với nhau Các chuyên gia này làm việc trên nhiều lĩnh vực xây dựng và trên cùng một mô hình Revit Revit MEP cung cấp bộ công cụ phong phú với nhiều tính năng để giúp các kỹ sư giảm thiểu xung đột thiết kế, sửa đổi hệ thống MEP giúp tiết kiệm thời gian và kinh phí
5.1.2 Lợi ích khi sử dụng phần mềm Revit:
Revit MEP dễ sử dụng và được chế tạo đặc biệt để giải quyết việc tạo ra các phụ kiện ống dẫn, đường ống và ngăn chứa Hình ảnh trực quan, dễ sử dụng cho phép người dùng sử dụng phần mềm hiệu quả nhanh chóng
Chuyển đổi bản vẽ trong phần mềm: Các bản vẽ có thể nhanh chóng được chuyển đổi thành các thiết kế chi tiết, thay vì phải bắt đầu lại từ đầu
Thư viện thành phần: Revit MEP đi kèm với một thư viện thiết bị chung Người dùng cũng có thể truy cập nội dung dành riêng cho nhà sản xuất từ nhiều nguồn khác nhau Điều này giúp việc xây dựng các kế hoạch trở nên nhanh chóng và dễ dàng
Các công cụ tránh xung đột ban đầu để kiểm tra và nhận báo cáo xung đột một cách nhanh chóng
Thông tin thiết kế được hiển thị tự động bằng các thẻ thông minh Thông tin thiết kế được hiển thị trong các thẻ có thể được thêm vào dự án của bạn một cách tự động Nó cũng có thể hoạt động như một kiểm tra trực quan về tính tuân thủ của thiết kế, giúp thực thi các tiêu chuẩn và tránh làm lại tốn kém
5.1.3 Ứng dụng bóc tách khối lượng công trình trên Revit
Ngoài chức năng dựng mô hình 3D, phần mềm Revit còn hỗ trợ công việc bóc khối lượng cho công trình Với chức năng này ta có thể dễ dàng bóc tách khối lượng trong thời
73 gian ngắn Tuy nhiên phần mềm cũng có thể có một số sai số nhất định do quá trình bản có thể chính xác ở một số khu vực
Trong bài khóa luận nhóm chúng em sẽ bóc khối lượng ống gió tại công trình ở mục View/ Schedules/ Quantities Tại đây nhóm chúng em sẽ cho hiển thị chiều dài ống, kích thước, hệ thống của ống gió
Hình 5 1 Bảng khối lượng ống gió tại công trình
Mô hình 3D hệ thống điều hòa không khí và thông gió của công trình
Đầu tiên nhóm chúng em sẽ tiến hành dựng mô 3D kiến trúc của công trình Trong bản bản kiến trúc chúng em chỉ vẽ những kết cấu cơ bản như cột, dầm, sàn, mà không vẽ nội thất của công trình
Hình 5 3 Phối cảnh của công trình sau khi dựng 3D bằng Revit
Sau khi đã vẽ bản vẽ kiến trúc nhóm chúng em sẽ tiến hành dựng mô hình 3D cho hệ thống HVAC của công trình The Nexus Tower
Hình 5 4 Phối cảnh kiến trúc của công trình
Hình 5 5 Lưới trục và level của công trình
Hình 5 6 Hình ảnh mặt cắt của công trình
Hình 5 7 Tổng quan mô hình 3D hệ thống điều hòa không khí và thông gió tầng mái
- Hệ thống cấp gió tươi: Màu xanh đậm
- Hệ thống gió thải: Màu đỏ
- Hệ thống gió hồi: Màu cam
- Hệ thống tạo áp: Màu vàng xám
- Ống cấp nước lạnh: Màu vàng
- Ống hồi nước lạnh: Màu vàng nâu
- Ống cấp nước giải nhiệt: Màu xanh da trời
- Ống hồi nước giải nhiệt: Mùa xanh lục
- Ống thoát nước ngưng: Màu đỏ
Hình 5 8 Tổng quan mô hình 3D phòng PAU tầng mái
Hình 5 9 Tổng quan mô hình 3D phòng PAU tầng lửng
Hình 5 10 Tổng quan mô hình 3D phòng AHU tầng điển hình
Hình 5 12 Tổng quan mô hình 3D phòng Water Chiller tầng B1
Hình 5 11 Phòng bơm chiller ở tầng hầm
79 Hình 5 13 Tổng quan mô hình 3D FCU ngân hàng tầng 1
Hình 5 14 Tổng quan mô hình hệ thống ống gió khu vực thông tầng tầng 1
