tính toán kiểm tra và triển khai bản vẽ bằng phần mềm revit hệ thống điều hòa không khí và thông gió công trình vạn hạnh mall

Đề tài và chúng em lựa chọn là: “Tính toán kiểm tra và triển khai bản vẽ bằng phần mềm Revit hệ thống điều hoà không khí và thông gió công trình Vạn Hạnh Mall”.. Bố cục đồ án gồm 5 chươn

TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ

Tầm quan trọng của điều hoà không khí đối với con người và sản xuất

Ngày nay, đất nước đang bước vào giai đoạn phát triển và hội nhập toàn cầu Với sự bùng nổ của khoa học và công nghệ, ngành Nhiệt không ngừng nỗ lực để bám sát xu hướng quốc tế Ngành Nhiệt đóng vai trò không nhỏ vào sự phồn thịnh của ngành xây dựng và cơ điện, góp phần tạo nên những công trình đồ sộ như các tòa nhà cao ốc, khu công nghiệp hiện đại, trung tâm thương mại, …

Với sự gia tăng của các dự án quy mô lớn, ngành Nhiệt cũng đối mặt với thách thức và cơ hội Việc xây dựng những công trình lớn là động lực mạnh mẽ cho sự đổi mới trong ngành, hướng dẫn chúng ta tìm kiếm giải pháp tiên tiến để đáp ứng nhu cầu ngày càng đa dạng và khó khăn của các dự án Hệ thống điều hòa không khí trở thành bản nhạc quen thuộc trong đời sống hiện đại, làm nổi bật tầm quan trọng của ngành Nhiệt trong việc đảm bảo sự thoải mái và hiệu quả cho mọi công trình

Nhìn chung, sự tiến bộ của ngành Nhiệt không chỉ là nguồn động lực cho sự phát triển của đất nước mà còn là thách thức, thúc đẩy chúng ta không ngừng tìm kiếm và áp dụng những cải tiến mới, đáp ứng tối đa nhu cầu của cuộc sống hiện đại

Trong hoạt động thường ngày và quá trình sản xuất, nhiệt độ, độ ẩm đóng vai trò quan trọng, tác động đến môi trường xung quanh và đặt ra những yêu cầu quan trọng cho quá trình sản xuất Ví dụ, sự tăng giảm về nhiệt độ môi trường đều ảnh hưởng đến cảm giác và khả năng làm việc của con người Nhiệt độ tăng cao, độ ẩm không khí tăng, tạo ra một môi trường ngột ngạt, ảnh hưởng đến tinh thần và hiệu suất làm việc và sinh hoạt Trong xã hội hiện đại, sự thoải mái và tiện nghi trở thành ưu tiên hàng đầu, nhu cầu về một không gian làm việc và sinh hoạt thích hợp về nhiệt độ, độ ẩm và không khí cũng tăng cao Điều hòa không khí với công nghệ hiện đại trở nên quan trọng để đáp ứng những nhu cầu này

Việc sử dụng điều hòa không khí để cân bằng các yếu tố môi trường, tạo điều kiện thoải mái và cải thiện chất lượng cuộc sống Các yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm, độ ồn, nồng độ O2 và CO2, và tốc độ gió, có thể được kiểm soát và duy trì ở mức cân bằng thông qua công nghệ tiên tiến

Ngày nay, Việt Nam đang bước vào giai đoạn phát triển mạnh mẽ nhất, bên cạnh việc phát triển tiềm lực về kinh tế và khoa học kỹ thuật, nhu cầu sử dụng điều hoà không khí cho sản xuất đóng vai trò vô cùng quan trọng, ứng dụng trong chế biến thuỷ hải sản, bảo quản dược phẩm, cũng như vai trò hút ẩm và làm mát các phòng chứa các thiết bị điện tử sản xuất nhiệt, lưu trữ tác phẩm tranh ảnh trong các viện bảo tàng, …

1.1.3 Giới thiệu một số hệ thống điều hoà không khí

Sau quá trình phát triển và hoàn thiện, chức năng và sự đa dạng về hệ thống điều hòa không khí đã đạt đến một tầm cao mới Bên cạnh việc làm mát, các hệ thống còn được cải tiến đa chức năng và tiện nghi hơn, như điều chỉnh độ ẩm, lọc bụi và thậm chí sưởi ấm

Hệ thống điều hòa không khí theo tính tập trung gồm hai loại chính:

- Hệ thống điều hòa không khí cục bộ

- Hệ thống điều hòa không khí trung tâm

1.1.3.1 Hệ thống điều hoà không khí cục bộ

Hệ thống điều hòa không khí kiểu cục bộ là hệ thống chỉ các máy điều hòa trong một phạm vi hẹp, thường chỉ là một phòng riêng độc lập hoặc một vài phòng

Máy điều hoà kiểu cục bộ này gồm các loại như:

- Máy điều hoà dạng cửa sổ (Window type – Máy lạnh 1 cục)

- Máy điều hoà kiểu rời (Split type – Máy lạnh 2 cục)

- Máy điều hoà kiểu ghép (Multi-split type)

- Máy điều hoà kiểu rời, dạng tủ thổi trực tiếp

Hệ thống điều hoà không khí cục bộ có dàn nóng được giải nhiệt bằng gió

Một số máy điều hòa được thể hiện ở Hình 1.1 – 1.4

Hình 1 1 Máy điều hòa cục bộ dạng cửa sổ [1]

Hình 1 2 Máy điều hòa cục bộ kiểu rời [2]

Hình 1 3 Máy điều hòa cục bộ kiểu ghép [3]

Hình 1 4 Máy điều hoà cục bộ kiểu tủ đứng [4]

- Lắp đặt đơn giản, nhanh chóng

- Sử dụng đơn giản, các máy hoạt động độc lập với nhau nên không bị ảnh hưởng Nếu xảy ra sự cố trong hệ thống, sửa chữa bảo trì cũng dễ dàng

- Ảnh hưởng đến kết cấu, mỹ quan công trình

- Hiệu suất hoạt động bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ môi trường bên ngoài Thường chỉ được áp dụng cho các công trình nhỏ, không có yêu cầu quá khắt khe

1.1.3.2 Hệ thống điều hoà không khí trung tâm

Hệ thống điều hoà không khí trung tâm là một hệ thống gồm một hay nhiều máy phối hợp thành một cụm máy trung tâm và cung cấp lạnh cho toàn bộ các khu vực có phụ tải lớn, hoặc có nhiều không gian nhỏ Cụ thể là các nhà xưởng, trung tâm thương mại, toà

5 nhà văn phòng, … Các thiết bị sử dụng trong hệ thống có công suất lớn, có thể làm mát được cho toàn bộ công trình

Hệ thống điều hoà không khí trung tâm gồm 2 loại:

- Hệ thống điều hòa không khí trung tâm Hệ thống VRV/VRF

- Hệ thống điều hòa không khí trung tâm Hệ thống Watter Chiller

1.1.3.2.1 Hệ thống điều hòa không khí trung tâm Hệ thống VRV/VRF

VRV tên tiếng anh là “Variable Refrigerant Volume”, là điều chỉnh lưu lượng môi chất Môi chất lạnh được thay đổi lưu lượng do tăng hoặc giảm tốc độ của máy nén bằng cách thay đổi tần số dòng điện thông qua bộ biến tần Hệ thống sử dụng một hay nhiều dàn nóng ghép lại với nhau, và phân phối môi chất lạnh tới các dàn lạnh dành cho các công trình lớn, các toà nhà cao tầng, chung cư, … Hệ thống VRV được thể hiện ở Hình 1.5

Hình 1 5 Hệ thống VRV/VRF [5]

❖ Ưu điểm: Máy điều hoà VRV/VRF ra đời nhằm khắc phục nhược điểm của máy điều hoà cục bộ

- Được trang bị máy biến tần, có khả năng điều chỉnh lưu lượng môi chất

- Đảm bảo vẻ mỹ quan hơn so với hệ thống điều hoà không khí cục bộ

- Hệ thống điều hòa trung tâm VRV/VRF có thể điều khiển nhiệt độ phòng một cách độc lập, không làm ảnh hưởng tới nhiệt độ của các khu vực khác

- Chênh lệch độ cao khoảng 50m khi đặt dàn nóng thấp hơn dàn lạnh và khoảng 90m khi đặt dàn nóng cao hơn dàn lạnh, độ dài ống dẫn môi chất lạnh lên đến 1000m

- VRV có dải công suất lớn, độ tin cậy cao

- Dàn nóng giải nhiệt bằng gió, phụ thuộc vào nhiệt độ xung quanh, hiệu quả trao đổi nhiệt thấp

- Phù hợp cho các công trình vừa và nhỏ do khoảng cách chiều dài ống bị giới hạn

- Số dàn lạnh bị hạn chế, thích hợp cho các hệ thống công suất lạnh vừa, đối với các hệ thống có công suất lớn sẽ ưu tiên sử dụng hệ thống Water Chiller

- Giá thành cho lắp đặt, bảo trì, vận hành thường cao hơn so với các hệ thống điều khác

1.1.3.2.2 Hệ thống điều hòa không khí trung tâm Hệ thống Watter Chiller

Hệ thống điều hoà trung tâm Chiller (như hình 1.6 và 1.7) là hệ thống sản xuất nước lạnh và vận chuyển nước lạnh đến tải tiêu thụ (AHU, FCU, PAU)

Hình 1 6 Cụm máy làm lạnh nước giải nhiệt nước [6]

Hình 1 7 Hệ thống điều hòa trung tâm Water Chiller [7]

❖ Phân loại hệ thống lạnh Chiller:

Tầm quan trọng của đề tài

Dễ nhận thấy rằng bất kì công trình đang xây dựng mới nào hiện nay đều không thể thiếu hệ thống điều hòa không khí Đặc biệt là những khu vực có nhiệt độ môi trường cao, không phù hợp với nhu cầu sinh sống, học tập và làm việc của con người Vì vậy, nhu cầu sử dụng điều hòa không khí ngày càng tăng Điều hòa không khí đã trở nên thân thuộc với quá trình sản xuất và đời sống, có mặt tại các tòa nhà, trung tâm thương mại, siêu thị, trường học, văn phòng, … Không những thế, hệ thống này còn đóng vai trò quan trọng không thể thiếu trong các môi trường đặc biệt như bệnh viện, xưởng sản xuất, cơ sở nghiên cứu hóa học và nhiều môi trường khác đòi hỏi kiểm soát không khí chặt chẽ

Với sự ưu tiên về môi trường sống và làm việc, hệ thống điều hòa không khí tại Trung Tâm Thương Mại Vạn Hạnh đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra một không gian thoải mái, lành mạnh và hiệu quả

Trong môi trường thương mại phức hợp như Vạn Hạnh Mall, hệ thống giúp duy trì nhiệt độ lý tưởng, kiểm soát độ ẩm, lọc bụi, và xử lý không khí, tạo ra một môi trường thoải mái cho khách hàng mua sắm và giải trí cũng như bảo vệ cơ sở hạ tầng và hàng hóa khỏi thời tiết bất lợi Đặc biệt, tại các khu vực như rạp chiếu phim, nhà hàng, và siêu thị, hệ thống quyết định sự hài lòng của khách hàng Do đó, hệ thống điều hòa không khí tại Vạn Hạnh Mall là một yếu tố quan trọng giúp thúc đẩy sự thành công và phát triển của công trình

Với nhu cầu trên thì nhóm quyết định chọn đề tài: “Tính toán kiểm tra và triển khai bản vẽ bằng phần mềm Revit hệ thống điều hòa không khí và thông gió công trình Vạn Hạnh Mall” trong đó tính toán bằng phương pháp Carrier, và phần mềm Heatload - Daikin sau đó so sánh với thông số thiết kế đã đề xuất, tính toán chọn thiết bị cho toàn bộ hệ thống, mô phỏng công trình bằng phần mềm Revit Qua công trình này, nhóm có cơ hội kết hợp kiến thức đã học để tổng hợp, phục vụ cho công trình, đồng thời là cơ hội giúp nhóm có thêm kinh nghiệm thực tiễn trong việc triển khai thiết kế một hệ thống điều hòa không khí cho một công trình lớn, qua đó giúp các dự án trong tương lai Cuối cùng, giúp chúng em vững chắc và tự tin hơn trong công việc sau này.

Mục tiêu tính toán kiểm tra hệ thống điều hoà không khí của công trình

Mục tiêu là tính toán các số liệu của công trình Vạn Hạnh Mall bằng hai phương pháp Carrier và phần mềm Heatload, sau đó so sánh với thông số thiết kế Bố trí lắp đặt các thiết bị cho công trình sao cho phù hợp, đảm bảo năng suất lạnh cho các phòng và khu vực yêu cầu điều hòa không khí cũng như các vấn đề khác … Áp dụng công nghệ tiết kiệm năng lượng, giúp tối ưu hiệu suất làm việc của các thiết bị đem lại hiệu quả kinh tế cho doanh nghiệp và nhà đầu tư đồng thời tuân thủ các qui định của nhà nước và các tiêu chuẩn, quy chuẩn

Công trình Vạn Hạnh Mall (như hình 1.8) - chủ đầu tư công ty TNHH đầu tư xây dựng Bắc Bình, tư vấn thiết kế cơ điện là công ty TNHH TV KT Cơ điện HITECH - toạ lạc tại 11 Sư Vạn Hạnh, Phường 12, Quận 10, Thành phố Hồ Chí Minh, là một dự án đột phá, một trung tâm mua sắm đa dạng trải nghiệm Điểm độc đáo của công trình là mái vòm thiết kế theo kiến trúc phương Đông, và hệ thống bãi giữ xe trải dài từ tầng hầm đến tầng 5

Quy mô thương mại xấp xỉ 55000 m 2 , kết hợp giữa không gian thương mại, giải trí và ẩm thực, hội tụ hơn 200 thương hiệu uy tín trong nước và quốc tế, Vạn Hạnh Mall đáp ứng nhu cầu đa dạng của khách hàng trên phương diện mua sắm đến ẩm thực, giáo dục, vui chơi, và giải trí Đây là nơi hội tụ của CoopXtra, rạp phim CGV, khu giải trí PowerBowl cùng với nhiều thương hiệu thời trang và nhà hàng danh tiếng Vạn Hạnh Mall là một điểm đến lý tưởng đối với khách hàng và góp phần vào cảnh quan đô thị của Quận 10

Hình 1 8 Trung tâm thương mại đa chức năng – Vạn Hạnh Mall [8]

1.3.1.1 Cấu trúc tổng quan của công trình

Trung tâm thương mại đa chức năng – Vạn Hạnh Mall là một dự án mang tính đột phá và phức hợp Với quy mô diện tích gần 90000 m 2 bao gồm 1 tầng hầm, 7 tầng thương mại, tầng kỹ thuật và tầng mái với tổng diện tích sàn bán lẻ lên đến 55000 m 2 Sơ đồ các tầng trong Vạn Hạnh Mall được thể hiện ở Hình 1.9

Hình 1 9 Sơ đồ các tầng trong Vạn Hạnh Mall [9]

1.3.1.2 Thống kê diện tích công trình tính toán

Dựa vào bản vẽ kiến trúc của công trình, xác định các thông số cần thiết như Bảng 1.1

Bảng 1 1 Các thông số diện tích sàn vùng điều hòa tầng 1

Tầng Khu vực Phòng Diện tích Cao độ Thể tích

1.3.2 Cơ sở tính toán kiểm tra điều hoà không khí

Hệ thống điều hoà không khí cần đảm bảo được các thông số sau: Đối với công trình Trung tâm thương mại đa chức năng – Vạn Hạnh Mall tích hợp nhiều dịch vụ nhà hàng, khu vui chơi giải trí, siêu thị, rạp chiếu phim, … Do đó, việc lựa chọn hệ thống Water Chiller là giải pháp phù hợp với giá trị của công trình

Hệ thống Water Chiller gồm có 4 chiller giải nhiệt bằng nước và được đặt tại phòng máy ở tầng kỹ thuật Công suất của một chiller đề xuất chọn sao cho đạt được khoảng 33% tải của dự án

Thông số nước lạnh vào/ra của bình bay hơi là 15 o C / 7 o C

Vòng tuần hoàn nước lạnh cung cấp cho các tải sẽ được kết nối với các chiller lại với nhau và thông qua 1 cụm bơm nước lạnh (sử dụng 4 bơm lưu lượng biến tần VFD,

3 chạy/1 dự phòng) vận chuyển nước lạnh cho toàn bộ tòa nhà

Việc giải nhiệt cho chiller sẽ thông qua 4 tháp giải nhiệt giải nhiệt cho tất cả các chiller và được đặt tại tầng kỹ thuật Vòng tuần hoàn nước giải nhiệt các chiller thông qua 1 cụm bơm đặt tại phòng máy tầng kỹ thuật (bao gồm 4 bơm nước biến tần VFD giải nhiệt, 3 chạy/1 dự phòng), Chiller, bơm, quạt tháp giải nhiệt sử dụng biến tần tiết kiệm năng lượng

Bố trí hệ thống AHU, các hệ thống lấy gió tươi, xả gió thải, thải nước ngưng từ các AHU

TÍNH TOÁN VÀ KIỂM TRA PHỤ TẢI LẠNH

Tính toán phụ tải lạnh

2.1.1 Chọn thông số tính toán Để tính toán cho hệ điều hòa không khí ta cần phải xác định các thông số tiện nghi trong nhà cũng như điều kiện ngoài nhà (xem Bảng 2.1 – 2.5) gồm các đại lượng sau:

- Độ ồn cho phép trong phòng Lp (db)

- Lượng khí tươi cung cấp LN (m 3 /s)

Theo tiêu chuẩn, tùy theo mức độ quan trọng của công trình mà hệ thống điều hòa không khí được chia làm 3 cấp:

- Hệ thống điều hoà không khí cấp I: Hệ thống điều hoà không khí có khả năng duy trì các điều kiện vi khí hậu trong nhà, độc lập với môi trường bên ngoài, không được phép sai số

- Hệ thống điều hoà không khí cấp II: Hệ thống điều hoà không khí có khả năng duy trì các điều kiện vi khí hậu trong nhà với sai số không quá 200 giờ/năm

- Hệ thống điều hoà không khí cấp III: Hệ thống điều hoà không khí có khả năng duy trì các điều kiện vi khí hậu trong nhà với sai số không quá 400 giờ/năm

Việc phân loại hệ thống điều hoà không khí theo mức độ quan trọng chỉ mang tính tương đối Lựa chon mức độ quan trọng của hệ thống là theo yêu cầu của khách hàng và công năng thực tế của công trình Tuy nhiên đối với hầu hết các loại công trình, hệ thống điều hoà không khí cấp III là được ứng dụng phổ biến nhất Đối với những công trình đặc biệt có những yêu cầu khắt khe về xử lý không khí như phòng sạch, phòng mổ thì hệ thống điều hoà không khí loại I được ưu tiên

Với các phân tích trên, dựa trên yêu cầu của chủ đầu tư và đặc điểm của công trình, Vạn Hạnh Mall chọn để tính là hệ thống điều hoà không khí cấp III Các thông số trong nhà cần được duy trì như nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ gió, độ ồn, … và đồng thời cũng phải đảm bảo tỉ lệ hoà trộn không khí thích hợp để đáp ứng được mức độ làm lạnh phù hợp

2.1.1.1 Chọn thông số thiết kế trong nhà

Tra Phụ lục A tài liệu [11], ta có Thông số tính toán của không khí bên trong nhà dùng để thiết kế ĐHKK đảm bảo điều kiện tiện nghi nhiệt thể hiện ở Bảng 2.1

Bảng 2 1 Thông số tính toán của không khí bên trong nhà dùng để thiết kế ĐHKK đảm bảo điều kiện tiện nghi nhiệt (trích Phụ lục A – TCVN 5687: 2010)

Thứ tự Trạng thái lao động

Nhiệt độ t, ˚C Độ ẩm tương đối φ,

Nhiệt độ t, ˚C Độ ẩm tương đối φ,

Công năng của công trình là thương mại, đồng thời cũng là khu giải trí, mua sắm, nên ta chọn trạng thái lao động nhẹ

Theo tiêu chuẩn về điều hoà tiện nghi, tham khảo TCVN 5687:2010, áp dụng cho đối tượng là các phòng dịch vụ của trung tâm thương mại đa chức năng – Vạn Hạnh mall, đồng thời sử dụng phần mềm Psychrometric Calculator, ta chọn thông số điều hoà cho không gian trong phòng như Bảng 2.2

Bảng 2 2 Thông số tính toán trong nhà

Nhiệt độ tT ( o C) Độ ẩm tương đối

I (kJ/kg.kkk) Độ chứa hơi d (g/kg.kkk)

Nhiệt độ điểm sương tS ( o C)

Tốc độ không khí xung quanh ảnh hưởng nhiều đến cường độ trao đổi nhiệt và thoát mồ hôi giữa cơ thể với môi trường xung quanh

Khi vận tốc gió quá lớn mà nhiệt độ không khí xuống thấp, cơ thể sẽ bị mất nhiệt và cho ta cảm giác lạnh vì vậy mà tốc độ gió tuỳ thuộc vào nhiều yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm, cường độ lao động, tình trạng sức khoẻ, … Nên vận tốc gió tiện nghi ở đây lấy khoảng 0,8÷1 m/s

Lưu lượng không khí tươi đảm bảo vệ sinh cho các phòng mà còn phải tính toán để pha loãng các chất độc hại và mùi toả ra khỏi cơ thể con người khi hoạt động, vui chơi và các thiết bị khác trong phòng Theo Bảng 4.19 tài liệu [10], ta có Lượng không khí tươi l cần cho 1 người ứng với hai chức năng phòng là cửa hàng và nhà hàng thể hiện ở Bảng 2.3

Bảng 2 3 Lượng không khí tươi l cần cho 1 người, l/s

Chức năng phòng Lưu lượng không khí tươi l cần 1 người, l/s

• Độ ồn cho phép: Độ ồn được coi là yếu tố quan trọng gây ô nhiễm môi trường nên cần được khống chế, đặc biệt với điều hòa tiện nghi, Bộ Xây dựng Việt Nam đã ban hành TCXDVN 175 – 2005: Mức ồn tối đa cho phép trong công trình công cộng – Tiêu chuẩn thiết kế, Độ ồn cho phép chọn cho công trình này là 55db

2.1.1.2 Chọn thông số thiết kế ngoài nhà

Dựa theo phụ lục B - TCVN 5687: 2010, ta chọn thông số thiết kế bên ngoài trời cho Vạn Hạnh Mall Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh Thông số tính toán bên ngoài cho điều hòa không khí theo số giờ không bảo đảm, m (h/năm) hoặc hệ số bảo đảm Kbđ thể hiện ở Bảng 2.4

Bảng 2 4 Thông số tính toán bên ngoài cho điều hòa không khí theo số giờ không bảo đảm, m (h/năm) hoặc hệ số bảo đảm Kbđ

Nhiệt độ và độ ẩm của môi trường bên ngoài mùa hè: t N = 35,6 °C,  N = 49,7 %

Sử dụng phần mềm AirCalc tìm được được t S = 23,5 °C (như Bảng 2.5)

Bảng 2 5 Thông số tính toán ngoài nhà

Nhiệt độ tN ( o C) Độ ẩm tương đối

I (kJ/kg.kkk) Độ chứa hơi d (g/kg.kkk)

Nhiệt độ điểm sương tS ( o C)

2.1.2 Tính tải lạnh bằng phương pháp Carrier

Có nhiều phương pháp tính toán cân bằng nhiệt ẩm, nhưng nhóm em xin chọn phương pháp tính toán cân bằng nhiệt ẩm theo phương pháp Carrier Ta tính toán năng suất lạnh

Q0 bằng cách tính tổng nhiệt thừa Qht và nhiệt ẩn thừa Qat của mọi nguồn nhiệt toả ra (xem Hình 2.1) và thẩm thấu vào phòng cần điều hoà

Hình 2 1 Sơ đồ tính các nguồn nhiệt hiện và nhiệt ẩn chính theo Carrier [10]

2.1.2.1 Nhiệt bức xạ qua kính Q 11

Ngày nay các công trình hiện đại thường sử dụng kính để làm vách bao che, ngoài việc lấy ánh sáng tự nhiên, việc sử dụng kính còn làm tăng tính thẩm mỹ công trình, tuy nhiên việc sử dụng kính làm lượng nhiệt bức xạ khá lớn

Nhiệt bức xạ qua kính được xác định theo biểu thức:

- nt: Hệ số tác dụng tức thời

- Q ’ 11: Lượng nhiệt bức xạ tức thời qua kính vào phòng

Lượng nhiệt bức xạ tức thời qua kính phòng:

- Fk: Diện tích bề mặt kính cửa sổ có khung thép, m 2 , nếu khung gỗ thì lấy 0,85F

Nhiệt hiện thừa Q ht do Nhiệt ẩn thừa Q at do

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

- 𝜀 𝑐 : Hệ số ảnh hưởng của độ cao so với mặt nước biển, tính theo công thức:

1000 0,023 (2.4) Độ cao của công trình Vạn Hạnh Mall ở TP.HCM xem như cao bằng mực nước biển, chọn 𝜀 𝑐 = 1

- 𝜀 đ𝑠 : Hệ số kể đến ảnh hưởng của độ chênh giữa nhiệt độ đọng sương của không khí quan sát so với nhiệt độ đọng sương của không khí ở trên mặt mực nước biển là 20°C, xác định theo công thức:

- 𝜀 𝑚𝑚 : Hệ số ảnh hưởng của mây mù, khi trời không mây 𝜀 𝑚𝑚 = 1, khi trời có mây

𝜀 𝑚𝑚 = 0,85 Xét trường hợp lớn nhất là lúc trời không có mây mù 𝜀 𝑚𝑚 = 1

- 𝜀 𝑘ℎ : Hệ số ảnh hưởng của khung, dựa vào bản vẽ kiến trúc, công trình sử dụng khung kim loại nên chọn 𝜀 𝑘ℎ = 1,17 theo tài liệu [10]

- 𝜀 𝑚 : Hệ số kính, tra bảng 4.3 tài liệu [10]

Do công trình là trung tâm thương mại nên qua khảo sát thực tế, ta thấy công trình sử dụng loại kính:

Chọn kính Stopray, màu vàng, dày 6 mm hệ số kính 𝜀 𝑚 = 0,44

Thành lập và tính toán sơ đồ điều hoà không khí

2.2.1 Lựa chọn sơ đồ điều hoà không khí

Thành lập sơ đồ điều hoà không khí với mục đích xác định các quá trình thay đổi trạng thái của không khí trên đồ thị I – d

Sơ đồ điều hoà không khí được thành lập dựa trên các cơ sở: điều kiện khí hậu địa phương nơi lắp đặt công trình, yêu cầu về tiện nghi, các kết quả tính toán cân bằng nhiệt, cân bằng ẩm, thỏa mãn điều kiện vệ sinh và an toàn cho sức khoẻ con người

Nếu điều kiện vệ sinh không thỏa mãn thì phải tiến hành sấy nóng không khí tới nhiệt độ tV = tT – a rồi mới cho thổi vào phòng

Tùy thuộc vào đặc trưng, ưu nhược điểm của công trình và tầm quan trọng của ĐHKK mà ta lựa chọn sơ đồ điều hoà không khí cho phù hợp

Có ba dạng sơ đồ điều hoà không khí:

Sơ đồ thẳng: là sơ đồ không có tái tuần hoàn không khí, toàn bộ khí tươi ngoài trời đều được đưa qua dàn lạnh thổi vào nhà rồi đưa ra ngoài Sơ đồ thẳng được sử dụng trong các trường hợp sau:

+ Không gian lắp đặt nhỏ nên không thể triển khai kênh gió hồi

+ Khi trong phòng điều hòa có nhiều chất gây ô nhiễm, nhiều khí độc

- Sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp:

Sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp: tận dụng nhiệt từ không khí tuần hoàn (gió hồi) từ không gian điều hòa, người ta sử dụng điều hoà không khí 1 cấp Với ưu điểm vượt trội như vậy, sơ đồ này được sử dụng khá rộng rãi trong các lĩnh vực điều hòa

- Sơ đồ tuần hoàn không khí 2 cấp:

Sơ đồ tuần hoàn không khí 2 cấp: được sử dụng trong trường hợp nhiệt độ thổi vào quá thấp, không thỏa mãn điều kiện vệ sinh Sơ đồ này có thể khắc phục được nhược điểm của sơ đồ 1 cấp đó là phải có thiết bị sấy cấp 2 Còn sơ đồ tuần hoàn không khí cấp 2 thì có thể kiểm soát và điều chỉnh nhiệt độ không khí thổi vào phòng mà không cần sử dụng thiết bị sấy

Qua những phân tích vừa rồi, hệ thống điều hoà không khí và thông gió trên bản vẽ mặt bằng bố trí thiết bị của công trình thì nhóm chúng em xác định được công trình này sử dụng sơ đồ điều hoà không khí tuần hoàn 1 cấp

Bản vẽ mặt bằng bố trí AHU 1-6 ở Vạn Hạnh Mall được thể hiện ở Hình 2.2

Hình 2 2 Tham khảo bản vẽ mặt bằng bố trí thiết bị của công trình

Hệ thống điều hoà không khí của công trình sử dụng sơ đồ điều hoà không khí tuần hoàn 1 cấp có những đặc điểm sau: Ưu điểm:

- Có thể tận dụng được nhiệt hồi từ không gian điều hòa nên năng suất làm lạnh và xử lý ẩm của AHU được giảm so với sơ đồ thẳng, từ đó giúp giảm chi phí đầu tư nhất định

- Được sử dụng rộng rãi nhất vì hệ thống tương đối đơn giản, đảm bảo các yêu cầu vệ sinh, vận hành không phức tạp lại có tính kinh tế cao

- Sơ đồ có tái tuần hoàn không khí nên chi phí đầu tư tăng so với sơ đồ thẳng Hệ thống đòi hỏi phải có thiết bị sấy cấp 2 để sấy nóng không khí khi không thỏa mãn điều kiện vệ sinh, ngoài ra phải trang bị thêm thiết bị như đường ống và miệng gió hồi, làm tăng chi phí đầu tư ban đầu cũng như thời gian thu hồi vốn

Dựa theo tài liệu công trình, ta thấy diện tích Vạn Hạnh Mall là khá lớn thích hợp để tái sử dụng gió hồi cũng như yêu cầu về điều kiện vệ sinh không quá khắt khe Nên sử dụng sơ đồ tuần hòa không khí một cấp là tối ưu nhất ở đây

Sơ đồ điều hoà không khí 1 cấp được thể hiện ở Hình 2.3 và Sơ đồ tuần hoàn 1 cấp với các hệ số nhiệt hiện trên đồ thị I – d và T – d được thể hiện ở Hình 2.4 và 2.5

Hình 2 3 Sơ đồ điều hoà không khí tuần hoàn 1 cấp

N: Trạng thái không khí ngoài trời

T: Trạng thái không khí bên trong

H: Trạng thái hoà trộn của không khí ngoài trời và không khí tuần hoàn bên trong

O: Trạng thái không khí sau AHU

V: Trạng thái tại miệng thổi

LN: Lưu lượng gió tươi

LT: Lưu lượng gió tuần hoàn bên trong (Gió hồi)

L: Lưu lượng không khí sau khi ra khỏi buồng hoà trộn

QT: Nhiệt thừa của phòng

WT: Ẩm thừa của phòng

1, Cửa lấy gió (có van điều chỉnh)

4, Thiêt bị xử lý không khí

Nguyên lý hoạt động: Trạng thái không khí ngoài trời có trạng thái N (tN,φN) với lưu lượng LN qua cửa lấy gió có van điều chỉnh (1), được quạt hút vào buồng hòa trộn (3) Tại đây diễn ra quá trình hoà trộn giữa không khí ngoài trời với không khí tuần hoàn có trạng thái T (tT,φT) với lưu lượng LT Không khí hỗn hợp sau khi hòa trộn có trạng thái

H (tH,φH) sẽ được đưa đến thiết bị xử lý không khí AHU (4) được xử lý nhiệt ẩm, tại đây nó được xử lý đến trạng thái O, lưu lượng gió tươi LN và gió tuần hoàn LT trở thành L, sau đó được quạt gió cấp (5) thổi qua kênh gió cấp (6) vào miệng gió cấp (7) đi vào phòng Trạng thái không khí sau khi ra khỏi miệng gió cấp có trạng thái V (tV,φV) vào phòng nhận nhiệt thừa QT và ẩm thừa WT và tự thay đổi trạng thái từ V đến T Sau đó một phần không khí được thải ra ngoài qua cửa thải gió và một phần lớn được hồi về qua các miệng hút theo kênh hồi gió và chu trình cứ thế tiếp diễn

Hình 2 4 Sơ đồ tuần hoàn một cấp với các hệ số nhiệt trên đồ thị I - d

Hình 2 5 Sơ đồ tuần hoàn một cấp với các hệ số nhiệt hiện trên đồ thị t - d

2.2.2 Tính toán sơ đồ điều hoà không khí tuần hoàn một cấp Để tính toán sơ đồ ĐHKK tuần hoàn một cấp cần thực hiện các bước sau:

- Xác định toàn bộ lượng nhiệt hiện và ẩn của không gian điều hòa và do gió tươi mang vào

- Xác định tổng nhiệt hiện Qh

- Xác định tổng nhiệt ẩn Qa

- Xác định Qo – tổng lượng nhiệt hiện và nhiệt ẩn

- Xác định hệ số đi vòng εBF

- Xác định điểm nút N (không khí ngoài trời), điểm nút T (không gian điều hòa), điểm nút G (điểm gốc)

- Xác định εhf, εht, εhef và kẻ các đường RSHF, GSHF, ESHF tương ứng

- Từ điểm T kẽ đường thẳng song song với ESHF cắt φ = 100% tại S

- Từ S kẽ đường thẳng song song với GSHF cắt đoạn NT tại điểm H

- Từ điểm T kẽ đường thẳng song song với RSHF, cắt SH tại V Từ đó tìm được tV

- Kiểm tra điều kiện vệ sinh của không khí trước khi thổi vào phòng

2.2.2.1 Điểm gốc G và hệ số nhiệt hiện SHF (Sensible Heat Factor)

Trên đồ thị t - d, điểm gốc G (như Hình 2.6) tại nhiệt độ 24 o C và có độ ẩm tương đối φ = 50% Thang chia hệ số nhiệt hiện SHF được đặt bên phải của ẩm đồ

Hình 2 6 Điểm gốc G (t = 24 o C, φ = 50%) và thang chia nhiệt hiện SHF

2.2.2.2 Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF (ε hf )

Hệ số nhiệt hiện phòng εhf là tỉ số giữa thành phần nhiệt hiện trên tổng nhiệt hiện và nhiệt ẩn, không tính tới thành phần nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió tươi mang vào

RSHF biểu diễn tia quá trình tự biến đổi không khí trong buồng lạnh VT

Hệ số nhiệt hiện phòng được xác định bằng biểu thức:

Qhf – Tổng nhiệt hiện của không gian điều hòa, W

Qaf – Tổng nhiệt ẩn của không gian điều hòa, W

Tính ví dụ cho Oasis Shopping ở tầng 1 của công trình:

- Hệ số nhiệt hiện phòng:

2.2.2.3 Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF (ε ht )

Tính tải lạnh bằng phần mềm Heatload Daikin

2.3.1 Các bước tính tải lạnh cho dự án bằng phần mềm Heatload

2.3.2 Kết quả sau khi tính toán

Kết quả tính toán tải lạnh các khu vực ở tầng 1 bằng phần mềm Heatload Daikin được trình bày dưới Bảng 2.16

Bảng 2 16 Kết quả tải lạnh bằng phần mềm Heatload của các khu vực ở tầng 1

Tầng Khu vực Phòng Diện tích

Số người (người) Qo (kW)

2.3.3 So sánh kết quả tính toán công suất lạnh lý thuyết và công suất lạnh bằng phần mềm và thiết kế ban đầu

Kết quả so sánh tính toán công suất lạnh lý thuyết và công suất lạnh bằng phần mềm và thiết kế ban đầu được thể hiện ở Bảng 2.17

Bảng 2 17 Bảng kết quả so sánh tính toán và biểu đồ công suất lạnh lý thuyết và công suất lạnh bằng phần mềm và thiết kế ban đầu

Q 0 tính tay bằng phươn g pháp Carrier (kW)

Q 0 tính tay bằng phương pháp Carrier (kW)

Q 0 tính bằng phần mềm Heatload (kW)

Tổng Q 0 tính bằng phần mềm Heatload (kW)

Q 0 của công trình do công ty thiết kế (kW)

Chênh lệch của tải tính tay và tải lạnh từ công ty thiết kế (%)

Chênh lệch của tải Heatload và tải lạnh từ công ty thiết kế (%)

Kết quả tính tải lạnh bằng phần mềm của các tầng khác ở Bảng phụ lục 2 14.

Tính toán kiểm tra và chọn thiết bị chính hệ thống

2.4.1 Lựa chọn hãng cung cấp

Với việc chủ đầu tư yêu cầu lựa chọn hệ thống điều hòa không khí đến từ hãng Daikin, ta chỉ việc đáp ứng nhu cầu của nhà đầu tư Đồng thời Daikin cũng là nhãn hiệu điều hòa không khí đáng tin cậy với đa dạng các mẫu sản phẩm, dễ dàng đáp ứng nhu cầu của khách hàng và là sự lựa chọn hợp lí để đảm bảo chất lượng

Việc chọn các sản phẩm Chiller và AHU của hãng Daikin được dựa trên catalogue của hãng trên trang chủ chính thức, đảm bảo dễ dàng trong việc đặt hàng và bảo trì bảo dưỡng về sau này

2.4.2 Tính chọn AHU cho công trình

AHU (Air Hanlding Unit) là một thiết bị năng xử lý không khí về nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch với nhiều model ghép lại như quạt, coil lạnh/nóng, lưới lọc, bộ gia nhiệt, bộ gia ẩm, … Nguyên tắc hoạt động là nước chuyển động trong lòng ống, còn không khí thì

AHU 1-1 AHU 1-2 AHU 1-3 AHU 1-4 AHU 1-5 AHU 1-6 AHU 1-7

BIỂU ĐỒ SO SÁNH KẾT QUẢ GIỮA CÁC PHƯƠNG PHÁP

Carrier Heatload Thông số công trình

51 chuyển động ngang qua cụm ống trao đổi nhiệt lượng, tại đó không khí sẽ trao đổi nhiệt ẩm, rồi sau đó nó sẽ được luân chuyển qua các model như sưởi, diệt khuẩn và thổi theo một kênh gió vào phòng qua các miệng gió Năng suất lạnh của AHU phụ thuộc vào nhiệt độ của nước lạnh và nhiệt độ của không khí đi vào và đi ra cũng như hệ số truyền nhiệt qua vách trao đổi nhiệt Lưu lượng nước đi qua dàn coil là yếu tố quan trọng nhất đến năng suất lạnh của các dàn AHU

Việc tính chọn các AHU trong hệ thống điều hòa không khí công trình Vạn Hạnh Mall được tính theo cách tính tải nhiệt của từng phòng sau đó chọn các AHU với năng suất lạnh tương ứng Với công trình này không sử dụng các PAU để đảm nhận vai trò lấy gió tươi từ môi trường trực tiếp sau đó xử lý Để chọn AHU cho công trình này, ta dựa trên catalogue của hãng Daikin [14]

Chi tiết các AHU của tầng 1 được trình bày trong Bảng phụ lục 2 15

2.4.3 Tính chọn Chiller giải nhiệt nước (Water Cooled Chiller)

Công suất của máy làm lạnh nước Water Chiller phải đủ khả năng làm mát cho toàn bộ công trình, bao gồm tải lạnh của toàn bộ AHU Hệ thống chiller trung tâm gồm 4 chiller giải nhiệt bằng nước (3 chạy/1 dự phòng) và được đặt tại tầng kỹ thuật

Với phụ tải công trình là 10411,6 kW, ta chọn 3 chiller ly tâm với công suất 1000 tons trên một chiller, tương đương 3517 kW trên một con, từ cataloge của hãng Daikin [15] ta chọn máy có các thông số như sau:

- Model: HTS126SBJN0F/E3912-PH/C3612-EK

- Năng suất lạnh Qchiller: 3517 kW ~ 1000 RT

- Điện áp: 3pha/380V, tần số 50Hz

- Điện năng tiêu thụ: 558,3 kW

Tổng năng suất lạnh của 3 máy đã chọn là:

So sánh phương án nhóm đưa ra và phương án do công ty thiết kế đã thực hiện ở Bảng 2.18

Bảng 2 18 Bảng so sánh phương án nhóm đưa ra và phương án do công ty thiết kế đã thực hiện

Tổng công suất Chiller (kW) AHU (kW)

Thiết kế ban đầu (kW) 9141,6

10197,6 Phương án nhóm đề xuất (kW) 10551

Như đã trình bày ở trên, việc đảm bảo yêu cầu kỹ thuật đối với kỹ sư là điều thiết yếu Tuy nhiên, vì lý do có thể là chi phí đầu, yêu cầu của chủ đầu tư hay điều kiện công trình, mà phải linh hoạt đáp ứng theo yêu cầu của chủ đầu tư và phải có cam kết của chủ đầu tư đối với bên bộ phận thực hiện dự án này là không chịu bất cứ trách nhiệm nào nếu hệ thống vận hành không đạt yêu cầu trong một khoảng thời gian nhất định

2.4.4 Tính chọn tháp giải nhiệt

Tháp giải nhiệt là thiết bị dùng để giải nhiệt nước sau khi thu nhiệt của môi chất lạnh ở thiết bị ngưng tụ Nước sau khi được giải nhiệt sẽ tiếp tục tuần hoàn đến thiết bị ngưng tụ để giải nhiệt cho môi chất lạnh Do đó, công suất của tháp giải nhiệt sẽ bằng tổng công suất lạnh và công suất điện của Water Chiller

Dựa vào thông số kỹ thuật của chiller đã chọn như ở mục 2.4.3 với công suất tiêu thụ điện là 558,3 kW

Công suất tháp giải nhiệt có biểu thức:

QTGN – công suất của tháp giải nhiệt, kW

QWater Chiller – công suất lạnh của Water Chiller, kW

PWater Chiller – công suất tiêu thụ điện của Water Chiller, kW

Theo biểu thức, tính được công suất của 1 cụm tháp giải nhiệt

QTGN = 3517 + 558,3 = 4075,3 (kW) Vậy công suất của 3 cụm tháp giải nhiệt là QTGN = 12225,9 (kW)

Tra theo Catalogue của Genius [16] ta chọn được tháp có Model GKS1200-3B với CS: 1200 Tons tương đương 4220 kW, 3 cell

2.4.5 Tính kiểm tra hệ thống đường ống nước

2.4.5.1 Giới thiệu các loại ống dùng trong hệ thống Ống cấp, ống hồi nước lạnh: Vận chuyển nước lạnh tuần hoàn từ Chiller đến các tải tiêu thụ (AHU) Sử dụng ống thép đen hoặc ống thép tráng kém cho hệ thống

Kích cỡ ống DN15 đến DN150 sử dụng tiêu chuẩn BS 1387 – 1985 cấp độ trung bình (Medium Grade)

Kích cỡ ống DN200 trở lên sử dụng ống thép theo tiêu chuẩn ASTM A53 – Sch 40

- Ống cấp ống hồi nước giải nhiệt: Vận chuyển nước nóng tuần hoàn từ Chiller đến các tháp giải nhiệt, sử dụng ống thép tráng kẽm có các thông số kỹ thuật như ống cấp nước lạnh

- Ống thoát nước ngưng: Thoát nước ngưng tụ của dàn lạnh (AHU) xả ra (quá trình làm lạnh không khí) Sử dụng ống uPVC theo tiêu chuẩn BS 3505, ISO 4422 với cấp áp lực PN10 trở lên

2.4.5.2 Xác định lưu lượng, vận tốc nước trong ống, đường kính ống

Lưu lượng nước lạnh qua các đoạn ống được xác định như sau:

- QAHU: công suất lạnh, giải nhiệt của thiết bị (kW)

- Gqua AHU: lưu lượng nước lạnh, nước giải nhiệt (m 3 /s)

- δ: Trọng lượng riêng của nước (= 1000 kg/m 3 )

- Cp: Nhiệt dung riêng của nước (= 4,18 kJ/kgkk)

- Δt: Độ chênh nhiệt độ của nước vào và ra: Δt = 15 - 7 = 8℃

Ví dụ tính lưu lượng nước qua ống nhánh 1 (nhánh bên trái SDNL như Hình 2.8)

Hình 2 8 Sơ đồ nguyên lý đi ống nước nhánh 1 ở tầng 1

Lưu lượng qua AHU-1.2 ở tầng 1:

- Vận tốc nước trên đường ống: theo các tài liệu phương Tây, tốc độ nước trong ống còn tùy thuộc vào từng ứng dụng cụ thể và chủ yếu phụ thuộc sự xói mòn và đường kính của đường ống Tốc độ nước trên đường ống được thể hiện ở Bảng 2.19

Bảng 2 19 Tốc độ nước trên đường ống

Trường hợp Tốc độ của nước (m/s) Đầu đẩy của bơm 2,4 – 3,6 Đầu hút của bơm 1,2 – 2,1 Đường xả 1,2 – 2,1 Ống góp 1,2 – 4,5 Đường hướng lên 0,9 – 3

Các trường hợp thông thường 1,5 – 3 Nước trong thành phố 0,9 – 2,1

- Xác định đường kính ống: Trên cơ sở lưu lượng và tốc độ trên từng đoạn ống tiến hành xác định đường kính trong của ống như sau:

- G: Lưu lượng thể tích nước chuyển động qua đoạn ống đang tính, m 3 /s

- v: Tốc độ nước chuyển động trên ống, m/s (từ 1,5 - 2,5 m/s)

Lưu lượng qua mỗi nhánh đó bằng tổng lưu lượng qua mỗi AHU Từ đó xác định được lưu lượng nước qua ống nhánh ở tầng được thể hiện trong phần phụ lục Bảng phụ lục 2 16

Bơm cấp nước trong hệ thống Water Chiller là thiết bị tạo áp lực để vận chuyển nước từ Chiller đến các thiết bị khác như AHU, tháp giải nhiệt,… Bơm cấp nước thông dụng hiện nay là bơm ly tâm Nhóm chọn phương án thiết kế gồm 3 chạy và 1 dự phòng

Lưu lượng G (m 3 /h; L/s) và cột áp H (m cột nước) là hai thông số đặc trưng của bơm thể hiện sức mạnh của bơm

2.4.6.1 Xác định lưu lượng bơm nước lạnh và bơm nước giải nhiệt

TÍNH KIỂM TRA THÔNG GIÓ, HÚT KHÓI VÀ TẠO ÁP

Hệ thống cấp gió tươi

3.1.1 Mục đích cấp gió tươi

Khi ở trong không gian kín, oxy chỉ có một lượng nhất định là nguyên nhân làm cho con người luôn có cảm giác thiếu oxy và cảm thấy mệt mỏi Không khí không được lưu thông sẽ ảnh hưởng đến chất lượng không khí rất nhiều nên ta cần cấp gió tươi vào trong không gian điều hòa để bổ sung phần oxy bị thiếu và tạo ra không gian điều hòa tốt nhất

3.1.2 Xác định tốc độ không khí trong ống

Tốc độ không khí là đại lượng được quan tâm hàng đầu vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến hệ thống Khi tốc độ không khí cao, công suất quạt lớn thì độ ồn sẽ lớn nhưng ưu điểm kích thước đường ống lại nhỏ và ngược lại Do vậy, ta cần cân nhắc để xác định vận tốc gió trong đường ống cho phù hợp để hệ thống hoạt động ổn định mà còn phải đạt độ ồn phù hợp đi kèm với hiệu quả kinh tế

3.1.3 Tính toán lưu lượng cấp gió tươi

Công trình trung tâm thương mại sử dụng thiết bị xử lý không khí AHU, ngoài chức năng cơ bản là làm lạnh và sưởi, AHU còn có khả năng xử lý không khí về nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch với nhiều model ghép lại như quạt, coil lạnh/nóng, lưới lọc, bộ gia nhiệt, bộ gia ẩm, …Vì thế AHU có thể hoàn toàn xử lý gió tươi và hệ thống cấp gió tươi cho từng tầng của trung tâm thương mại được nối thẳng vào hộp hòa trộn của các AHU đặt ở mỗi tầng

Trên đường ống lấy gió tươi được gắn các van điều chỉnh lưu lượng VCD (Volume Control Damper) để điều khiển cố định cấp gió tươi vào các không gian điều hòa Lưu lượng gió tươi được xác định theo công thức: đơn vị m 3 /h

- Qgt: Lưu lượng gió tươi (m 3 /h)

- n: Số người trong không gian điều hòa (người)

- ln: Lưu lượng khí tươi cần cấp cho 1 người trong 1 giờ (m 3 /h người)

Ví dụ: Tính lưu lượng gió tưới tại tầng 1, thương mại 1 của công trình có diện tích là 580,2 m 2

Theo Phụ lục F – TCVN 5687: 2010 Với mật độ người đã được xác định ở trên và lưu lượng gió tươi cấp cho 1 người là 18 m 3 /người, theo bảng 4.19 mục 4.2.8 tài liệu [10]

Ta tính được lưu lượng gió tươi được cấp cho mỗi tầng theo biểu thức 3.1

Vậy lưu lượng cho khu thương mại 1, tầng 1 có diện tích m 2 và số người là 557 người có lưu lượng gió tươi yêu cầu là 8730 m 3 /h = 2425 l/s

Tương tự các tầng còn lại được thể hiện trong Bảng 3.1

3.1.4 Xác định kích thước ống

3.1.4.1 Kích thước ống gió cứng

Có nhiều cách tính kiểm tra kích thước ống gió, ví dụ như: ma sát đồng đều, giảm dần tốc độ, phục hồi áp suất tĩnh Tuy nhiên nhóm chúng em sẽ chọn phương pháp ma sát đồng đều để tính kiểm tra do phương pháp này đơn giản và được sử dụng phổ biến rộng rãi bên ngoài Phương pháp ma sát đồng đều là chọn tổn thất áp suất trên 1 mét ống Δp𝑖 cho tất cả các đoạn ống đều bằng nhau để tiến hành tính toán thiết kế đường ống gió Phương pháp này đặc biệt thích hợp cho các hệ thống thuộc loại tốc độ thấp, được dùng phổ biến để thiết kế đường ống cấp, ống hồi và ống thải gió Người ta không dùng phương pháp này để thiết kế hệ thống áp suất cao

Phương pháp ma sát đồng đều ưu việt hơn hẳn phương pháp giảm dần tốc độ vì nó không cần phải cân bằng đối với các hệ thống đường ống đối xứng Nhóm em sẽ tiến hành theo cách sau Đầu tiên lựa chọn giá trị tổn thất áp suất ma sát cho 1 mét ống và giữ nguyên giá trị này để tính toán cho toàn bộ các đoạn ống khác của hệ thống Khi chọn cách này điều quan trọng là phải chọn được tổn thất áp suất hợp lý, vì nếu chọn Δp𝑖 lớn quá, đường ống sẽ gọn nhẹ nhưng độ ồn sẽ cao, quạt lớn, khi chọn Δp𝑖 bé quá, đường ống sẽ cồng kềnh, tốc độ gió nhỏ, nhưng độ ồn nhỏ và quạt yêu cầu cột áp nhỏ Để giải quyết vấn đề này các nhà nghiên cứu khuyên chọn Δp𝑖 = 0,8 – 1 Pa/m Do đó,

62 nhóm chúng em chọn Δp𝑖 = 1 Pa/m Đồng thời nhóm chúng em sử dụng phần mềm Ductsize để hỗ trợ nhanh trong việc tính toán

Phần mềm Ductsizer được phát triển bởi McQuay, đây là phần mềm chuyên dụng để tính toán kích thước của đường ống gió cho các thiệt bị, dễ dàng sử dụng và độ chính xác cao Giao diện phần mềm trình bày đầy đủ các mục để nhập các thông số và kết quả tính toán được (xem Hình 3.1)

Hình 3 1 Giao diện phần mềm DuctSize

Ta cài đặt thông số tính toán tại 20 o C (điều kiện nhiệt độ, áp suất tiêu chuẩn)

- Fluid density là khối lượng riêng của không khí tại điều kiện lựa chọn, (kg/m 3 )

- Fluid viscosity là độ nhớt động học của không khí tại điều kiện lựa chọn, (kg/n.h)

- Specific heat là nhiêt dung riêng của không khí tại điều kiện lựa chọn, (kJ/kg o C)

- Engergy factor là hệ số năng lượng, (W/ o C.L/s)

- Flow rate là lưu lượng không khí qua ống gió, (L/s)

- Head loss là tổn thất áp suất qua ống, (Pa/m)

- Velocity là vận tốc luồng gió qua ống gió, (m/s)

- Equivalent diameter là đường kính tương đương của ống gió, (mm)

- Duct size kích thước chiều dài và rộng của ống gió, (mm)

Phương pháp ma sát đồng đều chọn tổn thất áp suất qua ống gió là: ∆𝑝 1 = 1,0 Pa/m theo tài liệu [10] – Tính tổn thất áp suất theo phương pháp ma sát đồng đều

Ví dụ: Tính kích thước ống gió tươi cho khu vực thương mại 1 (AHU 1.1) tầng 1

- Ống gió tươi – màu xanh lá

- Kích cỡ ống theo công trình:

+ AHU thương mại 1 & 2: 700 x 500 (mm x mm)

Kích cỡ ống gió tươi cho khu vực thương mại 1&2 và Startbucks, tầng 1 được thể hiện ở Hình 3.2

Hình 3 2 Kích cỡ ống gió tươi cho khu vực thương mại 1&2, tầng 1

❖ Thực hiện tính toán kích cỡ ống gió trên phần mềm Ductsizer

- Chọn hệ đơn vị: Metric

- Nhập các thông số cần thiết

+ Ở phần trên cùng, nhập điều kiện hoạt động gồm nhiệt độ, độ ẩm và áp suất của công trình

+ Tiếp theo là các thông số liên quan gồm lưu lượng, tổn thất áp suất, vận tốc Với tổn thất ma sát qua ống gió là 1 Pa/m Vận tốc gió đối với ống gió thông thường (ĐHKK

+ Ở phần tổn thất áp suất cuối cùng, chọn kích cỡ ống gió gần 1 Pa/m nhất

Nhiệm vụ của chúng ta chỉ là chọn kích thước ống thỏa tỷ lệ 4:1, tức chiều dày và cao của ống không được ngoài tỷ lệ 4:1

+ Ở các đoạn ống còn lại ta thực hiện phép trừ để tính lưu lượng, sau đó thực hiện các bước tương tự như trên Ta tính được Bảng 3.1 kết quả tính toán ống gió cấp cho tầng 1 như sau:

Bảng 3 1 Kết quả tính toán ống gió cấp cho tầng 1

Kích cỡ ống chọn mm x mm

Kích cỡ ống của công trình mm x mm

Nhận xét: Kích cỡ ống do nhóm chọn lệch 50 mm so với kích cỡ ống của công trình

3.1.4.2 Kích thước ống gió mềm

Kích cỡ ống được xác định theo công thức: d = √ 4.𝑄

Trong đó: d – Đường kính ống gió, (m)

Q – Lưu lượng không khí qua ống gió, (m 3 /s)

Ví dụ: Tính kích thước ống gió mềm cho khu vực thương mại 2 tầng 1 Với lưu lượng mỗi miệng gió cấp Q = 121 L/s = 0, 0 121 m 3 /s ta được: d = √ 4.𝑄

Với d = 0,226 m ta chọn kích thước ống mềm  250 mm

Tương tự tính ống gió mềm cho các khu vực các được trình bày ở Bảng phụ lục 3 1.

Tính toán kiểm tra hệ thống hút khói sự cố

Ngạt khói là nguyên nhân phổ biến nhất gây tử vong cho cin người, Trong nhiều trường hợp hỏa hoạn, có khoảng 50% - 80% số ca tử vong là kết quả của việc hít phải khói hơn là bỏng trong các vụ cháy, các loại khí độc sinh ra trong đám cháy như Cacbon monoxit, Hydro cynanua, … Khi hít phải khí CO, máu trở nên không tiếp nhận được Oxy, hệ thần kinh sẽ bị tê liệt, vì thế cần phải có hệ thống hút khói để giảm thiểu thiệt hại về tính mạng con người khi xảy ra hỏa hoạn Bắt buộc thiết kế hút khói và không bắt buộc thiết kế hút khói theo QCVN 06:2022 Các khu vực bắt buộc hút khói bao gồm hành lang, các gian phòng, thoát khói cho bếp ăn công nghiệp và thoát khói cho gara kín Đối với công trình là trung tâm thương mại như Vạn Hạnh Mall thì không gian điều hòa như một không gian rộng lớn không có vách ngăn riêng biệt hoàn toàn Tuy nhiên, để dễ cho việc tính toán, thì nhóm chúng em sẽ chia ra làm hai khu vực cần tính toán hút khói là khu vực thông tầng (khu vực hành lang có lối đi chung) và khu thương mại

❖ Nguyên lý hoạt động hệ thống hút khói hành lang:

Nguyên lý hoạt động của hệ thống là khi có hỏa hoạn xảy ra, thời điểm bắt đầu đám cháy sẽ phát sinh khói và nhiệt Hệ thống cảm biến nhiệt độ, cảm biến khói của hệ thống phòng cháy chữa cháy sẽ chuyển tín hiệu đến quạt gió, lập tức quạt gió sẽ hoạt động Hệ

67 thống ống gió sẽ chuyển toàn bộ lượng khói thông qua các miệng hút về quạt và thải ra ngoài môi trường thông qua các cửa xả Đồng thời hệ thống chuông, đèn báo cháy hoạt động để cảnh báo người đang hoạt động trong các tòa nhà di tản ra hành lang để chạy ra các lối thoát hiểm Không giống như hệ thống tăng áp cầu thang chỉ hoạt động và có tác dụng khi bắt đầu có hỏa hoạn

Vì nó làm cho hành lang – sảnh thang giảm khói, làm cho người thoát hiểm nhìn thấy các lối thoát hiểm Áp suất tại các vị trí đó là áp suất âm Đám cháy khi đã trở lên lớn, phát sinh nhiệt độ cao sẽ tác động đến van chặn lửa làm cho cầu chì trong van nóng chảy và van chặn lửa đóng sập lại ngăn cho đám cháy lan truyền lên các tầng hoặc các khu vực khác của công trình Và sơ đồ nguyên lý của hệ thống hút khói của trung tâm thương mại Vạn Hạnh Mall được bố trí như các hình bên dưới Bên dưới chỉ thể hiện một phần sơ đồ nguyên lý tượng trưng vì các tầng như nhau

Sơ đồ nguyên lý hệ thống hút khói thương mại tầng hầm và tầng 1, hệ thống hút khói thông tầng, sơ đồ nguyên lý hệ thống hút khói nhà xe được thể hiện ở Hình 3.3, 3.4 và 3.5

Hình 3 3 Sơ đồ nguyên lý hệ thống hút khói thương mại tầng hầm và tầng 1

Hình 3 4 Hệ thống hút khói thông tầng

Hình 3 5 Sơ đồ nguyên lý hệ thống hút khói nhà xe

3.2.1 Tính toán kiểm tra lưu lượng hút khói

3.2.1.1 Lưu lượng hút khói cho khu vực thương mại

Ta xác định được lưu lượng khói G, kg/h, thải ra từ không gian phòng cần được xác định theo chu vi vùng cháy

Lưu lượng khói đối với các phòng có diện tích dưới 1600 m 2 hay đối với bể khói cho phòng có diện tích lớn hơn cần được xác định theo công thức L3, phụ lục L tài liệu [11]:

- Pf là chu vi vùng cháy trong giai đoạn đầu, m, nhận bằng trị số lớn nhất của chu vi thùng chứa nhiên liệu hở hoặc không đóng kín, hoặc chỗ chứa nhiên liệu đặt trong vỏ bao từ vật liệu cháy Đối với các phòng có trang bị hệ thống phun nước chữa cháy (sprinkler), thì lấy giá trị P f = 12 m Nếu chu vi vùng cháy không thể xác định được thì cho phép xác định chu vi này theo công thức L4, phụ lục L tài liệu [11]:

- A là diện tích của gian phòng hay của bể chứa khói, tính bằng mét vuông (m 2 );

- y là khoảng cách, tính bằng m, từ mép dưới của vùng khói đến sàn nhà, đối với gian phòng lấy bằng 2,5 m, hoặc đo từ mép dưới của vách lửng hình thành bể chứa khói đến sàn nhà

- Ks là hệ số, lấy bằng 1; còn đối với hệ thống thải khói bằng hút tự nhiên kết hợp với chữa cháy bằng hệ phun nước sprinkler thì lấy K = 1,2 [11]

Ví dụ tính toán hệ thống hút khói sự cố cho tầng 1 có diện tích vùng cháy là 5800 m 2

- Vì tầng 1 có diện tích vùng cháy lên đến 5800 m 2 , do đó phải chia diện tích vùng cháy ra không quá 1600 m 2 theo mục 6.8 TCVN 5687:2010 Do đó, chia ra được là 3,6 khu hút khói sự cố Đối với công trình có mặt bằng gần giống như hình chữ nhật thì ta chia thành 4 khu để dễ bố trí, trên bản vẽ thiết kế của công trình cũng chia tương tự 4 khu gồm 2 khu lớn và 2 khu nhỏ hơn như hình bên dưới Mặt bằng tầng 1 – hệ thống hút khói được thể hiện ở Hình 3.6

Hình 3 6 Mặt bằng tầng 1 – hệ thống hút khói

- Tính toán lưu lượng hút khói đối với khu vực nhỏ hơn 1600 m 2 có sprinkler: theo phụ lục L2, tài liệu [11]

Pf : chu vi vùng cháy giai đoạn đầu Đối với công trình có chức năng thương mại thì thường được lắp hệ thống phun nước chữa cháy tự động (sprinkler) Do đó, theo tiêu chuẩn Pf = 12 m y là khoảng cách, tính bằng m, từ mép dưới của vùng khói đến sàn nhà, đối với gian phòng lấy bằng 2,5 m

Ks là hệ số, lấy bằng 1.0

Từ đó xác định được lưu lượng hút khói thải sự cố có diện tích vùng cháy dưới 1600 m 2 có sprinkler tự động là 32198 m 3 /h = 8,9 m 3 /s

Lưu lượng quạt theo bản vẽ là 8,3 m 3 /s Vậy nhóm tính dư 6,7% so với thông số thực tế

3.2.1.2 Kiểm tra kích thước ống hút khói khu vực thương mại

Nhóm chúng em chọn tầng điển hình để tính kiểm tra ống gió hút khói là tầng 1 Vì lưu lượng quạt hút khói của 4 vùng và các tầng là như nhau Do đó chúng em chỉ tính cho khu thương mại 1, tầng 1

Ta có lưu lượng hút khói khi xảy ra sự cố hỏa hoạn ở khu vực thương mại 1 ở tầng 1 là Q = 8,3 m 3 /s = 8300 l/s

Chúng em vẫn sử dụng phần mềm Ductsizer để kiểm tra kích thước ống gió hút, tuy nhiên đối với thông gió sự cố, tổn thất áp suất là 3 Pa/m và vận tốc gió tối đa là 15 m/s theo tài liệu [11] Và 4 quạt hút khói sự cố cho 4 khu đều có lưu lượng là 8.3 m 3 /s, 400

Pa nên nhóm chỉ tính 1 khu Bên dưới là bảng kích cỡ ống gió hút khói sự cố tầng 1 Tính toán kích cỡ cho ống gió hút khói sự cố bằng phần mềm DuctSizer được thể hiện ở Hình 3.7

Hình 3 7 Tính toán kích cỡ cho ống gió hút khói sự cố

Kích cỡ ống hút khói sự cố tầng 1 được thể hiện ở Bảng 3.2

Bảng 3 2 Kích cỡ ống hút khói sự cố tầng 1 Đoạn Lưu lượng l/s

Kích cỡ chọn Kích cỡ công trình mm x mm

Chú ý: (375 mm) là kích cỡ của phần mềm đề xuất, thường thì không sử dụng ống có kích thước 375 mm nên chọn lên 400 mm

Nhận xét: Kích thước nhóm tính toán được có cạnh heigh là 375 mm, tuy nhiên nên chọn kích thước ống chẵn và lớn hơn Do đó chọn kích thước heigh là 400 mm, như vậy có thể kết luận là kết quả nhóm tính toán đúng với kích thước của công trình

3.2.2 Tính tổn thất áp suất ống gió hút khói sự cố

3.2.2.1 Tổn thất ma sát trên đường ống

Tổn thất ma sát của các đường ống gió trong hệ thống cấp gió tươi sẽ tạo ra trở kháng và được tính theo tài liệu [10]

-  pms – Tổn thất do ma sát trong đường ống gió (Pa)

- L - Chiều dài đoạn ống gió (m)

- p1 – Tổn thất do ma sát được tính trên một mét (Pa/m)

Như để cho việc tính toán có thể đơn giản hơn thì ta có thể cho ma sát trên các đường ống là đều nhau nên việc tổn thất do bị ma sát trên mỗi một mét ống gió là bằng nhau, theo phương pháp ma sát đồng đều p 1 = 1 Pa/m đối với thông gió thông thường và

p 1 = 3Pa/m với thông gió sự cố

Tính kiểm tra lưu lượng gió thải nhà vệ sinh, phòng rác và phòng kỹ thuật

Hệ thống hút mùi toilet phòng khách sạn được thiết kế các miệng gió gắn trên trần các toilet, gió được hút ra ngoài theo hệ thống ống gió và hút ra ngoài bởi quạt trung tâm đặt trên tầng mái Gió tươi cấp vào thông qua các khe cửa khi quạt hoạt động

Hệ thống thông gió các phòng kho và phòng kỹ thuật được thiết kế các miệng gió được hút ra ngoài theo hệ thống ống gió và hút ra ngoài bởi quạt trung tâm đặt tại tại mỗi tầng Gió tươi cấp vào thông qua các khe cửa hoặc louver khi quạt hoạt động

Hệ thống hút mùi phòng rác được thiết kế các miệng gió gắn trên trần gió được hút ra ngoài theo hệ thống ống gió và hút ra ngoài bởi quạt hướng trục đặt trên trần, gió thải đi theo ống gió lên mái Gió tươi cấp vào thông qua các khe cửa hoặc louver khi quạt hoạt động Đối với Nhà vệ sinh lưu lượng gió thải được xác định:

- V: Thể tích không gian cần thải gió, (m 3 )

- ACH: Số lần trao đổi gió mỗi giờ, với nhà vệ sinh, phòng tắm là 10 Theo phụ lục

- Lưu lượng gió thải nhà vệ sinh tầng 1 với thể tích là 47.3 = 141 m 3

Lưu lượng gió thải cho nhà vệ sinh:

Lưu lượng quạt hút mùi nhà vệ sinh trên bản vẽ là 0.39 m 3 /s = 390 l/s Lưu lượng nhóm tính toán là 391,6 l/s Có thể coi thông số tính toán khớp với thông số thực tế

- Lưu lượng gió thải phòng kỹ thuật với thể tích là 147,9.5,5 = 818,95 m 3

- Lưu lượng gió thải phòng rác với thể tích là 57.6 = 342 m 3

L = V.ACH = 342.10 = 3420 m 3 /h ACH của phòng rác tham khảo theo Fantech xem trong (hình phụ lục 3.1 – 3.7) Lưu lượng gió thải tầng 1 được thể hiện ở Bảng 3.4

Bảng 3 4 Lưu lượng gió thải tầng 1

Lưu lượng gió thải thiết kế (m 3 /h)

Theo sơ đồ nguyên lý, các tầng như nhau Do đó nhóm chỉ tính một tầng đại diện.

Tính kiểm tra thông gió nhà xe

Bên trong tầng hầm có bãi đậu xe Vì vậy ta cần thông gió tầng hầm, hút khói thải từ xe, đưa không khí tươi vào bên trong hầm làm cho tầng hầm được thông thoáng và đủ oxy cho người thở

3.4.1 Lưu lượng gió cấp/ gió thải

- S: Diện tích không gian cần thông gió, m 2

- H: Chiều cao không gian cần thông gió, m ACH – Số lần trao đổi gió trên giờ + Trong trường hợp bình thường: ACH = 6

+ Trong trường hợp cần hút khói: ACH = 9

Tính toán lưu lượng thông gió của tầng hầm cho cả 2 trường hợp (xem Bảng 3.5)

Bảng 3 5 Bảng tính thông gió cho các tầng hầm

Chiều cao hầm khu vực để xe (m)

Diện tích hầm khu vực để xe (m 2 )

Lưu lượng gió tươi (m 3 /h) ACH = 6 ACH = 9 ACH = 6

So sánh lưu lượng gió tươi và gió thải giữa tính toán và công ty thiết kế được thể hiện ở Bảng 3.6 và 3.7

Bảng 3 6 So sánh lưu lượng gió tươi giữa tính toán và công ty thiết kế

Vị trí Lưu lượng gió tươi tính toán (m 3 /h)

Lưu lượng gió tươi công ty thiết kế (m 3 /h)

Bảng 3 7 So sánh lưu lượng gió thải giữa tính toán và công ty thiết kế

Lưu lượng gió thải tính toán (m 3 /h)

Lưu lượng gió thải công ty thiết kế (m 3 /h) Sai lệch (%) ACH = 6 ACH = 9 ACH = 6 ACH = 9 ACH = 6 ACH = 9

Sau khi thực hiện tính toán tay theo tiêu chuẩn thiết kế, nhóm có sai lệch nằm trong khoảng cho phép Do việc đo đạc diện tích hầm của nhóm và của bên thiết kế có chênh lệch một phần nhỏ, vì diện tích sàn của tầng hầm rất lớn và trên bản vẽ rất nhiều nét kiến trúc phức tạp nên khó tránh khỏi sai số Yếu tố thứ hai khiến sai số là nhóm không đủ thông tin về phương án chạy hai chế độ của công trình, là quạt chạy hai tốc độ hay là chạy 2 quạt cùng lúc khi có sự cố Xem Hình phụ lục 3.1 - 3.7 quạt tầng hầm và thông số quạt trên phần mềm Fantech

3.4.2 Tính kiểm tra kích thước ống gió cấp/thải

Công trình sử dụng quạt hút khói và cấp khí độc lập ở mỗi tầng hầm Do đó, nhóm chúng em chỉ tính toán kích cỡ ống gió cấp của tầng hầm Nhóm sử dụng phầm mềm Ductsizer để hỗ trợ tính toán

Tính toán kích cỡ ống gió cấp tầng hầm và kích cỡ ống gió cấp tầng hầm trên thực tế được thể hiện ở Hình 3.16 và 3.17

Hình 3 16 Tính kích cỡ ống gió cấp tầng hầm

Hình 3 17 Kích cỡ ống gió cấp tầng hầm trên thực tế

Kích cỡ ống gió cấp tầng hầm và tầng hầm lửng được thể hiện ở Bảng 3.8

Bảng 3 8 Kích cỡ ống gió cấp tầng hầm và tầng hầm lửng

Kích cỡ tính (mm x mm)

Kích cỡ thực tế (mm x mm)

CD 2066,67 800 x 400 (375) 800 x 400 Ghi chú: (475) là phần mềm gợi ý, 500 mm là số chọn vì kích cỡ thường chọn chẵn

Kết luận: Sau khi tính toán kích cỡ, có thể thấy kích cỡ nhóm chúng em tính toán khớp với kích cỡ thực tế, chỉ có chiều cao ống của đoạn BC tầng hầm lớn hơn 50 mm so với thực tế.

Tính toán kiểm tra hệ thống tăng áp

3.5.1 Mục đích của việc tăng áp

Tất cả các hệ thống thông gió, điều áp nào cũng đều có mục đích mang lại bầu không khí trong lành, giữ cho khói độc cách xa lối thoát hiểm trong một thời gian nhất định để con người có thể chạy thoát trong trường hợp có cháy Đảm bảo an toàn cho tính mạng con người: Khi có sự cố cháy xảy ra, hệ thống quạt tăng áp sẽ được kích hoạt tự động để tạo ra lượng áp suất chênh lệch giữ cầu thang bộ và các khu vực khác như: sảnh chờ, căn hộ…

Bảo vệ tài sản: Hệ thống tăng áp hoạt động còn giúp hạn chế tối đa việc lây lan khói, nhiệt vào những khu vực có chứa thiết bị, tài sản có giá trị

Chống cháy lan: Khi một lượng lớn không khí sạch được đưa đến cầu thang bộ sẽ tạo ra bức tường vô hình để ngăn không cho lửa và khói cháy lan ra các khu vực xung quanh

3.5.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống tăng áp

Quạt tăng áp cầu thang cấp không khí vào cầu thang và không khí thoát ra ngoài khu vực cháy bao gồm cả khói và bụi Khi người chạy ra khỏi một cửa ở tầng 1 chẳng hạn thì cửa đó sẽ mở ra và có bản lề thủy lực kéo cửa luôn đóng vào, còn cửa để thoát một phần khói bụi thì ra một phía khác, cửa này có van điều chỉnh và cảm biến chênh áp, chỉ có cho mở ra khi áp lực chênh trong giới hạn cho phép

Khi hỏa hoạn xảy ra từ 1 phòng khói sẽ lan ra hành lang, vì vậy phải có hệ thống hút khói tại hành lang dùng để giảm thiểu ảnh hưởng của khói Hệ thống này gồm các van

84 khói, đặt dưới trần mỗi tầng nối với các ống hút tới quạt hút đặt trên mái Khi có tín hiệu báo cháy, van khói tại tầng bị cháy và quạt hút được kích hoạt mở để hút khói

Do đó nguyên lý hoạt động của hệ thống tăng áp cầu thang là khi có tín hiệu báo cháy thì quạt tạo áp sẽ hoạt động cung cấp gió tươi bên ngoài vào buồng thang, mục đích duy trì 1 áp suất gió dương trong buồng thang giúp ngăn khói tràn vào để cho mọi người thoát nạn ra ngoài Bên dưới là sơ đồ nguyên lý hệ thống tăng áp cầu thang (như hình 3.18) của công trình Vạn Hạnh Mall

Hình 3 18 Sơ đồ nguyên lý hệ thống tăng áp cầu thang

Theo hồ sơ công trình về thông tin quạt điều áp như sau:

- Quạt điều áp (PAF) là loại quạt chịu nhiệt 300℃ trong 2 giờ

- Quạt điều áp được cấp nguồn bằng dây chống cháy 2 giờ

- Ống gió tang áp có độ dày tối thiểu 1,2mm và được bọc chống cháy đảm bảo EI30

- Áp suất trong buồng thang được duy trì + 20 Pa

- Tất cả các cửa cầu thang thoát hiểm, phòng đệm đều là cửa chống cháy, thời gian

85 chịu lửa ít nhất EI 70 phút

- Tất cả các cửa phòng kỹ thuật, đều là cửa chống cháy thời gain chịu lửa ít nhất EI

3.5.3 Kiểm tra hệ thống tăng áp cầu thang bộ

3.5.3.1 Kiểm tra lưu lượng tăng áp cầu thang bộ

Lượng gió qua các khe cửa đóng theo BS 5588:1998 tài liệu [19], mục 14.2.2 được tính theo biểu thức

- 𝑄𝐷: Tổng lưu lượng gió xì qua khe cửa đóng (m 3 /s)

- 𝐴D: Hệ số diện tích xì qua cửa (m 2 )

- P: Độ chênh lệch áp suất trong và ngoài cầu thang (Pa)

Tính toán lưu lượng tăng áp cho trục A4, H5 và A10; Gồm 7 tầng và 1 tầng hầm Với số cửa mở vào/ ra cầu thang bộ gồm 8 cửa

Theo BS EN 12101-6:2005 tài liệu [18] thì sẽ mặc định AD = 0,01 đối với tất cả các cửa đơn mở vào không gian tạo áp mà không phân biệt kích thước Để tính chính xác hơn hệ số này nhóm chúng em tham khảo tiêu chuẩn BS 5588 Part 4-1978 tài liệu [19], tại Table 3 có nhắc đến hệ số AD = 0,01 sẽ dùng cho cửa có kích thước 800(mm)x2000(mm) Đồng thời tiêu chuẩn cũng khuyến cáo đối với các cửa có kích thước lớn hơn chúng ta nên nội suy để tìm chính xác AE Dưới đây là Bảng 3.9 thể hiện hệ số diện tích rò lọt theo tiêu chuẩn

Bảng 3 9 Hệ số diện tích rò lọt theo tiêu chuẩn BS 5588 Part 4-1978 [19]

Type of door Size Crack length m

Single-leaf in rebated frame opening into a pressurized space

Single-leaf in rebated frame opening into a pressurized space

Double-leaf with or without centre rebate

Dựa vào tiêu chuẩn BS EN 12101-6:2005 tài liệu [18] và tham khảo hồ sơ thiết kế thì hệ thống tạo áp của công trình sẽ được thiết kế cho trường hợp có 2 cửa mở đồng thời, tức là 1 cửa mở ra ở tầng cháy và 1 cửa mở ra ở tầng 1

Trừ 2 cửa mở đồng thời thì chúng ta còn 6 cửa đóng, tất cả đều là cửa mở vào

Do cửa trong bài toán chúng em đang tính có kích thước 900(mm) x 2150(mm) nên sau khi nội suy cho ra AD = 0,0108 m 2 của 1 cửa

Xác định được lưu lượng không khí rò rỉ qua 6 cửa đóng:

Lưu lượng gió tràn qua cửa khi mở cửa:

- Theo QCVN 06-2021 BXD [13], ta có biểu thức:

- n: Số cửa mở đồng thời

- v: Vận tốc gió tràn qua cửa, lấy v = 1,3 (m/s) theo mục 6.17, tài liệu [11]

Theo biểu thức, ta tính được Q2:

Như vậy, ta xác được tổng lưu lượng khí cấp cho tăng áp bằng lưu lượng tràn qua khi cửa mở cộng với lưu lượng khí rò rỉ khi cửa đóng nhân với 15% hệ số dự phòng đối với ống gain bằng tone, 25% với hộp gain bằng bê tông hoặc gạch xây Với hệ thống tăng áp của công trình này sử dụng tone nên nhân hệ số dự phòng là 15% [11]

Lưu lượng khí tăng áp = (QD + Q2).0,15= (0,2405 + 5,031).15% = 6,06 m 3 /s

Lưu lượng không khí cấp cho tăng áp là 6,06 m 3 /s và thông số kỹ thuật trên quạt tăng áp là 5900 m 3 /s Nhóm tính lệch 2,64% so với thông số công trình

3.5.3.2 Tính kiểm tra kích thước hộp gain tăng áp thang bộ

Tương tự như tính kích thước cho ống hút khói, chúng em vẫn sử dụng phần mềm Ductsizer để hỗ trợ tính toán kích cỡ ống gain cho hệ thông tăng áp Tổn thất ống gió của hệ thống tăng áp cũng tương tự như hệ thống hút khói là 3 Pa/m

Theo thông số kỹ thuật của quạt tăng áp trên sơ đồ nguyên lý là 5900 l/s, và dựa trên sơ đồ nguyên lý cũng xác định được số lượng miệng gió tăng áp là 16 miệng gió Xác định được lưu lượng qua mỗi miệng gió là 368,75 l/s Bảng kết quả tính toán kích cỡ hộp gain của hệ thống tăng áp được thể hiện ở Bảng 3.10

Bảng 3 10 Kích cỡ hộp gain cho hệ thống tăng áp thang bộ A4, H5 Đoạn Lưu lượng Vận tốc Kích thước tính Kích thước công trình l/s m/s mm x mm

Như vậy kích cỡ ống của cạnh Heigh lệch từ 50 mm đến 100 mm so với thông số thực tế

3.5.4 Kiểm tra hệ thống tăng áp phòng đệm thang máy PCCC

Tính lưu lượng tăng áp cho phòng đệm thang máy tương tự như tăng áp thang bộ Tuy nhiên, dựa trên bản vẽ, xác định được hộp gain của tăng áp phòng đệm thang máy xây bằng bê tông hoặc gạch Và kích thức cửa cũng khác

- Kích thước cửa thang máy: 1200 mm x 2300 mm

- Số cửa: 16 cửa (7 tầng thương mại, 1 tầng hầm 2 thang máy)

Lưu lượng gió rò rỉ qua cửa khi cửa đóng được thể hiện ở Bảng 3.11

Bảng 3 11 Lưu lượng gió rò rỉ qua cửa khi cửa đóng

Tổng số lượng cửa đóng

Lưu lượng gió rò rỉ qua cửa khi cửa mở được thể hiện ở Bảng 3.12

Bảng 3 12 Lưu lượng gió rò rỉ qua cửa khi cửa mở

Lưu lượng tăng áp phòng đệm thang máy trục D12 được thể hiện ở Bảng 3.13

Bảng 3 13 Lưu lượng tăng áp phòng đệm thang máy trục D12

Phòng đệm Lưu lượng tổng Q

Lưu lượng của công trình (m3/s) Lệch %

Như vậy lưu lượng cấp khí tăng áp cho phòng đệm thang máy nhóm chúng em tính cao hơn so với công trình thực tế là 7,6 % Vì cách tính, tiêu chuẩn của nhóm và bên thiết kế có thể khác nhau dẫn đến sai lệch

Tính chọn miệng gió cho hệ thống tăng áp

Ví dụ tính cho tăng áp phòng đệm thang máy với lưu lượng quạt là 3000 l/s, 8 miệng gió (8 tầng) Vậy lưu lượng cho mỗi miệng gió là 375 l/s = 1350 m 3 /h Và vận tốc gió yêu cầu là 5 m/s theo (theo khuyến cáo của ASHRAE) Và sử dụng miệng gió sọt trứng cho tăng áp cầu thang

TRIỂN KHAI BẢN VẼ ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ VÀ THÔNG GIÓ BẰNG PHẦN MỀM AUTODESK REVIT

Sơ lược về phần mềm Revit

AUTODESK REVIT là một phần mềm mạnh khi yêu cầu triển khai bản vẽ kiến trúc, kết cấu, hệ thống điều hòa không khí trên 3D một cách trực quan

REVIT cho phép kỹ sư có thể lên ý tưởng và dựng đồ họa 2D, 3D toàn bộ công trình chỉ bao gồm trong một file gọn gàng, tích hợp kèm cả cơ sở dữ liệu mô hình và các thông số kỹ thuật Và nhóm đã dựng các hệ thống thông gió, điều hòa không khí cho công trình Vạn Hạnh Mall mà nhóm đã tính toán ở trên chương 2 và 3 Mô hình công trình được dựng qua phần mềm REVIT được thể hiện qua Hình 4.1

Hình 4 1 Hệ thống điều hoà không khí và thông gió của trung tâm thương mại Vạn

Tất cả những người học và làm công việc liên quan đến thiết kế công trình đều là đối tượng người dùng của REVIT, có thể kể tới như sinh viên khoa kiến trúc, kỹ sư xây dựng, kiến trúc sư, nhà thầu xây dựng Những người cần giới thiệu ý tưởng công trình theo quy trình BIM

Về cơ bản, phần mềm Revit được Autodesk thiết kế với kết cấu gồm ba phần là REVIT ARCHITECTURE, REVIT STRUCTURE và REVIT MEP, phục vụ cho các đối tượng người dùng với mục đích khác nhau

Trong đó, REVIT ARCHITECTURE có thể phục vụ tốt các chuyên gia trong lĩnh vực thiết kế kiến trúc và xây dựng REVIT STRUCTURE giúp gia tăng độ chính xác khi lắp đặt với công việc thiết kế bê tông và cốt thép chi tiết Revit MEP lại phổ biến với ngành cơ điện, nổi bật nhờ khả năng hỗ trợ thiết kế bản vẽ cực kỳ chi tiết cho giới kỹ sư lành nghề Đồ án tốt nghiệp này chủ yếu tập trung triển khai REVIT cho hệ thống thông gió và ống nước lạnh chiller của công trình Vạn Hạnh Mall.

Triển khai bản vẽ Revit hệ thống thông gió

Hình 4 2 Mặt bằng hệ thống thông gió tầng 1

Về phần ống gió, “System type” của các loại ống thông gió sử dụng cho công trình bao gồm: ống gió cấp (màu xanh dương); ống gió hồi (màu tím); ống gió tươi (màu xanh lá); ống hút khói (màu đỏ); ống hút gió thải nhà vệ sinh (màu cam); ống tăng áp (màu trắng) và ống hút mùi bếp (màu vàng) Mặt bằng thông gió tầng 1 (như Hình 4.2) sử dụng 7 con AHU

Thiết kế điển hình ở phòng Starbucks (như Hình 4.3) sẽ là 1 máy AHU 1 - 6 cấp gió lạnh điều hoà

Hình 4 3 AHU ở phòng Starbucks ở tầng 1 view 3D

Một số hình ảnh hình ảnh của hệ thống thông gió xem ở Phụ lục 4 1.

Triển khai bản vẽ Revit hệ thống ống nước lạnh Chiller

Mặt bằng bản vẽ hệ thống ống nước lạnh Chiller tầng 1 được thể hiện ở Hình 4.4

Hình 4 4 Mặt bằng bản vẽ hệ thống ống nước lạnh Chiller tầng 1

Hình 4 5 Cụm van và khớp nối mềm ống nước lạnh Chiller của AHU 1-1

Về phần ống nước lạnh chiller, “System type” của từng loại ống nước sử dụng trong công trình bao gồm: ống cấp nước lạnh chiller (màu xanh dương); ống hồi nước lạnh chiller (màu đỏ); ống nước ngưng (màu xanh lá); ống nước cấp giải nhiệt bình ngưng (màu xanh da trời); ống nước hồi giải nhiệt bình ngưng (màu tím); ống nước cấp bổ sung cho tháp giải nhiệt (màu xanh lá nhạt); ống nước xả đáy cho tháp giải nhiệt (màu xanh biển)

Trước khi kết nối vào máy AHU, ống nước lạnh chiller sẽ được đặt khớp nối mềm, van cổng, van cân bằng, van 3 ngã, y lọc, đồng hồ đo áp suất, nhiệt độ, (như Hình 4.5)

Hệ Water chiller còn có thêm phòng máy chiller đặt 4 thiết bị Water Chiller và 4 tháp giải nhiệt bằng nước (như Hình 4.6, 4.7) Đường thứ nhất đi qua bình bay hơi làm lạnh cho đường nước chiller đi xuống ống rẽ nhánh ở các tầng dưới chờ sẵn để cấp vô các máy AHU, đường thứ hai sẽ đi qua bình ngưng để giải nhiệt, nước sau khi giải nhiệt sẽ đi đến tháp giải nhiệt bằng nước để giảm nhiệt độ rồi tiếp tục đi vào đường cấp theo một chu trình tuần hoàn khép kín

Trước khi kết nối vào các Chiller sẽ được lắp đặt khớp nối mềm, đồng hồ đo áp suất, nhiệt độ, công tắc dòng chảy, van bướm, (như Hình 4.8) Cụm van và khớp nối mềm ở bồn nước cấp (như Hình 4.9)

Hình 4 6 Mặt bằng phòng chiller ở tầng kỹ thuật

Hình 4 7 Phòng chiller ở tầng kỹ thuật view 3D

Hình 4 8 Cụm máy Water Chiller trên tầng kỹ thuật

Hình 4 9 Cụm van và khớp nối mềm ở Bồn nước cấp

Một số hình ảnh hình ảnh của hệ thống ống nước lạnh chiller xem ở Phụ lục 4 2.

Thống kê khối lượng bằng phần mềm Revit

Thống kê khối lượng là một trong những công việc quan trọng mà trong đó, bên thiết kế đưa bản vẽ CAD, nhóm thống kê khối lượng sẽ bốc tách thành 1 file excel giúp ta xác định được thiết bị, vật tư rồi báo giá cho chủ đầu tư Phần mềm Revit đã tích hợp

96 sẵn công cụ thống kê khối lượng ở mục “Schedules/Quantities (all)” trên thanh Project Browser Từ công cụ đó, người kỹ sư sẽ thực hiện các bước tạo bảng bốc khối lượng và xuất bảng thống kê đó ra thành 1 file excel riêng

Nhóm đồ án chỉ thực hiện bốc khối lượng hai hệ thống thông gió và ống nước lạnh chiller cho tầng 1 Qua một vài bước thực hiện, chúng ta đã thiết lập được bảng thống kê ống gió và ống chiller trên Revit (như Hình 4.10 và 4.11)

Hình 4 10 Bảng thống kê khối lượng hệ thông gió trên Revit

Hình 4 11 Bảng thống kê khối lượng hệ water chiller trên Revit