Luận văn thạc sĩ Quản lý năng lượng: Ứng dụng mô hình thông tin công trình để mô phỏng, phân tích năng lượng tiêu thụ trong thiết kế công trình xanh

TRẦN THANH LONG

ỨNG DỤNG MÔ HÌNH THÔNG TIN CÔNG TRÌNH ĐỂ MÔ PHỎNG, PHÂN TÍCH NĂNG LƯỢNG TIÊU THỤ

TRONG THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH XANH

Chuyên ngành: Quản Lý Năng Lượng Mã số: 8510602

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS Trương Phước Hoà

Cán bộ chấm nhận xét 1: TS Trương Hoàng Khoa

Cán bộ chấm nhận xét 2: TS Huỳnh Văn Vạn

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM Ngày 04 tháng 02 năm 2023

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

1 Chủ tịch hội đồng: PGS TS Nguyễn Đình Tuyên 2 Thư ký: Ths Phạm Minh Đức 3 Cán bộ phản biện 1: TS Trương Hoàng Khoa 4 Cán bộ phản biện 2: TS Huỳnh Văn Vạn

5 Uỷ Viên: Trần Thanh Ngọc

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có)

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: TRẦN THANH LONG MSHV: 1970690 Ngày, tháng, năm sinh: 08/04/1991 Nơi sinh: Quảng Nam Chuyên ngành: Quản Lý Năng Lượng Mã số: 8510602

I TÊN ĐỀ TÀI:

ỨNG DỤNG MÔ HÌNH THÔNG TIN CÔNG TRÌNH ĐỂ MÔ PHỎNG, PHÂN TÍCH NĂNG LƯỢNG TIÊU THỤ TRONG THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH XANH APPLY BUILDING INFORMATION MODELLING TO SIMULATE AND ANALYSE ENERGY CONSUMPTION IN DESIGNING OF GREEN BUILDING

II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

a Thực hiện ứng dụng mô hình thông tin công trình vào mô phỏng, phân tích năng lượng tiêu thụ của công trình theo tiêu chuẩn Công trình xanh

b Xác định các yếu tố thuận lợi và khó khăn của việc ứng dụng mô hình thông tin công trình trong thiết kế Công trình xanh

c Phân tích và đánh giá yếu tố thuận lợi và khó khăn của việc ứng dụng mô hình thông tin công trình vào thiết kế công trình xanh

d Kết luận

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 14/02/2022

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 19/12/2022

V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS TRƯƠNG PHƯỚC HOÀ

Tp HCM, ngày…… tháng…… năm 20

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

TS Trương Phước Hoà

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

(Họ tên và chữ ký)

TRƯỞNG KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

(Họ tên và chữ ký)

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, tôi xin chân thành cảm ơn thầy TS Trương Phước Hoà đã hướng dẫn tận tinh, chỉ bảo và luôn có sự phản hồi tỉ mỉ trong suốt thời gian thực hiện Thầy đã định hướng, truyền đạt kiến thức và nhiệt tình hướng dẫn để tôi có thể hoàn thành luận văn này

Xin gửi lời cảm ơn đến quý Công ty TNHH Tư vấn công trình xanh GreenViet đã hỗ trợ phần mềm trong quá trình thực hiện luận văn

Đồng thời xin gửi lời cảm ơn đến bạn bè, đồng nghiệp đã hỗ trợ tôi trong quá trình hoàn thành bảng khảo sát, một phần quan trọng trong luận văn của tôi

Trong quá trình thực hiện luận văn, chắc chắn tôi không tránh khỏi những thiếu sót do vấn đề chủ quan và khách quan Tôi rất mong nhận được sự thông cảm và tận tình của quý thầy cô

Xin chân thành cảm ơn!

TP Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2022

Trần Thanh Long

TÓM TẮT LUẬN VĂN

BIM (mô hình thông tin công trình) và công trình xanh trong giai đoạn này là hai vấn đề chính đã ảnh hưởng đến ngành xây dựng trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng

Luận văn này, đưa ra một phương pháp giúp tiếp cận BIM vào thiết kế công trình xanh nhằm định hướng người thiết kế công trình đạt theo những tiêu chuẩn về công trình xanh hiệu quả Từ đó, người thiết kế ứng dụng đạt được các tiêu chí: sử dụng hợp lý và tiết kiệm tài nguyên, năng lượng, nước, vật liệu, giảm thiểu nhỏ nhất các tác động đến môi trường xung quanh và sức khỏe con người, bảo tồn cảnh quan và sinh thái tự nhiên, tạo ra điều kiện sống tốt nhất cho con người

Trong Luận văn, Công trình được ứng dụng BIM vào thiết kế công trình xanh theo tiêu chuẩn Công trình Xanh Phần mềm IESVE sẽ được sử dụng để xây dựng mô hình thông tin công trình mà thực hiện mô phỏng năng lượng tiêu thụ

Ngoài ra, Luận văn còn đưa ra mô hình phân tích yếu tố thuận lợi và khó khăn ảnh hưởng đến việc ứng dụng BIM vào thiết kế công trình xanh ở Việt Nam Phần mềm SPSS được dùng để mô tả và phân tích ảnh hưởng của các yếu tố đến việc ứng dụng BIM vào thiết kế công trình xanh

ABSTRACT

BIM (building information model) and green building in this period are two main issues that have affected the construction industry in the world in general and in Vietnam in particular

This thesis, proposes a method to help approach BIM in green building design in order to orient building designers to meet the standards of effective green buildings Since then, the application designer achieves the following criteria: reasonable and economical use of resources, energy, water, materials, minimize the impact on the surrounding environment and human health, preserve the landscape and natural ecology, create the best living conditions for people

In the Thesis, the Building is applied BIM in green building design according to Green Building standards IESVE software will be used to model a building information model that simulates energy consumption

In addition, the thesis also provides a model to analyze the advantages and disadvantages affecting the application of BIM in green building design in Vietnam SPSS software is used to describe and analyze the influence of factors on the application of BIM in green building design

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đề tài “Ứng dụng mô hình thông tin công trình để mô phỏng, phân tích năng lượng tiêu thụ trong thiết kế công trình xanh” là một công trình nghiên cứu độc lập, không sao chép từ những công trình nghiên cứu khác Trong quá trình thực hiện luận văn, các tài liệu tham khảo được trích dẫn nguồn gốc rõ rang và trung thực Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiện nếu có vấn đề liên quan đến bản quyền hoặc đề tài nghiên cứu có tính trùng lập

NGƯỜI CAM ĐOAN

Trần Thanh Long

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU 1

1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1

1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 2

1.3 PHẠM VI NGHIÊN CỨU 2

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN 4

2.1 HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TRONG CÁC TÒA NHÀ THƯƠNG MẠI 4

2.2 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH XANH 6

2.2.1 Khái niệm về công trình xanh 6

2.2.2 Quá trình phát triển công trình xanh 7

2.2.3 Các chứng chỉ công trình xanh tại Việt Nam 9

2.3 TỔNG QUAN VỀ MÔ PHỎNG NĂNG LƯỢNG 12

2.4 GIỚI THIỆU CÁC CÔNG CỤ MÔ PHỎNG NĂNG LƯỢNG 12

2.5 MỘT SỐ NGHIÊN CỨU VỀ BIM VÀ CTX TRƯỚC ĐÂY 13

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN 17

3.1 MÔ PHỎNG NĂNG LƯỢNG 17

3.1.1 Thu thập dữ liệu 17

3.2 PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG MÔ HÌNH 19

3.2.1 Dẫn nhiệt 19

3.2.2 Truyền nhiệt đối lưu 20

3.2.3 Truyền nhiệt bằng chuyển động không khí 21

3.2.4 Truyền nhiệt bức xạ 21

3.2.5 Bức xạ mặt trời 21

3.2.6 Xây dựng mô hình 22

3.2.7 Mô phỏng 26

3.2.8 Đề xuất giải pháp thay thế, cải tạo và xây dựng mô hình 26

3.3 CÔNG CỤ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHẢO SÁT 27

3.3.1 Phương pháp lập bảng câu hỏi khảo sát 27

3.3.2 Các bước tiến hành xây dựng bảng câu hỏi 27

3.3.3 Xác định kích thước mẫu 29

3.3.4 Kiểm định thang đo 29

3.3.5 Phân tích nhân tố khám phá EFA 30

CHƯƠNG 4 ỨNG DỤNG MÔ HÌNH BIM TRONG VIỆC TÍNH TOÁN TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG CỦA TOÀ NHÀ 31

4.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TRÌNH 31

4.2 XÂY DỰNG MÔ HÌNH MÔ PHỎNG NĂNG LƯỢNG 34

4.2.1 Thiết lập lớp vỏ của công trình 38

4.2.2 Phân tích bóng râm và bức xạ nhiệt trên bề mặt của công trình 39

4.3 XÂY DỰNG MÔ HÌNH CƠ SỞ 40

4.4 MÔ PHỎNG CÔNG SUẤT TẢI NÓNG VÀ TẢI LẠNH 42

4.4.1 Tải nóng 42

4.4.2 Tải lạnh 42

4.5 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG NĂNG LƯỢNG 44

4.5.1 Thay đổi vật liệu lớp vỏ bao che 48

4.5.3 Phân tích chi phí giữa 2 phương án 51

4.6 KẾT LUẬN 51

CHƯƠNG 5 PHÂN TÍCH YẾU TỐ THUẬN LỢI VÀ KHÓ KHĂN CỦA VIỆC ỨNG DỤNG MÔ HÌNH BIM TRONG TÍNH TOÁN TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG CHO TOÀ NHÀ 52

5.1 TÓM TẮT CHƯƠNG 52

5.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA DỮ LIỆU NGHIÊN CỨU 54

5.3 ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CỦA THANG ĐO 58

5.4 PHÂN TÍCH THỐNG KÊ MÔ TẢ 60

5.4.1 Năm yếu tố ảnh hưởng có điểm số cao nhất là: 62

5.5 PHÂN TÍCH NHÂN TỐ KHÁM PHÁ (Exploratory Factor Analysis) 62

5.5.1 Đánh giá độ tin cậy của thang đo 62

5.5.2 Kết quả phân tích nhân tố khám phá 64

5.6 KẾT LUẬN 66

CHƯƠNG 6 KẾT LUẬN 67

6.1 KẾT LUẬN 67

6.2 HẠN CHẾ CỦA LUẬN VĂN 67

6.3 HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA LUẬN VĂN 67

TÀI LIỆU THAM KHẢO 68

PHỤ LỤC 72

Phụ lục 1: BẢNG CÂU HỎI KHẢO SÁT 72

Phụ lục 2: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 76

MỤC LỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 tổng nguồn cung năng lượng sơ cấp từ năm 2010 đến 2019 1

Hình 3.1: Các dạng trình bày để xử lý thông tin 17

Hình 3.2: Quy trình mô phỏng năng lượng 22

Hình 3.3: Mô hình kiến trúc 22

Hình 3.4: Thông số kỹ thuật của kính ngoại thất 23

Hình 3.5: Lịch trình hoạt động của thiết bị theo ngày 24

Hình 3.6: Lịch trình hoạt động của thiết bị theo ngày 24

Hình 4.6 thiết lập dữ liệu thời tiết 37

Hình 4.7 thiết lập hướng của công trình 38

Hình 4.8 Phân tích bóng râm của công trình 39

Hình 4.9 Phân tích bức xạ nhiệt trên bề mặt công trình 40

Hình 4.10 mô hình cơ sở theo tiêu chuẩn ASHRAE 90.1 42

Hình 4.11 tổng tải lạnh trong một ngày điển hình 43

Hình 4.12 tổng tải lạnh theo từng tháng trong năm 44

Hình 5.1 Phần trăm mức độ tìm hiểu của người trả lời 55

Hình 5.2 Phần trăm trả lời phân chia theo nghề nghiệp 56 Hình 5.3 Phần trăm trả lời phân chia theo vai trò 57 Hình 5.4 Phần trăm trả lời phân chia theo số năm kinh nghiệm 58

MỤC LỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1 Tốp 10 quốc gia xây dựng CTX theo tiêu chuẩn LEED 8

Bảng 2.2 Số lượng dự án đăng ký qua các năm ở các nước trong khu vực Đông Nam Á 9

Bảng 2.3 Số lượng các công trình xanh tại Việt Nam 11

Bảng 4.1 Yêu cầu hệ số truyền nhiệt theo tiêu chuẩn ASHRAE 90.1 2010 38 Bảng 4.2 Hệ số truyền nhiệt thực tế của công trình 39

Bảng 4.3 mô hình cơ sở 40

Bảng 4.4 bảng kết quả mô phỏng năng lượng tiêu thụ của toà nhà 44

Bảng 5.1 Những yếu tố ảnh hưởng đến ứng dụng BIM vào công trình xanh 52

Bảng 5.2 Bảng phần tram mức độ tìm hiểu của người trả lời 54

Bảng 5.3 Bảng phần trăm người trả lời phân chia theo nghề nghiệp 55

Bảng 5.4 bảng phần trăm người trả lời phân chia theo vai trò 56

Bảng 5.5bảng phần tram người trả lời phân chia theo số năm kinh nghiệm 57

Bảng 5.6 Kết quả phân tích Cronbach’s Alpha cho thang đo về yếu tố thuận lợi áp dụng BIM và công trinh xanh 58

Bảng 5.7 Kết quả phân tích Cronbach’s Alpha cho thang đo về yếu tố khó khăn áp dụng BIM và công trình xanh 59

Bảng 5.8 Bảng thống kế mô tả các yếu tố thuận lợi và khó khan khi áp dụng BIM vào CTX 60

Bảng 5.9 Kết quả phân tích Cronbach’s Alpha cho thang đo về các yếu tố ảnh hưởng ứng dụng BIM trong thiết kế Công trình xanh 63

Bảng 5.10 Kết quả kiểm định KMO và Bartlett 64 Bảng 5.11 bảng kết quả thành phần chính phân tích khám phá 64 Bảng 5.12 bảng kết quả hệ số tải nhân tố 65

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU

1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Than, dầu thô và các sản phẩm, khí, năng lượng tái tạo là những nguồn năng lượng chính được sử dụng tại Nước ta Hình 1 cho chúng ta thấy tổng nguồn cung năng lượng sơ cấp giai đoạn từ năm 2010 đến năm 2019, theo như thống kê năng lượng Việt Nam 2019

Hình 1.1: Tổng nguồn cung năng lượng sơ cấp từ năm 2010 đến 2019

Nguồn: Nangluongvietnam.vn, 2021 Chúng ta có thể dễ dàng nhận thấy lượng sản xuất năng lượng ngày càng tăng, đặt biệt là sự gia tăng đáng kể của than từ năm 2010 đến năm 2019 Sự gia tăng về năng lượng không chỉ phản ánh sự tăng trưởng về kinh tế và dân số, mà còn gây ra ô nhiễm môi trưởng nghiêm trọng Để giảm thiểu những tác động tiêu cực đến môi trường và hiệu quả về mặt sử dụng năng lượng thì việc quan trong là quản lý năng lượng sử dụng hiệu quả

Bên cạnh đó, an ninh năng lượng quốc gia cũng là một vấn đề quan trọng cần được quan tâm Ngày 11 tháng 2 năm 2020, Bộ chính trị đã ban hành Nghị quyết số 55 – NQ/TW về định hướng Chiến lược phát triển năng lượng quốc gia Việt Nam đến nắm 2030, tầm nhìn đến năm 2045 Đây là chủ trương lớn của Đảng nhằm định hướng dài hạn chiến lược an ninh năng lượng nói chung, sự phát triển bền vững, ổn định của ngành năng lượng Việt Nam nói riêng Như vậy có thể thấy rằng, Nghị quyết số 55-NQ/TW định hình một giai đoạn phát triển mới, toàn diện của ngành năng lượng Việt Nam, từ khâu cung ứng, truyền tải và phân phối, đến tiêu dùng năng lượng, trong đó, tiêu dùng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, hay nói cách khác việc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả là một trong những nhân tố then chốt trong chiến lược phát triển bền vững ngành năng lượng của đất nước (Bộ Công Thương Việt Nam, 2021)

Vì vậy, việc tiết kiệm năng lượng sử dụng trong các toà và hướng tới các nguồn năng lượng sạch là một yêu cầu cấp thiết hiện nay

1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Là nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng của tòa nhà văn phòng hiện hữu bằng phương pháp mô phỏng tích hợp kết hợp khảo sát hành vi sử dụng năng lượng của các cư dân trong tòa nhà Từ đó đưa ra các giải pháp và Phương án để tiết kiệm năng lượng sử dụng của tòa nhà

1.3 PHẠM VI NGHIÊN CỨU

Mô phỏng: sử dụng phần mềm IES VE để mô phỏng năng lượng tiêu thụ hằng

năm của dự án dựa trên dữ liệu thực tế theo bộ bản vẽ thiết kỹ thuật của dự án toà nhà khách sạn Wink Nguyễn Bỉnh Khiêm, toạ lạc tại thành phố Hồ Chí Minh Đề xuất các giải pháp cải tạo, thay thế hoặc thay đổi lịch trình hoạt động của hệ thống sử dụng điện nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng của tòa nhà Thực hiện mô phỏng mô hình đề xuất và so sánh với hiện trang sử dụng điện của tòa nhà để lựa chọn các giải pháp tiết kiệm và tối ưu về mặt chi phí

Đối tượng nghiên cứu: ứng dụng mô phỏng năng lượng của phần mềm BIM

trong thiết kế công trình xanh

Tính chất, đặc trung của đối tượng nghiên cứu: phân tích, đánh giá năng

lượng tiêu thụ của toà nhà và các mặt thuận lợi và khó khăn của việc áp dụng BIM

Thời gian nghiên cứu: tháng 12/2021 đến tháng 12/2022

Nhu cầu năng lương thì càng ngày càng tăng cao do tốc độ phát triển của dân số và kinh tế, đặt biệt là ở các thành phố lớn như Hà Nôi, Hồ Chí Minh Hiện nay 35-40% lượng năng lượng tiêu thụ tại đô thị là từ các tòa nhà cao tầng như khách sạn, tòa nhà văn phòng, trung tâm thương mại, khu công nghiệp Tốc độ phát triển các công trình thuộc dạng này ngày càng tăng dự báo nhu cầu tiêu thụ năng lượng ngày càng lớn Nhưng hầu hết các công trình xây dựng tại Việt Nam khi tiến hành thiết kế chưa tính đến việc tích hợp các giải pháp sử dụng năng lượng hiệu quả Các giải pháp này bao gồm hệ thống chiếu sáng tiết kiệm điện, tận dụng thông gió - làm mát - sưởi ấm tự nhiên, sử dụng vật liệu cách nhiệt… Điều này gây ra tình trạng thất thoát nhiệt và tiêu thụ điện năng lớn trong quá trình vận hành, sử dụng các công trình (Vụ Tiết kiệm năng lượng và Phát triển bền vững, 2020)

Xu hướng đô thị hóa ở Việt Nam những năm gần đây đang tăng rất nhanh thúc đẩy nhu cầu nhà ở, công trình thương mại, công cộng, nhà ở và hạ tầng đô thị Tới nay, mới chỉ trên 1/3 dân số Việt Nam sống ở các khu vực đô thị, khá thấp so với các nước khác trong khu vực Điều này chỉ ra dư địa phát triển lớn của các đô thị Việt Nam Trong 10 năm tới, dân số đô thị Việt Nam dự phóng tăng trưởng trung bình 2,6%/năm (theo WB), đứng thứ ba trong các quốc gia ASEAN Tới năm 2039, sẽ có trên 50% dân số Việt Nam sống tại các đô thị và lên tới 57,3% trong năm 2050 (Nguyễn Ngọc Đức, 2019)

Hình 1.1 Tốc độ đô thị hóa tại Việt Nam

Nguồn: báo cáo ngành xây dựng, 2019

Chỉ tính riêng ở Hà Nội và TP Hồ Chí Minh đã có hàng trăm dự án các khu đô thị mới, cùng với các công trình nhà ở căn hộ cao tầng được xây dựng hoàn thiện, trong đó phần lớn đã đi vào sử dụng Nhiều công trình khách sạn cao tầng, cao ốc văn phòng và trung tâm thương mại có diện tích sàn sử dụng trên 10.000m2 và tiêu thụ điện năng lớn hơn 1 – 2 triệu KWh/năm Đây là những hộ tiêu thụ điện năng lớn cần được quản lý và có biện pháp nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng (Nguyễn Ngọc Đức, 2019)

Với số lượng công trình xây dựng đã đi vào hoạt động, Việt Nam có tiềm năng rất lớn trong việc thúc đẩy thực hiện các giải pháp cải tạo để tiết kiệm năng lượng Đặt biệt là trong tình hình lượng phát thải khí CO2 ngày càng tăng trên toàn cầu

Việt Nam bị ảnh hưởng mạnh bởi tác động của biến đổi khí hậu, thực tế này đe dọa những nỗ lực tăng trưởng kinh tế bền vững trong dài hạn Ở Việt Nam, 38.08% (6.2/16.28 Mtoe, số liệu IEA 2018) sản lượng điện dùng cho tiện nghi nhà ở và thương mại, nhu cầu tiêu thụ năng lượng của Việt Nam dự báo sẽ tăng 12% mỗi năm trong

tương lai và Việt Nam được dự báo sẽ trở thành nước nhập khẩu mạnh về năng lượng Vì thế sử dụng hiệu quả năng lượng là rất quan trọng (Trần Anh Tuấn và công sự, 2020)

Như vậy, các tòa nhà cần những công cụ đánh giá hiệu quả sử dụng năng lượng trước sự thay đôi của khí hậu, sự cải tiến hiệu suất thiết bị sử dụng điện và cả hành vi của người lao động trong quá trình sử dụng năng lượng

2.2 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH XANH

2.2.1 Khái niệm về công trình xanh

Công trình xanh (CTX) đã khá phổ biến tại Việt Nam trong nhiều năm qua Khái niệm này lần đầu tiên được đưa ra bởi Hội đồng Công trình Xanh Hoa Kỳ vào năm 2007 Theo đó, CTX là công trình được thiết kế, xây dựng, vận hành trong cả vòng đời theo hướng:

• Sử dụng tài nguyên hiệu quả

• Đảm bảo tiện nghi và sức khỏe cho người sử dụng • Giảm các tác động xấu đến môi trường

• Mang lại lợi ích kinh tế bền vững

Khái niệm này hiện nay được Hội đồng Công trình Xanh thế giới định nghĩa như sau: Công trình xanh là công trình trong thiết kế, xây dựng hoặc vận hành giảm thiểu các tác động xấu và có thể tạo ra những tác động tích cực đối với khí hậu và môi trường của chúng ta Công trình Xanh bảo tồn tài nguyên thiên nhiên quý giá và nâng cao chất lượng cuộc sống [1] Hội đồng Công trình Xanh Việt Nam đưa ra khái niệm công trình xanh nhằm nói đến những công trình đạt được hiệu quả cao trong sử dụng năng lượng và vật liệu, giảm thiểu các tác động xấu tới môi trường, đồng thời được thiết kế để có thể hạn chế tối đa những tác động không tốt của môi trường xây dựng tới sức khỏe con người và môi trường tự nhiên thông qua:

• Sử dụng hiệu quả năng lượng, nước và các nguồn tài nguyên khác • Bảo vệ sức khỏe người lao động và nâng cao năng suất làm việc

• Giảm thiểu ô nhiễm, rác thải và các hoạt động tàn phá môi trường

Dù theo định nghĩa nào thì một công trình xanh đều đảm bảo hạn chế và ngăn chặn các tác hại đến môi trường tự nhiên, hướng đến việc cải thiện hiệu suất, tiết kiệm năng lượng, sử dụng năng lượng hiệu quả và giảm lượng khí thải nhà kính Điều này đúng với ý nghĩa của từ xanh trong khái niệm đó là ý nghĩa của sự sống, tính sinh thái và sự thân thiện với môi trường

2.2.2 Quá trình phát triển công trình xanh

Từ cuối thế kỉ 20 đến đầu thế kỉ 21, thế giới ở trong giai đoạn khủng hoảng trầm trọng về hệ sinh thái và môi trường do hậu quả của cuộc đại cách mạng công nghiệp Con người phải đối mặt với những nguy cơ lớn đe dọa trực tiếp đến sức khỏe và cuộc sống như ô nhiễm môi trường, biến đổi khí hậu, tài nguyên thiên nhiên ngày càng cạn kiệt Trước thực trạng đó, tháng 6 năm 1972, Hội nghị Liên hợp quốc về Môi trường con người diễn ra tại Stockholm (Thụy Điển) thừa nhận sự xuống cấp của môi trường toàn cầu và nhận thấy phải có ngay biện pháp để cải thiện Năm 1980, Tổ chức quốc tế Bảo tồn thiên nhiên của Liên hợp quốc (UCN) lên tiếng báo động về sự phát triển không bền vững của Trái đất trong bản Tuyên bố Chiến lược bảo tồn Thế giới (World Conservation Strategy) tại Thụy Sỹ Năm 1987, Hội đồng thế giới về Môi trường và Phát triển (World Commission on Environment and Development) của Liên hợp quốc (LHQ) được thành lập và công bố bản báo cáo Tương lai chung của chúng ta (Our Common Future), lần đầu tiên đưa ra định nghĩa về phát triển bền vững Năm 1992, Hội nghị Thượng đỉnh Trái đất về “Môi trường và Phát triển” diễn ra tại Rio de Janeiro (Brazin) với sự tham gia của lãnh đạo từ 162 quốc gia đã cùng ký kết “Công ước chung Liên hợp quốc về Biến đổi khí hậu”

Các sự kiện trên là những bước đệm để vào năm 1993, các chuyên gia xây dựng và môi trường ở Mỹ đã phối hợp cùng nhau để thành lập Hội đồng công trình xanh Hoa Kỳ (USGBC) và phát động phong trào xây dựng công trình xanh tại Mỹ, là cột mốc chính thức đánh dấu bước đi đầu tiên của quá trình phát triển CTX, mở đầu cho sự phát triển CTX trên toàn thế giới Năm 2000, USGBC đã nghiên cứu và

đưa ra bộ tiêu chí đánh giá gọi là LEED - Leadership in Energy and Environmental Design (Định hướng thiết kế về môi trường và năng lượng) Đây được xem là hoạt động tích cực và hiệu quả nhất trong các nỗ lực ứng phó với biến đổi khí hậu trên toàn cầu Trải qua gần 20 năm áp dụng với bốn lần được chỉnh sửa, bổ sung phù hợp với tình hình thực tế, tuy ngày càng nghiêm ngặt và khắt khe hơn nhưng với hàng ngàn công trình xanh đạt chứng nhận tiêu chuẩn LEED mỗi năm trên toàn thế giới đã chứng minh đây là xu hướng xây dựng tất yếu trên toàn cầu trong tương lai

Trong khi cách mạng xây dựng xanh đang diễn ra trên toàn thế giới thì Việt Nam vẫn còn ở giai đoạn khởi đầu, chậm hơn các nước trên thế giới khoảng 15-20 năm [2] Ra mắt thị trường Việt Nam vào năm 2007, sau hơn 10 năm triển khai với CTX đầu tiên là nhà máy Colgate Pamolive Bình Dương được xây dựng vào năm 2008, số CTX hiện nay ở Việt Nam đã vượt 150 công trình ở nhiều loại chứng chỉ nhưng còn là con số rất khiêm tốn nếu xét cùng thời gian phát triển ở các nước khác, như số CTX ở Mỹ vào năm 2000 đã là 1500, Singapore là 2300 và Trung Quốc năm 2017 với hơn 2000 công trình [3] Tuy nhiên, số lượng xây dựng CTX đã gia tăng đáng kể qua từng năm cho thấy nổ lực của ngành xây dựng trong việc bắt kịp xu hướng của khu vực và thế giới

Bảng 2.1 Tốp 10 quốc gia xây dựng CTX theo tiêu chuẩn LEED

Xếp hạng Tên quốc gia Diện tích sàn (triệu m2) Số dự án

Xếp hạng Tên quốc gia Diện tích sàn (triệu m2) Số dự án

(Nguồn: Báo cáo xu hướng CTX tại Việt Nam của Bluescope, 2017)

Số lượng dự án qua áp dụng tiêu chuẩn CTX đang tăng trong những năm gần đây Nhưng so với các nước trong khu vực như Thái Lan hay Phi-lip-pin thì số lượng dự án tại Việt Nam còn khiêm tốn

2.2.3 Các chứng chỉ công trình xanh tại Việt Nam

Cùng với sự ra đời của CTX, tại mỗi quốc gia với những bối cảnh khác nhau đã cho ra đời những bộ tiêu chí riêng cho mình hoặc áp dụng linh hoạt hệ thống đánh giá sẵn có của các quốc gia khác Một số hệ thống đánh giá nổi bật có thể kể đến như LEED (Hoa Kỳ), Green Star (Úc), Green Mark (Singapore), GOBAS (Trung Quốc), GRIHA

(Ấn Độ), v.v Với mỗi hệ thống đánh giá của từng quốc gia sẽ có các tiêu chí đánh giá khác nhau phù hợp với đặc điểm khí hậu và điều kiện xây dựng thực tế nhưng nhìn chung đều đảm bảo được các tiêu chí:

• Địa điểm xây dựng bền vững: khai thác và tận dụng tối đa điều kiện thuận lợi của địa điểm phục vụ xây dựng công trình, không hủy hoại và làm biến đổi đặc điểm môi trường hiện hữu Bảo tồn và khôi phục đa dạng sinh thái, đảm bảo tỷ lệ cây xanh cao trong khu vực xây dựng Đảm bảo tối ưu việc sử dụng đất đai xây dựng có hiệu quả Đảm bảo giao thông cơ giới, xe đạp và đi bộ di chuyển

• Không gian xanh: Đô thị xanh là có nhiều không gian xanh, có chất lượng môi trường xanh, sạch (môi trường không khí, nước, đất) Giảm thiểu chất thải, ô nhiễm và những nguyên nhân làm suy thoái môi trường Chất lượng môi trường trong và ngoài tòa nhà, tăng cường thông gió tự nhiên, kiểm soát ô nhiễm hóa học, tăng cường sử dụng ánh sáng tự nhiên

• Dự án tận dụng nguồn nước hiệu quả: Tiết kiệm nước trong sinh hoạt, sản xuất, trồng trọt Tăng cường việc kiểm soát, lưu giữ và sử dụng nước mưa, giảm dùng nước sạch tưới cây, áp dụng công nghệ xử lý nước thải để tái sử dụng

• Sử dụng hiệu quả năng lượng: Tăng cường tối đa sử dụng các thiết bị tiết kiệm điện cho chiếu sáng, điều hòa không khí, thông thoáng, vận hành công trình Sử dụng năng lượng mặt trời, gió, địa nhiệt với mục tiêu giảm được từ 30% đến 50% năng lượng có nguồn gốc hóa thạch Sử dụng thiết bị kiểm soát năng lượng

• Nguyên vật liệu: Tăng cường sử dụng vật liệu có nguồn gốc tự nhiên, vật liệu có sẵn tại địa phương Vật liệu xây dựng phải phù hợp với đặc điểm khí hậu của mỗi khu vực địa lý khác nhau Tránh lạm dụng quá nhiều kính trong việc thiết kế mặt ngoài công trình để giảm thiểu sự tăng nhiệt độ cho công trình và không gian xung quanh công trình do hiệu ứng “nhà kính”, điều này là nguyên nhân chủ yếu làm cho nhiệt độ ở các thành phố luôn cao hơn khu vực nông thôn Lưu giữ, thu gom, tái chế vật liệu, rác thải sinh hoạt, sản xuất, quản lý chất thải xây dựng, v.v

Tại Việt Nam, có 4 công cụ đánh giá được áp dụng:

• EDGE: Công cụ đánh giá của Tổ chức tài chính thế giới (IFC) Hệ thống đánh giá này tập trung vào các tiêu chí năng lượng, nước và vật liệu nên phù hợp với các dự án có mục tiêu chính là tối thiểu hóa mức tiêu thụ tài nguyên

• GREENMARK: công cụ đánh giá của Cơ quan xây dựng Singapore (BCA) Cũng giống như LEED, các tiêu chí của công cụ đánh giá này chủ yếu phù hợp ở các nước phát triển

• LEED: công cụ đánh giá của Hội đồng Công trình xanh Hoa Kỳ (USGBC) Đây là một hệ thống đánh giá toàn diện, phù hợp cho các dự án hướng tới nhận diện thương hiệu quốc tế nên các tiêu chuẩn đánh giá chủ yếu thích hợp cho các nước phát triển Hiện nay, LEED là tiêu chuẩn quốc tế tiên phong và phổ biến nhất thế giới khi đã thực hiện đánh giá hơn hơn 50,000 công trình ở tất cả 50 tiểu bang của Mỹ và 135 quốc gia [4]

• LOTUS: công cụ đánh giá của Hội đồng Công trình xanh Việt Nam (VGBC) Là công cụ được phát triển trên nền tảng hệ thống đánh giá công trình xanh của các nước tiên tiến và được điều chỉnh, bổ sung cho phù hợp với thực tiễn ngành xây dựng và điều kiện khí hậu ở Việt Nam

Bảng 2.3 Số lượng các công trình xanh tại Việt Nam Chứng chỉ Ra mắt thị trường

Việt Nam

Số lượng dự án được cấp chứng chỉ

LEED 2007 88 Website hội đồng CTX Hoa Kỳ

CTX Việt Nam

Có khá nhiều tiêu chuẩn CTX được áp dụng tại Việt Nam, nhưng phổ biến nhất là tiêu chuẩn CTX LEED của Mỹ, tiếp theo đó là tiêu chuẩn LOTUS của Việt Nam Tiêu chuẩn GreenMark chỉ áp dụng đối với các công trình được phát triển bởi các nhà đầu tư từ Sing-ga-po Bên cạnh đó, EDGE là tiêu chuẩn được phát triển gần

đây bởi Ngân hàng thế giới nên mức độ phổ biến là chưa cao tại thị trường Việt Nam

2.3 TỔNG QUAN VỀ MÔ PHỎNG NĂNG LƯỢNG

Mô phỏng năng lượng là một công cụ hiệu quả để tính toán được lượng điện năng tiêu thụ của tòa nhà trong tương lại, từ đó đưa ra các giải pháp thiết kế, cải tạo hiệu quả về mặt kinh tế đối với các tòa nhà mới hoặc các tòa nhà hiện hữu

Đối với các tòa nhà hiện hữu, việc mô phỏng phải dựa trên kết các thông số đo đạt thực tế và thực hiện hiệu chỉnh mô hình để cho ra kết quả chuẩn xác nhất

Theo thông tin từ Hội Mô phỏng hiệu năng công trình xây dựng Việt Nam (IBPSA-VIETNAM), mô phỏng năng lượng công trình là cách tốt nhất để đưa ra quyết định thiết kế liên quan tới năng lượng, tiện nghi sử dụng và chi phí [5]

2.4 GIỚI THIỆU CÁC CÔNG CỤ MÔ PHỎNG NĂNG LƯỢNG

Các phần mềm mô phỏng năng lượng có thể được áp dụng để dự báo năng lượng tiêu thụ của tòa nhà đang được sử dụng phổ biến trên thị trường hiện nay:

• Giới thiệu phần mềm EnergyPlus:

Là một chương trình mô phỏng tình hình tiêu thụ năng lượng và nước trong công trình Chương trình được tài trợ bởi Bộ Năng lượng Hoa Kỳ Đây là một chương

trình mô phỏng năng lượng toàn bộ tòa nhà mà các kỹ sư, kiến trúc sư (KTS)và nhà nghiên cứu sử dụng để lập mô hình cho cả mức tiêu thụ năng lượng — để sưởi ấm, làm mát, thông gió, chiếu sáng và tải cắm và xử lý — và sử dụng nước trong các tòa nhà

• Giới thiệu phần mềm eQuest:

là một trong những công cụ mô phỏng năng lượng phổ biến nhất cho giai đoạn thiết kế cơ sở hoặc sớm hơn Tên đầy đủ là: QUick Energy Simulation Tool, và đúng như tên gọi, eQuest là một công cụ hữu ích giúp các kiến trúc s(KTS) nhanh chóng chạy các mô phỏng năng lượng đơn giản để đánh giá giữa các giải pháp thiết kế khác nhau Phần mềm hữu ích này được phát triển bởi Jame J Hirsch & Associates, với vốn tài trợ từ Bộ Năng lượng Hoa Kỳ

• Giới thiệu phần mềm IES-VE:

Được phát triển bởi hãng Integrated Enviromental Solutions phát triển Đây là phần mềm hỗ trợ dự án xây dựng giảm thiểu mức tiêu thụ năng lượng của công trình thông qua việc tối ưu các yếu tố như hệ thống đèn chiếu sáng, hệ thống làm mát, sưởi và lớp vỏ bao che của công trình

Vì vậy sử dụng năng lượng hiệu quả, tiết kiệm là một trong những nhiệm vụ thiết yếu của Quốc Gia nhằm nâng cao tính cạnh tranh, giảm tải cho hệ thống cung cấp và đảm bảo an ninh năng lượng Mà trong đó, hành vi của con người là điều quan trong nhất nhưng thường ít được quan tâm trong cơ hội tiết kiệm năng lượng [6]

2.5 MỘT SỐ NGHIÊN CỨU VỀ BIM VÀ CTX TRƯỚC ĐÂY

Các nghiên cứu trước đây liên quan đến ứng dụng mô hình thông tin công trình (BIM) trong công trình xanh (CTX)

Bảng 2.4 Các nghiên cứu về ứng dụng BIM trong công trình xanh trên thế giới

Tác giả Nội dung nghiên cứu

Annette L.Stumpf, Hyunjoo Kim, and Elisabeth M.Jenicek (2011)

Ứng Dụng mô hình thông tin xây dựng vào Phân tích Sử dụng Năng Lượng

trong giai đoạn thiết kế

Farzad Jalaei, Ahmad Jrade (2014) Tích hợp mô hình thông tin xây dựng và các công cụ phân tích năng lượng

với hệ thống chứng nhận xây dựng xanh để thiết kế ý tưởng các tòa nhà

bền vững

Farzad Jalaei, Ahmad Jrade (2015) Tích hợp hệ thống hỗ trợ quyết định (DSS) và mô hình thông công trình (BIM) để tối ưu hóa lựa chọn thành

phần xây dựng bền vững.

Wei Wu, Raja (2015) Kế Hoạch Thực Hiện BIM trong dự án công trình xanh, theo tiêu chuẩn LEEDXi (Stacy) Sun (2016) Khảo Sát Mô hình thông tin công trình

(BIM) đến tích hợp dữ liệu mô phỏng năng lượng và kết quả mô phỏngMohmed Solla, Lokman Hakim Ismail

and Riduan Yunus (2016)

Khảo Sát tiềm năng của Tích hợp BIM vào công cụ đánh giá công trình xanh

Mario Claudio Dejaco, Seyeda Amir Hakim, Sebastiano Maltese,

vững giai đoạn tiền thi công

Tác giả Nội dung nghiên cứu

Nguyễn, Duy Hưng (2016) So sánh các hệ thống đánh giá công trình xanh và nghiêncứu mức độ áp

dụng các tiêu chí ở Việt Nam

Lê, Duy Bình (2016) Ứng dụng quy trình Lean trong quá trình thiết kế xây dựng (áp dụng tại các

công ty Tư vấn Thiết kế tại Việt Nam)

Hùng, Nguyễn Minh (2017) Nghiên Cứu Các rào cản trong việc phát triển công trình xanh tại Việt Nam

Lê, Thanh Tuyến (2014) Mô hình 4D-Bim cho dự án có các công tác lặp lại

Châu Trần Minh Nhựt (2015) Ứng dụng mô hình động học hệ thống (Sd) đánh giá hiệu quả của chiến lược

quản lý rác thải xây dựng

Từ, Kim Hải (2015) Ứng dụng BIM trong quản lý xây dựng dự án cầu Trường hợp áp dụng: Cầu

vượt hương lộ 2 tại Tp HCMTrương, Hữu Hà Ninh (2016 ) Ứng dụng mô hình BIM vào hỗ trợ các

công tác quản lý và vận hành nhà cao tầng

Anh, Tạ Tuấn (2017) Khảo sát khả năng ứng dụng hệ thống thông tin công trình (BIM) vào công tác thẩm định của sở xây dựng TP Hồ

Chí Minh đối với dự án đầu tư xây dựng công trình.

Tác giả Nội dung nghiên cứu

Phong, Cao Xuân (2018) Xây dựng Lộ Trình BIM Roadmap cho doanh nghiệp X: A case study

2.5.1 So sánh các nghiên cứu

Qua các nghiên cứu trước đây về ứng dụng BIM trong thiết kế công trình xanh, đã có nhiều nghiên cứu tích hợp mô hình thông tin công trình vào mô phỏng tính toán năng lượng Dựa vào kết quả mô phỏng để đánh giá mức độ đáp ứng theo tiêu chuẩn Công trình xanh Bên canh đó, ứng dụng BIM trong thiết kế CTX cung là Phương pháp hỗ trợ tiếp cận mục tiêu phát triển bền vững

Các nghiên cứu trong nước chưa có nhiều nghiên cứu về ứng dụng BIM trong thiết kế công trình xanh mà chỉ có nghiên cứu về ứng dụng BIM hoặc về Công trình xanh Vì vậy, cần có quy trình tích hợp từ thiết kế đến thi công và vận hành công trình về các công trình theo khuynh hướng phát triển bên vững như CTX

Nghiên cứu này, dựa theo các nghiên cứu trên thế giới đã ứng dụng BIM trong thiết kế công trình xanh Đặc điểm của nghiên cứu là sử dụng điều kiện khí hậu, thời tiết cũng như môi trường ở Việt Nam và nghiên cứu áp dụng tiêu chuẩn ASHRAE 90.1 theo như yêu cầu của tiêu chuẩn CTX LEED để đánh giá công trình sử dụng năng lượng hiệu quả

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN

3.1 MÔ PHỎNG NĂNG LƯỢNG

3.1.1 Thu thập dữ liệu

Đầu tiên, cần thu thập các dữ liệu sử dụng điện thực tế của tòa nhà thông qua hóa đơn tiền điện trong vòng 12 tháng gần nhất Sau đó cần thu thập các dữ liệu liên quan đến hiện trang kiến trúc, hệ thống cơ điện, số người làm việc và lịch trình hoạt động thực tế của tòa nhà Ngoài ra các thiết bị sử dụng điện khác tivi, tủ lạnh, màng hình, lap-top cũng cần được thống kế [7]

Các thông tin sau khi thu thập cần được phân loại xử lý để đưa ra kết quả tốt nhất Quá trình xử lý thông tin được thực hiện như hình 3.1:

Hình 3.1: Các dạng trình bày để xử lý thông tin

Hình 3.2 Biểu đồ các giai đoạn thiết lập câu hỏi MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Xác định các nhân tố áp dụng BIM trong mô phỏng phân tích năng

lượng Tham khảo

sách, báo

Tham khảo khảo ý kiến chuyên gia

Thiết kế bảng câu hỏi sơ bộ

Khảo sát thử nghiệm

Khảo sát thử nghiệm

Hoàn thiện bảng câu hỏi

Phân tích dữ liệu, thảo luận kết quả

Xác định, phân tích các nhân tố

Kết luận

3.2 PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG MÔ HÌNH

Phần mềm giải quyết riêng từng phương pháp truyền nhiệt và điều khiển quá trình ảnh hưởng đến hiệu suất toà nhà

3.2.1 Dẫn nhiệt

Theo Fourrier, một lượng nhiệt dQ truyền qua một bề mặt dF trong thời gian d sẽ tỷ lệ thuận với gradient nhiệt độ, thời gian và diện tích bề mặt:

- dF là diện tích phân bố bề mặt đẳng nhiệt, m2 - d khoảng thời gian truyền, giây

Xem xét lượng nhiệt của không khí bên trong toà nhà theo Phương trình nhiệt động như sau:

Trong đó:

- Q là nhiệt lượng của không khí, W

- cplà nhiệt dung riêng của không khí, J/kgK

- a là khối lượng riêng của không khí, kg/m3

- V là thể tích của không khí, m3

- Ta là nhiệt độ của không khí

Việc mô phỏng được thực hiện cho mỗi thành phần của toà nhà như tường, mái, trần, … là một giả định đơn chiều Hơn nữa, các đặt tính vật lý nhiệt của các thành phần được giả định là đồng nhất

3.2.2 Truyền nhiệt đối lưu

Theo Newton, nhiệt lượng truyền trong quá trình toá nhiệt dối lưu được tính toán:

()1 /

- Q là nhiệt lượng truyền qua bề mặt trong một đơn vị thời gian, W

-  là cường độ toả nhiệt trên bề mặt, W/m2.K

- F là diện tích bề mặt trao đổi nhiệt, m2

Trong đó:

astT T−

 =

C là hệ số phụ thuộc vào hướng của bề mặt

f là hệ số phụ thuộc vào tốc độ không khí trung bình

n là số mũ, được chọn theo hướng dẫn CIBSE

3.2.3 Truyền nhiệt bằng chuyển động không khí

Tốc độ truyền nhiệt liên quan đến dòng không khí đi vào bên trong không gian là:

ảnh hưởng đến bức xạ mặt trời ở mặt đất là góc mặt trời thay đổi và sự khuếch tán bức xạ của bầu khí quyển

3.2.6 Xây dựng mô hình

Sau khi các thông tin đã được phân loại và xử lý, việc xây dựng mô hình mô phỏng được tiến hành trên phần mềm IES VE [8] Qui trình mô phỏng năng lượng được thực hiện bởi chính tác giả như sau:

Hình 3.2: Quy trình mô phỏng năng lượng

Dựa trên kết quả thu thập được từ thực tế, mô hình kiến trúc của tòa nhà sẽ được xây dựng Thông số kỹ thuật của vật liệu, hướng và diện tích kính trên các mặt dựng là những yếu tố ảnh hưởng lớn đến năng lượng tiêu thụ của tòa nhà nên cần được kiểm tra và chỉnh sửa

Hình 3.3: Mô hình kiến trúc

Các thông tin vật liệu lớp vỏ bao che của tòa nhà bao gồm tường gạch, kính, mái sẽ được nhập vào trong phần mềm Những thông số cần được thu thập:

• Hệ số cách nhiệt • Chiều dày

• Hệ số che nắng (chỉ dành cho kính)

Tiếp theo là xây dựng lịch trình làm việc của con người, hệ thống đèn, hệ thống máy lạnh, thông gió, hệ thống máy lạnh và các hệ thống tiêu thụ điện khác của tòa nhà Lịch trình hoạt động của dự án sẽ được mô phỏng theo gian làm việc trong một ngày và số ngày làm việc trong tuần [9]

Hình 3.4: Thông số kỹ thuật của kính ngoại thất

Hình 3.5: Lịch trình hoạt động của thiết bị theo ngày

Hình 3.6: Lịch trình hoạt động của thiết bị theo ngày

Cuối cùng, hệ thống cơ điện sẽ được xây dựng theo đúng các thông số kỹ thuật đã được thu thập Lịch trình làm việc sẽ được gán vào từng thiết bị để đảm bảo việc mô phỏng chính xác như thực tế [11]

Hệ thống đèn sẽ được thống kê theo từng không gian và tính toán mật độ công suất (LPD) theo công thức (3.9):

• Hiệu suất của máy lạnh • Công suất lạnh

• Công suất điện • Lưu lượng gió • Hệ thống điều khiển

Hình 3.7: Hệ thống máy lạnh

3.2.7 Mô phỏng

Thực hiện chạy mô phỏng năng lượng tiêu thụ của tòa nhà trong vòng một năm So sánh kết quả mô phỏng điện năng tiêu thụ với giá trị thực tế Điều chỉnh mô hình và thực hiện mô phỏng lại để đảm bảo kết quả mô phỏng chuẩn xác

Tính toán thời gian hoàn vốn của các giải pháp để thấy rõ lợi ích về mặt kinh tế theo công thức (3.10):

Thời gian hoàn vốn = Tổng chi phí cải tạo/chi phí tiết kiệm hằng năm (3.10)

Giá trị hiện tại thuần (NPV) là một công cụ hữu ích để đưa ra các quyết định về tài chính Giá trị tiết kiệm hằng năm sẽ thu được trong suốt thời gian hoạt động của dự án Phương án có NPV dương được chấp nhận vi doanh thu đủ để trả lãi vay và thu hồi chi phí vốn ban đầu khi kết thúc vòng đầu tư Và các phương án có NPV dương lớn nhất thì nên được chon NPV được tính theo công thức (3.11):

• r là tỉ lệ chiết khấu

3.2.8 Đề xuất giải pháp thay thế, cải tạo và xây dựng mô hình

Áp dụng các giải pháp cải tạo, thay thế thiết bị mới và thay đổi lịch trình làm việc vào mô hình đề xuất Thực hiện mô phỏng để xác định lượng điện năng tiêu thụ So sánh năng lượng tiêu thụ với mô hình thực tế để lựa chọn các giải pháp tối ưu về mặt tiết kiệm năng lượng và chi phí