tính toán kiểm tra hệ thống điều hòa không khí và triển khai bản vẽ bằng phần mềm revit cho công trình tòa nhà văn phòng kim tín

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINHBỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT SVTH: TÍNH TOÁN KIỂM TRA HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ VÀ TRIỂN KHAI BẢN VẼ BẰNG PHẦM MỀM REVIT CHO CÔNG TRÌNH

TỔNG QUAN

G IỚI THIỆU VỀ ĐIỀU HÒA

Trong quá trình phát triển, hệ thống điều hòa không khí đã được cải tiến về cả chức năng lẫn cấu tạo Ngày nay, điều hòa không chỉ có chức năng làm lạnh mà còn có thể tăng/giảm ẩm, lọc bụi, xử lý không khí và sưởi ấm.

Ta có thể phân hệ thống điều hòa không khí làm 2 loại:

- Hệ thống điều hòa không khí cục bộ

- Hệ thống điều hòa không khí trung tâm

1.1.1 Hệ thống điều hòa không khí cục bộ Điều hòa không khí cục bộ là các máy điều hòa đơn lẻ được lắp trong các không gian nhỏ như văn phòng nhỏ, căn hộ chung cư, nhà ở, quán cà phê,…Một số loại điều hòa cục bộ được thể hiện qua các hình bên dưới… Máy điều hòa cục bộ gồm 2 loại chủ yếu đó là loại cửa sổ hay nhiều cụm

Hình 1 1 Máy điều hòa cục bộ kiểu 2 cụm

Hình 1 2 Máy điều hòa không khí nhiều cụm

Hình 1 3 Máy điều hòa không khí dạng tủ đứng Ưu điểm:

- Hoạt động độc lập nên dễ dàng cho việc vận hành cũng như bảo trì sửa chữa

- Không lấy gió tươi nên cần bổ sung thêm quạt cấp gió tươi

- Chỉ áp dụng cho một số không gian nhỏ không quá đề cao về yêu cầu nhiệt độ và độ ẩm

- Ảnh hưởng đến kiến trúc và mỹ quan của công trình do lắp đặt nhiều dàn nóng và dàn lạnh trên tường

1.1.2 Hệ thống điều hòa không khí trung tâm

Hệ thống lạnh VRV/VRF ( Variable Refrigerant Volume/ Variable Refrigerant Flow)

Là hệ thống lạnh hoạt động theo nguyên lí trao đổi trực tiếp kiểu DX coil tương tư như các loại hệ thống lạnh cục bộ chúng ta thường thấy sẽ là 1 dàn nóng kết nối với 1 dàn lạnh thì hệ thống VRV/VRF với 1 dàn nóng hoặc cụm dàn nóng có khả năng kết nối với rất nhiều dàn lạnh

Hình 1 4 Hệ thống lạnh VRV/VRF Ưu điểm:

- Có trang bị hệ thống biến tần, có khả năng điều chỉnh công suất lạnh Qo

- Các máy điều hòa VRV/VRF có thể giải quyết vấn đề hồi dầu máy nén Định kỳ máy điều hòa VRV/VRF sẽ chuyển chế độ hồi dầu, trong thời

4 gian này van tiết lưu nhiệt sẽ mở và máy nén sẽ chạy ở áp suất cao để hồi dầu về bất cứ vị trí nào mà dầu tích tụ trên hệ thống Do đó dàn ngưng của hệ thống VRV/VRF có thể được đặt cao hơn dàn lạnh hơn 50m và mỗi dàn lạnh có thể xa nhau 15m, độ dài đường ống dẫn môi chất giữa 2 dàn có chiều dài lên tới 100m

- So với các hệ máy lạnh Multi chỉ tắt mở hoặc điều chỉnh nhiệt độ toàn bộ hệ thống thì hệ điều hòa trung tâm VRV/VRF có thể điều khiển nhiệt độ phòng của từng khu vực cần làm mát độc lập mà không ảnh hưởng tới nhiệt độ của các khu vực làm mát khác

- Hoạt động có độ tin cậy cao, dễ dàng, linh động trong vấn đề điều chỉnh và bảo trì bảo dưỡng thông qua hệ thống điều khiển hiện thị trên máy tính

- Tiết kiệm được hệ đường ống nước lạnh, hện thống tháp giải nhiệt khi so với hệ Water Chiller

Với việc dàn nóng được giải nhiệt bằng gió, khả năng làm mát sẽ hạn chế và phụ thuộc nhiều vào điều kiện thời tiết và môi trường Ngoài ra, hệ thống này còn có hạn chế về số lượng dàn lạnh do chỉ tích hợp cho những hệ thống có công suất phù hợp.

Hình 1 5 Cụm Water Chiller giải nhiệt nước

Hình 1 6 Cụm Water Chiller giải nhiệt gió

Hệ thống điều hòa trung tâm giải nhiệt nước (Hình 1.5) chủ yếu gồm:

- Máy làm lạnh nước hay máy sản xuất nước lạnh từ 12 o C xuống 7 o C

- Hệ thống ống dẫn nước lạnh

- Hệ thống nước giải nhiệt

- Nguồn nhiệt để sưởi ấm dùng để điều chỉnh độ ẩm và sưởi ấm mùa đông, thường do lò hơi nước nóng hoặc thanh điện trở ở các FCU cung cấp

- FCU (Fan Coil Unit) hoặc AHU ( Air Hanlding Unit)

- Hệ thống gió tươi, gió hồi, vận chuyển và phân phối không khí

- Hệ thống tiêu âm và giảm âm

- Hệ thống lọc bụi, thanh trùng, diệt vi khuẩn cho không khí

Hệ thống điều hòa trung tâm tự động điều tiết nhiệt độ, độ ẩm trong phòng, đồng thời kiểm soát lưu lượng gió tươi, gió hồi và phân phối luồng không khí hiệu quả Ngoài ra, hệ thống còn điều chỉnh năng suất lạnh, đảm bảo tối ưu hóa khả năng làm mát Toàn bộ hệ thống được vận hành và giám sát chặt chẽ, với các chức năng cảnh báo và bảo vệ toàn diện, giúp đảm bảo hoạt động ổn định và an toàn.

- Vòng tuần hoàn giải nhiệt là nước nên không lo tai nạn hoặc ngộ độc do các sự cố rò rỉ môi chất lạnh

- Tự động khống chế điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm trong không gian điều hòa theo từng khu vực phòng riêng lẻ và duy trì điều kiện vi khí hậu ổn đỉnh tốt nhất

- Phù hợp cho các công trình lớn như khách sạn, trung tâm thương mai, văn phòng cao cấp

- Ống nước nhỏ hơn nhiều so với ống gió nên tiết kiệm vật tư làm ống

- Có khả năng xử không khí với độ sạch cao, đáp ứng được với các yêu cầu đề ra

- Ít phải bảo trì và sửa chữa

- Dễ kiểm soát vòng tuần hoàn môi chất lạnh hơn hệ VRV/VRF

- Yêu cầu có trình độ và chuyên môn cao cho người lắp đặt và vận hành

- Hệ thống sử dụng chất tải lạnh là nước nên tổn thất nhiệt cũng sẽ tăng.

N HIỆM VỤ ĐỀ TÀI VÀ MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

Trong thời kì công nghệ không ngừng nâng cao và cải thiện chất lượng môi trường sản xuất sinh hoạt, ngành điều hòa không khí cũng có những bước tiến lớn để đáp ứng nhu cầu phát triển Bất kì công trình đang xây dựng nào hiện nay đều cũng cần có hệ thống điều hòa không khí Những nơi mà có nhiệt độ môi trường thay đổi lớn và không phù hợp cho điều kiện tiện nghi cho cuộc sống, học tập và làm việc của con người thì nhu cầu về điều hòa không khí càng phải phát triển để theo kịp và đáp ứng được nhu cầu con người Điều hòa không khí có trong quá trình sản xuất và đời sống, có mặt tại tất cả các tòa nhà, trung tâm thương mại, siêu thị, trường học, văn phòng, … Điều hòa không khí đóng vai trò vô cùng quan trọng không thể thiếu trong các môi trường làm việc mang tính đòi hỏi cao như bệnh viện, xưởng sản xuất, cơ sở nghiên cứu hóa học và còn rất nhiều môi trường đặc thù khác cần có hệ thống kiểm soát không khí

“Tòa nhà văn phòng Kim Tín” là dự án được thiết kế theo kiểu kiến trúc mở, gần gũi với thiên nhiên, kết hợp không gian mở hiện đại và sang trọng Với mục đích chủ yếu là không gian văn phòng làm việc thì cần có một hệ thống điều hòa ổn định tạo không gian thoải mái phù hợp với tính chất làm việc văn phòng

Đồ án "Tính toán kiểm tra hệ thống điều hòa không khí và triển khai bản vẽ bằng phần mềm Revit cho công trình Tòa nhà văn phòng Kim Tín" sử dụng phương pháp Carrier tính toán tải nhiệt và đối chiếu với kết quả từ phần mềm HeatLoad, sau đó tính chọn thiết bị cho hệ thống VRV, hệ thống gió tươi, gió thải Công trình được diễn họa bằng Revit và Enscape để kết hợp kiến thức chuyên môn, phục vụ công trình và tích lũy kinh nghiệm triển khai bản vẽ thiết kế hệ thống điều hòa không khí cho công trình lớn, tạo nền tảng cho các dự án tương lai.

Mục tiêu của đồ án chính là tính toán các số liệu của tòa nhà bằng hai phương pháp là Carrier và phần mềm Heatload, sau đó so sánh với thông số thiết kế ban đầu Bố trí lắp đặt các thiết bị cho công trình sao cho phù hợp, đảm bảo được năng suất lạnh cho phòng và các khu vực yêu cầu điều hòa không khí trong khách sạn cũng như các vấn đề khác như độ sạch của khí, độ yên tĩnh, lưu thông không khí, Áp dụng các công nghệ mới để tiết kiệm năng lượng, 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 chặt chẽ các qui định của nhà nước và các tiêu chuẩn, quy chuẩn Việt Nam

G IỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH

Công trình Tòa nhà văn phòng Kim Tín tọa lạc tại 422A – 424 Võ Văn Kiệt, Phường Cô Giang, Quận 1, Tp Hồ Chí Minh

Công trình được xây dụng trên khu đất rộng 663.4m2 với tổng diện tích sàn 7157m2 Với quy mô bao gồm 4 tầng hầm và 14 tầng nỗi và 1 tầng Tum, tổng chiều cao công trình là 49,5m Công năng chính là văn phòng

Hệ thống điều hòa của công trình được thiết kế bởi Công ty TNHH Tư vấn thiết kế xây dựng FRF Pháp Việt

• Thống kê thông tin phòng dựa theo bản vẽ

Số liệu thông tin về công trình Tòa nhà văn phòng Kim Tín được lấy từ bản vẽ kiến trúc của tòa nhà

Dựa theo bản vẽ kiến trúc của công trình và nhiệm vụ của đề tài chúng em tiến hành liệt kê số liệu các phòng cụ thể ở bảng sau:

Bảng 1 1 Số liệu cụ thể từng phòng của công trình

Tầng Tên phòng Diện tích sàn

Chiều cao trần la phong (m)

C ÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN VÀ CHỌN CẤP ĐIỀU HÒA

Theo TCVN 5687:2010 thông số tính toán bên ngoài được chia thành ba cấp độ: cấp Ⅰ, cấp Ⅱ, cấp Ⅲ

• Cấp Ⅰ: với số giờ cho phép không đảm bảo chế độ nhiệt ẩm trong nhà là 35h/năm ứng với hệ số đảm bảo 𝐾𝑏đ = 0,996, dùng cho các công trình điều hòa không khí có công dụng đặc biệt quan trọng Nghĩa là phải duy trì được các thông số trong nhà khi có các biến đổi về độ ẩm ở ngoài trời

• Cấp Ⅱ: với số giờ cho phép koong đảm bảo chế độ nhiệt ẩm bên trong nhà là 150h/năm đến 200h/năm, ứng với hệ số đảm bảo 𝐾𝑏đ = 0,983 đế𝑛 0,977, dùng cho các công trình có công dụng thông thường như công sở, cửa hàng, văn phòng…

• Cấp Ⅲ: với số giờ cho phép không đảm bảo chế độ nhiệt bên trong nhà là 350h/năm đến 400h/năm, ứng với hệ số đảm bảo 𝐾𝑏đ = 0,960 đế𝑛 0,954, dùng cho các công trình không đòi hỏi cao về chế độ nhiệt ẩm dung thông dụng cho các công trình như, nhà ở, xưởng may Đối với điều hòa không khí cấp Ⅰ vì có mức độ tin cậy cao nhất nên chi ví thi công lắp đặt cao nên chỉ sử dụng cho các công trình đặt biệt qua trọng như các trung tâm dữ liệu vv Còn hệ thống điều hòa không khí cấp Ⅱ dành cho các công trình ít quan trọng hơn như các khách sạn, văn phòng, trường học thì ta chọn hệ thống điều hòa không khí cấp Ⅱ Còn đối với hệ thống điều hòa không khí cấp Ⅲ được sử dụng khá rộng rãi, có mặt ở hầu hết các công trình ít đòi hỏi về xử lí nhiệt ẩm hơn Với nhu cầu thực tế thì nếu đối với một khu văn phòng thì chỉ cần hệ thống điều hòa không khí cấp Ⅱ Đối với công tình này sử dụng hệ thống điều hòa không khí cấp Ⅱ

1.4.2 Chọn thông số tính toán

Công trình Tòa nhà văn phòng Kim Tín có vị trí tại TP.HCM theo TCVN 5687-

2010 (trang 60 phụ lục B) có được thông số bên ngoài cho điều hòa không khí theo số giờ không đảm bảo, m (h/năm) hoặc có hệ số đảm bảo 𝐾đ𝑏

Bảng 1 2 Thông số điều kiện ngoài trời Địa điểm Nhiệt độ ngoài trời

❖ Thông số thiết kế ban đầu: Để có các thông số ban đầu của công trình ta cần xét đến vị trí của công trình cụ thể ở đây là TP.Hồ Chí Minh Xác định chính xác các nguồn nhiệt ảnh hưởng tới không gian điều hòa để tính toán tải nhiệt cho một công trình, tránh việc tính thiếu phụ tải lạnh dẫn đến sai sót công suất lạnh để chọn thiết bị phù hợp Có rất nhiều cách và phương pháp để tính toán phụ tải lạnh cho công trình, nhóm chúng em chọn phương pháp tính phụ tải lạnh tải lạnh theo phương pháp Carrier Phương pháp này ta cần tính năng suất lạnh Q 0 bằng cách là tính riêng tổng nhiệt hiện thừa Q ht và nhiệt ẩn thừa Q at của mọi nguồn nhiệt tỏa thẩm thấu và tác động vào không gian điều hòa 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 bên ngoài gồm các đại lượng sau:

- Độ ồn cho phép trong phòng L p (dB)

- Lượng khí tươi cung cấp L N (m 3 /s)

❖ Chọn thông số thiết kế trong nhà

Bảng 1 3 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)

Nhiệt độ t, o C Độ ẩm tương đối φ, %

❖ Tiêu chuẩn độ ồn Độ ồn là một trong những các yếu tố gây ô nhiễm môi trường nên cần được khắc phục, đặc biệt với hệ thống 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 Dựa vào Bảng 2.1 & TCXDVN 175 – 2005: Mức ồn tối đa cho phép trong công trình công cộng – Tiêu chuẩn thiết kế ta có thể lựa chọn nhiệt độ, độ ẩm tương đối phù hơp được thống kế theo bảng dưới dây:

Bảng 1 4 Thông số tính toán không khí bên trong của Tòa nhà văn phòng Kim Tín

STT Tên phòng Nhiệt độ ( o C) Độ ẩm tương đối

❖ Tiêu chuẩn gió tươi và số lần thay đổi không khí

Tiêu chuẩn gió tươi là lượng gió ngoài cần thiết cấp cho phòng điều hòa để đảm bảo lượng oxi cho con người hoạt động bình thường, có đơn vị đo là m 3 /h/người hoặc m 3 /h/m 2 sàn Lưu lượng gió cấp vào phụ thuộc vào loại công trình, công năng phòng và số người có trong phòng (xem Bảng 1.5 và 1.6)

Bảng 1 5 Tiêu chuẩn không khí ngoài (gió tươi) theo yêu cầu vệ sinh cho các phòng được ĐHKK tiện nghi (trích Phụ lục F – TCVN 5687: 2010)

Số lần thay đổi không khí là lưu lượng không khí ngoài cấp và thải cho một không gian có thông gió cơ khí (không điều hòa) như nhà bếp, nhà vệ sinh, …

Bảng 1 6 Lưu lượng không khí ngoài (gió tươi) cho các phòng được thông gió cơ khí

TÍNH TẢI LẠNH

T ÍNH TOÁN PHỤ TẢI LẠNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP C ARRIER

Có nhiều phương pháp tính cân bằng nhiệt ẩm để xác định năng suất lạnh Ở đây chúng ta lựa chọn tính toán theo phương pháp Carrier Phương pháp này tính bằng tổng nhiệt hiện thừa Qht và nhiệt ẩn Qat của các nguồn nhiệt tỏa ra và xâm nhập vào khu vực điều hòa

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

Các nguồn nhiệt gây tổn thất cho không gian điều hòa:

- Nhiệt hiện bức xạ qua kính Q1

- Nhiệt hiện truyền qua kết cấu bao che và do ∆𝑡 Q2

- Nhiệt hiện tỏa ra do đèn chiếu sáng và máy móc Q3

- Nhiệt hiện và ẩn do người tỏa ra Q4

- Nhiệt hiện và ẩn do gió tươi mang vào Q5

- Nhiệt hiện và ẩn do gió lọt Q6

2.1.1 Nhiệt hiện bức xạ qua kính Q 1

Nhiệt bức xạ qua kính có màn che được xác định bằng công thức:

𝑛 𝑡 : Hệ số tác dụng tức thời qua kính

𝑄 1 ′ : Lượng nhiệt bức xạ tức thời qua kính vào phòng, (W)

F: Diện tích về mặt cửa sổ kính có khung kim loại, m 2

𝑅 𝑇 : Bức xạ mặt trời qua kính vào phòng, (W/m 2 ) tra tài liệu [1], bảng 4.1 trang 131

Giá trị RT phụ thuộc vào vĩ độ, tháng, hướng của kính, của sổ, giờ trong ngày

Vì hệ thống hoạt động điều hòa từ 8 giờ sáng đến 5 giờ chiều ( trong các giờ có nắng) ta chọn RT = RTmax

• Hệ số ảnh hưởng cao độ đối với mực nước biển

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

H là độ cao công trình đang tính so với mặt nước biển, (m)

Ta có độ cao của tầng Tum tức độ cao cao nhất của tòa nhà so với mực nước biển là 85.2m

Vậy dựa vào công thức (2.4) ta tính được 𝜀 𝑐 = 1.0019596 m

• Hệ số chênh lệch nhiệt độ động sương 𝜀 đ𝑠 :

Nhiệt độ và độ ẩm của điều kiện môi trường bên ngoài tN = 34.6 o C;

Kết hợp sử dụng phầm mềm AirCalc để tra tìm được ts = 29.28 o C

17 Các thông số bên ngoài và kết quả nhiệt độ đọng sương được thể hiện như Hình 2.2

Hình 2 2 Xác định nhiệt độ động sương bằng phần mềm AirCalc

Dựa vào công thức (2.5) ta tính được 𝜀 đ𝑠 = 0.88

• Hệ số ảnh hưởng của mây mù 𝜀 𝑚𝑚

Ta chọn điều kiện thời tiết ít mấy nhất để lượng tải lớn nhất có thể đảm bảo lượng tải nhiệt ổn định cho tòa nhà Nên trong trường hợp này chọn 𝜀 𝑚𝑚 = 1 tức trời không có mây

• Hệ số ảnh hưởng của khung 𝜀 𝑘ℎ

Các khung cửa được làm bằng kim loại nên ta chọn 𝜀 𝑘ℎ = 1.17

Lựa chọn tính toán cho công trình sử dụng loại kính cơ bản Ta tra bảng 4.3 tài liệu [1] ta được 𝜀 𝑚 =1 Ngoài ra, theo bảng còn có các hệ số khác như:

• Hệ số mặt trời 𝜀 𝑟 Điều đầu tiên cần quan tâm đến các hệ số của loại màn che được sử dụng Trong trường hợp tính toán này nhóm sẽ cho công trình sử dụng màn che màu sáng Tra bảng 4.4 TL[1] nên ta có hệ số 𝜀 𝑟 = 0.56 Ngoài ra, theo bảng còn có các hệ số khác như:

- Công trình sử dụng khung thép nên lấy giá trị bằng F

- Vì hệ thống điều hòa không khí hoạt động liên tục và TP.HCM thuộc vĩ độ

- Công trình được xây dựng với 4 hướng kính là Đông Bắc, Đông Nam, Tây Nam, Tây Bắc Tra theo bảng 4.2 TL[1] ta được lượng bức xạ mặt trời lớn nhất ứng với các hướng kính

Bảng 2 1 Lượng bức xạ mặt trời lớn nhất

Hướng Đông Bắc Đông Nam Tây Bắc Tây Nam

Hệ số tác động tức thời là giá trị khối lượng riêng, diện tích trung bình của toàn bộ kết cấu bao che gs: mật độ diện tích trung bình (kg/m2), của toàn bộ kết cấu bao che

𝑔 𝑠 : Mật độ khối lượng riêng diện tích trung bình của toàn bộ kết câu bao che, (kg/m 2 )

𝐺′: Khối lượng tường có mặt ngoài tiếp xúc với bức xạ mặt trời và của sàn nằm trên mặt đất (kg)

𝐺′′: Khối lượng tường có mặt ngoài không tiếp xúc với bức xạ mặt trời và của sàn không nằm trên mặt đất

- Khối lượng 1m2 tường dày (0.2m): 1800 x 0.2 = 360 kg/m 2

- Khối lượng 1m2 sàn bê tông cốt thép dày (0.2m): 2400 x 0.2 = 480kg/m 2 Sau đó thế vào công thức (2.6) cùng với số liệu đo chiều sài tường, diện tích sàn ta được gs và nt

Chi tiết các khu vực khác ở phần phụ lục Chương 2

Ví dụ: Tính cho Văn phòng điển hình tầng 2-7

Chiều dài tường tiếp xúc với bức xạ mặt trời: 73.6m

Chiều dài tường không tiếp xúc với bức xạ mặt trời: 50.6m

Hướng kính chịu bức xạ: Đông Bắc, Đông Nam, Tây Nam, Tây Bắc

Diện tích mật độ tường F’ = 73.68 m 2 ; F’’= 50.59 m 2

Khối lượng tường có mặt ngoài tiếp xúc với bức xạ mặt trời và cửa sàn nằm trên mặt đất

𝐺 ′ = 360 × 73.68 = 26524.8 𝑘𝑔 Khối lượng tường có mặt ngoài không tiếp xúc với bức xạ mặt trời và của sàn không nằm trên mặt đất

274 = 370.04 kg/m 2 Tra bảng 4.7 tài liệu [1] theo 𝑔 𝑠 vừa tính được ứng với hướng kính là hướng Đông Bắc được nt có bức xạ cao nhất vào lúc 8 giờ sáng ta được nt = 0.67 Tra tương tự với các hướng còn lại

Sau khi xác định đầy đủ các hệ số bức xạ mặt trời tức thời, thay các thông số này vào công thức (2.3) ta được giá trị Q1 của Văn phòng điển hình tầng 2-7.

2.1.2 Nhiệt truyền qua kết cấu bao che Q 2

Nhiệt truyền qua kết cấu bao che được tính bằng công thức:

2.1.2.1 Nhiệt truyền qua mái bằng bức xạ Q 21

Nhiệt truyền qua mái bằng phòng điều hòa có 3 dạng:

- Phòng cần tính nằm giữa các tầng trong tòa nhà điều hòa.Vậy ∆t = 0 và

- Nếu phía trên phòng điều hòa cần tính toán là phòng không có điều hòa thì:

- Nếu trần mái có bức xạ mặt trời thì lượng nhiệt vào phòng gồm 2 thành phần sau: do bức xạ của mặt trời và do chệnh lệch nhiệt độ giữa không khí trong nhà và ngoài nhà Đối với công trình đang tính là Tòa nhà văn phòng Kim Tín thì:

Tầng 1 đến tầng 14 thuộc trường hợp 1 => Q21 = 0

Tầng tum (có điều hòa) phía trên là trần mái bằng nên tính theo trường hợp

3, cấu tạo của trần mái bằng được thể hiện ở Hình Lượng nhiệt này được xác định theo biểu thức:

Q21: Dòng nhiệt đi vào không gian điều hòa do mái hấp thụ và do độ chênh lệch nhiệt độ giữa không khí bên ngoài và bên trong

K: Hệ số truyền nhiệt qua mái

∆𝑡 𝑡𝑑 Hiệu nhiệt độ tương đương được xác định qua biểu thức:

𝜀 𝑠 : là hệ số hấp thụ bức xạ mặt trời, tra bảng 4.10 TL[1]

(Chọn trần bêtong dày 150mm lớp vữa xi măng cát dày 25mm trên có lớp bitum, trần giả thạch cao dày 12mm) ta được hệ số truyền nhiệt k = 1.67 W/m 2 K

Kết quả tính toán nhiệt truyền qua mái trình bày ở phụ lục Chương 2

2.1.2.2 Nhiệt truyền qua vách Q 22 Để tính được nhiệt truyền qua vách ta cần tính được nhiệt truyền qua các kết cấu sau bao gồm:

- Nhiệt truyền qua cửa ra vào

- Nhiệt truyền qua cửa sổ

𝑄 2𝑖 nhiệt truyền qua tường, cửa ra vào (gỗ, nhôm), cửa sổ (kính),…

𝑘 𝑖 hệ số truyền nhiệt tương ứng của tường, kính, cửa (W/m 2 K)

𝐹 𝑖 Diện tích tường, cửa, kính tương ứng, m 2

∆𝑡 Hiệu nhiệt độ trong và ngoài nhà

Hệ số truyền nhiệt qua tường được xác định bằng biểu thức:

𝛼 𝑁 - Hệ số tỏa nhiệt bên ngoài của tường, 𝛼 𝑁 = 20 W/(m 2 K) khi tiếp xúc với không khí bên ngoài và 𝛼 𝑁 W/(m 2 K) khi gian tiếp tiếp xúc với không khì bên ngoài

𝛼 𝑇 - Hệ số tỏa nhiệt bên trong nhà, 𝛼 𝑇 W/(m 2 K)

𝛿 𝑖 - Độ dày của các lớp vật liệu i cấu tạo nên cấu trúc tường, (m)

𝜆 𝑖 - Hệ số dẫn nhiệt cho vật liệu thứ i tạo nên cấu trúc tường, (W/mK)

Tra bảng 4.11 TL [1] ta được hệ số dẫn nhiệt 𝜆 𝑖 , theo công trình tường dày

22 Thay vào công thức (2.12) lần lượt ta được:

𝑘 𝑡𝑛 = 2.3 𝑊/𝑚 2 𝐾; 𝑘 𝑡𝑡 = 2.9𝑊/𝑚 2 𝐾 Công trình có nhiệt độ ngoài trời tN = 34.6 o C, nhiệt độ trong nhà tT = 25 o C và nhiệt độ không gian không có điều hòa t = 29.8 o C

Ví dụ cho văn phòng điển hình tầng 2-7

Diện tích tường tiếp xúc với không khí ngoài trời

Kết quả tính toán nhiệt truyền qua tường được trình bày ở phụ lục

➢ Nhiệt truyền qua cửa ra vào Q 22c

∆t hiệu nhiệt độ trong và ngoài nhà k c hệ số truyền nhiệt qua cửa

Do các phòng sử dụng cửa ra vào cùng vật liệu là kính như vách kính và trong quá trình tính toán nhập liệu diện tích vách kính đã nhập luôn cửa kính nên phần nhiệt truyền qua cửa ra vào Q22c = 0

➢ Nhiệt truyền qua kính cửa sổ

∆t hiệu nhiệt độ trong và ngoài nhà k c hệ số truyền nhiệt qua cửa Tra bảng 4.13 tài liệu [1] ta được k c = 5.89 W/m 2 K

Ví dụ tính cho Văn phòng điển hình tầng 2-7

Kết quả cho các khu vực khác trình bày chi tiết ở phụ lục Chương 2

Nhiệt truyền qua nền (sàn) được tính theo công thức:

K là hệ số truyền nhiệt qua sàn hoặc nền, W/m 2 K, tra bảng 4.15 TL[1] ta được hệ số k Với thông số nền bêtong dày 150mm có lớp vữa ở trên dầy 25mm, có lát gạch Vinyl 3mm vào mùa hè ta được k = 2.78 W/m 2 K

∆t là hiệu nhiệt độ bên ngoài và bên trong

Xét 3 trường hợp để tính toán:

- Nếu sàn đặt ngay mặt đất lấy k của sàn beetong dày 300 mm

Sàn nhà đặt trên tầng hầm hoặc không gian không có điều hòa thường có nhiệt độ trung bình giữa nhiệt độ bên ngoài và bên trong nhà Điều này có nghĩa là nhiệt độ sàn, ký hiệu là ∆t, được tính bằng công thức: ∆t = 0,5 × (𝑡 𝑁 − 𝑡 𝑇 ), trong đó 𝑡 𝑁 là nhiệt độ bên ngoài và 𝑡 𝑇 là nhiệt độ bên trong nhà.

- Nếu như sàn nằm giữa hai không gian điều hòa thì Q23 = 0

Kết quả tính toán Q 23 chi tiết các khu vực khác ở phần phụ lục Chương 2

2.1.3 Nhiệt tỏa do đèn chiếu sáng và máy móc Q 3

2.1.3.1 Nhiệt tỏa do đèn chiếu sáng Q 31

Nhiệt hiện do đèn chiếu sáng tỏa ra được xác định bằng công thức:

Trong đó Q: tổng nhiệt tỏa do chiếu sáng, W

Công trình chủ yếu sử dụng đèn huỳnh quang chênh lệch không đáng kể nên

N tổng công suất ghi trên đèn

𝑛 𝑡 hệ số tác dụng tức thời của đèn chiếu sáng Vì đèn hoạt động liên tục nên 𝑛 𝑡 = 1

𝑛 𝑑 hệ số tác dụng đồng thời vì công trình thuộc dạng công sở nên

Ví dụ tính cho Văn phòng điển hình tầng 2-7

Kết quả tính toán chi tiết ở phụ lục

2.1.3.2 Nhiệt tỏa do máy móc Q 32

Nhiệt hiện tỏa ra do máy móc được xác định qua công thức:

Ni là công suất điện ghi trên thiết bị, W

Do nhóm không có điều kiện đi khảo sát thực tế công trình nên nhóm sẽ tham khảo bản vẽ kiến trúc sau đo ước lượng số lượng thiết bị trong văn phòng từ đó tính tương đương lượng nhiệt mà thiết bị tỏa ra trong công trình

Ví dụ cho Văn phòng điển hình tầng 2-7

Tên thiết bị Công suất tỏa nhiệt

Máy photocopy 150 2 Điện thoại bàn 9 4

Ta có được nhiệt tỏa ra do máy móc là 12036 W

Kết quả tính toán sẽ chi tiết các khu vực khác ở phụ lục Chương 2

2.1.4 Nhiệt hiện và ẩn do người tỏa Q 4

Nhiệt tỏa do người tỏa vào phòng chủ yếu bằng đối lưu và bức xạ, công trình là tòa nhà cao tầng nên nhiệt hiện được xác định bằng biểu thức:

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

T HÀNH LẬP VÀ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

2.2.1 Chọn sơ đồ điều hòa không khí

Sơ đồ điều hòa không khí được thành lập dựa vào các yếu tố tính toán cân bằng lượng nhiệt ẩm, đồng thời cần phải thỏa mãn các điều kiện về tiện nghi đối với con người và điều kiện thời tiết của công trình văn phòng xét đến

Tùy thuộc vào đặc điểm của công trình mà cần thiết lập sơ đồ điều hòa không khí phù hợp Mỗi sơ đồ đều có những ưu nhược điểm riêng Do đó, cần cân nhắc lựa chọn sơ đồ sao cho phù hợp với tòa nhà, công trình cụ thể để đảm bảo hiệu quả kinh tế và kỹ thuật.

Sơ đồ thẳng có ưu điểm là đơn giản, gọn nhẹ dễ lắp đặt Không tận dụng nhiệt từ không khí thải nên hiệu quả thấp Thường được sử dụng khi kênh gió hồi quá lớn việc thực hiện hồi gió quá tốn kém hoặc không thực hiện được do không gian nhỏ hẹp hoặc trong các hệ thống nơi có phát sinh các chất độc, hôi hoặc đường ống quá xa, cồng kềnh không kinh tế hoặc không thể thực hiện được

Sơ đồ tuần hoàn một cấp được ứng dụng phổ biến nhờ đơn giản về hệ thống, đáp ứng yêu cầu vệ sinh, vận hành không phức tạp và tiết kiệm chi phí Bằng cách tận dụng nhiệt từ không khí tái tuần hoàn, sơ đồ này đạt hiệu suất làm lạnh và sấy khô thấp hơn so với sơ đồ thẳng Tuy nhiên, sơ đồ một cấp vẫn được ưa chuộng trong cả điều hòa tiện nghi và điều hòa công nghiệp.

Sơ đồ tuần hoàn 2 cấp thường được sử dụng trong điều hoà tiện nghi khi nhiệt độ thổi vào quá thấp, không đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh nên cần có thêm buồng hòa trộn thứ 2 và hệ thống trích gió đến buồng hòa trộn này nên chi phí đầu tư và vận hành tăng Nó cũng được sử dụng rộng rãi trong các phân xưởng sản xuất khi cần điều chỉnh đồng thời cả nhiệt độ và độ ẩm như nhà máy dệt, thuốc lá So với sơ đồ điều hoà không khí 1 cấp thì chi phí đầu tư lớn hơn

2.2.2 Sơ đồ điều hòa không khí tuần hoàn 1 cấp

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

Nguyên lý làm việc của hệ thống: không khí trong phòng được quạt dàn lạnh hút và trao đổi nhiệt ở tại dan lanh trở thanh khong khí lanh ở trang thái O Không khi ở trạng thái O được quạt thổi của dàn lạnh thổi ra ngoài ở tao sự luân chuyển và phân tán không khí lạnh đều trong phòng đến trạng thái T Sau đó một phần không khí trong phòng được quạt hút dàn lạnh hút và trao đổi nhiệt thành không khí lạnh và được thổi ra luân chuyển khắp phòng

2.2.3 Tính toán sơ đồ điều hòa không khí 1 cấp

Tính toán sơ đồ một cấp bao gồm các bước sau:

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

- Xác định tổng nhiệt hiện Qh

- Xác định tổng nhiệt ẩn Qa

- Xác định tổng lượng nhiệt ẩn và thừa của không gian cần điều hòa

- Xác định hệ số đi vòng eBF

- Kẻ đường TS song song với đường G-ESHF ( 𝜀 ℎ𝑒𝑓 ) cắt O = 100% tại S

- Qua S kẻ đường song song với G - 𝜀 ℎ𝑡 cắt NT tại H

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

Hình 2 4 Sơ đổ tuần hoàn một cấp với các hệ số nhiệt hiện, hệ số đi vòng [1]

• Điểm gốc G và hệ số SHF Điểm G được xác định trên ẩm đồ là điểm có trạng thái (t = 24 o C, 𝜑 = 50%)

Hình 2 5 Điểm gốc G và thang chia hệ số nhiệt hiện [1]

• Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF (Room Sensible Heat Factor)

Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF là tỷ số giữa thành phần nhiệt hiện trên tổng nhiệt hiện và nhiệt ẩn của phòng chưa tính đến thành phần nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió tươi và gió lọt mang vào không gian điều hòa

𝑄 ℎ𝑓 Tổng nhiệt hiện của phòng (không có nhiệt hiện gió tươi), W

𝑄 𝑎𝑓 Tổng nhiệt ẩn trong phòng (không có nhiệt ẩn gió tươi), W

Hình 2 6 Biểu diễn hệ số nhiệt hiện của phòng RSHF [1]

• Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF (Grand Sensible Heat Factor)

Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF chính là độ nghiêng của tia quá trình từ điểm hòa trộnđến điểm thổi vào Đây chính là quá trình làm lạnh và khử ẩm của không khí trong danlạnh sau khi hòa trộn giữa gió tươi và gió tái tuần hoàn

𝑄 ℎ Tổng nhiệt hiện của phòng có nhiệt hiện gió tươi, W

𝑄 𝑎 Tổng nhiệt ẩn trong phòng có nhiệt ẩn gió tươi, W

- Hệ số nhiệt hiện tổng 𝜀 ℎ𝑡 = 43603.2

Xác định hệ số đi vòng &gp (Bypass Factor): là tỉ số giữa lượng không khí đi qua dàn lạnh nhưng không trao đổi nhiệt ẩm với tổng lượng không khí thổi qua dàn (xem Hình 2.7)

𝐺 𝐻 - Lưu lượng không khí qua dàn lạnh nhưng không trao đổi nhiệt ẩm với dàn, nên vẫn có trạng thái của điểm hoà trộn H

𝐺 𝑂 - Lưu lượng không khí đi qua dàn lạnh có trao đổi nhiệt ẩm và đạt trạng thái O

G -Tổng lưu lượng không khí qua dàn, (kg/s)

Hệ số này được chọn theo theo Bảng 4.22 [1] ứng với công năng ta được 𝜀 𝐵𝐹 = 0.1

Hình 2 7 Hệ số đi vòng biểu diễn qua đồ thị t-d [1]

• Hệ số nhiệt hiệu dụng ESHF (Effective Sensible Heat Factor)

Là tỉ số giữa nhiệt hiện hiệu dụng của phòng và nhiệt hiện tổng hiệu dụng của phòng (xem Hình )

Qhef - Nhiệt hiện hiệu dụng của phòng ERSH (Effective Room Sensible Heat)

Qaef - Nhiệt ẩn hiệu dụng của phòng ERLH (Effective Room Latent Heat)

𝑄 ℎ𝑁 - Nhiệt hiện do gió tươi mang vào, W

𝑄 𝑎𝑁 - Nhiệt ẩn do gió tươi mang vào, W

𝜀 𝐵𝐹 - Hệ số đi vòng (Bypass Factor)

Ví dụ cho Văn phòng điển hình Tầng 2-7

- Nhiệt hiện hiệu dụng trong phòng:

- Nhiệt ẩn hiệu dụng trong phòng:

- Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng:

Hình 2 8 Đồ thị t-d biểu thị mối quan hệ giữa các hệ số RSHF, GSHF, ESHF [1] Phụ tải lạnh và các hệ số được thể hiện chi tiết ở phần phụ lục Chương 2

• Nhiệt độ động sương của thiết bị

Nhiệt độ đọng sương của thiết bị là nhiệt độ mà khi ta tiếp tục làm lạnh hỗn hợp không khí tái tuần hoàn và không khí tươi Đường &n cắt đường O0% tại S thì điểm S chính là điểm đọng sương và nhiệt độ t, là nhiệt độ đọng sương của thiết bị

• Xác định lưu lượng khong khí qua dàn lạnh

Sau khi tính toán và xác định được các thông số trên ta cần phải kiểm tra lại hiệu nhiệt độ phòng và nhiệt độ thổi vào

- Nếu ∆𝑡 𝑉𝑇 10K thì không đạt tiêu chuẩn vệ sinh cần phải sử dụng các biện pháp khác để giảm hiệu nhiệt độ thổi vào vì nhiệt độ thổi vào quá thấp sẽ ảnh hưởng đến sức khỏe con người Sau đó kiểm tra lại rồi tiến hành tính lưu lượng không khi qua dàn lạnh Để xác định được lưu lượng không khí qua dàn lạnh ta sử dụng biểu thức:

- Lưu lượng khối lượng: G = 0,00129.L, kg/s (2 38)

- Năng suất lạnh của thiết bị xử lý không khí: Q 0 = G.(I H -I O ), W (2 39)

- Lưu lượng không khí tái tuần hoàn: L T = L - L N , 1/s (2 40)

- L :Lưu lượng không khí tươi, l/s

Nhóm sử dụng phần mềm CAD để vẽ sơ đồ tuần hoàn 1 cấp trên đồ thị t-d

Hình 2 9 Xác định các điểm nút trên ẩm đồ

Ta xác định được các điểm trạng thái trên ẩm đồ:

- Điểm trạng thái không khí ngoài trời N ( tN = 34,6°C và 𝜑 = 74%)

- Điểm trạng thái không khí trong nhà T ( tT = 25°C và 𝜑 = 60% )

Các quá trình diễn ra trên đồ thị t - d:

T - H: là quá trình không khí hồi về từ phòng

H - S: Là quá trình không khí trao đổi nhiệt ẩm với coil lạnh của FCU

S - T: Là quá trình không khí trao đổi nhiệt với không khí trong phòng để có được trạng thái T

Kiểm tra điều kiện vệ sinh:

Ta có: ∆𝑡 𝑉𝑇 = 𝑇 𝑇 − 𝑇 𝑉 = 25 − 15.8 = 9.2 ≤10 o C Vậy thỏa mãn điều kiện vệ sinh”

Các thông số điểm nút được thể hiện chi tiết ở phụ lục Chương 2

T ÍNH TOÁN KIỂM TRA TẢI NHIỆT BẰNG PHẦN MỀM H EATLOAD

Phần mềm Heatload Daikin được sử dụng rộng rãi trong việc tính toán tải lạnh nhằm mục đích lựa chọn công suất phù hợp cho các thiết bị làm lạnh.

Phần mềm có giao diện dễ dàng sử dụng và được nhiều kĩ sư sử dụng cho việc tính tải lạnh Phần mềm được hãng Daikin tạo ra giúp cho người dùng có thể dễ dàng sử dụng để tính tải Công trình sử dụng hệ thống lạnh VRV nên việc sử dụng phần mềm Heatload sẽ giúp cho việc tính toán chính xác hơn

2.3.2 Các bước tính tải lạnh cho dự án

2.3.3 Kết quả sau tính toán

Hình 2 10 Bảng kết quả tổng sau khi tính toán bằng Heatload

Bảng 2 2 So sánh kết quả tính toán

Q 0 phần mềm thiết kế (kW)

Tỷ lệ sai số giữa tính tay với thiết kế (%)

Tỷ lệ sai số giữa phần mề và thiết kế (%) Tầng 1

Phòng phó tổng giám đốc 6.1 7.16 6.6 14.8 7.8

Phòng chủ tịch tập đoàn KTG 15.6 17.59 17.6 11.3 0.05

P Giám đốc khối kế toán 5.2 5.96 5.7 8.7 4.36

Nhận xét: Qua quá trình tính toán kiểm tra thì nhóm nhận thấy tỉ lệ sai số đa phần dưới 10%, nhưng trường hợp khác có thể do sai sót trong việc đo đạc diện tích, sai trong việc làm tròn số, hay trong việc lựa chọn tiêu chuẩn và điều kiện tính khác nhau dẫn đến các sai sót

T ÍNH CHỌN THIẾT BỊ CHO CÔNG TRÌNH

2.4.1 Lựa chọn hàng cung cấp:

Hiện nay ở thị trường Việt Nam có rất nhiều hãng cung cấp những thiết bị lạnh có công nghệ tiên tiến, giúp tiết kiệm chi phí về điện năng và tăng hiệu quả làm lạnh cụ thể là các hãng như Daikin, Panasonic, LG Nhưng trong các tòa nhà văn phòng hiện nay thì việc sử dụng thiết bị của hãng Daikin có tính phổ biến hơn Daikin là đơn vị công ty đến từ Nhật bản, với những thiết bị của mình hãng đã và đang cho thấy chỗ đứng của mình trên thị trường Việt Nam với các dòng sản phẩm công nghệ inverter, mắt thần thông minh, luồn gió 3 chiều

Cụ thể Daikin còn nổi tiếng với hệ thống đieu hòa không khí VRV đã va đang được sử dụng phổ biến ở các công trình ở Việt Nam hiện nay

Hệ thống điều hòa trung tâm VRV viết tắt là Variable Refrigerant

Volume có nghĩa là hệ thống điều hòa có thể thay đổi điều chinh môi chất lạnh theo tần số dòng điện do đó có thể thay đổi theo công suất dàn lạnh bên ngoài, rất thích hợp sử dụng cho các trung tâm thương mại tòa nhà văn phòng

Với không gian văn phòng sử dụng nhiều dàn lạnh thì việc lựa chọn hệ thống lạnh VRV vừa đáp ứng được khả năng tiết kiệm điện và đảm bảo tính thẩm mĩ Bên cạnh những lợi ích đó thì dòng sản phẩm VRV còn có những ưu điểm nhất định sau đây:

- Tiết kiệm năng lượng: dòng sản phẩm VRV sử dụng công nghệ inverter bằng cách thay đổi tầng số dòng điện cho máy nén

- Lắp đặt hiệu quả nhanh chóng tiết kiệm thời gian: bởi vì hệ thống VRV được thiết kế theo dạng module gồm dàn nóng và dàn lạnh các ống đồng và phụ kiện nên việc lắp đặt sẽ nhanh hơn các hệ thống lạnh khác

- Giảm thiểu độ ồn: thường các dàn nóng thường đặt xa khu vực làm việc nên hạn chế được độ ồn phát ra

Một ưu điểm nổi bật của hệ thống lạnh VRV Daikin là khả năng kết nối linh hoạt Một dàn nóng có thể kết nối với nhiều dàn lạnh, đáp ứng nhu cầu sử dụng nhiều dàn lạnh trong cùng một không gian Đây chính là yếu tố quan trọng giúp công trình văn phòng Kim Tín tối ưu tính thẩm mỹ và đảm bảo nhu cầu làm mát hiệu quả cho nhiều không gian riêng biệt.

2.4.2 Tính chọn dàn lạnh FCU

FCU (Fan coil unit) là một thiết bị kiểu dàn ống trao đổi nhiệt gồm ống đồng, cánh nhôm và quạt gió Nguyên tắc hoạt động là nước chuyển động trong lòng ống, còn không khí thì chuyển động ngang qua cụm ống trao đổi nhiệt lượng, tại đó không khí sẽ trao đổi nhiệt ẩm, rồi sau đó nó sẽ thổi trực tiếp vào phòng hoặc theo một kênh gió vào phòng qua các miệng gió Quạt FCU là dạng quạt lồng sóc dẫn động kiểu trực tiếp

Năng suất lạnh của FCU 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 lạnh là yếu tố quan trọng nhất đến năng suất lạnh của các dàn FCU

Việc tính chọn các FCU trong hệ thống tòa nhà văn phòng Kim Tín được tính theo cách tính tải nhiệt của từng phòng sau đó chọn các FCU với năng suất lạnh tương ứng Với công trình các PAU sẽ đảm nhận vai trò lấy gió tươi từ môi trường trực tiếp sau đó xử lý và sau khi xử lý xong mới đưa lượng không khí đó tới các FCU vì vậy năng suất tải lạnh của các FCU không bao gốm nhiệt tải của gió tươi Để chọn FCU cho công trình này, ta dựa trên catalogue của hãng Daikin

Chi tiết các FCU của công trình được trình bày trong bảng phụ lục Chương 2 2.4.3 Chọn dàng nóng bằng phần mềm VRV Express và xuất sơ đồ nguyên lý

VRV Express là phần mềm được phát hành bởi Daikin với những chức năng như:

- Chọn dàn lạnh và tính công suất dàn nóng phù hợp với hệ thống

- Tạo sơ đồ nguyên lí ống ga môi chất kết nối dàn lạnh

- Chọn điều khiển và kiểu lắp đặt dàn nóng

Phần này nhóm sử dụng phần mềm VRV Express để nhập thông số dàn lạnh đã tra được ở catalog hãng sau đó tính kiểm tra chiều dài đường ống ga xem có phù hợp hay không sau đó lựa chọn dàn nóng phù hợp và xuất vẽ lại sơ đồ nguyên lí

42 Đầu tiên khởi chạy phần mền tại mục Project name: ta điền tên dự án

- Reference: mô tả công năng của công trình ở đây dự án ta tính toán là văn phòng

Hình 2 11 Khởi tạo dữ liệu Để chọn dàn lạnh VRV

Hình 2 12 Chọn hệ thống Để chọn dàn lạnh ta tiến hành chọn biểu tượng VRV, sẽ xuất hiện giao diện Edit Indoor unit selection

Hình 2 13 Nhập thông số dàn lạnh

Ta chọn thông số dàn lạnh theo mã đã tra ở catalog

Công trình chỉ làm mát không có sưởi nên ta chỉ tích vô phần Cooling ở nhiệt độ điều kiện trong nhà là 25 o C ; 60% điền xong ta nhấn “Add” Tương tự chọn hết các dàn lạnh ở các tầng còn lại tương tự ta được như hình

Hình 2 14 Sau khi thống kê hết dàn lạnh

44 Sau khi nhập xong mục Indoor Units ta sang phần Outdoor Units

Hình 2 15 Thiết lập khởi tạo dàn nóng

Ta nhấn vào biểu tượng dàn nóng để tiến hành tạo dàn nóng cho các dàn lạnh của các tầng

Hình 2 16 Chọn thông số làm việc dàn nóng

45 Tại bảng Edit Outdoor Selection ta thực hiện lần lượt các bước:

- Name: đặt tên dàn nóng

- Family: ta chọn Cooling Only

- Series: ta chọn VRV A (18,20 multi model)

- Max conect ratio: ta chọn 130%

- Outdoor: ta nhập thông số điều kiện ngoài trời

- Operation Load: hệ số hoạt động đồng thời

Tiếp theo ta chọn mục Piping:

Hình 2 17 Chọn kiểu bố trí

Ta chọn biểu tượng dàn nóng đặt cũng cao độ dàn lạnh tức là mỗi tầng sẽ có mỗi cụm dàn nóng riêng đặt phía ngoài dàn thao tác

Sau khi hoàn thành ta chọn “Ok” để kết thúc phần này và có giao diện như sau

Hình 2 18 Thông số dàn nóng

Phầm mềm đã chọn cho ta công suất dàn nóng phù hợp với cụm dàn lạnh vơi công suất thể hiện ở mục Avalable Ở mục Piping ta điều chỉnh lại vị trí dàn lạnh và điền chiều dài ống ga và sẽ được như hình

Hình 2 19 Nhập chiều dài ống

Sau khi đã hoàn thành xong các thông số ta có thể xuất thông số của dự án bằng cách vào mục Report để xuất file

Sơ đồ nguyên lí ống ga của dự án sau khí xuất file và chỉnh sửa lại bằng

Hình 2 21 Hình sơ đồ nguyên lí VRV

TÍNH TOÁN HỆ THÔNG GIÓ

H Ệ 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 cần điều hoà để bổ sung phần oxy bị thiếu và tạo ra không gian điều hoà tốt nhất

3.1.2 Xác định tốc độ không khí đi trong ống

Tốc độ không khí là đại lượng được quan tâm hàng đầu vì nó làm 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 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

Hệ thống cấp gió tươi cho công trình sẻ được cấp vào bởi quạt, gió tươi bên ngoài trời sẽ được các quạt hút từ bên ngoài đưa vào bên trong

Lưu lượng gió tươi được xác định theo công thức: gt N

N – số người trong không gian điều hòa lN – Lưu lượng không khí tươi cần cấp cho 1 người trong 1 giờ (m 3 /h.người) Lấy theo Phụ lục F tài liệu [2]

Ví dụ: Tính lưu lượng gió tươi tại tầng 2-7, tính cho văn phòng điển hình, có diện tích là 274m 2

Theo Phụ lục F – TCVN 5687:2010, với số người ước tính 48 người, lưu lượng gió tươi cấp cho một người là 25m3/h.người Từ đó, lưu lượng gió tươi được cấp cho mỗi tầng có thể được tính theo biểu thức (3.1): gt x N.

Tương tự tính cho các khu vực khác đã được trình bày chi tiết ở phần phụ lục Chương 3

3.1.4 Xác định kích thước ống

3.1.4.1 Kích thước ống gió cứng

Sử dụng phần mềm Duct Checker để tính chọn kích thước

Duct Checker - một phần mềm tính toán kích thước đường ống gió và cửa gió được sử dụng phổ biến tại Nhật Bản Phần mềm này nổi bật với tính năng cho phép điều chỉnh thông số tính toán linh hoạt theo kinh nghiệm thực tế hoặc theo tiêu chuẩn TCVN 5687 Tùy chỉnh thông số giúp người dùng dễ dàng ứng dụng phần mềm vào các dự án khác nhau, đảm bảo tính chính xác và đáp ứng yêu cầu phù hợp với tiêu chuẩn Việt Nam.

2010 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 Duct Checker

Ta chọn tab Duct size để tính toán ống gió

Flow rate [CMH] : Lưu lượng không khí qua ống gió (m 3 /h) Properties: Khi nhấn vào đây thì một thoại Configs to select DUCT size sẽ xuất hiện (Xem hình 3.2)

Hình 3 2 Hộp thoại Congfig to select DUCT size

- Ta tiến hành nhập thông số tính toán tại mục Standard to select

Material: Vật liệu của ống gió, ta chọn Galvanized iron sheet(Tole mạ kèm)

Duct roughness (mm): Độ nhám vật liệu, độ nhám này do phần mềm tự cho và ta không can thiệp được

Air velocity(m/s): Vận tốc gió trong ống, nhập 17,8 Tra theo tài liệu

Max loss: tổn thất áp suất lón nhất trong ống, tham khảo tài liệu [] – Phương pháp ma sát đồng đều chọn tổn thất áp suất qua ống gió là 1 Pa/m

Aspect ratio: tỉ lệ giữa chiều dài va chiều rộng ống gió, giữ nguyên mặc định

- Sau khi hoàn thành các bước trên nhấn apply và save để lưu lại

Ví dụ: Tính kích thước ống gió cho khu vực văn phòng điển hình tầng 3-7

Dựa vào bản vẽ CAD ta xác định được ống gió của khu vực.(Hình 3.3)

Hình 3 3 Kích thước ống gió khu vực văn phòng điển hình tầng 3 Đoạn ống AB có lưu lượng tổng là 1200m 3 /h, nhập lưu lượng vào ô Flow rate và bấm Calc ta xác định được kích thước và vận tốc gió ( hình 3.4)

Hình 3 4 Kích thước ống gió cấp cho khu vực đoạn AB

53 Sau khi sử dụng phần mềm Duct Checker để xác định kích thước ống gió ta có kết quả ở bảng 3.1 và bảng 3.2

Bảng 3 1 Kích thước ống gió khu vực văn phòng điển hình tầng 3-7 Đoạn Lưu lượng(m 3 /h) Kích thước ống gió

Kết luận: Sau khi tính toán để chọn ra kích thước ống gió thì có sự khác biệt so với công ty thiết kế, điều này là do nhiều yếu tố khách quan như tính thẩm mỹ, không gian, sự đồng nhất của các tầng,… So với nhóm ưu tiên chọn ống có tổn thất áp suất xấp xỉ 1 Pa/m để tối ưu lưu lượng

Hình 3 5 Kích thước ống gió tầng 2

Bảng 3 2 Kích thước ống gió tầng 2 Đoạn Lưu lượng(m 3 /h) Kích thước ống gió

Hình 3 6 Kích thướng ống gió tầng 8

Tuy nhiên, kích thước ống gió sau khi tính toán thường không giống với thiết kế ban đầu do nhiều yếu tố khác như tính thẩm mỹ, không gian lắp đặt, yêu cầu đồng nhất giữa các tầng, Trong khi đó, nhóm ưu tiên chọn kích thước ống có tổn thất áp suất xấp xỉ 1 Pa/m để tối ưu lưu lượng gió.

T ÍNH TOÁN THÔNG GIÓ BÃI XE

Công trình được xây dựng với bốn tầng hầm từ B4 đến B1 với mục đích làm kho và bãi đỗ xe Nên ta thiết kế hệ thông gió tầng hầm, hút thải hầm xe và đưa không khí tươi vào bên trong hầm làm cho hầm được thông thoáng và đủ oxy cho không gian bên trong hầm xe

Với dự án này thì bên thiết kế không xây dựng thiết kế hệ thông gió hầm nhưng nhóm chúng em vẫn tính lưu lượng và xem số liệu tính được như một giá trị tham khảo cho dự án sau này nếu muốn trang bị thêm

3.3.1 Lưu lượng gió cấp (gió thải)

S là diện tích không gian cần thông gió, m 2

H là chiều cao không gian cần thông gió, m ACH là số lần trao đổi không khí trong một giờ

- Trường hợp bình thường: ACH = 6

- Trong trường hợp cần hút khói: ACH = 9

Ta tính lưu lượng cho cả 2 trường hợp thông thường và sự cố

Bảng 3 13 Tính thông gió hầm xe

ACH Lưu lượng gió tươi (m 3 /h)

Lưu lượng gió thải (m 3 /h) Bình thường

3.3.2 Tính chọn kích thước hộp gain

Sử dụng phần mềm DuctSize để chọn kích thước

Hình 3 23 Kết quả tính toán kích thước ống gió thải và gió tươi hầm xe

Sau khi xác định được các kích thước hộp gain ta thống kê được các thông gió yêu cầu

Bảng 3 14 Kích thước thông số hộp gain sau khi tính toán

Lưu lượng ở chế độ ACH =

Kích thước hộp gain (mm)

3.3.3 Tính chọn diện tích Louver

Diện tích cần thiết của miệng gió được xác định theo công thức:

S ct là diện tích cần thiết của miệng gió (m 2 )

Q là lưu lượng gió của miệng gió (m 3 /s)

V là vận tốc qua miệng gió Louver (V = 2.5 m/s) (Trích ARIRIAH Technical Handbook 2021)

Từ lưu lượng gió ở chế độ ACH = 6 ta xác định được diện tích Louver qua bảng sau:

Bảng 3 15 Kết quả diện tích bề mặt Louver

Lưu lượng ở chế độ ACH = 6 (L/s)

Diện tích bề mặt Louver (m 2 )

T ÍNH TOÁN TẠO ÁP CẦU THANG

3.4.1 Mục đích của tạo áp

Thang máy đóng vai trò ngăn chặn khói và khí độc lan đến lối thoát hiểm, giúp đảm bảo an toàn cho mọi người thoát nạn từ các tòa nhà văn phòng trong trường hợp xảy ra sự cố.

- Hệ thống phải bảo đảm được sự an toàn cho con người

- Hạn chế tối đa không cho lửa lan ra: Để hệ thống chống cháy phát huy hiệu quả thì các trục thang máy hay thang bộ cần phải được duy trì một độ chênh áp nhất định với mục đích ngăn việc xâm nhập của khói lan ra từ tầng đang có sự cố cháy khi tầng đang cháy có hay không có hệ thống điều hòa

- Bảo vệ tài sản: Cố gắn khống chế không cho sự lây lan của khói vào trong những khu vực mà ở đó có chứa thiết bị có giá trị và chú ý trên hết là các thiết bị có tính nhạy cảm về khói lửa dễ bắt cháy

Tính toán tạo áp tham khảo ở TCVN5687-2010 và QCVN06:2021/BXD và BS5588-2004

• Lưu lượng gió xì qua 1 cửa ( khi cửa đóng)

𝑄 1 là lưu lượng gió xì qua cửa, (m 3 /s)

𝐴 𝐸 là hệ số diện tích gió xì qua cửa (m2)

∆𝑃 là độ chênh áp (Pa)

76 Tính cho công trình lưu lượng trên được xác định theo biểu thức sau:

𝑸 𝟏 = (𝒎 − 𝒏) × 𝟎 𝟖𝟑 × 𝑨 𝑬 × ∆𝑷 𝟏/𝟐 (3 9) Trong đó: m là tổng số cửa n số lượng cửa mở đồng thời

• Lưu lượng gió tràn qua 1 cửa (khi cửa mở):

Dựa vào QCVN06:2021/BXD, lưu lượng gió tràn qua cửa được xác định theo công thức:

𝑄 2 là lưu lượng gió tràn qua cửa (m 3 /s)

𝑉 là vận tốc gió thỏi qua cửa (m/s) Chọn V = 1.3 m/s ngăn gió tràn vào buồng (lấy theo TCVN5687-2010)

𝑆 là diện tích cửa được tính bằng = W × H, (m 2 ) Tính toán cho công trình lưu lượng được xác định qua biểu thức sau:

Với n là số lượng cửa mở đồng thời

Lưu lượng gió tạo áp (m 3 /h):

Tổng lưu lượng gió tăng áp (m 3 /h) được xác định: 𝑸 = 𝑸 ′ × 𝟏 𝟐𝟓 (3 13)

Bảng 3 16 Lưu lượng gió xì qua cửa (khi cửa đóng)

Bảng 3 17 Lưu lượng gió tràn qua cửa (khi cửa mở)

Suy ra ta được tổng lưu lượng cho thang máy:

Hệ số dự phòng 25% nên 𝑄 = 𝑄 ′ × 1.25 = 16.98 × 1.25 = 𝟐𝟏 𝟐𝟐𝟓 m 3 /s

Chọn quạt: có lưu lượng 76500 m 3 /h

Hệ số dự phòng 25% nên 𝑄 = 𝑄 ′ × 1.25 = 5.58 × 1.25 = 𝟔 𝟗𝟕𝟓 m 3 /s

3.4.2.3 Tạo áp thang bộ hầm xe

Hệ số dự phòng 25% nên 𝑄 = 𝑄 ′ × 1.25 = 16.98 × 1.25 = 𝟓 𝟗𝟓 m 3 /s

3.4.2.4 Tạo áp cho thang PCCC

Hệ số dự phòng 25% nên 𝑄 = 𝑄 ′ × 1.25 = 16.98 × 1.25 = 𝟏𝟏 𝟓 m 3 /s

TRIỂN KHAI MÔ PHỎNG PHẦN MỀM REVIT CHO TÒA NHÀ KIM TÍN

S Ơ LƯỢC VỀ PHẦN MỀM REVIT

Autodesk Revit là một phần mềm mạnh mẽ dành cho thiết kế kiến trúc và kết cấu Với Revit, người dùng có thể tạo các bản vẽ 2D và hình dung các tòa nhà ở chế độ 3D Phần mềm này còn tích hợp hệ thống cơ điện lạnh (HVAC), cho phép trực quan hóa hệ thống cơ điện trong mô hình xây dựng Ngoài ra, Revit có thể kết xuất video Enscape để trình bày dự án cho các nhà đầu tư.

Hình 4 1 Toà nhà văn phòng Kim Tín dựng bằng phần mềm Revit

Phần mềm này tích hợp các quy trình BIM để cải thiện việc phối hợp thông tin giữa các nguyên tắc hệ thống, thiết kế dễ hình dung hơn và linh hoạt hơn Tuy

81 nhiên, phần mềm Revit vẫn ít được sử dụng trong các dự án xây dựng ở Việt Nam do giá thành phần mềm cao và thời gian đào tạo nhân viên

Revit có một tính năng rất hữu ích là thiết lập làm việc nhóm giữa nhiều người cùng lúc (worksharing) bằng cách tạo một file central chứa bốn ngăn cơ điện, cấp thoát nước, phòng cháy chữa cháy Khi đã tạo tệp trung tâm, chỉ cần kích hoạt mục’Synchronize with central” và tất cả các hệ thống bản vẽ trong dự án sẽ được cập nhật cùng lúc, dữ liệu sẽ được chuyển đến tệp trung tâm và tất cả các đối tượng sẽ nhận được dữ liệu Đồ án tốt nghiệp chủ yếu này tập chung triển khai Revit cho hai hệ là ống thông gió và ống môi chất cho hệ thông điều hoà không khí toà nhà văn phòng Kim Tín.

T RIỂN KHAI BẢN VẼ REVIT HỆ THỐNG THÔNG GIÓ

Phần ống gió, “system type” của các loại ống gió sử dụng cho dự án này gồm: ống gió tươi ( màu dương), ống gió hồi ( màu xanh da trời), ống gió thải ( màu cam ), ống gió cấp (màu dương) Mặt bằng thông gió tầng 3-7 sử dụng 5 máy lạnh FCU giấu trần Thiết kế điển hình ở kiểu phòng văn phòng

Hình 4 2 Bản vẽ mặt bằng thông gió tầng 3

T RIỂN KHAI BẢN VẼ REVIT HỆ THỐNG ỐNG GAS

Về phần ống gas, “System type” của từng loại ống gas sử dụng trong cộng trình này bao gồm: ống gas cấp (màu tím), ống gas hồi (màu cam), ống nước ngưng ( màu xanh dương) Hệ thống ống gas kết nối từ thiết bị bay hơi đặt ngoài ban công kết nối vào 5 FCU giấu trần ở tầng 3-7 Đường ống nước ngưng ở tầng 3-7 sẽ đi theo 2 đường ống đứng để đi xuống bể nước dưới hầm

Hình 4 3 Bảng vẽ mặt băng ống gas tầng 3

T HỐNG KÊ KHỐI LƯỢNG VẬT TƯ

Sau khi hoàn thành việc dựng khai triển trên Revit thì công việc tiếp theo ta sẽ sử dụng công cụ được tích hợp sản ngay trong Revit để thống kê số lượng vật tư một cách chính xác và trực quan nhất Để xuất khối lượng vật tư ta thực hiện các bước sau:

Bước 1: Trên thanh công cụ Project browser, tìm mục

“Schedules/Quantities(all)”, nhấn chuột phải chọn “New Schedule/Quantities…” như hình 4.4

Hình 4 4 Chọn New Schedule/Quantities (all)

Bước 2: Thống kê khối lượng dàn nóng và dàn lạnh, vào mục category, tìm chọn Mechanical Equipment và đặt tên cho bảng ta muốn thống kê.

Hình 4 5 Đặt tên cho bảng thống kê khối lượng

84 Bước 3: Ở tab Fielsd, ta thực hiện gắn các biến như trên mục “Schelduled fields(inorder)”

Hình 4 6 Gắn đối tượng lọc

85 Bước 5: Phần mềm sẽ hiển thị bảng thống kê khối lượng ống cho công trình

Hình 4 7 Bảng thống kê khối lượng ống

Hình 4 8 Thống kê miệng gió

Hình 4 9 Bảng thống kê thiết bị Một số hình ảnh về thiết bị sau khi triển khai sẽ trình bày ở phụ lục Chương 4 phía dưới

KIẾN NGHỊ VÀ KẾT LUẬN

K ẾT LUẬN

Sau quá trình thực hiện tính toán và kiểm tra hệ thống điều hòa không khí công trình Tòa nhà văn phòng Kim Tín, TP.HCM Tham khảo các tài liệu, các tiêu chuẩn và quy chuẩn nhóm nhận thấy kết quả tính toán được có sự sai lệch trong khoảng < 10% so với công ty thiết kế của công trình Sai lệch này có được do nhiều yếu tố, có thể trong quá trình đo diện tích trên bản vẽ với diện tích thực tế, hoặc sai lệch có thể đến từ việc người thiết kế chọn các hệ số khi tính toán, sử dụng các tiêu chuẩn, quy chuẩn phù hợp với công năng của từng khu vực và việc làm tròn số trong quá trình thực hiện tính toán Các sai lệch của nhóm so với thiết kế ở mức chấp nhận được, do đó kết quả tính được là chấp nhận và có thể sử dụng được Bên cạnh đó, nhóm cũng vận dụng các phần mềm phục vụ cho việc tính toán, kiểm tra, tính tổn thất, chọn thiết bị, Nên, kết quả tính toán là đảm bảo cho việc vận hành và thi công

Hệ thống điều hòa không khí VRV của văn phòng đã được dựng 3D trên Revit thành công Mỗi hệ ở từng tầng đều được vẽ theo file CAD của thiết kế ban đầu Các loại ống của hệ thống thông gió và hệ thống nước ngưng được phân biệt bằng các màu riêng để dễ kiểm soát.

K IẾN NGHỊ

Đối với công trình trên vẫn chưa có các hạng mục cho việc thiết kế tính toán thông gió hầm xe và tạo áp hút khói cho cầu thang từ thang may đến thang thoát hiểm nên nhóm chúng em kiến nghị thi công bổ sung để đảm bảo sự an toàn và tiện nghi của công trình Bên cạnh đó chúng em cũng còn rất nhiều thiếu sót và chưa có nhiều kinh nghiệm trong thực tế trong việc tính toán thiết kế công trình rất mong nhận được những nhận xét quí báu từ giảng viên phản biện và các thầy cô trong hội đồng Ngoài ở hạng mục chọn quạt cho hệ cấp gió sau khi kiểm tra nhóm nhận thấy cột áp chưa phù hợp nên hiệu chỉnh lại để phù hợp và tiết kiệm chi phí hơn

Tiêu đề	Tính toán kiểm tra hệ thống điều hòa không khí và triển khai bản vẽ bằng phần mềm revit cho công trình tòa nhà văn phòng kim tín
Tác giả	Huỳnh Lâm, Mai Văn Bảo, Phạm Nguyễn Khắc Tín
Người hướng dẫn	ThS. Nguyễn Lê Hồng Sơn
Trường học	Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Công nghệ Kỹ thuật Nhiệt
Thể loại	Đồ Án Tốt Nghiệp
Năm xuất bản	2024
Thành phố	Thành phố Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	161
Dung lượng	9,69 MB