TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC MÔN HỌC: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MÃ MÔN HỌC: UNTH472832 ĐỀ TÀI TÍNH TOÁN KIỂM TRA HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA TRUNG TÂM WATER CH
TỔNG QUAN
Tính cấp thiết của đề tài
Hiện nay, hệ thống điều hòa không khí và thông gió đã trở nên phổ biến trong các tòa nhà cao tầng, văn phòng, nhà xưởng, trường học, … nhằm giải quyết các vấn đề về điều chỉnh nhiệt độ, cân bằng độ ẩm môi trường Biến đổi khí hậu như hiệu ứng nhà kính, thủng tầng ozon cùng với tác động xấu của con người tới môi trường làm không khí bị ô nhiễm, nhiệt độ tăng cao Vì những lí do trên, chúng ta nhận thấy sự quan trọng của hệ thống điều hòa công nghiệp trong đời sống sinh hoạt và sản xuất góp phần ổn định nhiệt độ, độ ẩm, mang lại nguồn không khí trong lành trong một không gian nhất định Điều hoà không khí giúp tạo ra môi trường không khí trong sạch, có nhiệt độ, độ ẩm và vận tốc gió nằm trong phạm vi ổn định phù hợp với cảm giác nhiệt của cơ thể con người Trong công nghiệp và sản xuất, thành phần không khí và các thông số vật lý cũng rất quan trọng trong các quy trình công nghệ sản xuất bánh kẹo, bia, sữa, trong công nghệ sợi, dệt, cấp đông, trữ đông, …
Qua đó chúng ta có thể thấy được tầm quan trọng của điều hòa không khí đối với cuộc sống con người, do đó việc nghiên cứu và tìm hiểu về nó là điều rất cần thiết Với phạm vi là đồ án tốt nghiệp nên nhóm em đã chọn dự án trường Đinh Thiện Lý cơ sở 2 để tính toán và kiểm tra lại các hạng mục có liên quan đến điều hòa không khí và thông gió của công trình.
Giới thiệu công trình
Tên dự án: TRƯỜNG ĐINH THIỆN LÝ CƠ SỞ 2
Chủ đầu tư: Công ty TNHH Phát Triển Phú Mỹ Hưng Đơn vị thiết kế: Công ty TNHH MTV VK Việt Nam
Công tý TNHH ARCHETYPE Việt Nam
Vị trí xây dựng: Lô C20 - Khu A - Đô thị mới Nam thành phố, phường Tân Phú, quận
7, thành phố Hồ Chí Minh
2 Trường Đinh Thiện Lý cơ sở 2 xây dựng trên khuôn viên đất khoảng 12000 m2 gồm khối nhà 5 tầng và 1 tầng hầm cho cấp Trung học cơ sở và Trung học phổ thông Dự án tọa lạc 4 mặt tiền đường Tân Phú, đường Raymondienne, đường Trần Văn Trà và đường B – Bắc, thuộc phường Tân Phú – Phú Mỹ Hưng – Quận 7 – Thành phố Hồ Chí Minh Đây là những con đường có bề rộng lòng đường lớn, xe hơi đưa đón thỏa mái, dễ dàng và thuận tiện
Tầng hầm với diện tích 8,581 m 2 dùng làm bãi đậu xe máy, khu vực nhà ăn nhân viên và học sinh, bố trí các phòng kỹ thuật của tòa nhà như phòng kỹ thuật điện, phòng máy chiller, phòng bơm nước sinh hoạt và chữa cháy Tầng 1 bao gồm khu vực sảnh chờ, khu văn phòng, triển lãm, các phòng ban hỗ trợ học sinh, khu vực sân thể thao, phòng thể thao đa năng, sân cỏ, bãi đậu xe phục vụ các hoạt động ngoài trời với diện tích 5116 m 2 Tầng 2 đến tầng 4 chủ yếu là các lớp học tiêu chuẩn, các phòng học bộ môn, thực hành, phòng giáo viên, thư viện phục vụ cho việc dạy và học của giáo viên và học sinh với diện tích lần lượt là 4128 m 2 , 4958 m 2 , 4440 m 2
Tầng 5 bao gồm nhiều phòng nghỉ, phòng ăn dành cho khách, hội trường 350 chỗ, phòng họp, kho, các phòng phục vụ hỏa động ngoại khóa của học sinh như phòng tập múa, phòng tập nhạc, phòng tập đánh golf mô phỏng, phòng tập kịch, phòng tập gym, … với diện tích
3692 m 2 Tầng tum là tầng nhỏ nhất 123 m 2 dùng để đặt các thiết bị kỹ thuật của tòa nhà như tháp giải nhiệt, PAU, dàn nóng, quạt, … và có các buồng thang bộ lên mái để bảo trì, sửa chữa những thiết bị trên Hệ thống điều hòa không khí phải phục vụ toàn bộ diện tích từ tầng trệt đến tầng 5 ngoại trừ các phòng kho, bếp, vệ sinh, các phòng kỹ thuật, và sân thể thao
Một số hệ thống điều hòa thông dụng
1.3.1 Hệ thống kiểu cục bộ
Hệ thống điều hòa không khí là hệ thống mà cụm dàn nóng và dàn lạnh được bố trí tách rời nhau Máy nén được đặt trong cục nóng và cục lạnh được điều khiển bằng nút hoặc từ xa Hệ thống kiểu cục bộ là loại điều hòa được sử dụng phổ biến nhất hiện nay
Hình 1.2 Điều hòa cục bộ 1 khối
Hình 1.3 Điều hòa cục bộ 2 khối
5 + Gọn nhẹ, dễ dàng lắp đặt, sử dụng, chi phí lắp đặt thấp
+ Mẫu mã đa dạng phù hợp với nhiều nhu cầu khác nhau
+ Bảo trì, bảo dưỡng độc lập không bị lệ thuộc hay ảnh hưởng đến cả hệ thống
+ Ảnh hưởng thẫm mĩ và không gian bên ngoài
+ Dễ bị rò rỉ gas lạnh
+ Độ làm lạnh không đồng đều, với không gian lớn không phù hợp
+ Độ bền sử dụng không cao, tầm 5-6 năm hoặc 10 năm nếu bảo trì kĩ
Hệ thống VRV được thể hiện ở hình 1.4 Nó là một hệ thống dành cho các toàn nhà cao tầng hoặc các công trình có diện tích sử dụng lớn bao gồm một dàn nóng ( hoặc nhiều dàn nóng) kết hợp với nhiều dàn lạnh
+ Đảm bảo năng lượng tiết kiệm năng lượng hiệu quả vì kết hợp sử dụng máy nén điều chỉnh năng suất lạnh kiểu on-off và biến tầng
6 + Điều chỉnh nhiệt độ, vi khí hậu phù hợp với từng không gian khác nhau
+ Đáp ứng nhu cầu năng suất lạnh ở quãng lớn, cụ thể là từ 7kW đến hàng ngàn kW + Sử dụng biến tầng năng suất lạnh làm cho hệ số lạnh vượt nhiều hệ máy thông dụng + Khả năng bảo dưỡng dễ dàng nhờ hệ thống tự phát hiện hư hỏng
+ Rất gọn nhẹ so với hệ trung tâm nước vì kích thước ống dẫn môi chất lạnh nhỏ hơn nhiều so với ống nước lạnh và ống gió
+ Thích hợp với nhiều kiểu kiến trúc khác nhau, thẩm mĩ cao
+ Không lấy được gió tươi nên phải có thiết bị hồi nhiệt đi kèm
+ Không phù hợp với những không gian, diện tích nhỏ hoặc mỗi phòng có một chế độ không có sự đồng bộ
+ Chi phí đầu tư và bảo trì lớn
1.3.3.1 Hệ thống Chiller giải nhiệt nước
Nguyên lí hoạt động: Nước sẽ được luân chuyển một cách tuần hoàn qua các đường ống dẫn và hạ nhiệt động xuống 7 độ C Sau đó, nước sẽ được đi qua dàn trao đổi nhiệt FCU/AHU Không khí tuần hoàn trong phòng lúc này sẽ lấy hơi lạnh từ nước làm giảm nhiệt độ phòng Còn lượng nước đó hấp thụ nhiệt và tăng nhiệt lên đến khoảng 12 độ C Bơm nước sẽ bơm cho dòng nước ngược trở lại Chiller để tiếp tục làm lạnh nước xuống 7 độ C Vòng tuần hoàn trên trong hệ thống chiller sẽ cứ tiếp tục xảy ra như vậy
Hình 1.5 Chiller giải nhiệt nước
+ Dễ dàng tháo lắp, di chuyển vì các ống nước lạnh được thiết kế nhỏ gọn, không tốn nhiều không gian
+ Nhiều mức độ giảm tải phù hợp với nhiều nhu cầu
+ Công suất là việc lớn từ 5 tấn đến hàng ngàn tấn
+ Tuổi thọ sử dụng máy cao
+ Chiller cần phải có một phòng máy chuyên biệt để vận hành
+ Cần phải kiểm tra, bảo trì bảo dưỡng thường xuyên nhưng khá phức tạp
+ Tiêu thụ nguồn điện năng lớn, cần có nguồn nước để vận hành
+ Chi phi lắp đặt ban đầu cao
1.3.3.2 Hệ thống Chiller giải nhiệt gió
Nguyên lý hoạt động: Chiller giải nhiệt gió làm lạnh cưỡng bức bằng gas, khác với chiller giải nhiệt nước ở chỗ sử dụng quạt cưỡng bức để giải nhiệt thay vì sử dụng tháp giải nhiệt
+ Tiết kiệm diện tích, dễ dàng hơn trong khâu vận chuyển và lắp đặt
8 + Thích hợp với những công trình yêu cầu công suất nhỏ, đặc biệt với những khu vực không có nguồn nước thích hợp
+ Chi phí đầu tư ban đầu thấp
+ Do dùng quạt hút cưỡng bức nên hiệu suất chỉ bằng khoảng 70% hiệu suất làm lạnh so với sử dụng tháp giải nhiệt
+ Cần phải bảo trì, bảo dưỡng thường xuyên
❖ Kết luận: Do hệ thống Chiller dùng nước có hiệu suất cao, ổn định phù hợp với các công trình lớn có nhiều phòng với mục đích sử dụng tương tự nhau Từ những tiêu chí trên chọn hệ thống Chiller dùng nước để làm lạnh cho trường Đinh Thiện Lý cơ sở 2 Ngoài ra còn sử dụng một số hệ thống cục bộ 2 khối cho 1 số phòng chuyên biệt.
Phạm vi đề tài
Đối với đề tài tính toán kiểm tra hệ thống điều hòa không khí này thì nhóm sẽ hoàn thành những nhiệm vụ sau đây:
Tính toán kiểm tra tải nhiệt theo phương pháp Carrier so với tính toán của đơn vị thiết kế
Tính toán kiểm tra tải nhiệt bằng phần mềm Trace 700 so với so với tính toán của đơn vị thiết kế
Thành lập sơ đồ điều hòa không khí và kiểm tra các thiết bị chính gồm: FCU, Chiller, tháp giải nhiệt, bơm
Tính toán kiểm tra hệ thống thông gió, hút khói và tạo áp
Triển khai bản vẽ bằng phần mềm Revit và bốc tách khối lượng vật tư của công trình
TÍNH TOÁN TẢI LẠNH
Các thông số ban đầu
2.1.1 Điều kiện không khí ngoài trời
Theo Phụ lục B TCVN 56872010, áp dụng trong thiết kế dự án Trường Đinh Thiên Lý cơ sở 2 tại Lô C20- khu A- Đô thị mới Nam thành phố, Phường Tân Phú, Quận 7, Thành phố Hồ Chí Minh, xác định được nhiệt độ và độ ẩm ngoài trời để tính toán cho hệ thống điều hòa không khí như sau:
Bảng 2.1 Điều kiện không khí ngoài trời
Nhiệt độ bầu khô, o C 36,1 Độ ẩm tương đối, % 50,1
2.1.2 Điều kiện không khí trong nhà
Tùy thuộc vào từng công năng khác nhau mà nhiệt độ và độ ẩm không khí bên trong nhà sẽ được xác định giá trị khác nhau, tuy nhiên công trình cần tính toán có hai khu vực chủ yếu có thông số nhiệt độ và độ ẩm được xác định như sau:
Bảng 2.2 Điều kiện không khí trong nhà
Khu vực Văn phòng/Phòng học/Phòng chức năng Hành lang
Nhiệt độ, o C 24 28 Độ ẩm tương đối, % 60 60
Tính toán tải lạnh bằng phương pháp Carrier
Với phương pháp tính tải lạnh Carrier, năng suất lạnh Q0 được xác định bằng cách tính riêng tổng nhiệt hiện thừa Qht và nhiệt ẩn thừa Qat của một nguồn nhiệt tỏa ra và thẩm thấu tác động vào phòng điều hòa
Hình 2.1 Sơ đồ đơn giản tính các nguồn nhiệt hiện thừa và nhiệt ẩn thừa theo
Các nguồn nhiệt gây tổn thất cho không gian điều hòa:
Nhiệt bức xạ qua kính Q11
Nhiệt truyền qua kết cấu bao che Q2
Nhiệt tỏa ra do thiết bị chiếu sáng và máy móc Q3
Nhiệt hiện và ẩn do con người tỏa ra Q4
Nhiệt hiện và ẩn do gió lọt Q5
Nhiệt hiện và ẩn do gió tươi mang vào QhN và QaN
Trong phần tính toán tiếp theo, nhóm sinh viên thực hiện sẽ trình bày tính toán tải lạnh điển hình khu vực Phòng học 4 tầng 4 (4F-26) Các khu vực còn lại sẽ được tổng hợp kết quả ở phần bên dưới
2.2.1 Nhiệt hiện bức xạ qua kính Q 11
Nhiệt hiện bức xạ qua kính Q11 được xác định theo công thức sau:
𝑛 𝑡 – hệ số tác dụng tức thời
𝐹, (𝑚 2 ) – diện tích bề mặt của kính
𝜀 𝑐 – hệ số ảnh hưởng của độ cao so với mặt nước biển Cao độ công trình là 26m nên
Vì hệ số này không đáng kể nên chúng em chọn 𝜀 𝑐 = 1 cho toàn bộ công trình
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, được tính theo công thức:
𝑡 𝑠 , (℃): nhiệt độ đọng sương của không khí ngoài trời
𝜀 𝑚𝑚 : hệ số kể đến ảnh hưởng mây mù, khi tính toán lấy trường hợp lớn nhất là lúc trời không có mây mù 𝜀 𝑚𝑚 = 1
𝜀 𝑘ℎ : hệ số ảnh hưởng của khung cửa kính, do là khung cửa kim loại nên chọn 𝜀 𝑘ℎ 1,17
𝜀 𝑚 : hệ số ảnh hưởng của kính, phụ thuộc vào màu sắc, kiểu loại kính
Do công trình sử dụng loại kính trong, phẳng dày 6mm và có màn che màu sáng tra bảng 4.3 và 4.4 TL[6] có được bảng sau;
Bảng 2.3 Đặc tính bức xạ và các hệ số của kính và màn che
Hệ số Kính Màn che
𝑅 𝑇 , (𝑊/𝑚 2 ) – nhiệt bức xạ mặt trời qua kính vào phòng
Vì công trình là trường học nên thời gian hoạt động chủ yếu vào khoảng 6h đến 16h, do đó chọn RT= RTmax , công trình đặt tại TP.Hồ chí Minh có vĩ độ 10 o vĩ độ Bắc và tháng nóng nhất là tháng 4, tra bảng 4.2 TL[6] trang 131 được RTmax
𝑅 𝑁 , 𝑊/𝑚 2 – bức xạ mặt trời đến bên ngoài kính 𝑅 𝑁 = 𝑅 𝑇
𝛼 𝑚 , 𝜏 𝑚 , 𝜌 𝑚 , 𝛼 𝑘 , 𝜏 𝑘 , 𝜌 𝑘 - hệ số hấp thụ, xuyên qua, phản xạ của màn che và kính
Bảng 2.4 Nhiệt bức xạ mặt trời qua kính vào trong phòng điều hòa R (W/m 2 )
Hướng R Tmax (W/m 2 ) R N (W/m 2 ) R K (W/m 2 ) Đông Bắc 410 465,9 226,37 Đông Nam 296 336,4 163,41
Hệ số tác dụng tức thời 𝑛 𝑡
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 ( kg)
Tra bảng 4.10 và 4.11 TL[6], ta có:
Khối lượng 1m 2 tường dày 0,22 m : 1800 × 0,22 = 396 (kg/m 2 )
Khối lượng 1m 2 tường dày 0,11 m : 1800 × 0,11 = 198 (kg/m 2 )
Khối lượng 1m 2 kính dày 6 mm : 2500 × 0,006 = 15 (kg/m 2 )
Khối lượng 1m 2 sàn bê tông cốt thép dày 0,2 m : 2400 × 0,2 = 480 (kg/m 2 )
Khối lượng tường có mặt ngoài tiếp xúc với bức xạ mặt trời và của sàn nằm trên mặt đất:
𝐺 ′ = 396.53,8125+15.8,8875 = 20904,9375 (kg) Khối lượng tường có mặt ngoài không tiếp xúc với bức xạ mặt trời của sàn không nằm trên mặt đất:
𝑔 𝑠 > 150 𝑘𝑔/𝑚 2 sàn, tra bảng 4.6 TL[6] thống kê được như sau:
Bảng 2.5 Hệ số tác dụng tức thời qua kính vào trong phòng
Hướng R K (W/m 2 ) R Tmax (W/m 2 ) 𝒏 𝒕 Đông Bắc 226,34 410 0,60 Đông Nam 163,41 296 0,67
Tính tổng nhiệt bức xạ qua kính cho Phòng học 4: Đối với mặt kính hướng Đông Nam
Tương tự tính toán cho các khu vực còn lại
Bảng 2.6 Kết quả tính nhiệt bức xạ qua kính của tầng 4
Khu vực Hướng kính Diện tích kính Q 11 (W)
Phòng giáo viên / PLC Tây Nam 10 1132,225
Phòng giáo viên / PLC 1 Tây Nam 10 1132,225
Phòng học / Classroom 20 Đông Bắc 20,75625 2790,95 Phòng học chung 4 / House 4
Classroom 30 Đông Nam Đông Bắc
2.2.2 Nhiệt truyền qua kết cấu bao che Q 2
2.2.2.1 Nhiệt hiện truyền qua mái bằng bức xạ và do 𝜟𝒕 𝑸 𝟐𝟏 :
Mái của phòng điều hòa có 3 dạng:
• Phòng điều hòa nằm giữa các tầng trong một tòa nhà điều hòa, nghĩa là bên trên cũng là phòng điều hòa khi đó ∆t = 0 và Q 21 = 0
• Phía trên phòng điều hòa đang tính toán là phòng không điều hòa, khi đó lấy k ở bảng 4.9 TL[6] và ∆t = 0,5 (t N − t T )
• Trường hợp trần mái có bức xạ mặt trời, đối với tòa nhà nhiều tầng, đây là mái tầng thượng thì lượng nhiệt truyền vào phòng gồm 2 thành phần, do ảnh hưởng của bức xạ mặt trời và do chênh lệch nhiệt độ giữa không khí trong nhà và ngoài trời Nhiệt hiện truyền qua mái qua bức xạ nhiệt và 𝛥𝑡 được tính bằng công thức:
16 k : hệ số truyền nhiệt, (W/m 2 K) ; tra bảng 4.15 TL[6]
∆ttđ : hiệu nhiệt độ tương đương ℃
Tầng mái là vùng không giam không có điều hòa nên hiệu nhiệt độ tầng 5 là:
Do tầng 4 nằm giữa 2 khu vực có điều hòa nên nhiệt truyền qua mái do bức xạ nhiệt của Phòng học 4; Q21= 0
Tuy nhiên, tầng 5 nằm sát tầng áp mái nên ta tính được:
Khu vực Diện tích sàn (m 2 ) Q 23 (W)
2.2.2.2 Nhiệt hiện truyền qua vách 𝑸 𝟐𝟐 :
Nhiệt truyền qua vách được xác định theo công thức
Q22i - Nhiệt truyền qua tường, cửa ra vào và vách kính (W) ki - hệ số truyền nhiệt (W/m 2 K)
Fi – diện tích tường, cửa, kính tương đương ( m 2 )
∆t : Chênh lệch nhiệt độ giữa bên ngoài và trong không gian điều hòa ( °C) a Nhiệt hiện truyền qua tường 𝑸 𝟐𝟐𝒕
Nhiệt hiện truyền qua tường Q 22t được tính bằng công thức:
- 𝑘 𝑡 – hệ số truyền nhiệt qua vách tường được xác định bằng công thức: k i = 1 1 α N +δ i λ i + 1 α T (W/m 2 K)
𝛼 𝑁 = 20 𝑊/𝑚 2 𝐾 – Hệ số tỏa nhiệt phía ngoài nhà khi tường tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài (TL[6] trang 142)
𝛼 𝑁 = 10 𝑊/𝑚 2 𝐾 – Hệ số tỏa nhiệt phía ngoài nhà khi tường tiếp xúc gián tiếp với không khí bên ngoài (không gian không điều hòa) (TL[6] trang 142)
𝛼 𝑇 = 10 𝑊/𝑚 2 𝐾 – Hệ số tỏa nhiệt phía trong nhà (TL[6] trang 142) δi, λi – bề dày và hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu Đối với công trình có 2 loại tường gạch block bê tông bọt dày 110mm và 220mm, theo QCVN 09;2013/BXD trang 55 ta có kết cấu và các hệ số truyền nhiệt như sau:
Bảng 2.7 Kết cấu các lớp vật liệu của tường dày 110mm
STT Lớp vật liệu Chiều dày(m) Hệ số dẫn nhiệt λ (W/m.K)
Hệ số truyền nhiệt tường dày 110mm tiếp xúc với hành lang (gián tiếp):
• Hệ số truyền nhiệt tường dày 110mm tiếp xúc với kưông khí ngoài trời (trực tiếp):
Bảng 2.8 Kết cấu các lớp vật liệu của tường dày 220mm
STT Lớp vật liệu Chiều dày(m) Hệ số dẫn nhiệt λ(W/m.K)
• Hệ số truyền nhiệt tường dày 220mm tiếp xúc với hành lang (gián tiếp):
• Hệ số truyền nhiệt tường dày 220mm tiếp xúc với không khí ngoài trời (trực tiếp):
- ∆𝑡 𝑖 – chênh lệch nhiệt độ giữa bên ngoài và bên trong không gian điều hòa (℃)
• Chênh lệch nhiệt độ giữa trong phòng và ngoài trời (trực tiếp) là:
• Chênh lệch nhiệt độ giữa trong phòng và hành lang (gián tiếp) là:
Nhiệt hiện truyền qua tường Q 22t của Phòng học 4 là;
Bảng 2.9 Kết quả tính nhiệt hiện truyền qua tường 𝐐 𝟐𝟐𝐭 khu vực tầng 4
4 Classroom 30 - 38,115 - - 594,937 b) Nhiệt truyền qua cửa ra vào Q 22c
𝑄 22𝑐 = 𝑘 𝑐 𝐹 𝑐 ∆𝑡, (𝑊) Trong đó: kc: Hệ số truyền nhiệt của cửa (W/m 2 K)
∆t: Độ chênh nhiệt độ giữa bên trong và ngoài không gian điều hòa ( 0 C)
Theo bản vẽ, công trình sử dụng 3 loại cửa ra vào là cửa bằng gỗ, kính và thép Đối với cửa ra vào bằng gỗ dày 50mm có hệ số truyền nhiệt: k= 2,01 (W/m 2 K) theo bảng 4.12 TL[6] Đối với cửa kính công trình sử dụng kính có 1 lớp nên tra Bảng 4.13 TL[6] ta có hệ số truyền nhiệt qua kính cửa sổ là kk = 5,89 W/m 2 K Đối với cửa bằng thép có bề dày thép 𝛿 𝑡ℎ = 0,06 m và hệ số dẫn nhiệt của thép theo TL1 là 𝜆 𝑡ℎ = 58 W/m.K
Hệ số truyền nhiệt của cửa bằng thép:
Tính toán nhiệt truyền qua cửa ra vào của phòng học 4 là:
Bảng 2.10 Kết quả tính nhiệt truyền qua cửa ra vào tầng 4
Khu vực Diện tích cửa gỗ (m 2 )
6,48 - 3,61 142,8532 c) Nhiệt truyền qua vách kính cửa sổ 𝐐 𝟐𝟐𝐤 :
Nhiệt truyền qua vách kính 𝑄 22𝑘 được xác định bằng công thức:
𝑘 𝑘 – hệ số truyền nhiệt qua kính (𝑊/𝑚 2 𝐾), tra 4.13 TL[6] 𝑘 𝑘 = 5,89
∆𝑡 – chênh lệch nhiệt độ bên ngoài và bên trong khu vực điều hòa ℃
Chênh lệch nhiệt độ giữa trong phòng và ngoài trời (trực tiếp) là:
Chênh lệch nhiệt độ giữa trong phòng và hành lang (gián tiếp) là:
Nhiệt truyền qua vách kính của phòng học 4:
Bảng 2.11 Kết quả tính nhiệt truyền qua vách kính Q 22k tầng 4
Khu vực Diện tích kính tiếp xúc hành lang (m 2 )
Diện tích kính tiếp xúc ngoài trời (m 2 ) Q 22k (W)
2.2.2.3 Nhiệt hiện truyền qua nền 𝑸 𝟐𝟑
Nhiệt hiện qua nền được xác định bằng công thức:
𝑘 – hệ số truyền nhiệt qua nền, đối với sàn bằng xi măng, bêtông theo bảng 3.4 TL[6] ta có 𝑘 = 1,88 𝑊/𝑚 2 𝐾
∆t: chênh lệch nhiệt độ giữa bên ngoài và trong không gian điều hòa ( 0 C)
Công trình được đặt trên tầng hầm nên ∆t = 0,5 (tN – tT) = 0,5 (36,1-24) = 6.05 o C Các tầng còn lại nền đặt giữa các không gian có điều hoà nên Q23 = 0
Nhiệt truyền qua nền Phòng chờ tầng 1 là:
Do tầng 4 nằm giữa hai khu vực có điều hòa nên nhiệt truyền qua mái do bức xạ nhiệt của Phòng học 4; Q23 = 0
Bảng 2.12 Kết quả tính nhiệt hiện truyền qua nền Q 23 + tầng 1
Khu vực Diện tích nền (m 2 ) Q 23 (W)
Phòng trưng bày nghệ thuật 55 625,57
2.2.3 Nhiệt truyền qua thiết bị Q 3
2.2.3.1 Nhiệt hiện tỏa do đèn chiếu sáng 𝑸 𝟑𝟏 :
𝑛 𝑡 - hệ số tác dụng tức thời của đèn chiếu sáng, lấy ở bảng 4.8 TL[6] Vì có 𝑔 𝑠 >
500 𝑘𝑔/𝑚 2 𝑠à𝑛 và đèn sử dụng trên 10 tiếng nên 𝑛 𝑡 = 0,9
𝑛 đ – hệ số tác dụng đồng thời, 𝑛 đ = 0,3
∑N i - tổng công suất ghi trên thiết bị, chọn theo mật độ công suất chiếu sáng (LPD) theo bảng 2.5 QCVN 09: 2013/BXD
Nhiệt do đèn chiếu sáng của Phòng học 4:
Bảng 2.13 Kết quả tính nhiệt hiện tỏa do đèn chiếu sáng Q 31 tầng 4
Khu vực Diện tích sàn
2.2.3.2 Nhiệt hiện do thiết bị 𝑸 𝟑𝟐
Nhiệt hiện tỏa ra do thiết bị được tính bằng công thức:
𝑄 32 = 𝑁𝑖, (𝑊) Ni; công suất thiết bị
Phòng học 4 có 1 Tivi 250W, màn hình vi tính 150W và loa 150W
Nhiệt hiện tỏa ra do thiết bị, máy móc Phòng học 4 là;
Bảng 2.14 Kết quả tính nhiệt do thiết bị, máy móc tỏa ra của tầng 44
Khu vực Công suất thiết bị (W) Q 32
2.2.4 Nhiệt hiện và ẩn do người tỏa ra Q 4
Nhiệt hiện và ẩn tỏa do người được tính theo biểu thức sau:
30 Theo tiêu chuẩn ANSI/ASHRAE Standard 62.1-2013, có được mật độ người như bảng 2.15
Bảng 2.15 Số liệu mật độ người theo Tiêu chuẩn
Phòng điều hòa Phòng thí nghiệm Phòng học Thư viện Phòng mỹ thuật
2.2.4.1 Nhiệt hiện do người tỏa ra Q 4h
Nhiệt hiện tỏa ra do người được tính theo biểu thức sau:
Q4h = nđ n qh, (W) (TL[6] trang 148) Trong đó: nđ: Hệ số tác dụng không đồng thời ta chọn nđ = 0,8 theo TL[6] trang148 n: số người ở trong khu vực điều hòa qh: Nhiệt hiện từ 1 người tỏa ra, theo bảng 4.18 TL[6], chọn qh pW tại 24 0 C cho trường học
Nhiệt hiện do người tỏa ra Q4h của Phòng học 4 là:
2.2.4.2 Nhiệt ẩn do người tỏa ra Q 4a
Nhiệt ẩn do người tỏa ra được tính theo công thức:
𝑄 4𝑎 = 𝑛 𝑞 𝑎 (𝑊) (TL[6] trang 148) Trong đó: n – số người ở trong khu vực điều hòa qa: Nhiệt ẩn do 1 người tỏa ra, theo bảng 4.18 TL[6], chọn qa PW tại 24 0 C cho trường học
Nhiệt ẩn do người tỏa ra Q4a của Phòng học 4 là;
Bảng 2.16 Kết quả tính nhiệt do người tỏa ra của tầng 4
2.2.5 Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió lọt 𝑸 𝟓𝒉 và 𝑸 𝟓𝒂 :
Nguồn nhiệt do gió lọt cũng gồm 2 thành phần là nhiệt ẩn và nhiệt hiện, được tính bằng biểu thức sau:
33 𝜉: Hệ số kinh nghiệm được xác định theo bảng 4.20 TL[6] dN, dT (g/kgkkk): dung ẩm của không khí trong và ngoài trời
Với dN = 18,95 g/kgkk(tN = 36,1 ( 0 C và RH= 50,1 %) và dT = 11,19 g/kgkk(tT = 24 0 C và RH= 60%)
Nhiệt hiện và ẩn do gió lọt cho Phòng học 4 là;
Bảng 2.17 Kết quả tính nhiệt hiện và ẩn do gió lọt cho tầng 4
Hành lang / Left Corridor 210 3,3 2289,18 3162,08 Phòng học 3 / House 3
Hành lang / Right Corridor 201 3,3 2191,079 3026,558 Phòng học / Classroom 20 67 3,3 730,3596 1008,853 Phòng học chung 4 / House 4
2.2.6 Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió tươi mang vào 𝐐 𝐡𝐍 và 𝐐 𝐚𝐍 :
Phòng điều hòa luôn phải được cung cấp 1 lượng gió tươi để đảm bảo đủ oxy cần thiết cho người ở trong phòng Nhiệt hiện và ẩn do gió tươi mang vào được xác định theo công thức:
35 Trong đó: n – số người trong khu vực điều hòa l - lượng không khí tươi cần cho 1 người dùng trong 1 giây (𝑙/𝑠), chọn l=,5 l/s theo bảng 6.2.2.1 chương 6 Tiêu chuẩn ASHRAE Stardard 62.1-2013 tN ,tT – nhiệt độ bên ngoài và bên trong ℃ dN, dT(g/kgkkk): dung ẩm của không khí trong và ngoài trời
Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió tươi mang vào của Phòng học 4 là:
Bảng 2.18 Kết quả tính nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió tươi mang vào của tầng 4
Ngoài các nguồn nhiệt kể trên, còn một số nguồn nhiệt khác gây ảnh hưởng đến tải lạnh như:
• Nhiệt hiện và ẩn do các thiết bị trao đổi nhiệt và đường ống nước nóng, lạnh đi qua phòng điều hòa
• Nhiệt tỏa ra từ quạt và nhiệt tổn thất qua đường ống gió làm nóng không khí lạnh bên trong
Tuy nhiên, các nhiệt tổn thất này không đáng kể, nên Q6 = 0
Bảng 2.19 Tổng hợp nhiệt thừa và nhiệt ẩn (kW) của công trình
38 Tiếp nhận & Văn phòng / Reception &
Văn phòng / Office12 0.0 0.5 0.1 1.1 0.1 0.1 0.4 0.5 0.1 0.1 2.8 Văn phòng / Office13 0.0 0.2 0.0 1.1 0.0 0.0 0.1 0.2 0.0 0.1 1.8 Văn phòng / Office15 0.0 0.3 0.1 2.2 0.1 0.1 0.4 0.5 0.1 0.1 3.8 Văn phòng / Office16 0.0 0.3 0.1 2.2 0.1 0.1 0.4 0.5 0.1 0.1 3.8
P Trưng bày nghệ thuật / Artwork showroom
Phòng thí nghiệm vật lý / Physics Room
Phòng thí nghiệm vật lý / Physics Lab
Phòng thí nghiệm hóa học / Chemistry Lab
Phòng thí nghiệm sinh học / Biology Lab
Phòng thí nghiệm chung / Shared Lab 22
Phòng thí nghiệm chung / Shared Lab 23
Phòng thí nghiệm chung / Shared Lab 24
Phòng thí nghiệm chung / Shared Lab 25
Phòng thí nghiệm chung / Shared Lab 26
P Máy chủ / Server 0.0 0.2 0.1 0.0 0.0 0.0 0.4 0.5 0.0 0.0 1.1 Thư viện / Library 0.0 2.0 1.2 8.3 4.9 4.4 3.8 5.3 6.4 10.2 46.4
P trang điểm / Make- up Room
Thành lập và tính toán sơ đồ điều hòa không khí
2.3.1 Thành lập sơ đồ điều hòa không khí
Không khí ngoài trời được cấp vào không gian điều hòa nhằm đảm bảo chất lượng không khí tốt cho người bên trong phòng nên gió tươi sẽ được lọc và xử lý sơ bộ bởi các bộ PAU (Primary Air Handling Unit) Sau khi qua PAU, gió tươi sẽ hòa trộn với gió hồi về FCU, rồi qua FCU để làm mát và cấp vào không gian cần điều hòa
Dưới đây là sơ đồ nguyên lý hệ thống điều hòa không khí một cấp của công trình
Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý hệ thống điều hòa không khí một cấp của công trình
Nguyên lý làm việc của hệ thống: Không khí bên ngoài trời có trạng thái 𝑁(𝑡 𝑁 , 𝜑 𝑁 ) với lưu lượng LN qua cửa lấy gió có van điều chỉnh (1) được đưa vào thiết bị PAU, tại đây gió tươi sẽ được làm mát đến trạng thái N’(tN’, 𝜑 𝑁′ ) Sau đó được đưa vào buồng hòa trộn (3), hòa trộn với không khí hồi có trạng thái 𝑇(𝑡 𝑇 , 𝜑 𝑇 ) với lưu lượng LT từ các miệng hồi gió (2) Hỗn hợp hòa trộn có trạng thái C sẽ được đưa đến thiết bị xử lý không khí (4), tại đây nó được xử lý theo một chương trình định sẵn đến một trạng thái O và được quạt (5) vận chuyển theo kênh gió (6) vào phòng (8) Không khí sau khi ra khỏi miệng thổi (7) có trạng thái V vào phòng nhận nhiệt thừa 𝑄 𝑇 và ẩm thừa 𝑊 𝑇 và tự thay đổi trạng thái V đến 𝑇(𝑡 𝑇 , 𝜑 𝑇 ) Sau đó một phần không khí được thải ra ngoài và một phần lớn được hồi về thông qua miệng gió hồi
2.3.2 Tính toán sơ đồ điều hòa không khí một cấp a) Điểm gốc G và hệ số nhiệt hiện SHF (Sensible heat factor) Điểm gốc G là điểm có trạng thái G (t = 24 o C, φ = 50%)
Hình 2.3 Điểm gốc G ( t= 24 0 C , 𝛗 = 50% ) và thang chia hệ số nhiệt hiện b) Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF ( Ɛ 𝒉𝒇 )
Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF (εhf) 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 Hệ số nhiệt hiện phòng biểu diễn tia quá trình tự biến đổi không khí trong phòng điều hòa V-T
Hình 2.4 Đường hệ số nhiệt hiện của phòng RSHF Ɛ ℎ𝑓 = 𝑄 ℎ𝑓
Qhf : tổng nhiệt hiện của phòng, không có nhiệt hiện của gió tươi (W)
Qaf : tổng nhiệt ẩn của phòng, không có nhiệt ẩn của gió tươi (W)
- Tổng nhiệt hiện (không có gió tươi) là:
- Tổng nhiệt ẩn không có gió tươi là:
Hệ số nhiệt hiện RSHF (𝜀hf) là:
4472,725 +1312,5 = 0,77 c) Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF ( Ɛ ht )
Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF chính là độ nghiêng của tia quá trình từ điểm hòa trộn đến điểm thổi Q Đây chính là quá trình làm lạnh và khử ẩm của không khí trong dàn lạnh sau khi hòa trộn giữa gió tươi và gió tái tuần hoàn Ɛ ℎ𝑡 = 𝑄 ℎ
Qh : Thành phần nhiệt hiện, kể cả phần nhiệt hiện do gió tươi mang vào (W)
Qa: Thành phần nhiệt ẩn, kể cả phần nhiệt ẩn do gió tươi mang vào (W)
Qt : Tổng nhiệt thừa dùng để tính năng suất lạnh QO= Qt, (W)
Tính toán ví dụ cho Phòng học 4
Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF ( Ɛht ) là : Ɛ ℎ𝑡 =𝑄 ℎ
𝑄 𝑡 =7,196 12,59 = 0,57 d) Hệ số đi vòng Ɛ BF
Hệ số đi vòng ƐBF : Là tỷ số lượng không khí qua dàn lạnh nhưng không trao đổi nhiệt ẩm với bề mặt dàn ( đi qua dàn lạnh ) so với toàn bộ lượng không khí qua dàn lạnh ƐBF= 𝐺 𝐻
GH - Lưu lượng không khí qua dàn lạnh nhưng không trao đổi nhiệt ẩn với bề mặt dàn, nên vẫn còn trạng thái điểm hòa trộn H (kg/s)
GO - Lưu lượng không khí quá dàn có trao đổi nhiệt ẩm với dàn,và đạt được trạng thái
G= GH + GO: Tổng lưu lượng không khí qua dàn lạnh, (kg/s)
Hệ số đi vòng ƐBF phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, trong đó quan trọng nhất là số hàng ống, tốc độ chuyển động của không khí ( số mũi phun, lưu lượng phun, cỡ giọt nước phun ) Dựa thêm vào bảng 4.22 trang 162 TL[6] được ƐBF = 0,1 e) Hệ số nhiệt hiệu dụng Ɛ hef
Hệ số hiệu nhiệt dụng ESHF là tỷ số giữa hiệu nhiệt dụng của phòng và nhiệt tổng hiệu dụng của phòng được tính như sau: Ɛhef = 𝑄 ℎ𝑒𝑓
Qhef : nhiệt hiện hiệu dụng của phòng (W)
Qaef – Nhiệt ẩn hiệu dụng của phòng (W)
Tính toán ví dụ cho Phòng học 4
Qhef = Qhf + εBF QhN = 4472,725+0,1+1905,75 = 6378,575 = 6,38(kW)
Qaef = Qaf + εBF QaN = 1312,5+0,1 55,5 = 4368,1 = 4,37(kW)
Vậy hệ số hiệu dụng ESHF là Ɛhef= 𝑄 ℎ𝑒𝑓
6,38+4,37= 0,59 Tương tự tính toán cho các khu vực còn lại f) Nhiệt độ điểm đọng sương t s
Nhiệt độ đọng sương của thiết bị là nhiệt độ khi tiếp xúc làm lạnh hỗn hợp không khí tái tuần hoàn và không khí tươi Đường Ɛht cắt đường 𝜑= 100% tại S thì điểm S chính là điểm đọng sương và nhiệt độ ts là nhiệt độ đọng sương của thiết bị
2.3.3 Thành lập sơ đồ điều hòa không khí
T, N lần lượt là trạng thái không khí ở trong nhà và ngoài trời Điểm N’ là trang thái sau khi qua PAU(tN’ = 24,5°C, φ= 90%) Điểm C là trạng thái hòa trộn không khí tươi và không khí tuần hoàn Điểm S điểm đọng sương không khí qua thiết bị
49 Xác định các điểm : T (tT = 24 °C, φ= 60%), N (tN = 36,1 °C, φ= 50,1%) và G (tG = 24 °C, φ= 50%) Đánh dấu trên trục SHF các giá trị vừa tìm được: εhf = 0,77; εht = 0,57; εhef = 0,6
Qua T kẻ đường song song với G - εhef cắt, φ0 % ở S (ts ,5°C, φ0 %), xác định được nhiệt độ đọng sương ts ,5°C
Qua S kẻ đường song song với G - εht cắt đường N’T tại C, xác định được điểm hòa trộn
Qua T kẻ dường song song với G - εhf cắt đường SC tại O (to,2 °C φ= 92%)
Khi bỏ qua tổn thất nhiệt từ quạt gió và từ đường ống gió ta có O trùng V là điểm thổi vào
Hình 2.5 Biểu diễn các điểm nút trên đồ thị t-d cho Phòng học 4
Tương tự nhóm thực hiện tra đồ thị và thống kê được bản thông số trạng thái của tầng 4 như sau:
Bảng 2.20 Thông số trạng thái tại các điểm của khu vực Phòng học 4
Trạng thái Nhiệt độ (°C) Độ ẩm (%) Enthalpi (kJ/kg)
2.3.4 Tính toán năng suất lạnh cho hệ thống
❖ Nhiệt độ không khí sau dàn lạnh
Nhiệt độ không khí sau dàn lạnh được xác định bằng biểu thức:
→t o = ts + ɛBF (tC – tS) = tV
❖ Lưu lượng không khí qua dàn lạnh
Lưu lượng không khí L là lưu lượng không khí cần thiết để dập nhiệt thừa hiện và ẩn của phòng điều hòa, đó cũng chính là lưu lượng khí đi qua dàn lạnh sau khi hòa trộn:
Qhef : nhiệt hiện hiệu dụng của phòng (W) tT, ts - Nhiệt độ trong phòng và nhiệt độ đọng sương, ℃ ɛBF - Hệ số đi vòng
❖ Tính toán cho Phòng học 4 tầng 4
51 Vậy năng suất lạnh của Phòng học 4 tầng 4 là Qo = 10,98 kW
❖ Năng suất lạnh của PAU
QoPAU = GN (hN – hN’) ,44.1,2.(84,95-69,12) = 388,34 (kW).
Tính kiểm tra năng suất lạnh bằng phần mềm Trace 700
2.4.1 Giới thiệu về phần mềm
Trace 700 là phần mềm tính toán, phân tích giúp thiết kế hệ thống điều hòa không khí và thông gió, đôi khi là hệ thống sưởi ấm dựa trên tiêu chuẩn ASHRAE
2.4.2 Các bước tính tải lạnh cho dự án
Các bước tính tải lạnh cho dự án
Hướng dẫn cài đặt các thông số ban đầu
Hình 2.6 Giao diện khởi động của phần mềm Trace 700
Cài đặt các thông số, đơn vị cơ bản:
- Bấm vào ‘’New’’ để mở một dự án mới
- Vào mục Option => Units => Metric để cài đặt đơn vị
- Trong mục Default map => World để chọn khu vực
52 Thêm thư viện thời tiết ở Việt Nam cho phần mềm:
- Nhấn vào lệnh Libraries => Weather… => Sau đó, ta tắt hộp thoại Weather Library – General Information Trong hộp thoại Library/Template Editors ta chọn lệnh Files => Import Sau đó tìm files library.exp và nhấn “OK’’
Ta chọn thời tiết thành phố Hồ Chí Minh để tính tải cho dự án trường Đinh Thiện Lý cơ sở 2
Hình 2.7 Thêm thư viện thời tiết thành phố Hồ Chí Minh Nhập các thông số tính toán
Bước 1: Nhập thông tin cho dự án đang tính toán
Hình 2.8 Thông tin địa điểm của công trình Bước 2: Nhập thông tin thời tiết cho công trình đang tính toán
- Chọn Select Weather Information => Thời tiết ở Thành phố Hồ Chí Minh
Hình 2.9 Điền thông tin thời tiết cho công trình Bước 3: Nhập thông tin cho công trình
- Chọn Create Templates Cửa sổ Internal Load Tempaltes - Project hiện ra và điền thông tin Sau đó nhấn “Apply’’
- Ở mục Internal Load có các mục chính mà ta cần điền như:
Internal Load: Là lượng nhiệt gồm nhiệt do người, các bóng đèn và các thiết bị phụ như: Máy tính, máy in, động cơ, các loại máy móc khác, …
- People: Là số lượng người có trong không gian cần làm lạnh
- Type: Các không gian đã được tạo sẵn
- Density: Nhập số lượng người
- Workstations: Là các thiết bị mà con người sử dụng kèm theo trong không gian điều hòa như: điện thoại, máy tính bảng, laptop, … Có đơn vị cụ thể như: m 2 /thiết bị, thiết bị/1 người hoặc có bao nhiêu thiết bị trong một khu vực
- Lighting: Là đèn đang được sử dụng trong không gian cần tính
- Miscellaneous loads: Là lượng nhiệt từ các thiết bị phụ phục vụ cho nhu cầu sử dụng của con người như: Sạc dự phòng, máy in, các thiết bị văn phòng, …
Hình 2.10 Giao diện mục Internal Load
- Main Cooling Supply Value & Units: Ở mục này chúng ta thường không điền thông tin và phần mềm sẽ tính toán và cung cấp cho chúng ta lưu lượng gió cần thiết Tuy nhiên, chúng ta vẫn có thể nhập theo nhu cầu tính tải của công trình mình đang thực hiện
- Ventilation: Là lượng không khí tươi cần cung cấp cho không gian cần điều hòa
- Infiltration: Là lượng không khí bị rò rĩ từ bên ngoài vào không gian điều hòa qua các khe của cửa ra vào, cửa sổ, qua các kết cấu xây dựng, …
- Room exhaust: Là lượng không khí thải từ phòng ra bên ngoài Các lượng khí như: từ nhà vệ sinh, nhà tắm, phòng thí nghiệm, nhà nấu ăn, …
Hình 2.11 Giao diện mục Airflow
❖ Template Thermostat: Chỉ định các thông số nhiệt độ trong phòng điều hòa
Ta chỉ quan tâm đến:
- Cooling dry bulb: nhiệt độ bầu khô
- Relative Humidity: Độ ẩm tương đối
❖ Construction Template: Dùng để thiết lập kết cấu cho công trình như là:
- Kết cấu của tường: độ dày, loại vật liệu, … Ngoài ra còn có kết cấu sàn, kết cấu của mái và các vách ngăn giữa các phòng
- Loại kính được sử dụng cho các cửa sổ của công trình
- Cao độ của các tầng, cao độ trần giả, chiều cao tường
Hình 2.12 Giao diện construction templates
❖ Room Template: Trong hộp thoại này chỉ là nơi tổng hợp lại các template:
Internal load, airflow, thermostat, construction mà ta đã thiết lập trước đó
Bước 4: Tạo các phòng của công trình Ở bước này ta đưa vào các thông số chi tiết cho từng phòng như: diện tích phòng, tường bao, các vách ngăn, kính, …
- Đầu tiên, ta chọn lệnh Create Room để tạo các phòng chi tiết để tính toán Khi mở phần Create thì ta sẽ có một phòng mới Ta sẽ đổi tên phòng theo đúng với công trình
- Floor: Nhập thông số sàn của công trình
Length: Là chiều dài của của phòng
Width: Là chiều rộng của phòng
- Roof: Mái của công trình Chọn vào Equal Floor nếu mái của công trình là mái bằng
- Wall: Chiều dài của tường tiếp xúc trực tiếp với môi trường bên ngoài Nhập các thông số chiều dài mà ta đo được trên phần mềm AuroCad vào ô Wall
- Direction: Là hướng tường của công trình
- % Glass: Là phần trăm lượng kính đối với diện tích tường vừa khai báo
- Q ty : Là kích thước chiều dài(length) và chiều cao(height) của kính
Các thông số trong mục Internal Loads và Airflows sẽ tự động cập nhật khi chúng ta chọn mẫu trong mục Templates
- Với các mục như Room, Roofs, Walls, Int Loads, Air Flow thì hầu như đã có trong phần khai báo Template ở phía trước Nhưng nếu có một phòng nào đó trong công trình có sự khác biệt thì ta sẽ sửa trực tiếp tại các mục này mà không cần điều chỉnh các phần ở Template đã khai báo trước đó
- Partition: Là vách ngăn giữa các phòng nhưng tiếp xúc gián tiếp với môi trường bên ngoài và có sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai phòng Ví dụ như: Phòng điều hòa tiếp xúc với thang máy, phòng đệm, …
Hình 2.13 Giao diện tạo các phòng cho công trình Bước 5: Lựa chọn hệ thống thông gió cho công trình Cần xác định xem công trình đang tính toán sử dụng hệ thống loại nào thì phù hợp: AHU, VAV Box, FCU, …
Hình 2.14 Chọn hệ thống thông gió cho công trình 2.4.3 Kết quả sau tính toán
Ví dụ: Tính tải nhiệt phòng học 4 của công trình
Kết quả tính toán tải lạnh được thể hiện ở mục Total Capacity:
Hình 2.15 Kết quả tải nhiệt phòng học 4
2.4.4 So sánh năng suất lạnh
Bảng 2.21 So sánh năng suất lạnh
Q 0 Trace so với thực tế (%)
Q 0 tính tay so với thực tế (%)
7 Phòng thí nghiệm vật lý
8 Phòng thí nghiệm vật lý
13 Phòng thí nghiệm hóa học / Chemistry Lab 20,1 19,80 21 4,29 5,71
17 Phòng thí nghiệm sinh học / Biology Lab 13,79 13,80 14,4 4,24 4,17
Tính chọn thiết bị
2.5.1 Tính chọn dàn lạnh a) Chọn dàn lạnh theo năng suất lạnh lý thuyết
Dựa vào các kết quả tính toán năng suất lạnh đã tính ở trên, nhóm bắt đầu kiểm tra kết quả và chọn thiết bị điều hoà không khí theo các mẫu catalogue của hãng DAIKINƠ15]
Bảng 2.22 Công suất dàn lạnh theo kết quả tính toán năng suất lạnh bằng tay
Công suát làm lạnh(kW) Model Số lượng Tầng 1/1F
1 Phòng chờ / Waiting room 10,78 11,14 FWK11E 1
10 Văn phòng / Office15 4,74 5,43 FWK08EH 2
16 P Họp nhỏ / S Conference room 21 3,87 4,1 FWF04C 1
17 P Họp lớn / L Conference room 22 9,6 11,14 FWK11E 1
18 Văn phòng / General Office 11,54 12,6 FWK13E 1
22 Phòng sự kiện / Event Office 9,79 11,14 FWK11E 1
7 Phòng thí nghiệm vật lý /
8 Phòng thí nghiệm vật lý /
10 Lớp IT / IT Classroom 12 21,85 22,16 FUD20B 1
11 Lớp IT / IT Classroom 13 22,19 22,16 FUD20B 1
12 Lớp IT / IT Classroom 14 20,85 22,16 FUD20B 1
13 Phòng thí nghiệm hóa học /
17 Phòng thí nghiệm sinh học /
7 Phòng học / Classroom 07 14,02 7,21 FWK09EH 2
8 Hành lang / Left Corridor 17,9 9,16 FWK13EH 2
20 Phòng thư viện / Library 01 8,13 9,16 FWK13EH 1
21 Phòng thư viện / Library 02 8,13 9,16 FWK13EH 1
22 Phòng thư viện / Library 03 7,89 8,79 FWK09E 2
24 Phòng thư viện / Library 04 3,6 4,1 FWF04C 1
25 Phòng thư viện / Library 05 3,29 4,1 FWF04C 1
26 Phòng thư viện / Library 06 3,71 4,1 FWF04C 1
27 Phòng thư viện / Library 07 3,36 4,1 FWF04C 1
28 Hành lang / Right Corridor 20,58 11,14 FWK11E 2
29 Phòng giáo viên / PLC 15,8 8,79 FWK09E 2
6 Phòng giáo viên / PLC 13,88 7,21 FWK09EH 2
7 Phòng giáo viên / PLC 1 5,94 6,15 FWK06E 1
8 Phòng giáo viên / PLC 2 2,58 4,1 FWF04C 1
10 Hành lang / Left Corridor 32,52 11,14 FWK11E 3
23 Hành lang / Right Corridor 30,15 11,14 FWK11E 3
1 Phòng thể dục / GYM 36,55 12,6 FWK13E 3
5 Thay đồ nữ / Changing-F 2,58 4,1 FWF04C 1
7 Thay đồ nam / Changing-M 2,32 2,49 FWF02C 1
2.5.2 Tính chọn Chiller giải nhiệt nước
Water Chiller phải đảm bảo làm mát cho toàn bộ công trình, bao gồm tải lạnh của thiết bị FCU/AHU và tải lạnh của PAU:
• Tổng công suất lạnh yêu cầu của công trình tính theo phương pháp Carrier;
QCH = 1896 + 388,34 = 2284(kW)~650 tấn lạnh Vậy yêu cầu công suất lạnh của hệ thống là 2284 kW
Từ cataloge của hãng Daikin, chọn 2 máy có các thông số như sau:
- Thông số nước lạnh vào/ra là 13 o C/6 o C
- Điện áp: 3pha/380V, tần số 50Hz
- Tổng năng suất lạnh của 2 máy đã chọn là: 1420.2 = 2840 kW ~ 808 tons
2.5.3 Tính chọn tháp giải nhiệt
Nhiệm vụ của tháp giải nhiệt là thải toàn bộ lượng nhiệt do môi chất lạnh ngưng tụ toả ra Lượng nhiệt này được thải ra môi trưởng nhờ chất tải nhiệt trung gian là nước
Công suất tháp giải nhiệt:
Qk = 650 3900 = 253500 kcal/h = 2948,2 kW Lựa chọn tháp giải nhiệt vuông 3 ngăn theo TL [10], ta chọn 1 tháp giải nhiệt ở tầng mái công trình, mỗi tháp có thông số cụ thể như sau:
Năng suất lạnh: 350 Tons ~ 1225 kW
Thông số nhiệt độ nước giải nhiệt vào/ra là 37 o C/32 o C
2.5.4 Tính toán kiểm tra bơm nước lạnh, bơm nước giải nhiệt
Bơm nước sử dụng trong điều hòa không khí thường là bơm ly tâm, nhiệt độ làm việc từ
- Nhiệt độ nước giải nhiệt: 32 ÷ 37 o C
Lưu lượng bơm nước được xác định như sau:
G – Lưu lượng bơm nước lạnh (l/s)
Q – Công suất lạnh của thiết bị (kW)
Cp – Nhiệt dung riêng của nước (Cp = 4,18 kJ/kg K)
∆𝑡 – Độ chênh nhiệt độ nước vào và ra ( o C)
74 Theo yêu cầu nhà thiết kế thì đối với hệ thống bơm nước tháp giải nhiệt gồm 6 bơm, bơm nước lạnh gồm 6 bơm được bố trí cùng với phòng máy lạnh trung tâm (Chiller room)
- Lưu lượng bơm nước lạnh: G = 2284
- Lưu lượng bơm nước giải nhiệt: G = 2948,2
Bảng 2 23 So sánh lưu lượng bơm tính toán và thực tế
Tên hệ thống Lưu lượng theo tính toán (m 3 /h)
TÍNH TOÁN HỆ THỐNG ỐNG GIÓ
Tính toán hệ thống cấp gió tươi
3.1.1 Lấy số liệu lưu lượng gió tươi
Mục đích cấp gió tươi: Ở đây gió tươi sẽ được cung cấp vào từng tầng, với mỗi tầng lưu lượng sẽ khác nhau do mỗi tầng có 1 diện tích và số lượng phòng cũng khác nhau Không gian điều hòa phải được làm kín để việc làm lạnh được diễn ra nhanh và hiệu quả Nhưng nếu chúng ta làm việc trong không gian kín quá lâu sẽ cảm thấy ngột ngạt, mệt mỏi do thiếu Oxi Vì vậy sẽ làm chúng ta suy giảm sức đề kháng, dễ dẫn tới mắc các bệnh về đường hô hấp Từ đó có thể thấy, việc cấp gió tươi vào trong không gian điều hòa là việc rất cần thiết để bù cho lượng oxy bị thiếu Để kiểm tra kích thước ống gió của mình tính so với thực tế tại công trình thì phải cùng gốc xuất phát, tức là ta sẽ lấy lưu lượng gió ở thực tế công trình rồi tính kiểm tra kích thước ống gió
Bảng 3.1 Lưu lượng gió tươi của toàn nhà
Khu vực Tên phòng Tổng lưu lượng gió tươi (m 3 /h)
Phòng đào tạo / Academic Affairs 233 Văn phòng tư vấn / Counseling Office 144 Phòng truyền thống / School History 257 Tiếp nhận & Văn phòng / Reception & Office 774
Phòng hiệu trưởng / Principle Office 17 89 Phòng hiệu trưởng / Principle Office 18 84 Phòng hiệu trưởng / Principle Office 19 94
P Trưng bày nghệ thuật / Artwork showroom 214
P Công tác sinh viên / Student Affairs Office 158
Phòng sự kiện / Event Office 144
Sân thể thao / MULTI-USE GYMNASIUM
P Thí nghiệm chung / Shared Lab 1 891
P Thí nghiệm chung / Shared Lab 2 894
P Thí nghiệm chung / Shared Lab 3 901
Phòng thí nghiệm vật lý / Physics Room 975 Phòng thí nghiệm vật lý / Physics Lab 972
Phòng sinh học / Biology Room 975
Phòng thí nghiệm hóa học / Chemistry Lab 1050 Kho (thí nghiệm hóa) / CHEM Storage 60 Phòng học hóa học / Chemistry Room 930 Kho thiết bị / Equipment Storage 125 Phòng thí nghiệm sinh học / Biology Lab 927 Phòng thí nghiệm chung / Shared Lab 22 888 Phòng thí nghiệm chung / Shared Lab 23 894 Phòng thí nghiệm chung / Shared Lab 24 894 Phòng thí nghiệm chung / Shared Lab 25 891 Phòng thí nghiệm chung / Shared Lab 26 891
Phòng học 1 / House 1 Classroom 01 758 Phòng học 1 / House 1 Classroom 02 756 Phòng học 1 / House 1 Classroom 03 758 Phòng học 1 / House 1 Classroom 04 758 Phòng học 1 / House 1 Classroom 05 758 Phòng học chung 1 / House 1 Shared Learning
77 Phòng học 1 / House 1 Classroom 08 756 Phòng học 1 / House 1 Classroom 09 756 Phòng học 1 / House 1 Classroom 10 758 Phòng học 1 / House 1 Classroom 11 758 Phòng học 1 / House 1 Classroom 12 758 Phòng học 2 / House 2 Classroom 15 758 Phòng học 2 / House 2 Classroom 16 758 Phòng học 2 / House 2 Classroom 17 758 Phòng học 2 / House 2 Classroom 18 758 Phòng học 2 / House 2 Classroom 19 754
Thư viện / Library (Self-Study Area) 652
Phòng học chung 2 / House 2 Shared Learning 1424 Phòng học 2 / House 2 Classroom 25 758 Phòng học 2 / House 2 Classroom 26 758 Phòng học 2 / House 2 Classroom 27 758 Phòng học 2 / House 2 Classroom 28 758 Phòng học 2 / House 2 Classroom 29 758
Phòng học 3 / House 3 Classroom 01 756 Phòng học 3 / House 3 Classroom 02 756 Phòng học 3 / House 3 Classroom 03 758 Phòng học 3 / House 3 Classroom 04 758 Phòng học 3 / House 3 Classroom 05 758
Phòng học chung 3 / House 3 Shared Learning
78 Phòng học 3 / House 3 Classroom 08 756 Phòng học 3 / House 3 Classroom 09 756 Phòng học 3 / House 3 Classroom 10 758 Phòng học 3 / House 3 Classroom 11 758 Phòng học 3 / House 3 Classroom 12 758 Phòng học 4 / House 4 Classroom 15 758 Phòng học 4 / House 4 Classroom 16 758 Phòng học 4 / House 4 Classroom 17 758 Phòng học 4 / House 4 Classroom 18 758 Phòng học 4 / House 4 Classroom 19 756
Phòng mỹ thuật / ART STUDIO 1057
Phòng học chung 4 / House 4 Shared Learning 1413
Phòng học 4 / House 4 Classroom 26 758 Phòng học 4 / House 4 Classroom 27 758 Phòng học 4 / House 4 Classroom 28 754 Phòng học 4 / House 4 Classroom 29 756 Phòng học 4 / House 4 Classroom 30 756
P trang điểm / Make-up Room 244
Phòng hội thảo / Conference Room 1595
Phòng diễn kịch / Black-Box 1671
3.1.2 Xác định kích thước đường ống gió
F tính : Tiết diện đường ống gió (dài × rộng) (m 2 )
G: Lưu lượng gió đi trong ống, [m 3 /s]
V: Vận tốc gió được chọn đi trong ống, (m/s)
Dựa vào tiết diện ống vừa tính được chọn kích cỡ ống gió có tiết diện thực tế lớn hơn và gần nhất với tiết diện tính được
Xác định vận tốc gió thực tế trong ống gió:
+ Vtt: Vận tốc gió thực tế đi trong ống gió, [m/s];
+ 𝐹thuc = a.b: tiết diện thực tế của đoạn ống gió m 2 ; (theo bảng 7.3 tr 297 – Sách HDTKHT ĐHKK – Nguyễn Đức Lợi )
Ví dụ tính cho trục cấp gió tươi FA04-2F
Lưu lượng gió đi trong ống của khu phòng thí nghiệm chung là G1 = 0,25 m 3 /s Chọn vận tốc gió V= 4 m/s
Tiết diện tính toán đoạn ống là
4 = 0,0625 𝑚 2 Chọn ống hình chữ nhật có tiết diện phù hợp theo tiêu chuẩn là 250mm x 250mm (F thực = 0,0625 m 2 )
Vận tốc không khí thực đi trong ống:
Do quy mô công trình quy mô lớn nên nhóm em tính toán bằng phần mềm Duct Checker Pro
80 3.1.3 Áp dụng phần mềm Duct Checker Pro tính đường ống gió
Duct Checker Pro là phần mềm giúp tính chọn kích thước ống gió, miệng gió theo tổn thất áp suất tĩnh đơn giản, dễ sử dụng và chính xác Với nhiều tính năng hỗ trợ, kỹ sư thiết kế hệ thống đường ống gió dễ dàng tính toán và lựa chọn kích thước đường ống với nhiều lựa chọn khác nhau
Flow Rate : Nhập lưu lượng cần tính ống gió ->Enter (hoặc click Calc)
Hình 3.1 Giao diện phần mềm Duct Checker Pro
Phía dưới sẽ hiện ra một list các kích thước ống gió.Chọn kích thước phù hợp với không gian lắp đặt ,chú ý khi chọn thì nên kiểm tra lưu lượng thực tế hiển thị ở phần dưới cùng, chọn thông số gần nhất.Ở bảng thông số phía dưới ta có thể kiểm tra được vận tốc gió, tổn thất áp suất , đường kính tương đương
Ngoài ra cần phải chọn kiểu vật liệu làm ống gió như tole , bê tông , ống nhựa … Mỗi phần sẽ có tổn thất áp suất và vận tốc gió mặc định.Để thay đổi thông số này cho phù hợp yêu cầu tính toán chúng ta chọn vào Properties
Ví dụ tính toán kích thước ống gió của đường ống cấp gió tươi cho tuyến ống FA04- 2F
Hình 3.2 Mặt bằng thông gió của tuyến ống FA04-2F Bảng 3.2 Thông số tính toán ống gió trên trục cấp gió tươi FA04-2F Đoạn ống Lưu lượng
Kích thước ống theo tính toán a x b
Kích thước ống thực tế a x b
Bảng 3.3 Thông số tính toán ống gió tươi cho tòa nhà
STT Tuyến ống Đoạn ống Lưu lượng
Kích cỡ ống theo tính toán a x b
Kích cỡ ống thực tế a x b
3.1.4 Tính toán tổn thất áp suất
Tổn thất áp suất ống gió bao gồm 2 thành phần: t cb ms p = p + p
- p ms : Tổn thất ma sát trên đường ống (Pa)
- p cb : Tổn thất áp suất cục bộ (Pa) Tổn thất áp suất cục bộ được tính thông qua phần mềm Ashrae Duct Fitting Database
86 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 [6]
– Tổn thất do bị ma sát trong đường ống gió (Pa) l – Chiều dài đoạn ống gió, (m) p 1
– Tổn thất do bị 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 1Pa/m
Ta đo được đoạn đường ống dài nhất là từ quạt cấp gió đến miệng gió xa nhất so với quạt cấp gió nên sẽ có tổn thất do ma sát là lớn nhất nên ta xác định được trở kháng trên đường ống này và có thể từ đó mà tính được cột áp quạt
Ví dụ: Tính tổn thất do ma sát trên đường ống cấp gió tươi cấp cho phòng thí nghiệm chung ở tầng 2:
Hình 3.3 Tuyến ống gió tươi cấp cho phòng thí nghiệm chung ở tầng 2
Chiều dài đoạn ống gió: lA,3 m
Theo công thức (3.4), ta có: p ms = l p 1 = 41,3x 1 = 41,3 (Pa)
❖ Tổn thất áp suất cục bộ
Ví dụ: Tính tổn thất cục bộ trên đường ống cấp gió tươi cấp cho phòng thí nghiệm chung ở tầng 2 theo phần mềm Ashrae Duct Fitting Database
* Giới thiệu phần mềm Ashrae Duct Fitting Database
Phần mềm ASHRAE Duct Fitting Database là một phần mềm được phát triển bởi các kỹ sư trong Hiệp hội các Kỹ sư Nhiệt lạnh và Điều hòa không khí Hoa Kỳ ( viết tắt là ASHRAE ) Đây là phần mềm giúp chúng ta có thể tính toán được tổn thất cột áp qua các phụ kiện của ống gió như : côn, tê, cút, giảm…theo tiêu chuẩn của ASHRAE
Hình 3.4 Giao diện phần mềm Ashrae Duct Fitting Database
Nhóm sử dụng phần mềm Ashrae Duct Fitting Database để tính tốn thất áp cục bộ các chi tiết trong hệ thống thông gió tòa nhà
Danh mục các thiết bị trên hệ thống như sau:
Bảng 3.4 Tổn thất cục bộ của các chi tiết
Tổn thất áp suất (Pa)
Vậy tổng tổn thất áp suất trong toàn bộ hệ thống là ∆𝑃 = 41,3 + 48 = 89,3 (Pa)
3.1.5 Tính chọn quạt Để chọn quạt cho đường ống thông gió thì có hai phương pháp Thứ nhất là sau khi tính toán được cột áp và lưu lượng đường ống gió ta tiến hành tra catalogue để chọn quạt có lưu lượng và cột áp thích hợp Thứ hai là sử dụng phần mềm để chọn quạt với các thông số lưu lượng gió và cột áp
Hình 3.5 Giao diện phần mềm FANTECH
Vậy để việc chọn quạt có được độ chính xác cao và thuận tiện thì quạt sẽ được chọn trên phần mềm Cụ thể ở đây là phần mềm chọn quạt “Fantech”
Ví dụ tính chọn quạt cho khu vực FA04-2F bao gồm 5 phòng ( P.Thí nghiệm chung 22, P.Thí nghiệm chung 23, P.Thí nghiệm chung 24, P.Thí nghiệm chung 25, P.Thí nghiệm chung 26)
Trục cấp gió tươi có Q = 4490 m 3 /h và ∆𝑃 = 89,3 𝑃𝑎 Để đảm bảo an toàn khi chọn quạt thì nhân hệ số an toàn k = 1,1 ~ 1,5
∆𝑃 = 89,3 𝑥 1,2 = 107,16 𝑃𝑎 Tra phần mềm chọn quạt Fantech như sau:
Hình 3.6 Giao diện nhập số liệu phần mềm FANTECH
- Đầu tiên ta nhấp vào mục Select Fan và cài đặt thông số cho việc chọn quạt như sau
- Ta chọn công năng sử dụng-> nhập lưu lượng->cột áp-> loại quạt và chọn Search for Fans
- Một dãy dãy quạt sẽ hiển thị gợi ý Đây là những quạt được chọn theo các thông số ta cài đặt
- Sau đó ta nhấp chọn những quạt ở những hang đầu tiên
Ví dụ đây ta nhập cho tuyến ống FA04-2F bao gồm 5 phòng: Phòng TNC 22+ TNC23 + TNC24 + TNC25 + TNC26, với tổng lưu lượng là 4490 m 3 /h và cột áp ∆𝑃 = 107,16 𝑃𝑎
Hình 3.7 Kết quả thu được sau khi nhập thông số Ở đây nhóm em chọn quạt thứ 1 Chúng ta có thể kiểm ta những thông số ta đã cài đặt lúc đầu và bám theo những thông gió đó để chọn quạt, có thể chọn quạt có thông số lớn hơn hoặc bằng các thông số ban đầu
Vậy với lưu lượng Q = 4490 m 3 /h và ∆𝑃 = 107,16 𝑃𝑎 , tra trên phần mềm Fantech ta chọn được quạt có các thông số sau:
Hình 3.8 Thông số kỹ thuật của quạt SCE454HP
Lưu lượng : 1,29 m 3 /s Đường kính (Diameter): 450 mm
Loại cánh quạt (Impeller type): Axial
Tốc độ (Speed): 1320 vòng/ phút
Hình 3.9 Thông số của quạt được chọn Bảng 3.5 Các thông số làm việc của các quạt được chọn
FA04.2F 1.29 0.25 1320 154 SCE454HP Phòng thí nghiệm chung 23 Phòng thí nghiệm chung 24 Phòng thí nghiệm chung 25 Phòng thí nghiệm chung 26
Tính toán hệ thống gió thải
3.2.1 Tính kiểm tra lưu lượng gió thải
Hệ thống thông gió nhà vệ sinh có tính năng hút không khí từ bên trong phòng vệ sinh ra ngoài nhằm loại bỏ mùi, tạo nên sự thông thoáng bằng việc sử dụng quạt hút Quạt hút không khí ra ngoài tạo ra sự chênh lệch áp suất khiến cho gió tươi tràn vào nhà vệ sinh, đối với nhu cầu cao thì có thể thiết kế thêm cấp gió tươi và điều hòa không khí Ở dự án thì chỉ có hệ gió thải cho nhà vệ sinh Còn đối với hầm để xe, các phòng kỹ thuật tùy theo diện tích mà sử dụng quạt hút phù hợp
Theo TL [5] lưu lượng gió thải nhà WC được xác định theo công thức:
ACH: hệ số trao đổi thể tích không khí trong 1 không gian xác định Đối với phòng vệ sinh thì ACH = 15 ( Theo file thuyết minh TKKT MEP của công trình) Tính toán cho khu vực EA B1-05 ta có:
V = 25 2,7.15 = 1012 (m 3 /h) Các khu vực khác tính tương tự ta có bảng sau
Bảng 3.6 Lưu lượng gió nhà vệ sinh tầng 4
STT Khu vực Lưu lượng tính toán
3.2.2 Tính kiểm tra kích thước ống gió thải
Tương tự như tính kích thước ống gió tươi ta tiến hành kích thước gió thải cho một phòng vệ sinh của tầng 4, ta chọn khu vực 4F – 13 với kích thước 27 m 2
Hình 3.10 Hệ thống gió thải của một phòng vệ sinh nữ tầng 4
Hình 3.11 Chọn đoạn ống AB
Từ đó ta có bảng sau:
Bảng 3.7 Kích thước đường ống gió cho khu vực nhà vệ sinh
STT Khu vực Đoạn ống Lưu lượng (m 3 /h)
Kích cỡ ống theo tính toán
Kích cỡ ống thực tế
3.2.3 Tính kiểm tra tổn thất áp suất trên đường ống gió thải
Trên đường gió thải có hai loại tổn thất áp suất là tổn thất áp suất do ma sát trên đường ống và tổn thất cục bộ qua các phụ kiện đường ống Tính toán cột áp cho quạt hút của khu vực EA 4F- 13, các phòng vệ sinh còn lại tính tương tự
Tổn thất áp suất trên ống gió được tính theo công thức:
∆𝑝 𝑚𝑠 : tổn thất áp suất do ma sát trên đường ống (Pa)
∆𝑝 𝑐𝑏 : tổn thất cục bộ qua các phụ kiện đường ống (Pa)
* Tính tổn thất áp suất do ma sát Đối với ống gió khi sử dụng đồ thị, tổn thất áp suất do ma sát ∆𝑝 𝑚𝑠 có thể tính theo công thức:
∆𝑝 𝑚𝑠 = l ∆𝑝 1 Trong đó: l: chiều dài ống gió, ta có chiều dài đường ống từ quạt hút đến miệng gió cuối cùng (có tổn thất áp lớn nhất) l = 17 m;
∆𝑝 1 : tổn thất áp suất do ma sát trên 1 mét chiều dài ống (Pa/m) Để thuận tính toán ta chọn ∆𝑝 1 = 1Pa/m, ∆𝑝 𝑚𝑠 = 17 Pa
* Tính tổn thất áp suất cục bộ do phụ kiện
Ta tính toán được bảng nhờ phần mềm ASHRAE Duct Fitting Database:
Bảng 3.8 Tổn thất qua các phụ kiện
Thành phần Số lượng Tổn thất (Pa) Lưu lượng (m 3 /h)
Ta chọn hệ số an toàn k = 1,1
Vậy tổng tổn thất áp suất trên đường ống gió (cột áp quạt):
Dựa vào phần mềm FANTECH ta lựa chọn quạt cho khu vực EA 4F- 13
Bảng 3.9 Chọn quạt cho hệ thống khói thải khu vực 4F - 13
Hình 3.12 Thông số khi chọn quạt hút mùi cho toilet bằng phần mềm FanTech
Hình 3.13 Kích thước chi tiết được thể hiện trên Autocad
Tính kiểm tra hệ thống tạo áp cầu thang
3.3.1 Tính kiểm tra lưu lượng gió tạo áp cầu thang
Theo yêu cầu của Quy chuẩn Việt Nam, hệ thống hút khói phải được trang bị cho các phòng có diện tích lớn hơn 200m² và những khu tập trung đông người (trên 50 người – theo chỉ định trên mặt bằng kiến trúc); hệ thống tạo áp phải được trang bị cho các sảnh đệm ở tầng hầm Các hệ thống tạo áp và hút khói được thực hiện thông qua hệ thống ống gió chống cháy và quạt, đồng thời được kích hoạt bởi hệ thống báo cháy Từ đó tạo ra sự chênh lệch áp suất giữa không gian thang bộ và bên ngoài giúp chống cháy lan, đảm bảo sự an toàn cho người thoát nạn lúc có hỏa hoạn
3.3.1.1 Lưu lượng tạo áp cầu thang bộ
Lưu lượng không khí cần thiết khi hỏa hoạn được xác định theo:
L: lưu lượng không khí cần cấp vào buồng thang bộ, (l/s)
L1: lưu lượng không khí rò rỉ qua các cửa đóng, (l/s)
L2: lưu lượng không khí thoát qua tất cả cửa mở, (l/s)
Ta có lưu lượng rò rỉ qua tất cả cửa đóng được xác định theo công thức sau:
L1: lưu lượng không khí rò rỉ qua tất cả cửa đóng, (m 3 /h)
Ae: diện tích cửa rò rỉ (m 2 )
Công trình sử dụng cửa thép 1 cánh chống cháy kích thước 1300x2200
Căn cứ vào bảng D1 TL[12] ta tra được
Với loại cánh cửa 1 cánh mở vào không gian tạo áp có diện tích rỏ rỉ:
Số cửa cầu thang bộ một cánh là 15, suy ra:
Ta chọn áp suất chêch lệch là 50 Pa, suy ra:
L1 = 0,83 Ae P 1/2 = 0,83 0,1 50 1/2 = 0,586 (m 3 /s) = 586 (l/s) Dựa vào phụ lục D [13] tốc độ không khí thổi qua một cửa mở có vận tốc lớn hơn hoặc bằng 1,3 m/s Từ đó ta có công thức:
Acửa mở: diện tích một cửa mở (m 2 )
V: vận tốc của không khí thổi qua cửa mở, chọn V=1,3m/s ncửa mở: số cửa mở, n =1
Thay vào công thức trên ta được:
L2 = 2,86 1,3.1 = 3,718 (m 3 /s) = 3718 (l/s) Vậy lưu lượng không khí cần thổi vào buồng thang bộ loại N2:
Ta chọn hệ số an toàn là 10% ta có:
Lcầu thang = L 1,1 = 4304 1,1 = 4734 (l/s) Lưu lượng không khí qua van xả áp:
Lprd = Lcầu thang – L1 = 4734 –586= 4148 (l/s) = 4,148(m 3 /s) Suy ra diện tích van xả áp:
0,83.50 1/2 = 0,7 (m 2 ) Vậy chọn van xả áp có kích thước 850x850 (mm)
3.3.2 Tính kiểm tra kích thước ống gió tạo áp cầu thang
Phần này kiểm tra kích thước đoạn ống gió tạo áp tại cầu thang bộ với quạt có lưu lượng thiết kế là 16500 m 3 /h
Hình 3.14 Hệ tạo áp cầu thang
Hình 3.15 Kiểm tra kích thước ống gió hệ tạo áp cầu thang
Tính toán như hệ thống gió tươi ta có bảng sau:
Bảng 3.10 Kích thước ống chính của từng trục cầu thang
Khu vực Kích thước ống tính toán
Kích thước ống thực tế
3.3.3 Tính kiểm tra tổn thất áp suất trên đường ống
Tổn thất áp suất trên đường ống cũng là cột áp của quạt tạo áp cầu thang
Tổn thất áp suất trên ống gió gồm 2 phần được tính theo công thức:
∆𝑝 𝑚𝑠 : tổn thất áp suất do ma sát trên đường ống (Pa)
∆𝑝 𝑐𝑏 : tổn thất cục bộ qua các phụ kiện đường ống
* Tính tổn thất áp suất do ma sát Đối với ống gió khi sử dụng đồ thị, tổn thất áp suất do ma sát ∆𝑝 𝑚𝑠 có thể tính theo công thức:
∆𝑝 𝑚𝑠 = l ∆𝑝 1 Trong đó: l: chiều dài ống gió, ta có chiều dài đường ống từ quạt hút đến miệng gió cuối cùng (có tổn thất áp lớn nhất) l = 9,4 m;
∆𝑝 1 : tổn thất áp suất do ma sát trên 1 mét chiều dài ống (Pa/m) Để thuận tính toán ta chọn ∆𝑝 1 = 1Pa/m, ∆𝑝 𝑚𝑠 = 9,4 Pa
* Tính tổn thất áp suất cục bộ:
Tổn thất cục bộ qua phụ kiện trên tuyến ống của hệ thống điều áp cầu thang bộ tương tự như cách kiểm tra tổn thất cục bộ qua các phụ kiện trên tuyến ống gió tươi Ta có bảng thống kê bên dưới:
Bảng 3.11 Tổn thất qua các phụ kiện của hệ thống tạo áp cầu thang bộ 5
STT Tên phụ kiện Tổn thất (Pa)
108 Chọn hệ số an toàn k = 1,5
Vậy tổng tổn thất áp suất trên đường ống gió (cột áp quạt):
3.3.4 Chọn quạt tạo áp cho cầu thang
Dựa vào phần mềm FANTECH ta lựa chọn quạt cho khu vực thang bộ 5 B1 – 38
Bảng 3.12 Chọn quạt cho hệ thống
Hình 3 16 Thông số khi chọn quạt tạo áp cầu thang bằng phần mềm FanTech
Hình 3.17 Kích thước chi tiết được thể hiện trên Autocad
Tính kiểm tra hệ thống hút khói
3.4.1 Tính kiểm tra lưu lượng khói
Khi có đám cháy, hệ thống hút khói hành lang cùng với hệ thống tạo áp cầu thang bộ đồng thời hoạt động nhằm đảm bảo an toàn cho người thoát nạn chạy ra bên ngoài Nếu công năng của hệ thống tạo áp cầu thang là tạo áp dương trong buồng thang bộ để khói không thể xâm nhập, thì hệ thống hút khói hành lang giữ khói độc tránh xa buồng thoát hiểm bằng cách hút và đưa ra bên ngoài
Trong phần này nhóm em tính toán kiểm tra lưu lượng cho trục hút khói theo không gian phòng cụ thể là khu vực SE B1 - 01
Theo TCVN 5687:2010 phụ lục L.2, lưu lượng khói đối với các khu vực có diện tích dưới 1600 m 2 được xác định theo công thức:
Pf là chu vi vùng cháy trong giai đoạn đầu (m) Vì có trang bị hệ thống phun nước chữa cháy (sprinkler), nên lấy giá trị Pf = 12 m y : khoảng cách từ mép dưới của vùng khói đến sàn nhà Đối với gian phòng, lấy y = 2,5 m
Ks : hệ số, Ks = 1,2 vì có sự kết hợp với hệ thống sprinkler
Vậy lưu lượng khói thải cần hút cho khu vực có diện tích 1600 m 2 là:
Ta giả sử vật liệu cháy là dạng vật thể cứng, từ đó tra phần 6.10 TL5 ta được t= 450 o C và 𝛾 = 5 N/m 3
Từ đó ta có lưu lượng khói thải:
Mà khu căn tin có diện tích 938 m 2 < 1600 m 2 nên lưu lượng cần hút khói là:
1600 = 44414,72 (m 3 /h) Tính toán trong thiết kế là 38800 (m 3 /h) chênh lệch 12,6 phần trăm là con số chấp nhận được
3.4.2 Tính kiểm tra kích thước ống gió
Với lưu lượng là 38800 m 3 /h nhập vào phần mềm Duct Checker Pro để kiểm tra như các phần kiểm tra kích thước ống gió trước
Hình 3.18 Kiểm tra kích thước ống gió hút khói thải
Từ đó ta có bảng kích thước ống gió theo tính toán:
Bảng 3.13 Kích thước ống gió hút khói thải
STT Khu vực Đoạn ống
Kích cỡ ống theo tính toán
Kích cỡ ống thực tế
Tổn thất áp suất trên ống gió gồm 2 phần được tính theo công thức:
∆𝑝 𝑚𝑠 : tổn thất áp suất do ma sát trên đường ống (Pa)
∆𝑝 𝑐𝑏 : tổn thất cục bộ qua các phụ kiện đường ống
* Tính tổn thất áp suất do ma sát Đối với ống gió khi sử dụng đồ thị, tổn thất áp suất do ma sát ∆𝑝 𝑚𝑠 có thể tính theo công thức:
Trong đó: l: chiều dài ống gió, ta có chiều dài đường ống từ quạt hút đến miệng gió cuối cùng (có tổn thất áp lớn nhất) l = 29 m;
∆𝑝 1 : tổn thất áp suất do ma sát trên 1 mét chiều dài ống (Pa/m) Để thuận tính toán ta chọn ∆𝑝 1 = 1Pa/m, ∆𝑝 𝑚𝑠 = 29 Pa
* Tính tổn thất áp suất cục bộ theo phầm mềm ashRAE Duct Fitting Database có bảng sau:
Bảng 3.11 Tổng tổn thất phụ kiện trên đường hút khói thải khu vực SE B1-01
STT Tên phụ kiện Tổn thất (Pa)
Ta chọn hệ số an toàn là k =1,1:
Vậy ta tính được cột áp quạt
3.4.3 Chọn quạt hút khói hành lang
Dựa vào phần mềm FANTECH ta lựa chọn quạt cho khu vực SE B1- 01
Bảng 3.11: Chọn quạt cho hệ thống
Hình 3 19 Thông số khi chọn quạt hút khói bằng phần mềm FanTech
Hình 3.20 Kích thước chi tiết được thể hiện trên Autocad
TRIỂN KHAI BẢN VẼ 3D BẰNG PHẦN MỀM REVIT MEP CHO HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ VÀ THÔNG GIÓ CỦA CÔNG TRÌNH
BIM và tầm ảnh hưởng đến hiệu quả thiết kế
Mô hình thông tin tòa nhà (BIM – Building Information Modelling) là một quá trình tổng thể để tạo và quản lý thông tin cho một tài sản xây dựng Dựa trên một mô hình thông minh và được kích hoạt bởi nền tảng đám mây, BIM tích hợp dữ liệu đa ngành, có cấu trúc để tạo ra bản trình bày kỹ thuật số của một tòa nhà trong suốt vòng đời của nó, từ lập kế hoạch và thiết kế đến xây dựng và vận hành
Xây dựng mô hình thông tin (BIM) là nền tảng của chuyển đổi kỹ thuật số trong ngành kiến trúc, kỹ thuật và xây dựng (AEC) Nó được coi là một bước tiến mới của ngành Xây dựng thế giới, và Việt Nam cũng đã bắt đầu tiếp cận, phát triển mô hình này.
Ưu nhược điểm của Revit trong thiết kế
+ Giao diện và cách bố trí tính năng của Revit cho thấy sự đơn giản, hiệu quả giúp cho viện triển khai trở nên nhanh chóng và hiệu quả
115 + Việc triển khai bản vẽ và dựng mô hình 3D mang lại độ chân thực và tính chính xác cao, phối hợp được nhiều bộ môn với nhau Từ đó xử lí va chạm, xung đột nhanh và hiệu quả hơn
+ Trình bày trước chủ đầu tư với tính xác thực và độ tin cậy cao, khả năng trúng thầu sẽ cao hơn trước
+ Thống kê và quản lí khối lượng hiệu quả hơn
+ Chi phí đầu tư cho nguồn nhân lực và phần mềm cao hơn
+ Thêm nhiều công việc cần tiến hành trước dự án.
Một số hình ảnh hệ thống điều hòa không khí và thông gió của dự án được mô phỏng trên phần mềm Revit
Mô hình 3D của công trình được thể hiện qua hình 4.2
Hình ảnh hệ thống ống nước ngưng và đường ống nước Chiller được thể hiện qua hình 4.3
Hình ảnh hệ thống cấp gió tươi và gió thải được thể hiện qua hình 4.4
Hình ảnh phòng bơm – Chiller được thể hiện qua hình 4.5
Hình ảnh tháp giải nhiệt và hệ thống xử lý nước bổ sung cho tháp được thể hiện qua hình 4.6
Hình 4.2 Toàn cảnh hệ thống ĐHKK và thông gió của tòa nhà
Hình 4 3 Hình ảnh hệ thống ống nước ngưng và đường ống nước Chiller
Hình 4.4 Hình ảnh hệ thống cấp gió tươi và gió thải
Hình 4.5 Hình ảnh phòng bơm - Chiller
Hình 4.6 Hình ảnh tháp giải nhiệt và hệ thống xử lý nước bổ sung cho tháp
Ứng dụng Revit cho việc bốc tách khối lượng
Bốc tách khối lượng là một trong những công việc quan trọng, 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 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
Dưới đây là một số bảng bóc tách khối lượng bao gồm khối lượng ống gió, ống nước, phụ kiện Qua một vài thao tác đơn giản, chúng ta đã có thể bóc tách khối lượng nhanh chóng với độ chính xác cao
Hình 4.7 Bảng khối lượng ống nước
Hình 4.8 Bảng khối lượng phụ kiện ống nước
Hình 4.9 Bảng khối lượng ống gió
• Sơ đồ nguyên lí hệ thống ống nước chiller
• Sơ đồ nguyên lí hệ thống gió thải
• Sơ đồ nguyên lí hệ thống cấp gió tươi
• Sơ đồ nguyên lí nước lạnh nước ngưng tầng 4
• Sơ đồ nguyên lí điều hòa không khí tầng 4