thiết kế hệ thống kỹ thuật tòa nhà văn phòng kim tín

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT ACH Số lần thay đổi không khí trong 1 giờ Air Change Rate Per Hour COP Hệ số hiệu quả năng lượng Coefficient of Performance ERLH Nhiệt ẩn hiệu dụng của phòng Ef

GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ DỰ ÁN

MỞ ĐẦU

1.1 Lý do chọn đề tài

Thành phố Hồ Chí Minh là thành phố lớn thứ hai tại Việt Nam Đây còn là trung tâm kinh tế, văn hóa và giáo dục của nước ta Thành phố Hồ Chí Minh hiện đang có quy mô dân số rất lớn với hơn 9 triệu dân sinh sống, sở dĩ nơi đây thu hút nhiều người dân vì có lượng cơ hội việc làm đa dạng, văn hóa, ẩm thực phong phú và lối sống con người dễ hòa nhập

Nắm bắt được nhu cầu việc làm tăng cao tại Thành phố Hồ Chí Minh nên việc xây dựng lên các công trình tòa nhà văn phòng cho thuê là việc hết sức cần thiết Vì thế mà dự án “Tòa nhà văn phòng Kim Tín” ra đời

Bên cạnh việc xây dựng cơ sở hạ tầng hiện đại thì mức độ tiện nghi của công trình phải đi kèm với việc xây dựng hệ thống MEP cũng phải đảm bảo chất lượng, nó góp phần đảm bảo về nhu cầu sử dụng: lưu lượng, áp lực nước; điện năng và chiếu sáng; điều hòa không khí và chữa cháy của công trình, nhằm góp phần mang lại môi trường làm việc xanh, sạch, đẹp và đảm bảo an toàn cho cuộc sống Để đáp ứng yêu cầu đó thì việc

"Thiết kế hệ thống kỹ thuật cho công trình Tòa nhà văn phòng Kim Tín" là hoàn toàn cần thiết

Tính toán thiết kế hệ thống MEP cho dự án“Tòa nhà văn phòng Kim Tín” phải đảm bảo các mục tiêu sau:

− Tuân thủ các tiêu chuẩn, quy chuẩn hiện hành

− Đáp ứng được yêu cầu của chủ đầu tư cũng như người sử dụng

− Không gây ra ô nhiễm môi trường

− Tổng quan về dự án “Tòa nhà văn phòng Kim Tín”

− Thiết kế hệ thống cấp nước

− Thiết kế hệ thống thoát nước

− Thiết kế hệ thống điều hòa không khí và thông gió

− Thiết kế hệ thống tạo áp và hút khói

− Thiết kệ hệ thống cấp nước chữa cháy

− Thiết kế hệ thống báo cháy

− Thiết kế hệ thống điện công trình

− Thể hiện các bộ bản vẽ

− Lập bảng thống kê vật tư

1.4 Đối tượng và phạm vi đề tài Đối tượng của đề tài: “Thiết kế hệ thống kỹ thuật cho công trình Tòa nhà văn phòng

− Thiết kế hệ thống cấp nước sinh hoạt (nước nóng, nước lạnh)

− Thiết kế hệ thống thoát nước (nước thải sinh hoạt và nước mưa)

− Thiết kế hệ thống điều hòa không khí (Hệ thống VRV/VRF và thông gió (tầng hầm, phòng máy kỹ thuật…)

− Thiết kế hệ thống tạo áp và hút khói (tạo áp cầu thang bộ, phòng đệm, thang máy; hút khói hành lang, các gian phòng,…)

− Thiết kế hệ thống cấp nước chữa cháy (spinkler, vách tường, drencher)

− Thiết kế hệ thống báo cháy (báo khói, báo nhiệt, đèn báo…)

− Thiết kế hệ thống điện công trình (chiếu sáng, phụ tải,…)

TỔNG QUAN DỰ ÁN

2.1 Tổng quan về dự án Địa điểm xây dựng: 422A−424 Võ Văn Kiệt, Phường Cô Giang, Quận 1, Thành phố Hồ Chí Minh

Quy mô dự án: 4 tầng hầm, 14 tầng nổi, tầng kỹ thuật và tầng mái

Tổng diện tích sàn xây dựng: 5000 m 2

Tòa nhà văn phòng Kim Tín−Võ Văn Kiệt được xếp hạng C +

Hình 2 1 Hình ảnh tòa nhà

2.2 Phương pháp quy hoạch dự án

Diện tích khu đất: 2996m 2 Phương pháp quy hoạch dự án đảm bảo các nguyên tắc sau:

− Các thiết bị tạm cung cấp cho công trình phải đảm bảo sử dụng an toàn và hiệu quả trong suốt quá trình dự án, phù hợp với mặt bằng và môi trường của công trường

− Điều hòa không khí tạm: thiết bị sưởi nóng và làm lạnh cần thiết để duy trì nhiệt độ trong các công trình tạm

− Cấp điện tạm: Tuân theo các tiêu chuẩn, quy chuẩn và các quy định hiện hành của Việt Nam đối với hệ thống cấp điện tạm Lắp đặt hệ thống cấp điện tạm tuân theo các tiêu chuẩn Việt Nam

− Cấp và thoát nước tạm: hệ thống thoát nước tạm phải đúng tiêu chuẩn, quy chuẩn hiện hành Việc đấu nối hệ thống nước tạm vào hệ thống của thành phố theo chỉ dẫn của các cơ quan có thẩm quyền

− PCCC: bố trí hệ thống PCCC tạm trong quá trình thi công đảm bảo các yêu cầu trong các tiêu chuẩn, quy chuẩn và văn bản pháp luật hiện hành, được Chủ đầu tư phê duyệt (như: bình chữa cháy xách tay phù hợp với chủng loại và chất dập cháy theo yêu cầu vị trí và loại cháy)

Khí hậu Cận Xích Đạo là khí hậu đặc trưng của khu vực Thành phố Hồ Chí Minh, với đặc điểm có nền nhiệt độ cao và không thay đổi quanh năm, ít gió, lượng mưa dồi dào, độ ẩm thấp và đặc biệt khí hậu ở thành phố địa chia làm 2 mùa rõ rệt là mùa mưa và mùa khô

❖ Mùa mưa: thường bắt đầu vào tháng 5 đến cuối tháng 10

❖ Mùa khô: bắt đầu ở tháng 11 và kết thúc vào cuối tháng 4 năm sau

Mưa rào và giông rải rác ở những tháng mưa đầu mùa, có khi chỉ 1 hoặc 2 cơn mưa trong một tháng Lượng mưa nhiều hơn và liên tục kèm theo gió vào những tháng bảy, tám, chín Tuy nhiên, khu vực Thành phố Hồ Chí Minh chỉ bị ảnh hưởng bởi những cơn bão ngoài miền trung và hầu như không có bão Nhiệt độ trung bình ở Thành phố Hồ Chí Minh hằng năm là 27.55 o C, tháng nóng lên đến 29 − 35 o C

Nhiệt độ cao nhất là 40 o C

Thấp nhất vào khoảng từ 16 − 17 o C vào ban đêm Độ ẩm trung bình quanh năm vào khoảng 79.5%

Lượng mưa trung bình hằng năm của Thành phố Hồ Chí Minh là 2000mm

Trên phạm vi địa bàn thành phố có bốn nhóm tiềm năng chính sau đây: nhóm đất phèn trung bình và phèn nhiều (chiếm 27.5% tổng số diện tích), nhóm ít nhiễm phèn hoặc đất phù sa (chiếm 12.6%), nhóm đất xám phát triển trên phù sa cổ (chiếm khoảng 19.3%), nhóm đất mặn (chiếm 12.2%) Thành phố Hồ Chí Minh có tổng diện tích là

2095 km 2 , với diện tích khu đô thị là 820 km 2 , khu chiết xuất và khu công nghiệp là 61 km 2

Thành phố Hồ Chí Minh la nơi tập trung nguồn nước của hệ thống sông Đồng Nai và sông Sài Gòn, với mạng lưới sông ngòi kênh rạch rất đa dạng:

❖ Sông Đồng Nai bắt nguồn từ cao nguyên Lâm Viên có lưu vực lớn khoảng 45.000 km² Dòng chảy xuyên qua các tỉnh Bình Dương, Đồng Nai, Lâm Đồng và Thành phố Hồ Chí Minh Lưu lượng dòng chảy là 20 − 500 m 3 /s, trên một năm trung bình cung cấp 15 tỷ m 3 nước, trở thành nguồn cấp nước chính cho thành phố

❖ Sông Sài Gòn có thượng nguồn từ vùng Hớn Quản, chảy qua Thủ Dầu Một đến Thành phố Hồ Chí Minh, với chiều dài 200 km và 80 km chảy dọc trên địa phận thành phố Lưu lượng trung bình của sông Sài Gòn vào khoảng 54 m³/s Diện tích lưu vực là

Trữ lượng nước ngầm tại Thành phố Hồ Chí Minh rất có tiềm năng lên đến 2.501.059 m 3 /ngày, khai thác chủ yếu ở ba tầng: 0 − 20 m, 60 − 90 m, 170 − 200 m Tại Quận 12, các Huyện Hóc Môn và Củ Chi thường được khai thác nhiều ở tầng 60 − 90 m và trở thành nguồn nước bổ sung quan trọng do có trữ lượng dồi dào, chất lượng nước tốt Lượng nước ngầm tập trung nhiều vào khu vực phía bắc thành phố, về phía nam lưu lượng nước thường bị nhiễm phèn, nhiễm mặn do trầm tích Holocen gây ra

2.4 Hiện trạng hạ tầng kỹ thuật

Cấp nước: nguồn cấp nước cho công trình được lấy từ mạng lưới đường ống cấp nước của thành phố nằm bên ngoài công trình

Thoát nước: hiện tại khu vực đã có mạng lưới thoát nước thải chung, để thoát nước sinh hoạt sau khi đã xử lý sơ bộ qua bể tự hoại và nước mưa sẽ được đổ ra hệ thống thoát nước thải tập trung của khu vực

Nguồn điện cấp cho công trình được lấy từ điện lưới quốc gia với điện áp là 24kV vào trạm biến áp Từ trạm biến thế, nguồn điện qua hệ thống phân phối để cấp điện đến vị trí sử dụng Công trình có bố trí máy phát điện dự phòng cho phụ tải thiết yếu.

HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ & THÔNG GIÓ

3.1 Tổng quan về điều hòa không khí Điều hoà không khí trong công trình là một chuỗi thiết bị giúp duy trì môi trường sống và làm việc thoải mái cho người sử dụng bằng cách làm mát hoặc sưởi ấm không khí trước khi thổi vào không gian bên trong

Công dụng của điều hoà không khí là giúp điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm, lượng khí

CO2 và các tạp chất khác trong không khí để tạo ra một môi trường sống và làm việc thoải mái và lành mạnh cho con người

Các bộ phận chính của một hệ thống điều hoà không khí bao gồm bộ lọc, máy nén, quạt, đường ống, van và điều khiển Bộ lọc giúp loại bỏ bụi và các tạp chất khác từ không khí Máy nén và quạt giúp làm mát hoặc sưởi ấm không khí Đường ống, van và điều khiển giúp điều chỉnh lưu lượng không khí và nhiệt độ trong không gian được điều hoà

3.2 Hệ thống điều hòa không khí trung tâm VRV Điều hoà không khí VRV (Variable Refrigerant Volume) là một hệ thống điều hoà không khí hiện đại và thông minh, được sử dụng rộng rãi trong các công trình hiện nay Ở các tòa nhà văn phòng, hành chính tần số hoạt động khá cao gần như là liên tục để đáp ứng nhu cầu làm mát, tạo sự thoải mái Vì thế, hệ thống điều hòa không khí trong công trình đóng một vai trò hết sức quan trọng Để đáp ứng đủ yêu cầu của một căn hộ thì cần phải có một hệ thống điều hòa không khí có công suất lớn Hệ thống điều hòa không khí trung tâm VRV sẽ là một lựa chọn phù hợp nhất cho loại công trình này

Cấu tạo của hệ thống VRV bao gồm các thành phần chính sau:

1 Bộ điều khiển trung tâm: Đây là bộ phận quản lý toàn bộ hệ thống VRV, giúp điều chỉnh nhiệt độ và lưu lượng không khí cho từng khu vực riêng biệt

2 Máy nén: Là bộ phận chính của hệ thống, giúp làm lạnh hoặc sưởi ấm không khí trước khi thổi vào không gian bên trong

3 Điều hòa nhiệt độ: Là bộ phận giúp điều chỉnh nhiệt độ của không khí trước khi thổi vào không gian bên trong

4 Ống đồng: Là đường ống dẫn chất làm lạnh, kết nối giữa các thành phần trong hệ thống VRV

5 Bộ chuyển đổi điện áp: Là bộ phận giúp điều chỉnh áp suất điện áp và tần số của nguồn điện đầu vào để phù hợp với yêu cầu của hệ thống VRV

6 Các bộ phận khác: Bao gồm van, ống uốn, cảm biến nhiệt độ và độ ẩm, các bộ lọc và các bộ phận khác giúp hệ thống VRV hoạt động hiệu quả và ổn định

3.3 Giới thiệu về điều hoà không khí trong công trình

Hệ thống điều hòa không khí và thông gió được thiết kế bao gồm:

− Hệ thống điều hòa không khí cục bộ

− Hệ thống hệ thống điều hòa không khí VRV

− Hệ thống cấp gió tươi

− Hệ thống thông gió máy biến áp, tủ điện MSB, phòng bơm, kho, toilet

3.3.1 Hệ thống điều hòa không khí cục bộ:

− Máy lạnh Single−Split là máy điều hoà bao gồm 1 dàn nóng và 1 dàn lạnh lắp cho phòng trực PCCC, phòng bảo vệ, phòng lái xe, phòng Server

− Cụm dàn nóng bao gồm máy nén, dàn ngưng quạt, cụm dàn lạnh bao gồm dàn lạnh và quạt Vị trí lắp đặt dàn nóng treo tường bên ngoài phòng trực PCCC, phòng bảo vệ, phòng lái xe

− Dàn lạnh sử dụng loại gắn tường

− Bố trí ống nước ngưng kết nối từ dàn lạnh đến vị trí thoát nước gần nhất Toàn bộ ống nước ngưng phải bọc cách nhiệt tránh đọng sương ảnh hưởng đến các hệ thống khác

3.3.2 Hệ thống điều hòa không khí VRV:

Hệ thống điều hoà không khí phù hợp cho quy mô dự án, bao gồm:

Bao gồm các tổ dàn nóng đặt ở từng tầng, tại cầu thang ngoài nhà, phục vụ cho dàn lạnh ở từng tầng

Công suất dàn nóng của mỗi tổ tương ứng với tổng công suất các dàn lạnh mà nó phục vụ

Chủng loại khí dùng cho tổ máy nén của máy VRV hệ thống điều hòa không khí trung tâm sẽ là loại R410a với hệ số ảnh hưởng môi trường và tầng Ozone thấp nhất Các tổ dàn nóng được kết nối chung về bộ điều khiển trung tâm

Các máy làm mát không khí IDU được treo trên trần trong mỗi không gian điều hòa Dàn lạnh sử dụng máy lạnh âm trần nối ống gió

Tại mỗi khu vực điều hòa được bố trí 1 bộ điều khiển cục bộ Tín hiệu điều khiển nhiệt độ tại mỗi phòng sẽ điều khiển công suất làm việc của cụm dàn nóng Toàn bộ khối này được lập trình điều khiển chức năng họat động của dàn lạnh từng phòng thông qua một bộ điều khiển trung tâm

Gió tươi cho khu vực điều hòa được lấy từ quạt cấp gió trung tâm đặt trên trần mỗi tầng gió cấp vào bằng hệ thống ống gió Ống nước ngưng: Ống nước ngưng cho máy lạnh kết nối vào trục thoát riêng Tất cả các ống nước ngưng phải có bẫy mùi ở ngõ ra

Máy lạnh âm trần nối ống gió phải chọn loại có bơm nước ngưng, trường hợp nếu không có phải trang bị thêm bơm nước ngưng riêng để đảm bảo quá trình thoát nước ngưng Tất cả các ống nước ngưng phải có độ dốc đảm bảo không nhỏ hơn 1%

Hệ thống ống môi chất lạnh:

Thiết kế dựa trên yêu cầu của nhà sản xuất về môi chất lạnh sử dụng

Các ống gen dẫn không khí của hệ thống ĐHKK sẽ được thiết kế với các lớp cách nhiệt và bảo ôn nhằm giảm thiểu tổn thất nhiệt và tránh đọng sương Độ dày của lớp cách nhiệt phải đủ để không xảy ra hiện tượng ngưng tụ ẩm ở vỏ bọc bên ngoài

3.3.3 Hệ thống thông gió toilet và kho

Hệ thống hút mùi toilet được thiết kế các miệng gió gắn trên trần các toilet, gió được hút ra ngoài theo hệ thống ống gió các ống nhánh tập trung về đường ống chính và hút ra ngoài bởi quạt trung tâm đặt trên trần của mỗi tầng

Hệ thống thông gió phòng máy biến áp được thiết kế các miệng gió gắn trên trần Gió được hút ra ngoài theo hệ thống ống gió các ống nhánh tập trung về đường ống chính và hút ra ngoài bởi quạt trung tâm đặt trên trần của mỗi tầng Gió tươi cấp vào phòng thông qua louver gắn trên tường bao khi quạt hút hoạt động Đối với hệ thống thông gió phòng tủ điện MSB, phòng máy phát, phòng bơm và phòng kỹ thuật sử dụng quạt gắn tường để thông gió và hệ thống gió tươi đi vào phòng thông qua louver được đặt ở tường bao khi quạt hút hoạt động

TÍNH TOÁN TẢI LẠNH CÔNG TRÌNH

Phương pháp tính tải lạnh Carrier chỉ khác phương pháp truyền thống ở cách xác định năng suất lạnh Q0 mùa hè và năng suất sưởi Qs mùa đông bằng cách tính riêng tổng nhiệt hiện thừa Qht và nhiệt ẩn thừa Qat của mọi nguồn nhiệt tỏa và thẩm thấu tác động vào không gian cần điều hòa

Qo = Qt = Qht + Qat Khai triển công thức trên có các thành phần nhiệt như sau:

Hình 4 1 Sơ đồ tính các nguồn nhiệt hiện và nhiệt ẩn chính theo Carrier, tài liệu [1]

+ Q11: Nhiệt bức xạ qua kính (W)

+ Q31: Nhiệt toả ra do đèn chiếu sáng (W)

+ Q32: Nhiệt toả ra do máy móc (W)

+ Q4h, Q4a: Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do người toả ra (W)

+ Q5h, Q5a: Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió tươi mang vào (W)

+ Q6h, Q6a: Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió lọt mang vào (W)

4.1.2 Các thông số ban đầu

Theo bảng 2.3 − QCVN 02:2009: Nhiệt độ không khí cao nhất trung bình tháng và năm ( o C), tài liệu [6] và bảng 2.10 − QCVN 02:2009: Độ ẩm tương đối của không khí trung bình tháng và năm (%), tài liệu [6]

Nhiệt độ và độ ẩm không khí ngoài trời tra được là:

Suy ra các thông số sau:

+ Nhiệt độ nhiệt kế ướt ngoài trời: t ưn = 30.05 ( o C)

+ Nhiệt độ đọng sương ngoài trời : tdsn = 28.8 ( o C)

+ Độ chứa hơi ngoài trời: dn= 25.32 (g/kgkkk)

Khi thiết kế điều hoà không khí nhằm đảm bảo điều kiện tiện nghi cho cơ thể con người, thông số tính toán (nhiệt độ và độ ẩm) của không khí trong phòng lấy theo phụ lục A − TCVN 5687:2010, tài liệu [4]

Bảng 4 1 Bảng thông số điều kiện trong nhà

STT Tên phòng Nhiệt độ ( 0 C) Độ ẩm tương đối (%) Độ ồn

6 Phòng ngủ 24±1 0 C 55±5% 40 Để cho đơn giản hoá trong quá trình tính toán & kiểm tra hệ thống, chọn thông số tính toán trong nhà như sau:

4.2 Tính toán các nguồn nhiệt ẩm

4.2.1 Nhiệt hiện bức xạ qua kính Q 11

Với điều kiện nhiệt độ và độ ẩm của không khí bên ngoài như đã chọn để tính toán điều hoà không khí cho tòa nhà : tN = 34.6( o C),  N = 72(%)

Tra đồ thị t − d của không khí ẩm: nhiệt độ đọng sương tđs = 28.8 ( o C)

+  c = 1: Vì Thành phố HCM có địa hình gần mặt nước biển,

+  mm = 1: Do tính với bức xạ lớn nhất, tức là lúc trời không có mây,

+  kh = 1.17: Do khung kính là khung kim loại,

+  m : Hệ số kính, phụ thuộc vào màu sắc và kiểu loại kính, dựa theo tài liệu công trình đang sử dụng loại kính Antisun Tra bảng 4.3 tài liệu [1], được 𝜀𝑚 = 0.58, +  r = 0.65: Hệ số mặt trời, kể đến ảnh hưởng của kính cơ bản và có màn che màu trung tính bên trong kính (xem bảng 4.4 tài liệu [1])

− Công trình sử dụng khung thép nên lấy bằng F

− Công trình gồm 4 hướng kính là Đông, Tây, Nam, Bắc Tra theo bảng 4.2 tài liệu [1] ta xác định được các lượng bức xạ

Thành phố HCM nằm ở vị trí 10°46’32 vĩ độ Bắc và nhiệt độ trung bình của tháng nóng nhất là 34.6°C vào tháng 4 Tra bảng 4.2 tài liệu [1]

Bảng 4 2 Nhiệt bức xạ mặt trời qua kính vào phòng R (W/m 2 )

Bắc 41 Đông Bắc 410 Đông 514 Đông Nam 296

4.2.1.2 Xác định hệ số tác dụng tức thời n t

Tra theo bảng 4.11, tài liệu [1]

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

Khối lượng 1m 2 sàn bê tông (dày 0.3m): 2400×0.3 = 720 (kg/m 2 )

Mà ta có gs > 700 kg/m 2 sàn

Trị số bảng ŋt bảng 4.6 tài liệu [1] ta thống kê được như sau:

Bảng 4 3 Hệ số tác dụng tức thời qua kính vào phòng

Bắc 0.74 Đông Bắc 0.33 Đông 0.40 Đông Nam 0.71

Ví dụ tính toán cho Sảnh văn phòng Tầng 1:

Nhiệt hiện bức xạ qua kính Q11 = ŋt×Q’11

Sảnh văn phòng Tầng 1 có 2 hướng kính là hướng Nam và hướng Đông với cửa ra vào bằng kính nên ta có ŋtn = 0.51 và ŋtđ = 0.4 (theo bảng 3.2 tài liệu [1])

Lượng nhiệt bức xạ tức thời qua kính vào Sảnh văn phòng Tầng 1:

Q’11 = (Fn×RTn×Ɛc×Ɛđs×Ɛmm×Ɛkh×Ɛm×Ɛr) + (Fđ×RTđ×Ɛc×Ɛđs×Ɛmm×Ɛkh×Ɛm×Ɛr) (W)

Fn − Diện tích bề mặt kính cửa kính hướng nam: 33.12 m 2

Fđ − Diện tích bề mặt kính cửa kính hướng đông: 75.06 m 2

RTn − nhiệt bức xạ tức thời qua cửa kính RT = RTmax = 44 W/m 2 (theo bảng 3.2 tài liệu [1])

RTđ − nhiệt bức xạ tức thời qua cửa kính RT = RTmax = 514 W/m 2 (theo bảng 3.2 tài liệu [1]) Ɛc − Hệ số kể đến ảnh hưởng của độ cao so với mặt nước biển, Ɛc = 1 Ɛđs = 0.8856 Ɛmm − hệ số kể đến ảnh hưởng mây mù, khi tính toán lấy trường hợp lớn nhất là lúc trời không có mây mù Ɛmm = 1 Ɛkh − là hệ số ảnh hưởng của khung cửa kính, do là khung cửa kim loại nên chọn Ɛkh=1.17 Ɛm − là hệ số ảnh hưởng của kính, Ɛm = 1 Ɛr − là hệ số mặt trời, kể đến ảnh hưởng của kính cơ bản khi có màn che bên trong kính, khi không có màn che bên trong Ɛr = 0.65

Thay vào công thức ta được:

Tương tự tính toán tương tự cho các khu vực khác và được trình bày kết quả tại phụ lục 1.1

4.2.2 Nhiệt hiện truyền qua mái bằng bức xạ và ∆ t : Q 21

Mái bằng 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 4.15 tài liệu [1] 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 nhà

Theo cấu trúc của tòa nhà chỉ có trần tầng tum thang là tiếp xúc với tầng mái và phía trên còn có hệ mái kèo thép lợp tôn bao che nên:

Nhiệt hiện truyền qua mái Q21:

F − diện tích mái (m 2 ) k − hệ số truyền nhiệt, (W/m 2 K), tra bảng 4.15 tài liệu [1]

∆ttđ − hệ số hấp thụ bức xạ mặt trời của mái,  =t 0.5 ( t N −t T )

Còn các khu vực khác có trần tiếp xúc với khu vực điều hòa nên Q21 = 0

Ví dụ tính toán cho Nhà ăn tầng tum thang

Nhà ăn tầng tum thang là khu có cao độ là 2.8 (m) và là trần mái của tòa nhà nên ta tính như sau:

Vì phía trên là hệ mái kèo thép lợp tôn bao che nên:

Hệ số truyền nhiệt của mái km=2.18 tra theo bảng 4.15 tài liệu [1]

Diện tích mặt sàn là F = 144 (m 2 )

Tương tự tính toán tương tự cho các khu vực khác và được trình bày kết quả tại phụ lục 1.2

4.2.3 Nhiệt hiện truyền qua vách Q 22

Nhiệt truyền qua vách được xác định theo công thức:

Q22 = ∑Q2i = ki×Fi×∆t = Q22t + Q22ck (W) Trong đó:

Q2i − Nhiệt truyền qua tường, cửa ra vào (gỗ, nhôm) và cửa 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)

4.2.3.1 Tính nhiệt truyền qua tường Q 22t

Nhiệt truyền qua tường tính theo biểu thức sau:

Q22t =kt×Ft×∆t (W) Khi tường tiếp xúc với không khí bên ngoài

Hệ số truyền nhiệt của tường kt:

(W/m 2 K) αN = 20 W/m 2 K − Hệ số tỏa nhiệt phía ngoài nhà khi tường tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài, tài liệu [1] trang 166 αT = 10 W/m 2 K − Hệ số tỏa nhiệt phía trong nhà, tài liệu [1] trang 142 δv, λv − bề dày và hệ số dẫn nhiệt của lớp vữa (vữa xi măng) δv = 0.005 m = 5 mm δk = 0.012 m = 12 mm λk = 0.76 W/mK − tra bảng 4.11 tài liệu [1] trang 143 λv = 0.93 W/mK − tra bảng 4.11 tài liệu [1] trang 143 δbt, λbt − bề dày và hệ số dẫn nhiệt của lớp bê tông cốt thép δbt = 0.2 m = 200 mm λbt = 1.55 W/mK − tra bảng 4.11 tài liệu, [1] trang 143

Ví dụ tính toán cho Sảnh văn phòng tầng 1:

Diện tích tường của Sảnh văn phòng tầng 1 là Ft = 143.28 (m 2 )

Diện tích tường là kính của Sảnh văn phòng tầng 1 là Ftk = 108.18 (m 2 )

Vậy nhiệt truyền qua tường của Sảnh văn phòng tầng 1 là:

Tương tự tính toán tương tự cho các khu vực khác và được trình bày kết quả tại phụ lục 1.3.1

4.2.3.2 Nhiệt truyền qua cửa Q 22c ( cửa ra vào và cửa sổ )

Cửa ra vào và cửa sổ của căn hộ làm bằng kính nên nhiệt truyền qua kính được tính theo biểu thức sau:

Q22ck =kck×Fck×∆t (W) Khi kính tiếp xúc với không khí bên ngoài

Hệ số truyền nhiệt của kính kck:

+ + αN = 20 (W/m 2 K) − Hệ số tỏa nhiệt phía ngoài nhà khi tường tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài, tài liệu [1] trang 166 αT = 10 W/m 2 K − Hệ số tỏa nhiệt phía trong nhà, tài liệu [1] trang 142 δck, λck − bề dày và hệ số dẫn nhiệt của lớp kính δck = 0.012 m = 12mm λck = 0.76 W/mK − tra bảng 4.11 tài liệu [1] trang 143

Ví dụ tính cho Sảnh văn phòng tầng 1:

Diện tích kính của khu vực văn phòng tầng 1 là Fck = 24.24 m 2

Tương tự tính toán tương tự cho các khu vực khác và được trình bày kết quả tại phụ lục 1.3.2

Q22 = Q22t + Q22ck (W) Nhiệt hiện qua vách của Sảnh văn phòng tầng 1:

Tương tự tính toán tương tự cho các khu vực khác và được trình bày kết quả tại phụ lục 1.3.3

4.2.4 Nhiệt hiện truyền qua nền Q 23

Nhiệt truyền qua nền cũng được tính theo biểu thức:

Q23 = k×F×∆t (W) Trong đó: k − hệ số truyền nhiệt qua nền (W/m 2 K)

∆t − hiệu nhiệt độ bên ngoài và bên trong

Hệ số truyền nhiệt kn

+ + + αN = 20 (W/m 2 K) − Hệ số tỏa nhiệt phía ngoài nhà khi tường tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài, tài liệu [1] trang 142 αT = 10 (W/m 2 K) − Hệ số tỏa nhiệt phía trong nhà, tài liệu [1] trang 142 δv, λv − bề dày và hệ số dẫn nhiệt của lớp vữa (vữa xi măng) δv = 0.025 m = 25 mm λv = 0.93 W/mK − tra bảng 4.11, tài liệu [1] trang 143 δbt, λbt − bề dày và hệ số dẫn nhiệt của lớp bê tông cốt thép δbt = 0.25 m = 250 mm λBt = 1.55 W/mK − tra bảng 4.11 tài liệu [1] trang 143

Công trình này có mặt bằng tầng 1 là có nền bên dưới là khu không điều hòa nên

∆t =0.5(tN − tT) Còn các khu còn lại đêu giữa 2 phòng điều hòa nên ∆t = 0 vì vậy nhiệt qua nền ở các tầng này cũng bằng 0

Ví dụ tính toán cho Sảnh văn phòng tầng 1:

4.2.5 Nhiệt hiện tỏa do đèn chiếu sáng Q 31

Do tòa nhà văn phòng sử dụng đèn LED, nên được tính theo công thức:

Q31 =nt×nđ×∑Ni (W) Trong đó: nt − hệ số tác dụng tức thời của đèn chiếu sáng, lấy ở bảng 4.8 tài liệu [1] trang 136

Vì là văn phòng có gs >700 kg/m 2 sàn và đèn sử dụng trong 7 tiếng nên nt = 0.85 nđ − hệ số tác động đồng thời

+ nđ = 0.7 ÷ 0.85 đối với công sở chọn 0.8

Ni − tổng công suất ghi trên thiết bị

Ta chọn tổng công suất trên thiết bị theo QCVN 09−2017:

Thương mại dịch vụ: 16 W/m 2 sàn

Ví dụ tính cho Sảnh văn phòng tầng 1:

Tương tự tính toán tương tự cho các khu vực khác và được trình bày kết quả tại phụ lục 1.4

4.2.6 Nhiệt hiện tỏa ra do máy móc Q 32

Nhiệt tỏa ra đối với thiết bị điện không có động cơ như: máy vi tính, máy photo, máy in, tivi, máy chiếu…

Nhiệt toả ra tính như sau:

Q = N (Với N i : Công suất điện ghi trên dụng cụ), (W)

Nhiệt tỏa ra đối với thiết bị điện có động cơ như: quạt thông gió, bơm, động cơ máy…, được tính như sau:

Nếu động cơ điện và máy đều nằm trong phòng điều hoà với công suất định mức

N (W) và hiệu suất động cơ  lúc đầy tải Nhiệt toả ra Q32, theo công thức 4−16, tài liệu [1]:

Nếu động cơ điện nằm ngoài phòng điều hoà còn máy móc được dẫn động nằm bên trong phòng điều hoà thì nhiệt toả ra trong phòng Q32 chính là công suất định mức N (W), theo công thức 4.17, tài liệu [1]:

Nếu động cơ điện nằm trong phòng điều hoà còn máy móc được dẫn động nằm bên ngoài phòng điều hoà thì nhiệt toả ra trong phòng Q32, theo công thức 4.18, tài liệu [1]:

= − =  − ( : Hiệu suất, tra bảng 4−16 tài liệu [1])

Nếu như máy móc hoạt động không liên tục thì nhiệt toả ra lúc này sẽ bằng Q32 đã tính nhân với thời gian làm việc và chia cho tổng thời gian điều hoà trong ngày

Nếu như chưa biết chính xác công suất điện thiết bị, thì lấy công suất theo tiêu chuẩn TCVN 9206−2012 tài liệu [7], phần 5.3b, quy định “Đối với nhà làm việc, trụ sở, văn phòng công suất phụ tải từ các ổ cắm điện phải được tính toán với suất phụ tải không nhỏ hơn 25 (VA/m 2 sàn), xem điều 220.14 tiêu chuẩn NEC 2008”

Ví dụ tính toán cho Sảnh văn phòng tầng 1:

Tương tự tính toán tương tự cho các khu vực khác và được trình bày kết quả tại phụ lục 1.5

4.2.7 Nhiệt hiện và ẩn do người tỏa Q 4

Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do người tỏa ra được tính theo công thức sau:

Q = Q h + Q a ( W )(trang 148, tài liệu [1]) Trong đó:

Q 4h :Nhiệt hiện do con người tỏa ra,(W)

Q 4a : Nhiệt ẩn do con người tỏa ra,(W)

4.2.7.1 Nhiệt hiện do người tỏa Q 4h

Lượng nhiệt hiện do người tỏa ra: theo công thức 4−19, tài liệu [1]:

Q4h = n×qh (W) Trong đó: n: Số người trong không gian cần điều hòa,

37 qh: Nhiệt hiện tỏa ra từ một người, (W/người)

Mật độ người được xác định theo bảng G.9 − hệ số không gian sàn (QCVN 06:2021, tài liệu [8])

Trong trường hợp số lượng người quá đông như: hội trường, rạp hát, vũ trường, sân khấu, phòng thi đấu thể thao… cần kể đến sự hấp thụ của kết cấu bao che Do đó, cần kể đến hệ số tác động tức thời nt (tra theo bảng 4.8, tài liệu [1] hệ số tác động tức thời do chiếu sáng và nhiệt hiện của người), nt = 0.87

− Đối với các tòa nhà lớn cần tính thêm hệ số tác dụng không đồng thời n đ

Nhà cao tầng công sở: nđ = 0.75 − 0.9,

Cửa hàng bách hóa: nđ = 0.8 − 0.9,

Nhà cao tầng khách sạn: nđ = 0.8 − 0.9

Vậy Q4h = nđ × nt × n × qh (W) Đối với nhà hàng ăn uống, cộng thêm vào 10 (W/ người)

Các thông số nhiệt hiện tỏa ra do người theo mức độ hoạt động tra theo bảng 4.18 tài liệu [1]

Ví dụ tính cho Sảnh văn phòng tầng 1:

Tương tự tính toán tương tự cho các khu vực khác và được trình bày kết quả tại phụ lục 1.6.1

4.2.7.2 Nhiệt ẩn do người tỏa Q 4a

TÍNH TOÁN VÀ THIẾT LẬP SƠ ĐỒ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

5.1 Thành lập và tính toán sơ đồ điều hòa không khí

5.1.1 Lựa 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 xét đến

Tùy thuộc vào một số điều kiện cụ thể của từng công trình khác nhau mà ta cần thiết lập một sơ đồ sao cho phù hợp với công trình đó, một sơ đồ điều hòa không khí lại mang theo nhưng ưu và nhược điểm nổi bật khác nhau do đó việc cân nhắc đến đặc điểm của tòa nhà, công trình của ta mà lựa chọn sơ đồ phù hợp để đảm bảo yêu cầu và hiệu quả của kinh tế, 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 1 cấp được sử dụng rộng rãi nhất vì hệ thống tương đối đơn giản, đảm bảo các yêu cầu vệ sinh, vận hành không phức tạp lại có tính kinh tế cao, do có tận dụng nhiệt của không khí tái tuần hoàn nên năng suất lạnh và năng suất làm khô giảm so với sơ đồ thẳng Sơ đồ này được sử dụng cả trong lĩnh vực điều hoà tiện nghi và điều hoà công nghệ phân xưởng sản xuất linh kiện điện tử, quang học, máy tính…

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

Từ các ưu và nhược điểm của các sơ đồ tuần hoàn vừa nêu trên, chọn sơ đồ tuần hoàn 1 cấp cho công trình “Tòa nhà văn phòng Kim Tín” là hợp lý

❖ Sơ đồ tuần hoàn một cấp

Lựa chọn sơ đồ nguyên lý

Hình 5 1 Sơ đồ điều hòa không khí 1 cấp

Hình 5 2 Biểu diễn sơ đồ tuần hoàn 1 cấp trên ẩm đồ

Không khí bên ngoài trời có trạng thái N(tN, φN) với lưu lượng GN qua cửa lấy gió có van điều chỉnh, được đưa vào buồng hòa trộn để hòa trộn với không khí hồi có trạng thái T(tT, φT) với lưu lượng GT từ miệng hồi gió Hỗn hợp hòa trộn có trạng thái C sẽ được đưa đến thiết bị xử lý nhiệt ẩm, tại đây nó được xử lý theo một chương trình định sẵn đến trạng thái O và được quạt vận chuyển theo kênh gió đi vào phòng Không khí sau khi ra khỏi miệng thổi có trạng thái V vào phòng nhận nhiệt thừa QT và ẩm thừa WT và tự thay đổi trạng thái từ V đến T(tT, φT) Sau đó một phần không khí được thải ra ngoài qua cửa thải gió và một phần lớn được quạt hồi gió hút về qua các miệng hút theo kênh hồi gió

5.1.2 Tính toán sơ đồ điều hòa không khí Để xác định năng suất lạnh, lưu lượng không khí thổi vào dàn lạnh và nhiệt độ thổi vào chúng ta phải có các thông số tính toán ban đầu Sơ đồ tuần hoàn một cấp với các điểm N, T, H, O, V, S với các hệ số nhiệt hiện, hệ số đi vòng được giới thiệu trên hình 5.2, tính toán sơ đồ một cấp được thực hiện theo các bước sau:

Bước 1: Xác định toàn bộ lượng nhiệt thừa hiện và ẩn của không gian điều hoà do gió tươi mang vào

Bước 2: Xác định tổng lượng nhiệt hiện

Bước 3: Xác định tổng lượng nhiệt ẩn

Bước 4: Xác định tổng lượng nhiệt ẩn và thừa của không gian cần điều hoà

Bước 5: Xác định hệ số đi vòng

Bước 6: Tính:  hf ,  ht ,  hef

Bước 7: Xác định các điểm: T ( ,t T  T ), N ( ,t N  N ), G (24 o C, 50%)

Bước 8: Kẻ đường TS song song với đường G −  hef cắt  0% tại S

Bước 9: Qua S kẻ đường song song với G −  ht cắt đường NT tại H, ta xác định được điểm hoà trộn H

Bước 10: Qua T kẻ đường song song với G − hf cắt đường SH tại O Khi bỏ qua tổn thất nhiệt từ quạt gió và từ đường ống gió ta có V  O là điểm thổi vào

Hình 5 3 Sơ đồ tuần hoàn một cấp với các hệ số nhiệt hiện, hệ số đi vòng

5.1.2.1 Điểm gốc G và hệ số nhiệt hiện SHF ( Sensible heat factor )

Hình 5 4 Điểm gốc G ( t= 24 0 C , 𝝋 = 50% ) và thang chia hệ số nhiệt hiện, tài liệu [1]

5.1.2.2 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 hf hf hf af

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)

Hình 5 5 Hệ số nhiệt hiện của phòng Ɛ hf và cách xác định quá trình biến đổi V − T, tài liệu [1]

Ví dụ tính toán cho Sảnh văn phòng tầng 1:

Từ kết quả tính tải ở trên ta có :

Tổng nhiệt hiện ( không có gió tươi ) là :

Các kết quả tính toán trong công thức được tính toán và trình bày trong phụ lục 1.10

Tổng nhiệt ẩn ( không có gió tươi ) là:

Các kết quả tính toán trong công thức được tính toán và trình bày trong phụ lục 1.10

Hệ số nhiệt hiện RSHF ( Ɛhf ) là:

Tương tự tính toán tương tự cho các khu vực khác và được trình bày kết quả tại phụ lục 1.11

5.1.2.3 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

( ) ( ) hf hN h h ht h a hf hN af aN t

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 Q0 = Qt, (W)

Hình 5 6 Hệ số nhiệt hiển tổng GSHF (Ɛ ht ) và sự biến đổi khí HV trong dàn lạnh (hoặc

Ví dụ tính toán cho Sảnh văn phòng tầng 1:

Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF ( Ɛht ) là:

Tương tự tính toán tương tự cho các khu vực khác và được trình bày kết quả tại phụ lục 1.11

5.1.2.4 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

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 O (kg/s)

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 ) Đối tượng tính toán là văn phòng làm việc, dựa vào bảng 4.22 tài liệu [1] ta được ƐBF = 0.1

5.1.2.5 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: hef hef hef hef aef ef

Qhef : nhiệt hiện hiệu dụng của phòng (W) hef hf BF hN

Qaef − Nhiệt ẩn hiệu dụng của phòng (W) aef af BF aN

QhN : nhiệt hiện do gió tươi mang vào (W)

QaN : nhiệt ẩn do gió tươi mang vào (W) ƐBF : hệ số đi vòng

Ví dụ tính cho Sảnh văn phòng tầng 1:

Qhef = Qhf + εBF×QhN = 28.21 + 0.1×2.67 = 28.48 (kW)

Qaef = Qaf + εBF×QaN = 1.56 + 0.1×9.35 = 2.49 (kW)

Vậy hệ số hiệu dụng ESHF là

Tương tự tính toán tương tự cho các khu vực khác và được trình bày kết quả tại phụ lục 1.11

5.1.2.6 Nhiệt độ điểm đọng sương t s

TÍNH TOÁN HỆ THỐNG THÔNG GIÓ

6.1 Hệ thống cấp gió tươi

6.1.1 Lấy số liệu lưu lượng gió tươi

Mục đích cấp gió tươi:

Trong không gian điều hòa là không gian kín nên lượng oxy có thể bị thiếu, đó là nguyên nhân làm cho con người cảm thấy khó thở hay mệt mỏi,…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 6 1 Lưu lượng gió tươi thực tế từng khu vực

Tên/ Khu vực Lưu lượng gió tươi thực tế (m 3 /h)

Phòng phó tổng giám đốc 125

Phòng phó tổng giám đốc 110

Phòng chủ tích tập đoàn 145

Phòng phó tổng giám đốc 105

Phòng giám đốc khối kế toán 110

6.1.2 Xác định kích thước đường ống gió tinh

Ftính: 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 (theo bảng 7.3 tài liệu [1]

Xác định vận tốc gió thực tế trong ống gió: tt thuc

+ 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 tài liệu [1]

Ví dụ tính cho Sảnh văn phòng tầng 1:

Lưu lượng gió đi trong ống của Sảnh văn phòng tầng 1 là G = 790 (m 3 /h) = 0.22 (m 3 /s)

Tiết diện tính toán đoạn ống là: 0.22 0.06( 2 ) tinh 3.5

Chọn ống hình chữ nhật có tiết diện phù hợp theo tiêu chuẩn là 300mm x 200mm (F thực = 0.06 m 2 )

Vận tốc không khí thực đi trong ống:

Tính toán tương tự cho các đoạn ống khác

6.1.3 Áp dụng phần mềm Duct size kiểm tra kích thước ống gió

Duct Sizer là phần mềm hỗ trợ trong việc tính toán kích thước đường ống gió, miệng gió trong quá trình thiết kế như ống gió và miệng gió hệ máy lạnh, hệ thông gió…

Cách tính toán của Duct Sizer dựa vào phương pháp tính tổn thất ma sát đồng đều cho đường ống gió

Cách sử dụng: Đầu tiên ta nhấp vào thanh unit và cài đặt thông số về hệ metric để đáp ứng yêu cầu tính toán

Hình 6 1 Giao diện phần mềm

Sau đó nhập thông số lưu lượng cần tính toán:

Hình 6 2 Nhập thông số tính toán vào phần mềm

Lúc này khi đã nhập thông số lưu lượng, sau đó nhập kích thước đường ống và Head loss = 1 (Pa/m)

Hình 6 3 Kết quả thu được khi sử dụng phần mềm

Ví dụ tính toán kích thước ống gió cho đường ống cấp gió tươi đoạn A−B của khu vực Sảnh văn phòng tầng 1 với tổng lưu lượng là 0,22(m 3 /s) như sau:

Hình 6 4 Mặt bằng thông gió Sảnh văn phòng tầng 1 Bảng 6 2 Kết quả tính toán ống gió tươi Sảnh văn phòng tầng 1 Đoạn ống

Kích thước ống gió tính toán

Kích thước ống gió thực tế Tốc độ(m/s)

Kết quả kiểm tra kích thước ống gió tươi được trình bày trong phụ phụ 1.18

Do tính chất của công trình với số lượng lớn nên em xin được sử dụng phần mềm Ductchecker Pro để tính chọn miệng gió

Hình 6 5 Giao diện phần mềm Ductchecker Pro

Cài đặt kích thước và yêu cầu kỹ thuật

Set up kiểu miệng gió: Chọn tab Diffuser, Air Griller => dấu bánh răng và tạo new các kiểu miệng gió

Hình 6 6 Cài đặt các kiểu miệng gió

Mỗi miệng gió tạo mới chúng ta nhập 2 mục được tô vàng :

Numerical aperture [%] : Diện tích phần trống

Surface wind velocity [ m/s] : Vận tốc gió tại mặt

Một số thông số các miệng gió cài đặt trong phần mềm và lựa chọn kiểu miệng gió :

+ Miệng gió cấp lạnh 4 hướng: 2.5m/s – 60% ; kích thước mặt cách kích thước cổ 150mm ; vận tốc từ 1.5-2.5 m/s

+ Miệng gió 1 lớp: 1.5m/s; 2m/s; 2.5m/s – 75% ; kích thước mặt cách kích thước cổ 50mm ; để hồi gió lạnh thì chọn từ 1-2m/s ; để thải gió thì chọn 1.5-2.5m/s

+ Miệng gió 2slot/3slot : 2m/s – 50% đối với cao độ trần từ 3.3m trở xuống Chọn 2.5-3m/s đối với cao độ trần từ 3.3m đến 6m ; kích thước mặt đến kích thước cổ 40mm KTC: 2slot Lx90mm; 3slot Lx140mm

2Slot ( L = 800-1200mm); 3Slot ( L = 1200-3000mm) Để cấp lạnh /hồi chọn từ 1.5 đến 2.5m/s

Kích thước mặt cách kích thước cổ 50mm Để cấp lạnh/hồi chọn từ 1.5 đến 2.5m/s

+ Miệng lấy gió/ thải gió ngoài trời ( Louver ): 2.5m/s – 50%

Kích thước mặt cách kích thước cổ 50mm

Louver gió tươi nên chọn từ 1.5 – 2.5m/s

Louver gó thải nên chọn từ 2 – 2.5m/s

Kích thước mặt cách kích thước cổ 50mm Để hồi lạnh thì chọn từ 1– 2m/s Để thải gió thì chọn từ 1.5 – 2m/s

Ví dụ : Tính toán miệng gió cho khu vực Sảnh văn phòng tầng 1:

Căn cứ yêu cầu trên ta chọn sao cho miệng gió kiểu sọt trứng 1200x93 với vận tốc 2.74 m/s

Hình 6 7 Kết quả khi sử dụng phần mềm

Tương tự lựa chọn miệng gió của công trình được trình bày trong bản vẽ “Mặt bằng hệ thống điều hòa không khí và thông gió”

Nhận xét: So sánh với công trình thực tế chọn miệng gió 1200x93, ta thấy chênh lệch miệng gió khá cao so với tính toán trên phần mềm Duck Check Pro

Tương tự ta tính cho miệng hồi và các miệng khác

6.1.5 Tính toán trở lực đường ống gió và chọn quạt

Tính toán điển hình cho quạt của cấp gió tươi tầng 1:

Trước tiên cần xác định hướng tuyến tính tổn thất áp cho hệ thống là tuyến ống từ đầu hút quạt đến nhánh có tổn thất lớn nhất

Tổn thất hệ thống đường ống gió tầng 1 sẽ gồm: tổn thất ma sát dọc đường, tổn thất cục bộ (tổn thất qua co, tee, chân rẽ, van…), tổn thất qua coil thiết bị hoặc lưới lọc Tổn thất áp suất cục bộ sẽ được tính bằng công thức: ΔP = 𝛽× Pđ

𝛽 là hệ số tổn thất, sẽ lấy trong các bảng 14.10–14.18 tiêu chuẩn BS 5588–4–1978

Pđ : Áp suất động, đơn vị (Pa), tính theo công thức 11.9 (giáo trình điều hòa không khí) Đối với hệ số 𝛽 tùy theo từng chi tiết phụ kiện ống gió và từng kích thước cụ thể sẽ có giá trị tương ứng nên việc xác định bằng bảng tra sẽ tốn nhiều thời gian Do đó trong thực tế có thể tra hệ số 𝛽 hoặc tính tổn thất các chi tiết nhanh hơn bằng phần mềm Ashrae Duct fitting Database Để kiểm tổn thất của mình tính so với thực tế tại công trình thì phải cùng gốc xuất phát, tức là ta sẽ lấy lưu lượng gió và kích thước ống gió ở thực tế công trình rồi tính kiểm tra cột áp của quạt

VD: tính toán trở lực cục bộ cho 1 chi tiết phụ kiện co 90 với lưu lượng 219 (l/s) và kích thước ống 250×200 có:

Hình 6 8 Giao diện phần mềm Ashrae Duct fitting Database tính tổn thất qua co 90

Tương tự tính toán tổn thất cho các thiết bị còn lại và được thống kê qua bảng sau:

Bảng 6 3 Tổn thất cấp gió tươi tầng 1

Vị trí Diễn giải Kích thướt phụ kiện Lưu lượng

Cột áp quạt PQ sẽ được tính bằng công thức:

Trong đó: ΔPcb : Tổn thất áp suất cục bộ, ΔPdd : Tổn thất áp suất dọc đường, sẽ tính bằng cách đo tổng chiều dài đoạn ống, sau đó nhân cho tổn thất áp 1 (Pa/m),

Chiều dài của đoạn ống gió tươi tầng 1 đo trên bản vẽ là 20 (m)

Suy ra, tổn thất áp dọc đường: ΔPdd = 20x 1 = 20 (𝑃𝑎)

Cột áp quạt khi đó bằng: PQ = 20 + 22 = 42 (Pa)

Trong thực tế cần xem xét đến lưu lượng gió rò rĩ trong đường ống gió ra ngoài nên nhân thêm hệ số an toàn 10 % để chọn chọn cột áp quạt

Do đó cột áp chọn quạt sẽ bằng P= 42 × 1.1 = 46.2 (Pa)

Chọn cột áp quạt tầng 1: PP (Pa)

Nhân xét: So với cột áp thực tế P = 150 (Pa) có thể thấy rằng chênh lệch giữa thực tế và lý thuyết khá cao

Tương tự tính toán tổn thất và chọn quạt cho các tầng còn lại và được trình bày trong bản vẽ

6.2 Hệ thống thông gió thải nhà vệ sinh

6.2.1 Xác định lưu lượng gió

Cũng giống như tính toán kiểm tra kích thước đường ống gió tươi, để kiểm tra kích thước ống gió thải 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 Ở đây chúng ta lấy lưu lượng gió thải ở mỗi miệng gió của thực tế làm gốc cho việc tính toán và so sánh

Tính toán lưu lượng gió thải toilet

F − diện tích phòng toilet (m 2 ) h − chiều cao phòng

ACH: số lần thay đổi không khí ( lần/h), tra bảng 1.5 tài liệu [1]

ACH = 10 lần/h , dùng cho phòng vệ sinh

Dựa vào thông số trên, trình bày tính toán thông gió trong bảng sau:

Bảng 6 4 Kết quả tính toán lưu lượng gió thải

Thể tích Tiêu chuẩn thông gió Lưu lượng gió tính toán (m²) (m) (m³) (m³/h/per) ACH (m³/h) Tầng 1

6.2.2 Tính toán kích thước ống gió

Tính toán tương tự như tính ống gió tươi ở mục 6.1.2

Bảng 6 5 Kết quả tính kích thước ống gió thải

Lưu lượng gió thực tế (m3/s)

Lưu lượng gió thực tế (l/s) Đoạ n ống

Kích cở ống tính toán

Kích cở ống tính toán

❖ Chọn số lượng và lưu lượng miệng gió thải nhà vệ sinh và bếp

Bảng 6 6 Số lượng và lưu lượng miệng gió thải nhà vệ sinh

Khu vực Tên phòng Số miệng gió Lưu lượng/miệng gió Tầng 01

Chọn lưu lượng quạt theo lưu lượng miệng gió thải trong thực tế để xác định cột áp quạt hút Tương tự cách xác định cột áp quạt ở mục 8.6.5 ta xác định được cột áp quạt theo lý thuyết P0 (Pa)

6.3 Hệ thống hút khói hành lang

Hệ thống hút khói là một phần quan trọng của hệ thống PCCC (Phòng cháy chữa cháy) trong các công trình xây dựng Hệ thống này được thiết kế để loại bỏ khói và nhiệt độ cao ra khỏi tòa nhà trong trường hợp xảy ra cháy nổ, có hai mục đích chính của việc tính toán thiết kế hút khói hành lang, đó là:

Thứ nhất là trong điều kiện bình thường, hành lang là nơi qua lại của nhiều người nên có rất nhiều bụi trong không khí hoặc các khí thải CO2 từ con người, các chất bốc lên từ hóa chất tẩy rửa, lau sàn,… do đó hệ thống này sẽ đảm nhận hút mùi ở điều kiện bình thường

Thứ hai là trong điều kiện có cháy, hệ thống sẽ hoạt động với công suất cao hơn nhằm hút khói từ hành lang ra ngoài, giúp mọi người không bị ngạt khói và cũng có thể nhìn thấy lối đi ra cầu thang thoát hiểm

Tiêu chuẩn áp dụng tính toán:

Nội dung chủ yếu của các tiêu chuẩn về thiết kế hút khói hành lang như sau:

+ Cần phải thiết kế hút khói hành lang có độ dài trên 15m mà không có chiếu sáng tự nhiên

+ Cửa hút khói đặt trên trần hành lang hoặc trần sảnh, và chiều dài hành lang do 1 cửa hút khói đảm nhiệm không được quá 30m

+ Chỉ được thiết kế tối đa 2 cửa hút khói trên 1 hành lang ( nếu hành lang dài quá thì cũng có thể thiết kế 3 cửa hút khói được )

Công thức tính lưu lượng hút khói theo tiêu chuẩn Việt Nam như sau: Đối với nhà ở

G1 = 3420.BnH1.5 Đối với nhà công cộng, nhà hành chính sinh hoạt và sản xuất

+ B là chiều rộng của cánh cửa lớn hơn mở từ hành lang hay sảnh vào cầu thang hay ra ngoài nhà, tính bằng mét (m)

+ H là chiều cao của cửa đi; khi chiều cao lớn hơn 2.5m thì lấy H = 2.5m;

+ Kd là hệ số “thời gian mở cửa đi kéo dài tương đối” từ hành lang vào cầu thang hay ra ngoài nhà trong giai đoạn cháy, Kd = 1 nếu lượng người thoát nạn trên 25 người qua một cửa và Kd = 0.8 nếu số người thoát nạn dưới 25 người qua một cửa

HỆ THỐNG TẠO ÁP

Tương tự hệ thống hút khói hành lang thì hệ thống tạo áp cầu thang, thang máy, sảnh đệm cũng thuộc các hệ thống thông gió sự cố Tức là chúng chỉ hoạt động khi có cháy và mục đích để duy trì trạng thái sạch khói cho người thoát nạn Đối với hệ thống tạo áp cầu thang thì được phân thành nhiều loại tạo áp như tạo áp thang bộ, tạo áp thang máy dành cho lực lượng chữa cháy sử dụng, tạo áp các sảnh ngăn khói hoặc tạo áp các cầu thang bộ thoát hiểm từ các hầm xe lên mặt đất

Công trình được chia làm 3 loại tạo áp:

Hệ thống tăng áp cầu thang bộ,

Hệ thống tăng áp phòng đệm,

Hệ thống tăng áp thang máy

7.1.1 Hệ thống tạo áp cầu thang bộ

Tạo áp suất dương từ 20 (Pa)−50 (Pa) trong buồng thang bộ, đảm bảo khói không xâm nhập được vào buồng thang và cấp không khí để người thoát nạn chạy ra ngoài Hệ thống bao gồm:

+ Quạt hướng trục trên mái nhà,

+ Không yêu cầu giới hạn chịu lửa đối với các đường ống nằm trong kênh hoặc giếng kỹ thuật được bao bọc bởi các bộ phận ngăn cháy có giới hạn chịu lửa tương đương theo quy định,

+ Miệng cấp không khí ở các tầng trong buồng thang,

+ Hệ thống điện ưu tiên

❖ Nguyên lý của hệ thống tạo áp

Khi lửa cháy sẽ tạo ra khói và sự chênh lệch áp suất Chính sự chênh lệch áp suất này sẽ đẩy khói di chuyển qua các khe hở

Khi sự cố bất ngờ xảy ra thì hệ thống quạt thông gió, tang áp sẽ được kích hoạt tự động để tạo ra lượng áp suất chênh lệch giữa cầu thang bộ và các khu vực khác

Quạt thông gió sẽ tang áp cấp không khí vào cầu thang và không khí thoát ra ngoài khu vực cháy bao gồm cả khói và bụi Theo tiêu chuẩn nước ngoài thì cầu thang thoát hiểm cần được tạo áp 20−50Pa để khói không thể thâm nhập vào cầu thang

7.1.2 Hệ thống tạo áp buồng đệm

Khi có sự cố cháy, buồng đệm được sử dụng làm buồng đệm sự cố, mục đích tăng áp buồng đệm là để áp suất trong thang là áp suất dương từ 20 (Pa)-50 (Pa), để khói không thể xâm nhập vào buồng thang này tác động đến người trong buồng đệm Để đảm bảo áp suất trong buồng đệm không quá 50 (Pa) để đảm bảo cho người già và trẻ nhỏ có thể đẩy cửa thoát hiểm đi vào buồng đệm, và không nhỏ hơn 20 (Pa), để đảm bảo khói không xâm nhập được, nên sử dụng van xả áp cơ đặt trên phía cửa của buồng đệm, khi áp suất quá 50 (Pa) van sẽ mở ra giảm áp cho buồng đệm

7.1.3 Hệ thống tạo áp thang máy

Khi có sự cố cháy, thang máy được sử dụng làm thang máy sự cố, mục đích tăng áp buồng thang máy là để áp suất trong thang là áp suất dương từ 20 (Pa)-50 (Pa), để khói không thể xâm nhập vào buồng thang này tác động đến người trong thang máy Nguồn điện cấp cho hệ thống tăng áp sẽ được cấp từ 2 nguồn như sau:

Nguồn điện lưới: Được đấu trước cầu dao tổng của tòa nhà,

Nguồn máy phát điện: Được đấu với máy phát điện dự phòng thông qua bộ chuyển đổi nguồn ATS (Máy phát điện dự phòng sẽ khởi động để cấp nguồn cho hệ thống khi mất nguồn điện lưới),

Riêng đối với thang N3 thay thế thang N1 thì nguồn điện cấp cho hệ thống cung cấp không khí vào khoang điệm và buồng thang phải được cấp từ 03 nguồn điện ưu tiên (01 nguồn điện lưới và 02 nguồn máy phát điện dự phòng hoặc 02 nguồn điện ưu tiên và

01 nguồn điện dự phòng) đảm bảo quy tắc duy trì liên tục nguồn điện cung cấp cho hệ thống hoạt động ổn định khi có cháy xảy ra,

7.2 Điều kiện và quy định về tạo áp

Hệ thống tạo áp được quy định theo QCVN 06-2021-BXD [3] và tính toán tham khảo thêm ở tiêu chuẩn Anh BS 5588-part 4[16]

Một số yêu cầu và quy định về tạo áp từ QCVN 06-2021-BXD [3] mục D10 phải thiết kế tăng áp tại các khu vực sau:

Tăng áp ở cầu thang bộ không nhiễm khói loại N2.

Trong các khoang đệm của buồng thang bộ không nhiễm khói loại N3

Tăng áp buồng thang máy.

Tăng áp trong khoang đệm của thang máy chữa cháy

Tăng áp sảnh thang máy tầng hầm ( nơi tụ tập người thoát nạn).

Một số thông số yêu cầu tính toán cho tạo áp được quy định tại mục D11 QCVN 06-2021-BXD [3]:

Lưu lượng cấp không khí dùng để bảo vệ chống khói cần được tính toán để bảo đảm áp suất không khí không thấp hơn 20 (Pa) ở các vị trí sau:

Phần dưới của giếng thang máy khi các cửa vào giếng thang máy đều đóng kín ở tất cả các tầng (trừ tầng dưới cùng)

Phần dưới của mọi khoang của buồng thang bộ không nhiễm khói loại N2, khi các cửa trên đường thoát nạn từ các hành lang và sảnh trên tầng có cháy vào buồng thang bộ và từ nhà ra bên ngoài để mở, còn các cửa từ các hành lang và sảnh trên tất cả các tầng còn lại đều đóng kín

Các khoang đệm trên tầng có cháy trong các nhà có buồng thang bộ không nhiễm khói loại N3, khi lối vào hành lang hoặc sảnh tại các tầng hầm, phòng chờ thang máy và các khoang đệm trước thang máy có một cửa mở, còn ở tất cả những tầng khác cửa đều đóng

Lưu lượng cấp không khí vào khoang đệm trên một cửa mở phải được tính toán trong điều kiện gió thổi qua cửa có tốc độ trung bình (nhưng không thấp hơn 1,3 (m/s), và phải tính đến hiệu ứng tổ hợp của việc thổi khói ra ngoài Lưu lượng cấp không khí vào một khoang đệm khi các cửa đóng phải xét đến lượng khí bị thất thoát do cửa không được kín khít

Một số thông số yêu cầu tính toán cho tạo áp được quy định tại mục D12 QCVN 06-2021-BXD [8] Khi tính toán các thông số của hệ thống cấp không khí vào phải kể đến: Độ dư của áp suất không khí không thấp hơn 20 (Pa) và không lớn hơn 50 (Pa) - ở các giếng thang máy, ở các buồng thang bộ không nhiễm khói loại N2, ở các khoang đệm của buồng thang bộ không nhiễm khói loại N3 trong các không gian liền kề (hành lang, sảnh)

Các cửa hai cánh có diện tích lớn

Các buồng thang máy thông với chiếu tới của thang bộ và khi các cửa thang máy ở tầng đang xét để mở

Hai thông số ảnh hưởng nhất tới việc chọn lưu lượng cho quạt tạo áp: vận tốc dòng khí qua cửa và số cửa mở đồng thời

Tiêu chuẩn BS EN 12101− 6 : 2005 chỉ định vận tốc dòng khí qua cửa và số cửa mở đồng thời hiệu quả phụ thuộc vào cấp hệ thống của công trình

Bảng 7 1 Tóm tắt các cấp hệ thống tạo áp và phạm vi sử dụng

Cấp hệ thống Loại công trình Số cửa mở đồng thời hiểu quả

Tốc độ không khí qua cửa (m/s)

B Bảo vệ không gian dành cho cứu hỏa 3 2

C Thương mại (sử dụng đồng thời cho di tản) 1 0.75

Khách sạn, ký túc xá, căn hộ, (tiềm tàng nguy cơ khi ngủ)

E Sơ tán theo từng giai đoạn 3 0.75

F Tòa nhà cho sơ tán theo từng giai đoạn 3 1

THỐNG KÊ THIẾT BỊ VẬT TƯ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

Bảng 8 1 Bảng thống kê dàn lạnh

STT Ký Hiệu Khu vực phục vụ

Số lượng Công suất lạnh Cấp nguồn Cs điện ước tính

Bộ Kw V/Ph/Hz Kw

1 IDU/ODU.B1F-1 Phòng bảo vệ 1 2.5 220/1/50 1.1

Phòng phó tổng giám đốc

Phòng nghỉ tổng giám đốc 1 4.5 220/1/50 0.151

Phòng phó tổng giám đốc 1 7.1 220/1/50 0.138

Phòng phó tổng giám đốc

P giám đốc khối kế toán

Bảng 8 2 Bảng thống kê quạt

STT Ký Hiệu Khu vực phục vụ

Bộ m3/h Pa V/Ph/Hz Kw

2 EAF.B1-02 Phòng máy phát điện 1 850 50 220/1/50 0.36

1 FAF.TF-01 Quạt gió tươi 1 2630 200 380/3/50 0.37