BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ngành: Công nghệ Kỹ thuật nhiệt TÍNH TOÁN KIỂM TRA VÀ TRIỂN KHAI BẢN VẼ BẰNG PH
TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ
Điều hòa không khí
Điều hòa không khí là thiết bị thiết yếu giúp duy trì điều kiện vi khí hậu ổn định, đảm bảo nhiệt độ thoải mái cho người sử dụng, đặc biệt quan trọng trong các môi trường đông người như bệnh viện Tại Bệnh viện đa khoa tâm trí Nha Trang, vị trí gần biển khiến thời tiết vào mùa hè trở nên khắc nghiệt, do đó yêu cầu về hệ thống thông gió và điều hòa không khí cũng cao hơn Các thiết bị như máy điều hòa cần phải chống rỉ sét và có tính tải dự phòng cao để ứng phó với tình huống bất ngờ như gia tăng lượng bệnh nhân trong thời điểm dịch Covid-19 hoặc những ngày nắng nóng cực đoan, nhằm đảm bảo điều kiện vi khí hậu tốt nhất cho người bệnh.
Tầm quan trọng của điều hoà không khí
1.2.1 Ứng dụng trong đời sống và sinh hoạt
Sức khỏe con người là yếu tố quyết định hiệu suất làm việc trong cuộc sống hàng ngày Để cải thiện sức khỏe, cần điều chỉnh môi trường sống với các điều kiện lý tưởng về nhiệt độ và độ ẩm Hệ thống điều hòa không khí đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra môi trường sống thoải mái, từ đó nâng cao chất lượng cuộc sống.
Hệ thống điều hòa không khí trong bệnh viện đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra môi trường lý tưởng cho sức khỏe bệnh nhân Các phòng điều trị được trang bị hệ thống này giúp duy trì sự sạch sẽ và kiểm soát nhiệt độ, độ ẩm một cách chặt chẽ Điều này đặc biệt cần thiết trong các quy trình y học quan trọng như phẫu thuật và bảo quản dược phẩm.
Hệ thống điều hòa không khí không chỉ hỗ trợ điều trị bệnh nhân mà còn tạo ra các phòng sạch với nhiệt độ và độ ẩm được điều chỉnh chính xác Điều này giúp ngăn ngừa sự lây lan của vi khuẩn, tăng cường an toàn cho các quy trình y tế và nâng cao hiệu quả công việc y học, bảo vệ sức khỏe cho cả bệnh nhân và nhân viên y tế.
1.2.2 Ứng dụng trong lĩnh vực sản xuất
Công nghệ điều hòa không khí đã có những bước tiến vượt bậc trong ngành công nghiệp, đóng vai trò quan trọng không chỉ trong lĩnh vực này mà còn trong các ngành như cơ khí chính xác, điện tử, phim ảnh, máy tính và quang học Để đảm bảo chất lượng sản phẩm và sự ổn định của thiết bị, việc kiểm soát các điều kiện môi trường như độ ẩm, nhiệt độ, lọc bụi và kiểm soát hóa chất độc hại là rất cần thiết.
Trong ngành công nghiệp điện tử, việc kiểm soát nhiệt độ từ 20°C đến 22°C và độ ẩm từ 50% đến 60% là rất quan trọng trong sản xuất thiết bị Tương tự, trong lĩnh vực cơ khí, việc duy trì sự sạch sẽ cùng với ổn định nhiệt độ và độ ẩm là cần thiết để đảm bảo chất lượng và độ chính xác của các dụng cụ đo lường và quang học.
Trong ngành công nghiệp dệt may, điều hòa không khí là yếu tố thiết yếu Độ ẩm không khí có tác động lớn đến quá trình sản xuất sợi vải; khi độ ẩm cao, sợi bông dễ bị dính kết, trong khi độ ẩm thấp khiến sợi dễ bị đứt Điều này ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất và chất lượng sản phẩm.
Trong chế biến thực phẩm, duy trì môi trường không khí thích hợp là yếu tố then chốt để đảm bảo chất lượng sản phẩm Cần kiểm soát ổn định các điều kiện như nhiệt độ, độ ẩm và độ sạch của không khí Đặc biệt, trong sản xuất phim và giấy ảnh, việc kiểm soát chặt chẽ các thông số môi trường không khí là cần thiết để ngăn ngừa bụi bẩn bám vào sản phẩm, từ đó bảo vệ chất lượng cuối cùng.
Điều hòa không khí là yếu tố thiết yếu trong sản xuất và đời sống, giúp duy trì các chỉ số nhiệt độ, độ ẩm và độ sạch Sự quan trọng này không chỉ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm mà còn bảo vệ sức khỏe con người.
Giới thiệu một số hệ thống điều hòa không khí phổ biến
1.3.1 Hệ thống điều hoà không khí cục bộ
Thường dùng cho các phòng có không gian nhỏ, bao gồm 3 loại:
Điều hòa dạng cửa sổ là loại máy điều hòa không khí kết hợp cả dàn nóng và dàn lạnh trong một thiết bị duy nhất, thường được lắp đặt trên tường hoặc cửa sổ.
Điều hòa kiểu rời (Split type - Máy lạnh 2 cục) bao gồm hai phần tách biệt: dàn nóng bên ngoài và dàn lạnh bên trong phòng Thiết kế này không chỉ giúp giảm tiếng ồn trong không gian sống mà còn nâng cao hiệu suất làm mát, mang lại sự thoải mái tối ưu cho người sử dụng.
Điều hòa kiểu ghép là hệ thống có một dàn nóng kết nối với tối đa 4 dàn lạnh, cho phép điều hòa không gian trong nhiều phòng khác nhau từ một đơn vị dàn nóng duy nhất Hệ thống này thường được sử dụng trong các chung cư, mang lại hiệu quả và tiện lợi cho việc điều chỉnh nhiệt độ.
Dàn nóng của các hệ thống này giải nhiệt bằng không khí ngoài trời
Hình 1 1 Điều hoà dạng cửa sổ
Hình 1 2 Điều hoà kiểu rời
Hình 1 3 Điều hoà dạng multi Ưu điểm:
• Lắp đặt hệ thống một cách nhanh gọn và không tốn quá nhiều công sức
Các máy trong hệ thống hoạt động độc lập, giúp việc sửa chữa trở nên dễ dàng mà không cần ngừng toàn bộ hệ thống khi một máy gặp sự cố Điều này cũng mang lại sự thuận tiện cho người dùng trong quá trình sử dụng.
• Giá thành hệ thống không cao, phù hợp với đa số các hộ gia đình ở Việt Nam và trên thế giới
• Mỹ quan của công trình có thể bị ảnh hưởng bởi việc lắp đặt nhiều thiết bị đặc biệt là cục nóng gây mất thẩm mỹ
Hệ thống điều hòa không khí này có khả năng làm mát giảm sút trong điều kiện nhiệt độ cao, thường chỉ phù hợp cho các công trình nhỏ và những khu vực không yêu cầu khắt khe về chất lượng điều hòa không khí.
• Tuổi thọ của các thiết bị trong hệ thống điều hòa cục bộ không cao như các thiết bị trong hệ thống điều hòa trung tâm
1.3.2 Hệ thống điều hòa VRV
Hệ thống điều hòa trung tâm VRV (Variable Refrigerant Volume) hay VRF (Variable Refrigerant Flow) đã trở thành một trong những giải pháp tiên tiến và hiệu
Hệ thống VRV/VRF là lựa chọn lý tưởng cho các dự án lớn với diện tích hạn chế lắp đặt dàn nóng, nhờ vào khả năng linh hoạt điều chỉnh lưu lượng làm lạnh theo nhu cầu thực tế của từng khu vực.
Hệ thống VRV/VRF có cấu trúc tương tự như máy lạnh truyền thống với dàn nóng ngoài trời và dàn lạnh trong nhà Điểm nổi bật của VRV/VRF là khả năng kết nối giữa các khối ngoài trời và trong nhà với khoảng cách lên đến 100m chiều dài và 50m chiều cao Điều này cho phép lắp đặt dàn nóng trên nóc các tòa nhà cao tầng, tối ưu hóa không gian và nâng cao hiệu suất làm mát.
Hình 1 4 Hệ thống VRV/VRF
Daikin, nhà sản xuất hàng đầu trong lĩnh vực điều hòa không khí, đã đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển hệ thống VRV/VRF trong hơn 20 năm qua Phiên bản VRV III, một trong những cải tiến nổi bật nhất, được xem là bước tiến lớn trong công nghệ điều hòa không khí hiện đại.
• Hệ thống VRV/VRF được sinh ra nhằm khắc phục các điểm yếu của hệ thống điều hòa cục bộ
Hệ thống VRV/VRF, nhờ vào sự cải tiến của máy biến tần, có khả năng điều khiển lưu lượng môi chất, từ đó tiết kiệm điện năng và nâng cao độ bền cho hệ thống.
• Tăng tính thẩm mỹ cho công trình nhờ hệ thống dàn nóng đặt ở những vị trí cố định
Điều chỉnh nhiệt độ theo từng phòng là rất quan trọng, và các thiết bị dàn lạnh cũng rất đa dạng, phù hợp với nhu cầu sử dụng của từng khu vực khác nhau.
Các thiết bị trong hệ thống có thể được lắp đặt cách nhau tối đa 50m khi dàn nóng nằm thấp hơn dàn lạnh, 90m khi dàn lạnh ở vị trí thấp hơn dàn nóng, và lên đến 1000m đối với hệ thống ống dẫn môi chất.
• Hệ thống VRV cũng có dải công suất đa dạng với mức độ an toàn cực kỳ cao Nhược điểm:
• Dàn trao đổi nhiệt bằng cánh gió nên còn bị phụ thuộc vào môi trường xung quanh dẫn đến hiệu quả thiết bị chưa được tối ưu tuyệt đối
• Mặc dù các ống trong hệ thống có thể thiết kế rất dài nhưng vẫn có giới hạn nên chỉ phù hợp cho các công trình tầm trung
Chiều dài ống bị giới hạn ảnh hưởng đến số lượng dàn lạnh có thể lắp đặt, do đó, trong các công trình lớn, hệ thống water chiller vẫn được ưu tiên lựa chọn.
• Đối với các hệ thống điều hòa cục bộ thì mức chi phí lắp đặt và vận hành, bảo trì của VRV vẫn nằm ở mức cao
1.3.3 Hệ thống điều hoà Water Chiller
Hệ thống Water Chiller là giải pháp điều hòa không khí trung tâm hiệu quả, sử dụng nước lạnh có nhiệt độ khoảng 7°C Nước lạnh này được làm lạnh gián tiếp thông qua các thiết bị trao đổi nhiệt như FCU và AHU, giúp duy trì môi trường trong lành và thoải mái.
Hình 1 5 Hệ thống Water Chiller
Hệ thống điều hòa không khí trung tâm Water Chiller sử dụng giải nhiệt bằng gió được xem là hiện đại, nhưng vẫn gặp phải nhược điểm tương tự như các hệ thống điều hòa không khí khác, đó là phụ thuộc vào nhiệt độ không khí và gió ngoài trời, dẫn đến hiệu suất làm lạnh (COP) chưa được tối ưu Khi nhiệt độ ngoài trời tăng, hiệu suất làm lạnh của thiết bị sẽ giảm Loại giải nhiệt này thường được áp dụng cho các hệ thống có công suất nhỏ.
Hệ thống điều hòa không khí trung tâm Water Chiller sử dụng nước làm chất giải nhiệt, mang lại hiệu suất giải nhiệt tốt hơn so với các hệ thống giải nhiệt bằng gió Cấu trúc của hệ thống bao gồm các thiết bị tương tự như hệ thống điều hòa không khí giải nhiệt bằng gió, nhưng được trang bị thêm các thiết bị chuyên dụng như bơm nước, đường ống dẫn nước giải nhiệt và tháp giải nhiệt để kiểm soát lưu lượng và chất lượng nước Hệ thống này thường được áp dụng cho các công trình lớn và cực lớn.
Hệ thống Water Chiller bao gồm các thành phần chính sau:
• Hệ thống nước giải nhiệt gồm tháp giải nhiệt, đường ống, bơm,
• Dàn trao đổi nhiệt bao gồm cả các thiết bị trao đổi nhiệt một chiều và hai chiều như FCU, AHU,
• Hệ thống đường ống cung cấp gió tươi, gió hồi và gió thải
• Hệ thống khớp mềm tiêu âm
• Thiết bị làm lạnh nước xuống nhiệt độ khoảng 7°C nhằm tăng hiệu suất làm lạnh của hệ thống Ưu điểm:
• Sử dụng nước có khả năng tuần hoàn nên chi phí không cao
Tầm quan trọng của điều hoà không khí trong đề tài
Khi thế giới phát triển, nhu cầu con người về sự thoải mái và điều kiện vi khí hậu ngày càng cao Do đó, hệ thống điều hòa không khí đã trở thành thiết yếu trong các công trình xây dựng hiện nay Nó không chỉ mang lại sự thoải mái cho người sử dụng mà còn nâng cao giá trị, đẳng cấp và tính thẩm mỹ của công trình.
Tại Bệnh viện Đa khoa Tâm Trí Nha Trang, hệ thống điều hòa không khí đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn cho bệnh nhân và tạo môi trường làm việc tiêu chuẩn cho đội ngũ y bác sĩ Đặc biệt, ở các khu vực như phòng mổ và phòng sinh, yêu cầu về vệ sinh và độ sạch cao là cần thiết để bảo vệ sức khỏe bệnh nhân Vì vậy, hệ thống điều hòa không khí là yếu tố thiết yếu không thể thiếu trong bệnh viện.
Nhóm đã chọn đề tài “Tính toán kiểm tra và triển khai bản vẽ bằng phần mềm Revit hệ thống điều hòa không khí và thông gió công trình Bệnh viện Đa khoa Tâm Trí Nha Trang” Để thực hiện, nhóm áp dụng phương pháp Carrier và phần mềm Heatload - Daikin để tính toán chi tiết, sau đó so sánh với thông số thiết kế ban đầu và dựng lại hệ thống HVAC bằng phần mềm Revit Dự án không chỉ giúp nhóm làm quen với các công trình lớn và thực tiễn, mà còn nâng cao kỹ năng làm việc nhóm và tạo sự tự tin cho công việc trong tương lai.
Giới thiệu về phòng sạch
Phòng sạch là không gian được thiết kế đặc biệt để kiểm soát chặt chẽ các yếu tố môi trường như kích thước và số lượng hạt bụi, áp suất, nhiệt độ, độ ẩm và nhiễm chéo, nhằm đảm bảo không khí sạch đạt tiêu chuẩn cao.
Trong phòng sạch, các yếu tố ô nhiễm được duy trì ở mức tối thiểu để đảm bảo môi trường ít vi khuẩn và nhiễm chéo Các lĩnh vực như dược phẩm, điện tử, công nghệ sinh học, y tế và nghiên cứu khoa học sử dụng phòng sạch để đáp ứng yêu cầu nghiêm ngặt về vệ sinh và chất lượng Hệ thống điều hòa không khí và thông gió trong phòng sạch cần được thiết kế và bảo trì cẩn thận để duy trì các tiêu chuẩn kiểm soát này.
1.5.2 Các yếu tố cơ bản của phòng sạch
Các yếu tố cơ bản cần thiết cho một phòng sạch bao gồm: nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, độ sạch và kiểm soát nhiễm chéo
Nhiệt độ và độ ẩm là yếu tố quan trọng để đảm bảo sự thoải mái cho người làm việc trong phòng Đặc biệt, trong các ứng dụng như phòng nghiên cứu vi sinh, việc duy trì nhiệt độ và độ ẩm tối ưu là cần thiết, vì điều này có thể ảnh hưởng đến sự phát triển của vi sinh vật.
Áp suất, độ sạch và kiểm soát nhiễm chéo có mối liên hệ chặt chẽ, với áp suất đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra và duy trì độ sạch Sự chênh lệch áp suất giữa phòng sạch và môi trường bên ngoài là cần thiết để ngăn chặn không khí ô nhiễm từ bên ngoài xâm nhập và giữ cho không khí bên trong không bị thoát ra, từ đó đảm bảo môi trường sạch sẽ và an toàn.
Phòng sạch được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của đời sống, bao gồm:
• Sản xuất thiết bị điện tử
• Sản xuất thiết bị y tế
• Phòng mổ trong bệnh viện
TIÊU CHUẨN VÀ THÔNG SỐ TÍNH TOÁN CỦA CÔNG TRÌNH
Giới thiệu tổng quan về công trình
2.1.1 Tổng quan về công trình
Bệnh viện đa khoa Tâm Trí Nha Trang, nằm tại thành phố Nha Trang, tỉnh Khánh Hòa, Việt Nam, là một cơ sở y tế hiện đại với tổng diện tích 14.659m² Với sứ mệnh cung cấp dịch vụ chăm sóc sức khỏe hàng đầu, bệnh viện này trở thành điểm đến lý tưởng cho bệnh nhân trong và ngoài khu vực.
Bệnh viện Tâm Trí Nha Trang được xây dựng với tiêu chuẩn cao cấp, trang bị thiết bị y tế hiện đại và đội ngũ bác sĩ, y tá chuyên nghiệp, giàu kinh nghiệm Với không gian rộng rãi, thoáng đãng và môi trường sạch sẽ, bệnh viện cam kết mang đến trải nghiệm điều trị an toàn và hiệu quả cho mọi bệnh nhân.
Bệnh viện đa khoa Tâm Trí Nha Trang, thuộc Tập đoàn y khoa Tâm Trí, được xây dựng trên diện tích 12.000 m² tại Phường Phước Long, Nha Trang Hoàn thành giai đoạn 1 vào năm 2014, bệnh viện bao gồm tòa nhà 12 tầng (tòa A) với 100 giường bệnh và 10 khoa lâm sàng, cùng nhiều khoa phòng khác Kể từ đó, bệnh viện đã chính thức hoạt động, cung cấp dịch vụ chăm sóc sức khỏe đa dạng và chất lượng cho cộng đồng.
Hình 2.1 Bệnh viện Đa khoa Tâm Trí Nha Trang
2.1.2 Diện tích của công trình
Sau khi nghiên cứu tài liệu và bản vẽ liên quan đến dự án Bệnh viện đa khoa Tâm Trí Nha Trang, nhóm đã tổng hợp diện tích xây dựng của toàn bộ tòa nhà khối A Tòa khối A có chiều dài 52m và chiều rộng 31m, trong khi chiều cao công trình đạt 43,4m từ nền hoàn thiện đến đỉnh mái Độ cao mỗi tầng của công trình được thể hiện trong bảng chi tiết.
Bảng 2 1 Độ cao mỗi tầng của công trình
Trong bảng trên Htầng là độ cao của mỗi tầng tính từ sàn tầng 1 đến sàn của tầng
2 Tính tương tự cho các tầng tiếp theo Chiều cao la phông được tính từ trần la phông đến sàn của tầng tiếp theo
Bảng 2.2 dưới đây sẽ thể hiện công năng, diện tích mỗi phòng của công trình
Bảng 2 2 Công năng và diện tích các phòng của công trình
Tầng Tên khu vực Số lượng Diện tích (m 2 )
Wc nhân viên + thay đồ 2 16
Tầng Tên khu vực Số lượng Diện tích (m 2 )
Wc nhân viên + thay đồ 2 16
Sảnh + hành lang + cầu thang 653
Phòng kỹ thuật + Phòng chụp
Tầng Tên khu vực Số lượng Diện tích (m 2 )
Wc nhân viên + thay đồ 2 16
Wc nhân viên + thay đồ 2 16
Kho sạch (Dụng cụ - máy móc) 1 37 Điều dưỡng 1 23
Tầng Tên khu vực Số lượng Diện tích (m 2 )
Khu vực rủa tay vô trùng 1 204
Phòng giải lao viết bệnh án 1 37
Kho rác sau phẫu thuật 1 13
Wc nhân viên + thay đồ 2 16
Sảnh + hành lang + cầu thang 1015
Wc nhân viên + thay đồ 2 16
Sảnh + hành lang + cầu thang 571
Siêu âm sản phụ khoa 1,2 2 12
Tầng Tên khu vực Số lượng Diện tích (m 2 )
Wc nhân viên + thay đồ 2 16
Sảnh + hành lang + cầu thang 697
Tầng Tên khu vực Số lượng Diện tích (m 2 )
Wc nhân viên + thay đồ 2 16
Sảnh + hành lang + cầu thang 715
Tầng Tên khu vực Số lượng Diện tích (m 2 )
Wc nhân viên + thay đồ 2 16
Sảnh + hành lang + cầu thang 729
Phó giám đốc 2,3 2 16 Điều dưỡng trưởng 1 15
Wc nhân viên + thay đồ 2 16
Sảnh + hành lang + cầu thang 614
Phòng kỹ thuật thang máy 1 75
Khu vực để máy giặt 1 123
Tầng Tên khu vực Số lượng Diện tích (m 2 )
2.1.3 Hệ thống điều hoà không khí của công trình
Việc lựa chọn hệ thống điều hòa không khí phù hợp là rất quan trọng để đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật, mỹ thuật và môi trường vi khí hậu của công trình Đặc biệt trong bệnh viện, hệ thống điều hòa không khí không chỉ đảm bảo điều kiện không khí ổn định và sạch sẽ mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe và phục hồi của bệnh nhân Ngoài ra, nó còn tạo ra môi trường làm việc hiệu quả cho nhân viên y tế, đồng thời đảm bảo tính an toàn, tin cậy, và hiệu quả kinh tế trong quá trình vận hành và bảo trì.
Bệnh viện có diện tích khoảng 12.000m² và hơn 200 giường bệnh, cung cấp dịch vụ y tế đa khoa, đáp ứng nhu cầu chăm sóc sức khỏe toàn diện cho cộng đồng Nằm cách biển chỉ 1,5km, bệnh viện lựa chọn hệ thống VRV cho các hệ thống MEP nhằm đảm bảo hiệu suất cao trong khi tiết kiệm diện tích Đây là sự lựa chọn tối ưu với chi phí hợp lý hơn so với hệ thống water chiller và thẩm mỹ hơn so với điều hòa cục bộ.
Bệnh viện đa khoa Tâm Trí Nha Trang đã triển khai hệ thống điều hòa không khí VRV, sử dụng phương pháp giải nhiệt gián tiếp cho các phòng thông qua FCU Đặc biệt, công trình còn được trang bị 3 AHU tại tầng 4, phục vụ cho các phòng mổ và phòng hậu phẫu.
Tiêu chuẩn và thông số thiết kế của toà nhà
2.2.1 Tiêu chuẩn thiết kế toà nhà
Nội dung nghiên cứu sẽ không bao gồm tính toán hệ thống phòng cháy chữa cháy hay hệ thống cấp thoát nước Công năng và chức năng của các tầng trong dự án hoàn toàn khác nhau, vì vậy bài viết này sẽ tập trung vào việc tính toán tải lạnh cho từng tầng của công trình.
Khi thiết kế bệnh viện, việc chọn lựa các thông số kỹ thuật phù hợp cho từng ứng dụng cụ thể là vô cùng quan trọng Chẳng hạn, tiêu chuẩn TCVN 5687:2010 cần được áp dụng để đảm bảo chất lượng và an toàn cho công trình.
Tiêu chuẩn TCVN 4470:2012 có thể được áp dụng để lựa chọn các thông số tiện nghi phù hợp với nhu cầu của bệnh viện Tuy nhiên, cần phải xem xét thêm các tiêu chuẩn quốc tế từ Mỹ và châu Âu để đảm bảo hệ thống thiết kế đáp ứng yêu cầu cụ thể của môi trường bệnh viện, phục vụ tốt cho bệnh nhân và nhân viên y tế Dự án sẽ sử dụng các thông số này để tính toán và áp dụng các tiêu chuẩn thiết kế từ TCVN: 2010, TCVN 4470:2012.
2.2.2 Thông số thiết kế toà nhà Để thiết kế hệ thống điều hòa không khí, cần tiến hành lựa chọn các thông số tính toán của không khí ngoài trời và các thông số tiện nghi trong nhà Các thông số này bao gồm:
Khi lựa chọn cấp điều hòa cho Bệnh viện đa khoa Tâm Trí Nha Trang, với quy mô 200 giường bệnh và yêu cầu tiêu chuẩn quốc tế, chúng tôi đã quyết định sử dụng điều hòa cấp 1 để đảm bảo độ chính xác cao về nhiệt độ.
Trong công trình lựa chọn hệ thống điều hòa không khí cấp 1, với số giờ không đảm bảo là 35 (h/năm) và hệ số K = 0,996, chúng ta cần tham khảo Bảng 1.7 từ giáo trình thiết kế hệ thống điều hòa không khí để xác định giá trị nhiệt độ (tN) và độ ẩm (φN) ngoài trời tương ứng.
Bệnh viện đa khoa Tâm Trí Nha Trang tọa lạc tại tỉnh Khánh Hoà, thuộc tiểu vùng khí hậu IIA của khu vực duyên hải Nam Trung Bộ Điều này cho phép chúng ta thu thập các thông số về nhiệt độ và độ ẩm ngoài trời cho khu vực này.
Bảng 2 3 Nhiệt độ và độ ẩm ngoài trời
Theo TCVN 4470-2012 ta có nhiệt độ, độ ẩm quy định trong bệnh viện:
Bảng 2 4 Nhiệt độ và dộ ẩm quy định trong bệnh viện
STT Khu vực Nhiệt độ
Số lần luân chuyển không khí
5 Phòng mổ, phòng hồi tỉnh hành lang vô khuẩn
6 Tiền mê, hành lang sạch
Nhóm sẽ xác định các thông số tính toán chung cho toàn bộ công trình nhằm tối ưu hóa quy trình tính toán và đảm bảo tính phù hợp với công năng sử dụng của công trình.
TÍNH TOÁN TẢI LẠNH
Tính tải lạnh bằng phương pháp carrier
3.1.1 Nhiệt bức xạ qua kính Q 11
Trong đó nt : Hệ số tác dụng tức thời
𝑄 11 ′ – Lượng nhiệt bức xạ tức thời qua kính vào phòng;
F - Diện tích bề mặt cửa sổ có khung thép m 2 ;
RT – Nhiệt bức xạ qua kính vào trong phòng W/m 2
Vì hệ thống điều hòa nhiệt độ hoạt động trong các khoảng thời gian có nắng (từ
6 giờ sáng đến 4 giờ chiều) → chọn RT = RTmax
𝜀 𝑐 – Hệ số ảnh hưởng của độ cao theo mực nước biển
Độ cao so với mực nước biển tại Nha Trang, tỉnh Khánh Hoà, dao động từ 0 đến 900m Trong trường hợp này, do tài liệu công trình không cung cấp thông tin về độ cao cụ thể, tôi sẽ lấy độ cao của tỉnh Khánh Hoà là 60m Với phòng nằm ở tầng 9 có chiều cao 35,8m, tổng độ cao tính được là H = 60 + 35,8 = 95,8m.
1000 0,023 = 1,0022 Sau tính toán có thể thấy rằng hệ số tính toán xấp xỉ 1 Chọn 𝜀 𝑐 = 1 cho các phòng còn lại của công trình để thuận lợi cho việc tính toán
Hệ số 𝜀 đ𝑠 phản ánh ảnh hưởng của sự chênh lệch giữa nhiệt độ động sương của không khí quan sát và nhiệt độ đọng sương trên mặt nước biển ở mức 20°C, được tính theo công thức cụ thể.
Tra đồ thị I-d tại tN = 35,2℃ và φN= 57,8% ta được ts = 27,9℃, ta được:
𝜀 𝑚𝑚 – Hệ số ảnh hưởng của mây mù, khi trời không mây 𝜀 𝑚𝑚 = 1, khi trời có mây 𝜀 𝑚𝑚 = 0,85 [1] Chọn trời không mây
𝜀 𝑘ℎ – Hệ số ảnh hưởng của khung, công trình khung nhôm nên chọn 𝜀 𝑘ℎ = 1,17;
Hệ số kính 𝜀 𝑚 được xác định dựa theo bảng 4.3, trong đó công trình sử dụng kính dày 5mm với 𝜀 𝑚 = 0,94 Đối với các cửa đi ngoài nhà và cửa sổ, công trình áp dụng kính Antisun màu đồng nâu, do đó chọn 𝜀 𝑚 = 0,58.
Hệ số mặt trời 𝜀 𝑟 phản ánh ảnh hưởng của kính cơ bản khi có rèm che bên trong Trong trường hợp không có rèm che, 𝜀 𝑟 sẽ bằng 1 Nếu kính cơ bản khác và có rèm che, hệ số này sẽ thay đổi.
RT được thay bằng nhiệt bức xạ vào phòng khác kiếng cơ bản RK (Trang 124, tài liệu [2]), từ đó ta tính được hệ số hiệu chỉnh ∑ 𝜀 như sau:
RN – Bức xạ mặt trời đến bên ngoài kính, W/m 2 ;
𝛼 𝑘 , 𝜏 𝑘 , 𝜌 𝑘 , 𝛼 𝑚 , 𝜏 𝑚 , 𝜌 𝑚 – các hệ số của kính và màn che, bảng 4.3 và 4.4 trang
Tp Nha Trang có tọa độ 12°12, theo bảng 4.2 [2] và tính toán được Bảng 3.1:
Bảng 3 1 Giá trị bức xạ mặt trời qua cửa kính
* Tính cho phòng cấp cứu B tầng 1
Dựa vào Bảng 3.1 xác định được RK = 251,01 W/m 2 vì phòng cấp cứu B ở tầng
1 chỉ chịu bức xạ của mặt trời từ hướng Đông
Mật độ (khối lượng riêng) trên diện tích trung bình gs ta có:
G’ - Khối lượng tường có mặt ngoài tiếp xúc trực tiếp với bức xạ mặt trời và của sàn nằm trên mặt đất, kg [2]
G” - Khối lượng tường có mặt ngoài không tiếp xúc trực tiếp với bức xạ mặt trời và của sàn không nằm trên mặt đất, kg [2]
Từ thông số của công trình:
- Độ dày tường 0,2m: khối lượng riêng bê tông gạch thông thường 1800 kg/m 2 [2] là:
- Độ dày vữa xi măng 0,015m: khối lượng riêng vữa xi măng 1800 kg/m 2 [2] là:
-Độ dày của kính Antisun là 0,012 m: khối lượng riêng kính 2500 kg/m 2 [2] là:
- Sàn bê tông dày 0,15 m: khối lượng riêng bê tông cốt thép 2400 kg/m 2 [2] là:
- Diện tích tường mặt ngoài có cửa sổ tiếp xúc với bức xạ mặt trời và của sàn nằm trên mặt đất: 68,93m 2
- Tường ngoài có cửa sổ nhưng không tiếp xúc trực tiếp với bức xạ mặt trời: 54,08m 2
Khối lượng tường có mặt ngoài tiếp xúc bức xạ G’:
Khối lượng tường có mặt ngoài không tiếp xúc với bức xạ mặt trời G’’:
Theo bảng 4.6 trang 134 [2] với giá trị gs = 786,29 kg/m 2 ta tra được thông số nt
Tính tương tự cho các phòng các của công trình kết quả nằm ở Phụ lục 1
3.1.2 Nhiệt hiện truyền qua mái bằng bức xạ và do ∆𝒕 : Q 21
Mái bằng của phòng điều hòa có ba dạng chính: Thứ nhất, khi phòng điều hòa nằm giữa các tầng trong một tòa nhà, không có sự chênh lệch nhiệt độ (∆𝑡 = 0) và không có nhiệt lượng truyền qua (Q21 = 0) Thứ hai, nếu phòng điều hòa đang tính toán nằm dưới một phòng không điều hòa, cần sử dụng hệ số k từ bảng 4.15 trang 145 và tính toán chênh lệch nhiệt độ ∆𝑡 = 0,5(𝑡 𝑁 − 𝑡 𝑇) Cuối cùng, trong trường hợp mái có bức xạ mặt trời, đặc biệt là ở các tòa nhà nhiều tầng, nhiệt lượng truyền vào phòng sẽ bao gồm hai thành phần: tác động của bức xạ mặt trời và sự chênh lệch nhiệt độ giữa không khí trong và ngoài nhà.
Do phần phía trên của tầng 9 là tầng kỹ thuật là một không gian không có điều hoà:
Dòng nhiệt đi vào không gian cần điều hòa, ký hiệu là W, được tính dựa trên hệ số truyền nhiệt qua mái (k), tham khảo từ bảng 4.9 và 4.15 trang 140 và 145, đơn vị W/m² K, cùng với độ chênh lệch nhiệt độ Δttđ tính bằng độ C Trong bài viết này, chúng ta chỉ xem xét trường hợp tầng 9, vì tầng kỹ thuật không có phòng cần điều hòa không khí, do đó sẽ không tính trường hợp c cho công trình này.
Theo tài liệu [2], bảng 4.15 trang 145, chọn k =2,78 (W/m 2 K)
F – Diện tích mái tiếp xúc với không gian không có điều hoà
* Tính cho phòng cấp cứu B tầng 1
Phòng cấp cứu B tầng 1 tiếp giáp với hai phòng khám quốc tế 1 và 2, đồng thời một phần của phòng này tiếp xúc với hành lang không có điều hòa, với tổng diện tích là 16,3m².
Tính tương tự cho các phòng các của công trìng kết quả nằm ở Phụ lục 1
3.1.3 Nhiệt hiện truyền qua vách Q 22
Q22là hệ số nhiệt truyền qua vách cũng gồm 2 thành phần:
- Sự chênh lệch giữa nhiệt độ ngoài trời và nhiệt độ không gian trong nhà Δt= tN– tT.
- Đây là thông số của bức xạ do mặt trời chiếu trực tiếp nhưng có thể coi bằng 0 khi tính toán [2]
Q2i – Nhiệt truyền qua tường, cửa ra vào (gỗ, nhôm ), cửa sổ (kính)…; ki – Hệ số truyền nhiệt tương ứng của tường, cửa, kính, W/(m 2 K);
Fi – Diện tích tường, cửa, kính tương ứng, m 2 [2] a Nhiệt qua tường Q 22t
Hệ số truyền nhiệt của tường xác định bằng biểu thức:
𝛼 𝑁 – Hệ số toả nhiệt phía ngoài tường khi tiếp xúc trực tiếp không khí bên ngoài
𝛼 𝑁 = 20 W/(m 2 K), khi tường tiếp xúc gián tiếp với không khí bên ngoài thì 𝛼 𝑁 = 10 W/(m 2 K);
𝛼 𝑇 – Hệ số toả nhiệt phía trong nhà thì 𝛼 𝑇 = 10 W/(m 2 K);
𝛿 𝑖 – Độ dày lớp vật liệu thứ I của cấu trúc tường Theo tài liệu công trình ta có:
𝜆 𝑖 – Hệ số dẫn nhiệt lớp vật liệu thứ I của cấu trúc tường, W/mK Theo bảng 4.11 trang 143 [2]: 𝜆v = 0,93 W/mK ; 𝜆g = 0,81 W/mK
Từ các số liệu trên ta tính được các kết quả sau:
Từ thông số tường gạch dày 0,2m tiếp xúc với không khí ngoài trời, ta tính được hệ số truyền nhiệt:
Tường có độ dày 0,2m tiếp xúc gián tiếp với không khí ngoài trời và hành lang có hệ số truyền nhiệt là:
Tường gạch dày 0,1m tiếp xúc với phòng đệm và hành lang có hệ số truyền nhiệt là:
* Tính cho phòng cấp cứu B ở tầng 1
- Tường nhận trực tiếp bức xạ mặt trời có diện tích: 17,85 m 2
- Tường tiếp xúc với không gian không có điều hòa và hành lang có diện tích: 27,08 m 2
- Hiệu nhiệt độ trong nhà và ngoài nhà:
- Hiệu nhiệt độ trong phòng và hành lang không điều hoà:
Từ các thông số trên tính được nhiệt truyền qua tường trong phòng:
Suy ra: Q22t = 2,42 17,85 12,2 + 2,94 27,08 6,1 = 1012,66 W b Nhiệt truyền qua cửa ra vào Q 22c :
Fc– Diện tích cửa, m 2 ; Δt – Hiệu nhiệt độ trong nhà và ngoài nhà (tN -tT), K; kc – Hệ số truyền nhiệt qua cửa, W/(m 2 K) [2]
+ Tính toán cho cửa mở trực tiếp ra không gian ngoài trời:
+ Tính toán cho cửa tiếp xúc không gian không điều hòa hoặc hành lang:
∆ 𝑡2 = 0,5(𝑡 𝑁 − 𝑡 𝑇 ) = 0,5 (35,2 − 23) = 6,1℃ kc – Hệ số truyền nhiệt qua cửa, [2], cửa chất liệu gỗ dày 0,4 mm suy ra kc= 2,23 (W/m 2 K)
* Tính cho phòng cấp cứu B tầng 1
- Cửa thông ra hành lang có diện tích: 3,52 m 2
- Cửa mở ra hành lang: Δt = 6,1℃
Suy ra: Q22c = 6,1 3,52 2,23 = 47,88 W c Nhiệt truyền qua kính cửa sổ
Fk– Diện tích bề mặt cửa sổ kính, m 2 ; Δt – Độ chênh lệch nhiệt độ, Δt = tN- tT = 35,2 – 23 = 12,2℃; kk– Hệ số truyền nhiệt qua cửa sổ kính, chọn kk = 5,89 W/m 2 K theo [2]
* Tính cho phòng cấp cứu B ở tầng 1
Tính tương tự cho các phòng các của công trình kết quả nằm ở Phụ lục 1
3.1.4 Nhiệt hiện truyền qua nền Q 23
Nhiệt hiện truyền qua nền được tính bằng biểu thức sau:
Diện tích sàn được tính bằng m², trong khi độ chênh lệch nhiệt độ giữa bên ngoài và bên trong được xác định bằng công thức Δt = tN - tT = 35,2 – 23 = 12,2℃ Hệ số truyền nhiệt qua sàn hoặc nền, ký hiệu là k, được đo bằng W/m²K Trong trường hợp sàn đặt ngay trên mặt đất, ta sử dụng hệ số k của sàn bê tông dày 300 mm và tính Δt như đã nêu.
Sàn đặt trên tầng hầm hoặc phòng không điều hòa có nhiệt độ trung bình giữa bên ngoài và bên trong, với ∆𝑡 = 0,5(𝑡 𝑁 − 𝑡 𝑇) Đối với sàn giữa hai phòng điều hòa, nhiệt độ không thay đổi, tức là Q23 = 0.
* Ở đây ta tính Q 23 cho phòng cấp cứu B tầng 1
Vì sàn bê tông dày 150mm, có lớp vữa ở trên 25mm và có lát gạch Vinyl 3mm, tra bảng 4.15 trang 145 [2], ta được k= 2,78 W/m 2 K
Diện tích phòng: 53 m 2 Δt = tN- tT = 35,2 – 23 = 12,2℃
Tính tương tự cho các phòng các của công trình kết quả nằm ở Phụ lục 1
3.1.5 Nhiệt hiện toả ra do đèn chiếu sáng Q 31
Q – Tổng nhiệt toả do chiếu sáng, đối với công trình này sử dụng bóng đèn huỳnh quang (đèn ống) phải nhân hệ số 1,25 với công suất ghi trên đèn [1]
Trong tính toán chiếu sáng cho bệnh viện, công thức tính công suất tổng quát được sử dụng là 𝑄 = ∑ 1,25 𝑁 [𝑊] (3.16) Hệ số tác dụng tức thời của đèn chiếu sáng (nt) được chọn là 1, vì đèn được sử dụng gần như 24 giờ Hệ số tác dụng đồng thời (nđ) cũng được xác định là 1 cho các công trình bệnh viện.
N – công suất của bóng đèn (W) Ở công trình này sử dụng đèn huỳnh quang có công suất 18W và 36W
* Tính cho phòng Cấp cứu B ở tầng 1
Phòng sử dụng 8 cặp đèn huỳnh quang máng phản quang, loại âm trần có công suất điện là 72 W Nên tổng nhiệt toả do chiếu sáng sẽ là Q = ∑ 1,25 𝑁 = 1,25.72.8 720 W
3.1.6 Nhiệt hiện toả ra do máy móc Q 32
Nhiệt tỏa ra do máy móc được tính theo công thức sau:[2]
Ni – Công suất điện của thiết bị, (W)
Do khó khăn trong việc xác định số lượng và công suất máy móc, nhóm chỉ liệt kê các thiết bị thông dụng như: 1 bộ máy tính để bàn (200W), 1 máy in công nghiệp (600W), 1 TV (200W), 1 cặp loa nhỏ và 1 loa lớn tổng công suất 150W, cùng với các thiết bị nhỏ khác (250W) Số lượng và loại thiết bị sẽ thay đổi tùy thuộc vào công năng của mỗi phòng.
* Tính cho phòng Cấp cứu B ở tầng 1
Phòng cấp cứu B tầng 1 được trang bị 1 cặp loa nhỏ tổng công xuất là 50 W Nên nhiệt hiện toả ra do máy móc Q32 = 50W
Tính tương tự cho các phòng các của công trình kết quả nằm ở Phụ lục 1
3.1.7 Nhiệt hiện và ẩn do người toả ra Q 4
Q4h– Nhiệt hiện do con người tỏa ra:
𝑄 4ℎ = 𝑛 đ 𝑛 𝑞 ℎ [W] (3.19) Với: nđ – Hệ số tác dụng không đồng thời, chọn nđ = 0,9 theo [2]; n – Số người trong phòng điều hoà;
Qh – Nhiệt toả ra từ 1 người, W/người;
Q4a– Nhiệt ẩn do con người tỏa ra:
Nhiệt ẩn do một người tỏa ra, được ký hiệu là Qa, là 70 W/người, trong khi nhiệt tỏa ra là qh là 80 W/người Dựa vào bảng 4.18 trang 171 [1] và thực hiện nội suy ở nhiệt độ 23℃, tương ứng với điều kiện phòng có điều hòa, chúng ta có thể xác định các giá trị này cho công trình là hiệu thuốc.
Số lượng người được xác định dựa trên mật độ người trên mỗi mét vuông (người/m²) Mật độ này sẽ khác nhau tùy thuộc vào diện tích và công năng của từng phòng, theo thông tin từ tài liệu cung cấp.
* Tính cho phòng cấp cứu B ở tầng 1
Theo tài liệu công trình, phòng cấp cứu B có diện tích 53 m² và mật độ 0,15 người/m² cho bệnh nhân Từ đó, số lượng bệnh nhân tối đa được xác định là n = 53 x 0,15 = 7,95 người Do đó, quyết định chọn n = 8 người cho phòng cấp cứu B.
Hệ số đồng thời nđ = 0,9 qh = 80 W/người, qa = 70 W/người
3.1.8 Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió tươi mang vào Q hN và Q aN
Trong phòng điều hòa, không khí được lưu thông qua dàn lạnh, do đó cần cung cấp đủ oxy để tránh thiếu hụt và tạo cảm giác khó chịu cho người sử dụng Gió tươi không chỉ cung cấp oxy mà còn mang theo độ ẩm và nhiệt độ cao hơn, dẫn đến việc truyền tải nhiệt hiện 𝑄 ℎ𝑁 và nhiệt ẩn 𝑄 𝑎𝑁 vào không gian phòng.
Thành lập và tính toán sơ đồ điều hoà không khí
3.2.1 Lựa chọn sơ đồ điều hoà không khí
Sơ đồ điều hòa không khí được xây dựng dựa trên các phép tính cân bằng nhiệt ẩm, nhằm đáp ứng yêu cầu tiện nghi cho con người và các tiêu chuẩn công nghệ, phù hợp với điều kiện khí hậu Việc xác định và tính toán sơ đồ này giúp phân tích quá trình xử lý không khí trên đồ thị I-d, từ đó tính toán năng suất lạnh cần thiết cho hệ thống và lựa chọn thiết bị phù hợp.
Tùy thuộc vào điều kiện cụ thể của công trình, có thể lựa chọn giữa các sơ đồ tuần hoàn không khí như sơ đồ thẳng, sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp, sơ đồ tuần hoàn không khí hai cấp, hoặc sơ đồ có phun ẩm bổ sung.
Dựa trên kết quả khảo sát và đánh giá ban đầu, chúng tôi đã quyết định áp dụng sơ đồ điều hòa không khí tuần hoàn 1 cấp Lựa chọn này được coi là phù hợp nhất với các yêu cầu kỹ thuật cần đạt được trong dự án.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống này bắt đầu bằng việc đưa không khí tươi từ bên ngoài (N) với lưu lượng GN vào buồng hòa trộn cùng một phần không khí trong phòng (T) có lưu lượng GT Hỗn hợp không khí này đạt trạng thái H trước khi đi qua dàn trao đổi nhiệt, nơi không khí được làm lạnh xuống trạng thái (O≡V) và sau đó được cung cấp vào phòng Quá trình này diễn ra liên tục, đảm bảo không khí trong phòng luôn được làm mới và duy trì nhiệt độ tối ưu.
Hình 3 1 Nguyên lý làm việc của sơ đồ điều hoà không khí
3.2.2 Tính toán sơ đồ điều hoà không khí
Tính ví dụ cho phòng cấp cứu B ở tầng 1 Các nguồn nhiệt thừa sẽ lấy ở phần tính toán trên
3.2.2.1 Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF (Room Sensible Heat Factor) ɛhf
Công thức tính hệ số nhiệt hiện phòng ɛhf :
Qhf– Tổng nhiệt hiện của phòng (không có nhiệt hiện của gió tươi), W; [1]
Qaf– Tổng nhiệt ẩn của phòng (không có nhiệt ẩn của gió tươi), W [1]
3.2.2.2 Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF ( Grand Sensible Heat Factor) ɛht
Công thức tính hệ số nhiệt hiện phòng ɛht :
Qh– Tổng nhiệt hiện kể cả nhiệt hiện gió tươi, W;
Qa– Tổng nhiệt ẩn kể cả nhiệt ẩn gió tươi, W
Dựa theo kết quả đã tính ở phần trên ta có:
3.2.2.3 Hệ số đi vòng ɛBF (Bypass Factor)
Hệ số không khí qua thiết bị trao đổi nhiệt (dàn lạnh) phản ánh khả năng trao đổi nhiệt độ và độ ẩm, nhưng thực tế, nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả này, dẫn đến sự khác biệt giữa tổng lượng không khí đi qua và lượng không khí thực sự trao đổi nhiệt với dàn lạnh.
Sự hiệu quả của quá trình trao đổi nhiệt phụ thuộc vào nhiều yếu tố quan trọng, bao gồm bề mặt trao đổi nhiệt ẩm, số hàng ống và tốc độ không khí Theo bảng 4.22 trang 185, hệ số ɛBF có thể được chọn là 0,1.
3.2.2.4 Hệ số nhiệt hiệu dụng ESHF (Effective Sensible Heat Factor) ɛ hef
Công thức tính hệ số nhiệt hiện phòng ɛhef :
Qhef – Nhiệt hiện hiệu dụng của phòng ERSH;
Qaef – Nhiệt ẩn hiệu dụng của phòng ERLH
3.2.3 Vẽ sơ đồ điều hoà không khí
Từ số liệu công trình, xác định và tính toán các điểm nút:
- Điểm T và điểm N trên đồ thị:
T: Trạng thái không khí trong phòng: tT= 23℃, φT= 60%
N: Trạng thái không khí bên ngoài: tN= 35,2℃, φN= 57,8%
- Từ điểm G vẽ các đường 𝜀 ℎ𝑓 = 0,9, 𝜀 ℎ𝑡 = 0,62 , 𝜀 ℎ𝑒𝑓 = 0,85 tới thang chia hệ số nhiệt hiện nằm ở bên phải ẩm đồ
- Từ điểm T vẽ đường song song với 𝜀 ℎ𝑒𝑓 – G cắt đường φ= 100% tại điểm S tS là nhiệt độ động sương của thiết bị
- Từ điểm S vẽ đường song song với 𝜀 ℎ𝑡 – G cắt đường NT tại điểm H Từ đó ta xác định được điểm hoà trộn H
- Từ điểm T vẽ đường song song 𝜀 ℎ𝑓 – G cắt SH tại điểm O≡V
Hình 3 2 Sơ đồ điều hoà không khí trên đồ thị t-d
Tính toán công suất FCU
Từ đồ thị t-d ta xác định được các giá trị ở Bảng 3.3:
Bảng 3 3 Thông số các điểm nút
Trạng thái Nhiệt độ Độ ẩm Dung ẩm Entanpi
Các thông số điểm nút của các phòng còn lại sẽ được em trình bày ở Phụ lục 2 Kiểm tra điều kiện vệ sinh:
∆𝑡 𝑉𝑇 = 𝑡 𝑇 − 𝑡 𝑉 = 23 − 15 = 8℃ (3.31) Suy ra: ∆𝑡 𝑉𝑇 = 8 < 10 thoả mãn điều kiện vệ sinh
G – Lưu lượng khối lượng không khí đi qua dàn lạnh, kg/s
𝜌 – Khối lượng riêng không khí 𝜌 = 1,2 kg/m 3
L – Lưu lượng thể tích của không khí, m 3 /s
Qhef – Nhiệt hiện hiệu dụng của phòng, W ; tT, tS – Nhiệt độ trong phòng và nhiệt độ đọng sương, ℃ ;
𝜀 𝐵𝐹 – Hệ số đi vòng, tra bảng 4.22 trang 162 [2] đối với bệnh viện 𝜀 𝐵𝐹 = 0,1
Suy ra, năng suất lạnh của FCU:
Tính tải lạnh bằng phần mềm Heatload Daikin
3.4.1 Giới thiệu phần mềm Heatload Daikin
Phần mềm Heatload của Daikin là công cụ tính toán tải nhiệt hiệu quả cho hệ thống điều hòa không khí, với giao diện thân thiện và dễ sử dụng Nó cho phép người dùng xác định chính xác nhu cầu làm mát và sưởi ấm cho các không gian khác nhau Heatload Daikin tích hợp nhiều tính năng tiên tiến như nhập liệu tự động, tùy chọn điều chỉnh các yếu tố môi trường và cung cấp báo cáo chi tiết, hỗ trợ tính toán tải lạnh cho các dự án.
Trong dự án này, nhóm sẽ áp dụng phần mềm Heatload Daikin để tính toán tải lạnh cho toàn bộ công trình Sau đó, chúng tôi sẽ so sánh kết quả tải lạnh tính toán từ phần mềm với thiết kế tải lạnh đã được cung cấp cho dự án.
3.4.2 Các bước tính tải lạnh bằng phần mềm Heatload Daikin
Nhóm sẽ tính đại diện phòng cấp cứu B ở tầng 1
Bước đầu tiên là mở phần mềm và chọn mục Project Outline để đặt tên cho dự án trong mục Project Name Tiếp theo, chọn City/Country để lựa chọn thành phố cho dự án Tại Việt Nam, phần mềm chỉ hỗ trợ ba thành phố, và nhóm sẽ chọn thành phố Hồ Chí Minh Sau đó, chuyển đến mục Design Data, chọn Weather Data và điều chỉnh các thông số nhiệt độ và độ ẩm của thành phố Nha Trang theo tiêu chuẩn QCVN 02:2022/BXD.
41 Hình 3 3 Đặt tên cho dự án
42 Hình 3 4 Chọn thành phố cho dự án
Hình 3 5 Thay đổi dữ liệu thời tiết thành phố
Hình 3 6 Nhiệt độ và độ ẩm trong ngày
Bước 2: Vào mục Room Data rồi chọn Add để thêm phòng, sau khi vào Add Ta tiến hành nhập các thông số của phòng vào phần mềm
Hình 3 7 Thêm phòng cho dự án
Hình 3 8 Nhập thông số cho phòng cấp cứu B tầng 1
- Room Name: Đặt tên cho phòng là 1F-2.CAP CUU B Do phòng ở tầng 1 và thứ tự tính toán là 2 nên sẽ quy ước đặt là 1F-2
- Floor: Tầng của phòng cần tính toán Do đang ở tầng 1 nên nhập số 1
- Usage of Room: Công năng của phòng Do đang tính toán cho phòng của một bệnh viện nên nhóm chọn Hospital
- Ventilation System: Chọn kiểu thông gió cho phòng Chọn Vent Fan do phòng được cấp gió tươi
- Ceiling Board: Do phòng có laphong nên chọn Avail
- Floor Area: Diện tích của phòng cần tính toán Dựa vào bản vẽ mặt bằng của công trình thì diện tích của phòng cấp cứu B là 53 m 2
- Ceiling Height: Chiều cao của sàn lên la phông (trần) Sẽ nhập là 3m
Diện tích mái và không gian bên trên không có điều hòa là 16,3 m², do một phần của phòng cấp cứu B tiếp xúc với hành lang trên tầng lửng Vì vậy, diện tích này sẽ được nhập vào mục Upper Room.
45 Đối với những trường hợp khác:
+ Flat Roop: Trường hợp mái bằng (mái là tầng thượng)
+ Inclined Roof: Trường hợp mái nghiêng
+ Glass: Trường hợp mái bằng kính
Diện tích sàn không điều hòa (Non-Conditioned Floor Area) đề cập đến không gian dưới sàn không được trang bị hệ thống điều hòa không khí Sàn tầng 1, do tiếp xúc trực tiếp với mặt đất, được xác định là sàn đất (Earth floor) với diện tích tiếp xúc là 53 m² Đối với các trường hợp khác, cần xem xét các yếu tố cụ thể để tính toán diện tích chính xác.
+ Air layer exit: Tầng dưới là không gian không điều hoà và có la phông
+ Air layer no: Tầng dưới là không gian không điều hoà và không có la phông
+ Pilotis: Sàn tiếp xúc trực tiếp với không gian ngoài trời
- Equipment: Nhiệt ẩn và nhiệt hiện do các thiết bị toả ra Sensible Heat (nhiệt hiện),
Nhiệt ẩn (Latent Heat) là một khái niệm quan trọng trong nhiệt động lực học Mục Heat Source Input cung cấp thông tin về các thiết bị và máy móc do phần mềm cung cấp Trong trường hợp này, phòng được trang bị một cặp loa công suất 50 W, do đó cần phải nhập thông số tương ứng.
- Outer Wall Length: Nhập chiều dài của tường tiếp xúc trực tiếp với không gian ngoài trời theo các hướng
Diện tích cửa sổ trên tường ngoài là thông số quan trọng, bao gồm diện tích của các cửa sổ hoặc cửa kính được lắp đặt trên bức tường tiếp xúc với không gian bên ngoài.
- Inter Wall Length for Non-Cond Space: Chiều dài của bức tường mà tiếp xúc với không gian không điều hoà theo hướng
Bước 3: Chọn mục O.H.T.C (Overall Heat Transfer Coeff) để nhập các hệ số truyền nhiệt của tường, mái, trần, …
Hình 3 9 Hệ số truyền nhiệt qua vách, qua mái, qua trần
Bước 4: Nhập các giá trị trong mục Temp&Humid
Hình 3 10 Giá trị nhiệt độ và độ ẩm trong phòng
- Temp in Summer: Nhiệt độ duy trì trong phòng điều hoà vào mùa hè
- Humid in Summer: Độ ẩm duy trì trong phòng điều hoà vào mùa hè
Bước 5: Chọn mục Schedule để chọn giờ làm việc của thiết bị xử lý không khí trong ngày
Hình 3 11 Lịch hoạt động của phòng trong một ngày
Do tính chất hoạt động của bệnh viện, các phòng bệnh cần được điều hòa liên tục trong suốt 24 giờ mỗi ngày Trong khi đó, một số phòng khám chỉ yêu cầu thời gian làm việc 8 giờ mỗi ngày.
Bước 6: Chọn mục Others để nhập các thông số khác của dự án
Hình 3 12 Các thông số cần thiết khác
Gió tươi là yếu tố quan trọng trong thiết kế công trình y tế, với yêu cầu cung cấp 25 m³ gió tươi mỗi giờ cho mỗi bệnh nhân trong phòng bệnh.
- Lighting: Công suất đèn toả ra của mỗi phòng Do công suất đèn được lắp cho phòng cấp cứu B là 720W nên tích chọn mục W/Room và nhập 720W/Room
- Window Type: Chọn chiều dày của kính được lắp trong phòng Chọn kính dày 10mm
- Window Type: Màu sắc của rèm được dùng trong phòng Chọn Bringt color là rèm có các màu sắc tươi sáng
- Persons: Nhập số người trong phòng cần tính tải lạnh Nhập 8 người cho phòng cấp cứu B
- Height Attic: Nhập chiều cao của la phông tính từ la phông đến sàn của tầng tiếp theo
Bước 7: Chọn mục Extension để nhập các giá trị nhiệt ẩn và nhiệt hiện do người toả ra
Hình 3 13 Hệ số nhiệt ẩn và nhiệt hiện của người
- Sensible Heat: Nhiệt hiện do người toả ra
- Latent Heat: Nhiệt ẩn do người toả ra
Tương tự như vậy mà ta tiến hành nhập các thông số tính toán của các phòng còn lại
Bước 8: Chọn mục Main Menu sau đó chọn Sum/Print để xuất tải của các phòng đã nhập các thông số trên
Hình 3 14 Xuất tải lạnh tính toán cho phòng
Hình 3 15 Kết quả tính toán tải lạnh tầng 1
Kết quả tính toán tải nhiệt cho tầng 1 đã được thể hiện trong hình trên, và tương tự, tải nhiệt cho toàn bộ dự án đã được tính toán bằng phần mềm Heatload Daikin Thông tin chi tiết về kết quả tính toán các phòng còn lại sẽ được trình bày trong Phụ lục 3.
Sau khi hoàn thành tính toán bằng phần mềm, nhóm sẽ tiến hành so sánh công suất lạnh lý thuyết tính bằng phương pháp carrier với công suất lạnh thực tế, cùng với công suất lạnh được tính bằng phần mềm so với công suất lạnh thực tế của tầng 1, như được trình bày trong bảng dưới đây.
Bảng 3 4 Năng suất lạnh các phòng của tầng 1
Nhận xét: Có những phòng sai lệch tải là không đáng kể Còn còn đối với phòng
Khi lựa chọn máy móc cho việc cách ly, điều dưỡng và tiểu phẫu, việc xem xét sự chênh lệch tải giữa các phương pháp tính toán và thực tế là rất quan trọng Để đảm bảo hiệu quả, nên chọn máy có công suất lớn hơn mức tải nhiệt tính toán, mặc dù điều này có thể dẫn đến tỷ lệ sai số cao hơn Việc này giúp tránh tình trạng thiếu tải, đảm bảo hoạt động ổn định và hiệu quả cho các quy trình y tế.
Các phần tải nhiệt của các tầng còn lại sẽ được trình bày ở Phụ lục 4
TÍNH TOÁN VÀ KIỂM TRA HỆ THỐNG THÔNG GIÓ, HÚT KHÓI
Mục đích của thông gió
Trong các công trình như bệnh viện, việc lưu thông và trao đổi không khí là rất quan trọng để đào thải CO2 và duy trì chênh lệch áp suất ở những khu vực nhạy cảm, từ đó hạn chế các nguy cơ tiềm ẩn Hệ thống thông gió không chỉ loại bỏ mùi khó chịu và độ ẩm dư thừa mà còn ngăn chặn tình trạng không khí trì trệ trong tòa nhà Các phương pháp thông gió được chia thành hai loại chính: cơ khí và tự nhiên, nhằm đảm bảo chất lượng không khí luôn ở mức chấp nhận được.
Tính kiểm tra hệ thống cấp gió tươi
4.2.1 Tính kiểm tra lưu lượng gió tươi
Lưu lượng gió tươi cần cấp cho tầng 2
Bảng 4 1 Lưu lượng gió tươi công trình cung cấp
Tầng Tên khu vực Số người
Phòng kỹ thuật + Phòng chụp MRI 5 25
Lưu lượng gió tươi cấp vào phòng được tính như sau:
Trong đó: n – Số người trong phòng; l = 25 m 3 /giờ
* Tính lưu lượng gió tươi cần cấp vào phòng X-Quang 1:
Kết quả tính toán lưu lượng gió tươi cấp vào của tầng 2 là 550 l/s, thấp hơn 50 l/s so với số liệu thực tế của công trình, tương đương với mức giảm khoảng 9% Chênh lệch này được coi là không đáng kể và có thể chấp nhận được.
Bảng 4 2 Lưu lượng gió tươi cần cấp cho mỗi phòng
Tên khu vực Lưu lượng gió tươi cấp vào
Lưu lượng gió tươi cấp vào
Lưu lượng gió tươi của các tầng còn lại sẽ được trình bày ở Phụ lục 5
4.2.2 Kiểm tra kích thước ống gió tươi
Phương pháp ma sát đồng đều là một trong những phương pháp đơn giản và phổ biến nhất hiện nay, giúp đo lường tổn thất áp suất trên mỗi mét ống (Δp𝑖) và duy trì tổn thất này không đổi trên tất cả các đoạn ống Phương pháp này đặc biệt hiệu quả cho các hệ thống có tốc độ gió thấp, bao gồm hệ thống đường ống cấp, đường ống hồi và đường ống thải gió.
Phương pháp này dễ sử dụng và thực tế hơn so với phương pháp giảm dần tốc độ, vì không cần cân bằng các hệ thống đối xứng Đầu tiên, cần chọn một giá trị tổn thất áp suất ma sát cho mỗi mét ống và sử dụng giá trị này để thực hiện tính toán.
Khi thiết kế hệ thống ống, việc chọn giá trị tổn thất áp suất (Δp𝑖) là rất quan trọng Nếu Δp𝑖 quá cao, hệ thống sẽ tạo ra nhiều tiếng ồn và cần quạt lớn, trong khi nếu Δp𝑖 quá thấp, quạt sẽ hoạt động êm hơn nhưng thiết bị sẽ trở nên cồng kềnh và tốc độ gió giảm Để tối ưu hóa hiệu suất, các nhà nghiên cứu khuyên nên chọn Δp𝑖 trong khoảng 0,8 – 1 Pa/m.
Do đó, nhóm quyết định chọn Δp𝑖 =1 Pa/m cùng với đó là sử dụng phần mềm DuctcheckerPro để thuận tiện hơn trong việc tính toán kiểm tra
Sau đây nhóm sẽ tính toán kiểm tra kích thước ống gió tươi cho tầng 2
Để đa dạng hóa quy trình tính toán và lựa chọn kích thước ống gió, phần mềm DuctCheckerPro sẽ được sử dụng Bắt đầu bằng cách chọn mục "Duct Size" trong phần mềm để thực hiện việc tính toán kích thước ống gió.
Hình 4 2 Tính toán kích thước ống gió bằng phần mềm DuctCheckerPro
Nhấp vào biểu tượng cài đặt để thiết lập tốc độ gió tối đa trong ống và xác định tổn thất ma sát lớn nhất mà hệ thống mong muốn.
Sau đó nhấp vào “Apply” để trở về màn hình chính
Hình 4 3 Hướng dẫn sử dụng DuctCheckerPro
Để tính toán lưu lượng gió, hãy nhập giá trị cần thiết (m³/h) vào ô "Flow Rate" Kết quả sẽ được tính toán ở đơn vị m³/h, vì vậy hãy nhập trực tiếp lưu lượng gió tươi đã xác định Để có thông số chính xác nhất, cần nhập thông số của đoạn ống vào phần mềm và nhấn nút "Calc" Ví dụ, với đoạn ống từ ống chính đến vị trí số 1 có lưu lượng 1975 m³/h, hãy thực hiện tính toán như hình 4.4.
Hình 4 4 Chọn kích thước ống phù hợp cho đoạn 1-2
Sau khi nhập lưu lượng gió tươi vào phần mềm và nhận được kích thước ống gió phù hợp, nhiệm vụ tiếp theo là chọn kích thước ống cho việc xây dựng và lắp đặt Chúng ta cần lựa chọn ống gió có tổn thất áp suất Pa/m gần bằng 1 Trong trường hợp này, kích thước ống 450x250 (mm x mm) được chọn vì có tổn thất áp suất là 0,903 Pa/m.
Trong các đoạn ống còn lại của hệ thống , thực hiện trừ ra và tính lưu lượng như ống đầu tiên Sau tính toán hệ thống ta có Bảng 4.3
Bảng 4.3 thể hiện tất cả các đoạn ống gió tươi của tầng 2 được tính ra Tất cả các đoạn ống đều khớp với số liệu công trình
Bảng 4 3 Kết quả tính toán ống gió tươi tầng 2
Stt Đoạn ống Lưu lượng
4.2.3 Tính tổn thất áp suất đường ống gió tươi
Tính tổn thất áp suất của ống gió tưới gồm 2 thành phần là ma sát đường ống và ma sát cục bộ:
∆𝑝 𝑚𝑠 – Tổn thất ma sát đồng đều trên đường ống;
∆𝑝 𝑐𝑏 – Tổn thất ma sát cục bộ trên các phụ kiện đường ống
Tổn thất áp suất ma sát trên đường ống ∆𝑝 𝑚𝑠 :
Trong đó: l – Chiều dài đoạn ống gió có tổn thất ma sát dài nhất của hệ thống, m;
∆𝑝 1 – Trở kháng ma sát trên 1m ống, lấy ∆𝑝 1 = 1 Pa/m
Để tính toán tổn thất áp suất cục bộ cho hệ thống cung cấp gió tươi ở tầng 2 một cách chính xác, nhóm đã sử dụng phần mềm ASHRAE Duct Fitting Database nhằm đạt được kết quả tối ưu nhất.
Phần mềm này được thiết kế để cung cấp cái nhìn tổng quan, bao gồm ba phần chính: Supply (Gió cấp), Common (Các chi tiết gây tổn thất), và Exhaust/Return (Gió thải, gió hồi) Tùy thuộc vào mục đích tính toán, người dùng có thể lựa chọn phần phù hợp để đạt hiệu quả cao nhất.
Hình 4 6 Phần mềm ASHRAE Duct Fitting Database
Ta sẽ tính tổn thất áp suất cục bộ trên ống giảm size ở vị trí số 6
Để tính tổn thất áp suất tại vị trí này, bạn có thể sử dụng Phần mềm ASHRAE Duct Fitting Database Bắt đầu bằng cách vào mục Supply, sau đó chọn hình chữ nhật (Rectangular), tiếp theo chọn Transitions và cuối cùng là Pyramidal Kết quả sẽ hiển thị như hình bên dưới.
Hình 4 7 Tính toán chi tiết ống giảm size ở vị trí số 6
Ta đã nhập các kích thước và tài liệu đã tính toán vào phần mềm, kết quả cho thấy áp suất tổn thất cục bộ của chi tiết trên đường ống là 2 Pa.
Tính áp suất cục bộ trên co 90° ở vị trí số 5 trên đường ống tươi ở tầng 2
Hình 4 8 Chi tiết co 90° ở vị trí số 5
Nhập kích thước và lưu lượng gió vào phần mềm, kết quả cho thấy áp suất tổn thất cục bộ của chi tiết này là 2 Pa.
Tương tự như vậy, em sẽ tính toán các chi tiết còn lại
Hình 4 9 Chi tiết giảm size ở vị trí số 7
Hình 4 10 Chi tiết co 90° ở vị trí số 9
Bảng 4 4 Tổn thất áp suất cục bộ đường ống gió tươi tầng 2
Stt Tên chi tiết Số lượng
Tổng tổn thất ma sát cục bộ 51
Do đó ta được tổng tổn thất do ma sát trên đường ống tươi là:
Cộng hệ số dự phòng 10% Suy ra ∆𝑝 = 94,6 Pa
Tổn thất áp suất trong hệ thống cấp gió tươi được xác định là 100 Pa, phù hợp với số liệu công trình đã cung cấp Kết quả này cho thấy tính toán là hoàn toàn hợp lý.
Tổn thất áp suất đường ống gió tươi các tầng còn lại sẽ được nhóm trình bày ở Phụ lục 6.
Kiểm tra hệ thống hút khói hành lang
4.3.1 Mục đích của hệ thống hút khói hành lang
Hệ thống hút khói hành lang đóng vai trò quan trọng trong việc xử lý đám cháy, giúp loại bỏ khói độc và ngăn chặn sự lan rộng của lửa Để đảm bảo hiệu suất tối ưu, cần chú ý đến các yếu tố như thiết kế, bảo trì và hoạt động của hệ thống hút khói.
64 phụ thuộc vào việc tích hợp với hệ thống báo cháy và báo khói, cũng như vào cấu trúc của chính hệ thống hút đó
Hệ thống chống khói và khí độc trong trường hợp hoả hoạn giúp bảo vệ lối thoát hiểm bằng cách hút khói ra ngoài qua các ống dẫn, đảm bảo lối đi dọc theo cầu thang bộ luôn thông thoáng Điều này không chỉ hỗ trợ người thoát hiểm nhanh chóng mà còn tạo điều kiện cho những người bị nạn tìm nơi trú ẩn an toàn trong khi chờ đợi sự trợ giúp Các lợi ích của hệ thống này rất quan trọng trong việc nâng cao an toàn cho mọi người trong tình huống khẩn cấp.
Hệ thống bảo vệ tạm thời đảm bảo an toàn cho tính mạng con người trong tình huống hoả hoạn, cung cấp các lối thoát hiểm và nơi ẩn nấp tạm thời.
Để đảm bảo hiệu quả trong hoạt động chống lửa, việc duy trì áp suất khác biệt cho cầu thang máy và cầu thang bộ là rất quan trọng, nhằm ngăn chặn khói xâm nhập từ các tầng bị cháy.
4.3.2 Nguyên lý hoạt động hệ thống hút khói hành lang
Khi hoả hoạn xảy ra, hệ thống phòng cháy chữa cháy sẽ tự động kích hoạt khi cảm biến nhiệt độ và khói phát hiện dấu hiệu cháy, dẫn đến việc quạt gió hoạt động ngay lập tức Van gió điện từ MFD mở ra tại tầng cháy trong khi các tầng khác vẫn đóng, giúp hệ thống ống gió hút khói và thải ra ngoài môi trường Đồng thời, hệ thống cảnh báo cháy nổ sẽ được kích hoạt để thông báo cho mọi người di chuyển ra lối thoát hiểm Các hệ thống này được thiết kế với áp suất âm, và khi nhiệt độ tăng cao, cầu chì trong van chặn lửa sẽ nóng chảy, làm cho van đóng lại nhằm ngăn chặn sự lan rộng của đám cháy.
4.3.3 Kiểm tra lưu lượng hút khói hành lang
Based on the project profile, to ensure safety in the event of a fire, the corridor smoke extraction flow rate is calculated according to NFPA 92A-2009 standards for smoke control systems utilizing barriers and pressure differences This standard recommends a rate of 6 Air Changes per Hour (ACH) for smoke extraction systems.
Lượng khói cần hút ra từ mỗi tầng khi có sự cố cháy được tính theo công thức sau:
L – Lưu lượng khói khi xảy ra sự cố cháy cần hút, m 3 /h;
S – Tổng diện tích hành lang của tầng cần hút khói, m 2 ; h – Chiều cao tính từ sàn nhà đến la phông, m;
ACH – Số lần trao đổi không khí trên giờ, lần/giờ
Từ công thức tính lưu lượng khói cần hút ta tính được bảng sau:
Bảng 4 5 Lưu lượng khói cần hút khi có cháy ở tầng 2
STT Tên khu vực Diện tích m
Chiều cao m ACH Lưu lượng m 3 /giờ
Dựa trên hồ sơ thiết kế, mỗi tầng của công trình sẽ được trang bị quạt và hệ thống ống gió hút khói riêng biệt Do đó, các tầng khác cũng sẽ được tính toán tương tự Kết quả tính toán cho thấy lưu lượng khói cần hút là 2400 l/s, vượt mức 300 l/s so với yêu cầu thực tế.
4.3.4 Kiểm tra kích thước ống hút khói hành lang
Chọn tầng 2 để tính toán kiểm tra kích thước ống Vì đây là tầng dễ nhất để tính tổn thất áp cho hệ thống
Q = 8640 m 3 /h = 2400 l/s = 2,4 m 3 /s Theo khuyến cáo của ASHRAE, vận tốc gió trong đường ống tối đa trong gen là 12,7 (m/s) Chọn vận tốc đi trong gen hút khói là 8 m/s
Tốc độ không khí đi trong ống:
𝜔 – Tốc độ không khí đi trong ống m/s;
L – Lưu lượng không khí đi qua ống m 3 /s;
Do đó ta tính được tiết diện gen:
Để tính toán tổn thất áp suất hiệu quả, chọn ống hút khói có kích thước 1000mm x 300mm Nhóm sẽ chỉ tính đoạn ống có tổn thất áp lớn nhất để thuận tiện cho việc tính toán Sử dụng phần mềm DuctCheckerPro để thực hiện các phép tính tương tự như khi tính kích thước ống gió tươi.
Hình 4 11 Đường ống hút khói hành lang tầng 2
Kết quả tính toán đường ống hút khói hành lang tầng 2 bằng phần mềm được thể hiện dưới Bảng 4.6
Bảng 4.6 trình bày toàn bộ các đoạn ống trong hệ thống hút khói hành lang tầng 2, với kích thước hoàn toàn khớp với thông số trong tài liệu công trình.
Bảng 4 6 Kích thước ống hệ thống hút khói hành lang Đoạn ống Lưu lượng
4.3.5 Kiểm tra cột áp của quạt hút khói hành lang
Tính tổn thất áp cho đường ống hút khói hành lang tương tự như phần tính gió tươi phía trên
Hình 4 12 Tổn thất áp suất trên đường ống hút khói tầng 2
Công thức tính tổn thất áp ma sát:
Với lưu lượng 2400 l/s và vận tốc 8 m/s, nhóm tra hình 7.24 trang 330 [1] cho ra
Tổn thất áp suất cục bộ được tính toán tương tự như tổn thất áp suất cục bộ của gió tươi Nhóm đã sử dụng phần mềm ASHRAE Duct Fitting Database để thực hiện các phép tính này, và kết quả được trình bày trong bảng dưới đây.
Bảng 4 7 Tổn thất áp suất cục bộ của hệ thống hút khói hành lang
Stt Tên chi tiết Số lượng Lưu lượng
15 Louver + Lưới chắn côn trùng 1 2400 25
Tổng tổn thất ma sát cục bộ 131
Do đó ta được tổng tổn thất áp suất của hệ thống hút khói hành lang là:
Chọn hệ số an toàn là 1,1 Từ đó ta có tổn thất áp suất cho hệ thống hút khói hành lang là 220 Pa
So với cột áp 250 Pa mà tài liệu công trình cung cấp, nhóm tính toán ra 220 Pa, thiếu 30 Pa so với giá trị công trình Mặc dù có sự chênh lệch, con số này không quá lớn và vẫn trong mức chấp nhận được.
Tổn thất áp suất đường ống hút khói hành lang các tầng còn lại sẽ được trình bày ở Phụ lục 6
Kiểm tra hệ thống hút thải toilet
4.4.1 Mục đích của hệ thống hút thải toilet Để bảo đảm không khí luôn được duy trì sạch sẽ, việc lắp đặt hệ thống hút mùi ở các phòng rác, nhà vệ sinh và những nơi có mùi khó chịu là cần thiết Điều này giúp ngăn chặn những mùi này gây ảnh hưởng đến sức khỏe và hoạt động của mọi người
- Hệ thống hút khí thải mang lại các lợi ích sau:
Để duy trì không khí trong nhà vệ sinh luôn sạch sẽ và thơm tho, cần đảm bảo không khí được lưu thông tốt và tăng cường khả năng trao đổi không khí với bên ngoài, giúp giảm thiểu mùi hôi khó chịu.
Nhà vệ sinh có độ ẩm cao, tạo điều kiện cho vi khuẩn gây hại phát triển Hệ thống hút khí thải đóng vai trò quan trọng trong việc ngăn chặn sự sinh sôi của các loại vi khuẩn này, từ đó bảo vệ sức khỏe người sử dụng.
4.4.2 Nguyên lý hoạt động hệ thống hút thải toilet
Hệ thống hút khí toilet hoạt động bằng cách quạt hút không khí và mùi từ bên trong nhà vệ sinh, sau đó thải ra ngoài qua ống gió và miệng gió trên trần Quá trình này tạo ra áp suất âm trong nhà vệ sinh, khiến không khí tươi từ bên ngoài tự động tràn vào qua cửa mở hoặc các khe hở ở cửa.
4.4.3 Kiểm tra lưu lượng hút thải toilet
Lưu lượng hút thải của nhà vệ sinh được xác định theo tiêu chuẩn ANSI/ASHRAE 62.1-2016, Bảng 6.5, trang 19 Để tính toán lưu lượng này, cần nhân số lượng bàn cầu và bàn tiểu với lưu lượng cần thiết cho mỗi thiết bị, cụ thể là 25 l/s cho mỗi bàn cầu hoặc bàn tiểu trong nhà vệ sinh công cộng Nhóm sẽ thực hiện tính toán đại diện cho tầng 2 để thuận tiện trong việc xác định lưu lượng tổng.
Bảng 4 8 Kết quả tính toán lưu lượng hút thải toilet tầng 2
Nhóm chúng em đã so sánh tài liệu cung cấp cho công trình với 17 units và lưu lượng quạt hút thải là 450 l/s Kết quả tính toán của chúng em cho 17 units là 425 l/s, cho thấy sai lệch không đáng kể Do đó, nhóm em quyết định sử dụng lưu lượng quạt hút thải toilet là 425 l/s.
4.4.4 Kiểm tra kích thước ống gió hút thải toilet
Hình 4 13 Đường ống hút thải toilet tầng 2
Lưu lượng hút tổng là 425 l/s = 1530 m 3 /h = 0,425 m 3 /s
Vận tốc đi trong ống gió thải được Ashrae khuyến cáo là 12,7 m/s Chọn vận tốc là 5 m/s
Vậy tiết diện của ống gió thải là:
𝜔 – Tốc độ không khí đi trong ống, m/s;
L – Lưu lượng không khí đi qua ống, m 3 /s;
Chọn kích thước ống gió thải 400x250 mm x mm
Chúng tôi sẽ sử dụng phần mềm DuctCheckerPro để tính toán các đoạn ống còn lại của tầng 2, tương tự như các phần đã thực hiện trước đó Kết quả tính toán được trình bày trong Bảng 4.9.
Bảng 4.9 thể hiện tất cả các đoạn ống được tính ra, đều khớp với số liệu công trình cung cấp
Bảng 4 9 Kết quả tính toán kích thước ống gió thải toilet Đoạn ống Lưu lượng
4.4.5 Kiểm tra cột áp của quạt hút thải toilet
Tính tổn thất áp suất cho đường ống hút thải toilet tương tự như phần tính gió tươi phía trên
Hình 4 14 Tổn thất áp suất trên đường ống hút thải toilet tầng 2
Tổn thất áp suất ma sát:
Công thức tính tổn thất áp ma sát:
Với lưu lượng 425 l/s và vận tốc 5 m/s, nhóm tra hình 7.24 trang 330 [1] cho ra
Tổn thấp áp suất cục bộ:
Nhóm em sẽ sử dụng phần mềm ASHRAE Duct Fitting Database để tính toán tổn thất áp suất cục bộ trong hệ thống cấp gió tươi Kết quả tính toán được trình bày trong bảng dưới đây.
Bảng 4 10 Tổn thất áp suất cục bộ của hệ thống ống gió hút thải toilet tầng 2
Stt Tên chi tiết Số lượng Lưu lượng
Tổng tổn thất áp suất cục bộ 68
Do đó ta được tổng tổn thất áp suất của hệ thống hút thải toilet là:
Chọn hệ số an toàn là 1,1 Từ đó ta có tổn thất áp suất cho hệ thống hút khói hành lang là 124 Pa
Nhận xét cho thấy rằng cột áp của quạt mà tài liệu công trình cung cấp là 100 Pa, trong khi nhóm em tính toán ra được 124 Pa, chênh lệch 24 Pa Mặc dù có sự khác biệt, nhưng con số này không quá lớn so với thông số của công trình.
Tổn thất áp suất đường ống gió hút thải toilet các tầng còn lại sẽ được nhóm em trình bày ở Phụ lục 6
DỰNG REVIT
Tổng quan về Revit
Phần mềm Revit là công cụ quan trọng trong việc tạo mô hình 3D cho các dự án xây dựng, đặc biệt trong lĩnh vực điều hòa không khí (HVAC) Với khả năng áp dụng cho các công trình lớn và phức tạp, Revit giúp thể hiện các thiết bị hiện đại như FCU và máy lạnh cassette một cách dễ dàng hơn so với việc sử dụng bản vẽ autocad 2D Sự kết hợp giữa Revit và autocad không chỉ tạo ra những bản vẽ đẹp mà còn mang tính thực tế cao, làm cho Revit ngày càng trở nên phổ biến trong ngành xây dựng.
Dự án xây dựng Bệnh viện Đa khoa Tâm Trí Nha Trang là một ví dụ điển hình về việc ứng dụng Revit, với hệ thống HVAC phức tạp và kiến trúc khác nhau cho từng tầng Bệnh viện bao gồm 197 phòng, đáp ứng đầy đủ tiêu chuẩn của một cơ sở y tế quốc gia và được khánh thành vào năm 2014, với thiết bị hiện đại Việc thiết kế các hệ thống điện và HVAC đòi hỏi sự cẩn trọng để đảm bảo an toàn và thẩm mỹ cho toàn bộ công trình.
Với những yêu cầu này, việc sử dụng phần mềm Revit là một lựa chọn hoàn hảo
Chúng tôi đã quyết định sử dụng Revit để thiết kế kiến trúc và hệ thống HVAC cho tòa nhà bệnh viện Đa khoa Tâm trí Nha Trang, nhờ vào khả năng dựng mô hình 3D nhanh chóng và đẹp mắt, cùng với việc hỗ trợ làm việc đồng thời trên nhiều hệ thống.
Mặc dù phần mềm này sở hữu nhiều ưu điểm, nhưng cũng tồn tại một số hạn chế đáng chú ý Việc tạo hình (family) cho những đối tượng phức tạp với cấu trúc cong, uốn lượn gặp nhiều khó khăn Thêm vào đó, để thành thạo ứng dụng tạo hình 3D này, người dùng cần đầu tư nhiều thời gian Ngoài ra, khi thiết kế trên các phần mềm khác như AutoCAD hay Navisworks và đồng bộ với Revit, người dùng có thể gặp phải một số lỗi, gây cản trở cho quá trình làm việc.
Sử dụng phần mềm trong dựng hình
5.2.1 Dựng hình kiến trúc Đối với phần dựng mô hình tổng quan của bệnh viện yêu cầu phải có những vật liệu quan trọng như: dằm, tường, kính, cột, trần la phông, nền nhà và các vật liệu thêm thẩm mĩ như cửa, cửa sổ Công trình bệnh viện này cao khoảng 43m và diện tích sàn
Mỗi tầng có diện tích lên tới trên 1000m², do đó việc dựng hình cần phải chính xác để đảm bảo các hệ thống được thể hiện đúng đắn trong công trình, mang tính thực tế cao.
Hình 5 1 Dựng hình tổng thể bệnh viện
5.2.2 Dựng hình hệ thống HVAC cho công trình
Bệnh viện đa khoa tâm trí Nha Trang là một công trình lớn với hệ thống điều hòa không khí đa dạng, bao gồm nhiều loại thiết bị và công suất khác nhau, nhằm đảm bảo không khí tối ưu cho từng phòng Hệ thống HVAC tại tầng 4 được trang bị 5 máy điều hòa âm trần nối ống gió (FCU), 4 điều hòa âm trần (cassette), 3 AHU cùng với các ống gas và ống nước được phân loại rõ ràng Các thiết bị ống gió cũng được lắp đặt đầy đủ, bao gồm ống gió cấp, ống gió hồi, ống gió tươi, ống gió hút khói và tăng áp cầu, tạo nên một hệ thống thông gió hiệu quả cho bệnh viện.
Hệ thống dàn nóng và ống gas được trình bày trong hình 5.3, với cái nhìn từ trên xuống Hình ảnh này cho thấy tổng thể cấu trúc của hệ thống mà không bao gồm phần trunking.
Revit mang lại sự tiện lợi vượt trội trong thiết kế hệ thống, giúp giảm thiểu xung đột và thể hiện chi tiết màu sắc Điều này không chỉ giảm sai sót trong quá trình thi công mà còn nâng cao tính thẩm mỹ và dễ nhìn cho bản vẽ.
Hình 5 2 Hệ thống thông gió và điều hòa không khí tầng 4
Hình 5 3 Dàn nóng và ống gas
Với khoản đầu tư gần 16 tỷ đồng, hệ thống điều hòa không khí và thông gió được trang bị thiết bị hiện đại và bền bỉ Hệ thống VRV bao gồm 11 dàn nóng và 220 dàn lạnh, đảm bảo công suất hoạt động hiệu quả trong những ngày cao điểm và điều kiện khí hậu khắc nghiệt Sử dụng phần mềm Revit, chúng ta có thể thiết kế những hệ thống này một cách chính xác, thẩm mỹ và giảm thiểu xung đột ở mức cao nhất.
Hình 5 4 Tổng thể hệ thống HVAC