Hồ Chí Minh, tháng 7/2024 TÍNH TOÁN KIỂM TRA VÀ DỰNG MÔ HÌNH 3D HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ, THÔNG GIÓ CHO TÒA NHÀ GREEN STAR BẰNG PHẦN MỀM REVIT... Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2024 ĐỀ TÀI
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ
Tổng quan ĐHKK
1.1.1 Khái niệm Điều hòa không khí là quá trình kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm trong không gian kín Ngoài ra điều hòa không khí còn giúp duy trì chất lượng không khí thích hợp cho các hoạt động của con người
1.1.2 Giới thiệu về một số hệ thống ĐHKK đang có trên thị trường
Có nhiều loại hệ thống điều hòa không khí phù hợp với công năng, diện tích và thẩm mỹ của từng dự án Các hệ thống này được phân chia thành ba loại chính: hệ thống điều hòa không khí cục bộ, hệ thống Multi và hệ thống điều hòa không khí trung tâm.
1.1.2.1 Hệ thống ĐHKK cục bộ Đây là hệ thống điều hòa bao gồm một dàn nóng một dàn lạnh tách biệt và được ghép lại với nhau bằng các đoạn ống đồng và dây điện, bao gồm một số dòng máy như điều hòa dạng tủ đứng, điều hòa kiểu treo tường
Hình 1.1 Hình ảnh hệ thống ĐHKK dạng cục bộ
Hệ thống này cho phép một dàn nóng kết nối với nhiều dàn lạnh thông qua các ống đồng riêng biệt, mang lại hiệu quả làm lạnh tối ưu cho các gia đình có nhiều phòng hoặc chung cư nhỏ.
Hệ thống điều hòa không khí trung tâm là giải pháp phân phối lạnh hiệu quả cho toàn bộ căn nhà, bao gồm một dàn nóng kết nối với nhiều dàn lạnh, từ 6 đến 64 dàn lạnh.
Hệ thống này thích hợp dùng cho các dự án có công năng lớn như trung tâm thương mại, khách sạn…
Hình 1.3 Hình ảnh hệ thống ĐHKK trung tâm
3 Đối với hệ điều hoà này, trên thị trường thường có những hệ như:
+ Hệ thống ĐHKK VRV/VRF (Variable Refrigerant Volume/Flow)
Hệ thống này hoạt động bằng cách chuyển đổi chất tải lạnh giữa các cục nóng và dàn lạnh qua ống dẫn khí Quá trình này giúp xử lý không khí và cung cấp đến các khu vực cần sử dụng thông qua hệ thống ống dẫn.
Hình 1.4 Hình ảnh ĐHKK trung tâm VRV Daikin
Hệ thống này được thiết kế để làm lạnh thực phẩm và đồ vật, đồng thời sản xuất nước lạnh cho hệ thống điều hòa không khí trung tâm Đặc biệt, hệ thống sử dụng nước làm chất tải lạnh, mang lại hiệu quả cao trong quá trình làm lạnh.
Hệ thống này thường được áp dụng cho các trung tâm mua sắm lớn, nhà máy sản xuất hoặc các công trình có diện tích sàn trên 20.000m 2
Hình 1.5 Hình ảnh hệ thống ĐHKK trung tâm Chiller 1.1.3 Ưu, nhược điểm của từng loại hệ thống ĐHKK
1.1.3.1 Hệ thống ĐHKK cục bộ
Có thiết kế thẩm mỹ cao, tạo không gian bên trong của căn phòng thêm ấn tượng và đẹp mắt
Lắp đặt nhanh chóng, đơn giản và sử dụng dễ dàng Đa dạng kiểu dáng, mẫu mã và có nhiều thương hiệu
Bảo dưỡng độc lập giúp hệ thống hoạt động hiệu quả mà không bị ảnh hưởng lẫn nhau Đầu tư vào bảo trì có chi phí thấp với nhiều mức giá và phân khúc đa dạng, phù hợp với nhu cầu của từng khách hàng.
- Nhược điểm Ảnh hưởng đến vẻ đẹp ngoại thất Dàn nóng có tuổi thọ không cao vì phải lắp đặt ngoài trời
Nếu bảo dưỡng tốt và thường xuyên thì có thể sử dụng đến 10 năm
Hiệu quả làm lạnh không cao và không đồng đều với không gian lớn, chỉ thích hợp có diện tích vừa và nhỏ
Không gian ít, tiết kiệm nhiều không gian
Tiết kiệm ngân sách vật tư lắp đặt
Sử dụng độc lập mỗi dàn lạnh, tuỳ chỉnh nhiệt độ theo ý muốn
Dàn lạnh đa dạng, phong phú
Bền bỉ với thời gian
Thương hiệu mẫu mã Multi không nhiều
Lãng phí điện nếu không sử dụng
Khó sửa chữa khi gặp sự cố
1.1.3.3 Hệ thống ĐHKK trung tâm
+ Hệ thống đhkk trung tâm VRV
- Ưu điểm Ống gas dài lên tới 1000 m
Có công suất dàn lạnh lớn có khi lên đến 140% công suất dàn lạnh tương thích Tuổi thọ và độ bền cao
Thích hợp cho những khu vực có không gian lớn
Quản lí và quy trình vận hành khó Nên kĩ thuật người lắp vận hành phải có chuyên môn cao
Nguy cơ dẫn đến rò rỉ môi chất lạnh lớn
Với đường ống nước gọn nhẹ, sẽ lắp đặt dễ dàng cho những khu nhà cao tầng và trung tâm
Công suất lạnh của nó cũng không bị hạn chế
Môi chất lạnh được vận chuyển trong hệ thống Water Chiller đơn giản hơn rất nhiều so với VRV, điều này làm cho việc kiểm soát dễ hơn
Điều hòa trung tâm Water Chiller sử dụng nước giải nhiệt có nhược điểm là cần lắp đặt tại vị trí có nguồn nước dồi dào và yêu cầu cung cấp nước bù trong suốt quá trình hoạt động Để hệ thống hoạt động hiệu quả và bền bỉ, việc sử dụng bộ lọc nước trước khi đưa vào hệ thống là rất quan trọng Hệ thống này yêu cầu người vận hành có chuyên môn và kiến thức cao để đảm bảo hoạt động trơn tru Bảo trì và vệ sinh định kỳ là cần thiết, đồng thời chi phí đầu tư cho thiết bị và hệ thống phụ trợ cũng khá lớn Đối với điều hòa trung tâm Water Chiller sử dụng gió, hiệu suất làm mát kém hơn so với loại dùng nước, và cũng cần bảo dưỡng vệ sinh thường xuyên.
Mục tiêu của đề tài và tổng quan sơ lược về dự án
1.2.1 Mục tiêu của đề tài
Để đảm bảo hiệu suất tối ưu của hệ thống trong các điều kiện thời tiết khác nhau, cần áp dụng các phương pháp tính toán và kiểm tra Việc này giúp đánh giá và xác nhận khả năng hoạt động của hệ thống trong không gian bên trong.
So sánh số liệu giữa tính toán kiểm tra và tính toán thực tế giúp rút ra những kết luận quan trọng cho công trình Từ đó, có thể đề xuất các giải pháp phù hợp nhằm cải thiện hiệu quả và độ chính xác trong quá trình thi công.
1.2.2 Tổng quan về dự án
Tòa nhà L’ MAK Phạm Ngọc Thạch (Green Star Building) tọa lạc tại số 70 đường Phạm Ngọc Thạch, trung tâm Quận 3, với kết cấu 13 tầng nổi và 1 tầng hầm, tổng diện tích 2500m² Tòa nhà được trang bị 2 thang máy tốc độ cao, hệ thống điều hòa trung tâm cùng nhiều tiện ích khác, rất phù hợp cho các doanh nghiệp đa dạng.
Hình 1.6 Hình ảnh tòa nhà Green Star
TÍNH TOÁN, KIỂM TRA TẢI LẠNH CỦA CÔNG TRÌNH
Số liệu ban đầu
Công trình Green Star Building, tọa lạc tại 70 Phạm Ngọc Thạch, Thành Phố Hồ Chí Minh, Việt Nam, chủ yếu phục vụ cho mục đích văn phòng Dựa vào TCVN 5687:2010 về thông gió và điều hòa không khí, cùng với các phụ lục A, B và Bảng A1, việc sử dụng đồ thị t-d đã giúp xác định các thông số không khí bên trong và bên ngoài công trình.
+ Thông số khí hậu mùa hè ngoài trời của công trình:
+ Thông số khí hậu mùa hè bên trong của công trình:
Nghiên cứu, xem xét vào các số liệu, bản vẽ mà nhà đầu tư cung cấp, tra được các thông số sau:
Bảng 2.1 Thông số của tòa nhà
Tầng Khu vực Diện tích
Trình bày mô hình, dự án 115,8 2,7 312,66 Điều khiển 5,0 2,7 13,5
Tính tải lạnh bằng phương pháp Carrier
Hiện nay, có hai phương pháp phổ biến để tính toán tải lạnh cho công trình: phương pháp truyền thống và phương pháp Carrier Trong đó, phương pháp Carrier được ưa chuộng vì không cần lập sơ đồ điều hòa Đối với công trình 70PNT, nhóm chúng tôi sẽ sử dụng phương pháp Carrier để đánh giá nhiệt thừa và ẩm thừa.
Phương pháp Carrier có phương trình cân bằng tổng quát sau đây:
∑ Q ht : Tổng các nhiệt hiện thừa, (W);
∑ Q ht : Tổng các nhiệt ẩn thừa, (W)
Tính toán nhiệt của phương pháp Carrier được biểu hiện qua sơ đồ hình 2.1 sau đây
Quản lí và phát triển 55 2,7 148,5
Khu bếp và hội trường 65 2,7 175,5
Hình 2.1 Sơ đồ nguồn nhiệt tổn thất theo Carrier 2.2.1 Nhiệt hiện bức xạ qua kính Q 11
Công trình 70PNT chủ yếu sử dụng cửa kính thẳng đứng với diện tích mặt ngoài lắp kính dày Lượng nhiệt bức xạ được xác định thông qua công thức tính toán cụ thể.
Q 11 = n t Q′ 11 , W ( 2.2 ) Với n t – Là hệ số tác dụng tức thời
Q′ 11 = FR T ε c ε đs ε mm ε kh ε m ε r , W (2.3) Với
Q′ 11 - Lượng nhiệt bức xạ tức thời qua kính vào phòng, W;
F - Diện tích kính cửa sổ, m 2 ;
Nhiệt mặt trời bức xạ qua cửa kính, được đo bằng W/m² Do công năng là văn phòng làm việc, quá trình điều hòa không gian diễn ra trong 10 tiếng (từ 8h đến 18h), do đó lượng nhiệt bức xạ có thể lấy là R T = R Tmax.
13 ε c - Hệ số đưa ra ảnh hưởng của độ cao so với mặt nước biển Được xác định qua biểu thức sao đây: ε c = 1 + H
Công trình nằm ở Tp.HCM với độ cao 19m so với mặt nước biển, khoảng cách này không đáng kể, vì vậy chọn ε c ≈ 1 Hệ số ε đs phản ánh sự khác biệt giữa nhiệt độ đọng sương của không khí ngoài trời và không khí trên bề mặt nước biển, được tính theo công thức: ε đs = 1 −(t s − 20).
10 × 0,13 (2.5) Với t s = 23,9℃ được tra từ t N = 36℃ thông qua đồ thị t-d, áp dụng biểu thức trên ta được ε đs = 1 − (23,9−20)
Hệ số ε mm ảnh hưởng đến mây mù tại TP.HCM, với giá trị ε mm = 1 do ít mây và nhận lượng nhiệt tối đa từ bức xạ (tài liệu [1], trang 143) Hệ số ε kh thể hiện ảnh hưởng của khung cửa, xác định ε kh = 1,17 từ bản vẽ sử dụng khung kim loại (tài liệu [1]) Đối với kính, hệ số ε m được xác định là 0,34 cho kính RS20 (tài liệu [1], trang 153) Hệ số ε r phản ánh tác động của màn che đến kính cơ bản, với ε r = 1 do kính RS20 không giống kính cơ bản Do đó, nhiệt bức xạ qua kính không phải kính cơ bản được biểu diễn bằng R K thay vì R T, dẫn đến sự thay đổi trong biểu thức tính toán.
Kính RS20 được sử dụng trong công trình theo tài liệu [1], trang 153, với các thông số kỹ thuật quan trọng như 𝛂 𝐤 = 0,44, 𝛒 𝐤 = 0,44 và 𝛕 𝐤 = 0,12, đại diện cho các hệ số hấp thụ, phản xạ và xuyên qua của kính.
Rèm cửa mành màu trung bình được công trình sử dụng nên ta tra được các thông số
𝛂 𝐦 = 𝟎, 𝟓𝟖; 𝛒 𝐦 = 𝟎, 𝟑𝟗; 𝛕 𝐦 = 𝟎, 𝟎𝟑 lần lượt là hệ số hấp thụ, phản xạ, xuyên qua
R N - Nhiệt bức xạ ảnh hưởng mặt kính ở bên ngoài Xét cho khu vực khách hàng 1 tầng
2 có tường kính hướng Tây Nam, R N được xác định qua biểu thức sau:
Tp.HCM tọa lạc tại vị trí 10°10' – 10°38' Bắc và 106°22' – 106°54' Đông, với tháng 4 là tháng có nhiệt độ trung bình cao nhất Do đó, giá trị R Tmax được tính toán và lập thành biểu đồ.
Bảng 2 2 Lượng bức xạ mặt trời lớn nhất R Tmax
Hướng R Tmax ( W/m 2 ) Đông 514 Đông Nam 296 Đông Bắc 410
Xét cho không gian khách hàng 1 tầng 2 có tường kính hướng Tây Nam, R Tmax = 296 (W/m 2 ), dựa vào biểu thức (2.7) ta có được kết quả R N = 336,4 (W/m 2 )
Qua bảng 2.2 Lượng bức xạ mặt trời lớn nhất R Tmax qua kính, dựa vào biểu thức (2.7) ta thiết lập được bảng 2.3
Bảng 2 3 Nhiệt bức xạ bên ngoài kính R N
Hướng R N (W/m 2 ) Đông 584,1 Đông Nam 336,4 Đông Bắc 465,9
Theo biểu thức (2.6), xét không gian khách hàng 1, tầng 2 có tường kính hướng Tây Nam:
Dựa vào bảng 2.3 và biểu thức (2.6), lượng nhiệt bức xạ qua kính không phải kính cơ bản được ta thiết lập qua bảng 2.4
Bảng 2 4 Nhiệt bức xạ qua kính không phải kính cơ bản R K
Xét không gian khách hàng 1, tầng 2 có tường kính hướng Tây Nam, có diện tích kính 15,9 m 2
Bảng nhiệt bức xạ mặt trời qua kính Q′ 11 được tổng hợp trong phụ lục 1 Hệ số tác động tức thời n t được xác định theo tài liệu [1] với công thức n t = f(g s), trong đó g s là mật độ diện tích trung bình của toàn bộ kết cấu bao che, tính bằng kg/m².
Giá trị g s được xác định : g s = G ′ + 0,5 × G "
Hướng R K (W/m 2 ) Đông 164,7 Đông Nam 94,88 Đông Bắc 131,4
G’ - Khối lượng sàn nằm trên mặt đất và tường có mặt ngoài tiếp xúc với bức xạ mặt trời, kg;
G” - Khối lượng sàn không nằm trên mặt đất và tường có bức xạ mặt trời không ảnh hưởng đến mặt ngoài, kg;
Dựa vào trang 164 tài liệu [ 1 ], ta xác định được mật độ khối lượng kết cấu tường bao: Khối lượng 1m 2 nền bê tông dày 450mm: 0,45 m × 2400 kg/m 3 = 1080 kg/m 2
Khối lượng 1m 2 tường loại gạch thông thường có độ dày 200mm: 0,2 m × 1800 kg/m 3
Khối lượng 1m 2 tấm ốp thạch cao 80mm: 0,08m × 1000 kg/m 3 = 80 kg/m 2
Giả sử với khu vực khác hàng 1, tầng 2 có diện tích nền 112 m 2 , có nền bê tông dày 450mm, tường dày 200mm g s =G′+0,5×G"
Vì g s > 700, tra bảng 4.6 tài liệu [1] ta được giá trị hệ số tức thời sau:
Hướng Đông Nam Đông Bắc Tây Nam Tây Bắc n t 0,64 0,54 0,66 0,61
Vậy khu vực khách hàng 1, tầng 2 hướng Tây Nam có giá trị Q 11 là:
Tương tự cách tính như trên, ta tổng hợp được lượng nhiệt bức xạ qua kính Q 1 ở phụ lục số 2
2.2.2 Nhiệt bức xạ qua mái Q 21 Đối với bức xạ mặt trời qua mái được chia thành 3 dạng dưới đây:
- Dạng 1: Khu vực tính toán điều hòa nằm giữa các tầng có điều hòa Khi đó Q 21 = 0 vì không có sự chênh lệch nhiệt độ
- Dạng 2: Khu vực tính toán điều hòa ở vị trí dưới tầng không sử dụng điều hòa Khi đó
17 k - Hệ số dẫn nhiệt qua mái Vì công trình có trần bê tông dày 150mm, trần giả bằng thạch cao dày 12mm Ta chọn k = 1,67 (W/(m 2 K) ) theo tài liệu [1], trang 162;
∆t - sự khác nhau giữa nhiệt độ ngoài trời và nhiệt độ trong phòng sử dụng điều hòa,
Trong bài viết này, chúng ta xem xét biểu thức ∆t = 0,5 (t N − t T), trong đó t N là nhiệt độ bên ngoài không gian điều hòa và t T là nhiệt độ bên trong không gian sử dụng điều hòa Đối với khu vực văn phòng, chúng ta chọn nhiệt độ bên trong t T là 24℃.
Tầng mái chịu tác động từ bức xạ mặt trời và sự chênh lệch nhiệt độ giữa bên trong và bên ngoài tòa nhà Việc tính toán chính xác lượng nhiệt này khá phức tạp, do đó, có thể sử dụng biểu thức dưới đây để xác định gần đúng lượng nhiệt.
Q 21 = k × F × ∆t tđ Xét công trình 70PNT gồm:
Khu vực hầm B1 đến tầng 11 có tiếp xúc với không gian có điều hoà nằm giữa không gian điều hòa khác nên Q 21 = 0 do ∆t = 0
Tầng thượng nằm dưới tầng mái không có không gian điều hòa nên khu vực ăn tối VIP tầng thượng có
2.2.3 Nhiệt hiện dẫn qua tường bao Q 22
Nhiệt truyền qua kết cấu bao che bao gồm 3 thành phần: nhiệt truyền qua tường,qua cửa và qua kính
Kết cấu tường bao gồm 3 lớp: 2 lớp vữa, 1 lớp gạch Được biểu hiện dưới hình 2.2
Hình 2.2 Kết cấu của tường
F t - Tiết diện bề mặt tường m 2
∆t – Là sự chênh lệch về nhiệt độ trong và ngoài tường, ℃ Có 3 trường hợp:
+ Đối với tường được không khí bên ngoài trực tiếp tiếp xúc thì ∆t = t N − t T
+ Đối với tường nằm giữa 2 không gian sử dụng điều hòa thì ∆t = 0
Đối với tường ngăn cách giữa hai không gian, khi chỉ một không gian sử dụng điều hòa, chênh lệch nhiệt độ ∆t được tính bằng 0,5(t N − t T) Hệ số truyền nhiệt qua kết cấu bao che, ký hiệu là k t, được tính toán với giá trị k t = 1 (W/(m².K)).
Hệ số tỏa nhiệt ở mặt ngoài của tường, ký hiệu là α N, có giá trị 20 W/(m² K) khi tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài và 10 W/(m² K) khi tiếp xúc gián tiếp Hệ số tỏa nhiệt phía trong tường được ký hiệu là α T và có giá trị 10 W/(m² K).
R i - Nhiệt trở dẫn nhiệt lớp vật liệu thứ I của tường, m 2 K/W; δ i - Độ dày lớp vật liệu thứ i, m; λ i - Hệ số dẫn nhiệt lớp vật liệu thứ i, W/(m K)
Dựa vào bảng 4.11/trang 164 tài liệu [1], ta tra được thông số vật liệu tường và lập được bảng 2.5
Bảng 2 5 Thông số dẫn nhiệt của tường bao (200mm)
Thông số Vữa trộn Gạch với vữa trộn
Vữa trộn λ ( W/ (m K)) 0,93 0,81 0,93 δ ( m ) 0,015 0,17 0,015 Đối với tường trực tiếp tiếp xúc với không khí bên ngoài thì k t được xác định như sau: k t = 1
= 2,55 W/(m 2 K) Đối với tường nằm giữa 2 không gian, trong đó chỉ có 1 không gian sử dụng điều hòa thì k t được xác định như sau: k t = 1
Tổn thất nhiệt tại khu vực khách hàng 1, tầng 2 với diện tích tường tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài là 66,55 m², khi nhiệt độ trong phòng là 24℃ và nhiệt độ ngoài trời là 36℃.
Tương tự cách tính như trên, ta tổng hợp được lượng nhiệt truyền qua tường ở phụ lục
2.2.3.2 Nhiệt dẫn qua cửa ra vào Q 22c
∆t - Sự khác nhau về nhiệt độ trong và ngoài phòng có điều hoà, đối với cửa nằm giữa
2 vị trí sử dụng điều hòa thì không có sự chênh lệch nhiệt độ;
20 k c - Hệ số dẫn nhiệt qua cửa Công trình sửa dụng cửa có cách nhiệt và chống cháy EI60 ta có k = 0,67 W/(m 2 K)
Xét khu vực khách hàng 2, tầng 2 có diện tích cửa ra vào là 4 (m 2 ) Chênh lệch nhiệt độ giữa trong và ngoài khu vực là ∆t = t N − t T = 36 − 24 = 12(℃)
Tương tự cách tính như trên, ta tổng hợp được lượng nhiệt truyền qua cửa ở phụ lục 4
2.2.3.3 Nhiệt dẫn qua kính cửa sổ Q 22k
Nhiệt dẫn qua kính cửa sổ tính toán qua công thức sau:
F k - Tiết diện kính cửa sổ, m 2 ;
∆t - Sự khác nhau về nhiệt độ giữa trong và ngoài nhà; k k - Hệ số dẫn nhiệt qua kính cửa sổ, W/ m 2 K
Vì tòa nhà không có cửa sổ nên Q 22k = 0
Nhiệt truyền qua nền Q 23 được xác định qua biểu thức sau:
Để xác định hiệu nhiệt độ giữa bên ngoài và bên trong (∆t) cũng như hệ số truyền nhiệt qua nền (k), chúng ta xem xét sàn bê tông dày 150 mm, có lớp vữa 25 mm và lát gạch vinyl 3 mm Theo tài liệu [1] trang 167, hệ số k được chọn là 2,78 W/(m² K).
Có 3 trường hợp để tính nhiệt truyền qua nền Q 23 :
- Trường hợp 1: Nền được đặt tại vị trí trên mặt đất, khi đó hệ số k được lấy theo sàn bê tông có độ dày 150 mm và ∆ t = t N − t T
Trong trường hợp 2, khi nền được đặt ở vị trí trên phòng không sử dụng điều hòa, nhiệt độ không gian sẽ bằng trung bình giữa nhiệt độ ngoài trời và trong nhà Do đó, công thức tính chênh lệch nhiệt độ được xác định là ∆t = 0,5(t N − t T ).
Tổng hợp phụ tải lạnh của tòa nhà theo cách tính Carrier
Dựa trên các số liệu đã chọn và công thức đã trình bày, nhóm chúng tôi đã tính toán các tổn thất nhiệt và thu được bảng tổng hợp tải lạnh cho từng không gian sử dụng điều hòa trong tòa nhà, như thể hiện trong bảng 2.8 dưới đây.
Bảng 2 8 Tải lạnh cho mỗi không gian của tòa nhà bằng cách tính Carrier
Trình bày mô hình dự án
Nghiên cứu thị trường 103,7 423,42 1926,23 425,04 0 1132,6 4,01 VIP 1 69,14 88,74 858,91 425,04 0 1132,6 2,57 VIP 2 69,14 88,74 858,91 425,04 0 1132,6 2,57 Phòng họp 90,89 99,14 2529,4 739,68 0 2370,48 5,83
Kiểm tra và phân tích sơ đồ điều hòa không khí
2.4.1 Tổng quan về sơ đồ ĐHKK
Sơ đồ ĐHKK có nhiệm vụ thể hiện quá trình biến đổi của không khí trên đồ thị ẩm đồ t-d Đồ thị ẩm đồ, hay còn gọi là đồ thị t-d, là một công cụ quan trọng trong việc phân tích và hiểu rõ các đặc tính của không khí.
Quản lí và phát triển 241,98 833,12 6762,83 1479,36 0 3964,12 13,28
Khu bếp và hội trường 138,27 294,58 1939,2 2561,28 0 8466 13,4
Trong quá trình xác định trạng thái không khí trên biểu đồ ẩm, có 33 yếu tố không thể thiếu, đóng vai trò quan trọng trong việc xác định các bước xử lý và hiệu suất cần thiết để đưa không khí đến trạng thái yêu cầu trước khi vào phòng Sơ đồ điều hòa không khí được hình thành từ ba yếu tố chính: đặc điểm tòa nhà, điều kiện môi trường khí hậu tại vị trí công trình, và nhu cầu về tiện ích, tiện nghi sử dụng hoặc công nghệ mong muốn Nếu kết quả tính toán cân bằng nhiệt không đáp ứng yêu cầu vệ sinh, cần thiết phải làm nóng không khí đến nhiệt độ đảm bảo vệ sinh trước khi đưa vào phòng.
Các thông số trên đồ thị ẩm đồ rất quan trọng trong việc tính toán tải lạnh và lựa chọn công suất cho các thiết bị như PAU, AHU và FCU Đồ thị này hỗ trợ kỹ sư trong việc hiểu rõ điều kiện không khí, từ đó áp dụng các giải pháp phù hợp nhằm kiểm soát hệ thống điều hòa không khí, đảm bảo môi trường làm việc an toàn và thoải mái.
Tùy thuộc vào mục đích sử dụng của tòa nhà và mức độ cần thiết của hệ thống ĐHKK mà có ba kiểu sơ đồ:
Sơ đồ thẳng trong hệ thống điều hòa không khí cho phép bộ xử lý ẩm nhận không khí từ bên ngoài tòa nhà, sau đó đưa vào không gian sử dụng và thải ra ngoài mà không thu hồi không khí Phương pháp này đơn giản và hiệu quả, giúp loại bỏ hầu hết mùi hôi và chất ô nhiễm, đảm bảo không gian điều hòa luôn trong lành.
Sơ đồ điều hoà không khí một cấp cho phép hồi lại không khí từ phòng sử dụng và hòa trộn với không khí tươi từ bên ngoài, giúp tận dụng nhiệt lượng đã sử dụng Loại sơ đồ này được ưa chuộng nhờ tính linh hoạt, đảm bảo điều kiện vệ sinh, dễ vận hành và tiết kiệm chi phí đầu tư.
Sơ đồ tuần hoàn không khí hai cấp cho phép điều chỉnh nhiệt độ không khí đưa vào phòng, trong khi sơ đồ tuần hoàn một cấp được áp dụng cho tòa nhà này nhằm tận dụng nhiệt từ gió hồi Sơ đồ một cấp không yêu cầu độ chính xác cao về chế độ nhiệt ẩm, giúp tăng hiệu quả kinh tế và đáp ứng tốt yêu cầu của hệ thống điều hòa không khí cho dự án.
Hình 2.3 Sơ đồ điều hòa không khí tuần hoàn một cấp
Cửa gió tươi và cửa gió hồi là hai thành phần quan trọng trong hệ thống thông gió, giúp điều chỉnh không khí trong không gian hòa trộn Bộ trao đổi nhiệt và quạt thổi đóng vai trò chính trong việc duy trì nhiệt độ lý tưởng cho phòng cần làm mát Đường ống gió cấp và cửa gió cấp cung cấp không khí tươi mới, trong khi quạt hút và đường ống gió hồi giúp loại bỏ gió thải, đảm bảo không khí trong phòng luôn được lưu thông và trong lành.
*Nguyên lí hoạt động của sơ đồ ĐHKK một cấp:
Không khí bên ngoài ngôi nhà (gió tươi) ở trạng thái N (t N, φ N) được hòa trộn với không khí hồi từ trong phòng T (t T, φ T) với lưu lượng L T Tổng lượng không khí hòa trộn L P + L T sau đó tiếp tục đi qua FCU để được xử lý đến trạng thái mong muốn.
Không khí được cung cấp vào phòng qua miệng thổi ở trạng thái O ((t O , φ O )) Tại đây, không khí có trạng thái V (t V , φ V ) nhận nhiệt và độ ẩm thừa, sau đó chuyển đổi sang trạng thái T (t T , φ T ) Sau khi sử dụng, một phần không khí sẽ được thải ra qua ống gió thải, trong khi phần còn lại được hồi về với lưu lượng L T để hòa trộn với không khí ngoài trời (gió tươi), tiếp tục quá trình tuần hoàn trong không gian điều hòa.
2.4.2 Tính toán sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp mùa hè
Các bước thực hiện tính toán sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp như sau:
- Tính tổng lượng nhiệt hiện, nhiệt ẩn trong phòng và gió tươi bên ngoài đưa vào
- Tính tổng lượng nhiệt hiện và nhiệt ẩn (Q h và Q â )
- Tính tổng lượng nhiệt Q 0 bao gồm nhiệt hiện và ẩn
- Tính hệ số bypass ε BF
- Xác định các nút G, nút T, nút N tương ứng với điểm gốc, không khí trong không gian điều hòa, gió tươi
- Tính hệ số RSHF, GSHF, ESHF từ ε hf , ε ht , ε hef
- Nút S là giao điểm giữa đường song song với ESHF từ nút T cắt φ = 1
- Nút C là giao điểm giữa đường song song với GSHF từ nút S cắt đoạn NT
- Nút V là giao điểm giữa đường song song với RSHF từ nút T cắt SC
- Kiểm tra điều kiện vệ sinh
2.4.2.1 Điểm gốc và hệ số nhiệt hiện SHF , 𝛆 𝐡 Điểm gốc có kí hiệu G tại vị trí có t = 24 ℃ , φ = 50% trên đồ thị t-d Hệ số nhiệt hiện SHF được xác định tại vị trí cột bên phải của đồ thị t-d
Hình 2.4 Điểm gốc G và hệ số nhiệt hiện SHF ( 𝛆 𝐡 )
2.4.2.2 Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF , 𝛆 𝐡𝐟
Hệ số được tính bằng tỷ lệ giữa nhiệt hiện và tổng nhiệt hiện cùng nhiệt ẩn, trong đó phần nhiệt hiện và nhiệt ẩn của gió tươi Q N đưa vào không gian sử dụng điều hòa chưa được tính toán.
Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF được xác định qua biểu thức sau: ε hf = Q hf
Q hf - Lượng nhiệt hiện của phòng (không có nhiệt hiện của gió tươi, gió lọt), W;
Q âf - Lượng nhiệt ẩn của phòng (không có nhiệt ẩn của gió tươi, gió lọt), W
2.4.2.3 Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF, 𝛆 𝐡𝐭
Hệ số được xác định thông qua độ nghiêng của tia quá trình từ điểm hòa trộn C đến điểm thổi V, hoặc qua tỷ số giữa nhiệt hiện và tổng nhiệt hiện cùng nhiệt ẩn, bao gồm cả nhiệt hiện và ẩn của gió tươi Q N.
Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF được xác định qua biểu thức sau: ε ht = Q h
Q h - Lượng nhiệt hiện của phòng, bao gồm cả nhiệt hiện của gió tươi có trạng thái ngoài trời, W;
Q a - Lượng nhiệt ẩn của phòng, trong đó có cả nhiệt của gió tươi có trạng thái ngoài trời, W;
Q t - Tổng phụ tải lạnh tòa nhà, Q 0 = Q t ( W )
Hệ số Bypass là tỷ lệ giữa không khí đi qua dàn lạnh mà không thực hiện trao đổi nhiệt ẩm với tổng lượng không khí đi qua dàn Hệ số này được tính toán theo công thức: ε BF = G H.
G H - Lưu lượng không khí không trao đổi nhiệt ẩm ( kg/s )
G 0 – Lưu lượng không khí có trao đổi nhiệt ẩm ( kg/s )
G - Tổng lượng không khí đi qua dàn ( kg/s )
Hệ số Bypass chịu ảnh hưởng từ bề mặt trao đổi nhiệt ẩm, cách bố trí, số ống và tốc độ không khí Theo bảng 4.22 trong tài liệu [1], với mục đích sử dụng chủ yếu là văn phòng, giá trị Bypass được chọn là ε BF 0,1.
2.4.2.5 Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF, 𝛆 𝐡𝐞𝐟
Hệ số tỉ lệ giữa nhiệt hiện hiệu dụng và tổng nhiệt hiệu dụng trong không gian điều hòa được gọi là hệ số nhiệt hiện hiệu dụng (ESHF) Hệ số này được xác định bằng công thức: ε hef = Q hef.
Q hef - Nhiệt hiện hiệu dụng của phòng (W )
Q aef - Nhiệt ẩn hiệu dụng của phòng ( W )
2.4.2.6 Kiểm tra đọng sương ở tường bao và thiết bị
Kiểm tra tải lạnh của công trình bằng phầm mềm Heatload Daikin
Hiện nay, điều hòa không khí (ĐHKK) ngày càng phổ biến trong cuộc sống hiện đại, đòi hỏi việc tính toán mức độ tải lạnh cho từng công trình phải chính xác Bên cạnh phương pháp tính tải truyền thống, nhiều phần mềm tính tải đã ra đời để hỗ trợ kỹ sư trong công việc Phần mềm Heatload của Daikin là một trong những lựa chọn tốt, nhờ vào giao diện thân thiện, dễ sử dụng và độ chính xác cao.
Hình 2.6 Giao diện phầm mềm Heatload Daikin
Hình 2.7 Giao diện làm việc chính của phần mềm Heatload Daikin
Khi đến với giao diện làm việc chính, ta có thể thấy có 4 thanh chọn chính khi làm việc với phần mềm đó là:
Project Outline: thiết lặp được tên của dự án; địa chỉ của dự án; các thông số về nhiệt độ, độ ẩm của tỉnh, thành phố dự án đó,…
Dữ liệu phòng cho phép thiết lập các thông số chi tiết cho các dự án, bao gồm không gian phòng, diện tích làm lạnh, nhiệt ẩn và nhiệt hiện, chiều dài tường trong và ngoài, cũng như nhiệt độ và độ ẩm cài đặt cho phòng Ngoài ra, còn có thông tin về thời gian sử dụng điều hòa và mật độ chiếu sáng, giúp tối ưu hóa hiệu suất và tiết kiệm năng lượng.
Sum/Print: đưa ra kết quả tính toán tải lạnh của dự án
2.5.2 Thực hiện tính tải trên phần mềm Heatload
Bước đầu tiên khi tính tải cho một dự án, ta cần điền thông tin của dự án đó như tên, vị trí dự án, vào thẻ Project Outline
Hình 2.8 Hình ảnh thẻ Project Outline
Sau khi nhập tên và vị trí dự án, bước tiếp theo là nhập các thông số chi tiết của công trình trong thẻ Room Data Các bước thực hiện bao gồm việc cung cấp thông tin cần thiết để đảm bảo tính chính xác và đầy đủ cho dự án.
- Ấn chọn thẻ Room Data rồi click vào mục Add để thêm khu vực cần tính toán tải lạnh
Nhập tên phòng cùng các thông số cần thiết như chiều cao trần, hệ thống thông gió, nhiệt độ hiện tại và ẩn do thiết bị phát sinh, diện tích sàn, diện tích mái hoặc trần không được điều hòa, diện tích sàn không điều hòa, diện tích tường ngoài và diện tích cửa sổ.
Khi cần điều chỉnh các thông số như độ ẩm, nhiệt độ cài đặt, lịch trình hoạt động của phòng, nhiệt hiện và nhiệt ẩn của người, lưu lượng gió cần thiết cho một người, và mật độ chiếu sáng, hãy chọn các thẻ dưới mục "Change Std Data" để phù hợp với yêu cầu của dự án.
- Nhấn OK để kết thúc quá trình nhập
Hình 2.9 Hộp thoại nhập dữ liệu tính toán cho không gian phòng
Sau khi hoàn việc xử lý số liệu để có thể xem được kết quả tính toán ta click chuột chọn Main Manu → Sum/Print → Start
Hình 2.10 Bảng tải lạnh được tính bằng phần mềm Heatload
Với các bước trên tiếp tục tính cho các không gian khác của dự án
Sau khi tính toán tất cả các phòng, ta có thể in bảng kết quả từ phần mềm heatload ra bằng cách click chuột vào biểu tượng Print
Hình 2.11 Hình ảnh biểu tượng Print trong phần mềm Heatload
Kết quả tính toán tải lạnh của dự án qua phần mềm Heatload Daikin hiện dưới hình 2.7 và 2.8
Hình 2.12 Tải lạnh công trình từ tầng 1 đến tầng 6
Hình 2.13 Tải lạnh công trình từ tầng 7 đến tầng 12
So sánh tải lạnh vừa được tính với thực tế dự án
Bảng 2 11 So sánh tải lạnh tính toán với thực tế công trình
Trình bày mô hình, dự án 17,3 17,2 0,48 17 1,73 Điều khiển 1,3 1,35 3,93 1,49 14,62
Quản lí và phát triển 13,8 13,28 3,76 12,72 7,83
Khu bếp và hội trường 14 13,4 4,29 14,82 5,86
Kết quả tải lạnh tính theo phương pháp Carrier thường chính xác hơn so với kết quả từ phần mềm Heatload, điều này có thể do nhiều nguyên nhân khác nhau.
+ Quá trình đo đạc kích thước công trình từ bản vẽ chưa được chuẩn xác
+ Tiêu chuẩn áp dụng cho phần mềm có thể khác so với tiêu chuẩn được áp dụng cho phương pháp Carrier
+ Việc ước tính nhiệt hiện, nhiệt ẩn tỏa ra từ các thiết bị có trong phòng chưa có cơ sở chính xác
+ Ngoài ra khi tính tải ở phần mềm heatload, phần mềm còn sẽ cộng thêm 5% hệ số an toàn nên dẫn đến sự sai lệch
TÍNH TOÁN KIỂM TRA HỆ THỐNG THÔNG GIÓ
Tổng quan về hệ thống thông gió
3.1.1 Khái niệm và phân loại
Thông gió là quá trình thay đổi không khí trong các không gian, nhằm cung cấp khí chất lượng cao, kiểm soát nhiệt độ, và loại bỏ chất độc hại cùng mùi hôi Quá trình này cũng đảm bảo cung cấp lượng O2 và CO2 phù hợp, tạo ra môi trường làm việc thoáng mát và hiệu quả hơn.
Trên thực tế, có nhiều cách phân loại hệ thống thông gió nhưng chủ yếu có 4 cách phân loại như sau:
- Theo hướng dịch chuyển của gió
Thông gió kiểu thổi là phương pháp cung cấp không khí sạch vào phòng, trong khi không khí ô nhiễm bên trong được đẩy ra ngoài qua các khe hở nhờ sự chênh lệch áp suất.
Thông gió kiểu hút là phương pháp loại bỏ không khí ô nhiễm từ phòng ra ngoài, trong khi không khí trong lành từ bên ngoài sẽ tràn vào phòng qua các khe hở nhờ chênh lệch áp suất Trong khi đó, thông gió kết hợp thực hiện cả hai chức năng, vừa hút không khí ra ngoài vừa thổi không khí vào trong phòng.
- Theo tác nhân tạo ra thông gió
+ Thông gió tự nhiên: trao đổi không khí trong nhà và ngoài trời nhờ chênh lệch áp suất
+ Thông gió cưỡng bức: Quá trình thông gió này được thực hiện bằng ngoại lực tác động (sử dụng quạt)
- Theo phương pháp tổ chức
+ Thông gió tổng thể: Thông gió cho toàn bộ phòng hay dự án
+ Thông gió cục bộ: Thông gió cho một khu vực nhỏ đặc biệt trong phòng hay các khu vực phát sinh các chất độc hại lớn
+ Thông gió thông thường: chủ yếu để lọc sạch không khí có trong phòng và cung cấp O2 cho con người
+ Thông gió sự cố: nhằm phòng tránh các sự cố như hỏa hoạn, tràn hóa chất,
3.1.2 Vai trò của hệ thống thông gió
Hệ thống thông gió đóng vai trò quan trọng trong các công trình, bên cạnh hệ thống điều hòa không khí Việc thiết kế hệ thống thông gió không chỉ giúp cải thiện chất lượng không khí mà còn đảm bảo sự thoải mái cho người sử dụng.
- Thải các chất độc hại trong phòng ra bên ngoài
- Thải nhiệt thừa và ẩm thừa ra bên ngoài
- Cung cấp lượng oxi cần thiết cho các hoạt động của con người
- Khắc phục các sự cố như: lan toả chất độc hại hoặc hoả hoạn.
Tính toán kiểm tra gió tươi cho hệ thống ĐHKK
Cấp gió tươi trong hệ thống điều hòa không khí (ĐHKK) là một nhiệm vụ thiết yếu, nhằm cung cấp oxy cho con người, loại bỏ nhiệt độ và độ ẩm dư thừa, đồng thời giảm nồng độ các chất độc hại trong không khí.
3.2.2 Tính toán lưu lượng gió tươi cấp cho FCU
Việc xác định lưu lượng gió tươi cần dựa vào chức năng của từng không gian phòng, số lượng người có mặt và lượng gió tươi cần thiết cho mỗi người.
Theo mục H5, phụ lục H, Tài liệu [2] ta có biểu thức tính lưu lượng gió tươi cần cấp là:
Trong đó L: Lưu lượng không khí cấp vào
LN: Lưu lượng không khí cấp vào quy cho 1 người
Để tính toán lưu lượng gió tươi cấp cho FCU-7F-04 tại phòng họp tầng 7, dựa vào TCVN 5687-2010, công năng văn phòng yêu cầu lưu lượng là Lp = 25m³/h.người Với số người hiện diện là 6, lưu lượng gió tươi cần thiết qua louver gió được xác định là: 150m³/h.
L = 25×6 = 150 m 3 /h ≈ 41,7 l/s Tương tự tính toán cho các FCU ở những khu vực khác ta thu được bảng kết quả sau:
Bảng 3 1 Lưu lượng gió tươi cho FCU
Tầng Phòng lưu lượng không khí yêu cầu m 3 /h
Lưu lượng gió tươi tính toán l/s
Lưu lượng gió tươi thực tế l/s
Trình bày mô hình, dự án 25 12 83,3 80 4,1
Quản lí và phát triển 25 15 104,2 100 4,2
Kết quả tính toán gió tươi theo công thức gần đúng với thực tế, nhưng vẫn tồn tại một số khu vực có sự chênh lệch trên 10%, như phòng chiếu phim ở tầng lửng và phòng hội thảo 1 ở tầng 3 Nguyên nhân của sự chênh lệch này có thể là do nhiều yếu tố khác nhau.
- Mật độ gió tươi yêu cầu cho 1 người có sự khác biệt giữa thực tế và tính toán
- Số người trong khu vực tối đa tại cùng 1 thời điểm chưa được thống nhất giữa thực tế và tính toán
Tính toán, kiểm tra thông gió các khu vực đặc biệt
Tầng hầm thường có độ ẩm thấp, dễ gây ra mùi hôi và là môi trường lý tưởng cho nấm mốc và vi khuẩn độc hại phát triển Vì vậy, việc thông gió cho tầng hầm là rất cần thiết để đảm bảo môi trường an toàn cho con người Trong công trình này, hệ thống thông gió tầng hầm được thực hiện theo phương pháp cơ học, sử dụng quạt và đường ống gió để cải thiện chất lượng không khí.
Hình 3.1 Hình ảnh hệ thống thông gió hầm xe trên bản vẽ
Tính toán lưu lượng gió thải
Lưu lượng của quạt hút:
Q = S × h × ACH Với Q là lưu lượng hút thải hầm (m 3 /h )
S: diện tích bãi xe hầm (m 2 ) H: chiều cao hầm (m ) ACH: bội số lần trao đổi không khí Bãi xe của tòa nhà này có diện tích 264m 2 , chiều cao hầm là 3,1m và khoảng cách từ lỗ mở đến vị trí xa nhất trong hầm lớn hơn 18m nên dựa trên mục 2.3.3.5 của
Theo QCVN13-2018, quạt sử dụng cho bãi xe cần hoạt động ở hai tốc độ Do đó, việc tính toán lưu lượng quạt cho cả chế độ thường và chế độ sự cố là rất quan trọng.
Kết quả tính toán được so sánh với thực tế ở bảng sau:
Bảng 3.2 Kết quả lưu lượng gió thải của quạt hút hầm xe
Chế độ quạt Lưu lượng thực tế (l/s)
Bãi xe hầm 264 Bình thường 1540 1364 11,4
Sự cố 2310 2046 11,4 liên quan đến quạt hút gió thải trong phòng điện ở tầng hầm Do phòng này có diện tích nhỏ, chỉ cần tính toán lưu lượng quạt ở chế độ hút khói thông thường là đủ.
Bảng 3 3 Kết quả lưu lượng gió thải của quạt hút phòng điện
Sự chênh lệch lưu lượng khói thải ở tầng hầm còn khá lớn 11,4%.Trong khi đó ở các phòng dưới hầm sự chênh lệch này là không cao 3,5%
Tính toán lưu lượng gió tươi
Theo tiêu chuẩn SS553-2009 và Ashare 62.1-2016, khu vực tầng hầm được phân loại vào Air Class 2, yêu cầu cung cấp gió tươi và gió thải, với lưu lượng gió thải không vượt quá 10% gió tươi Do đó, khi biết lưu lượng gió thải, chúng ta có thể dễ dàng tính toán lưu lượng gió tươi thông qua bảng hướng dẫn.
Bảng 3.4.Kết quả lưu lượng gió tươi tầng hầm
Bội số trao đổi không khí Gió tươi thực tế (l/s)
Tính kiểm tra cột áp
Cột áp của hệ thống thông gió tại tầng hầm chủ yếu phụ thuộc vào cột áp của quạt Tổn thất cột áp trong hệ thống bao gồm tổn thất qua các phụ kiện và tổn thất dọc theo đường ống Để tính toán, tổn thất này được xác định cho đoạn ống xa nhất và có nhiều nhánh rẽ nhất trong hệ thống thông gió.
Có nhiều phương pháp tính toán tổn thất áp suất, bao gồm phương pháp lý thuyết, ma sát đồng đều, phục hồi áp suất tĩnh và giảm dần tốc độ Trong dự án này, nhóm chúng tôi đã chọn phương pháp ma sát đồng đều để tính toán và kiểm tra cột áp cho hệ thống thông gió.
Phương pháp ma sát đồng đều cho phép xác định kích thước bất kỳ đoạn ống nào trên tuyến ống mà không cần biết kích thước của các đoạn ống trước đó, điều này khác biệt so với các phương pháp khác yêu cầu phải tính toán thiết kế đường ống theo trình tự.
Theo tài liệu [1], phương pháp tổn thất ma sát đồng đều có thể tiến hành theo 2 cách sau:
Cách 1: Chọn thiết diện tiêu biểu và vận tốc không khí phù hợp ứng với thiết diện của hệ thống đó
Cách 2: Chọn giá trị tổn thất ma sát cho 1m ống và giữ nguyên giá trị này để tính toán cho đến hết hệ thống (0,8-1Pa/m)
Nhóm em sẽ tính toán theo cách 2 để tính cột áp của quạt ở hệ thống thông gió tầm hầm
Tại khu vực đỗ xe tầng hầm, việc quan sát tuyến ống của hệ thống gió cho thấy tổn thất áp suất lớn nhất xảy ra ở tuyến ống xa nhất.
Tuyến ống này bao gồm các thành phần như louver gió, tiêu âm, ống gió, co tròn
Chúng tôi sẽ kiểm tra tổn thất áp suất qua từng chi tiết phụ kiện theo tuyến ống trong bản vẽ, dựa trên lưu lượng tính toán 6 ACH Đầu tiên, tuyến ống sẽ được chia thành nhiều đoạn và sau quạt hút Tổn thất áp suất qua các phụ kiện như louver gió, miệng gió hút, và lưới chắn côn trùng phụ thuộc vào kích thước, vị trí lắp đặt và điều kiện môi trường Theo hầu hết các nhà sản xuất, chúng tôi xác định tổn thất áp suất qua các phụ kiện này là 20Pa Đối với các phụ kiện khác, chúng tôi sử dụng phần mềm Ashrae Duct Fitting Database để tính toán cột áp, giúp lựa chọn và tính toán các loại ống gió và phụ kiện, cũng như xác định trở lực từng đoạn ống.
Hình 3.2 Giao diện làm việc của phần mềm
Ví dụ tính cho phụ kiện vuông chuyển tròn, với mã ER4-3
Hình 3.3 Phụ kiện vuông chuyển tròn trong bản vẽ
Nhập thông số phụ kiện vuông chuyển tròn vào phần mềm với các giá trị H00mm, W0mm, DP0mm, L@0mm, Q64 l/s, sẽ cho kết quả 1 Pa như thể hiện trong hình bên dưới.
Hình 3.4 Kết quả tính toán phụ hiện vuông chuyển tròn trên phần mềm
Tương tư, tính cho các phụ kiện còn lại của đường ống theo thống kê ở bảng dưới đây
Bảng 3.5.Kết quả tổn thất đường ống gió thải hầm xe
Phụ kiện Kích thước mm
Chiều dài đoạn ống mm
Tổn thất dọc đường Đầu vào quạt
Tê 45˚ 600 250 341 14 giảm size 550x250 650x300 682 2 Đoạn ống 3 650 300 4,5 1023 4,5
Tê 45˚ 600 250 341 9 giảm size 650x300 800x300 1023 2 Đoạn ống 4 800 300 5,2 1364 5,2
Tê 45˚ 600 250 341 7 vuông chuyển tròn 800x300 D500 1364 1 Đầu ra quạt Đoạn ống 1 800 300 2,2 1364 2,2
Nhóm em đã tính toán tổn thất cục bộ qua các phụ kiện và tổn thất ma sát dọc đường với giá trị ma sát đồng đều là 1Pa/m Để đảm bảo an toàn, nhóm sẽ thêm 20% hệ số an toàn khi chọn quạt phù hợp cho hệ thống Để tính cột áp ở 9 ACH, có mối quan hệ giữa cột áp và lưu lượng.
Trong đó P1: cột áp quạt ở tốc độ thấp ( Pa )
P2: cột áp quạt ở tốc độ cao ( Pa )
Q1: lưu lượng quạt ở mức tốc độ thấp ( l/s )
Q2: lưu lượng quạt ở mức tốc độ cao ( l/s )
Vậy quạt chúng em chọn cho hệ thống này là có cột áp ở 2 tốc độ là 225/505Pa
Sử dụng phầm mềm và tính toán tương tự cho phòng điện ở hầm xe chúng ta được bảng kết quả và so sánh ở đây
Bảng 3.6 Tổn thất áp khu vực tầm hầm
Cột áp tính toán (Pa)
Cột áp thực tế (Pa)
Cột áp chọn quạt (Pa)
Cột áp của hệ thống quạt thông gió trong hầm xe được tính toán với giá trị chênh lệch không đáng kể Do đó, việc áp dụng phương pháp ma sát tổn thất đồng đều để tính toán tổn thất dọc đường và sử dụng phần mềm Ashare Duct Fitting Database cho tổn thất áp qua các chi tiết phụ kiện là sự lựa chọn hợp lý cho công trình này.
3.3.2 Thông gió nhà vệ sinh
Nhà vệ sinh thường có độ ẩm cao, mùi hôi và vi khuẩn, vì vậy việc thông gió là rất cần thiết để tạo không gian thông thoáng, mát mẻ cho người sử dụng Thông gió không chỉ giúp loại bỏ mùi hôi mà còn ngăn chặn không khí khó chịu tràn ra ngoài, giữ gìn vẻ tiện nghi cho ngôi nhà.
Hình 3.5 Quạt thông gió được đặt trong nhà vệ sinh
Kiểm tra lưu lượng gió thải ở nhà vệ sinh Để tính lưu lượng gió thải, dựa vào mục H5, Phụ lục H, tài liệu [2]
L= m × V Trong đó L: lưu lượng gió thải (m 3 /h) m: bội số trao đổi không khí V: thể tích (m 3 )
Theo phụ lục G tài liệu [2], hệ số trao đổi không khí của nhà vệ sinh là 10 lần/h
Để tính lượng gió thải cho nhà vệ sinh nam ở tầng 1, chúng ta cần biết các thông số như chiều cao 2,7m, diện tích 7,9m² và hệ số trao đổi không khí là 10 Lượng gió thải được xác định dựa trên những thông số này.
Làm tương tự như trên để tính lưu lượng gió thải cho nhà vệ sinh nam và nữ ở các tầng khác Ta có được bảng kết quả sau đây:
Bảng 3.7.Kết quả lưu lượng gió thải nhà vệ sinh
Tầng WC Lưu lượng tính toán
3.3.3 Thông gió phòng kỹ thuật, phòng kho
Việc tính lưu lượng cho phòng kỹ thuật, kho cũng làm tương tự như nhà vệ sinh Với m thì t có được bảng kết quả sau:
Bảng 3.8.Kết quả lưu lượng gió thải phòng kỹ thuật, kho
Tầng Không gian Lưu lượng tính toán
TÍNH TOÁN, KIỂM TRA HỆ THỐNG HÚT KHÓI-TẠO ÁP
Hệ thống hút khói
Hệ thống hút khói đóng vai trò quan trọng trong các cơ sở công nghiệp, nhà hàng, văn phòng và nhiều môi trường khác, giúp loại bỏ khí và chất ô nhiễm Hệ thống này bao gồm quạt hút khói, ống dẫn khói và hệ thống điều khiển để điều chỉnh cường độ hút theo nhu cầu và điều kiện môi trường Ứng dụng của hệ thống này giúp giảm nguy cơ cháy nổ, bảo vệ an toàn cho con người và duy trì môi trường trong lành cho các hoạt động nghỉ ngơi và làm việc.
4.1.2 Nguyên lý hệ thống hút khói
Khi nhận tín hiệu báo khói hoặc cháy, quạt hút sẽ hoạt động ngay lập tức, trong khi van MFD thường đóng ở các tầng có cháy sẽ mở ra để hút khói ra ngoài Các van MFD ở những tầng khác vẫn giữ trạng thái đóng, đảm bảo an toàn cho toàn bộ tòa nhà.
Khi quạt hút khói hoạt động, quạt bù gió sẽ tự động hoặc thủ công được kích hoạt để bổ sung lượng gió đã bị hút ra ngoài, thông qua quạt cưỡng bức hoặc gió tự nhiên.
Hình 4.1 Hình ảnh nguyên lý hệ thống hút khói-bù gió 4.1.3 Tính toán, kiểm tra lưu lượng khói thải và chọn quạt hút khói
Hệ thống hút khói của dự án được thiết kế để loại bỏ khói trong không gian phòng Theo mục L2, phụ lục L, TCVN 5687-2010, lưu lượng khói thải được xác định bằng biểu thức cụ thể.
G: lưu lượng khói thải (kg/h)
P f : Chu vi vùng cháy trong giai đoạn đầu (m)
- Đối với các phòng có trang bị hệ thống phun nước chữa cháy (sprinkler), thì lấy P f m
- Nếu chu vi vùng cháy không xác định được thì xác định theo công thức sau:
4 ≤ P f = 0,38×A 0,5 ≤ 12 Y: là khoảng cách tính bằng m, đối với văn phòng lấy bằng 2,5m
Ks: lấy bằng 1 Theo TCVN 5687-2010 khoản 6.10:
Nhiệt độ khói ước tính là 300˚C Mật độ không khí ở lớp khói là 0,6 kg/m 3 Giả sử tính lưu lượng khói G1 cho không gian tầng 1 Tầng 1 có diện tích 320m 2 nên:
P f = 0,38× 320 0,5 = 6,8 G1 = 678,8 × P f × Y 1,5 × Ks = 678,8×6,8×2,5 1,5 ×1= 18246 kg/ h Lượng khói rò rĩ qua ống hình chữ nhật là:
G2 = G1×0,1= 1825 kg/h Tổng lưu lượng gió thải là: G =G1+G2 = 20071 kg/h
Khi chọn quạt, người ta thường lấy 10% hệ số an toàn nên lưu lượng sẽ là:
G’ = G×1,1= 22078 kg/h = 36797 m 3 /h = 10221,4 l/s Quạt cho hệ thống hút khói này là: SEF-GF-01; lưu lượng 10250 l/s
Làm tương tự để tính lưu lượng khói thải và chọn quạt cho các hệ thống hút khói ở tầng trên được thống kê theo bảng dưới đây
Bảng 4.1.Kết quả lưu lượng khói thải của hệ thống hút khói
Lưu lượng khói thải tính toán m3/h
Lưu lượng khói thải thực tế m3/h
4.1.4 Kiểm tra cột áp quạt hút khói
Do lưu lượng khói cao, đường ống có kích thước lớn dẫn đến tổn thất áp suất là điều dễ hiểu Giống như các quạt trong không gian khác, chúng tôi áp dụng nguyên lý ma sát đồng đều Kết quả của các tổn thất đã được thống kê trong bảng dưới đây.
Bảng 4.2 Bảng kết quả tổn thất áp suất của quạt hút khói
Phụ kiện Mã phụ kiện Số lượng Tổn thất PA
Cột áp quạt thưc tế 524
Lưu lượng khói thải và cột áp của hệ thống quạt hút khói trong công trình này được tính toán gần đúng với thực tế Để đảm bảo an toàn cho dự án, cần áp dụng hệ số an toàn từ 10-20% nhằm phòng ngừa các sai sót có thể xảy ra.
Hệ thống tạo áp
Hệ thống tạo áp chống khói được kích hoạt trong trường hợp hỏa hoạn, giúp tạo ra không gian sạch sẽ, không bị nhiễm khói Nhiệm vụ của hệ thống này là đảm bảo rằng người thoát nạn có đủ thời gian để di chuyển nhanh chóng đến lối thoát hiểm và ra khỏi tòa nhà đang cháy mà không gặp nguy hiểm do ngạt khói.
4.2.2 Nguyên lý của hệ thống tạo áp
Khi có tín hiệu báo khói hoặc hỏa hoạn, quạt tạo áp sẽ hoạt động để tạo ra áp suất dương từ 20-50Pa, giúp bảo vệ các khu vực như buồng thang bộ thoát nạn và sảnh thang máy trong hệ thống phòng cháy chữa cháy.
Khi áp suất vượt quá 50Pa, van MD/PRD sẽ tự động mở ra để xả áp suất ra bên ngoài, giúp duy trì áp suất không gian luôn nhỏ hơn 50Pa.
Hình 4.2 Hình ảnh nguyên lý hệ thống tạo áp chống khói 4.2.3 Tính toán, kiểm tra hệ thống tạo áp
Lưu lượng gió rò rĩ qua cửa được tính dựa theo Part 4 tài liệu BS5588
Q1: Lượng gió rò rĩ qua khe cửa (m 3 /s) A: diện tích khe cửa đóng (m 2 )
P: độ chênh áp tính toán Diện tích khe cửa mở được tra ở bảng D1, Part 4 tài liệu BS5588
Q2: lưu lượng gió rò rĩ qua khe cửa mở (m 3 /s) A: diện tích khe cửa mở (m 2 )
V: vận tốc gió qua cửa mở (m/s)
Công trình này gồm 11 tầng nổi và có 1 cửa mở Kích thước cửa thoát nạn từ sảnh thang máy vào thang bộ thuộc loại Fift Landing Door, với kích thước 0,9x2m Theo bảng D1, Part 4 của tài liệu BS5588-1998 và Table 3 của tài liệu BS5588-1978, diện tích khe cửa đóng đã được xác định.
A= 10×[(0,9 + 2) ∗ 2/8] ×0,06 = 0,44 m 2 Để đảm bảo áp suất an toàn nhóm chúng em sẽ tính ở áp suất 50Pa
Q1 = 0,83×A×√P = 0,83×0,44× √50 = 2,58 m 3 /s Dựa vào mục D14 tài liệu QCVN06-2022 thì số lượng cửa mở được tính trong công trình này là 1; vận tốc gió là 1,3m/s
Lưu lượng gió qua cửa mở là:
Lưu lượng van xả áp được tính như sau:
QPRD được tính bằng công thức Q - Q1 = 4,92 - 2,58 = 2,34 m³/s Trong thực tế, ngoài các tổn thất đã biết, còn tồn tại một số tổn thất chưa được xác định Do đó, nhóm chúng tôi sẽ áp dụng thêm 10% hệ số an toàn khi lựa chọn quạt Như vậy, lưu lượng của quạt sẽ được điều chỉnh tương ứng.
Chọn quạt có lưu lượng bằng 5450 l/s
Lưu lượng gió của hệ thống tạo áp mà nhóm tính toán chênh lệch khoảng 1,6% so với lưu lượng thực tế của công trình (5500 l/s)
4.2.4 Kiểm tra cột áp quạt tạo áp
Tổn thất áp của quạt tạo áp được tính toán ở bảng sau
Bảng 4.3 Bảng kết quả tổn thất áp suất của quạt tạo áp
Phụ kiện Mã phụ kiện Số lượng Tổn thất PA
Cột áp quạt thực tế 649
Hệ thống tạo áp này cho thấy giá trị tính toán lưu lượng gió chỉ sai số nhỏ (1,6%) so với thực tế, trong khi cột áp của quạt tạo áp lại có sự chênh lệch tương đối lớn (12,08%) Những lý do có thể dẫn đến sự khác biệt này bao gồm nhiều yếu tố kỹ thuật và môi trường.
- Đây là một hệ thống lớn của công trình nên cột áp của quạt khá khó để tính chính xác so với thực tế
- Một phần cũng có thể do việc làm tròn tổn thất áp của phần mềm khiến sai số trở nên lớn
CHƯƠNG 5 ỨNG DỤNG PHẦN MỀM REVIT ĐỂ TRIỂN KHAI HỆ THỐNG
Giới thiệu phần mềm Revit
Revit là phần mềm thiết kế phổ biến trong lĩnh vực kiến trúc và xây dựng, ra mắt vào năm 2000 Phần mềm này hỗ trợ quản lý và mô phỏng 3D cho các dự án và công trình một cách đầy đủ và chính xác.
Revit mang lại nhiều ưu điểm vượt trội trong lĩnh vực cơ điện (M&E), cho phép tạo mô hình 3D cho các hệ thống điện, thông gió, điều hòa không khí, cấp thoát nước và báo cháy, chữa cháy Phần mềm này giúp xác định vị trí lắp đặt hợp lý, tránh va chạm giữa các hệ thống trong quá trình thi công Revit được coi là giải pháp quan trọng trong việc phân tích, quản lý dự án và thi công lắp đặt chính xác, giảm thiểu sai sót và nâng cao hiệu quả làm việc.
Triển khai mô hình 3D hệ thống điều hoà không khí và thông gió toà nhà
5.2.1 Các tác vụ trong phần mềm Revit 2021
Hình 5.1: Giao diện phần mềm
Sau khi khởi động phần mềm thì giao diện làm việc của Reivt xuất hiện
Hình 5.2: Giao diện làm việc của Revit 2021
Hình 5.3: Màn hình làm việc
Trên màn hình làm việc chính của Revit có các thanh làm việc chính như là thanh công cụ, thanh Properties, thanh Project Browser,
“File”: quản lý các tệp tin
“Architecture”: được dùng để thiết kế kiến trúc
“Structure”: được dùng để dựng các kết cấu
“Systems”: gồm các hệ thống được dùng cho thiết kế hệ thống cơ điện
“Insert”: gồm các công cụ để liên kết các file CAD, REVIT,
“Collaborate”: quản ý kiểm soát dễ dàng các hệ thống
Thanh Properties thể hiện đầy đủ các thuộc tính của vật thể trong dự án, bao gồm vị trí, độ cao và kích thước vật liệu Tất cả các thông tin này được hiển thị một cách rõ ràng và chi tiết.
Thanh Project browser quản lý tất cả các hệ thống của công trình và thể hiện mô hình 3D một cách chính xác và hợp lí
5.2.2 Triển khai mô hình 3D hệ thống điều hoà không khí và thông gió qua phần mềm Revit 2021
Dựa trên các bản vẽ mặt bằng kiến trúc và hệ thống điều hòa không khí, nhóm chúng em đã sử dụng phần mềm Revit để tạo dựng mô phỏng 3D.
Hình 5.7 Mô hình 3D kiến trúc của dự án Green Star
Hình 5.8 Mô hình ĐHKK và thông gió của toà Green Star
Hình 5.9 Mô hình ĐHKK và thông gió tầng 7 của toà Green Star
Hình 5.10 Mô hình 3D hệ thống FCU toà Green Star 5.2.3 Bốc tách khối lượng trên phần mềm Revit 2021
Dựa vào phần mềm Revit chúng ta có thể bốc tách khối lượng một cách nhanh chóng và độ chính xác cao
Các bước thực hiện bốc tách khối lượng trên phần mềm Revit:
Trên thanh công cụ, vào mục View, chọn Schedules, sau đó tiếp tục chọn Schedules/Quantities để hiển thị bảng khối lượng Tiếp theo, chúng ta sẽ chọn đối tượng cần bốc khối lượng trong mục Category.
Hình 5.11 Bảng bốc tách khối lượng Revit
Để bóc tách ống gió, trước tiên chọn đối tượng cần thiết và vào mục Category để chọn Duct Sau đó, bảng Schedules Properties của ống gió sẽ xuất hiện, cho phép chúng ta chọn các thông số cần thiết để xuất ra bảng khối lượng Các thông số quan trọng bao gồm Area (diện tích), Length (chiều dài), Size (kích thước) và System Type (tên hệ thống).
+ Sau khi đã chọn được những thông số cần xuất ra bảng khối lượng thì nhấn OK Bảng khối lượng sẽ được thống kê ra với những thông số
Hình 5.13 Bảng khối lượng ống gió được bốc tách bằng phần mềm Revit
Tương tự như phần ống gió, chúng ta cũng có thể bốc tách được khối lượng ống gió mềm, ống gas hay ống nước ngưng…
Hình 5.14 Bảng khối lượng ống Gas
Hình 5.15 Bảng khối lượng ống gió mềm