Hồ Chí Minh, tháng 7/2024 TÍNH TOÁN KIỂM TRA HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ, THÔNG GIÓ VÀ TRIỂN KHAI BẢN VẼ BẰNG PHẦN MỀM REVIT CHO TÒA THÁP T2 THAMES TOWER CỦA DỰ ÁN THE RIVER THỦ THIÊM QU
TỔNG QUAN
Lịch sử phát triển và các loại điều hòa không khí
Từ xa xưa, con người đã sử dụng lửa, chăn, và các vật dụng khác để giữ ấm trong những ngày lạnh Ngược lại, vào những ngày hè oi ả, họ tìm kiếm nơi mát mẻ như hang động hoặc dưới bóng cây, đồng thời sử dụng lá cây và quạt giấy để làm mát Năm 1555, Agricola đã mô tả một công trình cung cấp khí tươi và điều hòa không khí cho công nhân mỏ bằng cách bơm không khí xuống giếng.
Vào năm 1845, bác sĩ người Mỹ John Gorrie đã chế tạo máy lạnh nén khí đầu tiên nhằm điều hòa không khí cho bệnh viện tư của mình Sự kiện này không chỉ giúp ông nổi tiếng toàn cầu mà còn đánh dấu một cột mốc quan trọng trong lịch sử phát triển của điều hòa không khí.
Vào năm 1850, nhà thiên văn học người Scotland Piuzzi Smith đã giới thiệu một dự án điều hòa không khí bằng máy lạnh nén khí cho phòng ở, thu hút sự chú ý khi có sự tham gia của nhà bác học Rankine Đến những năm 1860, F.Carré đã đề xuất một số ý tưởng về điều hòa không khí cho cả phòng ở và nhà hát.
Vào năm 1894, Công ty Linde đã phát triển một hệ thống điều hòa không khí sử dụng amoniac nhằm làm lạnh và khử ẩm không khí trong mùa hè Hệ thống này được thiết kế với dàn lạnh đặt trên trần nhà, cho phép không khí lưu thông tự nhiên từ trên xuống dưới.
Từ năm 1901 đến 1910, nhiều công trình được xây dựng nhằm kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm Điển hình là phòng hòa nhạc tại Monte Carlo vào năm 1901, nơi duy trì nhiệt độ dưới 28℃ và độ ẩm phù hợp bằng cách cấp không khí qua nước 10℃ Năm 1904, trạm điện thoại tại Hamburg giữ nhiệt độ dưới 23℃ và độ ẩm 70% vào mùa hè Ngoài ra, vào năm 1910, Công ty Borsig đã xây dựng các hệ thống điều hòa không khí tại Koeln và Rio de Janeiro Tuy nhiên, những công trình này vẫn chưa đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật cần thiết.
Từ khi công nghệ điều hòa không khí ra đời, nó đã phát triển thành hai xu hướng chính: điều hòa tiện nghi phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt trong gia đình và điều hòa công nghệ phục vụ cho các mục đích sản xuất.
Từ thời điểm này, ngành điều hòa không khí đã đạt được bước phát triển rực rỡ nhờ Willis H Carrier, người đã định nghĩa điều hòa không khí là sự kết hợp của nhiều chức năng như làm lạnh, sưởi ấm, gia ẩm, hút ẩm và lọc rửa không khí, nhằm duy trì trạng thái không khí ổn định phục vụ cho các yêu cầu tiện nghi và công nghệ.
Willis H Carrier là người tiên phong trong việc xây dựng ẩm đồ và phân tích tính chất nhiệt của không khí ẩm Ông đã phát triển các phương pháp xử lý không khí để đạt được trạng thái mong muốn Không chỉ đóng góp vào lý thuyết, Carrier còn dẫn đầu trong việc phát minh, thiết kế và chế tạo các thiết bị và hệ thống điều hòa không khí.
Máy nén ly tâm do Carrier thiết kế, sử dụng môi chất lạnh dicloetylen và diclometan, đã thay thế amoniac, dioxit sunfua và CO2 do những bất tiện của chúng Vào năm 1930, các loại môi chất lạnh mới mang tên freon ra đời, được sản xuất tại Mỹ và đáp ứng tốt nhu cầu của ngành điều hòa không khí Từ đó, ngành điều hòa không khí phát triển mạnh mẽ, biến Mỹ thành quốc gia dẫn đầu thế giới trong lĩnh vực này Từ năm 1945, tất cả các toa xe lửa tại Mỹ đều được trang bị điều hòa không khí.
Điều hòa không khí không chỉ được sử dụng trong các không gian như nhà ở, khách sạn, văn phòng và hội trường, mà còn có ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực sản xuất như thuốc lá, phim ảnh, dược liệu và cơ khí Ngoài ra, nó còn đóng vai trò quan trọng trong các phòng thí nghiệm và giếng mỏ.
Kể từ năm 1932, freon R12 đã trở thành môi chất chính trong các hệ thống điều hòa không khí, thay thế cho máy lạnh amoniac và máy nén sử dụng động cơ xăng trước đó.
Máy lạnh ejector cho tàu hỏa, được phát triển bởi hãng Carrier, đã gặp thất bại do việc thay thế đầu máy diesel và điện cho đầu máy hơi nước Trong khi đó, điều hòa bằng nước đá đã được sử dụng lâu năm cho tàu hỏa và tàu thủy nhờ tính đơn giản Điều hòa không khí cho buồng lái máy bay là rất quan trọng, bởi vì tốc độ cao và va chạm với không khí làm tăng nhiệt độ cả bên trong lẫn bên ngoài Việc nén không khí bên ngoài để duy trì áp suất trong máy bay cũng góp phần làm tăng nhiệt độ Do đó, cần trang bị thiết bị giãn nở tuabin và các thiết bị trao đổi nhiệt phù hợp để có một hệ thống điều hòa không khí hoàn chỉnh Hệ thống điều hòa không khí không chỉ phát triển trong lĩnh vực làm mát mà còn trong sưởi ấm, với hiệu ứng làm lạnh từ thiết bị bay hơi gọi là máy lạnh và sưởi ấm từ thiết bị ngưng tụ gọi là bơm nhiệt.
Bơm nhiệt, được phát minh bởi William Thomson (Lord Kelvin) vào năm 1852, có hệ số nén khí φ = 30, cung cấp 30kWh nhiệt với 1kWh công nén khi chênh lệch nhiệt độ giữa nguồn nóng và nguồn lạnh là 10℃ Mặc dù có nhiều lợi ích, quá trình phát triển bơm nhiệt gặp khó khăn do giá thành, giá điện và chi phí vận hành không thuận lợi Hiện nay, điều hòa không khí hai chiều, tích hợp cả chức năng làm lạnh và sưởi ấm, đã trở thành sản phẩm phổ biến và được ứng dụng rộng rãi.
1.1.2 Các loại điều hòa không khí
Tùy thuộc vào mục đích sử dụng, tải lạnh cần thiết, yêu cầu từ nhà đầu tư và điều kiện kinh tế, việc lựa chọn hệ thống điều hòa không khí phù hợp là rất quan trọng.
Hình 1.1: Phân loại hệ thống điều hòa không khí [1]
Giới thiệu về công trình
Thames Tower là một phần của dự án căn hộ cao cấp THE RIVER 3.15 tại Thủ Thiêm, Quận 2 Tòa tháp này bao gồm 1 tầng hầm, 1 tầng lửng và 18 tầng chính, với khu tiện ích dành cho cư dân nằm ở tầng lửng Ngoài ra, Thames Tower còn có 4 căn penthouse sang trọng.
Tại tầng 18, có 23 căn hộ, trong khi các căn hộ từ 1 đến 4 phòng ngủ được phân bố ở các tầng còn lại Sự phân chia phòng ở được thực hiện dựa trên vị trí và kiểu dáng mặt bằng, như được thể hiện trong bảng 1.
Loại phòng ở Tầng Số lượng
Khu tiện ích cư dân Tầng lửng 1
Chọn thông số tính toán
1.3.1 Thông số tính toán của không khí trong phòng
Công trình tọa lạc tại Thành phố Hồ Chí Minh và sử dụng điều hòa không khí, do đó cần chú trọng đến các thông số tính toán hợp lý cho không khí bên trong nhà trong mùa nóng Theo bảng A.1, phụ lục A của TCVN 5687:2024, việc này là rất quan trọng để đảm bảo sự thoải mái và hiệu quả năng lượng trong không gian sống.
[1], ta có được các thông số như sau:
Bảng 2: Thông số tính toán của không khí bên trong nhà
Tốc độ chuyển động của không khí, m/s Độ ẩm tương đối, %
Khu tiện ích cư dân 26.2 0.15 65
1.3.2 Thông số tính toán của không khí ngoài trời
Theo TCVN 5687:2024 [1], thông số tính toán của không khí ngoài trời chia làm 3 cấp:
Cấp I quy định số giờ mà chế độ nhiệt ẩm trong nhà không đạt yêu cầu là m = 35 h/năm, với hệ số bảo đảm Kbđ = 0.996 Quy định này áp dụng cho các công trình đặc biệt quan trọng như khách sạn 4-5 sao, thuốc và dược liệu đặc biệt, cũng như Lăng Chủ tịch Hồ Chí Minh.
Cấp II yêu cầu số giờ mà chế độ nhiệt ẩm trong nhà không đạt tiêu chuẩn là từ 150 đến 200 giờ mỗi năm, với hệ số bảo đảm Kbđ dao động từ 0.983 đến 0.977 Tiêu chuẩn này áp dụng cho các công trình như trường học, rạp hát, xưởng in, khách sạn, nhà ở và văn phòng.
Cấp III cho phép số giờ mà chế độ nhiệt ẩm trong nhà không đảm bảo từ 350 đến 400 giờ mỗi năm, với hệ số bảo đảm Kbđ từ 0.960 đến 0.954 Điều này có thể áp dụng cho các công trình cấp II khi không yêu cầu cao về chế độ nhiệt ẩm, giúp tiết kiệm chi phí cho chủ đầu tư.
Trong đồ án này, tòa T2 (Thames Tower) được thiết kế là căn hộ cao cấp, do đó, thông số tính toán bên ngoài được lựa chọn theo cấp I Theo phụ lục B của TCVN 5687:2024, thông số tính toán bên ngoài đã được xác định và chi tiết có thể tham khảo trong phụ lục A, bảng A.2.
Bảng 3: Thông số tính toán của không khí ngoài trời m, h/năm K bđ Entanpi I, kJ/kg / kcal/kg t,
Nhiệt độ điểm sương (ts) có thể xác định thông qua đồ thị T-d, bằng cách tìm điểm đầu dựa trên nhiệt độ và độ ẩm tương đối được chọn trong bảng.
Từ điểm đã xác định, vẽ một đường vuông góc với trục tung dung ẩm, kéo dài cho đến khi cắt đường φ0% Tại điểm cắt này, tiếp tục vẽ một đường đi xuống vuông góc với trục hoành nhiệt độ Điểm cắt giữa đường nhiệt độ và đường này được gọi là ts.
Hình 1.2: Đồ thị T-d của không khí ẩm Dựa theo phương pháp và đồ thị T-d ở trên, ta xác định được ts = 26.4℃
TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT ẨM BẰNG PHƯƠNG PHÁP
Nhiệt hiện thừa và nhiệt ẩn thừa
2.1.1 Nhiệt hiện bức xạ qua kính Q 11
Giá trị bức xạ qua kính khó xác định chính xác do ảnh hưởng của nhiều yếu tố Tuy nhiên, theo phương pháp Carrier, có thể tính toán giá trị gần đúng bằng cách sử dụng biểu thức cụ thể.
+ nt: hệ số tác dụng tức thời
+ Q 11 ′ : Lượng nhiệt bức xạ tức thời qua kính vào phòng (W)
+ F: Diện tích bề mặt kính cửa sổ (m2) (bằng F nếu khung sắt, 0,85F nếu khung gỗ)
+ RT: Nhiệt bức xạ mặt trời qua cửa kính vào trong phòng (W/m 2 )
+ ε c : Hệ số ảnh hưởng của độ cao so với mặt nước biển ε c = 1 + H
Công trình đang được tính toán tại Thành phố Hồ Chí Minh, với độ cao 19 m so với mặt nước biển Mặc dù độ cao ở các tầng khác nhau có thể khác nhau, nhưng do sai số khi tính ε c rất nhỏ, chúng ta sẽ chọn H m để tính Áp dụng vào công thức, ta tính được ε c = 1.000437 và quyết định chọn ε c = 1.
Hệ số ε đs thể hiện sự ảnh hưởng của độ chênh lệch nhiệt độ giữa nhiệt độ đọng sương của không khí quan sát và nhiệt độ đọng sương của không khí ở mực nước biển 20℃, được tính bằng công thức ε đs = 1 − t s − 20.
10 × 0.13 (2.4) Thay ts = 26.4℃ vào công thức 2.4, ta được ε đs = 0.9168
Hệ số ảnh hưởng của mây mù ε mm là yếu tố quan trọng trong tính toán tải lạnh, với giá trị ε mm = 1 khi trời không mây và ε mm = 0.85 khi có mây Để đảm bảo thiết bị có công suất phù hợp và hiệu suất làm mát tối ưu, nên lựa chọn giá trị ε mm = 1 trong điều kiện trời không mây.
+ ε kh : Hệ số ảnh hưởng của khung (khung gỗ ε kh = 1, khung kim loại ε kh = 1.17) Khung kính của công trình là khung kim loại nên chọn ε kh = 1.17
Hệ số kính ε m được xác định dựa trên màu sắc và loại kính, trong đó kính của công trình là kính trong, phẳng và dày 12 mm Theo bảng 4.3 trong tài liệu [2], số liệu cho Kính Antisun, màu đồng nâu, dày 12 mm cho giá trị ε m là 0.58.
+ ε r : Hệ số mặt trời (khi xài kính cơ bản và không có màn che bên trong ε r = 1)
Nếu không phải kính cơ bản và có màn che bên trong, ε r = ε m = 1 và
RT được thay bằng RK, nhiệt bức xạ mặt trời được xác định như sau:
Q ′ 11 = FR K ε c ε đs ε mm ε kh = F × R K × 1 × 0.9168 × 1 × 1.17 = 1.072656FR K (2.5)
+ RK: Nhiệt bức xạ vào phòng khác kính cơ bản
+ RN: Bức xạ mặt trời đến bên ngoài mặt kính
+ α k , τ k , ρ k , α m , τ m , ρ m : Hệ số hấp thụ, xuyên qua, phản xạ của kính và màn che
Nếu không phải kính cơ bản và không có màn che, ε r = 1, nhiệt bức xạ mặt trời được xác định như sau:
Q ′ 11 = FR T ε c ε đs ε mm ε kh ε m (2.8) Tra bảng 4.3 và bảng 4.4 của tài liệu [2], ta có các thông số như bảng 4
Bảng 4: Đặc tính bức xạ của kính và màn che
Loại kính/rèm che, màn cửa
Kính Antisun, màu đồng nâu, 12 mm 0.74 0.05 0.21
Màn che Brella trắng kiểu Hà Lan 0.09 0.77 0.14
Thay các thông số ở bảng 4 và công thức 2.7 vào công thức 2.6, ta được:
= 0.406795R T Thay RK tính được ở trên vào công thức 2.5, ta được:
Q 11 ′ = 0.436351FR T (2.9) Để tra được hệ số tác dụng tức thời nt, đầu tiên ta phải xác định được gs
+ gs: Mật độ (hoặc khối lượng riêng) diện tích trung bình của toàn bộ kết cấu bao che vách, trần, sàn (kg/m 2 )
+ G’: Khối lượng tường có mặt ngoài tiếp xúc với bức xạ mặt trời và của sàn nằm trên mặt đất (kg)
+ G’’: Khối lượng của tường có mặt ngoài không tiếp xúc với bức xạ mặt trời và của sàn không nằm trên mặt đất (kg)
+ Ft: Diện tích tường, sàn, trần (m 2 )
Ví dụ: Tính Q11 cho LIVING & DINING ROOM của phòng 3B4-TYPE D5
Thành phố Hồ Chí Minh nằm ở bán cầu Bắc, vĩ độ 10, cửa sổ của phòng nằm ở hướng Tây Nam, tra bảng 4.2 tài liệu [2], ta được RTmax = 514 W/m 2 , thuộc tháng 12
Tra bảng 4.1 tài liệu [2] với RT = 514 W/m 2 , vĩ độ 10° Bắc, tháng 12, cửa sổ hướng Tây Nam, ta được giờ mặt trời là 15 giờ
Diện tích kính: F = 2.63 x 3.63 = 9.5469 m 2 Đây là phòng có kính khác kính cơ bản, có màn Thay F = 9.5469 m 2 và RT 514 W/m 2 vào công thức thức 2.9, ta được Q 11 ′ = 2141.22 W
Tường của công trình cao 3.28 m, làm từ gạch rỗng xây với vữa nhẹ, tra bảng 4.11 tài liệu [2], ta có ρ = 1350 kg/m 3
= 1115.43 kg (với 0.15 m và 0.45 m là độ dày) Sàn, trần của công trình làm từ bê tông cốt thép, tra bảng 4.11 tài liệu [2], ta có ρ = 2400 kg/m 3 với độ dày δ = 0.22 m
Theo công thức 2.10, với Thay Fs, G’ và G’’, ta tính được gs là 771.118 kg/m² Cửa sổ của phòng hướng Tây Nam và vào lúc 15 giờ, tra bảng 4.7 và nội suy, ta thu được nt là 0.66.
2.1.2 Nhiệt hiện truyền qua mái bằng bức xạ và do Δt: Q 21
Trong không gian trong nhà không có điều hòa hoặc khi điều hòa không bật, công thức Q 21 = kF∆t tđ (2.12) được áp dụng với Δt = 0.5(tN – tT) = 0.5 x 10.6 = 5.3℃ Hệ số k được xác định theo bảng 4.15 trong tài liệu [2].
Sàn có chiều dày 220 mm và được lát gạch Vinyl 3 mm, với hệ số dẫn nhiệt k = 2.486 W/m²K được nội suy từ bảng 4.15 trong tài liệu [2] Mái bằng tầng thượng là một yếu tố quan trọng trong công trình, đặc biệt là các phòng ở tầng 18, nơi mà các điều kiện nhiệt độ cần được tính toán chính xác Q21 được tính gần đúng theo công thức tương ứng.
Hệ số truyền nhiệt qua mái được xác định là k = 1.55 W/m²K, với trần dày 220 mm và trần giả bằng thạch cao Độ chênh nhiệt độ giữa không khí ngoài trời và trong nhà là tN - tT = 36.8 - 26.2 = 10.6℃, dựa theo bảng 4.9 trong tài liệu [2].
+ ε s : Hệ số hấp thụ bức xạ mặt trời của bề mặt mái Tra bảng 4.10 tài liệu
[2], chọn Fibro xi măng mới, màu trắng, ta có ε s = 0.42
+ α N : Hệ số tỏa nhiệt đối lưu của không khí ngoài trời (W/m 2 độ), α N 20 W/m 2 độ
Tra bảng 4.2 tài liệu [2], tại vĩ độ Bắc 10, mặt nằm ngang, ta có RTmax 789 W/m 2
Ví dụ: Tính Q21 cho LIVING ROOM của phòng 3B4-TYPE D5 Diện tích sàn F = 36.98 m 2
2.1.3 Nhiệt hiện truyền qua vách Q 22
Là tổng của nhiệt truyền qua tường Q22t, qua cửa ra vào Q22c và qua kính cửa sổ Q22k
2.1.3.1 Hệ số truyền nhiệt qua tường Q 22t
t : Chênh lệch nhiệt độ giữa không gian điều hòa và bên ngoài ( o C)
Tường tiếp xúc trực tiếp bức xạ mặt trời : t = tN – tT = 10.6℃
Tường tiếp xúc với không gian không điều hòa hoặc có điều hòa nhưng chỉ xét trường hợp không bật: t = 5.3℃
F22t: Diện tích tường (m 2 ) k22t: Hệ số truyền nhiệt qua tường (W/m 2 độ) k 22t = 1
+ Hệ số tỏa nhiệt mặt tường ngoài khi tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài: α N = 20 W/m 2 K, khi tiếp xúc qua một không gian điều hòa α N 10 W/m 2 K
+ α T = 10 W/m 2 K: Hệ số tỏa nhiệt trong nhà
+ δi: Độ dày lớp vật liệu thứ i của tường (m)
+ λi: Hệ số dẫn nhiệt vật liệu thứ i của tường (W/mK)
Công trình này sử dụng gạch rỗng dày 100 mm, được trát vữa xi măng 2 bên với tổng độ dày 15 mm Theo bảng 4.11 trong tài liệu 2, số liệu chi tiết được cung cấp.
Vữa xi măng: δv = 15 mm; λv = 0.93 W/mK
Gạch rỗng xây với vữa nhẹ: δg = 100 mm; λg = 0.58 W/mK
Thay số liệu trên vào công thức 2.15, ta được: k 22t = 1
= 2.5737 (W/m 2 K) Tương tự như trên, ta tính k cho các loại tường khác
Bảng 5: Hệ số truyền nhiệt qua tường
Tường ngoài Dày 150mm Dày 200mm Dày 250mm k 22t
Ví dụ: Tính Q22t cho LIVING & DINING ROOM của phòng 3B4-TYPE D5
Nhiệt truyền qua vách khi tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài:
Q 22t(1) = k 22t × F 22t × ∆t = 2.3543 × 3.4091 × 10.6 = 85.076 W Nhiệt truyền qua vách khi tiếp xúc gián tiếp với không khí bên ngoài:
= 522.861 W Tổng nhiệt hiện truyền qua tường:
2.1.3.2 Hệ số truyền nhiệt qua cửa ra vào Q 22c
+ F22c: Diện tích cửa ra vào (m 2 )
+ k22c : Hệ số truyền nhiệt qua cửa ra vào (W/m 2 K)
Chênh lệch nhiệt độ giữa không gian điều hòa và bên ngoài được ký hiệu là t (đơn vị o C) Đối với cửa gỗ dày 50 mm và cao 2.2 m, theo bảng 4.12 trong tài liệu [2], tại Thành phố Hồ Chí Minh, trong mùa hè, hệ số dẫn nhiệt k được xác định là 2.01 W/m²K.
Ví dụ: Tính Q22c cho LIVING & DINING ROOM của phòng 3B4- TYPE D5
2.1.3.3 Nhiệt truyền qua cửa kính Q 22k
+ t : Chênh lệch nhiệt độ giữa không gian điều hòa và bên ngoài ( o C) + F22k: Diện tích cửa sổ (m 2 )
+ k22k: Hệ số truyền nhiệt qua cửa kính (W/m 2 K)
+ Kính của căn hộ đều là kính một lớp, tra bảng 4.13 tài liệu [2], ta có k 5.89 W/m 2 K
Ví dụ: Tính Q22k cho LIVING & DINING ROOM của phòng 3B4-
Q 22k = k 22k × F 22k × ∆t = 5.89 × 9.108 × (36.8 − 26.2) = 568.6489 W Vậy Q22 cho LIVING & DINING ROOM của phòng 3B4-TYPE D5 là:
2.1.4 Nhiệt hiện truyền qua nền Q 23
Giá trị Q23 được xác định như sau:
Q 23 = kF∆t (2.18) Trong đó: k: Hệ số truyền nhiệt qua sàn hoặc nền (W/m 2 K)
- Sàn trên mặt đất: ∆t = t N − t T = 36.8 − 26.2 = 10.6℃, hệ số k lấy từ sàn bê tông dày 300 mm
- Dưới sàn là tầng hầm: ∆t = 0.5(t N − t T ) = 0.5 × 10.6 = 5.3℃ Các phòng ở tầng 1 thỏa trường hợp này
- Sàn giữa 2 phòng hoặc bên dưới là không gian trống: ∆t = 0.5(t N − t T ) 0.5 × 10.6 = 5.3℃
Sàn có chiều dày 220 mm, có lát gạch Vinyl 3 mm, dựa vào bảng 4.15 tài liệu [2], ta nội suy được k = 2.486 W/m 2 K
Ví dụ: Tính Q23 cho LIVING & DINING ROOM của phòng 3B4-TYPE D5 F = 33.48 m 2
2.1.5 Nhiệt hiện tỏa do đèn chiếu sáng Q 31
Nhiệt tỏa ra từ chiếu sáng bao gồm hai thành phần chính: bức xạ và đối lưu Kết cấu bao che hấp thụ nhiệt bức xạ, dẫn đến tác động của nhiệt lên tải lạnh sẽ thấp hơn giá trị tính toán Q31 được xác định theo cách này.
+ nt: Hệ số tác dụng tức thời do đèn chiếu sáng Theo bảng 4.8 tài liệu [2], chọn nt = 0.87
Hệ số tác động đồng thời (nđ) là yếu tố quan trọng trong thiết kế hệ thống điều hòa không khí cho các tòa nhà lớn Đối với công trình căn hộ, theo tài liệu [2] trang 146, hệ số nđ được chọn là 0.5.
Q: Nhiệt tỏa do đèn chiếu sáng (W) Vì chưa biết tổng công suất đèn nên chọn giá trị định hướng theo tiêu chuẩn là q = 10 ÷ 12 W/m 2 sàn
Ví dụ: Tính Q31 cho LIVING & DINING ROOM của phòng 3B4-TYPE D5
2.1.6 Nhiệt hiện tỏa do máy móc Q 32
Do hạn chế trong việc xác định chính xác số lượng và công suất của thiết bị điện, nhóm chúng tôi sẽ thực hiện ước tính sơ bộ cho các thiết bị dựa trên công năng của từng phòng.
+ Ni: Công suất điện ghi trên dụng cụ (W)
Bảng 6: Thiết bị cho từng phòng
Loại phòng Thiết bị Công suất
Khu tiện ích cư dân
Ví dụ: Tính Q32 cho LIVING & DINING ROOM của phòng 3B4-TYPE D5
2.1.7 Nhiệt ẩn và hiện do người tỏa Q 4
Nhiệt hiện và ẩn do người tỏa Q4 được xác định:
+ Q4h: Nhiệt hiện do người tỏa
+ Q4a: Nhiệt ẩn do người tỏa
+ n: Số người trong phòng điều hòa Chọn theo bảng E.1 TCVN 5687:2024 [1], ta được:
Bảng 7: Diện tích cần thiết cho một người đối với mỗi loại không gian
Không gian sử dụng Hệ số không gian sàn
Khu tiện ích cư dân 10
+ qh: Nhiệt hiện tỏa ra do người (W/người)
+ qa: Nhiệt ẩn tỏa ra do người
Chọn theo bảng 4.18 tài liệu [2], ta được như sau:
Bảng 8: Nhiệt tỏa ra từ cơ thể người
Nhiệt tỏa ra của nam giới
Nhiệt độ phòng cần điều hòa, ℃
Ví dụ: Tính Q4 cho LIVING & DINING ROOM của phòng 3B4-TYPE D5 có Fsàn = 33.65 m 2
2.1.8 Nhiệt hiện và ẩn do gió tươi mang vào Q hN và Q aN
+ n: Số người trong phòng điều hòa Cách xác định đã đề cập trong mục 2.1.7
+ l: Lượng gió tươi cần cho 1 người trong 1 giây (l/s) Có thể xác định nhờ bảng 6-1 thuộc tiêu chuẩn ANSI/ASHRAE Standard 62.1-2022 [6] hoặc bảng bảng E.1 của TCVN 5687 [1]
+ dN, dT: ẩm dung của không khí ngoài trời và trong phòng (kg/kgkkkhô) Xác định dựa trên đồ thị T-d hình 2
Thông thường, chung cư và khách sạn không yêu cầu hệ thống cấp khí tươi cho phòng ở Tuy nhiên, trong công trình này, nhóm em vẫn tính toán yếu tố này cho các phòng ở Để tránh việc tính toán quá cao, thay vì chọn lượng gió tươi là 35 m³/h.người (tương đương 9.72 l/s.người) theo bảng E.1 của TCVN 5687, nhóm em quyết định chọn 7.5 l/s.người cho các phòng ở.
Ví dụ: Tính QN cho LIVING & DINING ROOM của phòng 3B4-TYPE D5
2.1.9 Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió lọt Q 5h và Q 5a
Thành lập và tính toán sơ đồ điều hòa không khí
Năng suất lạnh Q0 không chỉ bị ảnh hưởng bởi nhiệt thừa Qt mà còn bởi yếu tố ẩm thừa Để xác định Q0, cần tính toán các yếu tố nhiệt thừa và các hệ số nhiệt hiện Từ đó, thiết lập sơ đồ điều hòa không khí là cần thiết để xác định Q0 Có ba sơ đồ điều hòa không khí quan trọng cần lưu ý: sơ đồ thẳng, sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp và sơ đồ tuần hoàn không khí hai cấp.
Sơ đồ thẳng có nguyên lý đơn giản và dễ lắp đặt, nhưng không tận dụng được nguồn nhiệt thải, dẫn đến hiệu quả kinh tế không cao Loại sơ đồ này phù hợp cho những không gian yêu cầu cao về độ sạch của không khí, như phòng thí nghiệm, phòng mổ và phòng bảo quản, trong khi không thích hợp cho việc sử dụng không khí hồi.
Hình 2.3: Sơ đồ tuần hòa không khí một cấp
Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp sử dụng nguồn không khí thải để tái chế, biến đổi thành không khí hồi phục, hòa trộn với không khí tươi từ bên ngoài, nhằm cải thiện chất lượng không khí trong không gian sống.
Giảm năng lượng tiêu thụ cho quá trình xử lý nhiệt ẩm là một lợi ích quan trọng, mặc dù cần đầu tư chi phí lắp đặt ban đầu cao hơn so với sơ đồ thẳng Tuy nhiên, về lâu dài, phương pháp này mang lại hiệu quả kinh tế Nếu điều kiện vệ sinh không khí không đạt yêu cầu (ΔtVT = tT – tV > 10), cần áp dụng sơ đồ tuần hoàn không khí hai cấp hoặc sử dụng sưởi bổ sung để nâng cao nhiệt độ không khí trong phòng, vì ΔtVT quá thấp có thể gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người.
Sơ đồ điều hòa không khí trong công trình này là sơ đồ tuần hoàn một cấp, nghĩa là quá trình hòa trộn với gió hồi chỉ diễn ra một lần trong chu trình.
2.2.1 Hệ số nhiệt hiện phòng ɛ hf ε hf = Q hf
+ Q hf : Tổng nhiệt hiện của phòng (không tính nhiệt hiện do gió tươi và gió lọt)
+ Q af : Tổng nhiệt ẩn của phòng (không tính nhiệt ẩn do gió tươi và gió lọt)
2.2.2 Hệ số nhiệt hiện tổng ɛ ht ε ht = Q h
+ Q h : Tổng tất cả các yếu tố nhiệt hiện (bao quát do gió tươi và gió lọt)
+ Q a : Tổng tất cả các yếu tố nhiệt ẩn (bao quát do gió tươi và gió lọt)
2.2.3 Hệ số đi vòng ɛ BF ε BF = G H
Lưu lượng khối lượng không khí đi qua dàn lạnh mà không thực hiện trao đổi nhiệt ẩm với dàn, vẫn giữ nguyên trạng thái H, tức là trạng thái hòa trộn giữa gió tươi và gió hồi, được đo bằng kg/s.
G O : Lưu lượng khối lượng không khí đi qua dàn lạnh và có thực hiện trao đổi nhiệt ẩm với dàn, trạng thái O (kg/s)
Do chưa xác định được các giá trị lưu lượng nên ta có thể xác định ε BF thông qua bảng 4.22 tài liệu [2] Công trình là nhà ở nên chọn ε BF = 0.3
2.2.4 Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ɛ hef ε hef = Q hef
Q hef + Q aef = Q hf + ε BF Q hN
(Q hf + ε BF Q hN ) + (Q af + ε BF Q aN )(2.35)
Q hef : Nhiệt hiện hiệu dụng của phòng
Q aef : Nhiệt ẩn hiệu dụng của phòng
QhN, QaN: Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió tươi và gió lọt gây ra
2.2.5 Thành lập sơ đồ tuần hoàn 1 cấp
Ví dụ: LIVING & DINING ROOM của phòng 3B4-TYPE D5
Bảng 9: Các nhiệt thừa hiện và ẩn
Q hef + Q aef = Q hf + ε BF Q hN
(Q hf + ε BF Q hN ) + (Q af + ε BF Q aN )= 0.827
Hình 2.5: Biểu diễn sơ đồ tuần hoàn một cấp trên đồ thị T-d
Thông qua hình trên, ta xác định được các thông số sau: t s
18.5 65.25 56 21.1 5.1 ΔtVT < 10℃: đạt tiêu chuẩn vệ sinh => Có thể sử dụng sơ đồ tuần hoàn một cấp
Lưu lượng không khí qua dàn lạnh:
= 773.88 l/s Không khí có khối lượng riêng: ρ = 1.2 kg/m 3
Lưu lượng khối lượng không khí qua dàn lạnh:
G = ρL = 1.2 × 10 −3 × 773.88 = 0.929 kg/s Năng suất lạnh của hệ thống điều hòa không khí:
Tính toán Q 0 bằng Heatload
Thông qua Heatload, ta xác định được kết quả cho LIVING & DINING ROOM của phòng 3B4-TYPE D5 là:
Hình 2.6: Kết quả tính toán bằng Heatload Xem đầy đủ quá trình tính toán và nhiệt phát sinh do từng nguồn nhiệt tại phụ lục C.
So sánh kết quả tính toán với kết quả của công ty
Bảng 10: Sai số giữa kết quả tính được và kết quả của công ty
Kết quả tính toán lý thuyết
Thông số thiết kế (kW)
Sai số giữa kết quả tính toán lý thuyết và thông số thiết kế
Sai số giữa kết quả tính Heatload và thông số thiết kế (%)
Sự sai số giữa các kết quả tính là do các nguyên nhân sau:
Khi tính toán Q11, do thiếu số liệu về kính trong suốt dày 12 mm, nhóm em đã quyết định sử dụng số liệu của kính chống nắng màu đồng nâu, cũng dày 12 mm, để thay thế.
Khi tính toán nhiệt qua kết cấu bao che như tường, trần và sàn, các phòng có không gian giáp sàn/trần/tường được coi là không gian có điều hòa nhưng không hoạt động, thay vì sử dụng Δt 0℃, nhóm em chọn Δt = 5.3℃ để phản ánh chính xác hơn tình trạng không có điều hòa trong không gian nội thất.
Trong quý 3, nhóm chúng tôi đã lựa chọn giá trị Q theo tài liệu [2] để tính toán Q31, là Q phát sinh do đèn Đồng thời, chúng tôi cũng tự chọn thiết bị cho từng phòng dựa trên công năng của từng phòng để thực hiện tính toán Q32.
(Q phát sinh do máy móc) chứ không dựa trên q trong file thuyết minh của công ty
- Đối với QN phát sinh do gió tươi, nhóm em tính QN cho toàn bộ các phòng thay vì chỉ có khu tiện ích như bên công ty
Xem đầy đủ tại bảng B.9 phụ lục B.
Chọn dàn lạnh/nóng
Trong file thuyết minh, không có thông tin cụ thể về việc bên chủ đầu tư muốn sử dụng thiết bị của hãng nào Do đó, nhóm chúng tôi đã quyết định lựa chọn thiết bị của hãng Daikin cho công trình này.
Ví dụ: Chọn mẫu cho LIVING & DINING ROOM của phòng 3B4- TYPE D5
Bảng 11: Chọn dàn lạnh/nóng cho phòng
Loại căn hộ Loại phòng Mã thiết bị
ROOM FXMQ80PAVE RMXQ4AVE
Xem đầy đủ tại bảng B.10 phụ lục B
TÍNH KIỂM TRA THÔNG GIÓ
Tính kiểm tra lưu lượng gió
3.1.1 Gió tươi Để tính lưu lượng gió tươi, có rất nhiều cách Tuy nhiên trong công trình này, nhóm em chọn chức năng cho khu tiện ích là gym Tiêu chuẩn về lưu lượng gió tươi dành cho phòng gym không được đề cập trong TCVN 5687 [1], vậy nên nhóm em sẽ tính lưu lượng gió tươi dành cho khu vực này dựa trên tiêu chuẩn ANSI/ASHRAE Standard 62.1-2022 [6]
Dựa vào mục 6.2.1.1 của tiêu chuẩn ANSI/ASHRAE Standard 62.1-
2022 [6], lưu lượng gió tươi được xác định như sau:
+ Pz: Số người trong phòng
+ Rp, Ra lần lượt là lưu lượng không khí cần cho một người và lưu lượng không khí cần cho mỗi m 2 (L/s.người) (L/s.m 2 )
Dựa vào bảng 6-1 của tiêu chuẩn ANSI/ASHRAE Standard 62.1-2022
[6], ta được số liệu của các như sau:
Bảng 12: Tính toán và so sánh lưu lượng gió tươi cho khu tiện ích (gym)
Trong công trình này, các thành phần gió thải bao gồm thải toilet, thải bếp, thải phòng pantry, thải phòng rác, thải phòng máy bơm nước, hút khói hành lang và hút khói cho khu tiện ích (gym) Đối với thải toilet, tiêu chuẩn áp dụng là ANSI/ASHRAE Standard 62.1.
2022 [6], lưu lượng gió thải được xác định như sau:
+ l: Lưu lượng gió thải cần thiết cho 1 đơn vị (L/s.unit) (xem bảng 6-2 tài liệu [6])
Bảng 13: Tính toán và so sánh lưu lượng gió thải toilet
PHT2–8 6 25 150 150 0 Đối với thải bếp, pantry và phòng máy bơm nước, ta áp dụng TCVN
5687 [1], lưu lượng gió thải được xác định như sau:
+ V: Thể tích phòng cần tính (m 3 )
+ m: Số lần trao đổi không khí (lần/h) (tra bảng F.1 tài liệu [1])
Lưu lượng gió thải (L) cần được điều chỉnh theo chiều cao của phòng Đối với phòng máy bơm nước có chiều cao 3.08 m, cao hơn 2.5 m 23.2%, hệ số điều chỉnh là 1.232 Trong khi đó, các phòng còn lại có chiều cao 2.65 m, cao hơn 2.5 m 6%, nên hệ số điều chỉnh là 1.06 Do đó, khi tính toán L, cần áp dụng các hệ số này tương ứng cho từng loại phòng.
Bảng 14: Tính toán và so sánh lưu lượng gió thải phòng bếp, pantry, phòng máy bơm nước và phòng bơm bể cân bằng
KITCHEN PHT2–5, PHT2–8 WET KITCHEN PHT2–5, PHT2–8
Phòng bơm bể cân bằng
Tầng hầm 20.96 113.184 8 251.52 260 3.3 Đối với hút khói khu tiện ích (gym), ta áp dụng TCVN 5687 [1], lưu lượng gió thải được xác định như sau:
+ Pf: Chu vi vùng cháy trong gian đoạn đầu (m)
+ y: Khoảng cách tính từ mép dưới của vùng khói đến sàn nhà Lấy y 2.5 m
+ Ks: Hệ số, lấy bằng 1 Nếu là hệ thống thải khói bằng hút tự nhiên kết hợp hệ phun nước sprinkler thì Ks = 1.2
Bảng 15: Tính toán và so sánh lưu lượng hút khói khu tiện ích (gym)
296 6.54 2.5 1 8124.11 8670 6.3 Đối với hút khói hành lang, ta áp dụng TCVN 5687 [1], lưu lượng gió thải được xác định như sau:
+ B: Chiều rộng cửa hành lang (m)
+ n: Hệ số phụ thuộc vào chiều rộng cánh cửa Tra bảng H.1 tài liệu [1], đối với B = 1.1 m, loại công trình nhà ở, ta nội suy ra được n = 0.772 + H: Chiều cao cửa (m)
Bảng 16: Tính toán và so sánh lưu lượng hút khói hành lang
1.02 0.772 2.16 3957.95 2800 41.4 Đối với thải phòng rác, ta áp dụng tiêu chuẩn ANSI/ASHRAE Standard 62.1-2022 [6], lưu lượng gió thải được xác định như sau:
+ l: Lưu lượng gió thải cần thiết cho 1 m 2 (L/s.m 2 ) (xem bảng 6-2 tài liệu [6])
Bảng 17: Tính toán và so sánh lưu lượng gió thải phòng rác
Theo TCVN 5687 và QCVN 06, hệ thống thông gió là bắt buộc nhằm ngăn chặn khói trong trường hợp xảy ra cháy Hệ thống này cung cấp gió tươi để duy trì áp suất dư tối thiểu cho khu vực cần tăng áp.
Để đảm bảo an toàn trong quá trình thoát nạn, áp suất không khí tối thiểu cần duy trì là 20 Pa để ngăn khói xâm nhập, không vượt quá 50 Pa để việc mở cửa diễn ra dễ dàng Trong công trình đang tính toán, có hai khu vực cần được tăng áp là cầu thang thoát hiểm và giếng thang máy Lưu lượng không khí tăng áp sẽ được xác định dựa trên các yêu cầu này.
1.15: được xem như hệ số kinh nghiệm, có đề cập trong A.3.3 của tiêu chuẩn
+ QDO: Lưu lượng không khí qua cửa khi cửa mở (m 3 /s)
+ QDC: Lưu lượng không khí rò rỉ qua cửa khi cửa đóng (m 3 /s)
+ v: Vận tốc gió qua cửa mở (m/s) Theo TCVN 5687 [1], v không được nhỏ hơn 1.3 m/s
+ A: Diện tích rò rỉ của cửa khi đóng (m 2 ) Tùy vào loại cửa và kích thước của cửa Tham khảo tiêu chuẩn BS 5588-4-1978 [7] bảng 3
+ P: Áp suất trong không gian cần tăng áp (Pa) Theo TCVN 5687 [1], P nằm trong khoảng 20 tới 50 Pa Chọn P = 20 Pa
+ m, n: lần lượt là số cửa mở và đóng
Kích thước của cửa buồng thang bộ là 2.16 x 1.02 m, của giếng thang máy là 2.4 x 1.2 m
3.1.3.1 Tăng áp cho giếng thang máy
Khi hỏa hoạn xảy ra, thang máy sẽ tự động di chuyển xuống tầng 1, bất kể người sử dụng đã chọn tầng khác trước đó.
Vì vậy, lưu lượng gió tăng áp cho giếng thang máy chỉ tính toán cho tổng lưu lượng gió lọt qua khe cửa khi đóng
Bảng 18: Tính toán và so sánh lưu lượng gió tăng áp cho giếng thang máy n A m 2
Kết quả tính toán lý thuyết m 3 /s L/s
3.1.3.2 Tăng áp cho buồng thang bộ thoát hiểm
Buồng thang thoát hiểm trong công trình này là loại N2 Theo TCVN
5687 [1], ta tính lưu lượng tăng áp cho buồng thang bộ loại N2 theo 2 trường hợp:
Cửa ra ngoài trời tại tầng 1 mở, trong khi tất cả 17 cửa ở các tầng còn lại dẫn từ hành lang vào buồng thang đều đóng Điều này có nghĩa là chỉ có cửa ở tầng 1 được sử dụng, tạo nên sự tách biệt cho các tầng trên.
Khi xảy ra cháy trên tầng, cửa từ hành lang vào buồng thang cần được mở Mặc dù tiêu chuẩn chỉ là tài liệu tham khảo, việc tính toán phải dựa vào yêu cầu cụ thể của công trình, miễn là kết quả không thấp hơn tiêu chuẩn Theo tài liệu thuyết minh, lưu lượng gió cấp cho buồng thang bộ phải đảm bảo khi mở đồng thời hai cửa Do đó, nhóm chúng tôi quyết định mở 4 cửa đồng thời: cửa tầng 1, cửa tầng cháy, cửa tầng trên của tầng cháy và cửa tầng dưới của tầng cháy để đảm bảo an toàn.
Q = (Q DO + Q DC) × 1.1 = (13.175 + 3.118) × 1000 × 1.1 = 17922 L/s Trong trường hợp 2, lưu lượng tính toán lớn hơn, do đó chúng ta sẽ chọn kết quả của trường hợp 2 để tiếp tục thực hiện các quá trình tính toán tiếp theo.
Bảng 19: So sánh lưu lượng cấp gió tăng áp cho buồng cầu thang giữa kết quả tính toán với kết quả công ty
Kết quả tính toán lý thuyết
3.1.4 Thông gió cho tầng hầm
Hệ thống thông gió cho tầng hầm, đặc biệt là bãi đậu xe, có vai trò quan trọng trong việc hút khói và cung cấp không khí khi xảy ra cháy Theo tài liệu thuyết minh của công trình, hệ thống này cần phải hoạt động với hai chế độ khác nhau.
Theo phụ lục F TCVN 5687:2024, số lần trao đổi không khí cho bãi đậu xe là 6 lần/h, nhưng trong tầng hầm, bội số này có thể tăng từ 20% đến 50%, dẫn đến việc lựa chọn 6 lần/h và 9 lần/h cho hai chế độ thông gió Mục G.6 TCVN 5687:2024 cũng chỉ ra rằng lượng không khí cấp bù được thiết kế ở mức 85% đến 95% lượng khói thải, từ đó xác định lượng gió thải sau khi tính gió bù, với thể tích là 4477.9 m³ Lưu lượng thông gió tầng hầm được xác định theo bảng 20.
Bảng 20: Tính toán và so sánh lưu lượng thông gió tầng hầm
Kết quả tính toán lý thuyết Thông số thiết kế Sai số
9 lần/h 6 lần/h 9 lần/h m 3 /h L/s m 3 /h L/s L/s L/s % % Gió cấp bù
Tính kiểm tra kích thước ống gió
Để tính toán kích thước ống gió tươi, bạn có thể sử dụng phần mềm DuctSizer Sau khi khởi động, giao diện của DuctSizer sẽ xuất hiện Đầu tiên, hãy chọn đơn vị đo lường là Metric Tiếp theo, bạn cần chọn 2 trong 4 thông số có sẵn, sau đó nhập chiều rộng của ống; lúc này, chiều cao và các thông số khác sẽ tự động hiển thị.
Nhóm em đã quyết định chọn hai thông số quan trọng là lưu lượng (Flow rate) và tổn thất áp suất trên mỗi mét ống (Head loss) để nhập liệu Lưu lượng trong từng đoạn ống được thể hiện trong hình 10 Về tổn thất áp suất, tài liệu [2] trang 308 đề xuất giá trị trong khoảng từ 0.8 đến 1 Pa/m, và nhóm em đã chọn tổn thất áp suất là 1 Pa/m cho hệ thống cấp nước.
Hệ thống thông gió cho toilet, pantry, phòng rác và phòng máy bơm nước cần sử dụng gió tươi và gió thải Đối với hệ thống gió thải cho phòng bếp, nhóm chúng tôi đã chọn mức tổn thất áp suất là 3 Pa/m, dựa trên phần mềm DuctChecker.
Hình 3.1: Tính kích thước ống bằng DuctSizer
Hình 3.2: Hệ thống gió tươi của khu tiện ích (gym)
Sau khi nhập các thông số, ta được kết quả kích thước mỗi đoạn ống ứng với lưu lượng tại đoạn đó như bảng 21
Bảng 21: Kích thước ống của hệ thống cấp gió tươi cho phòng gym
Thông số thiết kế lưu lượng của công ty
Kích thước tính toán lý thuyết (mm x mm)
Thông số thiết kế của công ty (mm x mm)
Xem kích thước ống của các hệ thống thông gió khác tại phụ lục D.
Tính kiểm tra cột áp và chọn quạt
Để lựa chọn cột áp phù hợp cho quạt, trước tiên cần xác định tổn thất áp suất trong hệ thống ống gió Tổn thất áp suất này bao gồm tổn thất do ma sát và tổn thất cục bộ Để tính toán tổn thất do ma sát, bạn có thể tham khảo tài liệu [2] trang 307.
Có ba phương pháp chính để tính toán tổn thất do ma sát trong hệ thống ống: phương pháp giảm dần tốc độ, phương pháp ma sát đồng đều và phương pháp phục hồi áp suất tĩnh Để đơn giản hóa quá trình tính toán, nhóm chúng tôi đã lựa chọn phương pháp ma sát đồng đều, với tổn thất được tính trên mỗi 1 mét ống theo cách tương tự như đã trình bày trong mục 3.2.
Tổn thất áp suất cục bộ bao gồm các tổn thất xảy ra khi không khí đi qua co, gót giày, transition (tăng/giảm kích thước), ống mềm và các thiết bị như VCD (Volume Control Damper) và FD (Fire Damper) Để tính toán nhanh các tổn thất này, nhóm em sẽ sử dụng phần mềm ASHRAE Duct Fitting Database Đối với những phần tổn thất không thể tính bằng phần mềm, chúng ta có thể tham khảo catalog để tra cứu thông tin.
Khi sử dụng phần mềm ASHRAE Duct Fitting Database để tính toán tổn thất áp suất, cần chú ý đến kích thước ống, bao gồm ống chính, ống nhánh, và ống trước/sau transition Ngoài ra, lưu lượng gió trong các ống này cũng là yếu tố quan trọng cần xem xét.
Ví dụ: Tính tổn thất áp suất qua co trong đoạn ống chính có lưu lượng là
Co thuộc dạng co 90°, có tỉ lệ r/W là 1, kích thước ống sau co là 200x150 (mm x mm) (Xem bảng 21), lưu lượng qua co là 78 L/s
After launching the ASHRAE Duct Fitting Database, select the (+) next to 'Common', followed by 'Elbows' and 'Smooth Radius' Then, choose 'Without Vanes' and input the data as shown in Figure 11 This process yields a pressure loss of 1 Pa through the elbow fitting.
Hình 3.3: Tính tổn thất áp suất qua co bằng ASHRAE Duct Fitting Database
Ta tính toán tương tự như cho gót giày, bao gồm các yếu tố như transition, ống mềm và damper Đối với VCD và miệng gió, tổn thất áp suất được xác định dựa trên catalog Vì không biết công ty sử dụng VCD và miệng gió của hãng nào, nhóm em đã chọn catalog của hãng Reetech để thực hiện tính toán này.
Ví dụ: Chọn VCD cho đoạn ống có kích thước 200x150 (mm x mm), lưu lượng trong ống là 78 L/s và tính tổn thất áp suất qua VCD
Theo catalouge VCD của Reetech, ta chọn VCD có model DGE- 200x150, VCD có chiều cao nhỏ hơn 200 mm nên chỉ có 1 cánh
Theo như đã tính nhanh bằng DuctSizer ở hình 12, vận tốc gió (Velocity) là 2.8 m/s Vậy tổn thất áp suất qua VCD là 4 Pa (xem hình 12 bên dưới)
Hình 3.4: Xác định tổn thất áp suất qua VCD bằng đồ thị
Ví dụ: Chọn miệng gió cho hệ thống cấp gió tươi cho phòng gym có lưu lượng là 656 L/s và tính tổn thất áp suất qua miệng gió
Diện tích tác động (Flow Area) đã được xác định thông qua DuctSizer (hình 13) là 0.1385 m 2
Theo catalouge miệng gió của Reetech, ta chọn miệng gió có kích thước 1200x300 (mm x mm), model là MSA-1200x300
Để chọn kích thước miệng gió, cần tham khảo bảng tra trong catalogue Sau khi xác định được miệng gió, tiến hành tính tổn thất áp suất bằng cách xác định vận tốc gió và nội suy từ bảng Kết quả tính toán cho thấy tổn thất áp suất là 36 Pa.
Để tính tổn thất áp suất qua miệng gió, ta sử dụng bảng tra trong catalogue Để chọn quạt một cách nhanh chóng, phần mềm Fantech là công cụ hữu ích Sau khi khởi động phần mềm, người dùng nhập giá trị lưu lượng và áp suất, đồng thời chọn kiểu lắp nếu cần Kết quả sẽ hiển thị loại quạt và các thông số cần thiết như trong hình 15.
Hình 3.7: Chọn quạt bằng phần mềm Fantech Bảng 22: Tính kiểm tra cột áp và chọn quạt
Tổn thất do ma sát 25 m x 1 Pa/m = 25 Pa
Tổng tổn thất (dự phòng 5%) 92 x 1.05 = 97 Pa
Cột áp nhóm chọn 100 Pa
Thông số thiết kế cột áp của công ty 100 Pa
Thông số thiết kế lưu lượng của công ty 656 L/s
Xem tính chọn cột áp và quạt cho các hệ thống khác ở phụ lục E
Sự sai số xảy ra khi tính cột áp có thể là do:
Nhóm đã áp dụng phương pháp ma sát đồng đều và xác định tổn thất áp suất là 1 Pa/m cho mỗi mét ống để tính toán nhanh các thông số như kích thước ống, vận tốc gió và diện tích tác động bằng phần mềm DuctSizer Đối với phía công ty, các thông số này rất quan trọng để tối ưu hóa hệ thống thông gió.
Có 57 công ty đã áp dụng các phương pháp khác nhau để tính toán một cách chính xác hơn Một số công ty vẫn sử dụng phương pháp ma sát đồng đều, nhưng lại lựa chọn cách tính tổn thất áp suất khác nhau cho mỗi 1 mét ống.
Do không có thông tin về hãng hoặc mã thiết bị của miệng gió và VCD mà công ty đã chọn, nhóm đã tự lựa chọn thiết bị thông qua catalogue của hãng Reetech.
Hệ số dự phòng thường được xác định dựa trên kinh nghiệm và nguồn vốn đầu tư của công trình Tuy nhiên, do thiếu kinh nghiệm và thông tin về vốn đầu tư, nhóm chúng tôi đã quyết định chọn hệ số dự phòng là 5%.
TRIỂN KHAI BẢN VẼ BẰNG CÁCH DỰNG REVIT BẢN
Giới thiệu phần mềm Revit
Revit 2023, phần mềm thiết kế và quản lý dự án xây dựng do Autodesk phát triển, tích hợp nhiều công cụ và tính năng tiên tiến Phần mềm này cho phép người dùng tạo ra các mô hình 3D chính xác và tự động cập nhật thông tin, mang đến một môi trường làm việc chuyên nghiệp cho toàn bộ quy trình từ thiết kế ban đầu đến xây dựng chi tiết.
Revit không chỉ mạnh mẽ trong việc tạo mô hình 3D mà còn tích hợp hiệu quả với các phần mềm như AutoCAD và Navisworks Sự kết hợp này mang lại linh hoạt trong việc xử lý thông tin từ nhiều nguồn, nâng cao hiệu suất làm việc và tối ưu hóa quản lý dự án xây dựng Ngoài ra, Revit còn hỗ trợ mô phỏng 3D cho các hệ thống như điều hòa không khí và thông gió, giúp cải thiện thiết kế và hiệu quả hoạt động của các công trình.
Phần mềm này hỗ trợ quy trình BIM, cải thiện khả năng phối hợp thông tin giữa các công ty trong thiết kế hệ thống công trình Nó cho phép xử lý va chạm và cập nhật thông tin hiện trạng, giúp đưa ra giải pháp tối ưu trong thi công, từ đó giảm chi phí khi xảy ra rủi ro do xung đột Revit cung cấp môi trường làm việc chung cho các nhóm thiết kế, cho phép họ cùng làm việc trên một mô hình duy nhất thông qua file central, bao gồm thông tin từ các lĩnh vực cơ, điện, cấp thoát nước và PCCC.
Trong đồ án này, nhóm không có bản CAD kết cấu nên chỉ triển khai bản vẽ kiến trúc và hệ thống điều hòa không khí, thông gió cho tòa tháp T2 (Thames Tower) thuộc dự án The River Thủ Thiêm Quận 2 Để mô phỏng hệ thống điều hòa không khí, nhóm sử dụng bản vẽ mặt bằng kiến trúc từ AutoCAD, sau đó dựng mô hình kiến trúc trên phần mềm Revit và thiết kế hệ thống điều hòa không khí, thông gió dựa trên kiến trúc đã dựng.
View 3D cho sản phẩm Revit của dự án
+ Màu hồng (FAD): Fresh Air Duct, ống cấp gió tươi
+ Màu cam (SED): Smoke Extraction Duct, ống thải khói
+ Màu vàng (EAD): Exhaust Air Duct, ống gió thải
+ Màu đỏ (KED): Kitchen Exhaust Duct, ống gió thải cho bếp
+ Màu nâu (TED): Toilet Exhaust Duct, ống gió thải cho nhà vệ sinh + Màu xanh dương (SAD): Supply Air Duct, ống gió cấp
+ Màu xanh lá (RAD): Return Air Duct, ống gió hồi
+ Ống màu hồng: Ống gas
+ Ống màu xanh: Ống xả nước ngưng
Hình 4.1: View 3D tổng thể kiến trúc, hệ thống điều hòa không khí và thông gió cho toàn bộ công trình
Hình 4.2: View 3D hệ thống gió thải và gió cấp bù cho tầng hầm
Hình 4.3: View 3D kiến trúc, hệ thống điều hòa không khí và thông gió cho tầng 1
4.2.4 Khu tiện ích cư dân
Hình 4.4: View 3D kiến trúc, hệ thống điều hòa không khí và thông gió cho khu tiện ích cư dân
Hình 4.5: View 3D kiến trúc, hệ thống điều hòa không khí và thông gió cho tầng 2 – 16
Hình 4.6: View 3D kiến trúc, hệ thống điều hòa không khí và thông gió cho tầng 17
Hình 4.7: View 3D kiến trúc, hệ thống điều hòa không khí và thông gió cho tầng 18
Hình 4.8: View 3D kiến trúc, hệ thống điều hòa không khí và thông gió cho tầng mái
Hình 4.9: View 3D kiến trúc, hệ thống điều hòa không khí và thông gió cho căn hộ 3B4 – TYPE D5
Bóc tách khối lượng bằng Revit
4.3.1 Lợi ích của việc bóc tách khối lượng bằng Revit
Một số lợi ích của việc bóc tách khối lượng bằng Revit:
Việc bóc tách khối lượng dựa trên mô hình 3D mang lại độ chính xác cao hơn so với phương pháp thủ công, từ đó giúp đơn giản hóa quy trình thành lập và quản lý tài chính cho dự án.
- Dễ dàng và nhanh chóng hơn so với thực hiện bằng thủ công
- Tự động cập nhập lại thông tin khi có sự thay đổi
- Dễ dàng hơn trong việc quản lý
- Hiệu quả trong làm việc tập thể do cho phép nhiều bộ phận cùng làm việc trên cùng nền tảng
4.3.2 Kết quả bóc tách khối lượng cho các căn hộ trong tầng mẫu (tầng 6) Đơn vị của kích thước ống (Size) và độ dài của từng loại ống (Length) được tính theo đơn vị mm (milimet)
Hình 4.10: Kết quả bóc tách khối lượng của căn hộ 1BR – TYPE A2 tầng 6
Hình 4.11: Kết quả bóc tách khối lượng của căn hộ 2B1 – TYPE C2 tầng 6
Hình 4.12: Kết quả bóc tách khối lượng của căn hộ 3B1 – TYPE A4 tầng 6
Hình 4.13: Kết quả bóc tách khối lượng của căn hộ 3B1 – TYPE A5 tầng 6
Hình 4.14: Kết quả bóc tách khối lượng của căn hộ 3B3 – TYPE C tầng 6
Hình 4.15: Kết quả bóc tách khối lượng của căn hộ 3B4 – TYPE D4 tầng 6
Hình 4.16: Kết quả bóc tách khối lượng của căn hộ 3B4 – TYPE D5 tầng 6
4.3.2.8 Căn hộ 4B1 – TYPE B (Bên phải mặt bằng)
Hình 4.17: Kết quả bóc tách khối lượng của căn hộ 4B1 – TYPE B tầng 6 (phải)
4.3.2.9 Căn hộ 4B1 – TYPE B (Bên trái mặt bằng)
Hình 4.18: Kết quả bóc tách khối lượng của căn hộ 4B1 – TYPE B tầng 6 (trái)