Đồ án tốt nghiệp Công nghệ kỹ thuật nhiệt: Tính toán kiểm tra hệ thống điều hoà không khí, thông gió và triển khai bản vẽ revit cho toà nhà văn phòng Saigon ICT Tower 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ngành: Công nghệ Kỹ thuật Nhiệt Tên đề tài TÍNH TOÁN KIỂM TRA HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ, T

TỔNG QUAN

Chọn cấp quan trọng của hệ thống điều hòa không khí

Trước khi xác định các thông số tính toán cho công trình, việc lựa chọn cấp quan trọng của hệ thống điều hòa không khí là rất cần thiết Cấp của hệ thống điều hòa ảnh hưởng trực tiếp đến việc chọn các thông số tính toán cho môi trường ngoài trời.

Theo tài liệu [1], dựa vào mức độ quan trọng của công trình, điều hoà không khí chia ra 3 cấp:

Hệ thống điều hoà không khí cấp 1 có khả năng duy trì các thông số vi khí hậu trong nhà, bất chấp sự thay đổi của điều kiện ngoài trời, ngay cả trong những thời điểm khí hậu khắc nghiệt nhất Hệ thống này được áp dụng cho các công trình đặc biệt quan trọng như trung tâm dữ liệu, xưởng sản xuất linh kiện điện tử, quang học, cơ khí chính xác, và sản xuất thuốc hoặc dược liệu đặc biệt.

Hệ thống điều hòa không khí cấp 2 duy trì vi khí hậu trong nhà với sai số tối đa 200 giờ mỗi năm, cho phép sai số không vượt quá 4 ngày trong mùa hè và mùa đông Hệ thống này thường được áp dụng trong các khách sạn, văn phòng cao cấp, bệnh viện và xưởng in ấn.

Hệ thống điều hoà không khí cấp 3 có khả năng duy trì các thông số trong nhà không quá 400 giờ mỗi năm, tương đương khoảng 17 ngày Loại hệ thống này thường được sử dụng cho các công trình không yêu cầu cao về cân bằng nhiệt ẩm, như căn hộ, chung cư, và các xưởng sản xuất da giày, may mặc.

Mức độ quan trọng trong hệ thống điều hòa là khái niệm tương đối và không rõ ràng Thông thường, hệ thống điều hòa cấp 3 được ưa chuộng Việc xác định mức độ quan trọng cần dựa vào yêu cầu của khách hàng và tình hình cụ thể của công trình.

Công trình ICT2 được thiết kế làm không gian văn phòng, nơi đông người làm việc lâu dài Để bảo vệ sức khỏe, việc đảm bảo môi trường làm việc là cần thiết, đồng thời cũng cần tạo không gian thoải mái và ổn định để nâng cao tinh thần làm việc và khả năng sáng tạo Vì vậy, lựa chọn hệ thống điều hòa không khí cấp 2 là phù hợp với chức năng của công trình này.

Hệ thống điều hòa không khí

a) Tổng quan các hệ thống điều hòa không khí

1 Hệ thống điều hòa không khí cục bộ

Máy điều hòa cục bộ bao gồm các loại như máy điều hòa cửa sổ, máy điều hòa hai và nhiều cụm, phù hợp cho không gian nhỏ với công suất lên đến 7kW Các hệ thống này hoạt động tự động, dễ dàng trong lắp đặt, vận hành và bảo trì, đồng thời có tuổi thọ trung bình và giá thành hợp lý Tuy nhiên, đối với các công trình lớn, cần xem xét các hệ thống khác, vì việc lắp đặt nhiều dàn nóng ngoài trời có thể gây bất tiện.

Hình 1.1 Hệ thống điều hòa không khí nhiều cụm [2]

2 Hệ thống điều hòa không khí VRV

Năm 1982, Daikin Nhật Bản giới thiệu hệ thống VRV (Biến thiên lưu lượng môi chất) cho các công trình cao tầng như khách sạn, tòa nhà văn phòng và chung cư, thay thế cho hệ thống điều hòa trung tâm nước trước đây Hệ VRV nổi bật với khả năng kết nối linh hoạt và nhiều dải công suất vượt trội.

Dàn nóng có dải công suất động cơ 5,8,10, 54 HP Năng suất lạnh từ 14,4 kW đến 156kW Dàn nóng có 3 loại:

- 2 chiều nóng lạnh (heat pump)

- Loại thu hồi nhiệt (heat recovery) (đồng thời có thể một số dàn làm lạnh, một số dàn khác lại sưởi ấm đồng thời ở thời kỳ giao mùa)

Dàn nóng cơ sở bao gồm từ 1 đến 4 máy nén, trong đó có 1 máy nén biến tần, cho phép điều chỉnh năng suất lạnh từ 21 cấp (5 HP) trở lên với khả năng điều chỉnh từ 4% đến 100% Một dàn nóng có thể kết nối với tối đa 64 dàn lạnh.

Dàn lạnh có 9 kiểu khác nhau và 6 cấp năng suất lạnh, được xác định dựa trên công suất mã lực của dàn nóng để tính toán sự kết nối Ví dụ, với dàn nóng 20 HP, có thể lựa chọn 1 dàn lạnh 20 HP, 2 dàn 10 HP, hoặc 4 dàn 5 HP Đặc biệt, trong hệ VRV, tỷ lệ kết nối giữa dàn lạnh và dàn nóng có thể lên tới 130%, cho phép tổng năng suất lạnh đạt 26 HP Do đó, việc lựa chọn 5 dàn lạnh 5 HP với tỷ lệ kết nối 125% vẫn nằm trong giới hạn cho phép.

Chiều dài đường ống ga có thể lên tới 165m, và với các tê, cút, chiều dài thực tế đạt tới 190m Chênh lệch độ cao giữa dàn nóng và dàn lạnh có thể lên tới 90m, trong khi độ cao giữa các dàn lạnh có thể khác nhau trong khoảng 15m Các dàn nóng cũng có thể lắp đặt với độ cao chênh lệch lên tới 5m Những tính năng này giúp việc bố trí máy cho các tòa nhà cao đến 30 tầng trở nên dễ dàng Nếu bố trí các tầng kỹ thuật xen kẽ để lắp đặt dàn nóng, có thể lắp đặt hệ thống VRV cho tòa nhà với mọi chiều cao.

Hình 1.2 Hệ thống điều hòa không khí VRV [2]

3 Hệ thống điều hòa trung tâm nước

Hệ thống điều hòa trung tâm nước sử dụng nước lạnh để làm lạnh không khí thông qua các dàn trao đổi nhiệt như FCU và AHU Máy làm lạnh nước (Water Chiller) là bộ phận quan trọng nhất của hệ thống này, được phân loại theo phương pháp giải nhiệt thành giải nhiệt nước hoặc gió Máy làm lạnh nước giải nhiệt nước thường được lắp đặt ở tầng hầm hoặc tầng trệt, trong khi tháp giải nhiệt được đặt trên tầng thượng Ngược lại, máy làm lạnh nước giải nhiệt gió thường được bố trí trên tầng thượng.

Nước lạnh được làm lạnh xuống 7°C trong bình bay hơi và sau đó được bơm đến các dàn trao đổi nhiệt như FCU hoặc AHU Tại đây, nước sẽ thu nhiệt từ không khí nóng trong phòng, nâng nhiệt độ lên 12°C trước khi được bơm trở lại bình bay hơi để tái làm lạnh Hệ thống này tạo thành một vòng tuần hoàn kín Đối với hệ thống nước lạnh kín (không có dàn phun), cần có bình dãn nở để bù nước khi nhiệt độ thay đổi.

Hệ thống trung tâm nước có các ưu điểm cơ bản sau:

- Có thể khống chế nhiệt ẩm trong không gian điều hoà theo từng phòng riêng rẽ, ổn định và duy trì các điều kiện vi khí hậu tốt nhất

Năng suất lạnh của hệ thống không bị giới hạn, rất phù hợp cho các tòa nhà như khách sạn và văn phòng, hoạt động hiệu quả ở mọi độ cao và kiểu kiến trúc mà vẫn giữ được vẻ đẹp cảnh quan.

Thiết bị này có khả năng xử lý không khí với độ sạch cao, đáp ứng đầy đủ các yêu cầu công nghệ về việc loại bỏ bụi bẩn, tạp chất hóa học và mùi hôi.

So với hệ thống điều hòa VRV, vòng tuần hoàn môi chất lạnh của hệ thống này đơn giản hơn, giúp dễ dàng kiểm soát và giảm thiểu nhu cầu bảo dưỡng, sửa chữa Điều này cũng đồng nghĩa với việc chiller có tuổi thọ cao hơn.

- Vì dùng nước làm chất tải lạnh nên về mặt nhiệt động, tổn thất exergy lớn hơn

- Cần phải bố trí hệ thống lấy gió tươi cho các FCU

Vấn đề cách nhiệt cho đường ống nước lạnh và khay nước ngưng ở Việt Nam rất phức tạp do độ ẩm cao, dẫn đến tình trạng đọng ẩm Do đó, việc lựa chọn hệ thống điều hòa không khí phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất và tuổi thọ của thiết bị.

Khi xét đến quy mô lớn của công trình, việc sử dụng hệ thống điều hòa cục bộ không phải là lựa chọn tối ưu Công trình ICT 2 yêu cầu tính thẩm mỹ cao, trong khi máy điều hòa cục bộ khó áp dụng cho các không gian lớn như hội trường, nhà hàng hay các tòa nhà cao tầng, vì việc bố trí dàn nóng bên ngoài có thể làm mất mỹ quan và phá vỡ kiến trúc Do đó, cần cân nhắc giữa hệ thống điều hòa không khí VRV và hệ thống trung tâm nước So với hệ thống trung tâm nước (TTN) lắp cho nhà cao tầng, VRV có những ưu điểm và nhược điểm riêng cần được đánh giá kỹ lưỡng.

1 Về năng suất lạnh: Với dãy công suất dàn nóng từ 5, 8, 10, , 54 HP và kết hợp các dàn nóng khác nhau, VRV có khả năng thích ứng cao hơn với mọi nhu cầu năng suất lạnh từ 7 đến hàng ngàn kW, trong khi các tổ máy làm lạnh nước (WC - Water Chiller) có số bậc điều chỉnh nhỏ hơn nhiều

2 Không gian lắp đặt cho hệ VRV nhỏ hơn nhiều vì đường ống ga rất bé so với hệ thống đường ống nước và đường ống gió Cao độ trần của công trình không quá cao, nên lắp đặt ống quá to sẽ có rất nhiều cản trở

3 Hệ VRV không cần phòng máy và phòng AHU Mặt bằng mỗi tầng của công trình đều được thiết kế không có sẵn không gian cho phòng máy hay phòng AHU trong hệ trung tâm nước

TÍNH TOÁN KIỂM TRA PHỤ TẢI LẠNH

Chọn thông số tính toán ngoài nhà mùa hè

Nhiệt độ và độ ẩm không khí ngoài trời, ký hiệu là 𝑡 𝑁 và 𝜑 𝑁, ảnh hưởng đến trạng thái không khí ngoài trời, được thể hiện qua điểm N trên đồ thị không khí ẩm Việc lựa chọn thông số tính toán cho không khí ngoài trời cần dựa vào mùa nóng, mùa lạnh và cấp điều hòa.

Bảng 2.1 Tiêu chuẩn của trang thái không khí trong phòng theo cấp [1]

Hệ thống Nhiệt độ 𝑡 𝑁 , ( o C) Độ ẩm 𝜑 𝑁 , (%)

- 𝑡 𝑚𝑎𝑥 ,𝑡 𝑚𝑖𝑛 là nhiệt độ không khí cao nhất và thấp nhất tuyệt đối trong năm, đo lúc 13 đến 15 giờ

- 𝜑 𝑚𝑎𝑥 13−15 , 𝜑 𝑚𝑖𝑛 13−15 là độ ẩm tương đối đo lúc 13 đến 15 giờ của tháng nóng nhất và lạnh nhất trong năm

Nhiệt độ không khí trung bình của tháng nóng nhất (𝑡 𝑚𝑎𝑥 𝑇𝐵) và tháng lạnh nhất (𝑡 𝑚𝑖𝑛 𝑇𝐵) là yếu tố quan trọng trong việc lựa chọn hệ thống điều hòa không khí cho công trình Đối với khí hậu miền Nam, hệ thống điều hòa cấp II là phù hợp, vì chúng ta chỉ cần điều hòa cho mùa hè Do đó, thông số tính toán ngoài nhà được xác định theo công thức thích hợp.

Nguồn số liệu cho các thông số tính toán ngoài nhà được lấy từ QCVN 02:2022/BXD, quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về dữ liệu điều kiện tự nhiên trong xây dựng.

Vị trí địa lý của công trình có tọa độ vĩ độ 10,85 và kinh độ 106,63, gần với trạm khí tượng tại Tây Ninh, do đó, các thông số tính toán sẽ được lấy từ số liệu của trạm này Theo bảng A2, tháng 4 có nhiệt độ trung bình cao nhất là 29°C Bảng A5 cho thấy nhiệt độ cao nhất tuyệt đối trong tháng 4 đạt 39,9°C Do Tiêu chuẩn Việt Nam không cung cấp số liệu cho 𝜑 𝑚𝑎𝑥 13−15, chúng tôi sử dụng độ ẩm trung bình của tháng nóng nhất từ bảng A10, cho thấy tháng 4 có độ ẩm 74,7%.

Sau khi đưa các số liệu vào công thức tính toán và sử dụng sơ đồ I - d, ta được:

Bảng 2.2 Bảng thông số tính toán ngoài nhà

Nhiệt độ 𝒕 𝑵 , ( o C) Độ ẩm 𝝋 𝑵 , (%) Entanpy 𝑰 𝑵 , (kJ/kgkkk) Dung ẩm 𝒅 𝑵 , (g/kgkkk)

Chọn thông số tính toán trong nhà mùa hè

Khi lựa chọn thông số tính toán cho hệ thống thông gió điều hòa không khí trong nhà, cần tuân thủ TCVN 5687-2024, tài liệu quy định các yêu cầu thiết kế Đặc biệt, bảng A2 cung cấp các thông số hợp lý cho không khí bên trong nhà, áp dụng cho không gian hoạt động của các công trình công cộng.

Do chức năng chính của công trình là phòng làm việc hành chính và phòng họp, các thông số trong nhà sẽ được lựa chọn và tính toán một cách hợp lý.

Bảng 2.3 Bảng thông số tính toán trong nhà

Nhiệt độ 𝒕 𝑵 , ( o C) Độ ẩm 𝝋 𝑵 , (%) Entanpy 𝑰 𝑵 , (kJ/kgkkk) Dung ẩm 𝒅 𝑵 , (g/kgkkk)

Tính toán cân bằng nhiệt ẩm cho công trình

Nhiệt hiện bức xạ qua kính Q 11

Theo tài liệu [3], nhiệt lượng bức xạ qua kính Q11 được xác định theo công thức:

- nt: Hệ số tác động tức thời

- Q’11: Lượng nhiệt bức xạ tức thời qua kính vào phòng, theo tài liệu [3] được xác định bằng biểu thức:

Q ’ 11 = F × RT × εc × εds × εmm × εkh × εm × εr , W (2-2) Với:

- Q ’ 1 1: Lượng nhiệt bức xạ tức thời qua kính vào phòng, W

- F: Diện tích bề mặt kính cửa sổ có khung thép, m 2

- RT: Nhiệt bức xạ mặt trời qua cửa kính vào phòng, W/m 2 , (tra bảng 4.1 [3])

- εc: Hệ số ảnh hưởng của độ cao so với mặt nước biển, được tính theo công thức: εc = 1 + H

Vì TP.Hồ Chí Minh có cao độ 5 m so với mực nước biển, nên: εc = 1 + H

Hệ số εds phản ánh ảnh hưởng của độ chênh lệch giữa nhiệt độ đọng sương của không khí quan sát và nhiệt độ đọng sương trên mặt nước biển là 20℃ Công thức tính εds được xác định như sau: εds = 1 – (t s −20).

Với tN = 34,5℃ và φN = 74,7%, tra đồ thị t-d, ta có:

=> ts = 29,3℃ nên suy ra: εds = 1 – (t s −20)

- εmm: Hệ số ảnh hưởng của mây mù, khi tính toán lấy trường hợp lớn nhất là lúc trời không mây mù nên ta chọn ɛmm = 1

- εkh: Hệ số ảnh hưởng của khung cửa kính, do là khung cửa kính kim loại nên ta chọn εkh 1,17

- εm: Hệ số kính, phụ thuộc vào màu sắc và kiểu loại kính khác với kính cơ bản, tra bảng 4.3

[3] công trình ta chọn sử dụng kính sử dụng kính Antisun, màu đồng nâu,12mm nên εm = 0,58

Hệ số mặt trời εr được xác định là 1 do sử dụng kính Antisun khác biệt với kính cơ bản, cùng với rèm che bên trong Điều này dẫn đến việc nhiệt bức xạ vào phòng được thay thế bằng nhiệt bức xạ từ kính cơ bản RK.

- αk, ρk, τk lần lượt là hệ số hấp thụ, phản xạ và xuyên qua của kính Đối với kính trong, phẳng, dày 6mm tra bảng 4.3 [3], ta có: αk = 0,74; ρk = 0,05; τk = 0,21

- αm, ρm, τm lần lượt là hệ số hấp thụ, phản xạ và xuyên qua của màn che Đối với rèm che màu sáng tra bảng 4.4 [3], ta có: αm = 0,58; ρm = 0,39; τm = 0,03

Công trình tọa lạc tại vĩ độ 10,85, theo bảng A.2 [3], tháng có nhiệt độ trung bình cao nhất là tháng 4 Dựa vào thông tin này và tham khảo bảng 4.1 [3], chúng ta có thể xác định được các yếu tố khí hậu quan trọng cho công trình.

Bảng 2.4 Bảng giá trị nhiệt bức xạ vào phòng

- 15 - nt: hệ số tác động tức thời, nt = f(gs)

Trong đó: gs - mật độ (khối lượng riêng) diện tích trung bình (kg/m 2 ), của toàn bộ kết cấu bao che vách, trần, sàn với: gs = G

- G’: khối lượng tường có mặt ngoài tiếp xúc với bức xạ mặt trời và của sàn nằm trên mặt đất (kg)

- G”: khối lượng tường có mặt ngoài không tiếp xúc với bức xạ mặt trời và của sàn không nằm trên mặt đất (kg)

Tra bảng 4.11_Hệ số dẫn nhiệt của một số vật liệu xây dựng, W/mK [3], ta được thống kê khối lượng vật liệu của công trình như sau:

Bảng 2.5 Bảng cấu trúc vật liệu tường và sàn của công trình

Cấu trúc vật liệu tường và sàn Vật liệu Độ dày (m) Khối lượng riêng kg/m 3 G (kg/m 2 )

Trần thạch cao có độ dày 0,01 m và diện tích 1000 m², với 10 khu vực khác nhau Đối với G’, ngoài các khu vực tầng hầm, các tầng còn lại không có sàn tiếp xúc trực tiếp với mặt đất, vì vậy chỉ có tường tiếp xúc trực tiếp với bức xạ mặt trời.

Lấy ví dụ tính G’ cho Khu vực phòng họp tầng 4:

- Diện tích tiếp xúc bức xạ mặt trời bao gồm:

+ Mặt kính có ốp alu: 33,55 m 2

+ Thể tích cột bê tông: 10,18 m 3

Các khu vực còn lại được tính toán tương tự, được liệt kê trong bảng bên dưới:

Bảng 2.6 Bảng tính G’ cho các khu vực

Diện tích tiếp xúc bức xạ mặt trời

Thể tích cột bê tông

71078,14 ĐÔNG NAM 0,00 28,88 46,48 0,00 TÂY NAM 0,00 14,19 20,35 6,78 TÂY BẮC 52,68 0,00 16,76 0,00

Phòng làm việc ĐÔNG BẮC 0,00 0,00 0,00 0,00

54393,09 ĐÔNG NAM 0,72 16,14 27,51 0,00 TÂY NAM 44,27 15,84 18,70 6,78 TÂY BẮC 31,23 0,00 9,00 3,39

Phòng làm việc ĐÔNG BẮC 0,00 0,00 0,00 0,00

Diện tích sàn của G'' không nằm trên mặt đất, ngoại trừ khu vực tầng hầm, trong khi các tầng còn lại đều là sàn không tiếp xúc với mặt đất Các chỉ số liên quan đến khu vực Đông Nam, Tây Nam và Tây Bắc lần lượt là 54160,49; 44,27 và 31,23, với các thông số khác như 0,72; 11,92; 31,73 cho Đông Nam, 13,66; 39,64; 6,78 cho Tây Nam, và 0,00; 9,00; 3,39 cho Tây Bắc.

Ví dụ tính toán cho Phòng họp tầng 4 Diện tích tường không tiếp xúc bức xạ mặt trời bao gồm:

- Thể tích cột bê tông: 11,87 m 3

Tính toán tương tự cho các khu vực còn lại, được thể hiện như bảng bên dưới:

Bảng 2.7 Bảng tính G’’ cho các khu vực

Diện tích không tiếp xúc bức xạ mặt trời Diện tích sàn (m 2 )

Thể tích cột bê tông

Phòng làm việc ĐÔNG BẮC 100,98 7,04

Tiếp tục sử dụng Khu vực phòng họp tầng 4 làm ví dụ tính gs, theo công thức (2 - 7): g s = G

438,22 = 206,38 kg/m 2 sàn Các khu vực còn lại được tính giá trị gs như bảng bên dưới:

Bảng 2.8 Bảng giá trị gs cho các khu vực

Tầng Khu vực Hướng Diện tích sàn (m 2 ) gs

689,52 184,28 ĐÔNG NAM TÂY NAM TÂY BẮC

Phòng làm việc ĐÔNG BẮC

Hệ số tác dụng tức thời nt đo lường tỉ lệ giữa nhiệt lượng ảnh hưởng trực tiếp đến phụ tải lạnh và lượng nhiệt bức xạ qua kính vào phòng mà không tác động trực tiếp đến phụ tải lạnh.

Bảng 4.6 trình bày hệ số tác động tức thời của bức xạ mặt trời qua cửa kính có màn che bên trong, với các giá trị nt theo từng giờ tương ứng với khối lượng gs và hướng Dựa vào các giá trị gs đã tính toán cho công trình, ta có thể tiến hành nội suy Thời gian làm việc của văn phòng chủ yếu diễn ra từ 8 giờ đến 17 giờ, và số liệu cụ thể được thể hiện trong bảng dưới đây.

Bảng 2.9 Bảng nội suy hệ số tức thời nt g s kg/m 2 sàn Hướng Giờ

184,28 Đông Bắc 0,71 0,57 0,35 0,24 0,19 0,17 0,15 0,13 0,12 0,11 Đông Nam 0,56 0,74 0,82 0,79 0,68 0,49 0,30 0,20 0,17 0,13 Tây Nam 0,06 0,07 0,09 0,23 0,46 0,66 0,80 0,84 0,78 0,59 Tây Bắc 0,07 0,08 0,09 0,09 0,10 0,10 0,17 0,39 0,62 0,79

140,56 Đông Bắc 0,73 0,58 0,36 0,24 0,19 0,17 0,15 0,13 0,12 0,11 Đông Nam 0,57 0,75 0,84 0,81 0,69 0,50 0,30 0,20 0,17 0,13 Tây Nam 0,06 0,07 0,09 0,23 0,47 0,67 0,81 0,86 0,79 0,60

Sau khi thu thập đầy đủ số liệu, chúng ta áp dụng công thức (2-1) và (2-2) để tính giá trị Q11 Ví dụ, chúng ta sẽ tính toán cho khu vực phòng họp ở tầng 4, hướng Đông Bắc, vào lúc 7 giờ sáng.

Tương tự các hướng còn lại ta tính được như số liệu bên dưới:

Bảng 2.10 Bảng giá trị Q11 các hướng theo giờ của Khu vực phòng họp tầng 4

Vào lúc 8 giờ, nhiệt lượng bức xạ qua kính đạt giá trị cao nhất là 4310W Giá trị này được sử dụng làm Q11 cho Khu vực văn phòng tầng 4 nhằm thực hiện tính toán kiểm tra.

Nhiệt hiện truyền qua mái bằng bức xạ và do Δt: Q 21

Theo tài liệu [3], nhiệt truyền qua mái bằng của phòng điều hòa có ba dạng: Thứ nhất, khi phòng điều hòa nằm giữa các tầng trong một tòa nhà điều hòa, thì Δ𝑡 = 0 và 𝑄21 = 0 Thứ hai, nếu phía trên phòng điều hòa là phòng không điều hòa, cần lấy giá trị k từ bảng 4.15 để tính toán.

Khi tính toán lượng nhiệt truyền vào phòng từ trần mái có bức xạ mặt trời ở tòa nhà nhiều tầng, cần xem xét hai thành phần chính: bức xạ mặt trời trực tiếp và sự chênh lệch nhiệt độ giữa không khí trong nhà và ngoài trời Công thức tính toán là Δ𝑡 = 0,5(𝑡𝑁 – 𝑡𝑇).

Công trình ICT 2 có 11 tầng đầu tiên không chịu ảnh hưởng của nhiệt truyền qua mái, với giá trị Q21 chỉ tồn tại ở tầng 12, nơi tiếp xúc trực tiếp với bức xạ mặt trời.

Dưới tác động của bức xạ mặt trời, mái bằng hấp thụ nhiệt và dần nóng lên, dẫn đến việc một phần nhiệt tỏa ra không khí bên ngoài, trong khi phần còn lại truyền qua kết cấu mái vào bên trong phòng điều hòa Nhiệt độ trong phòng sẽ tăng lên thông qua quá trình đối lưu và dẫn nhiệt Cường độ dòng nhiệt tỏa vào phòng phụ thuộc vào loại vật liệu và độ dày của kết cấu mái, ảnh hưởng đến mức độ và thời gian trễ của nhiệt độ.

Việc xác định chính xác lượng nhiệt, độ trễ, cường độ và thời điểm đạt cực đại là một quá trình phức tạp Do đó, người ta thường sử dụng các phương pháp tính toán gần đúng để đạt được kết quả mong muốn.

Dòng nhiệt vào không gian điều hòa xuất phát từ việc tích nhiệt của các kết cấu mái và sự chênh lệch nhiệt độ giữa không khí bên ngoài và bên trong nhà.

Hệ số truyền nhiệt qua mái (k) phụ thuộc vào kết cấu và vật liệu của mái, được tra cứu từ bảng 4.9 về hệ số truyền nhiệt của trần mái Trong công trình, mái được sử dụng là trần bê tông dày 300mm, có lớp vữa xi măng 25mm và lớp bitum phía trên, cùng với trần giả làm bằng thạch cao dày 12mm Dựa vào các dữ liệu này, hệ số truyền nhiệt k được tính toán cho mùa hè là 1,42 W/m² K.

- ∆𝑡𝑡𝑑 :hiệu nhiệt độ tương đương

- tN: Nhiệt độ không khí ngoài trời, tN = 34,5℃

- tT: Nhiệt độ không khí bên trong phòng điều hòa, tT = 25℃

Hệ số hấp thụ bức xạ mặt trời (𝜀𝑠) cho bề mặt kết cấu bao che được tra cứu từ bảng 4.10, trong đó trần được đổ bê tông cốt thép và có bề mặt mài nhẵn bóng Do đó, 𝜀𝑠 được chọn là 0,6.

- RN: bức xạ mặt trời đến bên ngoài mái

Bức xạ mặt trời vào không gian điều hòa, với thông tin từ bảng 4.2 [3], cho thấy tại TPHCM có vĩ độ 10, lượng bức xạ qua mặt nằm ngang lớn nhất đạt 789 W/m² vào tháng 4 Do đó, giá trị bức xạ toàn phần RN được xác định là 896,59 W/m².

- αN = 20 (W/m 2 ∙K), hệ số tỏa nhiệt phía ngoài tường khi tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài [3]

Ví dụ tính cho Phòng họp tầng 12 bằng công thức (2-8) như sau:

12 = 22618,15 W Bảng giá trị Q21 cho các khu vực được thể hiện tại Phụ lục.

Nhiệt hiện truyền qua vách Q 22

Nhiệt truyền qua vách Q22 cũng gồm hai thành phần:

- Thành phần do chênh lệch nhiệt độ giữa ngoài trời và trong nhà ∆t = tN – tT

- Thành phần do bức xạ mặt trời vào tường, tuy nhiên thành phần nhiệt này coi bằng không khi tính toán

Vách được định nghĩa là toàn bộ cấu trúc bao che, bao gồm tường, cửa ra vào và cửa sổ Trong khi đó, tường là phần bao che được xây dựng từ các vật liệu như gạch, vữa, xi măng và bê tông nặng Việc tính toán cho từng loại vách là rất cần thiết để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả trong xây dựng.

Nhiệt truyền qua vách được tính theo biểu thức:

- Q 22c : Nhiệt truyền qua cửa ra vào, (W)

- Q 22k : Nhiệt truyền qua vách kính, (W)

- k i : Hệ số truyền nhiệt của tường, cửa ra vào, kính cửa sổ, (W/m 2 ∙K)

- F i : Diện tích của tường, cửa ra vào, kính cửa sổ, (m 2 )

- ∆𝑡: Chênh lệch nhiệt độ bên trong và bên ngoài không gian điều hòa, (ºC)

Phần vách của công trình còn bao gồm 1 diện tích kính được ốp Alu sẽ được tính toán riêng a) Nhiệt truyền qua tường Q22t

Hình 2.2 Cấu tạo tường của công trình [3]

Tường của công trình có cấu tạo gồm 1 lớp gạch dày 0,2m, được trát 2 lớp vữa mỗi lớp dày 0,015m

Ta áp dụng công thức truyền nhiệt cho tính nhiệt truyền qua tường:

- ∆t: Hiệu nhiệt độ bên trong và bên ngoài nhà ( o C)

- kt: Hệ số truyền nhiệt của tường, được xác định theo biểu thức:

- αN: hệ số tỏa nhiệt phía tường Khi tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài αN 20, khi tiếp xúc gián tiếp với không khí bên ngoài αN = 10 , (W/m 2 K)

- αT: hệ số tỏa nhiệt phía trong nhà, αT , (W/m 2 K),

- δi : độ dày lớp vật liệu thứ i của cấu trúc tường, (m)

- λi : hệ số dẫn nhiệt lớp vật liệu thứ i của cấu trúc tường, ( W/mK) Tra bảng 4.11_Hệ số dẫn nhiệt của một số loại vật liệu xây dựng [3]

Hệ số dẫn nhiệt của vữa λv = 0,93 (W/mK)

Hệ số dẫn nhiệt của gạch λg = 0,81(W/mK)

- Đối với trường hợp tường dày 0,2m tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài: ktg = 1 1 αN + Σ δi λi + 1 αT

- Đối với trường hợp tường dày 0,2m tiếp xúc gián tiếp với không khí bên ngoài: ktt = 1 1 αN + Σ δi λi + 1 αT

Chênh lệch nhiệt độ bên trong và bên ngoài không gian điều hòa ∆t (℃) cũng được xác định theo ba trường hợp:

- Đối với tường tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài, ta xác định độ chênh lệch ∆t theo công thức ∆t = tN – tT, ℃ (2-14)

- Đối với tường tiếp xúc gián tiếp với không khí bên ngoài, ta xác định độ chênh lệch ∆t theo công thức ∆t = 0,5 × (tN – tT), ℃ (2-15)

Khi tiếp xúc với không gian có điều hòa, sự chênh lệch nhiệt độ ∆t sẽ bằng 0, điều này có nghĩa là nhiệt độ bên trong phòng tT sẽ thay đổi tùy thuộc vào công năng sử dụng của phòng.

Tính ví dụ cho Khu vực phòng họp tầng 4

- Khu vực có diện tích tường tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài là: 61,52 m 2

- Khu vực không có diện tích tường tiếp gián tiếp với không khí bên ngoài hoặc tiếp xúc với không gian điều hòa

- Nhiệt độ không khí bên ngoài là tN = 34,5 o C, nhiệt độ không khí bên trong phòng là tT = 25 oC

Như vậy, nhiệt truyền qua tường cho khu vực này là:

Tính toán nhiệt truyền qua tường cho các khu vực được thể hiện ở bảng sau đây Bảng 2.11 Bảng tính toán Q22 tường của công trình (W)

Tầng Khu vực Tiếp xúc Q 22 tường

Phòng làm việc Trực tiếp 44,99 2,33 9,45 990,56

Gián tiếp 0,00 2,09 4,73 0,00 Phòng làm việc Trực tiếp 31,95 2,33 9,45 703,41

- 30 - b) Nhiệt truyền qua lớp kính ốp Alu Q 22Ak

Để tính toán nhiệt truyền qua vách kính nẹp Aluminium với diện tích lớn trong công trình, cần áp dụng công thức tương tự như tính nhiệt truyền qua tường, nhưng sử dụng hệ số truyền nhiệt của lớp Alu kẹp kính.

Hệ số truyền nhiệt của lớp Alu kẹp kính: k Ak = 1 1 αN + δA λA + δk λk + 1 αT

- αN: hệ số tỏa nhiệt phía ngoài nhà [3], αN W/m 2 K do lớp vật liệu này chỉ tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài

- αT: hệ số tỏa nhiệt phía trong nhà [3], αT W/m 2 K

- δA, λA: bề dày và hệ số dẫn nhiệt của lớp Aluminium

- δk, λk:bề dày và hệ số dẫn nhiệt của lớp kính

Như vậy sau khi thế số và (2-16) để tính toán, ta được k Ak = 5 W/m 2 K

Tính ví dụ cho Khu vực phòng họp tầng 4:

Phòng họp có tổng diện tích kính ốp Alu là 33,55 m², và toàn bộ diện tích này là phần vách tiếp xúc trực tiếp với không gian ngoài trời.

Các khu vực còn lại được tính toán như bảng dưới

Bảng 2.12 Bảng tính toán Q22 cho kính ốp Alu của công trình (W)

Tầng Khu vực Tiếp xúc Q 22 Alu + kính

Gián tiếp 0,00 4,01 4,73 0,00 c) Nhiệt truyền qua cửa kính Q 22k

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

- Khi kính tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài, ta xác định độ chênh lệch ∆t theo công thức ∆t = (tN – tT), (℃)

- Khi kính tiếp xúc gián tiếp với không khí bên ngoài, ta xác định độ chênh lệch ∆t theo công thức ∆t = 0,5 × (tN – tT), (℃)

Trong trường hợp tiếp xúc với không gian có điều hòa, sự chênh lệch nhiệt độ ∆t bằng 0, nghĩa là nhiệt độ bên trong phòng tT sẽ thay đổi tùy thuộc vào công năng sử dụng của phòng.

Hệ số truyền nhiệt của kính kk:

- αN: hệ số tỏa nhiệt phía kính Khi tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài αN = 20, khi tiếp xúc gián tiếp với không khí bên ngoài αN = 10 , (W/m 2 K)

- αT: hệ số tỏa nhiệt phía trong nhà, αT , (W/m 2 K),

- δk, λk: bề dày và hệ số dẫn nhiệt của lớp kính

- Đối với trường hợp kính tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài: kkg = 1 1 αN + Σ δi λi + 1 αT

- Đối với trường hợp kính tiếp xúc gián tiếp với không khí bên ngoài: kkt = 1 1 αN + Σ δi λi + 1 αT

Tính toán ví dụ cho Khu vực phòng họp tầng 4

Khu vực có diện tích kính tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài là 60,83 m², không có diện tích kính nào tiếp xúc gián tiếp với không khí Do đó, nhiệt truyền qua kính sẽ được tính toán dựa trên diện tích này.

Các khu vực được tính như bảng bên dưới

Bảng 2.13 Bảng tính toán Q22 kính của công trình (W)

Tầng Khu vực Tiếp xúc Q 22 kính

Gián tiếp 3,60 4,63 4,73 78,83 Căn tin Trực tiếp 40,05 6,03 9,45 2282,97

Gián tiếp 18,76 4,63 4,73 410,82 d) Nhiệt truyền qua cửa Q 22c

Công trình ngoài sử dụng cửa kính có thể kết hợp với các loại vật liệu khác như cửa nhôm và cửa chống cháy để tạo lối ra vào an toàn và hiệu quả Nhiệt truyền qua các loại cửa này được tính toán bằng công thức cụ thể, giúp đảm bảo hiệu suất và độ bền cho công trình.

∆t − độ chênh lệch nhiệt độ, ℃

Fc − diện tích bề mặt cửa, m 2

Kc − hệ số truyền nhiệt qua cửa, W/m 2 ∙K kC = 1 1 αN + Σ δi λi + 1 αT

Do các loại cửa này của công trình chỉ tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài nên αN - hệ số tỏa nhiệt phía kính = 20 W/m 2 K

- Đối với cửa nhôm độ dày δAl = 0,0015m, λAl = 209 W/mK, suy ra kc = 6,67 W/m 2 K

- Đối với cửa chống cháy δcc = 0,044m, λcc = 1,2 W/mK, suy ra kc = 5,35 W/m 2 K

Tính ví dụ cho Phòng làm việc tầng 4

Khu vực này có 1 cửa nhôm với diện tích 2,62 m 2 tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài, nhiệt truyền qua cửa sẽ được tính:

Các khu vực còn lại được tính toán như bảng bên dưới

Bảng 2.14 Bảng tính Q22 cửa của công trình (W)

Tầng Khu vực Tiếp xúc Q 22 cửa

TẦNG 4 (4-11) Phòng họp Trực tiếp 0,00 x 9,45 0,00

TẦNG 12 Phòng họp Trực tiếp 0,00 x 9,45 0,00

Sau khi hoàn tất việc tính toán tất cả các thành phần, chúng ta có thể tổng hợp để xác định giá trị Q22 theo công thức (2-11) Ví dụ, để tính Q22 cho khu vực phòng họp tại tầng 4, ta áp dụng quy trình này một cách chính xác.

Tính toán Q22 cho các khu vực còn lại được trình bày ở Phụ lục.

Nhiệt hiện truyền qua nền Q 23

Nhiệt truyền qua nền cũng được tính theo biểu thức:

- k: hệ số truyền nhiệt qua nền (W/m 2 K)

- ∆t: hiệu nhiệt độ bên ngoài và bên trong

Ngoài ra, nhiệt truyền qua nền cũng xảy ra 3 trường hợp tương tự:

Trong trường hợp nền của khu vực tính toán được đặt trực tiếp trên nền đất, hệ số truyền nhiệt k sẽ được xác định dựa trên sàn bê tông dày 300mm, với ∆t được tính bằng hiệu số nhiệt độ giữa nhiệt độ nền (tN) và nhiệt độ không khí (tT).

Trong trường hợp nền khu vực tính toán nằm trên tầng hầm hoặc khu vực không sử dụng điều hòa, nhiệt độ của không gian này sẽ bằng nhiệt độ trung bình giữa bên ngoài và bên trong Do đó, ta có thể tính toán chênh lệch nhiệt độ với công thức ∆t = 0,5(tN – tT).

- Trường hợp 3: Nền của khu vực đang tính toán được đặt giữa hai khu vực khác có sử dụng điều hòa Lúc này, Q23 = 0

Trong quá trình tính toán, hầu hết các tầng đều có nền đặt giữa hai khu vực sử dụng điều hòa không khí, do đó Q23 = 0 Tuy nhiên, tầng 1 nằm trên tầng hầm lại là không gian không có điều hòa.

Ta sẽ thực hiện tính toán cho các khu vực của tầng 1

Tính ví dụ cho Sảnh tầng 1 có diện tích sàn là 222,44 m 2 , ta chọn loại dày 300mm lát gạch, tra bảng 4.15 ta được k = 1,42 Sử dụng công thức (2-21), ta được:

2.3.5 Nhiệt hiện tỏa ra do đèn chiếu sáng Q 31

Nhiệt tỏa từ đèn chiếu sáng bao gồm hai thành phần chính: bức xạ và đối lưu Tuy nhiên, phần bức xạ cũng bị kết cấu bao che hấp thụ, dẫn đến nhiệt tác động lên tải lạnh nhỏ hơn so với giá trị tính toán ban đầu.

Q31 = nt × nd × Q, (W) (2-22) Trong đó: nt: hệ số tác dụng tức thời, tra bảng 4.8 [3] nđ: hệ số tác dụng đồng thời

Q31: tổng nhiệt tỏa do chiếu sáng, (W) Đối với đèn huỳnh quang phải nhân hệ số 1,25 với công suất ghi trên đèn Suy ra: Q 31 = nt × nđ × Q = nt × nđ × 1.25 × N, (W)

N: tổng công suất ghi trên bóng đèn

Ngoài ra, việc tính toán mật độ chiếu sáng cũng rất quan trọng Đối với công trình phục vụ doanh nghiệp tư nhân, tiêu chuẩn của ASHRAE có thể được tham khảo để đảm bảo hiệu quả chiếu sáng tối ưu.

Dựa vào Table 2 Lighting Power Densities Using Space-by-Space Method [6], ta có mật độ của một số loại không gian như sau:

Bảng 2.15 Mật độ chiếu sáng của một số loại không gian dựa trên ASHRAE Handbook

Để tính toán nhiệt lượng tỏa ra từ đèn chiếu sáng, chúng ta chỉ cần nhân với diện tích sàn của từng không gian Ví dụ, khu vực phòng họp tại tầng 4 có diện tích sàn là 438,22 m².

2.3.6 Nhiệt hiện tỏa ra do máy móc Q 32

Trong không gian văn phòng, nhiệt độ chủ yếu phát sinh từ các thiết bị điện như tivi, radio, máy tính, máy in và máy chiếu, những thiết bị này không sử dụng động cơ điện Do đó, nhiệt tỏa ra từ chúng có thể được xem như nhiệt phát sinh từ hệ thống chiếu sáng.

Q32 = ∑N𝑖, (W) Với N𝑖 là công suất điện được ghi trên dụng cụ (W)

Tiêu chuẩn có thể được sử dụng để tìm số liệu tính toán, đặc biệt hữu ích khi công trình chưa hoàn thành và bố trí thiết bị chưa rõ ràng Theo Bảng 6.2 về các mức chuẩn cho nhiệt lượng nội bộ trong các loại hình xây dựng điển hình [7], các công trình khác nhau có mật độ nhiệt tỏa trên thiết bị khác nhau.

Building Types Sensible heat gain- Equipments (W/m 2 )

Để xác định nhiệt lượng tỏa ra từ máy móc, chỉ cần nhân với diện tích sàn của từng không gian Ví dụ, khu vực phòng họp tầng 4 có diện tích sàn là 438,22 m².

2.3.7 Nhiệt hiện và ẩn do người tỏa Q 4

Nhiệt lượng tỏa ra từ cơ thể người bao gồm hai thành phần chính là nhiệt hiện và nhiệt ẩn Theo tài liệu [3], công thức để xác định nhiệt hiện và nhiệt ẩn do con người phát ra được mô tả cụ thể.

- nđ: hệ số tác dụng không đồng thời, đối với công trình nhà cao tầng ta chọn nđ = 0,9 [3]

- nt: hệ số tác động tức thời, tra Bảng 2.16 Bảng nội suy hệ số tác động tức thờicho từng khu vực

- qh, qa: nhiệt hiện và nhiệt ẩn tỏa ra từ 1 người, (W/người)

- n: Số người trong không gian cần điều hòa, (người), số người được xác định theo mật độ phân bố người theo từng khu vực

Bảng 2.16 Bảng nội suy hệ số tác động tức thời

Để xác định số liệu cho số người trong không gian điều hòa, chúng tôi đã sử dụng các tiêu chuẩn liên quan đến nhiệt hiện và nhiệt ẩn tỏa ra cho một người Theo TABLE 6.2.2.1 về Tỷ lệ Thông gió Tối thiểu trong Khu vực Hô hấp [8], mật độ người trong một số không gian được quy định cụ thể.

Occupancy Category Occupant Density (m 2 /person)

Từ số liệu trên, ta tính được số người cho mỗi khu vực của công trình được trình bày như bảng sau:

Bảng 2.17 Bảng số lượng người của mỗi không gian điều hòa

Based on Table 1, which outlines the representative rates of heat and moisture released by individuals in various states of activity, we can determine the sensible and latent heat produced by a person.

Location Sensible Heat (W) Latent Heat (W)

Tại căn tin ta dùng số liệu của nhà hàng và cộng thêm 10 W vào nhiệt ẩn và nhiệt hiện vì còn có thức ăn tỏa nhiệt trong không gian

Tính ví dụ cho Khu vực phòng họp tầng 4 với diện tích sử dụng theo thiết kế là 186 m 2 :

2.3.8 Nhiệt hiện và ẩn do gió tươi mang vào Q hN và Q aN Để đảm bảo đủ oxi cần thiết cho người ở trong phòng thì không gian điều hòa luôn luôn phải được cung cấp một lượng gió tươi theo một yêu cầu nhất định Bởi vì gió tươi có trạng thái ngoài trời N với entanpy IN, nhiệt độ tN và ẩm dung dN lớn hơn không khí trong nhà thế nên khi đưa vào không gian cần điều hòa gió tươi sẽ tỏa ra một lượng nhiệt hiện QhN và nhiệt ẩn QaN Với:

- n: số người trong không gian điều hòa từ

- l: lưu lượng không khí tươi cần cho 1 người trong 1 giây (l/s.người)

- dN, dT: Ẩm dung ngoài nhà và trong nhà, (g/kg)

- tN, tT: Nhiệt độ ngoài nhà và trong nhà, (℃)

Các thông số tính toán cho không gian ngoài trời và trong nhà đã được trình bày trong Bảng 2.2 và Bảng 2.3 Dựa vào Bảng 6.2.2.1 về Tỷ lệ Thông gió Tối thiểu trong Khu vực Hô hấp, lưu lượng không khí tươi cần thiết cho mỗi người trong một giây được xác định như sau:

Bảng 2.18 Lưu lượng không khí tươi cần cho mỗi người trong 1 giây của một số loại không gian

Occupancy Category Air Rate (L/s.person) Air Rate (m 3 /h.person)

2.3.9 Nhiệt hiện và ẩn do gió lọt vào Q 5h và Q 5â Đối với các khu vực có sử dụng điều hòa cần được làm kín để chủ động kiểm soát được lượng gió tươi cấp vào nhằm mục đích tiết kiệm năng lượng tuy nhiên vẫn có hiện tượng rò lọt không khí qua khe cửa sổ, cửa ra vào và khi mở cửa do người ra vào Đặc biệt, hiện tượng này xảy ra càng rõ rệt khi chênh lệch nhiệt độ trong nhà và ngoài trời càng lớn Khi đó, khí lạnh có xu hướng thoát ra ở phía dưới cửa và khí nóng ngoài trời sẽ xâm nhập vào phía trên cửa Theo tài liệu [3], nhiệt hiện (Q5h) và nhiệt ẩn (Q5â) do gió lọt được xác định như sau:

- V: Thể tích khu vực tính toán (m 3 )

-ξ: Hệ số kinh nghiệm, phụ thuộc vào thể tích phòng, xác định theo bảng 4.20 [3]

Nhiệt hiện và ẩn do người tỏa Q 4

Nhiệt lượng tỏa ra từ cơ thể con người bao gồm hai thành phần chính: nhiệt hiện và nhiệt ẩn Theo tài liệu [3], công thức để xác định nhiệt hiện và nhiệt ẩn do người tỏa ra được trình bày rõ ràng.

- nđ: hệ số tác dụng không đồng thời, đối với công trình nhà cao tầng ta chọn nđ = 0,9 [3]

- nt: hệ số tác động tức thời, tra Bảng 2.16 Bảng nội suy hệ số tác động tức thờicho từng khu vực

- qh, qa: nhiệt hiện và nhiệt ẩn tỏa ra từ 1 người, (W/người)

- n: Số người trong không gian cần điều hòa, (người), số người được xác định theo mật độ phân bố người theo từng khu vực

Bảng 2.16 Bảng nội suy hệ số tác động tức thời

Để xác định số liệu về số người trong không gian điều hòa, chúng tôi áp dụng tiêu chuẩn về nhiệt hiện và nhiệt ẩn tỏa ra cho mỗi người Dựa vào Bảng 6.2.2.1 về Tốc độ Thông gió Tối thiểu trong Khu vực Hô hấp, mật độ người trong một số không gian đã được quy định rõ ràng.

Occupancy Category Occupant Density (m 2 /person)

Từ số liệu trên, ta tính được số người cho mỗi khu vực của công trình được trình bày như bảng sau:

Based on Table 1, which presents the representative rates at which heat and moisture are emitted by individuals in various states of activity, we can determine the sensible and latent heat of a person.

Location Sensible Heat (W) Latent Heat (W)

Tại căn tin ta dùng số liệu của nhà hàng và cộng thêm 10 W vào nhiệt ẩn và nhiệt hiện vì còn có thức ăn tỏa nhiệt trong không gian

Tính ví dụ cho Khu vực phòng họp tầng 4 với diện tích sử dụng theo thiết kế là 186 m 2 :

2.3.8 Nhiệt hiện và ẩn do gió tươi mang vào Q hN và Q aN Để đảm bảo đủ oxi cần thiết cho người ở trong phòng thì không gian điều hòa luôn luôn phải được cung cấp một lượng gió tươi theo một yêu cầu nhất định Bởi vì gió tươi có trạng thái ngoài trời N với entanpy IN, nhiệt độ tN và ẩm dung dN lớn hơn không khí trong nhà thế nên khi đưa vào không gian cần điều hòa gió tươi sẽ tỏa ra một lượng nhiệt hiện QhN và nhiệt ẩn QaN Với:

- n: số người trong không gian điều hòa từ

- l: lưu lượng không khí tươi cần cho 1 người trong 1 giây (l/s.người)

- dN, dT: Ẩm dung ngoài nhà và trong nhà, (g/kg)

- tN, tT: Nhiệt độ ngoài nhà và trong nhà, (℃)

Các thông số tính toán cho không gian ngoài trời và trong nhà đã được trình bày chi tiết trong Bảng 2.2 và Bảng 2.3 Dựa trên Bảng 6.2.2.1 về Lưu lượng Thông gió Tối thiểu trong Khu vực Hô hấp, lượng không khí tươi cần thiết cho mỗi người trong một giây được xác định như sau:

Bảng 2.18 Lưu lượng không khí tươi cần cho mỗi người trong 1 giây của một số loại không gian

Occupancy Category Air Rate (L/s.person) Air Rate (m 3 /h.person)

2.3.9 Nhiệt hiện và ẩn do gió lọt vào Q 5h và Q 5â Đối với các khu vực có sử dụng điều hòa cần được làm kín để chủ động kiểm soát được lượng gió tươi cấp vào nhằm mục đích tiết kiệm năng lượng tuy nhiên vẫn có hiện tượng rò lọt không khí qua khe cửa sổ, cửa ra vào và khi mở cửa do người ra vào Đặc biệt, hiện tượng này xảy ra càng rõ rệt khi chênh lệch nhiệt độ trong nhà và ngoài trời càng lớn Khi đó, khí lạnh có xu hướng thoát ra ở phía dưới cửa và khí nóng ngoài trời sẽ xâm nhập vào phía trên cửa Theo tài liệu [3], nhiệt hiện (Q5h) và nhiệt ẩn (Q5â) do gió lọt được xác định như sau:

Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió lọt chủ yếu xuất hiện ở những khu vực có cửa thông với bên ngoài, như sảnh tầng 1, nơi có người thường xuyên ra vào Trong khi đó, các không gian kín hoặc được bao quanh bởi không gian điều hòa sẽ không có hiện tượng này Vì gió lọt được xem là một phần của gió tươi, nên Q5h và Q5a đã được tính vào QhN và QaN và không cần tính thêm nữa.

2.3.10 Nhiệt tổn thất do các nguồn khác Q 6

Ngoài các nguồn nhiệt đã đề cập, còn có những nguồn nhiệt khác ảnh hưởng đến phụ tải lạnh, bao gồm nhiệt hiện và ẩn phát ra từ các thiết bị trao đổi nhiệt, cũng như từ các ống dẫn nước nóng và lạnh đi qua phòng điều hòa.

Nhiệt tỏa từ quạt và nhiệt tổn thất qua đường ống gió khiến không khí lạnh bên trong tăng nhiệt độ Tuy nhiên, các tổn thất nhiệt trong trường hợp này là nhỏ và có thể được bỏ qua.

2.3.11 Xác định phụ tải lạnh của công trình

Sau khi tính toán các phụ tải lạnh thành phần, phụ tải lạnh chính được xác định là tổng hợp của tất cả các phụ tải lạnh thành phần đã được trình bày ở trên.

Thực hiện tính toán tương tự cho các khu vực còn lại, ta được bảng giá trị tổng tải nhiệt của toàn bộ khu vực của công trình

Bảng 2.19 Bảng giá trị phụ tải lạnh của công trình (kW)

Thành lập và tính toán sơ đồ điều hòa không khí

2.4.1 Giới thiệu a) Mục đích thành lập sơ đồ điều hoà không khí

Việc thành lập sơ đồ điều hòa không khí là cần thiết để xác định các quá trình thay đổi trạng thái của không khí trên đồ thị I - d hoặc t - d Điều này giúp xác định các khâu cần xử lý và năng suất cần thiết để đạt được trạng thái không khí phù hợp trước khi đưa vào phòng Các cơ sở để thành lập sơ đồ điều hòa không khí bao gồm việc phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng không khí và yêu cầu cụ thể của không gian cần điều hòa.

Các sơ đồ điều hòa không khí được xây dựng dựa trên các yếu tố quan trọng như điều kiện khí hậu địa phương để xác định thông số tính toán ngoài trời (tN và N), yêu cầu tiện nghi hoặc công nghệ sản xuất để chọn thông số bên trong (tT và T), và kết quả tính toán nhiệt hiện, nhiệt ẩn cùng lưu lượng gió tươi, gió thải cho từng khu vực trong công trình Đồng thời, cần xem xét các hệ số nhiệt hiện và quá trình thay đổi trạng thái của không khí sau khi được thổi vào phòng, cũng như đảm bảo các điều kiện vệ sinh và an toàn cho sức khỏe con người.

1 Điều kiện về nhiệt độ không khí thổi vào phòng

Nhiệt độ không khí trước khi đưa vào phòng cần phải đảm bảo không chênh lệch quá lớn so với nhiệt độ trong phòng để tránh gây cảm lạnh cho người sử dụng Cụ thể, nhiệt độ không khí (tV) phải lớn hơn hoặc bằng nhiệt độ trong phòng (tT) trừ đi một hệ số a, theo công thức tV ≥ tT – a.

- Đối với hệ thống điều hoà không khí thổi từ dưới lên (miệng thổi đặt trong vùng làm việc) thì: a = 7 o C

Hệ thống điều hòa không khí thổi từ trên xuống có thiết kế cho phép không khí ra khỏi miệng thổi đi qua không gian đệm trước khi vào vùng làm việc, với nhiệt độ đạt khoảng 10 độ C.

Nếu điều kiện vệ sinh không thỏa mãn thì phải tiến hành sấy nóng không khí đến nhiệt độ tV

= tT - a thoả mãn điều kiện vệ sinh rồi cho thổi vào phòng [1]

2 Điều kiện về cung cấp gió tươi

Lượng khí tươi cung cấp phải đầy đủ cho người trong phòng :

GN = n × mk = n × ρk × Vk, kg/s (2-24) trong đó: n là số người trong phòng, mk là khối lượng gió tươi cần thiết cung cấp cho mỗi người trong một đơn vị thời gian, tính bằng kg/s.người.

Vk: lượng không khí tươi cần cung cấp cho một người trong một đơn vị thời gian, tra theo bảng 2-8, m 3 /s.người ; ρ: khối lượng riêng của không khí, ρ = 1,2 kg/m 3

Tuy nhiên lưu lượng gió bổ sung không được nhỏ hơn 10% tổng lượng gió cung cấp cho phòng G (kg/s) [1]

2.4.2 Các sơ đồ điều hòa không khí mùa hè

Nhiệt hiện và ẩn do gió lọt vào Q 5h và Q 5â

Để tiết kiệm năng lượng trong các khu vực sử dụng điều hòa, việc làm kín là cần thiết nhằm kiểm soát lượng gió tươi Tuy nhiên, không khí vẫn có thể rò rỉ qua khe cửa sổ, cửa ra vào, đặc biệt khi có sự chênh lệch nhiệt độ lớn giữa trong nhà và ngoài trời Khi đó, khí lạnh sẽ thoát ra từ dưới cửa, trong khi khí nóng từ bên ngoài sẽ xâm nhập từ phía trên Theo tài liệu [3], nhiệt hiện (Q5h) và nhiệt ẩn (Q5â) do gió lọt được xác định theo các công thức cụ thể.

Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió lọt chủ yếu xuất hiện ở những khu vực có cửa thông với ngoài trời, như sảnh tầng 1, nơi có người ra vào thường xuyên Ngược lại, những không gian kín hoặc được bao quanh bởi không gian điều hòa sẽ không có hiện tượng này Do gió lọt được xem là một phần của gió tươi, nên Q5h và Q5a đã được tính trong QhN và QaN, do đó không cần tính thêm nữa.

Nhiệt tổn thất do các nguồn khác Q 6

Ngoài các nguồn nhiệt đã đề cập, còn có những nguồn nhiệt khác ảnh hưởng đến phụ tải lạnh, bao gồm nhiệt hiện và ẩn phát sinh từ các thiết bị trao đổi nhiệt, cũng như từ các ống dẫn nước nóng và lạnh đi qua phòng điều hòa.

Nhiệt tỏa từ quạt và tổn thất nhiệt qua đường ống gió làm tăng nhiệt độ không khí lạnh bên trong Tuy nhiên, các tổn thất nhiệt này thường nhỏ nên có thể được bỏ qua trong tính toán.

Xác định phụ tải lạnh của công trình

Sau khi tính toán các phụ tải lạnh thành phần, phụ tải lạnh chính được xác định là tổng hợp của tất cả các phụ tải lạnh thành phần đã được trình bày trước đó.

Thực hiện tính toán tương tự cho các khu vực còn lại, ta được bảng giá trị tổng tải nhiệt của toàn bộ khu vực của công trình

Bảng 2.19 Bảng giá trị phụ tải lạnh của công trình (kW)

Thành lập và tính toán sơ đồ điều hòa không khí

Giới thiệu

a) Mục đích thành lập sơ đồ điều hoà không khí

Việc thành lập sơ đồ điều hòa không khí là cần thiết để xác định các quá trình thay đổi trạng thái của không khí trên đồ thị I - d hoặc t - d Điều này giúp xác định các khâu cần xử lý và năng suất của hệ thống nhằm đạt được trạng thái không khí mong muốn trước khi đưa vào phòng Các cơ sở để thực hiện sơ đồ điều hòa không khí cũng rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả của quá trình này.

Các sơ đồ điều hòa không khí được thiết lập dựa trên các yếu tố quan trọng như điều kiện khí hậu địa phương để xác định thông số tính toán ngoài trời (tN và N), yêu cầu về tiện nghi hoặc công nghệ sản xuất nhằm chọn thông số tính toán bên trong công trình (tT và T), và kết quả tính toán nhiệt hiện, nhiệt ẩn cùng với lưu lượng gió tươi và gió thải cho từng khu vực Ngoài ra, cần xem xét các hệ số nhiệt hiện và quá trình thay đổi trạng thái của không khí sau khi đưa vào phòng, đồng thời đảm bảo các điều kiện vệ sinh và an toàn cho sức khỏe con người.

1 Điều kiện về nhiệt độ không khí thổi vào phòng

Trước khi thổi không khí vào phòng, nhiệt độ không được chênh lệch quá lớn so với nhiệt độ trong phòng để tránh gây cảm lạnh cho người sử dụng Cụ thể, nhiệt độ không khí đầu vào (tV) phải lớn hơn hoặc bằng nhiệt độ trong phòng (tT) trừ đi một giá trị a.

- Đối với hệ thống điều hoà không khí thổi từ dưới lên (miệng thổi đặt trong vùng làm việc) thì: a = 7 o C

Hệ thống điều hòa không khí thổi từ trên xuống cho phép không khí đi qua không gian đệm trước khi vào vùng làm việc, với nhiệt độ không khí ra khỏi miệng thổi là 10 độ C.

Nếu điều kiện vệ sinh không thỏa mãn thì phải tiến hành sấy nóng không khí đến nhiệt độ tV

= tT - a thoả mãn điều kiện vệ sinh rồi cho thổi vào phòng [1]

2 Điều kiện về cung cấp gió tươi

Lượng khí tươi cung cấp phải đầy đủ cho người trong phòng :

GN = n × mk = n × ρk × Vk, kg/s (2-24), trong đó n là số người trong phòng, mk là khối lượng gió tươi cần thiết cung cấp cho một người trong một đơn vị thời gian, tính bằng kg/s/người.

Vk: lượng không khí tươi cần cung cấp cho một người trong một đơn vị thời gian, tra theo bảng 2-8, m 3 /s.người ; ρ: khối lượng riêng của không khí, ρ = 1,2 kg/m 3

Tuy nhiên lưu lượng gió bổ sung không được nhỏ hơn 10% tổng lượng gió cung cấp cho phòng G (kg/s) [1]

Các sơ đồ điều hòa không khí mùa hè

Có 3 loại sơ đồ điều hòa không khí: sơ đồ thẳng, sơ đồ điều hòa không khí 1 cấp, sơ đồ điều hoà không khí 2 cấp Mỗi sơ đồ đều có ưu nhược điểm đặc trưng, phù hợp với công năng nhất định, cho nên tùy vào đặc điểm của công trình và tầm quan trọng của hệ thống điều hoà mà ta quyết định lựa chọn hợp lý Chọn và thành lập sơ đồ điều không khí là một bài toán kinh tế và kĩ thuật mà người kỹ sư cần phải cân nhắc khi thực hiện thiết kế a) Sơ đồ thẳng

Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý sơ đồ thẳng [1]

Sơ đồ thẳng là hệ thống không có tái tuần hoàn không khí từ gian điều hòa về thiết bị xử lý không khí Trong sơ đồ này, toàn bộ không khí đưa vào thiết bị là không khí tươi từ bên ngoài Không khí bên ngoài có trạng thái N (tN, N) được đưa vào buồng xử lý nhiệt ẩm qua cửa lấy gió có van điều chỉnh 1 Tại đây, không khí được xử lý theo chương trình định sẵn cho đến khi đạt được trạng thái O nhất định và sau đó được quạt 3 vận chuyển.

Không khí được dẫn qua đường ống gió 4 vào phòng 6 thông qua các miệng thổi 5 Tại miệng thổi 5, không khí ở trạng thái V sau khi vào phòng sẽ nhận nhiệt thừa và chuyển đổi sang trạng thái T (tT, φT) Cuối cùng, không khí đã qua xử lý sẽ được thải ra bên ngoài qua các cửa thải 7.

Sơ đồ thẳng thường được áp dụng trong các không gian có nguy cơ phát sinh chất độc hại, như nhà xưởng sản xuất độc hại, xưởng hóa chất và các cơ sở y tế Việc hồi gió trong những môi trường này không mang lại lợi ích, do đó cần xem xét kỹ lưỡng ưu nhược điểm của sơ đồ thẳng để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quản lý không khí.

- Sơ đồ thẳng có ưu điểm là đơn giản, gọn nhẹ dễ lắp đặt;

- Không tận dụng lạnh (hay nhiệt) của không khí thải nên hiệu quả kinh tế thấp;

Trong các hệ thống có sự phát sinh chất độc, việc tuần hoàn gió không hiệu quả hoặc sử dụng ống dẫn quá xa và cồng kềnh có thể gây ra nhiều vấn đề kinh tế và kỹ thuật Để khắc phục tình trạng này, sơ đồ điều hòa tuần hoàn một cấp là một giải pháp tối ưu, giúp cải thiện hiệu suất và giảm thiểu chi phí.

Trong các không gian như nhà ở, văn phòng, nhà hàng và trung tâm mua sắm, việc áp dụng sơ đồ điều hòa tuần hoàn 1 cấp giúp tận dụng hiệu quả nhiệt độ từ không khí thải.

Hình 2.4 Sơ đồ nguyên lý điều hòa tuần hoàn không khi 1 cấp [1]

Nguyên lý hoạt động của hệ thống bắt đầu với không khí bên ngoài có trạng thái N(tN, N) và lưu lượng GN Không khí này được đưa vào buồng hòa trộn qua cửa lấy gió có van điều chỉnh 1.

Không khí hồi có trạng thái T(tT, T) với lưu lượng GT được hòa trộn từ miệng hồi gió 2 Hỗn hợp này sau đó được đưa đến thiết bị xử lý nhiệt ẩm 4, nơi nó được xử lý theo chương trình định sẵn đến trạng thái O Quạt 5 sẽ vận chuyển không khí qua kênh gió 6 vào phòng 8 Khi ra khỏi miệng thổi 7, không khí có trạng thái V sẽ nhận nhiệt thừa QT và tự thay đổi trạng thái từ V đến T(tT, T) Một phần không khí sẽ được thải ra ngoài qua cửa thải gió 12, trong khi phần lớn được quạt hồi gió 11 hút về qua các miệng hút 9 theo kênh hồi gió 10.

Sơ đồ tuần hoàn 1 cấp có các ưu và nhược điểm như sau:

- Do có tận dụng nhiệt của không khí tái tuần hoàn nên năng suất lạnh và năng suất làm khô giảm so với sơ đồ thẳng, cụ thể: 𝛥 𝑄 0 = 𝑄 𝑇 × 𝐼 𝑁 −𝐼𝑐

- Sơ đồ có hệ thống tái tuần hoàn không khí nên chi phí đầu tư tăng, bao gồm quạt tuần hoàn gió, kênh hồi gió và các miệng hút;

Khi không khí vào phòng không đáp ứng tiêu chuẩn vệ sinh, cần trang bị thiết bị sấy cấp II để sấy nóng không khí Để khắc phục nhược điểm của sơ đồ tuần hoàn 1 cấp, sơ đồ tuần hoàn 2 cấp được sử dụng, cho phép điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm của không khí mà không cần thiết bị sấy cấp II.

Sơ đồ tuần hoàn 2 cấp có 2 dạng: Sơ đồ có điều chỉnh nhiệt độ thổi vào và sơ đồ điều chỉnh độ ẩm

- Sơ đồ điều hòa tuần hoàn không khí hai cấp điều chỉnh nhiệt độ:

Trong sơ đồ này để nâng nhiệt độ tV người ta tiến hành hoà trộn không khí sau bộ xử lý với không khí tái tuần hoàn

Hình 2.5 Sơ đồ nguyên lý điều hòa tuần hoàn không khí cấp hai điều chỉnh nhiệt độ [1]

Không khí bên ngoài với lưu lượng GN và trạng thái N(tN, N) được lấy qua cửa gió có van điều chỉnh vào buồng hòa trộn 3, nơi hòa trộn với không khí hồi có lưu lượng GT1 và trạng thái T(tT, T) để đạt được trạng thái C1 Hỗn hợp hòa trộn C1 sau đó được đưa đến thiết bị xử lý nhiệt ẩm 4 để xử lý đến trạng thái O, trước khi tiếp tục đến buồng hòa trộn 6.

Không khí được trộn với lưu lượng GT2 và trạng thái T(tT, T) để đạt trạng thái C2 Sau đó, quạt 7 sẽ vận chuyển không khí qua đường ống gió 8 vào phòng 10 Khi ra khỏi miệng thổi, không khí đã được điều chỉnh và chuẩn bị cho không gian sử dụng.

Trong quy trình xử lý không khí, có 9 trạng thái C2 vào phòng nhận nhiệt thừa QT và tự động chuyển đổi đến trạng thái T(tT, T) Cuối cùng, một phần không khí sẽ được thải ra ngoài qua cửa thải 14, trong khi phần lớn còn lại sẽ được hồi về thiết bị xử lý không khí để tiếp tục quá trình xử lý.

Sơ đồ tuần hoàn 2 cấp có điều chỉnh nhiệt độ thổi vào có ưu điểm:

Nhiệt độ không khí thổi vào phòng có thể được điều chỉnh dễ dàng thông qua việc kiểm soát lượng gió trích GT2, đảm bảo nhiệt độ đạt yêu cầu vệ sinh Nhờ đó, hệ thống sơ đồ 2 cấp với khả năng điều chỉnh nhiệt độ không cần thiết phải trang bị thêm thiết bị sấy cấp II.

+ Năng suất lạnh và năng suất làm khô yêu cầu của thiết bị xử lý giảm, cụ thể:

∆QO = GT2 × (IC1 - IO), kW Như vậy ta không cần phải đầu tư hệ thống xử lý không khí quá lớn, cồng kềnh

+ Phải có thêm buồng hòa trộn thứ 2 và hệ thống trích gió đến buồng hòa trộn này nên chi phí đầu tư và vận hành tăng

- Sơ đồ điều hòa tuần hoàn không khí hai cấp điều chỉnh độ ẩm

Trong sơ đồ điều chỉnh độ ẩm, không khí sau bộ xử lý được hòa trộn với hỗn hợp không khí từ gió ngoài trời và không khí tái tuần hoàn để đạt được độ ẩm mong muốn.

Hệ thống điều hòa không khí tuần hoàn hai cấp điều chỉnh độ ẩm hoạt động bằng cách hút không khí bên ngoài với lưu lượng GN và trạng thái N(tN, N) qua cửa gió có van điều chỉnh 1 Không khí này sau đó được đưa vào buồng 3, nơi nó hòa trộn với không khí hồi có lưu lượng GT.

Tính toán sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp

a) Các bước tính toán sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp

Sơ đồ tuần hoàn một cấp bao gồm các điểm N, T, C, O, S, cùng với các hệ số nhiệt hiện và hệ số đi vòng Để tính toán sơ đồ một cấp, cần thực hiện theo các bước cụ thể.

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

- Xác định tổng lượng nhiệt hiện

- Xác định tổng lượng nhiệt ẩn

Xác định tổng lượng nhiệt ẩn và nhiệt hiện của không gian cần điều hoà

- Xác định hệ số đi vòng BF

Tính hf, hef và ht

- Xác định điểm: T (tT, T), N (tN, N), G (24ºC, 50%)

- Từ điểm T kẻ đường thẳng song song với đường hef cắt  =  tại S

- Qua S kẻ đường song song với ht cắt đường NT tại C, ta xác định được điểm hoà trộn C

Qua T, kẻ đường song song với hf, cắt đường SH tại O Khi bỏ qua tổn thất nhiệt từ quạt gió và ống gió, ta có V ≡ O là điểm thổi vào.

Kiểm tra điều kiện vệ sinh bằng cách kiểm tra hiệu nhiệt độ phòng và nhiệt độ thổi vào:

Khi nhiệt độ chênh lệch giữa không khí thổi và không khí phòng (ΔtVT) nhỏ hơn 10ºC, hệ thống đạt tiêu chuẩn vệ sinh và chúng ta có thể tiến hành tính toán lưu lượng gió Ngược lại, nếu ΔtVT lớn hơn 10ºC, cần áp dụng các biện pháp khác để giảm nhiệt độ thổi nhằm đảm bảo yêu cầu vệ sinh.

Hình 2.7 Sơ đồ điều hòa không khí trên đồ thị t – d [1]

Nếu nhiệt độ thổi vào đạt yêu cầu, chúng ta sẽ tính toán lưu lượng không khí qua dàn lạnh Để xác định lưu lượng không khí, ta áp dụng công thức cụ thể.

- Qhef: Nhiệt hiện hiệu dụng của phòng, W

- tT, tS: Nhiệt độ trong phòng và nhiệt độ đọng sương, ºC

- BF: Hệ số đi vòng

Lưu lượng không khí L là lượng không khí cần thiết để loại bỏ nhiệt thừa và độ ẩm ẩn trong phòng điều hòa, đồng thời cũng là lưu lượng không khí đi qua dàn lạnh sau khi đã được hòa trộn.

Ngoài ra căn cứ vào nó ta có thể tính kiểm tra năng suất lạnh của hệ thống điều hoà không khí:

Qo = G × (IH - IV), kW (2-27) Trong đó:

- G: Lưu lượng không khí qua dàn lạnh:

- : Khối lượng riêng của không khí,  = 1,2 kg/m 3

- L: Lưu lượng thể tích của không khí:

- LN: Lượng khí tươi cấp vào, m 3 /s

- LT: Lượng không khí tái tuần hoàn, m 3 /s

- IH: Entanpy không khí tại điểm hoà trộn (không khí vào dàn lạnh), kJ/kg

- IV: Entanpy không khí tại điểm thổi vào không gian điều hoà (không khí ra khỏi dàn lạnh), kJ/kg b) Điểm gốc G và hệ số nhiệt hiện ε h

Trên đồ thị t – d, điểm G được đánh dấu tại t = 24° và φ = 50% được gọi là điểm gốc Bên phải trục d, có thang biểu thị các giá trị khác nhau của hệ số nhiệt hiện εh.

Hình 2.8 Điểm gốc G và thang chia hệ số nhiệt hiện trên đồ thị t – d [1] c) Hệ số nhiệt hiện phòng ε hf

Hệ số nhiệt hiện phòng (εhf) là tỷ lệ giữa thành phần nhiệt hiện và tổng thành phần nhiệt hiện cùng nhiệt ẩn trong một không gian điều hòa Hệ số này không bao gồm ảnh hưởng của nhiệt hiện và nhiệt ẩn từ gió tươi và gió lọt vào phòng Công thức tính hệ số này được thể hiện qua εhf = Qhf.

- Qhf: Tổng nhiệt hiện do bức xạ, truyền nhiệt qua kết cấu bao che và nhiệt do các nguồn nhiệt bên trong phòng tỏa ra, kW;

- Qâf: Tổng nhiệt ẩn của phòng,W;

Trên đồ thị t - d, điểm V (hoặc O) đại diện cho trạng thái không khí cấp vào phòng, trong khi điểm T biểu thị không khí trong phòng Đường VT thể hiện quá trình không khí sau khi vào phòng nhận nhiệt thừa và thay đổi trạng thái Đường này được gọi là đường hệ số nhiệt hiện của phòng, ký hiệu là εhf.

Trong các tính toán, điểm T thường được xác định trước, cho phép dễ dàng xác định đường VT khi biết phương của nó Đường VT sẽ được xác định song song với đường thẳng nối điểm.

Điểm V thường nằm trên đoạn HT với giá trị  khoảng 90 - 100%, tùy thuộc vào diện tích và hiệu quả trao đổi nhiệt ẩm của dàn lạnh, xác định giá trị hf trên đường biểu thị.

Hình 2.9 Hệ số nhiệt hiện phòng và các xác định quá trình biến đổi V – T [1]

Từ kết quả tính tải nhiệt ta có:

- Tổng nhiệt hiện của phòng là:

- Tổng nhiệt ẩn của phòng (không có nhiệt ẩn của gió tươi) là:

- Vậy thay vào biểu thức ta có hệ số nhiệt hiện phòng hf là: ε hf = Q hf

Tính toán cho các không gian còn lại được thể hiện ở bảng bên dưới

Bảng 2.20 Bảng giá trị nhiệt hiện phòng

Khu vực Q hf Q af ɛ hf

Phòng làm việc 65533,15 1501,71 0,98 d) Hệ số nhiệt hiện tổng ε ht

Hệ số nhiệt tổng là độ nghiêng của tia quá trình từ điểm hòa trộn đến điểm thổi vào, phản ánh quá trình làm lạnh và khử ẩm của không khí trong giàn lạnh sau khi hòa trộn giữa gió tươi và gió tái tuần hoàn Điểm C và O đại diện cho trạng thái không khí đầu vào và đầu ra của thiết bị xử lý không khí, cho thấy sự thay đổi của không khí khi đi qua thiết bị xử lý.

Qh và nhiệt ẩn Qâ để biến đổi trạng thái từ C đến O

Hệ số nhiệt hiện tổng được xác định theo công thức: ε ht = Q h

- Qh: Thành phần nhiệt hiện có kể đến phần nhiệt hiện do gió tươi và gió lọt đem vào, W;

Tổng nhiệt hiện và nhiệt ẩn (Qt) bao gồm nhiệt do gió tươi và gió lọt, được xác định là tổng nhiệt thừa Qt = Q0, W Đường thẳng CO thể hiện sự thay đổi trạng thái của không khí khi đi qua thiết bị xử lý không khí, được gọi là đường ht Phương pháp xác định đường thẳng CO tương tự như xác định đường hf, tức là nó song song với đường G - ht.

Hình 2.10 Hệ số nhiệt hiện tổng và sự biến đổi không khí CO trong dàn lạnh [1]

Sau khi xác định được ht qua tính toán, cần đánh dấu trên thang chia hệ số nhiệt hiện và nối tia G-ht Từ điểm C, vẽ đường song song với G-ht để cắt đường  = 100% tại điểm S, đây chính là điểm đọng sương của thiết bị Điểm thổi vào V là giao điểm của CS và HT Tiếp tục thực hiện tính toán cho Khu vực phòng họp tầng 4.

Từ kết quả tính tải nhiệt ở mục 2.3 ta có:

- Thành phần nhiệt hiện có kể đến phần nhiệt hiện do gió tươi và gió lọt đem vào:

- Tổng nhiệt hiện và nhiệt ẩn có kể đến phần nhiệt do gió tươi gió lọt đem vào:

- Thay vào biểu thức ta được hệ số nhiệt hiện tổng GSHF (ht) là: ε ht = Q h

47132 = 0,67 Giá trị sau khi tính toán của các khu vực còn lại được thể hiện như bảng bên dưới

Bảng 2.21 Bảng giá trị nhiệt hiện tổng

Sảnh 16685,64 5841,29 0,74 Căn tin 35267,89 47569,84 0,43 TẦNG 2 75524,87 88304,26 0,46 TẦNG 3 80113,05 90362,88 0,47

Phòng làm việc 68749,82 12724,32 0,84 e) Hệ số đi vòng Bypass ε BF

Khi không khí đi qua dàn lạnh, nếu quá trình tiếp xúc và thời gian đủ lớn, trạng thái không khí đầu ra có thể đạt bão hòa ϕ 0% Tuy nhiên, thực tế, trạng thái đầu ra thường chỉ đạt khoảng ϕ = 90 ÷ 95%, được coi là hỗn hợp giữa trạng thái ban đầu C và trạng thái bão hòa S Do đó, lượng không khí xử lý được phân thành hai dòng: một dòng đi qua dàn lạnh, trao đổi nhiệt ẩm và đạt trạng thái bão hòa, và dòng thứ hai không trao đổi nhiệt ẩm.

Hình 2.11 Hệ số đi vòng trên đồ thị t – d [1]

Hệ số đi vòng (Bypass Factor) εBF được xác định là tỷ lệ giữa lượng không khí đi qua dàn lạnh mà không thực hiện trao đổi nhiệt ẩm so với tổng lượng không khí được thổi qua dàn Cụ thể, εBF = GC.

- GC: Lưu lượng không khí đi quan dàn lạnh nhưng không trao đổi nhiệt ẩm với dàn, kg/s, nên vẫn có trạng thái của điểm hòa trộn C

- GS: Lưu lượng không khí qua dàn có trao đổi nhiệt ẩm và đạt trạng thái bão hòa S, kg/s

- G: Tổng lưu lượng gió qua dàn, kg/s

Có thể xác định hệ số đi vòng bằng đồ thị khi đã xác định được các điểm O, H, S theo biểu thức: ε BF = t 0 −t s t C −t s = I 0 −I s

Thành lập sơ đồ điều hòa không khí

Sau khi hoàn tất việc tính toán các thông số cần thiết, chúng ta tiến hành lập sơ đồ điều hòa không khí, trong đó thể hiện rõ các thông số tại các điểm nút và biểu diễn các quá trình trên đồ thị t - d.

Ví dụ sơ đồ điều hòa không khí của Phòng họp tầng 4

Hình 2.13 Sơ đồ điều hòa không khí cho Khu vực phòng họp tầng 4

Các quá trình trên đồ thị t – d của sơ đồ điều hòa không khí:

Quá trình hòa trộn không khí tươi từ bên ngoài có trạng thái N và lưu lượng GN với dòng không khí hồi từ hệ thống điều hòa có trạng thái T và lưu lượng GT diễn ra tại buồng hòa trộn, tạo ra không khí mới có trạng thái C.

Quá trình không khí ở trạng thái C đi qua thiết bị xử lý không khí, phần lớn không khí sẽ được trao đổi nhiệt ẩm và đạt trạng thái bão hòa S Một lượng không khí đi vòng (bypass) không trao đổi nhiệt ẩm nên vẫn giữ trạng thái C Hỗn hợp của hai dòng không khí này tạo thành trạng thái O Nếu đáp ứng đủ điều kiện vệ sinh, trạng thái O có thể được xem như V, tức là không khí được thổi vào phòng.

- V - T: Quá trình không khí tự thay đổi trạng thái khi nhận nhiệt thừa bên trong không gian cho đến khi đạt trạng thái T

Vẽ sơ đồ điều hòa không khí cho các khu vực còn lại là bước quan trọng Dưới đây là bảng thông số chi tiết về các điểm nút trên sơ đồ điều hòa không khí, kèm theo việc kiểm tra điều kiện vệ sinh để đảm bảo hiệu quả hoạt động.

Bảng 2.24 Bảng thông số điểm nút trên sơ đồ điều hòa không khí

I (kJ/kgkkk) 102,5 61,5 58,1 50,6 49,6 t 6,8 ( o C) 34,5 25,8 25 18,2 17,5 Nhà ăn tầng 1

Xác định năng suất lạnh, lưu lượng không khí của dàn lạnh

Sau khi hoàn thành sơ đồ điều hòa không khí, bước tiếp theo là kiểm tra điều kiện vệ sinh Nếu các điều kiện này được đáp ứng, chúng ta sẽ tiến hành xác định năng suất lạnh và lưu lượng không khí của dàn lạnh theo công thức đã trình bày trong phần 4.3.1.

Ví dụ tính cho Khu vực phòng họp tầng 4

Kiểm tra hiệu nhiệt độ phòng và nhiệt độ thổi vào

Như vậy, sơ đồ tuần hoàn 1 cấp đủ đáp ứng điều kiện vệ sinh cho không gian này

Lưu lượng không khí qua dàn lạnh được xác định bằng công thức:

G = 𝜌 × 𝐿 = 1,2 × 3,39 = 4,07 kg/s Năng suất lạnh của thiết bị xử lý không khí:

So với công suất phụ tải lạnh QT tính được ở 2.3.11 là 47,13 thì độ lệch 1,13 %

Bảng giá trị tính toán cho từng khu vực được thể hiện ở bảng bên dưới

Bảng 2.25 Bảng giá trị năng suất lạnh của thiết bị xử lý không khí Q0 và so sánh với phụ tải lạnh QT

(kW) Độ lệch Q 0 so với Q T (%)

Kết quả tính toán năng suất lạnh từ sơ đồ điều hòa không khí so với phụ tải lạnh cho thấy độ lệch nhỏ và chấp nhận được Sai số xuất phát từ việc vẽ sơ đồ trên đồ thị t – d còn thủ công và quá trình làm tròn số để dễ tính toán Hơn nữa, công suất thiết bị hệ thống lạnh thường được chọn dựa trên giá trị tải lạnh đã được làm tròn lớn hơn, nhằm đảm bảo đáp ứng đủ tải lạnh theo lựa chọn của nhà sản xuất.

Tinh kiểm tra bằng phần mềm Heatload Daikin

Giới thiệu phần mềm Heatload Daikin

Phần mềm Heatload Daikin, do hãng Daikin phát triển, là công cụ tính toán tải lạnh phổ biến và đáng tin cậy, không thể thiếu cho kỹ sư thiết kế hệ thống điều hòa không khí Với khả năng cung cấp kết quả chính xác về tải nhiệt, phần mềm này luôn cập nhật dữ liệu thời tiết từ hơn 140 quốc gia và 170 thành phố lớn trên thế giới, bao gồm thông tin đầy đủ về 3 miền tại Việt Nam Nhờ đó, phần mềm giúp tối ưu hóa thiết kế hệ thống điều hòa, nâng cao hiệu suất và tiết kiệm năng lượng, đồng thời hỗ trợ tính toán cho nhiều loại hệ thống và ứng dụng, từ hệ thống điều hòa nhỏ đến các dự án lớn.

Giao diện chức năng của phần mềm Heatload Daikin cho phép người dùng điều chỉnh, nhập dữ liệu cụ thể

Hình 2.14 Giao diện phần mềm Heatload Daikin Quan sát bảng chọn chức năng, ta thấy phần mềm có 4 mục chính:

Dự án yêu cầu nhập tên dự án, quốc gia hoặc thành phố, cùng với vật liệu cho tường ngoài Ngoài ra, người dùng có thể điều chỉnh dữ liệu thiết kế như hệ số truyền nhiệt mặc định và thông tin thời tiết thông qua chức năng này nếu cần.

Để xác định các thông số kỹ thuật của phòng, cần ghi rõ tên phòng, số tầng, công năng sử dụng và kiểu thông gió Nếu cần thiết, có thể điều chỉnh các dữ liệu tiêu chuẩn như hệ số truyền nhiệt, nhiệt độ và độ ẩm thiết kế để phù hợp với yêu cầu thực tế.

Có thể thực hiện các phép tính và in kết quả khi cần thiết, bao gồm dữ liệu như bảng tải nhiệt, bảng tải nhiệt hệ thống, dữ liệu phòng đầu vào, biểu đồ, bảng tải nhiệt phòng và bảng chi tiết tải nhiệt cao điểm.

- Exit: Chức năng thoát khỏi chương trình, nếu dữ liệu chưa được lưu, thông báo chú ý sẽ được hiển thị.

Tính toán tải lạnh bằng mềm Heatload Daikin

Ở đây, ta sẽ sử dụng Khu vực phòng họp tầng 4 để làm ví dụ và trình bày các bước tính toán bằng phần mềm a) Nhập dữ liệu dự án

Nhấp chọn thẻ “Project Outline” để tiến hành nhập các thông tin của công trình

Hình 2.15 Thẻ “Project Outline” của phần mềm

- Ở mục Project Name ta nhập “ICT 2 BUILDING” là tên của công trình cần tính tải lạnh

- Tiếp theo ta, ở mục City/Country chọn Ho Chi Minh/Viet Nam

- Tại mục Address ta nhập địa chỉ cụ thể của công trình là: TAN HUNG THUAN, QUAN 12, TP HCM

Mục Outer Wall Assemblies đề cập đến việc lựa chọn loại tường và hệ số truyền nhiệt cho tường ngoài, tường trong, mái và sàn, giúp xác định chênh lệch nhiệt một cách tự động Giá trị chênh lệch nhiệt độ hiệu dụng được chỉ định dựa trên vật liệu và độ dày của tường Đối với các dự án xây dựng tường bằng bê tông, nên chọn loại “Normal Concrete” để đảm bảo hiệu quả nhiệt tốt nhất.

- Ngoài ra, tại mục Design Data, chúng ta có thể thay đổi các thông số như:

+ Weather Data (Dữ liệu thời tiết): sử dụng dữ liệu tiêu chuẩn từ phần mềm

+ Overall Heat Transfer Coeff (Hệ số truyền nhiệt): lựa chọn các giá trị hệ số truyền nhiệt ban đầu được đặt trong phần mềm

+ Temp & Humid (Nhiệt độ và độ ẩm của không gian điều hòa): Như đã được chọn ở phần 2.2.2, ta nhập “Temp in summer” là 25℃ và “Humid in Summer” là 65%

65 b) Nhập thông số cho khu vực cần tính tải

Hình 5 3 Thiết lập thống số cho khu vực phòng họp tầng 4

- Nhấp chọn thẻ “Room Data”

- Nhấp chọn Add để thêm khu vực cần tính toán, khi đó hộp thoại Room spec sẽ xuất hiện

- Tại mục Room name, ta nhập 4.1F là tên phòng cần tính tải

- Mục Floor, ta nhập 4 là vị trí tầng của phòng

- Mục Qty, ta nhập 1 là số lượng của phòng

- Mục Usage of Room, ta chọn Others vì công trình thuộc loại văn phòng không có ở các mục chọn

- Mục Ventilation System (Hệ thống thông gió), ta chọn Vent Fan do khu vực này dùng quạt để cấp gió tươi

- Mục Ceiling Board, dựa trên bản vẽ mặt cắt thì ta chọn Avail do khu vực này có sử dụng trần giả

- Mục Floor Area, ta nhập 438,2 (m 2 ) là diện tích phòng theo quan sát trên bản vẽ mặt bằng

- Mục Ceiling Height, do phòng có sử dụng trần giả nên ta nhập 2,6 (m) là độ cao từ sàn đến trần giả

Mục Roof & Non-Cond Ceiling Area (m²) đề cập đến diện tích không gian trên không được điều hòa không khí, trong khi Non-Conditioned Floor Area (m²) chỉ rõ diện tích không gian dưới không có điều hòa.

- Mục Equiments là tổng nhiệt hiện của các thiết bị trong phòng Thông số này ta dựa vào tính toán ở 2.3.6 để nhập

Chiều dài tường tiếp xúc ngoài trời của phòng họp tầng 4 được xác định theo bản vẽ mặt bằng, với 41,4 m ở hướng Đông Bắc và 11,5 m ở hướng Đông Nam.

Diện tích cửa sổ kính trên tường ngoài, được ghi trong mục Window area on Outer Wall (m²), là yếu tố quan trọng trong thiết kế Theo bản vẽ mặt đứng, khu vực phòng họp tầng 4 có tổng diện tích kính cửa sổ trên tường ngoài là 57,8 m² hướng Đông Bắc, 28 m² hướng Đông Nam và 6 m² hướng Tây Bắc.

Mục "Inter Wall Length for Non-Cond Space (m)" đề cập đến diện tích tường tiếp xúc với không gian không có điều hòa Theo bản vẽ mặt bằng, tất cả các tường bên trong khu vực phòng họp tầng 4 đều tiếp xúc với không gian có điều hòa, do đó không cần nhập thông số này.

Hình 2.16 Các thông số của không gian

67 c) Thay đổi các thông mặc định của phòng

Hình 2.17 Mục “Change Std Data”

- Góc dưới của thẻ “Room Data” có mục “ Change Std Data”

- O.H.T.C (Hệ số truyền nhiệt) và Temp & Humid: Đã thay đổi ở bước 1

- Schedule (lịch trình hoạt động): Vì tòa nhà hoạt động từ 8 giờ đến 18 giờ nên ta nhập “8” Hr to “18” Hr và bấm Set Schedule

- Other: Ta nhập các thông số đã được chọn ở 2.3

Fresh Air Intake (Lưu lượng gió tươi): 11,2 (m3/h person)

Lighting (Mật độ chiếu sáng): Fluorescent Lamp-12 (W/m2)

Persons (Số người trong phòng): 93

Height Altic (Chiều cao từ trần giả đến bê tông): Dựa trên bản vẽ, ta nhập 0,5 (m)

To enter the sensible and latent heat values for personnel, refer to section 2.3.7 - Heat Gain from Occupants Input the sensible heat as 74 W/person and the latent heat as 45 W/person in the designated fields After entering these values, review the results for accuracy.

- Nháy vào Main Menu và chọn Sum/Print, sau đó chọn nút Start

Bảng tổng hợp tải nhiệt sẽ hiển thị kết quả tính toán cho khu vực phòng họp tầng 4 Đối với các công trình tại TPHCM, chỉ cần chú trọng vào phần tải lạnh vì chỉ sử dụng điều hòa trong mùa hè.

Hình 2.18 Bảng tính tải lạnh cho Khu vực Phòng họp tầng 4 (4.1F)

Kết luận cho thấy, sau khi sử dụng phần mềm Heatload, tổng tải được xác định là 48,9 kW, với sai lệch 3,75% so với phương pháp Carrier, cho thấy độ chính xác cao và sai số này là chấp nhận được Sai lệch ở tầng 4 chủ yếu do tường ngoài có vách kính ốp Aluminium, mà phần mềm không cho phép nhập cụ thể Tuy nhiên, nhóm đã tính toán chi tiết phần này trong chương 3 để nâng cao độ chính xác của tải lạnh.

Các khu vực khác cũng có sai lệch, nhưng sai số tương đối nhỏ do quá trình làm tròn số và lựa chọn số liệu khác biệt Nhìn chung, các kết quả so sánh đều chấp nhận được Cụ thể, số liệu và so sánh kết quả tính toán của phần mềm Heatload với kết quả tính tay của công trình được trình bày trong Bảng 2.26.

So sánh kết quả tính tải lạnh với tải lạnh thực tế công trình

Sau khi có kết quả tính toán tải lạnh Carrier và kết quả tính toán từ phần mềm Heatload

Chúng tôi tiến hành so sánh tải lạnh thực tế của công trình với số liệu được Công ty Cổ phần SAVA M.E (SAVA M&E) tính toán, nhằm kiểm tra độ chính xác trong quá trình thực hiện.

Bảng 2.26 So sánh kết quả tính tải lạnh với tải lạnh thực tế công trình

Carrier so với thực tế (%)

Tải lạnh thực tế gần tương đương với tải lạnh tính toán từ Heatload, cho thấy sự chênh lệch giữa hai kết quả này so với phương pháp tính tay Carrier cũng tương tự.

Giới thiệu hệ thống VRV A Series

Hệ thống điều hòa không khí VRV của Daikin, nhà sản xuất máy lạnh hàng đầu thế giới, đã được ra mắt vào năm 1982 và được thị trường toàn cầu công nhận trong hơn 40 năm qua Sau nhiều lần cải tiến, Daikin giới thiệu dòng sản phẩm VRV A Series vào năm 2018, nổi bật với nhiều ưu điểm vượt trội.

Advanced technology for optimal energy-saving performance: Utilizing Smart VRT (Variable Refrigerant Temperature) technology allows for precise airflow control and compressor speed optimization.

- Hiệu suất vận hành vượt trội nhờ tối ưu thiết kế quạt và sử dụng dàn trao đổi nhiệt tích hợp cao

Hệ thống được thiết kế linh hoạt với nhiều tùy chọn lắp đặt, bao gồm chiều dài ống linh hoạt, phù hợp cho cả các tòa nhà lớn Hệ thống có tỷ lệ kết nối tối đa lên đến 200%, với các dòng giấu trần đạt 130%.

- Hệ thống ổn định và đáng tin cậy nhờ bo mạch tiên tiến, vận hành dự phòng kép và khả năng bảo trì dễ dàng.

Chọn dàn lạnh

Dựa vào tính toán tải nhiệt từ chương trước, chúng ta sẽ lựa chọn dàn lạnh phù hợp cho từng khu vực Ví dụ, khu vực phòng họp tầng 4 sẽ được sử dụng để minh họa cho quá trình này.

Dựa trên kết cấu công trình, chúng tôi đã lựa chọn dãy dàn lạnh Giấu trần nối ống gió hồi (FXMQ-PA/MA) Theo bảng Thông số kỹ thuật, dàn lạnh FXMQ140PAVE với công suất làm lạnh 16kW được chọn do không gian tương đối lớn và chiều cao máy phù hợp với không gian trần của công trình.

Như vậy với tải lạnh đã tính được là 47,13 kW thì ta cần 3 máy công suất 16kW sẽ đủ công suất đáp tải lạnh

Các khu vực còn lại sẽ được chọn bằng cách tương tự và kết quả được thể hiện ở Phụ lục.

Chọn dàn nóng

Để chọn dàn nóng của hãng Daikin ta có thể sử dụng phần mềm VRV Express để có lựa chọn phù hợp

Đầu tiên, hãy nhập thông số của dàn lạnh tại mục Indoor Units, bao gồm tên và kiểu máy dàn lạnh theo mục 2.6.2, cùng với thông số điều hòa trong nhà theo mục 2.2.2 như hình minh họa.

Hình 2.19 Nhập thông số dàn lạnh

- Sau đó, ta tiến hành thiết lập thông số dàn nóng và phân cụm dàn nóng ở thẻ Outdoor Units

Chúng tôi sử dụng cụm dàn nóng cho toàn bộ dàn lạnh tại hai khu vực tầng 4 Nhiệt độ ngoài trời được nhập theo mục 2.2.1 đã chọn, với tỉ lệ kết nối 130% và tải vận hành đạt 90%, tuân thủ theo tài liệu của hãng Daikin [9].

Hình 2.20 Thiết lập thông số dàn nóng

Để chọn vị trí dàn nóng so với dàn lạnh, chúng ta sử dụng mục Piping Trong trường hợp này, dàn nóng được đặt trên mái tầng 4, cách dàn lạnh 28m Hãy nhập số liệu theo hướng dẫn trong hình dưới.

Hình 2.21 Nhập số liệu vào mục Piping trong thẻ Outdoor Units

Mở thẻ Piping để sắp xếp vị trí dàn lạnh và nhập độ dài đường ống gas theo từng đoạn Phần mềm sẽ tự động tính toán công suất dàn nóng phù hợp với dàn lạnh và tổn thất trên đường ống gas.

Hình 2.22 Nhập số liệu ống gas tại thẻ Piping

Chúng ta đã hoàn tất việc chọn dàn nóng phù hợp và có thể in kết quả hoặc xuất sơ đồ nguyên lý trong mục Reports Dàn nóng được chọn cho tầng 4 sẽ phục vụ cho hệ thống máy lạnh tại cả hai khu vực của tầng này, với kết quả được trình bày như sau:

Bảng 2.27 Bảng chọn dàn lạnh và dàn nóng cho tầng 4

Số lượng Model dàn nóng

Phòng họp 47,13 FXMQ140PAVE 16 3 RXQ34AMYM

Năng suất lạnh của dàn nóng thường thấp hơn tổng năng suất lạnh của các dàn lạnh trong hệ thống VRV, điều này liên quan đến tỉ lệ kết nối của hệ thống Để đảm bảo hiệu suất tối ưu, cần kiểm tra lại tỉ lệ kết nối này.

QoDL: Tổng công suất danh nghĩa của các dàn lạnh;

QoDN: Tổng công suất của dàn nóng được tính chọn trên phần mềm

Tỉ lệ kết nối tối đa giữa công suất của dàn lạnh và dàn nóng là yếu tố quan trọng trong thiết kế hệ thống điều hòa không khí Theo tài liệu [9], tỉ lệ này cho dàn lạnh giấu trần không được vượt quá 130% Trong trường hợp này, tỉ lệ kết nối tối đa thực tế được kiểm tra là 114%, cho thấy rằng việc lựa chọn dàn nóng dựa trên phần mềm là hoàn toàn hợp lý và đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật.

Kết quả lựa chọn cho các khu vực còn lại được thể hiện ở Phụ lục

TÍNH TOÁN KIỂM TRA HỆ THỐNG THÔNG GIÓ

Tính toán kích thước ống gió

Có nhiều phương pháp tính toán kích thước ống gió như:

- Phương pháp phục hồi áp suất tĩnh;

Phương pháp tổn thất ma sát đồng đều là một kỹ thuật thiết kế hệ thống đường ống gió, đảm bảo tổn thất trên mỗi mét chiều dài đường ống là đồng nhất trên toàn tuyến và tại mọi tiết diện Phương pháp này được áp dụng rộng rãi nhờ tính nhanh chóng và độ chính xác tương đối cao Khác với các phương pháp khác, phương pháp này không yêu cầu tính toán kiểm tra tuần tự, cho phép xác định kích thước đoạn ống mà không cần biết kích thước của đoạn trước đó.

Phương pháp ma sát đồng đều cho phép xác định bất kỳ đoạn ống nào mà không cần biết kích thước của các đoạn trước đó, điều này rất phù hợp với thực tế thi công tại các công trường.

Phương pháp ma sát đồng đều thường được áp dụng cho hệ thống ống gió tốc độ thấp, nhằm cung cấp, hồi và thải gió Việc lựa chọn tổn thất áp suất hợp lý và duy trì giá trị này trên toàn bộ hệ thống là rất quan trọng Dựa trên lưu lượng từng đoạn, kích thước của mỗi đoạn sẽ được xác định Tuy nhiên, phương pháp này gặp khó khăn trong việc lựa chọn tổn thất phù hợp; nếu tổn thất quá thấp, kích thước ống sẽ lớn, dẫn đến chi phí đầu tư cao, trong khi nếu tổn thất quá cao sẽ gây ồn và tăng chi phí vận hành Để khắc phục vấn đề này, nhóm em đề xuất một giải pháp tối ưu hơn.

∆p = 0,8 - 1 Pa/m để đạt được sự cân bằng giữa hiệu suất và yêu cầu kỹ thuật Đặc điểm của phương pháp:

Phương pháp ma sát đồng đều mang lại lợi ích thiết kế nhanh chóng, cho phép người thiết kế tính toán linh hoạt bất kỳ đoạn ống nào mà không cần phải tuần tự từ đầu đến cuối tuyến ống Điều này có ý nghĩa quan trọng trong thực tế thi công tại công trường.

Phương pháp ma sát đồng đều cung cấp sự giảm tốc độ ổn định dọc theo chiều chuyển động, mang lại độ tin cậy cao hơn so với phương pháp giảm dần tốc độ.

- Không đảm bảo phân bố lưu lượng đều trên toàn tuyến nên các miệng thổi cần phải bố trí thêm van điều chỉnh

- Việc lựa chọn tổn thất cho 1m ống khó khăn Thường chọn ∆p= 0,5 - 1,5 Pa cho 1 m ống

- Phương pháp ma sát đồng đều được sử dụng rất phổ biến

Dựa vào các yếu tố đã nêu, nhóm chúng tôi sẽ áp dụng phương pháp tổn thất ma sát đồng đều và sử dụng phần mềm Duct Checker Pro để lựa chọn kích thước ống phù hợp với tổn thất, cụ thể trong khoảng 0,8 - 1 Pa cho 1 mét ống.

Tính toán tổn thất của đường ống gió

Sau khi thiết kế ống gió, việc tính toán tổn thất là cần thiết để lựa chọn quạt phù hợp, đảm bảo lưu lượng và vận tốc thổi đáp ứng yêu cầu Tổn thất trong hệ thống ống gió bao gồm nhiều yếu tố quan trọng.

2 phần là tổn thất ma sát và tổn thất cục bộ

∆p ms : Tổn thất ma sát dọc đường trên đường ống;

∆p cb : Tổn thất ma sát cục bộ

Tổn thất ma sát do không khí ma sát dọc theo chiều dài ống Đối với ống gió, tổn thất ma sát có thể tính theo công thức:

Trong đó: l: chiều dài ống gió, m

∆p1: tổn thất ma sát trên 1 m chiều dài ống, ở đây sử dụng phương pháp tổn thất ma sát đồng đều nên ∆p1 = 1 Pa/m

Tổn thất cục bộ trong hệ thống ống dẫn, như qua các phụ kiện như co 90, ống rẽ và van điều chỉnh lưu lượng, thường phức tạp do nhiều trường hợp và công thức tính khác nhau Để đơn giản hóa quá trình tính toán, nhóm đã sử dụng phần mềm ASHRAE Duct Fitting Database, giúp xác định tổn thất một cách chính xác và nhanh chóng.

Khi tính toán cột áp để chọn quạt ta chỉ cần tính trên đoạn ống dài nhất, có tổn thất áp suất lớn nhất

Thiết kế hệ thống cấp gió tươi

Trong không gian điều hòa kín, cơ thể con người liên tục hít thở O2 và thải ra CO2 Nếu môi trường không cung cấp đủ O2, có thể xuất hiện triệu chứng mệt mỏi, chóng mặt và buồn nôn Việc cung cấp gió tươi nhằm cải thiện chất lượng không khí, đảm bảo không khí trong sạch và giàu dưỡng khí, từ đó hỗ trợ sức khỏe và sự thoải mái của con người Quá trình này không chỉ quan trọng mà còn thiết yếu để duy trì một môi trường làm việc và sinh hoạt tích cực.

Tính toán lưu lượng gió tươi

Việc tính toán lưu lượng gió tươi ta thực hiện như phần 2.3.8 đó là tuân theo [8] Ví dụ tính toán cho Khu vực phòng họp tầng 4:

Ta tính số người của khu vực này dựa trên tiêu chuẩn về mật độ người Như kết quả tính từ

Bảng 2.17 cho thấy số lượng người trong mỗi không gian điều hòa là 93 người Theo Bảng 2.18, lưu lượng gió tươi cần cấp cho mỗi người trong 1 giờ là 11,16 m³/h Do đó, tổng lưu lượng gió tươi cần cung cấp cho không gian này được tính toán dựa trên số lượng người.

Lt = 11,16 × 93 = 1037,88 m 3 /h Các không gian khác được tính tương tự và cho kết quả như bảng sau

Bảng 3.1 Bảng giá trị lưu lượng gió tươi cần cho mỗi khu vực

Lưu lượng mỗi người (m 3 /h.người)

Tính toán đường ống cấp gió tươi

Chúng tôi sẽ sử dụng phần mềm Duct Checker Pro để tính toán và chọn kích thước miệng gió cùng ống gió, đảm bảo vận tốc và tổn thất ma sát phù hợp Phòng họp tầng 4 sẽ được sử dụng làm ví dụ cho quá trình tính toán này.

78 a) Tính toán kích thước louver gió tươi

Với Louver cấp gió tươi, chúng ta vẫn sử dụng phần mềm Duct Checker Pro Các thông số cài đặt khi chọn miệng Louver gió tươi :

Với lưu lượng gió tươi cấp vào là 1038 m 3 /h ta chọn được kích thước của Louver gió tươi là 1200 × 250 (mm × mm) Với vận tốc tại miệng gió là 1,92 m/s

Hình 3.1 Chọn Louver gió tươi cho Khu vực phòng học tầng 4 b) Tính toán kích thước ống gió tươi

Ta cần chú ý cài đặt một vài thông số tính toán của phần mềm Duct Checker Pro

- Max Air Velocity - vận tốc tối đa đi trong ống gió: 10 m/s;

- Max friction loss ∆p - tổn thất ma sát theo phương pháp má sát đồng đều: 1 Pa/m;

- Dùng loại ống Standard Low velocity Duct (Pa)

Hình 3.2 Thiết lập thông số Duct Checker

Để tính toán lưu lượng gió, nhập giá trị 1038 m³/h vào ô Flow Rate (m³/h) và chọn kích thước ống sao cho tổn thất áp suất gần 1 Pa/m Kích thước ống gió được chọn là 500×150 mm, với vận tốc 3,84 m/s và tổn thất áp suất 0,872 Pa/m Nên ưu tiên chọn ống chữ nhật với chiều cao nhỏ để phù hợp với chiều cao trần của tòa nhà.

Hình 3.3 Chọn kích thước ống gió tươi cho Khu vực phòng họp tầng 4

Chúng tôi tiếp tục thực hiện quy trình tương tự với các ống tiếp theo, giảm dần lưu lượng Dưới đây là bảng kích thước ống đã được tính toán Các khu vực khác cũng được áp dụng phương pháp tính toán ống gió tương tự để thiết kế bản vẽ và xác định tổn thất.

Bảng 3.2 Bảng kích thước ống gió tươi cho Khu vực phòng họp tầng 4 Đoạn ống Lưu lượng

Tổn thất ma sát (Pa/m)

Kích thước ống (mm × mm) Ống cứng 1 1038 0,9 500×150 Ống cứng 2 692 0,9 350×150 Ống cứng 3 346 0,9 200×150 Ống mềm 346 0,8 Φ200 c) Tính toán tổn thất cho ống gió tươi

Như đã đề cập ở 3.2.2, ta chỉ cần tính cho đường ống dài nhất Tổn thất ống gió gồm 2 thành phần:

- Tổn thất ma sát: ∆pms = l × ∆p1 = 31 × 1 = 31 Pa (với chiều dài được đo trên bản vẽ của công trình)

- Tổn thất cục bộ của ống gió tươi do một số chi tiết gây ra

Bảng 3.3 Một số chi tiết gây ra tổn thất cục bộ

STT Tên phụ kiện Viết tắt Hình dạng

Co 90 o , tiết diện chữ nhật

Sử dụng cơ sở dữ liệu ASHRAE Duct Fitting Database giúp tính toán chính xác và nhanh chóng tổn thất trong hệ thống thông gió, bao gồm các yếu tố như tiêu âm, miệng gió và OBD, bằng cách nhập kích thước và hình dáng cụ thể.

Hình 3.4 Phần mềm ASHRAE Duct Fitting Database

Sau khi tìm ra đủ tổn thất các chi tiết, ta được bảng giá trị tổn thất dưới đây bao gồm cả tổn thất ma sát đường ống

Bảng 3.4 Giá trị tổn thất của đường ống gió tươi

Tính chọn quạt

Sau khi tính toán tổng thất, chúng ta tiến hành xác định cột áp cho quạt Để đảm bảo cột áp quạt cho hệ thống cấp gió tươi, cần cộng thêm hệ số dự phòng 5% vào cột áp ∆p.

Để chọn quạt, chúng ta sử dụng phần mềm Fantech Production Selection Program, nhập vào hai thông số đã tính là cột áp và lưu lượng phù hợp với đường ống Tính toán cho thấy ∆pQuạt = 1,05 × ∆p = 1,05 × 86 = 90,3 (Pa).

Để chọn quạt hướng trục bằng phần mềm Fantech Product Selection Program, chúng ta cần xem xét các thông số kỹ thuật mà phần mềm cung cấp.

Bảng 3.5 Thông số quạt cho Khu vực phòng họp tầng 4

Tổng tổn thất quạt (Pa) 90,3

84 Độ ồn (dB) 49 Đường kính (mm) 315

Chúng ta đã lựa chọn quạt phù hợp với lưu lượng và cột áp cho khu vực, đồng thời đảm bảo đường kính quạt thích hợp với chiều cao trần và mức độ ồn phù hợp cho không gian văn phòng Các khu vực khác cũng được thực hiện theo quy trình tương tự, với kết quả được trình bày trong Phụ lục.

Hình 3.6 Bố trí ống gió tươi cho Khu vực phòng họp tầng 4

Thiết kế hệ thống hút gió thải

Khu vực nhà vệ sinh thường phát sinh nhiều khí thải và mùi khó chịu, đặc biệt tại những nơi đông người và có tần suất sử dụng cao Ngoài ra, các khu vực như nhà hàng và khu ăn uống cũng sản sinh ra mùi thức ăn, ẩm ướt và khói từ quá trình nấu nướng Những khí thải này không chỉ gây ra mùi hôi khó chịu mà còn ảnh hưởng đến sức khỏe con người Do đó, các công trình lớn có đông người cần thiết phải trang bị hệ thống hút gió thải Đối với tòa nhà văn phòng, việc thiết kế hệ thống hút gió thải cho nhà vệ sinh là cần thiết nhằm đảm bảo lưu thông không khí và loại bỏ khí thải, mùi hôi cùng các chất ô nhiễm khác.

Tính toán lưu lượng gió thải

Việc tính toán hút gió thải nhà vệ sinh sẽ được tính toán theo [8] Ta có lưu lượng gió thải cho nhà vệ sinh như sau:

- n: số unit, ở đây mỗi unit ứng với bồn tiểu hoặc bồn cầu

Lưu lượng gió thải cho mỗi đơn vị, bao gồm bồn cầu và bồn tiểu, có giá trị khác nhau Chúng ta cần tham khảo số liệu từ Bảng 6.5 về Lưu lượng Thải tối thiểu để xác định các thông số này.

Khu vực nhà vệ sinh các tầng đều được thiết kế giống nhau Số liệu ta được như bảng sau:

Bảng 3.6 Lưu lượng gió thải cho nhà vệ sinh

NVS Units Lưu lượng (l/s.unit) Lưu lượng (m 3 /h)

Sau khi đã có lưu lượng, ta tính toán đường ống, tổn thất và chọn quạt bằng các phần mềm hỗ trợ tương tự như hệ thống gió tươi.

Tính toán đường ống gió thải

a) Tính toán kích thước louver gió thải

Ta sử dựng phần mềm Duct Checker Pro, với louver cấp gió thải, thông số cài đặt phần có đôi chút khác với louver gió tươi:

Với lưu lượng gió tươi cấp vào là 1350 m 3 /h ta chọn được kích thước của louver gió thải là 1200 × 250 (mm × mm) Với vận tốc tại miệng gió là 2,5 m/s

86 b) Tính toán kích thước ống gió thải

Tính toán kích thước đường ống bằng phần mềm Duct Checker Pro giúp xác định kích thước đường ống gió tươi dựa trên lưu lượng đã được tính toán Kết quả được thể hiện trong bảng dưới đây, bao gồm đoạn ống, lưu lượng (m³/h) và tổn thất ma sát hợp lý (Pa/m).

Kích thước ống (mm × mm) Ống cứng 1 1350 0,8 450 × 200 Ống cứng 2 540 0,8 350 × 150 Ống cứng 3 450 0,9 250 × 150 Ống cứng 4 225 0,8 150 × 150 Ống mềm 225 0,8 Φ150 c) Tính toán tổn thất cho ống gió thải

Chúng tôi đã thực hiện tính toán cho ống gió tươi, với tổn thất ma sát là 8 Pa và tổn thất cục bộ được xác định thông qua phần mềm ASHRAE Duct Fitting Database Các giá trị tổn thất này được trình bày trong bảng dưới đây.

Bảng 3.7 Giá trị tổn thất của đường ống gió thải

STT Tên Lưu lượng (m 3 /h) Tổn thất (Pa)

Tính chọn quạt

Tương tự, sau khi đã tính được tổng thất ta tiến hành tính cột áp cho quạt Cột áp quạt gió thải là:

Để chọn quạt, chúng ta cần tính toán độ chênh áp suất quạt, cụ thể là ∆pQuạt = 1,05 × ∆p = 1,05 × 81 = 85,05 Pa Sau đó, sử dụng phần mềm Fantech Production Selection Program để xác định cột áp và lưu lượng phù hợp với đường ống, nhập vào phần mềm hai thông số đã tính.

Hình 3.7 Chọn quạt hút gió thải nhà vệ sinh

88 Ở đây ta cần sử dụng quạt hướng trục, vậy ta chọn quạt được phần mềm đưa ra có thông số như sau

Bảng 3.8 Thông số quạt cho Khu vực phòng họp tầng 4

Lưu lượng (m 3 /h) 1368 Độ ồn (dB) 48 Đường kính (mm) 315

Chúng ta đã lựa chọn quạt phù hợp với lưu lượng và cột áp để hút gió thải từ nhà vệ sinh, đồng thời đảm bảo quạt có đường kính thích hợp với chiều cao trần Các khu vực khác cũng được thực hiện theo quy trình tương tự, và kết quả được trình bày trong Phụ lục.

Tính toán thông gió hầm xe

Tầng hầm của nhà cao tầng thường chứa lượng xe lớn, thải ra khí độc hại ảnh hưởng đến sức khỏe con người, đặc biệt là khí CO Nếu khí này tích tụ lâu dài với nồng độ cao, nó có thể gây choáng váng, nhức đầu và thậm chí ngất xỉu Hơn nữa, tầng hầm cũng là nơi dễ xảy ra hỏa hoạn, do đó cần có hệ thống hút khói để bảo vệ tài sản và tính mạng Giải pháp thiết kế hệ thống quạt thông gió trong tầng hầm là tối ưu để giảm thiểu chất độc hại, cải thiện không khí và xử lý sự cố hỏa hoạn hiệu quả.

Như vậy, hệ thống thông gió hầm xe được chia làm 2 chế độ:

Hệ thống quạt hút và cấp gió trong chế độ thông thường có vai trò quan trọng trong việc hút khói xe và chất độc hại, đồng thời cung cấp gió để làm loãng nồng độ khói xe và khí CO, từ đó đảm bảo an toàn cho sức khỏe con người.

Chế độ khẩn cấp được kích hoạt khi nồng độ khí CO vượt mức an toàn hoặc xảy ra hỏa hoạn Hệ thống quạt hút đóng vai trò quan trọng trong việc loại bỏ khói từ xe hoặc khói do cháy, nhằm đảm bảo an toàn cho khu vực xung quanh.

89 giúp con người thoát nạn khi hỏa hoạn, đồng thời cấp gió tươi bổ sung cho lượng khói được hút ra ngoài

Theo quy định tại mục 2.3.3.5 [10], nếu diện tích lỗ mở lớn hơn 0,2% và khoảng cách từ lỗ mở đến vị trí xa nhất trong hầm nhỏ hơn 18 m, thì không cần thiết phải sử dụng quạt 2 cấp độ Tuy nhiên, do công trình có nhà xe rộng, việc sử dụng quạt 2 cấp độ là bắt buộc.

Tính lưu lượng gió thải, gió tươi

Công trình bao gồm khu vực đỗ xe tại các tầng hầm và tầng 1 (Zone 1.1), với thông tin chi tiết về hầm xe được trình bày trong bài viết Khu vực đỗ xe tầng 1 cũng có cách tính tương tự và kết quả sẽ được thể hiện ở Phụ lục.

Lưu lượng hút khí thải trong không gian tầng hầm dùng làm bãi đậu xe như sau:

- F là diện tích tầng hầm (m 2 )

- H là chiều cao tầng hầm (m)

- ACH: bội số trao đổi không khí Ở trạng thái bình thường ACH = 6 theo Phụ lục F [5]; khi có cháy ACH = 9 theo mục 2.6.5

Tính cho khu vực đỗ xe tầng hầm có diện tích 1639 m 2 , có chiều cao là H = 3,95 m

- Lưu lượng không khí thải lấy đi ở trạng thái bình thường với hệ số ACH = 6

- Lưu lượng không khí thải lấy đi ở trạng thái khẩn cấp với hệ số ACH = 9

Để đảm bảo hiệu quả thông gió cho tầng hầm, lưu lượng quạt cấp gió tươi cần được tính toán thấp hơn 15% so với lưu lượng gió thải Điều này giúp tạo áp âm, hỗ trợ quá trình thải khí thải hoàn toàn và thuận tiện trong việc hút khí tươi.

- Lưu lượng không khí tươi cấp vào ở trạng thái bình thường với hệ số ACH = 6

- Lưu lượng không khí tươi cấp vào ở trạng thái khẩn cấp với hệ số ACH = 9

Tính kích thước đường ống

Để tính toán kích thước đường ống, cần sử dụng lưu lượng ở trạng thái bình thường, vì đây là lưu lượng hoạt động chính của quạt Việc áp dụng số liệu này giúp giảm thiểu tổn thất và chi phí đầu tư, vận hành cho hệ thống Trong trường hợp xảy ra sự cố, lưu lượng tăng cao có thể gây tổn thất lớn, do đó, quạt cần hoạt động ở tốc độ cao với cột áp đủ để bù đắp tổn thất, đảm bảo khả năng hút và cấp gió Cần thực hiện tính toán kích thước cho louver, miệng hút và miệng cấp một cách chính xác.

Ta nhập lưu lượng đã tính vào phần mềm Duct Checker Pro để chọn louver, miệng hút, miệng cấp cho 2 đường ống tươi và thải

Với lưu lượng gió tươi cấp vào là 33016 m 3 /h ta chọn được kích thước của louver gió thải là 3700 × 2500 (mm × mm) Với vận tốc tại miệng gió là 1,98 m/s

Với lưu lượng gió thải hút ra là 38842 m 3 /h ta chọn được kích thước của louver gió thải là 3700 × 2500 (mm × mm) Với vận tốc tại miệng gió là 2,33 m/s

Chúng tôi đã chọn miệng hút và miệng cấp có kích thước 900 × 350 Đường ống hút thải có 15 miệng hút, mỗi miệng có lưu lượng 2589 m³/h và vận tốc 3 m/s Đường ống cấp gió có 13 miệng, với lưu lượng mỗi miệng là 2540 m³/h và vận tốc 3 m/s Cần tiến hành tính toán kích thước đường ống để đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu.

Sau khi bố trí miệng gió, thiết kế đường ống được thực hiện dựa trên kích thước tính toán từ phần mềm Duct Checker Pro Đối với hệ thống thông gió tầng hầm, cần điều chỉnh một số thiết lập của phần mềm, trong đó vận tốc tối đa được giới hạn ở 15 m/s và tổn thất ma sát là 1,2 Pa/m.

Hình 3.8 Thiết lập thông số cho ống thông gió hầm xe trên Phần mềm Duct Checker Pro

Sau khi nhập lưu lượng và chọn kích thước ống gió cho ống gió tươi và ống gió thải, ta được bảng kết quả bên dưới

Bảng 3.9 Bảng kích thước đường ống gió thải cho hầm xe Đoạn ống Lưu lượng

Tổn thất ma sát hợp lý

Kích thước ống (mm × mm) Ống cứng 1 38841,53 1,1 1450x700 Ống cứng 2 36252,1 1,11 1350x700 Ống cứng 3 23304,92 1,18 1000x650 Ống cứng 4 20715,48 1 900x700 Ống cứng 5 18126,05 1,03 800x700 Ống cứng 6 15536,61 1,09 750x650 Ống cứng 7 12947,18 1 750x550 Ống cứng 8 10357,74 1,1 600x600 Ống cứng 9 7768,307 0,99 600x500

Bảng 3.10 Bảng kích thước đường ống gió tươi cấp cho hầm xe Đoạn ống Lưu lượng

Kích thước ống (mm × mm) Ống cứng 1 33015,3 1,04 1400 × 650 Ống cứng 2 20317,11 1,12 1000 × 600 Ống cứng 3 17777,47 1,11 900 × 600 Ống cứng 4 15237,83 1,2 850 × 550 Ống cứng 5 12698,19 1,08 700 × 600 Ống cứng 6 10158,55 1,13 700 × 500 Ống cứng 7 7618,916 1,03 650 × 450 Ống cứng 8 2539,639 1,11 350 × 350 c) Tính toán tổn thất đường ống

Chúng tôi đã tính toán tổn thất ma sát và tổn thất cục bộ bằng phần mềm Duct Fitting Database và đưa ra kết quả tổng tổn thất trong hai bảng Để thực hiện điều này, chỉ cần tính toán cho đường ống dài nhất.

Bảng 3.11 Bảng tính tổn thất đường ống cấp gió hầm xe

Bảng 3.12 Bảng tính tổn thất đường ống gió thải hầm xe

STT Tên Lưu lượng (m 3 /h) Tổn thất (Pa)

Tính chọn quạt

Theo TCVN, hệ thống thông gió hầm xe yêu cầu sử dụng hai quạt hoạt động đồng thời để đảm bảo hiệu suất hoạt động tối thiểu 50% khi một quạt gặp sự cố Khi hai quạt được lắp song song, lưu lượng không khí sẽ được chia đều cho mỗi quạt, trong khi cột áp vẫn giữ nguyên Đối với quạt hướng trục, cần cộng thêm 15% vào lưu lượng để đảm bảo hiệu suất Sau khi tính toán tổng thất, chúng ta sẽ tiến hành tính cột áp cho quạt Hệ thống hút gió thải tầng hầm được trình bày cụ thể trong bài viết.

Lưu lượng của cả 2 quạt gió thải là:

- Chế độ bình thường: Qbt = 1,15 × 38842 = 44668 m 3 /h

- Chế độ khẩn cấp: Qkc = 1,15 × 58262 = 67001 m 3 /h

Lưu lượng của mỗi quạt gió thải là:

- Chế độ bình thường: Qbt = 44668 ÷ 2 = 22334 m 3 /h

- Chế độ khẩn cấp: Qkc = 67001 ÷ 2 = 33501 m 3 /h

Cột áp của mỗi quạt gió thải là:

- Chế độ bình thường: ∆pbt= 1,05 × ∆p = 1,05 × 287 = 302 Pa

- Chế độ khẩn cấp: Để tính cột áp ở tốc độ cao ta sử dụng công thức đồng dạng:

Q 1 2 (3-5) Trong đó Q1 và Q2 chỉ khác nhau chỗ ACH lần lượt là 6 và 9, nên ta có thể suy ra luôn P2 2,25P1

Additionally, from the ACH coefficient pair, we can infer that the high speed is 1.5 times faster than the low speed To select the appropriate fan, we utilize the Fantech Production Selection Program, where we choose a fan with two speed levels: one at full load and another at two-thirds load.

Hình 3.9 Chọn loại quạt 2 cấp độ trong phần mềm Fantech

Ta nhập vào phần mềm thông số của mỗi quạt đã tính, ở đây khi đã chọn quạt 2 cấp độ thì ta chỉ cần nhập chế độ tốc độ cao

Hình 3.10 Chọn quạt hút gió thải cho hầm xe

Ta chọn quạt được phần mềm đưa ra có thông số như sau

Bảng 3.13 Thông số quạt 2 cấp độ hút thải cho hầm xe

Chế độ Tốc độ thường (960 r/m) Tốc độ cao (1440 r/m)

Lưu lượng (m 3 /h) 22644 33948 Độ ồn (dB) 74 85 Đường kính (mm) 1000

Để tính toán và chọn quạt cho hệ thống cấp gió tươi trong hầm xe, cũng như hệ thống thông gió cho nhà xe tầng 1, các bước thực hiện là tương tự nhau Kết quả của quá trình tính toán và lựa chọn quạt cho các khu vực này được trình bày chi tiết trong Phụ lục.

Tính toán hệ thống hút khói phòng

Hiện nay, vấn đề Phòng cháy chữa cháy (PCCC) đang được chú trọng do nhiều vụ cháy tại tòa nhà cao tầng và khu phức hợp gây thiệt hại nghiêm trọng về tài sản và tính mạng Trong tình huống hỏa hoạn, lực lượng PCCC không thể có mặt ngay lập tức, vì vậy mỗi tòa nhà cần trang bị hệ thống thoát hiểm và xử lý khẩn cấp, đặc biệt là hệ thống hút khói Hệ thống này có vai trò quan trọng trong việc hút khói từ đám cháy ra ngoài, ngăn chặn sự lan rộng của khói và tạo điều kiện cho người bị nạn di chuyển đến nơi an toàn.

Hệ thống hút khói được phân thành hai loại chính: hút khói phòng và hút khói hành lang Mỗi tầng của công trình được xem như một không gian mở rộng, do đó, việc tính toán chỉ cần tập trung vào việc hút khói khỏi phòng.

Tính toán lưu lượng khói cần hút khỏi phòng

Theo tài liệu [12], lưu lượng hút khói phòng tính cho phòng có diện tích dưới 1600 m 2

Gkp = 678,8 × Pf × y 1,5 × Ks, (3-6) Trong đó:

- Pf : chu vi vùng cháy trong giai đoạn đầu (m), đối với các phòng trang bị hệ thống phun nước chữa cháy (spinkler) lấy Pf = 12

Khoảng cách tính bằng mét từ mép dưới vùng khói đến sàn nhà trong gian phòng được xác định là 2,5 mét, hoặc có thể đo từ mép của vách lửng hình thành bể chứa khói đến sàn nhà.

- Ks: hệ số lấy bằng 1

Theo mục 6.10 [12], thông số của khói như sau:

- Nhiệt độ khói hàng lang ước tính là 300 (°C)

- Mật độ không khí ở lớp khói là 0,6 (kg/m 3 )

Trong quá trình hút khói, sẽ xảy ra hiện tượng rò rỉ khói qua ống gió chữ nhật với lưu lượng được tính theo công thức Gkpr = 0,1 × Gkp Do đó, lưu lượng thực tế của khói sẽ được xác định dựa trên công thức này.

Để đảm bảo không khí trong phòng luôn trong lành, cần cấp gió tươi để bù đắp cho lượng khói bị hút ra ngoài Việc tạo áp âm trong phòng giúp dễ dàng thải khói, do đó lưu lượng gió cấp vào phải nhỏ hơn lưu lượng khói hút ra.

Ggb = 0,85 × Gkp (3-8) Như vậy, lưu lượng khói cho phòng 1600 m 2 là:

Gkp = (678,8 × 12 × 2,5 1,5 × 1) × 1,1 = 35418 (kg/h) ≈ 59030 (m 3 /h) Thực tế, mỗi phòng của công trình có diện tích 1100 m 2 , nên lưu lượng khói của phòng là: 59030 × 1100

Cộng thêm hệ số dự phòng 10% Lưu lượng khói hút là: 40583 × 1,1 = 44642 (m 3 /h) Lưu lượng bù gió:

Tính toán kích thước đường ống hút khói

a) Tính toán kích thước miệng hút khói, miệng cấp gió bù

Để tính toán miệng hút khói và miệng cấp gió, bạn có thể sử dụng phần mềm Duct Checker Pro Vận tốc tại miệng nên được chọn trong khoảng từ 4 đến 5,5 m/s, tương tự như cách tính toán cho gió tươi và gió thải.

Như vậy ta chọn được miệng hút khói là miệng sọt trứng có kích thước 600 × 600, lưu lượng

4464 m 3 /h, vận tốc 5,12 m/s Miệng cấp là miệng một lớp có kích thước 800 × 800, lưu lượng

98 b) Tính toán kích thước ống gió

Để tính toán ống hút khói và ống bù gió tươi, bạn có thể sử dụng phần mềm Duct Checker Pro với các thông số được thiết lập tương tự như khi tính toán cho gió tươi và gió thải.

- Giá trị tổn thất ma sát từ 1,5 đến 3 (Pa/m) đối với ống gió

- Vận tốc khói đi trong ống gió hút khói 12 -15 (m/s)

Chúng tôi thực hiện các bước tương tự để tính toán ống gió tươi và gió thải Hệ thống hút khói và bù gió ở các tầng có cấu trúc tương tự, chỉ khác nhau về độ dài của một số loại ống Sự khác biệt này phụ thuộc vào việc bố trí miệng gió và lắp đặt ống gió sao cho phù hợp với không gian trống của từng tầng, đồng thời tránh va chạm với các đường ống và miệng gió của các hệ thống khác Dưới đây là bảng thông tin về ống gió cho hệ thống hút khói và bù gió, đã được tính toán và chọn lựa bằng phần mềm.

Bảng 3.14 Thông tin ống gió của hệ hút khói Đoạn ống Lưu lượng

Kích thước ống (mm × mm)

Trục Gain 44641,61679 2,55 1500x550 Ống cứng 1 44641,61679 2,55 1500x550 Ống cứng 2 35713,29343 2,53 1400x500 Ống cứng 3 31249,13176 2,64 1400x450 Ống cứng 4 26784,97008 2,52 1250x450 Ống cứng 5 22320,8084 2,14 1150x450 Ống cứng 6 17856,64672 2,14 1100x400 Ống cứng 7 13392,48504 2,49 1000x350 Ống cứng 8 8928,323359 2,29 700x350 Ống cứng 9 4464,161679 2,6 600x250

Bảng 3.15 Thông tin ống gió của hệ bù gió Đoạn ống Lưu lượng Tổn thất ma sát hợp lý Kích thước ống

Trục Gain 37945 2,44 1500x500 Ống cứng 1 37945 2,44 1500x500 Ống cứng 2 31621 2,5 1450x450 Ống cứng 3 25297 2,46 1400x400 Ống cứng 4 12648 2,51 1100x300 Ống cứng 5 6324,2 2,57 600x300 Ống cứng 6 6324,2 2,24 800x250 Ống cứng 7 6324,2 1,74 900x250 c) Tính toán tổn thất đường ống

Để tính toán tổn thất trong hệ thống ống dẫn, chúng ta chỉ cần xác định chiều dài ống dài nhất, với tổn thất ma sát đồng đều được chọn là 3 Pa/m Tổn thất cục bộ được tính toán thông qua phần mềm Duct Fitting Database, và kết quả tổng tổn thất được trình bày trong hai bảng dưới đây.

Bảng 3.16 Tổn thất đường ống gió của hệ hút khói

Bảng 3.17 Tổn thất đường ống gió của hệ bù gió

STT Tên Lưu lượng (m 3 /h) Tổn thất

Tính chọn quạt

Sau khi tính được tổng tổn thất, sử dụng phần mềm Fantech Product Selection Program tương tự các phần trước, ta chọn được quạt với thông số như sau

Bảng 3.18 Thông tin quạt cho hệ thống hút khói

Bảng 3.19 Thông tin quạt cho hệ thống bù gió

Tính toán tạo áp cầu thang

Hệ thống tạo áp cầu thang đóng vai trò quan trọng trong việc khắc phục sự cố hỏa hoạn, bên cạnh hệ thống hút khói Khi xảy ra cháy, người dân thường chạy vào cầu thang để thoát hiểm, nhưng nếu khói xâm nhập vào khu vực này, nguy cơ tử vong sẽ tăng cao Để giảm thiểu rủi ro, hệ thống tạo áp cầu thang được thiết kế để thổi gió vào cầu thang, tạo ra áp suất cao hơn so với các phòng khác, nhằm ngăn chặn khói lan vào cầu thang Điều này giúp người gặp nạn di chuyển an toàn và hỗ trợ hiệu quả cho công tác phòng cháy chữa cháy.

Theo quy định tại mục 3.4.13 [12], các tòa nhà cao trên 28m cần phải có buồng thang bộ không nhiễm khói Công trình hiện có 2 cầu thang bộ, bao gồm 1 thang loại N1 và 1 thang loại N2 Theo mục D.10 [12], cần cấp không khí từ bên ngoài vào cầu thang bộ N2 Do đó, cần tiến hành tính toán và kiểm tra hệ thống tạo áp cho cầu thang bộ này.

Theo mục D.11 [12], hệ thống tạo áp có yêu cầu kỹ thuật như sau:

- Đảm bảo áp lực trong buồng thang bộ không nhỏ hơn 20 Pa và không lớn hơn 50 Pa khi đóng cửa; vận tốc gió qua cửa khi mở là 1,3 m/s

Áp lực trong buồng thang bộ và sảnh thang máy cần được duy trì ở mức an toàn, không vượt quá 50, nhằm đảm bảo cửa thoát hiểm có thể mở dễ dàng Van gió xả áp (PRD) đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh áp suất, giúp ngăn ngừa tình trạng áp lực quá cao.

Pa thì cảm biến chênh áp sẽ truyền tín hiệu về tủ điều khiển mở van gió xả áp (PRD) bằng động cơ để xả áp

- Tính tạo áp thang bộ N2 là tính 1 cửa tầng cháy mở, cửa tầng exit, cửa tầng thượng mở, còn lại đều đóng

Hình 3.11 Buồng thang bộ loại N2 [12]

Hình 3.12 Buồng thang bộ loại N1 [12]

Tính toán lưu lượng

Lưu lượng gió tạo áp là tổng hợp của lưu lượng gió bị thất thoát qua các khe cửa đóng khi xảy ra cháy, cùng với lưu lượng gió thoát qua các cửa tầng mở.

103 a) Lưu lượng gió thoát qua tất cả các khe cửa đóng khi có cháy

- Q1: Lưu lượng gió rò rỉ qua của (m 3 /s)

- n: Tổng số cửa đóng, cụ thể ta có thang bộ 14 cửa gồm 12 cửa tầng, 1 cửa thoát tầng 1, 1 cửa tầng thượng, vậy n = 11

- ΔP: Độ lệch áp, Pa, cụ thể là 50 Pa

- Ae: Diện tích không gian bị rò rỉ được xác định theo bảng Table 1 [13]

Theo tài liệu [13], diện tích gió rò lọt AE cho cửa đơn thoát hiểm kích thước 800 mm x 2000 mm là 0,01 m² Đối với thang bộ thoát nạn sử dụng cửa đơn kích thước 1025 mm x 2160 mm, diện tích gió rò lọt được nội suy là 0,011 m².

Như vậy, Q1 = 0,83 × 11 × 0.011 × 50 0,5 = 0,86 m 3 /s = 2557 m 3 /h b) Lưu lượng thoát qua cửa mở

- v: Vận tốc gió qua cửa mở (m/s), v = 1,3 m/s như đã trình bày

Do công trình thiết kế 1 cửa mở ở phòng hỏa hoạn và 2 cửa mở tầng 1 nên số lượng cửa mở là 3

Vậy lưu lượng gió tạo áp là: Q = Q1 + Q2 = 2557 + 31085 = 33642 m 3 /h

Tính toán kích thước đường ống

a) Tính toán kích thước miệng gió cấp khí vào:

Tòa nhà có 12 tầng, mỗi tầng được trang bị 1 miệng gió thổi vào Lưu lượng của mỗi miệng gió cấp là:

Ta chọn miệng ống gió có kích thước là 500 × 500 mm, vận tốc qua miệng 4,15 m/s b) Tính toán kích thước ống gió tạo áp

Sau khi bố trí miệng gió, cần thiết kế đường ống với kích thước được tính toán từ phần mềm Duct Checker Pro Đối với ống gió tạo áp trong trường hợp khẩn cấp, thông số nên được thiết lập tương tự như ống hút khói và bù gió.

- Giá trị tổn thất ma sát từ 1,5 đến 3 (Pa/m) đối với ống gió

- Vận tốc khói đi trong ống gió hút khói 12 - 15 (m/s)

Nhập lưu lượng 33426 m 3 /h ta chọn được ống 1400 × 500, tổn thất áp suất 2,3 Pa/m, vận tốc 13,5 m/s c) Tính toán tổn thất đường ống tạo áp

Để tính toán tổn thất trong hệ thống ống dẫn, ta xác định đường ống dài nhất với tổn thất ma sát đồng đều là 2,3 Pa/m Tổn thất cục bộ được tính toán bằng phần mềm Duct Fitting Database, và kết quả tổng tổn thất được trình bày trong hai bảng dưới đây.

STT Chi tiết trên đoạn ống Kích thước ống gió (mm)

1 Co vuông cánh hướng dòng 1400×500 33641,00 43

Tổng tổn thất 237,5 d) Tính toán van xả áp cơ

Van xả áp cơ có nhiệm vụ giữ cho áp suất trong buồng thang bộ không được vượt quá

Khi áp suất trong thang bộ vượt quá 50 Pa, người gặp nạn sẽ gặp khó khăn trong việc mở cửa Để giảm áp suất, van sẽ tự động mở và xả một lượng gió ra ngoài.

Tăng áp xảy ra khi ba cửa cần mở (cửa tầng cháy, cửa tầng 1 và cửa tầng thượng) không được mở Quạt cấp gió vẫn duy trì lưu lượng không đổi, nhưng lưu lượng thoát ra giảm, dẫn đến việc tăng áp trong buồng thang bộ Do đó, lưu lượng cần xả khi tăng áp sẽ tương đương với lưu lượng qua cửa mở Q2.

- Lưu lượng van xả áp: QPRD = Q2 = 31085 m 3 /h = 8,63 m 3 /s

- Kích thước van xả áp = √1,47 × √1,47 = 1200 × 1200 mm × mm

Tính chọn quạt cho ống gió tạo áp

Tương tự, sau khi đã tính được tổng thất ta tiến hành tính cột áp cho quạt Cột áp cho quạt cấp gió tạo áp là:

Ta nhập vào phần mềm Fantech Production Selection Program 2 thông số đã tính:

Bảng 3.20 Thông tin quạt tạo áp cầu thang

TRIỂN KHAI HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ, THÔNG GIÓ DÙNG PHẦN MỀM REVIT

Sơ lược về phần mềm Revit 2019

Trong mô hình 3D Revit, chúng tôi triển khai các hệ thống như điều hòa không khí, thông gió sự cố, nước ngưng và ống gas Để bắt đầu, hãy mở phần mềm Revit 2019, chọn mục “Open” trong phần “Model” để mở file dự án, và bạn sẽ thấy giao diện làm việc của Revit.

Hình 7.1 Giao diện làm việc của phần mềm Revit 2019

Hai mục chính trong quản lý dự án bao gồm "Project Browser" và "Properties" Mục "Project Browser" tổ chức các vùng làm việc của dự án theo dạng cây thư mục, trong khi mục "Properties" quản lý các thông số như cao độ, kích thước và hệ thống của các phần tử trong dự án Đối với hệ thống điều hòa không khí và thông gió, chúng ta sẽ làm việc chủ yếu ở mục này.

“Systems” trên thanh công cụ để thiết kế

Hình 7.2 Các phần tử trong mục Systems sử dụng cho hệ thống cơ điện

Family dùng để vẽ được nhóm sưu tầm trên các trang Web về vẽ Revit, bên dưới là là một số phần tử được sử dụng trong dự án:

Bảng 4.1 Một số family Revit dùng trong dự án

Các phần tử Hình minh họa Ghi chú

- Có nhiều loại phân theo kW lạnh

- Có đầu chờ kết nối ống gas, nước ngưng và ống gió

DÀN NÓNG VRV - Có nhiều loại phân theo HP

- Có nhiều kiểu miệng: sọt trứng, miệng linear,

- Tùy chỉnh kích thước miệng ỐNG GIÓ

- Ống gió dùng cho nhiều hệ: cấp, hồi, hút khói, tạo áp

- Tùy chỉnh kích thước, nhiều kết nối: gót giày, co, tê… ỐNG MỀM - Tương tự ống gió cứng

QUẠT - Quạt hướng trục tùy chỉnh kích thước theo catalogue

Mô hình 3D hệ thống điều hòa không khí và thông gió của công trình triển khai bằng Revit 2019

Từ các bản vẽ kết cấu kiến trúc và cơ điện, sau khi triển khai mô hình 3D cho dự án, nhóm em có được các mô hình sau:

110 Hình 7.3 Mô hình 3D của dự án tòa nhà văn phòng ICT2 dựng bằng Revit

Hình 7.4 Mô hình 3D của hệ thống ACMV dự án tòa nhà văn phòng ICT2 bằng Revit

Hình 7.5 Mặt bằng tầng 3 tòa nhà văn phòng ICT2 bằng Revit

Hình 7.6 Mô hình 3D cụm máy lạnh giấu trần nối ống gió

Bóc tách khối lượng bằng phần mềm Revit 2019

Ngoài việc bóc tách khối lượng vật tư trên các bản vẽ Autocad như thường lệ, phần mềm Revit cho phép thực hiện công việc này với độ chính xác cao, đạt từ 95% đến 100%.

112 dựa vào độ chính xác khi dựng mô hình Bóc tách khối lượng bằng Revit giúp thao tác nhanh chóng, tiện lợi tiết kiệm được nhiều thời gian

Chỉ với 3 bước đơn giản ta có ngay bảng khối lượng ống gió cho dự án:

- Bước 1: Vào mục “View” trên thanh công cụ và chọn “Schedules”, chọn

Trong phần “Schedule/Quantities”, chúng ta tiến hành tạo bảng khối lượng bằng cách chọn đối tượng cần bóc tách tại mục “Category” Ví dụ, nếu muốn bóc khối lượng ống gió, chúng ta sẽ chọn Duct và đặt tên cho bảng khối lượng là “Khối lượng ống gió cấp”.

Hình 7.7 Giao diện mục chọn đối tượng và đặt tên bảng khối lượng

Bước 2 trong quá trình bóc khối lượng là chọn các thông số cần thiết như loại ống gió, family của ống, chiều dài và kích thước ống Để lọc theo yêu cầu, bạn cần vào mục filter Nếu bạn đang chọn ống gió cấp, hãy nhập "SAD" để bóc khối lượng cho toàn bộ ống gió cấp.

Hình 7.8 Giao diện mục chọn các thông số yêu cầu của bảng khối lượng

- Bước 3: Sau khi lựa chọn hết các yêu cầu, ta xuất ra được bảng khối lượng như sau:

Hình 7.9 Bảng khối lượng vật tư được bóc tách bằng Revit

Định dạng
Số trang	166
Dung lượng	11,37 MB