TS LÊ MINH NHỰT SVTH: NGUYỄN NGỌC HUY TRẦN MINH LỢI NGUYỄN HIỀN ĐỨC TÍNH TOÁN KIỂM TRA VÀ TRIỂN KHAI BẢN VẼ BẰNG PHẦN MỀM REVIT HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ VÀ THÔNG GIÓ CÔNG TRÌNH BỆNH V
TỔNG QUAN
T ỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ
1.1.1 Khái niệm Điều hòa không khí hay còn được gọi là điều hòa nhiệt độ được viết tắt là AC hoặc A/C (Air conditioning) là quá trình tạo ra và duy trì các điều kiện vi khí hậu trong phòng theo một công thức định trước mà không phụ thuộc vào điều kiện bên ngoài môi trường
1.1.2 Tầm quan trọng của điều hòa không khí
Với sự phát triển không ngừng của nền công nghiệp toàn cầu, điều hòa không khí đã trở thành một phần thiết yếu trong cuộc sống hàng ngày của con người Nó không chỉ mang lại sự thoải mái mà còn đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất.
Điều hòa không khí mang lại môi trường sống và làm việc thoải mái, cải thiện sức khỏe và hiệu suất làm việc của con người Việc duy trì nhiệt độ lý tưởng trong môi trường làm việc giúp giảm nguy cơ mắc bệnh liên quan đến nhiệt độ, đặc biệt cho người già và trẻ nhỏ, những đối tượng dễ bị ảnh hưởng bởi thời tiết khắc nghiệt Hơn nữa, điều hòa không khí còn nâng cao hiệu suất làm việc và học tập, với môi trường mát mẻ giúp tăng cường sự tập trung và năng suất.
Trong lĩnh vực sản xuất, điều hòa không khí là yếu tố quan trọng giúp duy trì môi trường ổn định và hiệu quả Đặc biệt trong các ngành công nghiệp như điện tử, dược phẩm, thực phẩm và đồ uống, việc kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm là rất cần thiết Chẳng hạn, trong sản xuất linh kiện điện tử, các linh kiện nhạy cảm cần được bảo quản trong môi trường kiểm soát chặt chẽ để đảm bảo chất lượng Điều hòa không khí không chỉ duy trì điều kiện lý tưởng mà còn giảm tỷ lệ sản phẩm lỗi và nâng cao năng suất lao động.
Điều hòa không khí không chỉ mang lại sự thoải mái mà còn bảo vệ và bảo quản các sản phẩm nhạy cảm với nhiệt độ Trong ngành y tế, thuốc, vắc-xin và mẫu xét nghiệm cần được giữ ở nhiệt độ thích hợp để đảm bảo hiệu quả và độ tin cậy Tương tự, trong ngành thực phẩm, việc duy trì nhiệt độ lạnh là rất quan trọng để ngăn ngừa sự phát triển của vi khuẩn và giữ cho thực phẩm luôn tươi ngon.
Điều hòa không khí không chỉ nâng cao sự thoải mái và chất lượng cuộc sống mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì hiệu quả sản xuất Sự phát triển công nghệ đã giúp các hệ thống điều hòa không khí ngày càng thông minh và hiệu quả hơn, góp phần tích cực vào sự phát triển bền vững của xã hội.
1.1.3 Một số hệ thống điều hòa không khí phổ biến
Với sự phát triển mạnh mẽ của ngành công nghiệp nhiệt lạnh, các hệ thống điều hòa không khí đã được cải tiến với nhiều chức năng tiện nghi hơn, nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người Sự cạnh tranh giữa các công ty trong lĩnh vực này đang thúc đẩy quá trình cải tiến và hoàn thiện sản phẩm.
Trong lĩnh vực nhiệt lạnh, có nhiều hệ thống điều hòa không khí được phát triển, do đó việc lựa chọn hệ thống phù hợp với công trình là rất quan trọng Việc này không chỉ nâng cao hiệu quả sử dụng và đảm bảo yêu cầu kỹ thuật mà còn giúp các nhà đầu tư tiết kiệm chi phí đầu tư và vận hành Để lựa chọn hệ thống thích hợp, cần phân biệt các loại điều hòa không khí phổ biến hiện nay.
Hiện nay hệ thống điều hòa không khí được gồm 2 loại chính:
Hệ thống điều hòa không khí cục bộ
Hệ thống điều hòa không khí trung tâm:
Hệ thống điều hòa không khí VRV, VRF
Hệ thống điều hòa không khí Water Chiller
1.1.3.1 Hệ thống điều hòa không khí cục bộ
Hệ thống điều hòa không khí cục bộ bao gồm các máy có công suất lạnh từ 9.000 BTU đến 24.000 BTU, thường được sử dụng trong không gian hạn chế như phòng độc lập hoặc một vài phòng nhỏ.
Một số loại phổ biến của hệ thống điều hòa không khí kiểu cục bộ:
Máy điều hòa không khí dạng cửa sổ (Window type)
Máy điều hòa không khí kiểu rời (Split type)
Máy điều hòa không khí kiểu ghép (Multi-split type)
Máy điều hòa không khí kiểu rời dạng thổi trực tiếp
Hình 1.1 Máy điều hòa không khí dạng cửa sổ.[9]
Hình 1.2 Máy điều hòa không khí kiểu rời.[10]
Hình 1.3 Máy điều hòa không khí kiểu ghép.[11]
Hình 1.4 Máy điều hòa không khí kiểu tủ đứng.[12]
Ưu điểm của hệ thống điều hòa không khí cục bộ:
Lắp đặt nhanh chóng và dễ dàng không yêu cầu kỹ thuật cao
Sử dụng đơn giản và đạt hiệu quả tức thì không ảnh hưởng đến các máy khác trong một hệ thống
Dễ dàng bảo dưỡng sữa chữa khi gặp sự cố
Nhược điểm của hệ thống điều hòa không khí cục bộ
Hiệu suất hoạt động của máy sẽ bị ảnh hưởng nhiều bởi nhiệt độ bên ngoài
Hệ số điện năng tiêu thụ cao độ bền và tuổi thọ của máy chỉ khoảng 5 – 6 năm
Hệ thống này có khả năng linh hoạt thấp, chỉ phù hợp cho các công trình nhỏ với diện tích hạn chế Khi nhu cầu sử dụng hoặc không gian làm mát tăng lên, việc mở rộng hệ thống sẽ gặp nhiều khó khăn và tốn kém.
Việc lắp đặt hệ thống điều hòa không khí kiểu cục bộ có thể ảnh hưởng đến mỹ quan và kiến trúc của tòa nhà, đặc biệt nếu không được thực hiện một cách thẩm mỹ Điều này trở thành vấn đề nghiêm trọng đối với những tòa nhà có yêu cầu cao về mặt thẩm mỹ.
1.1.3.2 Hệ thống điều hòa không khí kiểu trung tâm
Hệ thống điều hòa trung tâm là giải pháp hiệu quả cho việc phân phối khí lạnh trong các công trình lớn như nhà cao tầng Với công suất lớn, hệ thống này bao gồm nhiều máy trung tâm phối hợp, giúp tối ưu hóa việc làm mát cho toàn bộ khu vực sử dụng Đây là lựa chọn lý tưởng khi có hạn chế về không gian lắp đặt các dàn điều hòa riêng lẻ.
Hệ thống điều hòa trung tâm VRV và VRF hoạt động dựa trên nguyên lý thay đổi lưu lượng môi chất lạnh giữa dàn nóng và các dàn lạnh, giúp điều chỉnh công suất lạnh phù hợp với không gian cần điều hòa.
Hình 1.5 Hệ thống VRV,VRF.[13]
Hệ thống tiết kiệm năng lượng, vận hành với các máy nén công nghệ biến tần
Chênh lệch và chiều dài ống gas cho phép dài hơn rất nheieuf so với các hệ cục bộ thuận lợi cho việc lắp đặt dàn nóng
Vận hành, sử dụng dễ dàng
Khả năng hoạt động độc lập cho từng khu vực khác nhau, đáp ứng tối ưu nhu cầu sử dụng
Đảm bảo về mặt mỹ quan hơn so với hệ cục bộ
Chiều dài ống gas có thể được mở rộng nhưng vẫn phải tuân thủ giới hạn, phù hợp cho các dự án có công suất dưới 1000 kW lạnh hoặc các tòa nhà không vượt quá 20 tầng.
Các dàn lạnh FCU và AHU thường có công suất dưới 30 HP, do đó không phù hợp cho các dự án có không gian lớn như trung tâm thương mại, siêu thị và trung tâm hội nghị.
Gía thành lắp đặt, vận hành, bảo trì cao hơn so với các hệ thống điều hòa khác
T ẦM QUAN TRỌNG CỦA ĐỀ TÀI
Đề tài đồ án về tính toán kiểm tra điều hòa không khí có tầm quan trọng lớn, không chỉ về kỹ thuật mà còn về y tế và xã hội Hệ thống điều hòa không khí trong bệnh viện đảm bảo môi trường sạch sẽ, thoải mái và an toàn cho bệnh nhân và nhân viên y tế Một hệ thống hoạt động hiệu quả giúp kiểm soát nhiệt độ, độ ẩm và chất lượng không khí, ngăn ngừa sự phát triển và lây lan của vi khuẩn, virus và các tác nhân gây bệnh khác Điều này đặc biệt quan trọng trong các khu vực nhạy cảm như phòng mổ, phòng cấp cứu và khu vực chăm sóc đặc biệt, nơi yêu cầu điều kiện vệ sinh và kiểm soát nhiễm khuẩn nghiêm ngặt Hơn nữa, việc tính toán kiểm tra hệ thống điều hòa không khí còn giúp tối ưu hóa năng lượng, giảm chi phí vận hành và bảo trì, đồng thời kéo dài tuổi thọ của thiết bị.
Một hệ thống điều hòa không khí được bảo trì đúng cách không chỉ kéo dài tuổi thọ thiết bị mà còn giảm chi phí sửa chữa và thay thế Để đạt được điều này, cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa các kỹ sư, chuyên gia kỹ thuật và quản lý bệnh viện nhằm đảm bảo hệ thống hoạt động ở trạng thái tối ưu Đề tài đồ án này không chỉ mang lại lợi ích kinh tế mà còn nâng cao chất lượng dịch vụ y tế, tạo niềm tin cho bệnh nhân và cộng đồng.
Đề tài đồ án tính toán kiểm tra hệ thống điều hòa không khí cho Bệnh viện Sản Nhi II tại An Giang mang lại nhiều lợi ích quan trọng về mặt kỹ thuật và y tế Nó không chỉ bảo vệ sức khỏe cộng đồng mà còn tối ưu hóa nguồn lực và nâng cao chất lượng dịch vụ y tế Hệ thống này tạo nền tảng vững chắc cho sự phát triển bền vững của ngành y tế trong tương lai.
M ỤC TIÊU TÍNH TOÁN KIỂM TRA HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ CỦA CÔNG TRÌNH
Hình 1.7 Công trình bệnh viện sản-nhi An Giang giai đoạn II (khối nhi).[15]
Dự án Bệnh viện Sản-Nhi An Giang (giai đoạn II) được xây dựng tại 02 Lê Lợi, phường Mỹ Bình, TP Long Xuyên, tỉnh An Giang, theo quy hoạch phân khu tỷ lệ 1/200 Thời gian thi công kéo dài từ năm 2021 đến 2025 với quy mô 200 giường bệnh cho khối nhi Dự án nhằm đầu tư xây dựng mới các khoa quan trọng, tạo thành chuỗi dây chuyền công năng liên hoàn, đảm bảo an toàn cho bệnh nhân và thực hiện hiệu quả quy trình chuyên môn kỹ thuật Các khoa thiết yếu cho sức khỏe trẻ em bao gồm: Khoa cấp cứu nhi, khoa chẩn đoán hình ảnh, khoa giải phẫu, khoa y học cổ truyền, khoa xét nghiệm, khoa nội nhi tổng hợp, khoa ngoại nhi tổng hợp, khoa mắt-tai mũi họng-răng hàm mặt, khoa dinh dưỡng và khoa truyền nhiễm.
Công trình bệnh viện sản-nhi An Giang giai đoạn 2 bao gồm khối Nhi với 180 giường, cao 8 tầng, và khoa nhiễm với 20 giường, cao 4 tầng Tổng diện tích sàn xây dựng của dự án là 14.110 m2, kèm theo các công trình hạ tầng phụ trợ Tổng kinh phí xây dựng cho giai đoạn 2 được đầu tư đáng kể để nâng cao chất lượng dịch vụ y tế tại địa phương.
363 tỷ đồng, từ ngân sách tỉnh Thời gian hoàn thành công trình cuối năm 2024
1.3.2 Thống kê diện tích tính toán
Dựa vào bản vẽ kiến trúc của công trình xác định được các thông số như bảng dưới đây:
Bảng 1.1 Các thông số diện tích sàn vùng điều hòa tầng 1
Phòng trực điều khiển chống cháy 14 3 42
Phòng tạm lưu cấp cứu 115 3 345
Phòng hành chính giao ban 13 3 39
Phòng siêu âm can thiệp 12,4 3 37,2
Phòng in ấn đọc phim 9,6 3 28,8
TÍNH TOÁN VÀ KIỂM TRA PHỤ TẢI LẠNH
T ÍNH TOÁN PHỤ TẢI
2.1.1 Phương án điều hòa của công trình:
Với công năng của công trình là bệnh viện thì hệ thống điều hòa không khí VRF sẽ đáp ứng đầy đủ các nhu cầu:
Thiết kế nhỏ, thẩm mỹ, không chiếm diện tích tường lắp đặt
Vận hành, bảo trì và sửa chữa không quá phức tạp
Khả năng làm lạnh được phân tách riêng lẻ cho từng khu vực đáp ứng nhu cầu sử dụng trong một thời gian cố định
Theo các mức độ quan trọng của công trình mà hệ thống điều hòa không khí được chia theo 3 cấp:
Hệ thống điều hòa cấp I có khả năng duy trì các điều kiện vi khí hậu trong phòng một cách độc lập, với độ sai số gần như bằng 0 so với môi trường xung quanh.
Hệ thống điều hòa cấp II là một giải pháp hiệu quả, giúp duy trì các điều kiện vi khí hậu trong phòng một cách độc lập với môi trường xung quanh Hệ thống này đảm bảo độ chính xác cao với sai số không vượt quá 200 giờ mỗi năm.
Hệ thống điều hòa không khí cấp III có khả năng duy trì các điều kiện vi khí hậu trong phòng một cách độc lập, đảm bảo sai số không vượt quá 400 giờ mỗi năm.
Việc phân loại hệ thống điều hòa theo cấp độ quan trọng không chỉ mang tính tương đối mà còn phụ thuộc vào yêu cầu của khách hàng và công năng thực tế của từng công trình Hệ thống điều hòa cấp III hiện đang được ứng dụng phổ biến cho hầu hết các công trình Trong khi đó, đối với các công trình có yêu cầu khắt khe về xử lý không khí như phòng mổ, phòng sạch, và khu cách ly trong bệnh viện, hệ thống điều hòa không khí cấp I sẽ được ưu tiên sử dụng.
Với những phân tích trên, dựa vào công năng của công trình là bệnh viện Sản-Nhi
An Giang, giai đoạn 2 chọn hệ thống điều hòa không khí cấp I
2.1.2 Chọn thông số ban đầu của công trình:
Để chọn thông số không khí ngoài cho công trình Bệnh viện Sản-Nhi An Giang, giai đoạn 2 tại TP Long Xuyên, An Giang, tham khảo bảng 1.9 TL[1] trang 33 Thông số khí hậu ngoài trời được chọn từ khu vực gần nhất là Cần Thơ.
Bảng 2.1 Thông số ngoài trời
Thông số thiết kế trong nhà
Tham khảo TCVN 5687:2010 TL[3], để chọn thông số thiết kế trong nhà đảm bảo điều kiện tiện nghi ở Bảng 2.2
Bảng 2.2 Thông số tính toán của không khí bên trong nhà dùng để thiết kế ĐHKK đảm bảo điều kiện tiện nghi (trích Phụ lục Bảng A.1-TCVN 5687:2010)
Thứ tự Trạng thái lao động
4 Lao động nặng 18÷20 70÷60 1,2÷1,5 20÷23 70÷60 2÷2,5 Công năng của công trình là bệnh viện nên thuộc trạng thái lao động nhẹ, ta chọn thông số điều hòa cho không gian phòng ở Bảng 2.3
Bảng 2.3 Thông số thiết kế trong nhà
T ÍNH TẢI LẠNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP C ARRIER
Phương pháp Carrier là một trong những phương pháp phổ biến nhất hiện nay để xác định tải lạnh cho công trình Phương pháp này tính toán năng suất lạnh 𝑄 0 bằng cách tổng hợp lượng nhiệt thừa 𝑄 ℎ𝑡 và ẩm thừa 𝑄 𝑎𝑡 từ các nguồn nhiệt phát sinh trong phòng cùng với nhiệt thẩm thấu vào phòng Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả tập trung vào khu vực điển hình là tổ hợp phòng cấp cứu, tạm lưu, phân loại và phân chờ ở tầng 1, trong khi các phòng khác sẽ được tổng hợp trong phần phụ lục Các nguồn nhiệt sẽ được thể hiện qua các mục trong quá trình tính toán tiếp theo.
Hình 2.1 Các nguồn nhiệt hiện và ẩn theo phương pháp Carrier.[1]
2.2.1 Nhiệt do bức xạ mặt trời qua kính vào phòng 𝑸 𝟏𝟏
Nhiệt bức xạ của mặt trời qua kính được tính theo công thức:
𝑄′ 11 : Lượng nhiệt bức xạ tức thời qua kính vào phòng
𝑛 𝑡 : Hệ số tác dụng tức thời qua kính vào phòng
Lượng nhiệt bức xạ tức thời qua kính vào phòng được tính theo công thức:
𝐹 𝑘 : Diện tích bề mặt kính của cửa sổ có khung thép, m 2
𝑅 𝑇 : Nhiệt bức xạ mặt trời qua cửa kính vào phòng (W/m 2 ) Vì hệ thống điều hòa hoạt động từ 6h sáng đến 5h chiều(các giờ có nắng) nên chọn 𝑅 𝑇 = 𝑅 𝑇𝑚𝑎𝑥
𝜀 𝑐 : Hệ số ảnh hưởng của độ cao so với mặt nước biển, tính theo công thức:
19 Độ cao của công trình bệnh viện sản nhi An Giang không chênh lệch quá lớn so với mực nước biển nên ta chọn 𝜀 𝑐 = 1
Hệ số 𝜀 đ𝑠 thể hiện sự ảnh hưởng của độ chênh lệch nhiệt độ đọng sương của không khí quan sát so với nhiệt độ đọng sương của không khí ở mực nước biển, được xác định là 20℃.
𝜀 𝑚𝑚 : Hệ số ảnh hưởng của mây mù, khi trời không mây 𝜀 𝑚𝑚 = 1, khi trời có mây
𝜀 𝑚𝑚 = 0,85 Xét trường hợp lớn nhât là lúc trời không có mây mù 𝜀 𝑚𝑚 = 1
𝜀 𝑘ℎ : Hệ số ảnh hưởng của khung, dựa vào bản vẽ kiến trúc, công trình sử dụng khung kim loại nên chọn 𝜀 𝑘ℎ = 1,17
𝜀 𝑚 : là hệ số kính, phụ thuộc vào màu sắc và kiểu loại kính Vì công trình sử dụng loại kính stopray, màu vàng, dày 6mm nên ta có:
𝜀 𝑟 : Hệ số ảnh hưởng của kính cơ bản khi có màn che bên trong, màng che sử dụng cho công trình là màn che mảnh màu trung bình có:
Công trình ta xết tọa lạc tại tỉnh An Giang với tọa độ 10°23’ ở bán cầu Bắc Công trình gốm này được thiết kế với bốn hướng kính: Đông Bắc, Đông Nam, Tây Bắc và Tây Nam Theo bảng 4.2 TL, lượng bức xạ mặt trời lớn nhất RRmax xâm nhập qua cửa kính loại cơ bản vào phòng được tính bằng W/m².
Bảng 2.4 Nhiệt do bức xạ mặt trời lớn nhất qua kính R Tmax
Hướng R Tmax (W/m 2 ) Đông Nam 508 Đông Bắc 483
Ta có RN: Bức xạ mặt trời đến bên ngoài mặt kính
Bảng 2.5 Lượng nhiệt bức xạ vào phòng R k
Hướng R k (W/m 2 ) Đông Nam 205,2 Đông Bắc 195,1
Ví dụ cho khu cấp cứu, tạm lưu, phòng khám phân loại và phòng chờ ở tầng 1 có vách kính hướng Đông Nam, Rk5,1 W/m 2
𝑛 𝑡 phụ thuộc vào 𝑔 𝑠 Giá trị 𝑔 𝑠 được tính theo công thức:
𝑔 𝑠 : Mật độ (khối lượng riêng) diện tích trung bình (kg/m 2 ), của toàn bộ kết cấu bao che vách, trần, sàn của phòng
𝐺 ′ : Khối lượng tường có mặt ngoài tiếp xúc với bức xạ mặt trời và sàn trên mặt đất (kg)
𝐺 ′′ : Khối lượng tường ngoài không tiếp xúc với bức xạ mặt trời và sàn không trên mặt đất (kg)
Tính cho tổ hợp phòng tầng 1: Để tính toán được 𝐺 ′ và 𝐺 ′′ ta cần xác định mật độ (kg/m 3 ) các loại vật liệu của tường, vách, sàn, Tra bảng 4.11 TL[1]
Khối lượng 1m 2 tường ngoài (dày 0.2m): 1800 x 0.2 = 360 kg/m 2
Khối lượng 1m 2 sàn (dày 0.2m): 2400 x 0.2 = 480 kg/m 2
Khu tổ hợp phòng cấp cứu ở tầng 1 có diện tích tường kính là 75.9 m², tiếp xúc trực tiếp với bức xạ mặt trời, trong khi diện tích sàn nằm trên mặt đất là 192.8 m².
Với diện tích phần tường không tiếp xúc với bức xạ mặt trời là 349,2 và sàn không trên mặt đất 0 m 2 :
Tra bảng 4.6 [1] với 𝑔 𝑠 = 948 kg/m 2 sàn, cửa sổ quay hướng Đông Nam được 𝑛 𝑡 0,64 vào lúc 10 giờ sáng
Vậy nhiệt bức xạ qua kính của tổ hợp phòng tầng 1:
Tương tụ, kết quả tính toán 𝑄 11 của các khu vực được tổng hợp trong Bảng phụ lục
2.2.2 Nhiệt truyền qua kết cấu bao che Q 2
2.2.2.1 Nhiệt truyền qua mái bằng bức xạ Q 21
Nhiệt truyền qua mái được chia làm 3 dạng:
Dạng 1: là không gian điều hòa cần tính nằm bên dưới phòng có ĐHKK
Dạng 2: là không gian điều hòa cần tính nằm bên dưới phòng không có ĐHKK
Dạng 3: Trần mái trong không gian điều hòa phải chịu tác động trực tiếp từ bức xạ mặt trời và chênh lệch nhiệt độ giữa không khí bên trong và bên ngoài Việc xác định chính xác lượng nhiệt này là một quá trình phức tạp, do đó, cần thực hiện tính toán gần đúng theo biểu thức đã được thiết lập.
Nhiệt độ không gian cần điều hòa bị ảnh hưởng bởi nhiệt đi vào từ các kết cấu mái và sự chênh lệch nhiệt độ giữa không khí bên ngoài và bên trong.
K là hệ số truyền nhiệt qua mái , phụ thuộc vào kết cấu vật liệu làm mái ( 𝑊/𝑚 2 𝐾 )
∆ 𝑡𝑑 là hiệu nhiệt độ tương đương (℃ )
𝜀 𝑠 : Hệ số bức xạ mặt trời Đối với công trình bệnh viện Nhi - An Giang Giai đoạn II:
Từ tầng 1 đến tầng 7 đều là không gian điều hòa nằm giữa các tầng nên thuộc dạng
Tầng 3 được chia làm 2 phần :
1 phần tiếp xúc với không gian bên trên có điều hòa nên thuộc dạng 1:
Phần còn lại của tầng 3 và khu vực phòng họp cần tính điều hòa của tầng 8 tiếp xúc với không gian bên ngoài nên thuộc dạng 3:
𝑅 𝑁 được xác định bởi biểu thức 4.7 TL[1]:
RT = 789 ( W/m 2 ) lượng bức xạ mặt trời xâm nhập qua mái, tra bảng 4.2 TL[1]
𝜀 𝑠 = 0,42 hệ số hấp thụ bức xạ mặt trời của một số dạng bề mặt mái , tra bảng 4.10 TL[1]
23 αN = 20 W/m 2 K – hệ số tỏa nhiệt bên ngoài tường, đối với không gian cần tính là tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài, TL[1] trang 164
Chọn K = 1,67 với trần bê tông dày 150mm có lớp vữa phía trên 25mm và có lớp bitum , phía dưới có trần giả thạch cao dày 12mm, (bảng 4.9 TL[1])
Ví dụ cho khu cấp cứu, tạm lưu, phòng phân loại và phòng chờ tầng 1 có không gian bên trên là phòng có điều hòa không khí nên:
2.2.2.2 Nhiệt truyền qua kết cấu bao che Q 22
Nhiệt truyền qua vách bao che bao gồm:
Nhiệt truyền qua cửa ra vào Q22c
Nhiệt truyền qua kính cửa sổ Q22k
Nhiệt truyền qua vách cũng gồm 2 thành phần:
Do chênh lệch nhiệt độ giữa ngoài trời và trong nhà : ∆ 𝑡 = ( 𝑡 𝑁 − 𝑡 𝑇 )
Do bức xạ mặt trời vào tường ví dụ như tường hướng đông , tây… , tuy nhiên phần nhiệt này coi như bằng không khi tính toán
Nhiệt truyền qua vách Q22 cũng được tính theo biểu thức:
𝑄 22𝑖 Nhiệt truyền qua tường, cửa ra vào , cửa sổ kính ,
𝐾 𝑖 Hệ số truyền nhiệt tương ứng của tường, cửa , kính, 𝑊/𝑚 2 𝐾
𝐹 𝑖 Diện tích tường , cửa , kính tương ứng a Nhiệt truyền qua tường Q 22t
𝐹 𝑡 Diện tích bề mặt tường, 𝑚 2
∆𝑡 Độ chênh lệch nhiệt độ
𝐾 𝑡 Hệ số truyền nhiệt qua tường được tính theo công thức:
Hệ số tỏa nhiệt bên ngoài tường được xác định là αN = 20 W/m².K, áp dụng cho không gian tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài Trong khi đó, hệ số tỏa nhiệt bên trong tường là αT = 10 W/m².K, áp dụng cho không gian tiếp xúc gián tiếp với không khí bên ngoài.
𝛿 𝑖 : Độ dày của các lớp vật liệu i cấu tạo nên cấu trúc tường, (m) λ 𝑖 : Hệ số dẫn nhiệt cho vật liệu thứ i tạo nên cấu trúc tường, (W/mK)
Tường bao gồm hai lớp vữa trát xi măng bên ngoài và một lớp gạch xây dựng ở giữa Bề dày của lớp vữa là 0,015 m, trong khi lớp gạch bên trong có bề dày 0,17 m.
Tra bảng 4.11 TL[1] ta được hệ số dẫn nhiệt λi theo tường theo tường dày 200mm
Thông số Vữa xi măng Gạch thông thường Vữa xi măng
Công trình được thiết kế với nhiệt độ phòng điều hòa là 24°C, trong khi nhiệt độ ngoài trời đạt 34,9°C Khi tính toán ảnh hưởng của tường tiếp xúc với không gian không có điều hòa, cần lưu ý rằng hệ số truyền nhiệt αN là 10 W/m²K, khác với trường hợp tiếp xúc trực tiếp với không gian điều hòa.
Từ đó ta thế vào công thức (2.13) tính được:
Hệ số truyền nhiệt qua tường gạch dày 0,2m tiếp xúc trực tiếp với bên ngoài là :
Hệ số truyền nhiệt qua tường gạch dày 0,1m tiếp xúc với không gian đệm là:
Tính cho tổ hợp phòng tầng 1 có:
Diện tích tường tiếp xúc trực tiếp với không gian ngoài trời: 195, m 2
Diện tích tưởng tiếp xúc với không gian đệm: 83,4 m 2 Độ chênh lệnh nhiệt độ trong phòng và ngoài trời:
25 Δt 1 = t N − t t = 34,9 − 24 = 10,9℃ Độ chênh lệch nhiệt độ trong phòng và hành lang: Δt 2 = 0,5(t N − t t ) = 0,5(34,9 − 24) = 5,45℃
Từ đó ta tính được nhiệt truyền qua tường 𝑄 22𝑡 :
𝑄 22𝑡 = 2,55 195,5 10,9 + 2,26 83,4 5,45 = 6461,16 𝑊 Tính tương tự cho các khu còn lại xem ở Bảng phụ lục 2.2 b Nhiệt truyền qua cửa ra vào Q 22c :
Nhiệt truyền qua cửa ra vào được tính theo công thức sau:
𝐹 𝑐 : diện tích bề mặt của cửa, m 2
∆𝑡 : độ chênh lệnh nhiệt độ trong và bên ngoài Độ chênh lệnh nhiệt độ trong phòng và ngoài trời: Δt 1 = t N − t t = 34,9 − 24 = 10,9℃ Độ chênh lệch nhiệt độ trong phòng và hành lang: Δt 2 = 0,5(t N − t t ) = 0,5(34,9 − 24) = 5,45℃
𝐾 𝑐 : hệ số truyền nhiệt qua cửa , được xác định theo bảng 4.12 TL[1]
Tính cho tổ hợp phòng tầng 1 có:
Diện tích cửa tiếp xúc trực tiếp với không gian bên ngoài: 3,91m 2 x2 = 7,82 m 2 Diện tích cửa tiếp xúc với không gian đệm: 3,74m 2 x2 = 7,48 m 2
Từ đó ta tính được nhiệt truyền qua cửa Q22C:
Q 22𝑐 = 2,12 7,82 10,9 + 2,12 7,48 5,45 = 267,13 W Tính tương tự cho các khu còn lại xem ở Bảng phụ lục 2.3 c Nhiệt truyền qua kính cửa sổ Q 22K :
Nhiệt truyền qua cửa sổ kính được tính theo công thức sau:
𝐹 𝐾 : diện tích bề mặt kính, 𝑚 2
∆𝑡: độ chênh lệch nhiệt độ Δt = t N − t t = 34,9 − 24 = 10,9℃
𝐾 𝐾 : hệ số truyền nhiệt qua cửa sổ kính chọn Kk = 1,93 (W/m 2 K) tra bảng 4.13 TL[1]
Tính cho tổ hợp phòng tầng 1 có:
Diện tích cửa sổ kính: 0,64 m 2 x2 = 1,28 m 2
Từ đó ta tính được nhiệt truyền qua cửa kính Q22K
Q 22𝑘 = 1,93 1,28 10,9 = 26,93 W Vậy tổng nhiệt truyền qua kết cấu bao che 𝑄 22 là:
Tính tương tự cho các khu còn lại xem ở Bảng phụ lục 2.4
2.2.2.3 Nhiệt hiện truyền qua nền Q 23
Nhiệt hiện truyền qua nền được tính theo công thức sau :
∆𝑡: độ chênh lệch nhiệt độ
K : hệ số truyền nhiệt qua nền , W/m 2 K
Với nền dày 150mm có lớp vữa ở trên 25mm và có lót gạch tra bảng 4.15 TL[1] ta được
K = 2,78 W/m 2 K Nhiệt truyền qua nền được chia làm 3 trường hợp:
Nền nằm trên mặt đất Δt = t N − t t = 34,9 − 24 = 10,9℃
Nền đặt trên tầng hầm hoặc không gian không có điều hòa Δt = 0,5(t N − t t ) = 0,5(34,9 − 24) = 5,45℃
Nền được đặt giữa hai không gian có điều hòa Q23=0
Công trình có tầng 1 tiếp xúc trực tiếp với mặt đất nên tính theo công thức (2.16) và không tiếp xúc từ tầng 2 đến tầng 8 nên 𝑄 23 = 0
Tính cho tổ hợp phòng tầng 1 có:
𝑄 23 = 2,78.192,8.10,9 = 5842,2 𝑊 Tính tương tự cho các khu còn lại xem ở Bảng phụ lục 2.5
2.2.3 Nhiệt tỏa ra từ thiết bị 𝑸 𝟑
2.2.3.1 Nhiệt tỏa ra do đèn chiếu sáng 𝑸 𝟑𝟏
Nhiệt tỏa do chiếu sáng bao gồm hai thành phần chính: bức xạ và đối lưu Bức xạ bị hấp thụ bởi kết cấu bao che, dẫn đến tác động nhiệt lên tải lạnh trở nên nhỏ hơn Do đó, nhiệt tỏa được tính toán theo công thức (4.15 [1]).
𝑛 𝑡 : hệ số tác dụng tức thời của đèn chiếu sáng
𝑛 đ : hệ số tác dụng đồng thời của đèn chiếu sáng
𝑞 𝑠 : mật độ công suất chiếu sáng, (𝑊 𝑚⁄ 2 )
𝑛 𝑡 tra theo bảng 4.8 TL[1] ta chọn 𝑛 𝑡 = 1
𝑛 đ với công năng bệnh viện, chọn 𝑛 đ = 1
Với khu thăm khám 𝑞 𝑠 = 12 𝑊/𝑚 2 , không gian chung 𝑞 𝑠 = 12 𝑊/𝑚 2 , hành lang
Trong các môi trường khác nhau, chỉ số q s cho thấy mức độ chiếu sáng cần thiết: phòng thí nghiệm là 9 W/m², khu y tá 12 W/m², và phòng đọc 14 W/m² Đối với đèn huỳnh quang, cần nhân công suất ghi trên bóng đèn với hệ số 1,25 để đảm bảo đủ ánh sáng.
Tính cho tổ hợp phòng tầng 1 có:
Vậy nhiệt hiện tỏa do đèn chiếu sáng được tính theo công thức:
𝑄 31 = 𝑛 𝑡 𝑛 đ 𝑞 𝑠 𝐹 = 1,25.1.1.12.192,8 = 2892 𝑊 Tính tương tự cho các khu còn lại xem ở Bảng phụ lục 2.6
2.2.3.2 Nhiệt hiện do máy móc 𝑸 𝟑𝟐
Nhiệt năng phát sinh từ các thiết bị điện như tivi, máy tính, màn hình, máy chụp X-quang di động, máy in và nguồn nhiệt từ đèn chiếu sáng là những yếu tố quan trọng cần xem xét.
𝑁 𝑖 là công suất ghi trên máy móc, W
Loa nhỏ: 50W/1 máy, loa lớn: 600W/1 máy
Tính cho tổ hợp phòng tầng 1 có:
Phòng bao gồm: 2 máy tính bàn, 5 máy monitor, 1 máy chụp X-quang di động Vậy nhiệt hiện do máy móc tỏa ra được tính theo công thức:
𝑄 32 = ∑ 𝑁 𝑖 = 2.200 + 5.80 + 2500 = 3300 𝑊 Tính tương tự cho các khu còn lại xem ở Bảng phụ lục 2.7
Kết quả tính toán nhiệt tỏa ra từ thiết bị được tổng hợp trong Bảng phị lục 2.7
2.2.4 Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do người 𝑸 𝟒
2.2.4.1 Nhiệt hiện do người tỏa 𝑸 𝟒𝒉
Nhiệt hiện do người tỏa vào phòng chủ yếu bằng đối lưu và bức xạ, được xác định dựa vào TL[1] qua công thức:
𝑄 4ℎ = 𝑛 𝑞 ℎ 𝑛 𝑡 , (𝑊) (2.21) Trong đó: n là số người ở trong phòng điều hòa
𝑞 ℎ là nhiệt hiện tỏa từ một người (W/người)
𝑛 𝑡 là hệ số tác dụng tức thời của người Tra theo bảng 4.8 TL[1] 𝑛 𝑡 = 0,9
Tính cho tổ hợp phòng tầng 1 có:
Tra theo phụ lục F TL[3] được mật độ diện tích trên người là 5 𝑚 2 ⁄𝑛𝑔ườ𝑖 với diện tích là 192,8 𝑚 2 , ta được số người là 38 người
Tra theo bảng 4.18 TL[1], công trình có công năng là bệnh viện, có nhiệt độ không gian điều hòa là 24°𝐶, nên:
𝑞 ℎ = 76 𝑊/𝑛𝑔ườ𝑖 Tra theo bảng 4.8 TL[1] 𝑛 𝑡 = 0,9
Vậy nhiệt hiện do người tỏa được xác định theo công thức:
𝑄 4ℎ = 𝑛 𝑞 ℎ 𝑛 𝑡 = 38.76.0,9 = 2599,2 𝑊 Tính tương tự cho các khu còn lại xem ở Bảng phụ lục 2.8.4
2.2.4.2 Nhiệt ẩn do người tỏa 𝑸 𝟒𝒂
Nhiệt ẩn do người tỏa được xác định theo công thức:
Theo phụ lục F TL[3], mật độ diện tích trên mỗi người trong phòng điều hòa là 5 m²/người Với tổng diện tích 192.8 m², số người tối đa có thể có trong phòng là 38 người.
𝑞 𝑎 là nhiệt ẩn do một người tỏa ra (W/người) Tra theo bảng 4.18 TL[1]
Tính cho tổ hợp phòng tầng 1 có:
𝑞 𝑎 = 74 𝑊/𝑛𝑔ườ𝑖 Vậy nhiệt ẩn do người tỏa được xác định theo công thức:
𝑄 4𝑎 = 𝑛 𝑞 𝑎 = 38.74 = 2812 𝑊 Vậy tổng nhiệt do người tỏa ra là:
𝑄 4 = 𝑄 4ℎ + 𝑄 4𝑎 = 2599,2 + 2812 = 5411,2 𝑊 Tính tương tự cho các khu còn lại xem ở Bảng phụ lục 2.8
Kết quả tính toán nhiệt tỏa ra từ thiết bị được tổng hợp trong Bảng phị lục 2.8
2.2.5 Nhiệt hiện và ẩn do gió tươi mang vào 𝑸 𝒉𝑵 và 𝑸 𝒂𝑵
Khi thiết kế tòa nhà và lắp đặt hệ thống điều hòa không khí, việc tính toán lượng gió tươi đưa vào là rất quan trọng Gió tươi cung cấp hàm lượng oxy cần thiết, đảm bảo sự hô hấp cho con người trong không gian được điều hòa.
Hàm lượng gió tươi được lấy từ môi trường bên ngoài theo tiêu chuẩn quy định, do đó, các thông số như nhiệt độ, độ ẩm và enthalpy của gió tươi thường cao hơn không khí trong không gian điều hòa Khi gió tươi được cấp vào phòng, nó sẽ tỏa ra một lượng nhiệt hiện và ẩn, mà cần phải được tính toán chính xác.
Tổng nhiệt gió tươi mang vào có công thức:
Nhiệt hiện gió tươi mang vào có công thức:
𝑄 ℎ𝑁 = 1,2 𝑛 𝑙 (𝑡 𝑁 − 𝑡 𝑇 ), (𝑊) (2.24) Nhiệt ẩn gió tươi mang vào có công thức:
𝑙: Lưu lượng không khí tươi cung cấp cho 1 người, l/s
𝑡 𝑁 , 𝑡 𝑇 : Nhiệt độ ngoài và trong phòng điều hòa
𝑑 𝑁 , 𝑑 𝑇 : Dung ẩm của không khí ngoài và trong phòng điều hòa
Tính cho tổ hợp phòng tầng 1 có:
Tra theo phụ lục F TL[3], ta có được: Đối với khu tổ hợp tầng 1 lấy 𝑙 = 25 𝑚 3 /ℎ = 6,9 𝑙/𝑠
Nhiệt hiện gió tươi mang vào:
Nhiệt ẩn gió tươi mang vào:
𝑄 𝑎𝑁 = 3 𝑛 𝑙 (𝑑 𝑁 − 𝑑 𝑇 ) = 3.38.6,9 (21,7 − 11,4) = 8102 𝑊 Tổng nhiệt do gió tươi mang vào:
Kết quả tính toán nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió tươi mang vào được tổng hợp trong
2.2.6 Nhiệt hiện & nhiệt ẩn do gió lọt mang vào 𝑸 𝟓𝒉 và 𝑸 𝟓𝒂
T HÀNH LẬP SƠ ĐỒ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ
2.3.1 Lựa chọn sơ đồ điều hòa không khí:
Sơ đồ điều hòa không khí được thiết lập nhằm xác định các quá trình thay đổi trạng thái của không khí trên đồ thị I-d Mục đích là để xác định các bước xử lý không khí cần thiết, đảm bảo đạt được năng suất trạng thái không khí yêu cầu trước khi thổi vào phòng.
Các cơ sở để thiết lập sơ đồ điều hòa không khí:
Điều kiện khí hậu ngoài trời ở địa phương nơi lắp đặt công trình, đề lựa chọn thông số tính toán bên ngoài công trình 𝑡 𝑁 , 𝜑 𝑁
Yêu cầu về điều kiện tiện nghi hoặc công nghệ sản xuất, để chọn thông số tính toán bên trong phòng của công trình 𝑡 𝑇 , 𝜑 𝑇
Kết quả tính toán cân bằng nhiệt, cân bằng ẩm và chất độc hại của công trình, tức là phải biết trước 𝑄 𝑇 , 𝑊 𝑇 , 𝐺 𝑇 cho mỗi khu vực của công trình
Cần phải đảm bảo điều kiện vệ sinh an toàn cho sức khỏe của con người:
Nhiệt độ không khí được làm lạnh trước khi thổi vào phòng không nên thấp hơn quá nhiều so với nhiệt độ trong phòng để đảm bảo cảm giác thoải mái và tránh gây lạnh cho người sử dụng.
Đối với hệ thống điều hòa không khí thổi từ dưới lên trên, với miệng thổi đặt trong vùng làm việc, giá trị a được xác định là 7℃ Trong khi đó, đối với hệ thống thổi từ trên xuống dưới, không khí ra khỏi miệng thổi cần đi qua không gian đệm trước khi vào vùng điều hòa, dẫn đến giá trị a là 10℃.
Nếu điều kiện vệ sinh không đạt yêu cầu, cần tiến hành sấy nóng không khí đến nhiệt độ 𝑡 𝑣 = 𝑡 𝑇 − 𝑎 để đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh trước khi đưa vào phòng.
Tùy thuộc vào chức năng và đặc điểm riêng của mỗi công trình, cũng như mức độ quan trọng của hệ thống điều hòa không khí, việc lựa chọn sơ đồ điều hòa không khí phù hợp là rất cần thiết.
Có 3 dạng sơ đồ điều hòa không khí:
Sơ đồ thẳng là loại sơ đồ không tái tuần hoàn không khí từ gian điều hòa đến thiết bị xử lý không khí, trong đó toàn bộ không khí được sử dụng là không khí bên ngoài hoặc khí tươi Loại sơ đồ này thường được áp dụng trong nhiều trường hợp khác nhau.
Cho các phân xưởng độc hại, hầm ngầm, các giếng mỏ, các cơ sở quân sự đặt biệt
Các cơ sở y tế như phòng mổ, phòng lây nhiễm,
Sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp là phương pháp tận dụng nhiệt từ không khí thải để nâng cao hiệu quả sử dụng nhiệt trong hệ thống điều hòa Bằng cách hồi một phần gió từ gian máy điều hòa trở lại thiết bị xử lý nhiệt ẩm, sơ đồ này giúp cải thiện hiệu suất làm mát Đây là sơ đồ phổ biến nhất trong lĩnh vực điều hòa không khí.
Sơ đồ tuần hoàn không khí 2 cấp được sử dụng khi hệ thống điều hòa 1 cấp không đáp ứng đủ điều kiện cho phòng Để khắc phục nhược điểm của sơ đồ 1 cấp, thiết bị sấy cấp II được áp dụng nhằm đảm bảo không khí V đạt tiêu chuẩn vệ sinh Sơ đồ 2 cấp cho phép điều chỉnh nhiệt độ không khí thổi vào phòng hoặc kiểm soát độ ẩm mà không cần thiết phải sử dụng thiết bị sấy cấp II.
Dựa trên khảo sát và đánh giá sơ bộ, dự án đã lựa chọn sơ đồ điều hòa không khí tuần hoàn 1 cấp, nhằm đáp ứng yêu cầu kỹ thuật và đảm bảo tính kinh tế cho toàn bộ công trình.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống thông gió bắt đầu khi không khí ngoài trời có trạng thái N(𝑡 𝑁 , 𝜑 𝑁 ) được đưa vào buồng hòa trộn 3 qua cửa lấy gió có van điều chỉnh 1 Tại đây, không khí ngoài trời hòa trộn với không khí tuần hoàn có trạng thái T(𝑡 𝑇 , 𝜑 𝑇 ), tạo ra không khí mới với trạng thái H(𝑡 𝐻 , 𝜑 𝐻 ) Sau đó, không khí này được chuyển đến buồng xử lý nhiệt ẩm 4, nơi nó được xử lý theo chương trình định sẵn cho đến khi đạt trạng thái O Quạt 5 sau đó vận chuyển không khí qua đường ống gió 6 vào phòng 8 qua miệng thổi 7 Tại miệng thổi 7, không khí có trạng thái V nhận nhiệt thừa 𝑄 𝑇 và ẩm thừa 𝑊 𝑇, tự thay đổi đến trạng thái T(𝑡 𝑇 , 𝜑 𝑇 ) theo quá trình 𝜀 𝑇 = 𝑄 𝑇 /𝑊 𝑇 Một phần không khí sẽ được thải ra ngoài qua cửa thải 12, trong khi phần còn lại được hồi về qua miệng hút 9 nhờ quạt lấy gió 11 theo đường ống 10, và chu trình này tiếp tục lặp lại.
Hình 2.2 Sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp.[1]
2.3.2 Tính toán sơ đồ điều hòa tuần hoàn không khí 1 cấp:
2.3.2.1 Điểm gốc G và hệ số nhiệt hiện SHF(Sensible Heat Factor) 𝜺 𝒉𝒇
Hình 2.3 Ta xác định điểm gốc G (𝑡 = 24°𝐶, 𝜑 = 50%) và thang chia nhiệt hiện
2.3.2.2 Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF(Room Sensible Heat Factor) 𝜺 𝒉𝒇
Hệ số nhiệt hiện phòng, ký hiệu là ε hf, là tỷ lệ giữa thành phần nhiệt hiện và tổng nhiệt hiện cũng như ẩn của phòng, không bao gồm thành phần nhiệt do gió tươi và gió lọt vào.
Tính cho tổ hợp phòng ở tầng 1:
Hệ số nhiệt hiện phòng được xác định bằng biểu thức (4.29) TL [1]:
2.3.2.3 Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF(Grand Sensible Heat Factor) 𝜺 𝒉𝒕
Hệ số nhiệt hiện tổng phòng ε ht là tỷ lệ giữa nhiệt hiện và tổng nhiệt ẩn, phản ánh độ nghiêng của quá trình từ điểm hòa trộn H đến điểm thổi vào V Hệ số này thể hiện quy trình làm lạnh và khử không khí trong hệ thống tuần hoàn không khí, nơi gió tươi được hòa trộn với gió hồi.
Hệ số nhiệt hiện tổng được xác định bằng biểu thức (4.30) TL[1]:
𝑄 ℎ - Thành phần nhiệt hiện, kể cả phần nhiệt hiện do gió tươi đem vào
𝑄 𝑎 - Thành phần nhiệt ẩn, kể cả phần nhiệt ẩn do gió tươi đem vào
Tính cho tổ hợp phòng ở tầng 1:
Hệ số nhiệt hiện phòng được xác định bằng biểu thức (4.29) TL[1]:
2.3.2.4 Hệ số Bypass(Bypass Factor) 𝜺 𝑩𝑭
Hệ số đi vòng ε BF là tỉ lệ giữa lượng không khí đi qua dàn lạnh mà không có sự trao đổi nhiệt ẩm với bề mặt dàn so với tổng lượng không khí đi qua dàn.
𝐺 𝐻 – Lưu lượng không khí đi qua dàn lạnh nhưng không trao đổi nhiệt ẩm với dàn, kg/s
𝐺 𝑜 – Lưu lượng không khí đi qua dàn lạnh có trao đổi nhiệt ẩm với dàn, kg/s
𝐺 –Tổng lưu lượng không khí qua dàn, kg/s
Hệ số Bypass chịu ảnh hưởng từ nhiều yếu tố, trong đó bề mặt trao đổi nhiệt của dàn là yếu tố quan trọng nhất Các yếu tố khác bao gồm cách sắp xếp bề mặt trao đổi nhiệt ẩm, số hàng ống và tốc độ không khí Theo bảng 4.22 TL [1], giá trị ε BF được chọn là 0,1.
2.3.2.5 Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF(Effective Sensible Heat Factor) 𝜺 𝒉𝒆𝒇
Là tỷ số giữa nhiệt hiện hiệu dụng của phòng và nhiệt tổng hiệu dụng của phòng
𝑄 ℎ𝑒𝑓 – Nhiệt hiện hiệu dụng của phòng
𝑄 𝑎𝑒𝑓 – Nhiệt ẩn hiệu dụng của phòng
Tính cho tổ hợp tầng 1:
Nhiệt hiện hiệu dụng phòng:
Nhiệt ẩn hiệu dụng phòng:
Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng:
2.3.2.6 Vẽ sơ đồ điều hòa không khí
Xác định điểm T và N trên đồ thị t-d theo các thông số ban đầu:
T: Trạng thái không khí trong phòng: 𝑡 𝑇 = 24°𝐶, 𝜑 𝑇 = 60%
N: Trạng thái không khí trong phòng: 𝑡 𝑁 = 34,9°𝐶, 𝜑 𝑇 = 62,2%
Trên thang đo hệ số nhiệt hiện SHF bên phải ẩm đồ, vẽ các đường 𝜀 ℎ𝑓 = 0,89, 𝜀 ℎ𝑡 0,69, 𝜀 ℎ𝑒𝑓 = 0,86 đi qua điểm G
Từ điểm T, vẽ các đường song song với 𝜀 ℎ𝑒𝑓 − 𝐺 cắt 𝜑 = 100% tại điểm S là điểm đọng sương của thiết bị
Từ điểm S vẽ song song với 𝜀 ℎ𝑡 − 𝐺 cắt NT tại điểm H là điểm hòa trộn
Từ điểm T, vẽ các đường song song với 𝜀 ℎ𝑓 − 𝐺 cắt SH tại điểm 𝑂 ≡ 𝑉 là điểm sau làm lạnh
Các quá trình trên đồ thị:
𝑁 − 𝑇: quá trình không khí ở trạng thái N hòa trộn với không khí hồi về ở trạng thái
T tạo thành không khí trạng thái H
𝐻 − 𝑆: quá trình không khí ở trạng thái H được làm lạnh tới trạng thái bão hòa S, khi không khí đạt được trạng thái 𝑂 ≡ 𝑉 sẽ được thổi vào không gian điều hòa
𝑉 − 𝑇: quá trình không khí ở trạng thái V trao đổi nhiệt và ẩm thừa của không gian điều hòa đến khi đạt trạng thái T
Hình 2.4 Vẽ đồ thị 𝑡 − 𝑑 xác định các điểm nút.[19]
Từ đồ thị t – d, xác định được các điểm nút ở Bảng 2.7 sau:
Bảng 2.7 Thông số các điểm nút trên đồ thị 𝑡 − 𝑑
Trạng thái Nhiệt độ Độ ẩm Dung ẩm Enthalpy °𝐶 % 𝑔/𝑘𝑔𝑘𝑘𝑘 𝑘𝐽/𝑘𝑔
Tương tự các khu vực còn lại của tầng 1, các thông số được tổng hợp bảng 2.8
Bảng 2.8 Thông số nhiệt hiện và điểm nút của khu vực tầng 1
Kho sạch 0,96 0,88 0,95 15,6 24,2 16,6 Kho sạch 01 0,94 0,84 0,93 15,5 24,3 16,3 Phòng trực điều khiển chống cháy 0,98 0,95 0,97 15,7 24,1 18,4 Phòng tạm lưu, cấp cứu 0,89 0,67 0,86 15,3 24,7 16,3
Sảnh chờ 0,91 0,77 0,89 15,4 24,4 16,5 Phòng cấp cứu 01 0,91 0,76 0,89 15,4 24,4 16,4
Các phòng bệnh viện có chỉ số hiệu suất khác nhau, với phòng cấp cứu 02 đạt 0,88 và phòng cấp cứu 03 đạt 0,89 Phòng điều dưỡng nam có chỉ số 0,91, trong khi phòng điều dưỡng nữ cao hơn một chút với 0,92 Phòng trưởng khoa 1 đạt 0,90, và phòng hành chính đạt 0,92 Phòng giao ban có chỉ số thấp nhất là 0,84 Cả hai phòng bác sĩ nam và nữ đều có chỉ số 0,87 Phòng tiểu phẩu đạt 0,90, và phòng rửa dạy dày đạt 0,88 Đặc biệt, phòng cách ly có chỉ số cao nhất là 0,97, cho thấy hiệu suất vượt trội trong công tác điều trị.
Phòng bác sĩ nam 2 0,93 0,80 0,91 15,5 24,3 16,7 Phòng ktv nam 0,88 0,71 0,86 15,3 24,5 16,2 Phòng hành chính giao ban 0,86 0,68 0,84 15 24,5 16,2
T ÍNH TẢI LẠNH BẰNG PHẦN MỀM H EATLOAD D AIKIN
2.4.1 Các bước tính tải lạnh cho công trình bằng phần mềm Heatload:
Bảng 2.9 kết quả tính toán bằng phần mềm Heatload tầng 1
Tầng Khu vực Phòng Diện tích
Phòng trực điều khiển chống cháy 14 2 9,6
Phòng tạm lưu, cấp cứu 115 23 28,8
Phòng hành chính giao ban 13 5 4,34
Phòng siêu âm can thiệp 12,4 3 4,36
Phòng in ấn, đọc phim 9,6 2 2,68
Kết quả tính toán nhiệt từ phần mềm Heatload của các tầng được tổng hợp trong
2.4.3 So sánh kết quả tính toán giữa phương pháp Carrier, Heatload và tải thiết kế
Kết quả so sánh tải Tầng 1 được thể hiện ở Bảng 2.10 và Bảng 2.11
Bảng 2.10 So sánh kết quả tính từ phương pháp Carrier với tải công trình thực tế
𝑄 0 tính bằng phương pháp Carrier (kW)
𝑄 0 của công trình thiết kế (kW)
Chênh lệch của tính tải Carrier và tải công trình (%)
Phòng trực điều khiển chống cháy 9,9 10,4 4,8%
Phòng tạm lưu, cấp cứu 28,5 27 -5,6%
Phòng hành chính giao ban 4,4 4,5 2,2%
Phòng siêu âm can thiệp 4,0 4,5 11,1%
Phòng in ấn, đọc phim 2,9 2,8 -3,6%
Kết luận: Kết quả tính toán tải theo khu vực bằng phương pháp Carrier cho thấy tải chọn thiết bị của công trình nằm trong mức sai lệch cho phép Tuy nhiên, Sãnh chờ và Phòng điều kiển 2 có sự chênh lệch tải cao nhất do mặt bằng kiến trúc và file thuyết minh không thể hiện đầy đủ các thiết bị điện phát sinh nhiệt trong phòng.
Bảng 2.11 So sánh kết quả tính Heatload với tải công trình thực tế
𝑄 0 tính bằng phần mềm Heatload (kW)
𝑄 0 của công trình thiết kế (kW)
Chênh lệch của tính tải Heatload và tải công trình (%)
Phòng trực điều khiển chống cháy 9,6 10,4 7,7%
Phòng tạm lưu, cấp cứu 28,8 27 -6,7%
Phòng hành chính giao ban 4,34 4,5 3,6%
Phòng siêu âm can thiệp 4,36 4,5 3,1%
Phòng in ấn, đọc phim 2,68 2,8 4,3%
Kết luận cho thấy rằng tải theo khu vực từ kết quả tính toán bằng phần mềm Heatload và tải thiết bị đã chọn cho công trình nằm trong mức sai lệch cho phép Tuy nhiên, Sãnh chờ và Phòng điều kiển 2 có sự chênh lệch tải cao nhất do các thiết bị điện phát sinh nhiệt trong phòng không được thể hiện đầy đủ trong mặt bằng kiến trúc và file thuyết minh của công trình.
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ KIỂM TRA HỆ THỐNG THÔNG
GIÓ, TẠO ÁP VÀ HÚT KHÓI
M ỤC ĐÍCH CỦA THÔNG GIÓ
Hệ thống thông gió là yếu tố thiết yếu trong mọi công trình xây dựng, đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ sức khỏe và tạo sự thoải mái cho người sử dụng Ngoài ra, hệ thống này còn ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng cuộc sống hàng ngày của chúng ta.
Hệ thống thông gió không chỉ cung cấp không khí sạch mà còn tham gia vào quá trình trao đổi không khí, cung cấp oxy và loại bỏ carbon dioxide, tạo môi trường sống lý tưởng Việc thiết kế hệ thống thông gió cần tuân thủ các tiêu chuẩn và quy chuẩn ở Việt Nam và quốc tế, đảm bảo hiệu quả, an toàn cho người sử dụng và đáp ứng yêu cầu về vệ sinh và sức khỏe cộng đồng.
Hệ thống thông gió đóng vai trò quan trọng trong cấu trúc công trình, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sống và làm việc của con người Đặc biệt, trong các tình huống khẩn cấp như hỏa hoạn hay cháy nổ, hệ thống này còn có chức năng khắc phục sự cố hiệu quả.
T ÍNH TOÁN KIỂM TRA HỆ THỐNG CẤP GIÓ TƯƠI
3.2.1 Mục đích của việc cấp gió tươi
Hệ thống cấp gió tươi trong công trình xây dựng có vai trò quan trọng trong việc duy trì không khí sạch sẽ và thoải mái cho người sử dụng, đảm bảo chất lượng không khí bên trong các không gian làm việc và sinh hoạt.
Hệ thống này cung cấp luồng không khí tươi từ bên ngoài vào các không gian nội thất, giúp thay thế không khí cũ và loại bỏ ô nhiễm, mang lại không khí sạch với nhiều oxy.
Để đảm bảo môi trường làm việc và sinh hoạt an toàn, cần loại bỏ hoặc giảm thiểu các chất ô nhiễm như khói độc, hơi nước, khí CO2 và hạt bụi trong không khí bên trong công trình.
Đảm bảo lưu thông và phân phối đồng đều không khí trong toàn bộ không gian công trình, bao gồm các phòng làm việc, phòng học, khu vực tiếp khách và phòng ăn, là rất quan trọng để tạo ra môi trường thoải mái và hiệu quả.
Kiểm soát và duy trì nhiệt độ, độ ẩm, cùng với chất lượng không khí là yếu tố quan trọng để tạo ra môi trường làm việc và sinh hoạt thoải mái, hiệu quả.
3.2.2 Nguyên lí hoạt động của hệ thống cấp gió tươi
Gió tươi từ bên ngoài sẽ được quạt hướng trục hút qua miệng gió Louver, đi qua bộ lọc bụi và được cung cấp vào từng phòng Để điều chỉnh lưu lượng chính xác cho mỗi phòng, hệ thống sẽ lắp thêm VCD (Volume Control Damper) trên mỗi nhánh ống gió, đảm bảo lưu lượng đạt tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5687-2010 Ngoài lượng gió tươi cấp vào phòng, còn có một lượng gió hồi Gió tươi tại mỗi phòng sẽ được dẫn đến FCU, hòa trộn với gió hồi trong buồng hòa trộn và sau đó được thổi vào phòng.
3.2.3 Tính toán kiểm tra lưu lượng gió tươi
Theo bản vẽ công trình bệnh viện, chúng tôi sẽ tính toán mẫu thông gió ở tầng 1 Theo TCVN 5687-2010 ta có:
Bảng 3.1 Bảng số người và lưu lượng gió tươi cho mỗi người của tầng 1
Phòng trực điều khiển chống cháy 2 25
Phòng tạm lưu, cấp cứu 23 40
Phòng hành chính giao ban 5 25
Phòng siêu âm can thiệp 3 25
Phòng in ấn, đọc phim 2 25
Công thức tính lưu lượng gió tươi cho 1 phòng:
𝑄 𝑔𝑡 : là lưu lượng gió tươi trong 1 giờ (m 3 /h)
N: số người trong không gian điều hòa (người)
Ln: Lưu lượng gió tươi cần cấp cho 1 người trong 1 giờ (m 3 /h.người)
Ví dụ: Tính lưu lượng gió tươi tại tầng 1, phòng tạm lưu cấp cứu có diện tích là 115 m 2
Theo phụ lục F TL[3] Với mật độ người đã được xác định và lưu lượng gió cấp cho
1 người trong 1 giờ là 40 m 3 /h người
Ta tính được lưu lượng gió tươi cấp cho phòng tạm lưu cấp cứu:
𝑄 𝑔𝑡 = 𝑁 × 𝑙 𝑛 = 23 × 40 = 920 (m 3 /h) Tính tương tự ta tổng hợp được bảng lưu lượng gió tươi cho tầng 1
Bảng 3.2 Lưu lượng gió tươi của tầng 1
Phòng Lưu lượng gió tươi cấp vào phòng
Phòng trực điều khiển chống cháy 50
Phòng tạm lưu, cấp cứu 920
Phòng hành chính giao ban 125
Phòng siêu âm can thiệp 75
Phòng in ấn, đọc phim 50
3.3.4 Tính toán kiểm tra kích thước ống gió tống Để tính toán kích thước ống gió ta có nhiều cách như:
Phương pháp tổn thất ma sát đồng đều
Phương pháp giảm dần tốc độ
Phương pháp phục hồi áp suất tĩnh
Nhóm chúng em quyết định tính toán kích thước ống gió bằng phương pháp tổn thất ma sát đồng đều, vì đây là phương pháp đơn giản và phổ biến Phương pháp này tính toán tổn thất áp suất trên mỗi mét ống (Δp) để đảm bảo sự đồng đều trên tất cả các đoạn ống, rất thuận tiện cho thiết kế đường ống gió ở tốc độ thấp.
Việc lựa chọn giá trị tổn thất áp suất ma sát phù hợp là rất quan trọng trong phương pháp tổn thất ma sát đồng đều Nếu Δp được chọn quá lớn, hệ thống ống sẽ trở nên thấp và gọn nhẹ nhưng có thể gây ra tiếng ồn và yêu cầu quạt công suất lớn Ngược lại, nếu Δp quá nhỏ, ống sẽ trở nên cồng kềnh, tốc độ gió sẽ thấp và cần cột áp lớn cho quạt Để đạt được sự cân bằng giữa hiệu suất và yêu cầu kỹ thuật, chúng tôi sẽ tính toán với Δp = 0,8 – 1 (Pa/m) và sử dụng phần mềm Ductchecker Pro để hỗ trợ quá trình tính toán.
Ductchecker Pro là phần mềm chuyên dụng cho việc tính toán và lựa chọn đường ống gió Với Ductchecker Pro, người dùng có thể dễ dàng thực hiện các phép tính và kiểm tra kích thước ống gió, giúp tối ưu hóa hiệu suất hệ thống thông gió.
Ta có lưu lượng cần cấp gió tươi của tầng 1 là 𝑄 𝑔𝑡1 = 3575 m 3 /h và được chia thành
Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lý ống gió của tầng 1.[20]
Nhóm chúng tôi sẽ tính toán, kiểm tra kích thước ống gió tươi của KV1 ở tầng 1
Hình 3.2 Sơ đồ bố trí ống gió tươi của KV1 ở tầng 1.[18]
Cài đặt các thông số tính toán của phần mềm Ductchecker Pro
Dùng loại ống Standard Low velocity Duct (Pa)
Với lưu lượng đã tính toán sau khi nhập vào phần mềm ta được bảng kích thước ống gió dưới đây:
Bảng 3.3 Kích thước ống gió tươi của KV1 ở tầng 1 Đoạn ống
Kích thước ốngtính toán (mm)
Kích thước ống của công trình (mm)
Sau khi so sánh kích thước ống gió tươi tính toán bằng phần mềm Ductchecker Pro với ống gió thực tế của công trình, chúng tôi nhận thấy có sự chênh lệch nhỏ ở một số đoạn, khoảng 50mm Nguyên nhân của sự khác biệt này là do lưu lượng của nhóm tính toán thấp hơn so với lưu lượng thực tế của công trình.
Chọn miệng gió cho đường ống gió tươi của KV1 của tầng 1
Các thông số cài đặt khi chọn miệng Louver gió tươi:
Với lưu lượng của KV1 của tầng 1 là 1825 m 3 /h ta chọn được kích thước của Louver gió tươi là 1700x300 (mm x mm) Với vận tốc tại miệng gió là 1,99 (m/s)
Hình 3.3 Tính kích thước Louver gió tươi trên Ductchecker Pro.[21]
Hình 3.4 Louver của công trình.[18]
Nhận xét: Louver gió tươi chọn trên phần mềm Ductchecker Pro trùng khớp với Louver của công trình
Tương tự như KV1, với lưu lượng KV2 = 1750 m 3 /h ta tổng hợp được kích thước ống gió ở Bảng 3.4
Hình 3.5 Sơ đồ gió tươi KV2 của tầng 1.[18]
Bảng 3.4 Kích thước ống gió tươi của KV2 ở tầng 1 Đoạn ống Lưu lương
Kích thước ốngtính toán (mm)
Kích thước ống của công trình (mm)
Sau khi so sánh kích thước ống gió tươi được tính toán bằng phần mềm Ductchecker Pro với kích thước ống gió thực tế của công trình, chúng tôi nhận thấy không có sự chênh lệch nào.
3.2.4 Tính tổn thấp áp suất đường ống gió tươi Để tính toán tổn thấp áp cho ống gió tươi nhóm tôi sẽ sử dụng phần mềm ASHARE Fiting Database để hỗ trợ tính toán
Theo TL[1] trang 299, tổn thất áp suất trên đường ống gió được tính theo công thức:
∆𝑝: Tổn thất ma sát trên đường ống gió (Pa)
∆𝑝 𝑚𝑠 : Trở kháng ma sát trên đường ống (Pa)
∆𝑝 𝑐𝑏 : Trở kháng cục bộ trên các phụ kiện đường ống(co 90, van điều chỉnh lưu lượng, ống rẽ, chặng ba,…) (Pa)
Trong đó: l: Chiều dài ống gió có tổn thất ma sát lớn nhất (m)
∆𝑝 𝑡 : Trở kháng ma sát trên 1 mét chiều dài ống, lấy ∆𝑝 𝑡 = 1 𝑃𝑎/𝑚 Đối với KV1 của tầng 1 chiều dài đường ống có tổn thất lớn nhất l = 70 (m)
Nhóm chúng tôi sẽ sử dụng phần mềm ASHRAE Duct Fitting Database để tính toán giá trị tổn thất ma sát cục bộ ∆𝑝 𝑐𝑏 Đối với hệ thống gió tươi, chúng tôi sẽ thực hiện tính toán cho nhánh ống chính, tức là nhánh ống có chiều dài lớn nhất.
Hình 3.6 Sơ đồ gió tươi của KV1 ở tầng 1.[18]
Vị trí đánh dấu số 1: Miệng gió tươi Louver + Lưới chắn côn trùng (LCCT)
Giá trị tổn thất tại điểm 1 sẽ bằng ∆𝑝 𝐿𝑜𝑢𝑣𝑒𝑟 + ∆𝑝 𝐿𝐶𝐶𝑇 = 15 + 3 = 18 (𝑃𝑎)
Các giá trị tổn thất của miệng gió ngoài trời Louver ta tra Catalogue ASLI:
Hình 3.7 Catalouge miệng gió ASLI.[16]
Dùng phần mềm ASHRAE Duct Fitting Database để tính tổn thất cho giảm size số 9
Hình 3.8 Tính tổn thất cho giảm size.[22]
Dùng phần mềm ASHRAE Duct Fitting Database để tính tổn thất cho Co 90° số 6
Hình 3.9 Co 90° trên sơ đồ bản vẽ.[18]
Hình 3.10 Tính tổn thất cục bộ cho Co 90°.[22]
Dùng phần mềm ASHRAE Duct Fitting Database để tính tổn thất cho gót giày hướng ống chính số 7
Hình 3.11 Tính tổn thất cục bộ cho gót giày hướng ống chính.[22]
Từ các phụ kiện đã được đánh dấu trên sơ đồ, sau khi kiểm tra bằng phần mềm ta được kết quả ở bảng dưới đây
Bảng 3.5 Tổn thất cột áp cho gió tươi của KV1 ở tầng 1
STT Thiết bị Chú thích Tổn thất
3,4 Vuông chuyển tròn ở 2 đầu quat 2 cái 450*250 về ∅400 18
5 Tiêu âm 2 đầu quạt Tiêu âm loại chuẩn-dày 25mm 24
VCD tròn ∅100 12 Ống gió mềm 1m 1 m 5
Tổng tổn thất áp tính toán 196
Sau khi đã tính được tổn thất cục bộ của các phụ kiện trên đường ống chính ta được tổng tổn thất áp suất cục bộ trên đường ống: ∆𝑝 𝑐𝑏 = 126 𝑃𝑎
Tổn thất ma sát dọc đường trên đường ống: ∆𝑝 𝑚𝑠 = 70 𝑃𝑎
Tổn thất áp suất trên đường ống: ∆𝑝 = ∆𝑝 𝑚𝑠 + ∆𝑝 𝑐𝑏 = 126 + 70 = 196 𝑃𝑎 Để lựa chọn quạt cho đường ống cấp gió tươi ta sẽ cộng thêm 5% cột áp ∆𝑝:
So với thông số công trình 250Pa, tổng tổn thất mà nhóm chúng tôi tính được là 205,8Pa, cho thấy chênh lệch 21,4% Nguyên nhân chính là do lưu lượng nhóm tính thấp hơn lưu lượng thực tế của công trình, bên cạnh đó, bản vẽ có thể không thể hiện đầy đủ các thiết bị trên đường ống.
Tương tự như KV1, ta có bảng tổn thất của khu vực 2 với lưu lượng KV2 = 1750 m 3 /h
Hình 3.12 Sơ đồ gió tươi KV2 của tầng 1.[18]
Bảng 3.6 Tổn thất cột áp cho gió tươi của KV2 ở tầng 1
Thiết bị Chú thích Tổn thất (Pa)
Vuông chuyển tròn ở 2 đầu quat 2 cái 400*250 về ∅300 13
Tiêu âm 2 đầu quạt Tiêu âm loại chuẩn-dày 25mm 18
3 ngã hướng ống nhánh 150x150 ra 2 nhánh 100x100 1
VCD tròn ∅100 8 Ống gió mềm 1m 1 m 5
Tổng tổn thất áp tính toán 231,5
Sau khi đã tính được tổn thất cục bộ của các phụ kiện trên đường ống chính ta được tổng tổn thất áp suất cục bộ trên đường ống: ∆𝑝 𝑐𝑏 = 101,5 𝑃𝑎
Tổn thất ma sát dọc đường trên đường ống: ∆𝑝 𝑚𝑠 = 130 𝑃𝑎
Tổn thất áp suất trên đường ống: ∆𝑝 = ∆𝑝 𝑚𝑠 + ∆𝑝 𝑐𝑏 = 101,5 + 130 = 231,5 𝑃𝑎 Để lựa chọn quạt cho đường ống cấp gió tươi ta sẽ cộng thêm 5% cột áp ∆𝑝:
So với thông số công trình 250 Pa, tổng tổn thất mà nhóm chúng tôi tính được là 242,1 Pa, chỉ chênh lệch 3,16% Nguyên nhân chính là do lưu lượng nhóm tính thấp hơn so với lưu lượng thực tế của công trình, cùng với khả năng bản vẽ không thể hiện đầy đủ các thiết bị có trên đường ống.
K IỂM TRA HỆ THỐNG HÚT THẢI TOILET , KHO RÁC
3.3.1 Mục đích của hút thải toilet, phòng rác và phòng kỹ thuật
Hệ thống hút mùi toilet và kho rác trong xây dựng có vai trò quan trọng trong việc loại bỏ mùi hôi, giúp không khí trong khu vực luôn thông thoáng Điều này không chỉ đảm bảo môi trường sống mà còn tạo ra không gian làm việc lành mạnh và thoải mái cho người sử dụng.
Hệ thống hút mùi toilet là giải pháp hiệu quả để loại bỏ mùi hôi từ vi khuẩn và chất thải, đặc biệt trong không gian kín như toilet, nơi không khí khó lưu thông Bằng cách duy trì quá trình lưu thông không khí liên tục, hệ thống này không chỉ giúp loại bỏ mùi khó chịu mà còn giữ cho không khí trong toilet luôn sạch sẽ và dễ chịu.
Hệ thống hút mùi kho rác là giải pháp hiệu quả để loại bỏ mùi khó chịu từ các chất thải vô cơ và hữu cơ trong kho chứa rác bẩn Việc này không chỉ giúp cải thiện chất lượng không khí xung quanh kho rác mà còn đảm bảo môi trường không bị ô nhiễm.
3.3.2 Kiểm tra lưu lượng gió thải toilet, kho rác
Dựa theo tiêu chuẩn TCVN 5687-2010, theo phụ lục G ta có:
Công thức tính lưu lượng gió thải:
V: Thể tích không gian cần thải gió (m 3 )
Hệ số ACH (Air Changes per Hour) cho các công trình cần thông gió như toilet và kho rác theo TCVN 5687-2010 là 10, cho thấy số lần trao đổi không khí trong một giờ là khá cao.
Lưu lượng gió thải khu toilet tầng 1 với thể tích là: 56 × 3 = 168 𝑚 3
Lưu lượng gió thải khu toilet:
Lưu lượng gió thải Kho rác bẩn tầng 1 với thể tích là: 7,9 × 3 = 23,7 𝑚 3
Lưu lượng gió thải kho rác bẩn:
3.3.3 Kiểm tra kích thước ống gió thải
Tương tự như ống gió cấp, chúng em sử dụng phần mềm Duct Checker Pro để hỗ trợ cho việc kiểm tra kích thước ống gió
Kiểm tra kích thước ống gió khu toilet với lưu lượng gió thải 1680 m 3 /h
Hình 3.13 Bố trí ống gió thải khu toilet tầng 1.[18]
Bảng 3.7 Kích thước ống gió thải khu toilet tầng 1 Đoạn ống Lưu lương
Kích thước ốngtính toán (mm)
Kích thước ống của công trình (mm)
Kiểm tra kích thước ống gió kho rác bẩn tầng 1 với lưu lượng 237 m 3 /h
Hình 3.14 Bố trí ống gió thải kho bẩn tầng 1.[18]
Bảng 3.8 Kích thước ống gió thải kho bẩn tầng 1 Đoạn ống Lưu lương
Kích thước ốngtính toán (mm)
Kích thước ống của công trình (mm)
Sau khi sử dụng phần mềm Duct Checker Pro để kiểm tra kích thước ống gió, kết quả cho thấy không có sự chênh lệch lớn giữa kích thước ống gió được tính toán và kích thước thực tế của công trình, với mức chênh lệch chỉ khoảng 50mm.
3.3.4 Kiểm tra tổn thất cột áp trên đường ống gió
Hình 3.15 Sơ đồ bố trí hệ gió thải tầng 1.[18]
Bảng 3.9 Tổn thất áp ống gió thải kho bẩn và toilet tầng 1
STT Thiết bị Chú thích Tổn thất
8 Ba ngã hướng ống chính 150*100 và 150*100 ra
18 Tiêu âm 2 đầu quạt Tiêu âm loại chuẩn dày
19,20 Vuông chuyển tròn 2 đầu quạt 2 cái 450*250 về ∅400 24
21 Tăng size 450*250 thành 1700*300 15 Ống mềm 0,6 m 3
Tổng tổn thất áp tính toán 320
So với thông số của công trình là 400Pa, tổng tổn thất mà nhóm chúng em tính toán được là 336 Pa, cho thấy chênh lệch 19% Nguyên nhân chính là do lưu lượng nhóm tính toán thấp hơn so với lưu lượng thực tế của công trình, đồng thời bản vẽ không thể hiện đầy đủ các thiết bị có trên đường ống.
T ÍNH TOÁN VÀ KIỂM TRA HỆ THỐNG HÚT KHÓI HÀNH LANG , TẠO ÁP BUỒNG THANG BỘ
Hệ thống hút khói hành lang và tạo áp cầu thang tự động hoạt động khi có cháy xảy ra trong tòa nhà Chức năng chính của các hệ thống này là tạo ra và duy trì không gian sạch khói, giúp người thoát nạn di chuyển nhanh chóng đến lối thoát mà không bị ngạt khói.
Hình 3.16 Sơ đồ hệ thống hút khói hành lang - tạo áp buồng thang bộ.[17]
Khi xảy ra cháy trong tòa nhà, khói độc từ tầng cháy sẽ được hút ra ngoài qua quạt hút của hệ thống hút khói hành lang Bên cạnh đó, hệ thống bù gió hành lang cung cấp gió tươi để bổ sung lượng không khí bị hút ra, đảm bảo đủ oxy cho người thoát nạn Hệ thống tăng áp cầu thang cũng hoạt động để cấp gió vào buồng thang bộ, tạo áp suất dương nhằm ngăn chặn khói độc xâm nhập Nhờ vậy, người thoát nạn từ các tầng trên và tầng cháy có thể di chuyển xuống đất an toàn mà không lo bị ngạt khói.
3.4.2 Hệ thống tăng áp buồng thang bộ
3.4.2.1 Nguyên lý hoạt động Ở chế độ bình thường, tất cả các quạt tạp áp đều tắt Khi có đám cháy xảy ra trong tòa nhà, công trình trung tâm báo cháy sẽ truyền tín hiệu đến tủ điều khiển đẻ khởi động các quạt điều áp, kích thích quạt điều áp hoạt động cung cấp một lượng gió tươi cần thiết từ bên ngoài vào trong buồng thang Lượng gió tươi này nhằm duy trì một áp suất dương trong buồng thang để ngăn không cho khói tràn vào đảm bảo cho người có thể thoát nạn
Hình 3.17 Sơ đồ nguyên lý tạo áp cầu thang.[20]
Hệ thống tạo áp cho thang bộ thoát hiểm và các khu vực như phòng đệm trước lối vào cầu thang bộ, sảnh thang máy, và tầng hầm được thiết kế để duy trì độ chênh lệch áp suất không khí từ 20Pa đến 50Pa Mục tiêu của hệ thống này là ngăn chặn khói lan vào các khu vực này khi có sự cố cháy, theo quy định trong QCVN 06:2022/BXD.
Hệ thống phải đảm bảo hoạt động hoàn toàn tự động ở mức độ tin cậy cao
Tắt cả các cáp cấp nguồn và điều khiển phải sử dụng cáp chống cháy, chống nhiễu
Nguồn điện cấp cho hệ thống phải đảm bảo liên tục 24/24 giờ
Hệ thống phải được đấu nối với nguồn điện dự phòng
Phải thường xuyên kiểm tra hệ thống theo kế hoạch định sẵn
Các miệng gió điều áp được bố trí tại mỗi tầng trong phòng buồng thang thoát hiểm
Hệ thống gió theo GEN kỹ thuật xây thông lên tầng mái
3.4.2.3 Tính toán và kiểm tra lưu lượng hệ thống tạo áp
Lưu lượng gió qua các khe cửa đóng dựa theo TL[6] được tính theo biểu thức:
𝑄 𝐷 : Tổng lưu lượng gió xì qua khe cửa đóng (m 3 /s)
𝐴 𝐷 : Hệ số điện tích xì qua cửa (m 2 )
P: Độ chênh lệch áp suất trong và ngoài cầu thang (Pa)
Tham khảo tài liệu [6] để tra hệ số 𝐴 𝐷
Bảng 3.10 Hệ số diện tích rò lọt theo tiêu chuẩn BS 5588-4-1978
Type of door Size Crack length(m)
Single-leaf in rebated frame opening into a pressurized space
Single-leaf in rebated frame opening outwards from a pressurized space
Double-leaf with or without centre rebate
Nhóm chúng tôi sẽ thực hiện tính toán mẫu lưu lượng tạo áp cho trục thang (THANG-ST1), bao gồm 8 tầng với mỗi tầng có 1 cửa ra vào buồng thang bộ.
Cửa ra vào buồng thang bộ của công trình xử dụng loại cửa 2 cánh có:
Từ chiều rộng vào chiều cao của cửa theo tiêu chuẩn TL[6] sẽ chọn 𝐴 𝐷 = 0,03 (m 2 )
Theo tiêu chuẩn BS EN 12101-6:2005 TL, công trình cần được thiết kế để đảm bảo có hai cửa mở đồng thời trong trường hợp cháy Cụ thể, một cửa sẽ mở tại tầng xảy ra sự cố cháy và một cửa khác sẽ mở tại tầng 1, nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc thoát nạn của mọi người.
Theo sơ đồ nguyên lý của công trình thì tổng cộng buồng thang có 8 cửa, trừ 2 cửa mở thì chúng ta còn 6 cửa đóng
Ta có lưu lượng không khí rò rỉ qua 6 cửa đóng là:
𝑄 𝐷 = 0,83 × 𝐴 𝐷 × 𝑃 1/2 = 0,83 × 0,03 × 6 × 50 0,5 = 1,06 (m 3 /s) Theo QCVN 06-2022 BXD TL[7], ta có lưu lượng gió tràn qua cửa khi mở cửa là:
n: Số cửa mở đồng thời
v: Vận tốc gió tràn qua cửa, lấy v=1,3 (m/s) theo mục 6.17 TCVN 5687-2010 TL[3]
Lưu lượng không khí cần thiết cho hệ thống tăng áp buồng thang (THANG-ST1) được xác định bằng tổng lưu lượng khi mở cửa và lưu lượng rò rỉ khi đóng cửa, sau đó nhân với hệ số dự phòng 15% theo tiêu chuẩn TCVN 5687-2010.
Bảng 3.11 Bảng so sánh lưu lượng của hệ thống tạo áp thang máy
Khu vực Lưu lượng tính toán
(l/s) Lưu lượng của công trình
Nhận xét: Lưu lượng tính toán được so với lưu lượng của công trình nằm trong mức sai số cho phép
3.4.3 Hệ thống hút khói hành lang
Khi có tín hiệu cháy, quạt hút khói sẽ hoạt động tạo áp suất âm, trong khi van MFD tại tầng cháy mở ra để hút khói ra ngoài, còn van MFD ở các tầng khác vẫn đóng Hệ thống cảnh báo cháy bằng chuông và đèn sẽ kích hoạt để thông báo cho mọi người trong tòa nhà về tình huống khẩn cấp.
Hình 3.18 Sơ đồ nguyên lý hút khói hành lang.[20]
Tất cả các quạt hút khói đều được đặt trên tầng mái và sử dụng loại quạt hướng trục nối ống gió, chịu được nhiệt độ 300℃ trong 2 giờ
Tất cả các quạt hút khói đều hoạt động ở chế độ bình thường
Khi có tín hiệu báo cháy tại một tầng, quạt hút sẽ hoạt động và van ngăn cháy điều khiển bằng động cơ sẽ mở ra ở tầng có cháy, cũng như ở tầng trên và tầng dưới.
Van MFD phải kết nối về phòng FCC và điều kiển bằng tay cho từng tầng
3.4.2.2 Kiểm tra lưu lượng khói cần phải thải khi có cháy
Theo TCVN 5687-2010 và QCVN 06:2022/BXD, nhóm chúng tôi sẽ tiến hành tính toán và kiểm tra hệ thống hút khói cho hành lang khu cấp cứu ở tầng 1 Việc này được thực hiện nhằm đảm bảo lưu lượng cột áp của hệ thống hút khói, với mục tiêu chọn không gian cháy xa quạt hút khói nhất.
Hình 3.19 Sơ đồ hút khói hành lang khu cấp cứu tầng 1.[18]
Theo TCVN 5687-2010, lưu lượng hệ thống hút khói hành lang được xác định bằng tổng lưu lượng khói thải từ hành lang tại tầng xảy ra cháy, cộng với lưu lượng gió qua các van gió đóng còn lại.
𝐺 1 : Lưu lượng khói cần hút khói trong không gian cháy (m 3 /h)
𝐺 𝑉 : Lưu lượng khói rò rỉ qua các van đóng còn lại (m 3 /h)
B: Chiều rộng của cánh cửa lớn hơn mở từ hành lang sảnh vào cầu thang hay ra ngoài nhà, tính bằng mét (m)
H: Chiều cao của cửa đi, khi chiều cao lớn hơn 2,5m thì lấy H = 2,5m
Hệ số Kd, được định nghĩa là "thời gian mở cửa đi kéo dài tương đối", có vai trò quan trọng trong việc đánh giá khả năng thoát nạn trong trường hợp xảy ra cháy Khi số lượng người thoát nạn vượt quá 25, hệ số Kd được xác định là 1, cho thấy sự cần thiết của việc tối ưu hóa lối thoát để đảm bảo an toàn cho mọi người.
76 người qua một cửa và lấy 𝐾 𝑑 = 0,8 nếu số người thoát nạn dưới 25 người đi qua một cửa
Hệ số n phụ thuộc vào chiều rộng tổng cộng của các cánh lớn cửa đi mở từ hành lang vào cầu thang ra ngoài trời khi có cháy Tham khảo bảng 3.12 để biết thêm chi tiết.
Loại công trình Hệ số n tương ứng với chiều rộng B
Nhà công cộng, nhà hành chính-sinh hoạt 1,05 0,91 0,8 0,62 0,5 Lưu lượng khói được hút là:
Lưu lượng khói rò rỉ qua các van đóng (Theo mục 6.5 TCVN 5687-2010) :
𝐴 𝑉 : Tiết diện của van đóng (m 2 )
∆𝑃: Độ chênh lệch áp suất 2 phía van, ∆𝑃 = 50𝑃𝑎 n: số lượng van ở trạng thái đóng khi xảy ra cháy
Theo bản vẽ của công trình, ở trạng thái bình thường có 8 van đóng nên khi xảy ra cháy sẽ có 7 van đóng n=7
Từ bản vẽ ta có kích thước của van:
𝐴 𝑉 = 0,25 × 1,1 = 0,275 𝑚 2 Vậy lưu lượng rò rỉ qua các van đóng là:
Tổng lưu lượng hút khói và rò rỉ qua các van đóng là:
Bảng 3.13 Bảng so sánh lưu lượng hút khói hành lang
Khu vực Lưu lượng tính toán (l/s) Lưu lượng thực tế
3.4.2.3 Kiểm tra kích thước ống hút khói
Ta có lưu lượng hút khói khi xảy ra cháy của hành lang ở khu cấp cứu ở tầng 1 là :
Chúng tôi sẽ tiếp tục sử dụng phần mềm Duct Checker Pro để kiểm tra kích thước ống gió hút Đối với hệ thống thông gió sự cố, nhóm chúng tôi sẽ chọn tổn thất áp suất là 3 Pa/m và tốc độ gió tối đa là 15 m/s theo tiêu chuẩn TCVN 5687-2010.
Hình 3.20 Kích thước ống gió hút khói hành lang tầng 1.[18]
Bảng 3.14 Kích thước ống gió hút khói hành lang tầng 1 Đoạn Lưu lượng
(m/s) Kích cỡ chọn Kích cỡ công trình mm
Sau khi tiến hành so sánh kích thước ống gió tươi được tính toán bằng phần mềm Ductchecker Pro với kích thước ống gió thực tế của công trình, chúng tôi nhận thấy có sự chênh lệch nhỏ ở một số đoạn ống gió, chỉ khoảng 50mm, điều này không ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất hệ thống.
TRIỂN KHAI BẢN VẼ BẰNG PHẦN MỀM REVIT
G IỚI THIỆU PHẦN MỀM R EVIT
Revit là phần mềm thiết kế và xây dựng hàng đầu do công ty Autodesk phát triển, đóng vai trò quan trọng trong ngành kiến trúc, kỹ thuật và xây dựng Phần mềm này hỗ trợ các kỹ sư trong quá trình thiết kế và xây dựng thông qua mô hình hóa thông tin xây dựng (BIM) Với những tính năng nổi bật, Revit đã trở thành công cụ không thể thiếu cho các chuyên gia trong lĩnh vực này.
Mô hình hóa thông tin xây dựng (BIM) cho phép người dùng tạo ra các mô hình 3D cho các tòa nhà, từ đó cung cấp cái nhìn tổng thể về chi tiết, hỗ trợ lập kế hoạch thiết kế và quản lý hiệu quả.
Phần mềm quản lý thông tin tích hợp các công cụ hiệu quả để chia sẻ và quản lý thông tin dự án giữa các kỹ sư và nhà thầu, từ đó nâng cao sự hợp tác và giảm thiểu sai sót trong quá trình thực hiện.
Công cụ thiết kế: phần mềm tích hợp các công cụ tiên tiến cho phép người dùng tạo các bản vẽ kỹ thuật, phối cảnh dễ dàng
Khả năng mở rộng và tích hợp: hỗ trợ tích hợp với nhiều phần mềm khác của Autodesk giúp mở rộng tương tác trong quá trình làm việc
Sử dụng phần mềm giúp người dùng tiết kiệm thời gian và chi phí trong việc quản lý bản vẽ và thi công, mang lại hiệu quả cao hơn cho các dự án.
Trong những năm tới, Revit dự kiến sẽ trở thành phần mềm hàng đầu trong thiết kế và thi công công trình Nhóm chúng tôi sẽ ứng dụng Revit để mô phỏng Bệnh viện Sản – Nhi An Giang, nhằm cung cấp cái nhìn tổng quan hơn về dự án.
T RIỂN KHAI BẢN VẼ R EVIT HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA – THÔNG GIÓ
Hình 4.1 Hệ thống điều hòa không khí và thông gió của bệnh viện Sản-nhi An Giang.[23]
Hình 4.2 Mặt bằng hệ thống thông gió Tầng 1.[18]
Hệ thống ống gió trong công trình bao gồm các loại ống gió cấp (màu xanh dương), ống gió hồi (màu xanh lá cây), ống gió tươi (màu hồng) và ống gió thải, bao gồm cả hút khói hành lang và gió thải nhà vệ sinh (màu xanh nhạt) Mặt bằng thông gió tầng 1 được trang bị 5 con FCU, 13 cassette âm trần và 28 con dàn lạnh treo tường.
Hình 4.3 FCU tại phòng họp tầng 8 view 3D.[23]
Hình 4.4 Cụm VRF đặt tại mái tầng 4 view 3D.[23]
Hình 4.5 Quạt gió thải&quạt gió cấp điều áp cho thang máy tại tầng mái view 3D.[23]
Một số hình được tổng hợp thêm ở Bảng phụ lục 2.14.
B ỐC KHỐI LƯỢNG BẰNG PHẦN MỀM
Thống kê khối lượng là công việc quan trọng trong thiết kế, nơi nhóm thống kê sẽ chuyển đổi bản vẽ CAD thành file Excel để xác định thiết bị và vật tư, từ đó báo giá cho chủ đầu tư Phần mềm Revit cung cấp công cụ thống kê khối lượng trong mục “Schedules/Quantities (all)” trên thanh Project Browser, giúp kỹ sư dễ dàng tạo bảng bốc khối lượng và xuất ra file Excel riêng.
Nhóm đồ án đã hoàn thành việc bốc khối lượng hệ thống thông gió cho tầng 1 và thiết lập bảng thống kê ống gió trên phần mềm Revit, như thể hiện trong Hình 4.6 và 4.7.
Hình 4.6 Bảng thống kê ống gió tầng 1 trên revit.[23]
Hình 4.7 Bảng thống kê ống gió tầng 1 trên revit.[23]