ô nhiễm không khí và chất lượng không khí - giải pháp công nghệ nhà vệ sinh không mùi

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TP HÀ NỘI TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ SỞ ÁI MỘ Phường Ngọc Lâm, Quận Long Biên, TP. Hà Nội ************* ĐỀ TÀI DỰ THI KHOA HỌC, KỸ THUẬT DÀNH CHO HỌC SINH TRUNG HỌC CẤP THÀNH PHỐ LẦN THỨ IV (NĂM HỌC 2014 - 2015) Tên ñề tài: GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ CHO NHÀ VỆ SINH KHÔNG MÙI Lĩnh vực: Ô nhiễm không khí và chất lượng không khí, Ô nhiễm ñất và chất lượng ñất, Ô nhiễm nguồn nước và chất lượng nước… NGƯỜI HƯỚNG DẪN - Giáo viên: Vũ Thị Hạnh - Đơn vị công tác: Trường THCS Ái Mộ TÁC GIẢ: 1. Đặng Hà Ninh Lớp: 9B, Trường Ái Mộ 2. Nguyễn Hạo Nguyên Lớp: 9B, Trường Ái Mộ Hà Nội, tháng 11 năm 2014 2 MỤC LỤC Nội dung Trang Mục lục 02 Phần I: Lý do chọn ñề tài 03 Phần II: Tổng quan vấn ñề nghiên cứu và ñiểm mới, sáng tạo của ñề tài 04 Phần III: Kết quả nghiên cứu 05 Phần IV: Kết luận và kiến nghị 18 Tài liệu tham khảo 19 3 PHẦN I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Giải quyết vấn ñề ô nhiễm không khí, cải thiện chất lượng không khí cho ñời sống con người cần ñược quan tâm ñể nâng cao chất lượng cuộc sống trong mỗi chúng ta. Trên thực tế hiện nay, mùi hôi trong các nhà vệ sinh gây khó chịu cho người sử dụng một phần cũng là do tác ñộng của khí hậu nóng ẩm, làm gia tăng mùi hôi ở các nhà vệ sinh, và hoặc chưa có các biện pháp tối ưu ñảm bảo về kiểm soát khí thải, khử các mùi hôi trong nhà vệ sinh. Ngày nay với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, các thiết bị phụ trợ trong phòng vệ sinh ñã góp phần không nhỏ cho việc kiểm soát mùi khí thải trong các khu nhà vệ sinh. Ví dụ: Sử dụng các bình khử mùi, sáp thơm, băng phiến, nước hoa cho phòng vệ sinh, nhưng chỉ có thể giải quyết khử mùi ñược một phần nào, và ñó cũng chỉ là biện pháp tạm thời, không khả thi lâu dài vì tốn kém về mặt kinh tế có thể còn gây ra các mùi khó chịu hơn khi kết hơp với mùi nhà vệ sinh hoặc gây dị ứng ñối với một số người sử dụng. Đối với người dân Việt Nam việc sử dụng nhà vệ sinh công cộng tại các nhà ga, bệnh viện hay trường học là vô cùng hạn chế, họ chỉ vào sử dụng khi thực sự “cấp bách” bởi sợ cái mùi khó chịu ở những nơi ñó ngay khi bước vào. Một lần ñược ñi máy bay, khi bước vào phòng vệ sinh, tôi rất bất ngờ bởi trong phòng không hề có mùi khó chịu như ở các phòng vệ sinh công cộng khác, ngay khi bấm nút xả nước, trong khoang phòng vệ sinh nhanh chóng không còn mùi gì. Sau khi tìm hiểu thì ñược biết do trong bồn cầu có lực hút mạnh vừa ñể tiết kiệm nước, vừa ñể hút hết mùi hôi trong khoang một cách nhanh nhất. Từ ñó, tôi bắt ñầu nảy sinh ý tưởng làm thế nào ñể phòng vệ sinh trong các hộ gia ñình không còn mùi Tôi ñã trình bày với bố tôi ý tưởng về nguyên lý của nhà vệ sinh như trên máy bay, bố tôi phân tích cho tôi hiểu là khó có thể làm theo cách hút bằng áp lực giống như máy bay ñược nhưng có thể làm cách khác hút hết mùi ngay lập tức trong lúc ta ñang ñi vệ sinh chứ không như trên máy bay phải nhấn nút xả nước mới hết mùi, và bố khuyến khích ñộng viên tôi suy nghĩ giải pháp khác ñể nâng cao chất lượng không khí trong các nhà vệ sinh Tôi ñã ñặt ra mục tiêu ý tưởng là xây dựng nhà vệ sinh không mùi cho: nhà hàng, khách sạn, bệnh viện, trường học và ñặc biệt trong các hộ gia ñình góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống, tăng tính thoải mái cho người sử dụng ñồng thời góp phần tiết kiệm ñiện năng cho các hộ gia ñình có phòng ở sinh hoạt khép kín. Do ñó nhóm nghiên cứu chúng tôi ñã ñề xuất ra ñề tài “Giải pháp công nghệ nhà vệ sinh không mùi”. 4 PHẦN II TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU VÀ ĐIỂM MỚI, SÁNG TẠO CỦA ĐỀ TÀI Đề tài ñặt ra là vấn ñề kiểm soát mùi cho nhà vệ sinh, nâng cao chất lượng không khí bởi hằng ngày chúng ta ai cũng phải có nhu cầu vài lần vào nhà vệ sinh, khi nhà vệ sinh có mùi sẽ vô cùng khó chịu , với giải pháp nhà vệ sinh không mùi, chúng ta hoàn toàn hết cảm giác khó chịu ñó. Như chúng ta ñã biết, tất cả các công trình vệ sinh công cộng, khách sạn, nhà hàng cũng như trong các hộ gia ñình hiện nay trên thế giới 99% sử dụng quạt hút mùi theo phương pháp hút ngang quạt ñặt quạt cao sát cổ trần > 1,8m hoặc hút thẳng ñứng (lắp quạt âm trần), trên trần nhà vệ sinh và cửa lấy thông gió thường là ở cánh cửa, ô lấy khí ñặt thấp ngay sát mặt nền phòng vệ sinh, tuy nhiên cách làm này có 2 vấn ñề hạn chế: - Với các phòng khép kín trong hộ gia ñình bật ñiều hòa cho phòng ngủ, chúng ta ñi vệ sinh, bật quạt hút sẽ hút hết hơi lạnh vì nhiệt lạnh luôn ở dưới thấp, nhiệt nóng ở trên cao (do hơi lạnh có trọng lượng riêng nặng hơn không khí). - Mùi khi ta ñi vệ sinh sẽ bay từ dưới lên trên và bay tỏa quẩn quanh phòng vệ sinh (do mùi nhẹ hơn không khí nên dễ bị quẩn trở lại). Với giải pháp dựa theo nguyên lý của phòng vệ sinh trên máy bay, nay áp dụng vào thực tế thiết kế ñảo ngược lại với cách thiết kế truyền thống, tức là quạt hút sẽ ñược ñặt sát nền nhà vệ sinh cách mặt nền 10-15cm và ñặt gần bồn cầu hoặc nơi phát sinh mùi, ñường thông gió vẫn ñặt ở cánh cửa nhưng ñược ñưa lên cao > 1,5m. Khi ñó, người sử dụng sẽ ñược hít thở không khí trong lành từ ngoài phòng vào qua các ô chớp lấy khí trên cao, các mùi hôi ở bồn cầu chỉ bay lên ñến cửa mặt bồn cầu lập tức bị sức hút của quạt ñưa ra ngoài, vì vậy chúng ta sẽ không còn cảm nhận thấy mùi. Mặt khác với giải pháp này sẽ tiết kiệm ñược ñiện năng của ñiều hòa ở các căn hộ khép kín, vì khí hút vào phòng vệ sinh từ cửa chớp ở trên cao nên không làm mất ñi hơi lạnh như kiểu truyền thống hút vào từ phía dưới. Tiết kiệm ñiện năng cũng là góp phần lớn vào việc trung tay bảo vệ môi trường sống của trái ñất. Đây chính là những ñiểm mới và sáng tạo của ñề tài. 5 PHẦN III QUÁ TRÌNH VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 1. Xây dựng sơ ñồ nguyên lý Từ phần tổng quan của ñề tài ñã ñưa ra ở phần II, tác giả ñã xây dựng sơ ñồ nguyên lý của hệ thống hút mùi này ñảm bảo 2 yêu cầu: - Đảm bảo vị trí quạt hút mùi sao cho ñưa ñược mùi hôi từ bồn cầu ra nhanh và hiệu quả cao nhất. - Đảm bảo không khí từ ngoài vào ñến thẳng vị trí khu vệ sinh sẽ tiết kiệm năng lượng của ñiều hòa (ñối với phòng ở sinh hoạt khép kín trong các hộ gia ñình). Từ những yêu cầu ñặt ra ở trên, ta lắp ñặt hệ thống xử lý như hình 1A: Hình 1A: Căn hộ ñơn lẻ ( Nguồn nhóm tác giả nghiên cứu ) Nguyên lý hoạt ñộng của quạt hút mùi, ñược lắp cách mặt nền 10 - 15cm, mặt trước quạt có hộp chống nước bắn vào quạt, cửa ra vào phía trên cao 1,5m có các chớp lấy khí ngoài. Giải pháp này ñược ứng dụng cho nhà cao tầng ñược thể hiện như hình 1B. 6 Hình 1B: Giải pháp cho nhà cao tầng (1) (Nguồn nhóm tác giả nghiên cứu) Khi lắp ñặt quạt hút như trên cũng góp phần tiết kiệm ñiện năng cho gia ñình có phòng ngủ, phòng vệ sinh khép kín. (1) Trường hợp nhà nhiều hơn 3 tầng cũng ñược lắp ñặt tương tự. 7 Nguyên lý chống mùi thổi ngược từ phòng dưới lên phòng trên hoặc từ trên xuống dưới ñược minh họa chi tiết bởi hình 2A mô phỏng bản vẽ 2D và 3D dưới ñây. Hình 2A: Chứng minh chống mùi thổi ngược (Nguồn nhóm tác giả nghiên cứu) Sử dụng hộp bảo vệ quạt, có cánh cửa ñược thiết kế rơi tự do, khi bật quạt thì cánh cửa mở khi tắt quạt cánh sẽ tự ñóng lại, không bị khí ở phòng khác thổi ngược vào và bảo vệ quạt khỏi bị dính nước, làm tăng tuổi thọ của quạt. 8 Thiết kế kiểu mới này ngoài tác dụng khiến phòng vệ sinh không còn mùi hôi khó chịu, còn có tác dụng giảm tổn hao ñiện năng cho ñiều hòa khi lấy không khí ở trên cao trong phòng ngủ khép kín vào nhà vệ sinh ñược thể hiện như hình 2B so với phương pháp truyền thống (hình 2C). Hình 2B: Mô phỏng giảm tổn hao ñiện năng ñiều hòa không khí ở trong phòng khép kín (Nguồn nhóm tác giả nghiên cứu) 9 Hình 2C: Phương pháp cũ làm mất hơi lạnh gây tổn hao ñiện năng ñiều hòa (Nguồn nhóm tác giả nghiên cứu) 2. Xây dựng mô hình thiết bị thực (mô hình thu nhỏ) Mô hình ñã ñược nhóm tác giả thiết kế và lắp ñặt như hình 3 (3A, 3B): Hình 3A: Mô hình thực thu nhỏ giải pháp công nghệ cho nhà vệ sinh không mùi 10 Bằng mô hình thu nhỏ giải pháp công nghệ cho nhà vệ sinh không mùi, ta thấy ñược lợi ích của cách thiết kế mới (ñảo ngược với cách làm truyền thống) sẽ mang lại hiệu quả và dễ dàng thi công ứng dụng vào các công trình ñã và ñang xây dựng. Hình 3B: (Nguồn tác giả nhóm nghiên cứu) Mô hình trên thể hiện vị trí lắp ñặt quạt hút mùi, chớp lấy không khí từ ngoài vào nhà vệ sinh và ñường ống dẫn khí thải (có thể dẫn lên các nhà vệ sinh của nhà nhiều tầng và có chớp chống mùi thổi ngược). 3. Khả năng áp dụng và tính thực tế Giải pháp công nghệ này nếu ñược triển khai trong thực tế (ñưa vào các công trình xây dựng), có thể áp dụng cho một hay nhiều nhà vệ sinh khép kín, giải pháp công nghệ cho nhà vệ sinh không mùi ñược thể hiện trên hình ảnh mô phỏng 3D như hình 4A, 4B và tổng quát như hình 5. [...]... Hình 13: Nhà v sinh công c ng (Ngu n internet) Hình 14: N i ám nh m i khi i v sinh công c ng khi không có gi i pháp hút mùi h u hi u i v i h th ng nhà v sinh công c ng n u ư c thi t k theo phương pháp c a tài này, thì m i ngư i s không còn lo s m i khi i v sinh nơi công c ng 17 PH N IV K T LU N VÀ KI N NGH K t lu n: Gi i pháp công ngh cho nhà v sinh không mùi, c a ư c nh ng v n cơ b n sau: - ã xây d... hôi trong nhà v sinh tài ã gi i quy t nguyên lý gi i pháp công ngh x lý mùi - K t qu nghiên c u và th nghi m trên mô hình thu nh th c t , b ng cách ưa khói thu c lá t t vào b n c u, khói v a bay lên kh i m t b n c u ngay l p t c b qu t hút ưa ra ngoài h t s ch khói -V n mùi hôi trong nhà v sinh ư c gi i quy t, m i ngư i s c m th y tho i mái và không còn lo l ng v mùi hôi trong nhà v sinh công c ng -. .. 4A: Gi i pháp công ngh khi áp d ng vào th c t ư c mô ph ng b ng hình nh 3D Hình 4B: ( Ngu n nhóm tác gi nghiên c u) 11 Hình 5: Hình nh t ng quan nhà v sinh không mùi trong phòng khép kín b ng hình nh mô ph ng 3D ( Ngu n nhóm tác gi nghiên c u) V i gi i pháp m i này c a nhóm nghiên c u, mùi hôi trong phòng v sinh ư c hút h t ngay khi b t qu t, ngư i s d ng s d ch u hơn nhi u so v i phòng v sinh trên... mùi ch ư c hút sau khi b m nút x nư c Gi i pháp cho căn h ang dùng ki u truy n th ng: i v i các công trình v sinh công c ng, nhà hàng, b nh vi n, trư ng h c, khách s n ã xây d ng hút mùi theo phương pháp cũ ta có gi i pháp kh c ph c b ng cách: qu t v n trên cao, thi t k l p h p ho c ng d n khí t trên cao xu ng sát m t n n (cũng c n có c a t rơi ch ng mùi th i ngư c t phòng khác vào), l p h p d n khí. .. m t kho n chi phí không nh cho vi c mua các lo i hóa ch t kh mùi - Không h tăng chi phí i v i các công trình xây d ng m i, ti t ki m i n năng cho các gia h ình có phòng khép kín Ki n ngh : i v i các h gia ình chu n b xây d ng m i, nên áp d ng phương pháp này nh m nâng cao ch t lư ng không khí t i căn h c a mình Trư ng h p căn h gia ình xây cao t ng, t t c các phòng v sinh u i cùng vào h p k thu t, n... pháp m i s mang l i nhi u ti n ích thi t th c trong cu c s ng 13 M T S HÌNH NH TH C T NHÀ V SINH KI U TRUY N TH NG QU T HÚT TRÊN CAO Ư NG KHÍ VÀO BÊN DƯ I TH P SÁT M T N N NHÀ Hình 8: Ch p l y khí phía dư i (Ngu n internet) 14 Hình 9, 10: Qu t hút l p trên cao (Ngu n internet) (Ngu n tuvikhoaohoc.com) 15 Hình 11: Phòng v sinh khách s n 5 sao v n dùng ki u hút mùi truy n th ng Hình 12: Nhà v sinh công. .. l y khí s ch trên cao 12 Dư i ây là m t vài hình nh th c t phòng v sinh trên máy bay ư c các chuyên gia thi t k , có l c hút c c m nh khi ta nh n nút x nư c l p t c mùi i theo ra ngoài tr l i không khí trong lành trong phòng v sinh cho ngư i s d ng sau Hình 6, 7: B n c u phòng v sinh máy bay (Ngu n internet) V i gi i pháp ơn gi n d th c hi n và có tính ng d ng th c ti n cao như tài này, chúng tôi hy... ngư i trong phòng tăng s c hút cho phòng có ngư i s d ng C a ch p l y khí ph i ưa lên trên cao cho khí i t ngoài vào theo hư ng vát lên trên sao cho gió qua t m ngư i i v sinh, phòng v sinh c n ư c x lý kín ch cho khí vào t ch p l y gió./ 18 TÀI LI U THAM KH O - D n ngu n: Smart Home - D n ngu n: Tuvikhoahoc.com - D n ngu n: Internet - Ngu n do nhóm tác gi nghiên c u thi t k 19 ... hút riêng t ng phòng nên dùng lo i công su t kh e t 30W n 50W và làm h p d n khí ra hư ng lên trên tr ng mùi th i ngư c t phòng khác vào Tuy nhiên, i v i các nhà cao t ng thì nên dùng 1 qu t hút trung tâm lo i 60W n 100W l p trong h p k thu t t ng cao nh t, hút mùi chung cho các phòng v sinh trong căn h Lưu ý, khi l p qu t trung tâm thì các c a l y gió trong phòng v sinh bu c ph i ư c thi t k ch m khi . 2014 - 2015) Tên ñề tài: GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ CHO NHÀ VỆ SINH KHÔNG MÙI Lĩnh vực: Ô nhiễm không khí và chất lượng không khí, Ô nhiễm ñất và chất lượng ñất, Ô nhiễm nguồn nước và chất lượng. 3B): Hình 3A: Mô hình thực thu nhỏ giải pháp công nghệ cho nhà vệ sinh không mùi 10 Bằng mô hình thu nhỏ giải pháp công nghệ cho nhà vệ sinh không mùi, ta thấy ñược. nâng cao chất lượng không khí bởi hằng ngày chúng ta ai cũng phải có nhu cầu vài lần vào nhà vệ sinh, khi nhà vệ sinh có mùi sẽ vô cùng khó chịu , với giải pháp nhà vệ sinh không mùi, chúng ta