ĐỒ ÁN TÍNH TOÁN THIẾT KẾ Tính toán thiết kế hệ thống điều hòa không khí, thông gió, hệ thống điện động lực,hệ thốngchữa cháy cho công trình

Để giúp sinh viên tổng hợp được kiến thức trong những năm học, với thời giankhông được nhiều thì bộ môn đã giao cho em làm đồ án tốt nghiệp với nội dung như sau: “Tính toán thiết kế hệ t

LỜI NÓI ĐẦU

Trước sự phát triển không ngừng của khoa học kĩ thuật, chất lượng cuộc sống của con ngườicàng nâng cao Để đáp ứng nhu cầu của cuộc sống hiện đại các khu công nghiệp công nghệ cao,khu đô thị mới, trung tâm thương mại và giải trí,…đang được xây dựng hàng loạt và liên tục pháttriển.Vì vậy các hệ thống kĩ thuật trong công trình ngày càng được quan tâm đúng mức và trởthành mạch máu của tòa nhà hiện đại, nắm vai trò quyết định hiệu quả và chất lượng của các quátrình công nghệ, đảm bảo môi trường làm việc và sinh hoạt tốt nhất cho con người

Trước nhu cầu thực tế đó, Trường ĐH Xây Dựng và Bộ môn vi khí hậu với truyền thống 46

năm thành lập và đào tạo, là đơn vị tiên phong xuất hiện những thế hệ kĩ sư chuyên ngành hệthống kĩ thuật trong công trình góp phần vào sự phát triển của đất nước

Bộ môn Vi Khí Hậu- Trường Đại Học Xây Dựng là đơn vị tiên phong trong việc nghiên cứu,đào tạo các kĩ sư có chuyên môn về thi công và thiết kế các về các hạng mục “Hệ Thống KĩThuật Trong Công Trình” Tự hào là sinh viên trường ĐHXD và được nghiên cứu các kiến thứccủa bộ môn Để giúp sinh viên tổng hợp được kiến thức trong những năm học, với thời giankhông được nhiều thì bộ môn đã giao cho em làm đồ án tốt nghiệp với nội dung như sau:

“Tính toán thiết kế hệ thống điều hòa không khí, thông gió, hệ thống điện động lực,hệ thống chữa cháy cho công trình TOÀ NHÀ HỖN HỢP HH2, địa điểm LÔ A44-HH2 KHU ĐÔ THỊ MỚI LÊ TRỌNG TẤN-GELEXIMCO,HOÀI ĐỨC,HÀ NỘI”.

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn THS NGUYỄN HUY TIẾN và các thầy côtrong bộ môn vi khí hậu đã tận tình chỉ bảo em trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp này

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, Ngày … tháng năm 2015

Mục lục

LỜI NÓI ĐẦU 1

PHẦN I THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 6

CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN NHIỆT THỪA 6

I THÔNG SỐ TÍNH TOÁN 6

1.1 Thông số tính toán bên ngoài công trình 6

1.2 Thông số tính toán bên trong công trình 6

II: CẤU TẠO KẾT CẤU BAO CHE 7

2.1.Kết cấu công trình 7

2.1.1 Kết cấu kính: 7

2.1.2 Kết cấu tường 220: 7

2.1.3.Kết cấu sàn ( trần ) 8

2.1.4 Kết cấu mái 8

2.1.5 Kết cấu hố thang 9

2.1.6 Kết cấu cửa đi 9

2.1.7 Trần giả 9

2.5 Tính diện tích kết cấu bao che: 16

III Tính toán nhiệt thừa: 20

3.1 Tính toán nhiệt truyền qua kết cấu bao che: 20

3.1.1 Tính cho mùa đông: 20

3.1.2 Tính cho mùa Hè: 26

3.2 Tính toán tỏa nhiệt: 28

3.2.1 Tỏa nhiệt do người: 28

3.2.2 Tỏa nhiệt do chiếu sáng: 29

3.3.3 Tỏa nhiệt do động cơ thiết bị: 30

3.4 Thu nhiệt do bức xạ mặt trời: 32

3.4.1 Thu nhiệt do bức xạ mặt trời qua cửa và vách kính: 33

3.4.2 Thu nhiệt do bức xạ mặt trời qua mái: 36

3.5 Tổng kết nhiệt thừa của các phòng: 40

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN ẨM THỪA 41

I Công thức tính toán: 41

II Tính toán hệ số truyền ẩm Kµ: 41

III Tính toán lượng ẩm truyền qua kết cấu bao che: 44

IV Tính toán lượng ẩm tỏa do người: 54

V Tổng kết ẩm thừa: 56

CHƯƠNG III THIẾT LẬP QUÁ TRÌNH ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ CHO CÔNG TRÌNH .57 I Lựa chọn phương án điều hòa không khí cho công trình: 57

II Thiết lập quá trình điều hòa không khí trên biểu đồ I – d: 58

2.1 Xác định tia biến đổi quá trình : 58

2.2 Các bước thiết lập biểu đồ I - d mùa hè: 59

2.3 Thiết lập quá trình ĐHKK trên biểu đồ I-d mùa đông: 64

CHƯƠNG IV 70

TÍNH TOÁN THỦY LỰC CHO HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG GIÓ 70

I Tính toán thuỷ lực đường ống gió: 70

1.Tính toán thuỷ lực hệ thống cấp gió tươi 73

III Chọn các thiết bị cho hệ thống: 100

3.2 Chọn thiết bị trao đổi nhiệt: 100

3.3 Chọn máy chiller giải nhiệt nước (WC Chiller): 102

3.4 Chọn thiết bị trao đổi nhiệt cho máy multy của khu căn hộ từ tầng 6-34 104

CHƯƠNG V 107

TÍNH TOÁN THỦY LỰC CHO HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG NƯỚC VÀ CHỌN MÁY BƠM NƯỚC 107

I Tính toán thuỷ lực đường ống cấp và hồi nước cho hệ thống: 107

*Tính toán tổn thất thuỷ lực từ chiler tới trục 120

- Các hệ thống cấp nước từ trục đến thiết bị ở tầng 3-4 tương tự các hệ thống cấp nước từ trục đến thiết bị của tầng 2 nên tổn thất thuỷ lực từ thiết bị đến trục của tầng 3-4 lấy tương tự tổn thất thuỷ lực của các hệ thống ở tầng 2 122

Bảng 1.43:Bảng tổn thất thuỷ lực từ thiết bị xa nhất của các tầng theo các trục tới chiler 122 II Tính toán chọn máy bơm nước lạnh cho hệ thống: 123

III Tính toán thủy lực đường ống nước của tháp giải nhiệt: 124

IV Tính toán chọn máy bơm nước giải nhiệt cho hệ thống: 125

V Chọn tháp giải nhiệt 125

VI Tính toán bình dãn nở: 126

PHẦN II: THIẾT KẾ HỆ THỐNG THÔNG GIÓ 127

I Thông gió hút cho WC: 127

1.1 Xác định lưu lượng hút cho WC: 127

1.2.Tính toán thủy lực hệ thống đường ống: 131

1.3 Chọn thiết bị cho hệ thống hút vệ sinh 136

II Thông gió hút cho bếp: 136

III Thông gió tầng hầm: 136

Tổn thất áp suất qua trục kỹ thuật 155

Chọn quạt cho hệ thống thông gió tầng hầm 155

IV Thông gió cho khu bể bơi tầng 5 159

+ Chọn quạt cho hệ thống cấp gió tươi khu bể bơi 160

V Tăng áp cầu thang và hút khói hàng lang 160

5.1 Tính toán thông gió tăng áp cầu thang 160

5.1.1 Hệ thống thiết bị ống gió tăng áp cho cầu thang bộ 160

5.1.2 Các giả định để tính toán 160

5.1.3 Tính toán lưu lượng 161

5.1.4 Tính toán thủy lực hệ thống tăng áp cầu thang 162

5.2 Tính toán hệ thống hút khói hành lang 166

5.2.1 Phương pháp tính toán 166

Bảng 2.14:Bảng tính thuỷ lực hệ thống hút khói 167

TÀI LIỆU THAM KHẢO 168

PHẦN III TÍNH TOÁN ĐIỆN CHIẾU SÁNG VÀ ĐIỆN ĐỘNG LỰC 169

I: XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐIỆN PHỤ TẢI CHIẾU SÁNG Ổ CẮM 169

1 Công suất phụ tải chiếu sáng và ổ cắm của khối đế(Tầng hầm 2- Tầng 5) 169

3 Xác định công suất điện cấp cho điều hòa không khí và thông gió: 171

4 Xác định công suất điện thang máy: 174

5 Xác định công suất điện máy bơm nước sinh hoạt và chữa cháy: 175

5.1 Xác định công suất điện cần cấp cho bơm nước sinh hoạt 175

5.2 Xác định công suất điện cần cấp cho bơm nước chữa cháy 175

II Phương án cấp điện: 176

* Công trình gồm 1 trạm biến áp 176

III.Tính toán công suất phụ tải tính toán 176

1.Tính toán phụ tải cho khối đế 176

1.1 Công suất tính toán mạch dây dẫn các lộ về tủ tầng 176

1.1.1 Công suất tính toán mạch dẫn phụ tải động lực 176

1.1.2 Công suất mạch dẫn phụ tải chiếu sáng ổ cắm 181

2 Tính toán phụ tải điện cho khu chung cư 182

IV Tính toán chọn tiết diện dây dẫn và thiết bị bảo vệ: 182

4.1 Xác định tiết diện dây dẫn: 182

4.1.1 Tính chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng: 182

4.1.2 Kiểm tra dây dẫn theo mật độ dòng khởi động: 183

4.1.3 Kiểm tra tiết diên dây dẫn theo tổn thất điện áp: 184

4.2 Tính chọn thiết bị bảo vệ: 184

V Tính toán chọn thanh cái: 193

VI Tính toán chọn máy biến áp, máy phát điện: 195

Phần IV : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHỮA CHÁY 197

1.CÁC TIÊU CHUẨN ÁP DỤNG 197

2.XÁC ĐỊNH TÍNH CHẤT, MỨC ĐỘ, NGUY CƠ CHÁY NỔ TRONG CÔNG TRÌNH 198

3.LỰA CHỌN LOẠI HỆ THỐNG CHỮA CHÁY SỬ DỤNG 199

4.CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT, TÍNH TOÁN, LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ CHÍNH 200

4.1 Các giải pháp kỹ thuật 200

4.2 Tính toán lựa chọn sơ bộ các thiết bị chính 201

Phương pháp bố trí đầu phun Sprinkler: 202

4.3 Bố trí họng chữa cháy vách tường: 205

Đặc điểm công trình.

Tòa nhà hỗn hợp HH2,dự án được xây dựng trên khu đất với diện tích xây dựng 7314 m2 tại địachỉ LÔ A44-HH2,KHU ĐÔ THỊ MỚI LÊ TRỌNG TẤN-GELEXIMCO,HOÀI ĐỨC HÀ NỘI.Công trình bao gồm:

Công trình gồm 36 tầng với 2 tầng hầm,5 tầng dịch vụ,thương mại,và 29 tầng xây căn hộ chothuê

Tầng hầm được thiết kế 2 tầng,trong đó tầng hầm 1 có chiều cao hơn 3m,tầng hầm 2 có chiềucao 4,5 m,tổng diện tích 2 tầng hầm là 14628 m2

Phần nổi được thiết kế 5 tầng chức năng: khu trung tâm dịch vụ cao cấp, khu vui chơi giảitrí,khu thể thao,khu trung tâm thương mại…

Yêu cầu thiết kế.

Công trình thiết kế hệ thống điều hòa không khí là vừa kết hợp giữa công năng dịch vụ, vănphòng và vui chơi giải trí nên để tạo cảm giác dễ chịu và tiện nghi cho con người sinh hoạt vàlàm việc trong công trình lại vừa đảm bảo yếu tố kinh tế, kĩ thuật thì ta nên chọn hệ thống điều

hòa không khí cấp II (số giờ không đảm bảo chế độ nhiệt ẩm trong nhà với thời gian không đảm bảo m= 200h)

PHẦN I THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ.

CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN NHIỆT THỪA

1.1 Thông số tính toán bên ngoài công trình.

- Chọn lựa thông số tính toán bên ngoài của công trình theo số giờ không đảm bảo chế độ nhiệt

ẩm trong nhà với thời gian không đảm bảo m = 200 (h)

- Căn cứ phục lục B-TCVN 5687 – 2010: tiêu chuẩn thiết kế thông gió và điều hòa không khí

Vì công trình ở Hà Nội nên ta có bảng thông số tính toán bên ngoài nhà như sau:

Bảng 1.1.Thông số tính toán bên ngoài công trình.

1.2 Thông số tính toán bên trong công trình.

- Trên cơ sở đánh giá điều kiện tiện nghi nhiệt của môi trường không khí, thông số tính toán bêntrong nhà (nhiệt độ, độ ẩm, vận tốc) phụ thuộc vào trạng thái lao động Căn cứ phục lục A.1 -TCVN 5687 – 2010: tiêu chuẩn thiết kế thông gió và điều hòa không khí.ta chọn được thông sốcác phòng theo bảng sau:

Bảng 1.2.Thông số tính toán bên trong công trình.

t, (°C) Độ ẩm, (%) t, (°C) Độ ẩm, (%)TẦNG 1

1 Sảnh trung tâm thương mại 27 ± 2 65 ± 5 22 ± 2 65 ± 5

: δ = 0,30 (0.50) m ; λ = 1,55W/m.C; µ= 30 g/m.h.MPa.

: δ = 0,01m; λ = 0,93W/m.C; µ= 90 g/m.h.MPa.

2.1.6 Kết cấu cửa đi.

- Cửa đi làm bằng kính (Kết cấu kính)

-Cửa đi lằm bằng gỗ δ = 0,04m; λ = 0,23 W/m.C; µ = 62 g/m.h.MPa

2.1.7 Trần giả.

- Trần giả làm bằng thạch cao δ = 0,01m; λ = 0,41 W/m.C; µ = 54 g/m.h.Mp

Chú thích: Các thông sốλ; µ được tra trong phụ lục 5 tài liệu “Thông gió”– Tham khảo thêm:

“Các giải pháp kiến trúc và khí hậu Việt Nam”.

- αT, αN: Hệ số trao đổi nhiệt bề mặt trong và ngoài của kết cấu (W/m2K)

- δi, λi : Chiều dày (m) và hệ số dẫn nhiệt λ (W/mK) của kết cấu bao che lớp thứ i

Số liệu tính toán được ghi trong bảng sau:

(αT, αN được tra trong Bảng 1.3.1 trang 82 giáo trình Thông Gió của PGS.TS Bùi Sỹ Lý và Hoàng Hiền.)

Bảng 1.3 Tính toán hệ số truyền nhiệt K.

K

K W/m2.C

1 Tường 220 (tiếp xúc

193,0

015,058,0

22,093,0

015,072,8

1

++

+

2 Tường 220 (không tiếp xúc

193,0

015,058,0

22,093,0

015,072,8

3 Tường 110 (tiếp xúc với không khí ngoài) 8,72 23,26

26,23

193,0

015,058,0

11,093,0

015,072,8

4 Tường 110 (không tiếp xúc

193,0

015,058,0

11,093,0

015,072,8

5 Vách giếng thang 300 (khôngtiếp xúc với không khí ngoài) 8,72 8,72

72,8

193,0

01,055,1

3,072,8

6 Vách giếng thang 450 (không

193,0

01,055,1

45,072,8

7 Vách kính (tiếp xúc với không khí ngoài) 8,72 23,26

26,23

176,0

005,0016,0

006,076,0

005,072,8

8 Vách kính (không tiếp xúc

176,0

005,0016,0

006,076,0

005,072,8

9 Cửa đi bằng kính (tiếp xúc với không khí ngoài) 8,72 23,26

26,23

176,0

005,0016,0

006,076,0

005,072,8

K W/m C

10 Cửa đi bằng kính (không tiếp

176,0

005,0016,0

006,076,0

005,072,8

1

++

118,0

04,072,8

2.3 Kiểm tra đọng sương trên bề mặt kết cấu:

Để kiểm tra đọng sương trên bề mặt kết cấu ta chỉ kiểm tra cho mùa đông vì mùa

đông nhiệt độ không khí bên ngoài xuống thấp, độ ẩm cao vào những ngày nồm thì trên

bề mặt ngoài của kết cấu hay bị đọng sương, do đó ta phải kiểm tra để đảm bảo vệ sinhcho công trình

Để tránh hiện tượng đọng sương trên bề mặt kết cấu cần đảm bảo điều kiện

Ktt≤ 0,95 α [

2 1

1

f f

s f

t t

t t

−

−] ( w/m2.K )

Trong đó :

+ Ktt : Hệ số truyền nhiệt tính toán [ w/m2.K]

+ tf1, tf2 : Nhiệt độ không khí ở phía nhiệt độ cao và ở phía nhiệt độ thấp [0C].+ ts : Nhiệt độ đọng sương của không khí ở phía có nhiệt độ cao, [0C]

+ α : Hệ số trao đổi nhiệt ở bề mặt có nhiệt độ cao hơn [ w/m2.K]

Ta chỉ kiểm tra đọng sương cho những kết cấu bất lợi nhất

* Vách kính, Cửa đi bằng kính tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài:

1

f f

s f

t t

t t

−

−] = 0,95.8,72 [

6,1022

1522

−

−] = 5,09 > Ktt = 1,83 [w/m2.K]

Vậy đảm bảo không đọng sương trên bề mặt vách kính và cửa kính

* Tường gạch 220 tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài:

Ktt = 1,76 ( w/m2.K )

0,95 α [

2 1

1

f f

s f

t t

t t

−

−] = 0,95 8,72.[ 22 15

Do sự chênh lệch nhiệt độ dẫn đến có sự chênh lệch áp suất hơi nước bên trong và bênngoài kết cấu Ngoài dòng nhiệt truyền qua lớp kết cấu còn có dòng ẩm thẩm thấu qua kếtcấu.

Khi gặp lạnh, ẩm có xu hướng ngưng đọng lại trong lòng kết cấu Nếu xẩy ra đọng ẩm

trong lòng kết cấu thì kết cấu sẽ cách nhiệt kém và bị phá hoại dần

Để tránh hiện tượng đọng sương trong lòng kết cấu cần đảm bảo điều kiện :

ei < Ei

Ei: áp suất hơi nước bão hoà của trạng thái không khí tương ứng ở lớp thứ i [ Pa ];

Ei nhận giá trị tuỳ theo nhiệt độ ở lớp thứ i ( tra biểu đồ I- d của không khí ẩm )

ei: áp suất hơi nước riêng phần hiện có ở lớp thứ i [Pa ] ; ei được xác định theocông thức :

ei = eh1 - ∑

=

m m h

H

e e

µm : Hệ số truyền ẩm của lớp vật liệu thứ m [ g/mhPa ]

δm : Bề dày của lớp vật liệu thứ m [m]

H : Sức kháng ẩm của toàn bộ kết cấu bao che [ m2 hPa/g ]

Ta kiểm tra với kết cấu có nhiều khả năng đọng ẩm nhất Do đó ta sẽ kiểm tra cho tườnggạch 220 tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài vào mùa đông

*Dòng nhiệt qua kết cấu:

q = Ktt.∆t = Ktt ( tTtt - tNtt ), [ w/m2]

Trong đó :

Ktt : Hệ số truyền nhiệt của tường : Ktt = 1,76 ( w/m2.K )

tTtt, tNtt : Nhiệt độ tính toán bên trong và bên ngoài phòng : tNtt = 10,60C; tTtt = 220C

Ta coi nhiệt truyền qua các lớp là như nhau : q1 = q2 = … = qn

Nhiệt truyền qua bề mặt lớp 1: q1 = αT ( tT - τ1), ( q1 = q )

Kết quả được thống kê trong bảng 1.4

Bảng 1.4 Thống kê áp suất hơi nước bão hòa

− ) = 1663,33 (Pa )

e3 = 1700 - 0,33x ( 5 5

10.15

22,010

.9

01,0

−

− + ) = 1179,33(Pa).

e4 = 1700 - 0,33x ( 5 5 5

10.9

01,010

.15

22,010

.9

01,0

−

−

− + + ) = 1142,67 (Pa ).

Kết quả tính toán được thống kê trong bảng 1.5

Bảng 1.5 So sánh áp suất riêng phần với áp suất hơi nước bão hòa các lớp của tường.

2.5 Tính diện tích kết cấu bao che:

Diện tích của kết cấu bao che được tính theo công thức:

F = Σ a.b [m2]Trong đó:

+ a : chiều dài(cao) của cùng một loại kết cấu [ m ]

+ b : chiều rộng của cùng một loại kết cấu [ m ]

Bảng 1.6 Tính diện tích kết cấu bao che

Giếng thang 300 Không điều hoà 14,45x4,2 60,69

Nam

Vách kính Có điều hoà 8,2x2 x 4,2-9,9 58,98

Giếng thang 450 Không điều hoà (3,6+2,9)x4,2 27,3Bắc

Vách kính Có điều hoà (5,2+8,2)x4,2-9,9 46,38Tường 110 Không điều hòa (4,1+6)x4,2 42,42

Tây

Vách kính Không khí ngoài (5+5,2)x4,2-4,4 38,44Giếng thang 450 Không điều hoà (5,4+5,4)x4,2 45,36Tường 110 Có điều hoà (11,3+2,7+2)x4,2 67,2

Vách kính Không khí ngoài (6+5,2)x4,2-4,4 42,64

Giếng thang 450 Không điều hoà 2,9x4,2 12,18

Vách kính Không khí ngoài (5,2+1,6)x4,2 28,56Tường 110 Không điều hoà (3+5,7+6,45)x4,2 63,63Giếng thang 450 Không điều hoà 8,35x4,2 35,07

Giếng thang 300 Không điều hoà 14,45x4,2 60,69Tây

Vách kính Không khí ngoài 5,2 x 4,2 21,84Giếng thang 450 Không điều hòa 8 x 4,2 33,6Tường 110 Không điều hòa 40,7x4,2 170,94

Nam

Vách kính Không khí ngoài 5 x 6,2x4,2-4,95 125,25Cửa kính Không khí ngoài 2,25 x 2,2 4,95Tường 220 Không khí ngoài 30,9x4,2 129,78

Giếng thang 450 Không điều hoà 14,2x4,2 59,64

Bắc

Vách kính Không khí ngoài 37,48x4,2-9,9 147,52

Cửa kính Không khí ngoài 2,25x2x2,2 9,9

Tường 220 Không khí ngoài 5,2x4,2 21,84

Bắc Tường 110Cửa kính Không điều hoàKhông khí ngoài 6,1 x 4,22,25x2,2 25,624,95

Vách kính Không khí ngoài 6,1x4x4,2-4,95 97,53

Tây Giếng thang 450 Không điều hòa 5,4x2x4,2 45,36

Tường 110 Không điều hòa (18,2+3,9)x4,2 92,82 Nam

Tường 220 Không khí ngoài 10,2x4,2 42,84

Vách kính Có điều hoà 5,2x4,2-4,95 16,89

Vách kính Có điều hòa 5,2x4,2-4,95 16,89

Phòng ` Kết cấu Tiếp xúc Công thức F(m 2 )

Tây

Vách kính Không khí ngoài 15,6x4,2 65,52Tường 110 Không điều hoà 61,85x4,2 259,77Giếng thang 450 Không điều hòa 16,55 x 4,0 66,20Nam

Vách kính Không khí ngoài 4,7 x 4,0 18,80Tường 220 Không khí ngoài 9,8 x 4,0 39,20Giếng thang 450 Không điều hoà 27,91x4,2 117,22

Bắc

Vách kính Không khí ngoài 57,2x4,2 240,24Giếng thang 450 Không điều hoà 33,45x4,2 140,49Tường 220 Không khí ngoài 61,5x4,2-75,6 195,3Cửa kính Không khí ngoài 1,8 x 4,2x10 75,6

Đông Vách kínhGiếng thang 450 Không điều hòaCó điều hoà 2,6x55,7x5 28,513

Giếng thang 450 Không điều hòa 2,6x5 13Nam Vách kínhTường 220 Không khí ngoàiKhông khí ngoài 4,8x52,5x5 12,524

Giếng thang 450 Không điều hòa 8,6 x 5,0 43

Bắc Tường 110Giếng thang 450 Không điều hòaCó điều hòa 11,2x53,5x5 17,556

Tường 220 Không khí ngoài 28,6x5-36 107

Nam

Giếng thang 450 Không điều hoà 6,5x5 32,5

Tầng 34(Căn hộ bất lợi) Phòng

Tường 220 Không khí ngoài 3,2x3,3-2,4 8,16

Bắc Tường 110Cửa gỗ Có điều hoàCó điều hoà 4,6x3,3-1,980,9x2,2 13,21,98

Phòng ` Kết cấu Tiếp xúc Công thức F(m 2 )

Phòng

ngủ 2

Tây Cửa gỗTường 110 Không điều hoàKhông điều hoà 2,8x3,3-1,980,9x2,2 1,987,26

Tường 220 Không khí ngoài 3,65x3,3-2,25 9,8Bắc Cửa gỗTường 110 Có điều hoàCó điều hoà 4,6x3,3-1,980,9x2,2 1,9813,2

Tường 110 Không khí ngoài 3,3x3,3-4,84 6,05Tây Cửa gỗTường 110 Không điều hoàKhông điều hoà 1,2x2,23,6x3,3 11,882,64Nam Cửa gỗTường 110 Có điều hoàCó điều hoà 8,1x3,3-3,960,9x2,2x2 22,773,96

III Tính toán nhiệt thừa:

3.1 Tính toán nhiệt truyền qua kết cấu bao che:

3.1.1 Tính cho mùa đông:

Công thức xác định :

QĐ kcbc = Ki Fi ∆t [ W]

Trong đó:

+ QĐ

kcbc : Lượng nhiệt truyền qua kết cấu, [W]

+ Ki : Hệ số truyền nhiệt của kết cấu thứ i, [ w/m2.K ]

+ Fi : Diện tích kết cấu thứ i: [ m2 ] (Xem bảng 1.6)

+ ∆t : Chênh lệch nhiệt độ giữa hai bề mặt của kết cấu bao che, [0C]:

∆t = (tN – tT) ψ [0C]

tT: Nhiệt độ tính toán của không khí bên trong: [0C]

tN: Nhiệt độ tính toán của không khí bên ngoài: [0C]

bảng 3.3 trang 84 GT Thông gió)

Đối với phòng có mái tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài ta phải tính nhiệt độtrong hầm trần tx: Ta có nhiệt truyền từ bên ngoài qua mái xuống hầm trần bằng lượngnhiệt truyền từ hầm trần qua trần vào trong nhà:

Km Fm (tNtt - tx) = Ktr Ftr (tx - tTtt)

Trong đó:

+ Km , Ktr : Hệ số truyền nhiệt của mái và trần giả (w/m2.K)

+ Fm , Ftr : Diện tích mái và diện tích trần (m2): Fm = Ftr

+ tTtt = 220C, tNtt = 10,6 0C, ta có:

⇔ 1,8 x (10,6 - tx) = 4,44 x (tx - 22)

⇔ tx = 18,71 0C

Kết quả tính toán lượng nhiệt truyền qua kết cấu bao che được thống kê trong bảng 1.7:

Bảng 1.7 Lượng nhiệt truyền qua kết cấu bao che vào mùa Đông.

K (w/m 2

Phòng Hướng Kết cấu F(m 2 )

K (w/m 2

Vách kính 21,84 1,83 22 10,6 -11,4 1 -455,6Giếng thang 450 33,6 1,89 22 10,6 -11,4 0,7 -506,8Tường 110 170,94 2,22 22 10,6 -11,4 0,7 -3028,3

Nam

Vách kính 125,25 1,83 22 10,6 -11,4 1 -2613,0

Tường 220 129,78 1,76 22 10,6 -11,4 1 -2603,9Tường 110 96,6 2,22 22 10,6 -11,4 0,7 -1711,3Giếng thang 450 59,64 1,89 22 10,6 -11,4 0,7 -899,5

Tường 110 92,82 2,22 22 10,6 -11,4 0,7 -1644,4 Nam

Tây

Vách kính 65,52 1,83 22 10,6 -11,4 1 -1366,9Tường 110 259,77 2,22 22 10,6 -11,4 0,7 -4602,0Giếng thang 450 66,20 1,89 22 10,6 -11,4 0,7 -998,4Nam

Vách kính 18,80 1,83 22 10,6 -11,4 1 -392,2Tường 220 39,20 1,76 22 10,6 -11,4 1 -786,5Giếng thang 450 117,22 1,89 22 10,6 -11,4 0,7 -1767,9Bắc Vách kính 240,24 1,83 22 10,6 -11,4 1 -5011,9

Giếng thang 450 140,49 1,89 22 10,6 -11,4 0,7 -2118,9

Phòng Hướng Kết cấu F(m 2 )

K (w/m 2

Tường 110 100,75 2,22 22 10,6 -11,4 0,7 -1784,8Giếng thang 450 96 1,89 22 10,6 -11,4 0,7 -1447,9Bắc Vách kính 314,5 1,83 22 10,6 -11,4 1 -6561,1

Tây

Tường 110 64,5 2,22 22 10,6 -11,4 0,7 -1142,7Giếng thang 450 43 1,89 22 10,6 -11,4 0,7 -648,5Nam Tường 110 104,5 2,22 22 10,6 -11,4 0,7 -1851,3Bắc Tường 110Giếng thang 450 17,556 2,221,89 2222 10,622 -11,4 0,70 1 -844,60,0

Phòng Hướng Kết cấu F(m 2 )

K (w/m 2

- Từ công suất nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che của các tầng và căn hộ đã

tính ta tính được công suất nhiệt đơn vị của các phòng công năng và tính

toán cho các tầng còn lại trong bảng sau:

Bảng 1.8:Lượng nhiệt truyền qua kết cấu bao che về mùa Đông của các tầng.

Tầng Phòng Diện tích(m2) Công suất đơn vị

QH

kcbc = ( ) H

D

Đ M

Đ

t

Q Q

M : Lượng nhiệt tổn thất qua mái về mùa đông [w]

- ∆tH, ∆tĐ : Chênh lệch nhiệt độ giữa không khí trong và ngoài phòng về mùa hè vàmùa đông [ 0C ]

Kết quả tính toán lượng nhiệt truyền qua kết cấu bao che về mùa hè được thống kê trongbảng 1.9:

Bảng 1.9 Lượng nhiệt truyền qua kết cấu bao che về mùa Hè

kcbc

[w]

Q Đ M

H T

[ 0 C ]

tH N

[ 0 C ]

∆tH[ 0 C ]

∆tĐ[ 0 C ]

QH kcbc

Bảng 1.10 Tổng kết lượng nhiệt truyền qua kết cấu bao che.

kcbc

[w]

QH kcbc

3.2 Tính toán tỏa nhiệt:

3.2.1 Tỏa nhiệt do người:

Lượng nhiệt toả ra do con người được tính theo công thức sau:

Qng = n × qo [W]

Trong đó:

+ Qng: Lượng nhiệt do con người toả ra [W]

+ n: Số người trong phòng [người], được chọn theo chức năng và diện tíchphòng

+ qo: Lượng nhiệt toàn phần do 1 người toả ra [W/ng], tra bảng 3.7 trang 92 sáchThông gió – Hoàng Thị Hiền, TS.Bùi Sỹ Lý qo phụ thuộc vào trạng thái lao động, độtuổi và nhiệt độ phòng

Kết quả tính toán lượng nhiệt toả ra do người được thống kê trong bảng 1.11:

Tầng Phòng Diện

tích (m2)

(W)

q o

(W/n g)

3.2.2 Tỏa nhiệt do chiếu sáng:

Trong các phòng, để đảm bảo điều kiện về ánh sáng ta phải bố trí hệ thống đènchiếu sáng Hệ thống chiếu sáng toả ra trong phòng một lượng nhiệt được xác định theocông thức sau:

Kết quả tính toán được tổng hợp trong bảng 1.12:

Bảng 1.12 Tính toán tỏa nhiệt do chiếu sáng.

tích (m2)

a[W/m2sàn]

N

Qcs[W]

3.3.3 Tỏa nhiệt do động cơ thiết bị:

Lượng nhiệt tỏa do động cơ thiết bị điện:

QĐc = N.µ1 µ2 µ3 µ4 [W]

Trong đó:

N: Tổng công suất của các thiết bị dùng điện, [W]

N = n xF n: chỉ tiêu cấp điện cho ổ cắm (W/m2)

(chỉ tiêu cấp điện ổ cắm = chỉ tiêu cấp điện công trình không điều hòa – chỉ tiêu cấp điện chiếu sáng – chỉ tiêu cấp điện thang máy)

công trình có 13 thang chở khách 7 kW/thang và 4 thang chở hàng 11 kW/thang

theo TCVN 9206-2012 và TCVN 5687-2010

F: Diện tích sàn (m2)

µ1 = 0,7 ÷ 0,9: Hệ số sử dụng công suất lắp đặt

µ2 = 0,5÷ 0,8: Hệ số tải trọng động cơ

µ3 = 0,5 ÷1: Hệ số làm việc không đồng thời

µ4 = 0,65 ÷ 1: Hệ số kể đến độ nhận nhiệt của môi trường không khí

Khi tính toán có thể lấy tích số: µ1 µ2 µ3 µ4 = 0,25

Kết quả tính toán được thống kê trong bảng 1.13:

Bảng 1.13 Lượng nhiệt tỏa do động cơ thiết bị điện

tích (m2)

a[W/m2sàn]

Chỉ tiêucấpđiện CT(w/m2)

nw/m2

Côngsuất điệnt.bị [W]

Tỏa dothiết bị[W]

Qt[W]

MùaĐông

3.4 Thu nhiệt do bức xạ mặt trời:

Tổng nhiệt thu do bức xạ mặt trời

3.4.1 Thu nhiệt do bức xạ mặt trời qua cửa và vách kính:

Lượng nhiệt do bức xạ mặt trời truyền qua vách, cửa kính được xác định theo công thức:

tính toán, 2

W m (Tra bảng B.4:Trực xạ trên mặt đứng 8 hướng –TCVN4088-1985, địađiểm Hà Nội vào tháng 6 lúc 14-15h) riêng phần căn hộ lấy vào thời điểm 8-9h, ta có: Hướng Bắc: qbx = 75 [kcal/m2h] = 87,15 [W/m2]

Hướng Đông: qbx = 0 [kcal/m2h] = 0 [W/m2]

Hướng Tây: qbx = 387 [kcal/m2h] = 449,70[W/m2]

Hướng Nam: qbx = 0 [kcal/m2h] = 0 [W/m2]

+ Fkính: Diện tích kính chịu bức xạ, m2

Kết quả tính toán được thống kê trong bảng 1.15:

Bảng 1.15 Lượng nhiệt bức xạ vào nhà qua cửa kính và vách kính.

(W/m 2 ) τ Q bxkính(W)

Tầng 1 Sảnh

hàng

3.4.2 Thu nhiệt do bức xạ mặt trời qua mái:

Aτ

bx

t bx

Q : Bức xạ mặt trời do dao động nhiệt độ [W]

a Bức xạ mặt trời do chênh lệch nhiệt độ, t

bx

Q∆ :

Khi tia nắng mặt trời chiếu lên bề mặt kết cấu, sẽ có một phần năng lượng được hấpthụ, phần năng lượng bị hấp thụ này chuyển thành nhiệt năng làm nóng kết cấu ngănche, làm nhiệt độ bề mặt kết cấu tăng cao Để kể đến phần nhiệt độ tăng này, người tathay thế cường độ bức xạ mặt trời bằng một trị số gọi là nhiệt độ tương đương trungbình ttd TB của không khí bên ngoài, được xác định theo công thức:

bx

q : Cường độ bức xạ trung bình trên bề mặt kết cấu, W m2 Tra bảng B.3: Trực xạ trên mặt bằng –TCVN4088-1985, ta có cường độ bức xạ trung bình trên mặt bằng như sau:

5,28024

6732

= bx ngay

TB bx

+ αN: Hệ số trao đổi nhiệt bề mặt ngoài kết cấu ngăn che, αN = 23,26 W/m2K

Nhiệt độ tổng cộng trung bình của không khí bên ngoài:

tTB

tg = tTB

N + tTB td

(tTB

N : Nhiệt độ trung bình tháng 7, tra bảng N1_TCVN4088-1985 , ta có tTB

N = 28,8 oC) Vậy ta có: tTB

td = 0,6523×,26280,5

= 7,84 oC

b Bức xạ mặt trời do dao động nhiệt độ:

Để xác định biên độ dao động của nhiệt độ tổng ta phải xem xét biên độ của nhiệt độtương đương do bức xạ gây ra và biên độ của nhiệt độ không khí ngoài trời

Biên độ dao động của cường độ bức xạ có thể xác định như hiệu số giữa cường độ cựcđại và cường độ trung bình trong ngày đêm (24h):

tb

bx bx

A = max − Trong đó: tb

A

α

ρ =

26,23

5,64765,

Ψ: Hệ số phụ thuộc vào độ lệch pha ∆Z và tỉ số giữa biên độ dao động nhiệt độ

tương đương và nhiệt độ bên ngoài

Nhiệt độ không khí cực đại vào 15h ( tại Hà Nội-theo Nhiệt và Khí hậu Kiến

trúc) cường độ bức xạ cực đại vào lúc 12h

→ ∆Z = 15 – 12 = 3h

và 2,5

3,7

1,

có Ψ = 0,935 (tra bảng 3.12 trang 103 sách Thông gió)

• Biên độ dao động của nhiệt độ tổng được xác định:

Attg= (18,1 + 7,3 ) 0,935 = 23,75 oC

• Dao động của nhiệt độ tổng ngoài nhà sẽ truyền vào trong nhà, khi đi qua bề dày củakết cấu bao che nó bị tắt dần và trên bề mặt bên trong của kết cấu bao che biên độ daođộng chỉ còn lại ν lần nhỏ hơn so với biên độ dao động trên mặt ngoài

ν : Hệ số tắt dần của kết cấu, có nhiều phương pháp xác định, ở đây ta dùng công thức gần đúng của giáo sư V.N Bogolovsky :

ν = ( 0,83 + 3 ) 2

D

e D

R

∑

Trong đó :

+ ∑R =∑ λ δ : Tổng nhiệt trở của các lớp vật liệu trong kết cấu ngăn che (m2.K/W)

+ D: Chỉ số nhiệt quán tính của kết cấu ngăn che: D = ∑

=

n 1

s RKết cấu mái:

ν = ( 0,83 + 3

4,25 2

0,72)

4, 25 e

TB tg m T tr T T

K K t K t K A

++

mai

Q = ∆ + = ktr Ftr (tx - tT) (W) Kết quả tính toán lượng nhiệt bức xạ mặt trời truyền vào nhà qua mái được thống kêtrong bảng 1.16:

Bảng 1.16 Nhiệt bức xạ mặt trời truyền vào nhà qua mái.

Tên phòng Fmai

(m2) K

tr(W/m2K) (toC)x

tT

(oC)

mai bx

Căn hộ Phòng ngủ 2 159,8 290,1 449,9

3.5 Tổng kết nhiệt thừa của các phòng:

Công thức tính toán:

∑Qthừa = ∑Qtỏa + ∑Qthu + ∑Qkcbc (W)

∑Qtỏa : Tổng lượng nhiệt tỏa vào trong phòng (W), bảng 1.14

∑Qthu : Tổng lượng nhiệt thu do bức xạ mặt trời (W), bảng 1.17

∑Qkcbc : Tổng lượng nhiệt truyền qua kết cấu bao che (W), bảng 1.10

Bảng 1.18 Tổng kết nhiệt thừa của các phòng

Sinh hoạt

Khu dịch vụ 12334,2 -24817,9 -12483,7 12190,2 21987,8 2651,4 36829,4Phòng tập

GYM 34998,9 -31453,0 3545,9 34590,9 30625,3 5604,2 70820,4