3.2.1 Tổng quan về tòa nhà Petro Vietnam Towers
Tòa nhà Petro Vietnam Towers là một trong những cao ốc văn phòng lớn nhất hiện nay trên địa bàn Thành phố du lịch Vũng Tàu hoạt động trong lĩnh vực kinh doanh cho thuê văn phòng.
Tọa lạc tại số 8 Hoàng Diệu – ngay trung tâm Thành Phố Vũng Tàu, Petro Vietnam Towers luôn là địa điểm để các công ty hàng đầu trong và ngoài nước đặc biệt là các công ty hoạt động trong lĩnh vực dầu khí hoặc các công ty thương mại liên quan đến hoạt động thương mại toàn cầu đặt văn phòng tại đây.
Được xây dựng vào năm 1995 và đưa vào sử dụng năm 1997, Petro Vietnam Towers được thiết kế theo tiêu chuẩn quốc tế - tòa nhà hạng A, quy mô xây dựng lên đến 12 tầng với đầy đủ tiện nghi hiện đại về các dịch vụ: Điêu hòa không khí, thông tin liên lạc, hệ thống an toàn, chiếu sáng,… Tòa nhà được xây dựng với tổng diện tích sàn khoảng 18,349m2, diện tích sử dụng 13,707m2.
Định hướng và thiết kế của tòa nhà:
• Tòa nhà gồm 12 tầng và được xây dựng phân bổ như sau:
9 Tầng trệt: Chủ yếu là khu vực sảnh.
9 Tầng lửng chủ yếu là khu vực văn phòng quản lý tòa nhà.
9 Từ tầng 2 đến tầng 9 là khu vực văn phòng cho thuê
9 Tầng 10 là khu hội trường và nhà kho.
9 Tầng 11 và 12 là bố trí các thiết bị kỹ thuật
9 Tầng thượng là tầng kỹ thuật
• Về diện tích xây dựng có các số liệu cơ bản như sau:
9 Tổng diện tích sàn thô là 18,319m2.
9 Tổng diện tích tường bao (kể cả mái) là 9680 m2
9 Tỷ lệ giữa diện tích tường bao/ diện tích sàn thô là 0.53
9 Diện tích dành cho khu vực đậu xe là 1,900 m2
9 Diện tích có điều hòa không khí là 13,700 m2
• Tòa nhà có các hướng chính tiếp giáp các trục đường sau:
9 Mặt chính: Hướng Bắc giáp giao lộ Hoàng Diệu - Lê Lợi.
9 Mặt bên: Hướng Đông Bắc giáp đường Lê Lợi – đây là hướng đón gió mát từ biển thổi vào.
9 Mặt bên: Hướng Tây Bắc giáp đường Hoàng Diệu.
9 Mặt sau: Hướng Nam giáp đường Thủ Khoa Huân.
Các bề mặt bao che sử dụng một lượng kính trong rất lớn. Điều này tạo điều kiện rất tốt cho việc lấy ánh sáng tự nhiên, tuy nhiên cũng có nghĩa là cần phải có giải pháp ngay từ giai đoạn thiết kế nhằm làm giảm tối đa tác động của thời tiết đến tòa nhà mà đặc biệt là sự ảnh hưởng của nhiệt bức xạ mặt trời lên tòa nhà trong điều kiện khí hậu nhiệt đới của Thành Phố Vũng Tàu làm gia tăng phụ tải nhiệt của hệ thống Điều hòa không khí.
Hai mặt bên của tòa nhà là Hướng Đông Bắc và Tây Bắc là 2 hướng mà cường độ bức xạ mặt trời là thấp nhất.
Mặt trước hướng Bắc và mặt sau hướng Nam, đây là 2 hướng mà ánh nắng chiếu xiên, và được thiết kế cong tròn có tác dụng làm cho ánh nắng không chiêu trực tiếp và sâu vào bên trong chỉ theo 1 góc hẹp chiếu 1 phần của mặt tiền.
Bên cạnh đó việc thiết kế hàng lang cao 8m, rộng gần 4m xung quanh tòa nhà là các vùng đệm giữa khu vực ngoài trời và khu vực sử dụng ĐHKK trong tòa nhà có tác dụng hạn chế hầu hết bức xạ mặt trời tác động vào khu vực tầng trệt. Đây cũng là hành lang lưu thông gió góp phần làm mát các khu vực tầng trệt, lầu 1 của tòa nhà.
Để làm giảm nhiệt độ xung quanh tòa nhà, cây xanh và thảm cỏ được trồng xung quanh tòa nhà.
Để giảm nhiệt bức xạ lên tòa nhà đặc biệt từ tầng 3 đến tầng 12, chủ khách sạn đã sử dụng màu hồng nhạt làm gam màu chủ đạo để che phủ cho phần BTCT của khu vực này. Đây là một trong những gam màu có hệ số hấp thụ bức xạ mặt trời tương đối thấp so với các màu khác chỉ khoảng 0.58.
Cửa sổ không những tạo cho người sử dụng hướng nhìn đẹp ra bên ngoài mà còn đưa ánh sáng tự nhiên đi sâu vào vào bên trong góp phần làm giảm chiếu sáng nhân tạo. Hệ thống cửa sổ của tòa nhà được bố trí khá hợp lý với diện tích cửa sổ lớn với cấu tạo gồm: cửa kính, khung nhôm có phủ sơn chống nóng kết hợp rèm nhằm tận dụng, phân bổ ánh sáng tự nhiên đều trong phòng nhưng đồng thời cũng hạn chế tối đa ảnh hưởng của nhiệt bức xạ mặt trời. Đối với tòa nhà, cửa kính được sử dụng vừa làm tăng tính thẩm mỹ, hiện đại đồng thời góp phần tận dụng ánh sáng tự nhiên, giảm ánh sáng nhân tạo cho khu vực này.
Hệ thống thông gió tự nhiên được sử dụng cho các khu vực bố trí thiết bị ở tầng trệt và lầu 11,12 thông qua các cửa lá xách.( Hay cửa là xách được dùng để thông gió tự nhiên cho các khu vực kỹ thuật).
Do tòa nhà sử dụng kính làm 1 phần bao che có tác dụng thẩm mỹ, tăng tính hiện đại và sang trọng của tòa nhà đồng thời có thể tận dụng áng sáng tự nhiên tuy nhiên kính cũng là vật liệu truyền nhiệt bức xạ rất nhiều. Để hạn chế điều này, tòa nhà sử dụng loại kính chống nóng loại BS 952 và BS 6262 nhằm tác dụng cho 80% lượng ánh sáng đi qua và ngăn từ 50-60% lượng nhiệt bức xạ truyền vào phòng.
Với phần tường bao, được xây dựng bằng gạch dày 20 cm trát vữa dày 1.5 cm, bên ngoài sơn 3 lớp màu hồng nhạt.
Sau tường bao thì mái là bộ phận chịu ảnh hưởng của nhiệt bức xạ lớn nhất so với các bộ phận khác của công trình. Ngoài vai trò chống thấm, mái luôn luôn phải chịu cường độ bức xạ mặt trời lớn gần như suốt quanh năm. Đối với Petro Vietnam Towers, để hạn chế nhiệt bức xạ mặt trời truyền xuống các khu vực bên dưới và chống thấm, mái được xây dựng theo thứ tự sau:
9 Lớp đan bảo vệ dày 5 cm bằng bê tông cốt thép.
9 Lớp cách nhiệt dày 10 cm.
9 Lớp chống thấm
9 Lớp vữa tạo dốc
9 Sàn bê tông cốt thép
9 Trần lafon.
3.2.2 Tổng quan về phần thiết bị sử dụng năng lượng 3.2.2.1 Hệ thống điều hòa không khí (ĐHKK) 3.2.2.1 Hệ thống điều hòa không khí (ĐHKK) 3.2.2.1 Hệ thống điều hòa không khí (ĐHKK)
Hệ thống điều hòa không khí (ĐHKK) của tòa nhà Petro Vietnam Towers
được trang bị gồm 3 cụm Water Chiller máy nén trục vít hiệu Trane loại dàn ngưng với công suất lạnh 335 tons (1178 kW), công suất điện 368 kW, mỗi Chiller có 4 block, hiệu suất làm lạnh COP = 3.2. Các thiết bị phụ gồm có:
9 28 Quạt/ dàn ngưng công suất điện 1HP/quạt.
9 18 AHU công suất lạnh (230kW/(1 cái); 125kW/(1 cái); 167kW/(14 cái); 145kW/(2 cái)).
Mỗi cụm Chiller có 4 Block máy nén được điều khiển thay đổi tải tự động theo phụ tải thực. Trên máy có bố trí màn hình theo dõi và cài đặt các thông số vận hành như nhiệt độ nước lạnh, nhiệt độ áp suất tác nhân lạnh, nhiệt độ áp suất dầu bôi trơn,…
Lưu lượng nước lạnh cấp vào các AHU được kiểm soát và điều chỉnh vô cấp nhờ bộ cảm biến nhiệt đặt ở đường không khí (KK) hồi và tác động vào van điện đặt trên đường nước cấp vào AHU. Nhờ vậy nhiệt độ KK cấp sẽ được điều chỉnh cho phù hợp nhằm duy trì nhiệt độ phòng ở mức mong muốn. Ngoài ra hệ thống ống dẫn phân phối nước lạnh được bảo ôn rất tốt giúp giảm thiểu xâm nhập nhiệt từ môi trường gây gia tăng phụ tải cho hệ thống.
Quá trình vận hành của hệ thống ĐHKK được nhân viên kỹ thuật theo dõi thường xuyên thông qua hệ thống theo dõi và vận hành tại bàn điều khiển trung tâm. Nhờ hệ thống này nhân viên kỹ thuật có thể phát hiện kịp thời các sự cố nhằm đảm bảo sự vận hành ổn định của hệ thống cũng như quản lý việc đóng cắt các thiết bị hợp lý tùy theo nhu cầu thực tế giúp tránh tiêu thụ điện năng lãng phí.
Các cải tiến chính của hệ thống ĐHKK là các cải tiến về mặt vận hành nhằm cắt giảm các tiêu thụ điện năng lãng phí, giảm tiêu thụ điện chung của hệ thống mà vẫn đảm bảo hiệu quả điều hòa cho toàn bộ tòa nhà.
Các cai tiến về mặt vận hành bao gồm:
Trước đây khách sạn luôn vận hành 2(có khi đến 3) cụm Water Chiller bất chấp điều kiện môi trường và phụ tải nhiệt của hệ thống dẫn đến các cụm máy thường xuyên chạy ở chế độ non tải (dưới 50%). Hơn nữa khi vận hành nhiều cụm máy thì tương ứng khách sạn phải vận hành thêm nhiều bơm nước lạnh, bơm nước giải nhiệt và quạt giải nhiệt. Nhận thức rõ tình trạng lãng phí điện năng khi vận hành thừa các cụm máy nên khách sạn đã điều chỉnh lại quy trình vận hành: chỉ vào những ngày trời nắng nóng, nhiệt độ không khí ngoài trời cao( như mùa hè) mới vận hành tối đa 2 cụm máy Water Chiller, vào những ngày trời mát mẻ cũng là lúc nhu cầu sử dụng ĐHKK giảm chỉ vận hành 1 cụm máy Water Chiller. Song song đó các cụm bơm và quạt của hệ thống cũng được vận hành với số lượng vừa đủ đáp ứng nhu cầu giải nhiệt và phân phối lạnh. Việc này đã giúp các cụm máy luôn chạy ở chế độ tải tối ưu ( từ 75 – 90%) từ đó tối ưu hóa được lượng điện năng tiêu thụ cho hệ thống ĐHKK. Thực hiện việc này một cách có kế hoạch đã giúp cho khách sạn tiết kiệm được khoảng 120,000 KWh điện/ năm, tương đương giảm chi phí điện 186 triệu đồng/năm.
18 AHU đều có hệ thống đường ống cung cấp khí tươi và không khí thải với các Damper điều chỉnh lưu lượng không khí nhằm kiểm soát mức độ ô nhiễm không khí trong tòa nhà. Trước đây, lưu lượng không khí tươi cấp vào tòa nhà (tương ứng không khí thải) khoảng 25 m3/h. Ban quản lý khách sạn và tổ kỹ thuật chuyên môn đã tham khảo các tiêu chuẩn về không khí tươi cần thiết đối với các khu vực ĐHKK, theo tiêu chuẩn ASHRAE thì đối với tòa nhà nhu cầu không khí tươi chỉ khoảng 18,000 m3/h là đủ. Trên cơ sở đó khách sạn đã tiến hành điều chỉnh lại lưu lượng không khí tươi bổ sung thông qua việc điều chỉnh lại các damper cho phù hợp. Việc này đã giúp giảm một phần phụ tải cho hệ thống ĐHKK, từ đó giúp giảm tiêu thụ điện năng khoảng 8,200 kWh/năm, tương đương giảm chi phí điện khoảng 12.7 triệu đồng/ năm.
Trong tình hình thiếu điện trầm trọng và công ty điện lực đã cắt điện liên tục thì khách sạn đã buộc phải vận hành các máy phát điện diesel với chi phí nhiên liệu khá
lớn. Trong khoảng thời gian phải vận hành bằng máy phát điện như vậy để giảm bớt phụ tải cho máy phát khách sạn đã cắt giảm một số thiết bị phụ có thể được và đặc biệt cài đặt tăng nhiệt độ trung bình nước lạnh của hệ thống ĐHKK lên 10C ( bình thường là 80C/120C tăng lên 90C/130C). Nhờ vậy khách sạn đã giảm được điện năng tiêu thụ khoảng 7,500 kWh/năm, tương đương giảm chi phí điện khoảng 18 triệu đồng/ năm.
Chất lượng không khí trong tòa nhà
Hệ thống ĐHKK và thông gió giúp duy trì nhiệt độ cho các khu vực có ĐHKK ở mức hợp lý từ 24 – 260C, độ ẩm luôn dùy trì ở mức 56 – 56% đồng thời đảm bảo lượng không khí trao đổi trong tòa nhà ở mức phù hợp giúp duy trì độ sạch của không khí cũng như giúp tiết kiệm điện cho hệ thống ĐHKK.
Tỷ lệ trao đổi không khí sạch: 18 m3/h/người tương đương 1.3 m3/h/m2. Phụ tải lạnh là: 217 W/m2
3.2.2.2 Hệ thống chiếu sáng.
Do chức năng sử dụng của tòa nhà là văn phòng cho thuê, do đó ngay từ giai đoạn thiết kế lắp đặt, hệ thống chiếu sáng của tòa nhà được thiết kế theo tiêu chuẩn của Singapore và các thiết bị được chọn là thiết bị tiết kiệm năng lượng được bố trí một cách hợp lý nhằm đảm bảo điều kiện làm việc tốt nhất cũng như điện năng tiêu thụ là thấp nhất.
Hệ thống chiêu sáng được lắp đặt theo từng khu vực cụ thể, có sự phân biệt rõ ràng giữa các khu vực dựa trên nhu cầu về độ sáng, tính mỹ quan, …Ngoài ra khách sạn còn thiết kế các công tắc riêng biệt cho từng cụm, từng dãy đèn sao cho có thể đóng ngắt theo nhu cầu sử dụng của từng khu vực, từng văn phòng, sảnh, hành lang,… ở từng thời điểm khác nhau mà không ảnh hưởng đến khu vực khác.
Để chiếu sáng văn phòng khách sạn sử dụng toàn bộ loại đèn huỳnh quang với bóng đèn T8-36W hiệu Philips kết hợp ballast hiệu suất cao 6W đồng thời khách sạn đều lắp tụ bù cho các bộ đèn này giúp nâng cao hệ số công suất đèn, giảm tổn hao điện.
Với khu vực hành lang, sảnh sử dụng chủ yếu là loại đèn downlight với bóng đèn compact tiết kiệm điện 9W, 18W và đèn huỳnh quang 0.6m, khách sạn lắp đặt các bộ timer nhằm quản lý thời gian hoạt động của hệ thống đèn các khu vực này nhằm tránh sử dụng lãng phí sau giờ làm việc. Bộ timer có khả năng giúp cài đặt thời gian hoạt động cho các dãy đèn khác nhau, từ đó giúp điều khiển cho từng vùng chiếu sáng riêng biệt, điều khiển tắt mở xen kẽ, …
Với khu vực sân vườn để chiếu sáng khách sạn sử dụng 30 bóng đèn compact 18W vừa làm tăng tính mỹ quan vừa chiếu sáng cho khu vực này.
3.2.3 Tổng lượng năng lượng tiết kiệm
Nhìn thấy tầm quan trọng của việc tiết kiệm năng lượng, dẫn đến tiết kiệm chi phí về kinh tế và giảm tác động đến môi trường, ngay từ giai đoạn thiết kế, thi công lắp đặt các thiết bị tiêu thụ điện năng. Chủ đầu tư và ban quan lý dự án đã đề ra tiêu chí thiết kế và chọn lựa các thiết bị công nghệ mới nhằm đạt mục tiêu tiết kiệm tối đa điện năng tiêu thụ cho tòa nhà.
Trong giai đoạn vận hành khách sạn luôn đề cao công tác quản lý, vận hành, bảo trì các thiết bị này nhằm đảm bảo các hệ thống tiêu thụ năng lượng luôn hoạt động trong tình trạng tốt nhất và tiết kiệm điện năng nhất.
Nhờ nhận thức tiết kiệm năng lượng ngay từ giai đoạn đầu tư và trong quá trình vận hành. Tòa nhà Petro Vietnam Tower hiện có chỉ số tiêu thụ điện khoảng 188 kWh/m2/năm, tiêu thụ điện trung bình 253,000 kWh/tháng.
3.2.3.1 Hiệu quả từ việc quản lý tốt hệ thống ĐHKK a. Cắt giảm vận hành 1 cụm Water Chiller
Thông tin/ tính toán Đơn vị Số lượng
Giá điện giờ bình thường (6:00hrs – 18:00hrs) VND 1,551 Công suât điện cụm Water Chilller (khi đầy tải) kW 368 Số giờ vận hành trung bình mỗi ngày Giờ/ngày 9.5 Số ngày vận hành trong năm Ngày/năm 260 Số giờ vận hành trung bình trong năm Giờ/năm 2,470
Số lượng cụm water chiller hoạt động thường trực Cụm 2 Số giờ vận hành 1 năm của 2 cụm chiller Giờ/ năm 2,470 Ước lượng số giờ vận hành ở trạng thái non
tải(<50%)
Giờ/ năm 800
Công suất điện TB khi chiller chạy non tải (<50%) kW 260
Sau khi điều chỉnh vận hành
Số lượng cụm chiller cắt giảm hoạt đông Cụm 1 Ước lượng số giờ vận hành cắt giảm một năm của
chiller
Giờ/ năm 800
Điện năng cắt giảm một năm kWh/năm 120,000 Chi phí điện giảm một năm VND/năm 186,000,000 Ghi chú: khi cắt giảm 1 chiller, chiller còn lại sẽ
chạy đầy tải.
b. Điều chỉnh giảm lượng không khí tươi bổ sung (KK thải) cho các AHU
Thông tin/ tính toán Đơn vị Số lượng
Giá điện giờ bình thường (6:00hrs – 18:00hrs) VND 1,551 Số giờ vận hành trung bình trong năm Giờ/năm 2,470
Hiệu suất chiller (COP) - 3.2