Trong các công trình nhà ở, đặc biệt là các tòa nhà cao tầng thì các cầu thang bộ được dùng làm lối thoát hiểm trong trường hợp có hỏa hoạn xảy ra, vì vậy theo tiêu chuẩn thì các cầu thang bộ này cần được thiết kế hệ thống thông gió điều áp cho cầu thang và buồng đệm của cầu thang, để đảm bảo cho người thoát nạn an toàn khi có cháy, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho lực lượng chữa cháy hoạt động.
Theo tiêu chuẩn thì để ngăn khói lan vào các cầu thang và buồng đệm thì áp suất tại các vị trí này khi có cháy lần lượt là 50Pa trong cầu thang bộ và 25Pa với buồng thang đệm (stopp smoke lobby) khi có 3 cửa của cầu thang mở trong đó: một cửa của tầng cháy, một cửa của tầng trên hoặc dưới tầng cháy, một cửa tại tầng trệt.
Để tính toán cụ thể thì ta dựa vào các tiêu chuẩn sau:
- Tiêu chuẩn Singapor CP13 -1999 mục 6.9.2.4: Vận tốc không khí đi qua mỗi cửa khi có 3 của cùng mở đồng thời là ω = 1m/s.
- Vậy ta có lưu lượng không khí đi qua 3 cửa sẽ được tính theo công thức sau:
Q3cửa = 3.S1 cửa.ω , m3/s .
Ngoài ra ta cần cộng thêm lưu lượng không khí bị rò rỉ tại các của còn lại: để tính toán lượng không khí bị rò rỉ qua các của còn lại ta dựa theo tiêu chuẩn BS 5588 phần 4 – 1978 (Tiêu chuẩn Anh). Theo tiêu chuẩn này thì lượng không khí rò rỉ qua các của có kích thước 2000x800mm (chu vi cửa là 5,6m) được cho theo bảng 3 & 4 trong phần tiêu chuẩn này với chênh lệch áp suất giữa trong và ngoài buồng thang là 50Pa.
Theo bảng 3&4 thì ứng với mỗi loại của khác nhau sẽ có hệ số diện tích rò rỉ khác nhau:
Với loại cửa đẩy vào cầu thang: với chu vi của 5,6 m (ứng với kích thước của là 2000x800mm) thì ta có hệ số diện tích rò rỉ là 0,01m2. Và hệ số diện tích rò rỉ trên một mét chu vi cửa là: 0,001786 .
6 , 5 01 , 0 m
Với loại của kéo vào từ cầu thang: với chu vi của 5,6 m (ứng với kích thước của là 2000x800mm) thì ta có hệ số diện tích rò rỉ là 0,02m2. Và hệ số diện tích rò rỉ trên một mét chu vi cửa là: 0,003571 .
6 , 5 02 , 0 m
Kích thước cửa, của cầu thang thoát hiểm, của công trình Nha Trang Palace Hotel là 2200x1000mm Chu vi cửa là 6,4 m. Loại của sử dụng là cửa đẩy vào buồng thang. Nên để xác định được hệ số diện tích rò rỉ qua của ta cần nhân chu vi của của thực tế với hệ số diện tích rò rỉ trên một mét chu vi cửa.
Vậy ta có hệ số diện tích rò rỉ với loại của thực tế tính toán là: Sr/1cửa = 6,4 × 0,001786 = 0,01143 m2.
Lượng không khí rò rỉ qua một cửa sẽ được tính theo công thức: Qrò rỉ = 0,827.Sr/1cua.(Δp)1/2.
Trong đó:
Sr/1cua – Diện tích rò rỉ qua một cửa, m2.
Δp- Chênh lệch áp suất giữa trong và ngoài cầu thang, theo tiêu chuẩn lấy là 50Pa.
Tổng lưu lượng để chọn quạt, với 1,25 là hệ số an toàn.. ΣQ = (Q3cửa + Qrò rỉ ).1,25 m3/s.
4.6.1. Tính toán tăng áp cho cầu thang hướng Nam.
Cầu thang có 17 cửa thoát hiểm, và kích thước mỗi cửa là 2200x1000mm có diện tích là Scửa = 2,2 m2.
Ta có:
Lưu lượng không khí qua 3 cửa là:
Q3 cửa = 3.2,2.1 = 6,6 m3/s = 23760 m3/h. Lưu lượng không khí rò rỉ qua 14 cửa còn lại:
Qrò rỉ = 14.0,827.0,01143.(50)1/2 = 0,936 m3/s = 3369,6 m3/h. Vậy ta có tổng lưu lượng là:
ΣQ = (23760 + 3369,6).1,25 = 33912 m3/h = 9,42 m3/s.
Để tăng áp cho cầu thang ,ta chọn quạt có lưu lượng lớn hơn 33912 m3/h. Lưu lượng không khí cấp vào một cầu thang thoát hiểm:
Qi = Q 1995m /h 0,55m /s 17 33912 17 3 3 .
Tiết diện của ống riser chính: chọn vận tốc không khí đi trong ống ω = 15m/s. Smiệng thổi = Q = 15 42 , 9 = 0,628m2
4.6.2. Tính chọn kích thước miệng thổi.
Ta có tiết diện miệng thổi của một buồng thang là: Smiệng thổi = 6 , 0 . i Q , m2. Trong đó: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Smiệng thổi – tiết diện của miệng hút, m2.
ω – Tốc độ tại miệng thổi, m/s. Chọn tốc độ tại miệng thổi là 6 (m/s). Vậy: Smiệng thổi = 0.153 6 , 0 . 6 55 . 0 6 , 0 . i Q , m2.
Ta chọn miệng thổi có model SAG 600x300, có tiết diện là Schọn = 0,18m2. Tính lại vận tốc tại miệng thổi:
1 , 5 6 , 0 . 18 , 0 55 , 0 6 , 0 . chon i S Q m/s. 4.6.3. Chọn quạt. Cột áp cần thiết chọn quạt:
Do cũng sử dụng ống bê tông để dẫn không khí nên việc tính toán tổn thất áp suất trên đường ống sẽ tính tương tự như đối với ống bê tông dùng để hút khói khi cháy. Tốc độ không khí tối đa cho phép đi trong ống bê tông là 20m/s, chọn tốc độ không khí là 15m/s để giảm tổn thất trên đường ống , tiết kiệm khi chọn quạt. Vậy tương tự như trên ta có tổn thất áp suất trên 1m chiều dài ống là: 5,25Pa/m.
Với tổng chiều dài ống bê tông dẫn không khí tăng áp cho buồng thang thoát hiểm 1 là: 74.95 m (gồm 17 buồng thang thoát hiểm và cho cả tầng hầm).
Vậy tổng tổn thất trên đường ống là: 74,95.5,25 = 393,5 Pa. Các thông số chọn quạt:
Lưu lượng vần thiết chọn quạt là: Vq = 33912 m3/h. Cột áp cần thiết chọn quạt là: 393,5 Pa.
Sử dụng phần mềm chọn quạt Fantech 4.0, ta chọn được quạt : - Hãng quạt : Fantech.
- Loại quạt : Ly tâm. - Model : 20ALDW - Lưu lượng : 34000 m3/h. - Cột áp : 395 Pa.
- Số lượng quạt : 1 cái.
4.6.4. Chọn kích thước đường ống gió.
Ta có :
Lưu lượng V = 9420 (l/s).
Tổn thất áp suất trên một mét ống ∆Pl = 0,85 Pa.
Tra đồ thị hình 7.24 [1, tr 373] ta được dtđ = 1130 (mm). Từ dtđ = 1130 (mm) ta tra bảng 7.3 [1, tr 370] ta được : a = 1200 (mm), b = 300 (mm), dtđ = 1133 (mm).
5.1. Hệ thống điện động lực.
5.1.1 Phụ tải điện của hệ thống điều hòa không khí.
Trong hệ thống điều hòa không khí có các phụ tải sau: - Cụm dàn nóng.
- Các dàn lạnh.
- Quạt cấp gió tươi, hút gió thải.
Trong công trình ngoài các phụ tải điện trên còn có các phụ tải điện khác. Tất cả các phụ tải điện này được cung cấp bởi đường dây 15 KV của lưới điện qua máy biến áp 15KV/0,4KV biến thành điện áp 220V/380V. Phần điện của hệ thống điều hòa không khí được cung cấp từ máy biến áp này.
Do hiện nay đất nước ta còn thiếu điện nên việc cung cấp điện của lưới đôi khi không được liên tục nên ta phải trang bị máy phát dự phòng để bảo đảm cung cấp điện liên tục cho hệ thống. Máy phát dự phòng được nối với máy biến áp thông qua bộ ATS (automatic transfer switch) và sẽ tự động đóng điện khi lưới điện ngắt.
Có nhiều phương pháp thiết kế cung cấp điện, ở đây ta chọn theo phương pháp thiết kế hình tia, tức mỗi phụ tải ta kéo một đường dây đến.
Đặt một tủ phân phối chính phân phối cho các tủ động lực, các tủ động lực cung cấp điện cho các thiết bị điện.
5.1.2 Một số vấn đề cần lưu ý khi thiết kế.
Khi thiết kế cung cấp điện cần lưu ý một số vấn đề sau:
- Đảm bảo chất lượng điện năng chủ yếu là đảm bảo độ lệch, độ dao động điện áp bé nhất nằm trong phạm vi cho phép so với định mức.
Chương 5
- Đảm bảo cung cấp điện liên tục, độ tin cậy của hệ thống. - Vốn đầu tư nhỏ. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Chi phí vận hành hàng năm thấp. - Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị. - Thuận tiện cho vận hành, sửa chữa.
5.1.3. Phân tích lựa chọn phương án thiết kế và tính toán. 5.1.3.1. Phương án đi dây.
Thông thường với mạng điện áp thấp người ta có hai phương pháp đi dây: -Sơ đồ hình tia:
Hình 5.1.Phân phối hệ thống điện động lực theo sơ đồ hình tia.
Mỗi phụ tải được cung cấp bởi một dường dây riêng biệt. Do đó chúng ít ảnh hưởng đến nhau và độ tin cậy cung cấp tương đối cao, dễ thực hiện các biện pháp bảo vệ và tự động hóa, dễ vận hành và bảo quản. Giảm khả năng mất điện cùng lúc khi sự cố, tiết diện dây nhỏ nhưng số đường dây nhiều dẫn đến vốn đầu tư lớn.
- Sơ đồ phân nhánh (sơ đồ dạng trục chính):
Hình 5.2. Phân phối hệ thống điện động lực theo sơ đồ dạng trục chính.
Có nhiều hộ tiêu thụ hay nhiều điểm phân phối được cung cấp từ các vị trí khác nhau trên trục chính này. Phương pháp này có ưu điểm là dễ thi công, tiết kiệm được dây dẫn. Nhược điểm của phương pháp này là khi có sự cố thì toàn bộ phụ tải trên cùng trục chính sẽ mất điện.
Qua phân tích hai phương án đi dây trên ta thấy phương án nào cũng có ưu điểm và nhược điểm. Tuy nhiên khi thiết kế đường dây thì vấn đề về độ tin cậy của hệ thống được đặt lên hàng đầu do đó ta chọn phương án đi dây theo sơ đồ hình tia chấp nhận chi phí cao hơn.
5.1.3.2. Lựa chọn phân bố các tủ điện.
Máy biến áp và máy phát điện dự phòng của công trình đặt tại tầng hầm và do đó tủ phân phối của máy biến áp nằm tại tầng này.
Trong hệ thống điều hòa không khí này ta chọn một tủ phân phối động lực: đặt tại tầng hầm cung cấp cho các tủ điều khiển của 17 tầng.
Trong tủ đặt 1 CB chính và 17CB nhánh cung cấp cho 17 tủ điều khiển của cụm dàn nóng và các dàn lạnh và các quạt hút gió.
5.1.3.3. Chọn dây dẫn và các khí cụ điện. a. Phương pháp chọn dây
Việc chọn lựa dây dẫn hợp lý khi thiết kế cũng là một vấn đề hết sức quan trọng nó liên quan đến vấn đề kinh tế kỹ thuật của dự án.
Có nhiều phương pháp chọn dây dẫn: - Chọn theo điều kiện phát nóng.
- Chọn theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép. - Chọn theo điều kiện phí tổn kim loại màu ít nhất.
Ở đây ta trình bày phương pháp theo điều kiện phát nóng dây dẫn. Khi có dòng đi qua dây dẫn thì dây dẫn sẽ nóng lên theo hiệu ứng Jun. Nếu nhiệt độ của dây quá lớn so với nhiệt độ cho phép của dây dẫn thì sẽ gây hư hỏng, cháy hoặc làm giảm tuổi thọ dây dẫn. Do đó khi sản xuất các loại dây dẫn các nhà sản xuất đã tính toán và đưa ra những thông số kỹ thuật cần thiết.
Chọn dây dẫn theo điều kiện: dòng điện cho phép của dây dẫn phải lớn hơn hay bằng dòng làm việc lâu dài của động cơ Icp Ilvmax.
Các nhà sản xuất đưa ra những thông số kỹ thuật ứng với trường hợp tối ưu nhất là khi nhiệt độ môi trường là 200C (nhiệt độ chuẩn), cáp đi ngoài không khí và chỉ có một đường dây đi trong ống hay rãnh. Nhưng trong thực tế thì điều này khó xảy ra, cáp hay dây dẫn có thể đi trong tường, hào,…đi nhiều dây chung một ống, hào,…và nhiệt độ môi trường có thể cao hơn, như ở nước ta thì nhiệt độ môi trường là 400C. Do đó cần phải có các thông số hiệu chỉnh cho phù hợp với điều kiện thực tế. Chọn phương pháp đi cáp treo trên trần, do đó ta có các thông số theo điều kiện lắp đặt sau:
- K2: hệ số hiệu chỉnh kể tới sự chênh lệch của nhiệt độ môi trường. Nhiệt độ môi trường là 400C, cáp cách điện bằng PVC nên K2 = 0,87. [TL4]
- K1: hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ kể đến số lượng cáp đi song song trong cùng một ống hay rãnh. Chọn cách đi cáp treo trên trần nên K1 = 0,95. [TL4]
Khi đó ta có:
Icp= Icp’.K1.K2 Ilv
Trong đó:
I’cp là thông số dòng điện cho phép được cho trong các bảng ứng với điều kiện chuẩn.
Icp là thông số dòng điện cho phép của dây dẫn khi đã hiệu chỉnh phù hợp với điều kiện thiết kế.
Từ những thông số điện của các thiết bị ta xác định được dòng điện làm việc của thiết bị: -Dòng điện 3pha: cos ). ( . 3 . ) ( . ) ( max V U W P A I dm dm lv -Dòng điện 1pha: cos ). ( .. ) ( . ) ( max V U W P A I dm dm lv Trong đó:
: hiệu suất của thiết bị. : hệ số lắp đặt. Ta có: K1 = 0,95, K2 = 0,87, suy ra: 8255 , 0 . ) ( max 2 1 max ' lv lv cp I K K I A I
Tra bảng PL 20[4, tr 201] ứng với I’cp ta xác đinh được tiết diện dây dẫn. Chọn cáp một lõi cách điện PVC hoặc PR. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Ví dụ tính chọn tiết diện dây dẫn cho tầng 12: Tính cho dàn lạnh:
Tầng 12 gồm:
-1 dàn lạnh Model FXMQ40PVE. -1 dàn lạnh Model FXMQ63PVE. -1 dàn lạnh Model FXMQ80PVE.
-10 dàn lạnh Model FXMQ50PVE. Ta có
-Tổng công suất tiêu thụ điện năng: ∑P = 2,867 Kw = 2867 W. -Điện áp định mức Uđm = 220-240, V. Ta chọn Uđm = 240 (V), 1pha. -: hiệu suất của thiết bị, ta chọn ≈ 1.
-: hệ số lắp đặt, ta chọn ≈ 1.
-Cos , Palace Nha Trang Hotel là khách sạn nên ta chọn Cos = 0,8.
Từ đây ta tính được Iiv max = 15 (A) I’cp = ≈ 18 (A).
Tra Catalogue tài liệu kỹ thuật dây và cáp điện Cadivi (Việt Nam) ta chọn được dây dẫn ruột được cách điện bằng vỏ PVC có tiết diện là 2x4.0 mm2, (E)1.5mm2.
Các tầng còn lại được thể hiện chi tiết trong bản vẽ mặt bằng Ống gas-Nước ngưng-Điện.
Kết quả tính toán dây dẫn cho dàn lạnh của các tầng được trình bày chi tiết trong phụ lục 5.1 Phụ lục 1.
Tính cho dàn nóng:
Tầng 12 có 1 dàn nóng RXQ22PAY1:
-Công suất tiêu thụ điện năng: P = 13,65 (Kw) = 13650 (W).
-Điện áp định mức Uđm = 380-415, V. Ta chọn Uđm = 380 (V), 3pha. -: hiệu suất của thiết bị, ta chọn ≈ 1.
-: hệ số lắp đặt, ta chọn ≈ 1.
-Cos , Palace Nha Trang Hotel là khách sạn nên ta chọn Cos = 0,6.
Từ đây ta tính được Iiv max = 34,53 (A) I’cp = ≈ 41,84 (A)
Tra Catalogue tài liệu kỹ thuật dây và cáp điện Cadivi (Việt Nam) ta chọn được dây cáp có tiết diện là 3x10,0 mm2+ (E)10,0mm2.
Các tầng còn lại được thể hiện chi tiết trong bản vẽ mặt bằng Ống gas-Nước ngưng-Điện.
Kết quả tính toán dây dẫn cho dàn lạnh của các tầng được trình bày chi tiết trong phụ lục 5.2 Phụ lục 1.
Tính cho quạt cấp gió tươi, hút gió thải nhà vệ sinh.
Tầng 12 có 2 quạt có gió:
- 1 quạt hướng trục, model AP0312AA10/10 có P = 0,6 Kw. - 1 quạt ly tâm, model 12ALSW có P = 0,67 Kw.
-Điện áp định mức Uđm = 380-415, V. Ta chọn Uđm = 380 (V), 3pha. -: hiệu suất của thiết bị, ta chọn ≈ 1.
-: hệ số lắp đặt, ta chọn ≈ 1.
-Cos , Palace Nha Trang Hotel là khách sạn nên ta chọn Cos = 0,8
Từ đây ta tính được: Dòng điện của quạt hướng trục: I’cp = 1,38 (A). Dòng điện của quạt hướng trục: I’cp = 1,541 (A)
Tra Catalogue tài liệu kỹ thuật dây và cáp điện Cadivi (Việt Nam) ta chọn được dây cáp có tiết diện của quạt hướng trục AP0312AA10/10 là 3x1,0 mm2+ (E)1,0mm2 và tiết diện của quạt ly tâm 12ALSW là 3x1,0 mm2+ (E)1,0mm2.
Các tầng còn lại được thể hiện chi tiết trong bản vẽ mặt bằng Ống gas-Nước ngưng-Điện. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});