5.5.1. Mục đích hút gió thải
- Thông gió trong nhà vệ sinh sẽ giúp: Hạn chế mùi, nồng độ các chất độc hại được sinh ra từ nhà vệ sinh.
105
- Để ngăn chặn mùi, chất độc hại sinh ra từ khu vực nhà vệ sinh cần bố trí quạt hút, cấp (nếu cần thiết với những nhà vệ sinh trong không gian kín) và đồng thời phải đảm bảo rằng lưu lượng gió hút luôn phải lớn hơn lưu lượng gió cấp nhằm duy trì áp âm trong khu vực này.
- Với những nhà vệ sinh ở trung tâm này, gió tươi sẽ được hút vào phòng qua các cửa thông gió một cách tự nhiên do chênh lệch áp suất trong và ngoài nhà, do đó chúng ta cần tính toán hệ thống hút gió thải nhà vệ sinh là đáp ứng yêu cầu.
5.5.2. Tính toán lưu lượng không khí
Theo TCVN – 5687 phụ lục L với bội số trao đổi gió nhà vệ sinh ACH = 10 lần/h. Lưu lượng trao đổi không khí:
Q = ACH. V, m3/h [TL14] Với:
Q: Lưu lượng không khí trao đổi. V: Thể tích cần thông gió.
Ta tính tương tự kiểm tra quạt và ống gió cho nhà vệ sinh, thông gió hành lang của tòa nhà văn phòng Ocean Tower.
Ví dụ tính thông gió cho nhà vệ sinh nam nữ tầng 2 của tòa nhà. - Thể tích phòng là:
𝑉𝑎 = 𝐿. 𝑊. 𝐻 = 3,3𝑥5,3𝑥2,7 = 47,22 m3
- Lưu lượng thông gió (Qa) là:
𝑄𝑎 = 𝑉𝑎. 𝐴𝐶𝐻 = 47,22𝑥10 = 472,2 m3/h = 0,131 m3/s - Tiết diện ống:
Vận tốc gió cho nhà vệ sinh là: ω = 3 (m/s) [TL6 – Tr.295]
Do đó, ta tính được tiết diện ống là:
max 0,131 0, 04 3 R d Q S w m2
Ống có tiết diện vuông nên: 𝑆𝑑−𝑠𝑞𝑢𝑎𝑟𝑒 = (0,044)0,5 = 0,21 𝑚 𝑥 0,21𝑚 Tra phần mềm Duct Checker Pro ta chọn kích thước ống là:
106
Ta tổng hợp được bảng lưu lượng nhà vệ sinh tầng 2:
Bảng 5. 20: Bảng tính thông gió nhà vệ sinh
Tên phòng Thể tích (m3) Bội số trao đổi (lần/h) Lưu lượng (m3/h) Cộng hệ số dự phòng 10% Nhà vệ sinh nam và nữ 47,22 10 472,2 519,42
So sánh với lưu lượng của quạt đã thiết kế với kết quả ta vừa tính được bảng số liệu sau:
Bảng 5. 21: Bảng so sánh lưu lượng thông gió cơ khí
Tên phòng Tính toán (m3/h) Thiết kế (m3/h) Chênh lệch (%) Nhà vệ sinh nam và nữ 519,42 540 3,8
Qua kết quả tính kiểm tra lưu lượng gió thải nhà vệ sinh ta thấy lệch khá nhỏ so với lưu lượng chọn quạt của nhà thiết kế. Tiếp theo, ngoài lưu lượng thì tổn thất áp trên đường ống cũng rất quan trọng để giúp ta chọn quạt cho phù hợp. Nếu tính cột áp không phù hợp sẽ ảnh hưởng rất lớn đến sự hoạt động của quạt, …
5.5.3. Tính tổn thất áp
Tổn thất áp trên đường ống gió sẽ bao gồm 2 thành phần: ∆𝑝 = ∆𝑝𝑐𝑏 + ∆𝑝𝑚𝑠
Trong đó:
∆pms: Trở kháng ma sát trên đường ống, Pa ∆pcb: Trở kháng cục bộ, Pa
5.5.3.1. Tổn thất ma sát
Trở kháng ma sát của đoạn ống gió được xác định bằng công thức: ∆𝑃 = 𝑙. ∆𝑃𝑙 [𝑃𝑎]
107 Trong đó:
ΔP: Tổng thất ma sát trên cả đoạn ống gió, Pa; l: Chiều dài đoạn ống gió tính tổn thất, m;
ΔPl: Tổn thất ma sát trên một mét ống gió, Pa/m;
Để xác định tổn thất ma sát ta sẽ tính vận tốc gió trên từng đoạn ống, sau đó nhân với tiết diện chiều dài đoạn ống. Tuy nhiên, để đơn giản ở đây ta tính theo phương pháp ma sát đồng nên tổn thất trên mỗi mét ống là như nhau (thường lấy pi = 1pa/m).
Ta có chiều dài đoạn ống gió:
𝐿 = 2,1 𝑚 Theo [TL6 – Tr.385] ta có pi = 0,8 - 1 Pa/m,
Vậy tổng tổn thất ma sát trên trục ống gió thải cho nhà vệ sinh nam là: ∆𝑃 = 4,1. 1 = 4,1 𝑃𝑎
5.5.3.2. Tổn thất cục bộ
- Tính tổn thất cục bộ tại cửa gió thải:
Tra catalogue miệng gió của hãng LG [TL6 – Tr.303] ta có: Tổn thất tại cửa gió thải là 5,7 Pa.
- Tính tổn thất cục bộ tại các nhánh gót giày
Tổn thất qua nhánh gót giày trên đường ống cấp gió tươi tầng 2 theo công thức:
pcb = n.pđ(2), Pa [TL2 – Tr.303] Trong đó:
n: là hệ số cột áp động (xác định theo bảng 7.7 đến 7.10 [TL6 – Tr.304]); pđ: là cột áp động Pa, tra theo bảng 7.6 [TL6 – Tr.303];
ω: tốc độ dòng khí m/s;
Do các phụ kiện sử dụng trong đường hút gió thải tầng hầm giống với phụ kiện đường cấp gió tươi các khu vực chức năng nên ta tham khảo bảng thông số sử dụng phần mềm Ashrae Ductfiting Database trên tính toán thông gió cho các khu vực chức năng để tính tổn thất cục bộ:
108
Bảng 5. 22: Tổn thất cục bộ đường gió thải nhà vệ sinh
Chi tiết Kích thước ống vào (mm) Kích thước ống ra (mm) Lưu lượng ống vào (m3/h) Tổn thất áp ống chính (Pa) Gót giày 1 200x200 100x200 263 8 Gót giày 2 200x200 100x200 263 8 Nên: ∆pcb = 5,7+8+8 = 21,7 (Pa) Tổng tổn thất hệ thống ống cấp gió tươi tầng hầm 1: ∆p = ∆pms + ∆pcb = 4,1+21,7 = 25,8 (Pa) 5.5.3.3. Chọn quạt
Trục gió thải nhà vệ sinh nam có: Gthải = 526 m3/h
ΔP = 25,8 Pa
Vậy với Gthải = 526 m3/h, Δp = 25,8 Pa, tra trên phần mềm chọn quạt Fantech ta chọn được 2 quạt hút gắn trần cho nhà vệ sinh nam và nữ có các thông số sau:
Bảng 5. 23: Thông số quạt thông gió nhà vệ sinh
Khu vực Model Lưu lượng m3/h Công suất kW Tốc độ v/p Điện áp V Áp suất Pa
109
Nhà vệ sinh nữ ECL29-150RDW 270 0,04 950 220 14
5.6. Tạo áp cầu thang
5.6.1. Mục đích tạo áp cầu thang
- Nhằm đảm bảo an toàn cho mọi người: nhằm ngăn khói và khí độc sinh ra từ đám cháy tránh xa lối thoát hiểm cho con người, tạo ra không gian trú ngụ và thoát hiểm an toàn khi có sự cố cháy nổ.
- Đảm bảo an toàn cho tính mạng con người: Khi có sự cố cháy xảy ra, hệ thống quạt tăng áp sẽ được kích hoạt tự động để tạo ra lượng áp suất chênh lệch giữ cầu thang bộ và các khu vực khác như: sảnh chờ, căn hộ…
- Chống cháy lan: Để cho những thao tác chống lửa hiệu quả thì trục thang máy, cầu thang bộ cần phải duy trì sự chênh áp để ngăn chặn sự xâm nhập của khói từ các khu vực cháy lan rộng ra.
- Bảo vệ tài sản, thiết bị: Nhằm ngăn chặn sự xâm nhập của khói vào những khu vực có các thiết bị có giá trị, những thiết bị xử lý dữ liệu, những thiết bị khác đặc biệt nhạy cảm với khói để hạn chế thiệt hại. [TL15]
5.6.2. Yêu cầu kỹ thuật
- Tạo áp: Khi các cửa vào cầu thang được đóng thì lưu lượng gió cấp vào phải đủ để duy trì sự chênh áp so với khu vực bên ngoài theo đúng yêu cầu và tiêu chuẩn phù hợp về phòng cháy chữa cháy.
- Vận tốc gió khi mở cửa: Vận tốc cửa sẽ phụ thuộc vào từng tiêu chuẩn cụ thể. - Lực mở cửa: Cần chọn lựa loại cửa phù hợp và phải đảm bảo lực mở cửa không quá lớn để mọi người bao gồm cả những người lớn tuổi, trẻ con đều có thể mở được (thường chọn không quá 110N), và phải lưu ý là cửa này không được khóa, có khả năng chống cháy trong khoảng 1 – 2 giờ, đồng thời cửa tự động đóng lại.
- Vận hành: Hệ thống điều áp sẽ được điều khiển trực tiếp từ tủ báo cháy tự động, bất kể khi nào có tín hiệu cháy từ trung tâm báo cháy.
110
- Nguồn điện cấp cho quạt: Đó phải là nguồn điện ưu tiên, tất cả các cáp nguồn và điều khiển phải sử dụng cáp có khả năng chống cháy. Có nút nhấn khẩn cấp để khởi động hệ thống điều áp được lắp đặt không quá 1 m tính từ cửa ra vào lồng cầu thang. Hệ thống không bao giờ được ngừng trừ khi ngắt bằng tay. [TL16]
5.6.3. Thông số công trình
Số tầng công trình: 13 tầng
Theo tiêu chuẩn TCVN 5687:2010, tiêu chuẩn CP 13 của Singapore, ta chọn: + Chênh lệch áp lồng cầu thang với bên ngoài là 50 Pa.
+ Vận tốc khi mở cửa 1 m/s.
+ Số cửa mở là 3 (1 phòng cháy, 1 cửa phòng kề cháy, và cửa phòng exit).
5.6.4. Tính toán tạo áp lồng cầu thang
Xác định lưu lượng không khí cần thổi vào lồng cầu thang để tạo chênh áp ngăn khói vào buồng thang là:
Q = Q1 + Q2 [m3/h] Trong đó:
Q1: Lưu lượng không khí thoát ra ngoài do đóng mở cửa, m3/h; Q2: lưu lượng không khí thoát ra ngoài do rò rỉ qua khe cửa, m3/h; Tổng số cửa vào buồng thang là 13, chiều rộng 1 m, chiều cao 2,2 m. + Diện tích Scửa = 2,2 m2
+ Số cửa mở tính toán khi có sự cố là: 3 cửa;
+ Vận tốc không khí thoát ra cửa là: v = 1 m/s, (nhằm ngăn khói xâm nhập vào buồng cầu thang).
Lưu lượng gió thoát ra ngoài do đóng mở cửa là:
𝑄1 = 3. 𝑆𝑐ử𝑎. 𝑣 = 3. 2,2. 1 = 6,6 𝑚3/𝑠 Lưu lượng gió thoát ra ngoài do rò rỉ không khí qua cửa:
Theo HOBSON and STEWART lưu lượng yêu cầu được xác định: 𝑄2 = 0,83. 𝐴𝐸. 𝑃1⁄2 ; 𝑚3/𝑠
Trong đó:
111
AE – diện tích khe hở trong không gian tạo áp (m2) P – độ chênh lệch áp suất
n – hệ số khe hở, lấy n = 2
𝑄2 = 0,83. 𝐴𝐸. 𝑃1⁄2 = 0,83. 13.0,01. 501⁄2 = 0,763 𝑚3/𝑠 Vậy lưu lượng không khí cần thổi vào lồng cầu thang là:
𝑄 = 𝑄1+ 𝑄2 = 6,6 + 0,763 = 7,363𝑚3/𝑠 = 26506,8 𝑚3/ℎ
Thông qua thông số lưu lượng ban đầu là 26506,8 m3/h và đường ống gió sẽ phải nằm gọn trong hộp gen. Ta có diện tích hộp gen đường ống gió là 500x400 mm, tra bảng 7.3 [TL6 – Tr.297], ta được đường kính tương đương dtđ = 488 mm
Tính lại tốc độ gió ta được: 7,363
0,5 0, 4
36,815 m/s
Lưu lượng gió cấp cho 13 miệng gió. Từ đó ta xác định được lưu lượng từng miệng gió là: 1 26506,8 2038, 98
13
Q m3/h = 0,566 m3/s;
Tra catalogue của hãng LG [TL17] về miệng gió cấp ta chọn miệng gió có các thông số sau:
112
Hình 5. 8: Catalogue miệng gió của hãng LG Bảng 5. 24: Thông số miệng gió tạo áp cầu thang
Số lượng miệng gió Diện tích m2 Kích thước mm Vận tốc m/s Tổn thất áp suất (Pa) Lưu lượng m3/h 0,18 450x400 3,5 7,5 2268
Bảng 5. 25: Kích thước đường ống tạo áp cầu thang
Đoạn ống Lưu lượng gió (m3/h) % lưu lượng % tiết diện Kích thước ống chọn (mm) Tiết diện ống chọn (m2) Tốc độ gió (m/s) A 26506,8 100 100 500x400 0,2 36,8 B 24467,82 92,3 94 500x400 0,2 34 C 22428,84 84,6 88,5 500x400 0,2 31,2
113 D 20389,86 76,9 82 500x400 0,2 28.3 E 18350,88 69,2 87 450x400 0,18 28,3 F 16311,9 61,5 69 450x400 0,18 25,2 G 14272,92 53,8 62 450x400 0,18 22 H 12233,94 46,1 63 400x400 0,16 21,2 I 10194,96 38,4 46 400x400 0,16 17,7 K 8155,98 30,7 39 350x400 0,14 16,2 L 6117 23 30,5 350x400 0,14 12,1 M 4078,02 15,3 21,5 300x400 0,12 9,44 N 2039,04 7,6 13 250x400 0,1 5,66
114
5.6.5. Tính tổn thất áp suất chọn quạt 5.6.5.1. Tổn thất ma sát 5.6.5.1. Tổn thất ma sát
Tra đồ thị hình 7.24 [TL6 – Tr.300] cho từng đoạn, ta được tổn thất trên 1m đường ống.
Tra bảng 7.3 [TL6 – Tr.297], xác định đường kính tương đương cho từng đoạn ống. Bảng 5. 26: Thông số từng đoạn ống Đoạn ống Kích thước (mm) Lưu lượng (l/s) dtđ (mm) Tổn thất trên 1m ống (Pa) A 500x400 7363 488 23,5 B 500x400 6796,6 488 20 C 500x400 6230,2 488 18 D 500x400 5663,8 488 17 E 450x400 5097,4 464 22,5 F 450x400 4531 464 17,5 G 450x400 3964,6 464 15 H 400x400 3398,2 437 14 I 400x400 2831,8 437 9 K 350x400 2265,4 409 7,5 L 350x400 1699 409 5,5 M 300x400 1132,6 378 2,3 N 250x400 566,2 343 0,75
115 Tổn thất ma sát dọc đường ống dẫn khí
∆𝑝𝑚𝑠 = ∆𝑝1. 𝑙 Trong đó:
l – chiều dài ống gió
∆p1 – trở kháng ma sát trên 1 mét ống
∆𝑝_𝑚𝑠 = 23,5.5,8 + (20 + 18 + 17 + 22,5 + 17,5 + 15 + 14 + 9 + 7,5 + 5,5 + 2,3 + 0,75).3,2 = 613,26𝑃𝑎
5.6.5.2. Tổn thất cục bộ - Tổn thất cục bộ qua cút:
Đối với tổn thất cục bộ qua các điểm nút ta xem như pcb = pms. Khi đó công thức tính tổn thất cục bộ được tính bằng:
pcb = ltđ. pi
Với: ltđ là chiều dài tương đương, được xác định qua bảng 7.4 và 7.5 [TL6 – Tr.301].
ltđ = a. d
Trong đó: a là tỷ số giữa ltđ và kích thước d của cút (xác định qua bảng 7.4 và 7.5 [TL6 – Tr.301]).
Trong hệ thống tạo áp cầu thang có 1 cút hình chữ nhật, không cánh hướng dòng, R = 1,5d trong đường ống gió từ A đến N.
Vậy tổn thất cục bộ tại các cút trong hệ thống: ∆pcb1 = ltđ . ∆𝑝1= 9.0,488.22,7=99,7 Pa
- Tổn thất cục bộ của tê, chẽ nhánh, thu, mở:
Trở kháng cục bộ của các phụ kiện như tê, thu, mở, … được tính gần đúng theo biểu thức [TL6 – Tr.305]:
∆pcb2 = n. pd(2) Trong đó:
+ n: hệ số cột áp động xác định theo bảng 7.7 và 7.10.
116 Bảng 5. 27: Tổn thất cục bộ qua các vị trí Mô tả Hình dạng Vị trí xảy ra tổn thất Tổn thất áp Thu lại D – E 71,85 G – H 44,55 I – K 28,65 L – M 13,5 M – N 7,98
Vậy tổng tổn thất cục bộ qua các phụ kiện là: ∆pcb2 = 166,53 Pa
- Tổn thất cục bộ tại các miệng gió
Theo catalogue miệng gió cấp ta đã chọn thì miệng có tổng tổn thất áp là: 7,5 Pa ∆pcb3 = 7,5 Pa
Tổng tổn thất cục bộ:
∆p =∆pms + ∆pcb1 + ∆pcb2 + ∆pcb3 = 613,26 + 99,7 + 166,53 + 7,5.13 = 977 Pa
5.6.5.3. Chọn quạt tạo áp cầu thang
Qua 2 thông số cơ bản là lưu lượng Q = 7,363 m3/s = 26506,8 m3/h, cột áp tĩnh ∆p = 977 Pa.
117
Bảng 5. 28: Thông số kĩ thuật của quạt tạo áp cầu thang
Khu vực Model Lưu lượng m3/h Công suất kW Tốc độ v/p Điện áp V Áp suất Pa Tạo áp cầu thang bộ AP0632GP6/31 27330 16,5 2880 415 980
118
5.7. Kết luận
Qua quá trình tính toán kiểm tra lại hệ thống quạt hút khí thải trong nhà vệ sinh, quạt cấp gió tươi cho các tầng, quạt tạo áp cầu thang bộ, quạt hút khói hành lang, … chúng em nhận thấy kết quả tính toán so với thiết kế không chênh lệch lớn. Từ đó chúng em rút ra kết luận là hệ thống các quạt ở cao ốc văn phòng Ocean Tower đã chọn là hợp lí, phù hợp với các tiêu chuẩn của Việt Nam.
119
CHƯƠNG 6: ỨNG DỤNG REVIT DỰNG LẠI MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ CHO CAO ỐC VĂN PHÒNG OCEAN TOWER 6.1. Khái niệm về BIM - Revit
BIM được hiểu như một quy trình khép kín hơn là một phần mềm. BIM được dùng để tạo dựng và quản lí thông tin của tất cả đối tượng, xuyên suốt vòng đời của một dự án (từ thiết kế- xây dựng - vận hành và cải tạo hoặc phá bỏ).
Revit là phần mềm được nghiên cứu và phát triển bởi hãng Autodesk - một phần mềm mạnh mẽ hỗ trợ cho các kiến trúc sư, kỹ sư xây dựng.
Revit tạo ra một môi trường thiết kế, thể hiên bản vẽ cả 2D và 3D. Từ đó các kiến trúc sư, kỹ sư kết cấu, kỹ sư MEP có thể phối hợp với nhau một cách chính xác, giúp các bên liên quan có thể thấy trước dự án của mình được xây dựng như thế nào.
Mang lại lợi ích thiết thực cho chủ đầu tư có thể thấy trước dự án, kiểm soát chất lượng thiết kế - thi công, kiểm soát khối lượng.
6.2. Lý do sử dụng Revit