II. Tổng quan về công trình Bệnh viện 354 (TCHC)
5.4. Hệ thống thông gió tầng hầm
Công trình Bệnh viên quân đội 354 ( TCHC ) sử dụng có sử dụng 1 tầng hầm. - Tầng hầm có:
+ Diện tích mặt bằng S 2980 m2 được chia làm 3 khu A,B,C có diện tích tương đương nhau. Vậy ta sẽ tính tượng trưng cho 1 khu A, 2 khu còn lại được tính tương tự. Vậy SA = 993 m2
+ Cao h = 3m.
- Bên trong tầng hầm bao gồm: + Không gian bãi đậu xe.
+ Phòng đặt máy bơm, phòng kỹ thuật, phòng đặt máy phát điện. - Hệ thống thông gió tầng hầm có chức năng:
+ Hút khí độc hại từ xe, nhiệt do máy móc và con người thải ra. Đồng thời tạo lực hút không khí tươi từ bên ngoài môi trường vào không gian tầng hầm, làm không gian tầng hầm được thông thoáng, đủ lượng oxy cho con người.
+ Khi xảy ra hỏa hoạn ở khu vực tầng hầm, hệ thống thông gió phải đủ khả năng loại bỏ không khí độc hại do đám cháy sinh ra, hạn chế sự lây lan của khói ra các không gian khác.
Tính toán hệ thống
Xác định lưu lượng không khí
- Lưu lượng gió cần hút khi hệ thống hoạt động bình thường: Lbt = Kbt . V = 6. 2979 = 17874 m3/h
Với: Kbt = 6 lần/h là hệ số thay đổi không khí lấy theo tiêu chuẩn BS5588- 1998[8] đối với hệ thống thông gió tầng hầm hoạt động bình thường.
- Khi trong tầng hầm xảy ra hỏa hoạn, quạt thông gió tầng hầm sẽ chạy tăng công suất để hút khói ra ngoài, lúc này lưu lượng gió cần hút là, Lsc.
Lsc = . 17874.15 6 bt c bt L K K = 44685 m3 /h.
Với: Kc = 15lần/h là hệ số thay đổi không khí lấy theo tiêu chuẩn BS5588- 1998[8] đối với hệ thống thông gió tầng hầm hoạt động khi có sự cố. 15 Kc 20 lần/h.
Hệ thống được thiết kế thành 2 kênh gió hoạt động riêng biệt lắp đặt dọc hành lang tầng hầm. Việc thiết kế như vậy giúp hệ thống hoạt động hiệu quả hơn, thuận lợi cho việc tính chọn thiết bị và lắp đặt.
- Lưu lượng gió cần hút của 1 kênh gió: + Khi hoạt động bình thường:
L1k – bt = 17874 2 = 8937 m3 /h. + Khi có sự cố: L1k – sc = 44685 2 = 22342 m3 /h. Tính chọn miệng hút
- Số lượng miệng hút: n = 20 miệng, được gắn trực tiếp trên ống gió. - Lưu lượng gió mỗi miệng:
+ Lúc bình thường: Lm – bt = 1 8937 20 k bt L n = 446,8 m3/h. + Lúc sự cố: Lm – sc = 1 22342 20 k sc L n = 1117,1 m3 /h.
- Chọn theo catalogue hãng REETECH ta chọn được miệng hút:
+ Model: GV & GH3.
+ Kích thước cổ miệng gió: 600 x 300. + Kích thước măt miệng gió: 710 x 360. + Lưu lượng lúc thông gió: 1500 m3/h.
+ Tổn thất áp suất tại miệng lúc thông gió: ΔP = 8Pa. + Tổn thất áp suất tại miệng lúc có sự cố:ΔP = 22 Pa. Tính toán đường ống kênh gió
Hình 5.9. Sơ đồ bố trí của một kênh gió
- Phương pháp tính toán:
+ Lựa chọn phương pháp ma sát đồng đều với tổn thất áp suất trên 1m chiều dài đường ống là ΔP = 1Pa/m.
+ Tính với trường hợp tầng hầm có hỏa hoạn. - Xét đoạn Quạt - O
+ Lưu lượng gió:
L == 22342 m3/h = 6200 l/s = 6,2 m3/s + Tổn thất do ma sát đường ống: ΔP = 1Pa/m.
+ Tra đồ thị hình 7.24 [7, tr.373] ta xác định được: dtđ = 850 mm.
+ Từ đường kính tương đương ta tra bảng 7.3và 7.4 [7, tr.370]. Ta có kích thước đường ống : a = 1700 mm, b =400 mm, dtd = 850 mm.
+ Ta tính diện tích tiết diện ống: S = 1,7.0,4 0,68 m2. + Vận tốc không khí đi trong ống:
6, 2 9 / 0, 68 CD L m s S
Các đoạn ống khác tính toán tương tự, kết quả được cho trong bảng:
Bảng 5.12 Thông số các đoạn ống của hệ thống thong gió tầng hầm
Đoạn ống L(l/s) S(m 2 ) ω(m/s) dtđ a b Quạt - A 22342 0,68 9 750 1700 400 AB,AE 11171 0,45 6,82 701 1300 350 BC,EF 7819 0,35 6,21 626 1000 350 CD,FG 4468 0,225 5,52 506 750 300 DO,GO 1117 0,075 4,14 299 300 250 Kích thước của các đoạn ống được thể hiện chi tiết trên bản vẽ. Tính chọn quạt hút
Quạt được chọn cần đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật về áp suất và lưu lượng hút gió khi hệ thống tầng hầm hoạt động bình thường cũng như khi xảy ra sự cố cháy. Do đó quạt được tính chọn cho trường hợp khi trong hầm xảy ra sự cố cháy và được tính riêng cho từng kênh gió:
Yêu cầu: - Áp suất quạt tạo ra: P ∑ΔPSC
- Lưu lượng không khí: L Lq
Tổn thất áp suất đường ống:
∑ΔPSC = ΔPl + ΔPcb + ΔPmiệng , Pa. - Tổn thất ma sát đường ống ΔPl:
+ Chiều dài của kênh gió: L = 50,3 m. Kích thước các đoạn ống được tính chi tiết trong bản vẽ hệ thống thông gió tầng hầm.
+ Tổn thất ma sát trên 1m chiều dài ống: ∆Pms = 1Pa/m. ΔPl = L. ∆Pms = 50,3 . 1= 50,3 Pa.
- Tổn thất tại các miệng thổi ΔPmiệng: Số lượng miệng thổi của một kênh là: n = 20 Tổn thất áp suất tại mỗi miệng khi thông gió sự cố là: ΔPm = 22Pa.
ΔPmiệng = n. ΔPm = 20.22 = 440 Pa. - Tổn thất áp suất cục bộ: ΔPcb
Tổn thất do rẽ nhánh ΔPrẽ = n.P( ).
- Tốc độ không khí trong ống đoạn AB: AB = 6,82 m/s. - Tốc độ không khí đoạn BC: BC = 6,21 m/s.
- Tốc độ không khí đoạn CD: CD = 5,2 m/s = 0,91
Tra bảng 7.7 [1, tr. 380] ta có hệ số áp suất động n = 1,75. Tra bảng 7.6 ứng với BC = 6,21 m/s ta được P( ) = 23,1 Pa.
ΔPrẽ - BC = 2n.P( ) ΔPrẽ - BC = 1,75 . 23,1 = 80,85 Pa. Tính tương tự ta có: ΔPrẽ - AB = 2.n.P( ) = 2.1,75.27,8 = 97,3 Pa. ΔPrẽ - CD = 2.n.P( ) = 2.1,75.16,3 = 57,05 Pa. Vậy tổn thất do rẽ nhánh: ΔPrẽ = 2( ΔPrẽ - BC + ΔPrẽ - AB + ΔPrẽ - CD ) = 470 Pa.
Tổn thất do đoạn ống giảm ΔPgiảm 51o dài 400mm. Ta có:
- AB = 6,82 m/s tra bảng tra bảng 7.7 [1, tr.379] ta được P( AB) = 27,8 Pa. - BC = 6,2 m/s tra bảng tra bảng 7.7 [1, tr.379] ta được P( BC) = 23,1 Pa. - CD = 5,2 m/s tra bảng tra bảng 7.7 [1, tr.379] ta được P( CD) = 16,3 Pa.
Với giảm 51o ta bảng tra bảng 7.7 [1, tr.381] ta được hệ số áp suất động n = 1,05. Khi đó: ΔPgiảm1 = n.[P( AB) - P( BC)] = 1,05.(27,8 – 23 ) = 5,04 Pa. ΔPgiảm2 = n.[P( BC) - P( CD)] = 1,05.(23 – 16,3 ) = 7 Pa. ΔPgiảm3 = n.[P( CD) - P( DO)] = 1,05.(16,3 –10,6 ) = 6 Pa.
ΔPgiảm = 2(ΔPgiảm1+ ΔPgiảm2+ ΔPgiảm3) = 36 Pa Tổn thất áp suất cục bộ trên toàn đường ống:
ΔPcb = ΔPrẽ + ΔPgiảm = 470 + 36 = 506 Pa. Tổn thất áp suất trên toàn bộ đường ống:
∑ΔPSC = ΔPl + ΔPcb + ΔPmiệng= 996,3 Pa
Lưu lượng không khí
Lưu lượng không khí quạt cần hút khi có sự cố : L = 22342 m3/h. Vậy quạt cần chọn phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật sau:
- Lưu lượng không khí: L Lq = 22342 m3/h. - Áp suất tạo ra: P ∑ΔPSC = 996 Pa.
Tra catalogue hãng FanTech ta chọn quạt FanTech 18ALDW, thông số quạt như sau:
Bảng 5.13 Thông số quạt FANTECH 18ALDW.
Công suất Môtơ Lưu lượng Cột áp Tốc độ quạt Model (Kw) (m3/s) (Pa) (v/s) Tổng hiệu suất làm việc (%) 18ALDW 1,5 6389 996 45,8 100