Tính toán kiểm tra hệ thống điều hòa không khí, thông gió và ứng dụng revit triển khai dự án tòa nhà hữu nghị việt nam slovakia the friendship tower đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật nhiệt

TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

Điều hòa không khí

Điều hòa không khí là công nghệ thiết yếu nhằm tạo ra và duy trì môi trường vi khí hậu thuận lợi, phục vụ cho nhu cầu làm việc, nghỉ ngơi của con người cũng như hỗ trợ các quá trình sản xuất công nghệ.

Hệ thống điều hòa không khí (ĐHKK) và thông gió nhằm tạo ra môi trường không khí trong lành và tiện nghi cho người sử dụng, đồng thời giải nhiệt cho các thiết bị cơ điện Việc duy trì các thông số như nhiệt độ, độ ẩm, đối lưu không khí, lọc bụi và kiểm soát ô nhiễm là rất quan trọng Ngoài ra, việc lắp đặt hệ thống ĐHKK cần đảm bảo không gây ra độ ồn và rung động lớn trong tòa nhà, đặc biệt ở những khu vực yêu cầu độ ồn thấp.

Tầm quan trọng của điều hòa không khí

1.2.1 Trong đời sống sinh hoạt của con người Điều hòa tiện nghi ngày càng trở nên quen thuộc đặc biệt trong các ngành y tế, văn hóa, thể duc thể thao, vui chơi giải trí và du lịch… Hiện nay, ngành điều hòa không khí nói riêng và ngành Lạnh nói chung đã trở thành một ngành có đóng góp và ý nghĩa hết sức quan trọng trong sự phát triển của nền kinh tế nước nhà

Việt Nam có khí hậu nóng ẩm nhiệt đới gió mùa với nhiệt độ và độ ẩm cao Việc sử dụng cửa kính lớn trong các tòa nhà cao tầng, kết hợp với các thiết bị phát nhiệt, làm tăng nhiệt độ và độ ẩm trong phòng, gây cảm giác khó chịu cho người sử dụng Điều hòa không khí là giải pháp hiệu quả giúp tạo ra môi trường thoải mái cho hoạt động, làm việc và sinh hoạt của con người.

Ngày nay, điều hòa không khí là thiết bị thiết yếu trong các công trình như tòa nhà, văn phòng, khách sạn, rạp chiếu phim và trung tâm thương mại Việc sử dụng điều hòa không khí giúp tối ưu hóa hiệu quả hoạt động của các không gian này, đồng thời tạo ra điều kiện vi khí hậu lý tưởng cho người sử dụng.

Sự thoải mái của con người khi sử dụng hệ thống điều hòa không khí ngày càng trở nên quan trọng trong bối cảnh nền kinh tế phát triển và mức sống tăng cao Nhu cầu về chất lượng cuộc sống ngày càng cao dẫn đến việc lắp đặt và sử dụng các hệ thống điều hòa không khí nhằm tạo ra môi trường vi khí hậu phù hợp với yêu cầu vệ sinh và sức khỏe Trong ngành y tế, nhiều bệnh viện đã áp dụng hệ thống điều hòa không khí như một biện pháp hiệu quả để cải thiện chất lượng điều trị cho bệnh nhân, giúp họ nhanh chóng hồi phục Hệ thống này cũng đảm bảo kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm ở mức tối ưu, phục vụ cho các quy trình y học như nuôi cấy vắc-xin và phẫu thuật.

1.2.2 Trong công nghiệp, sản xuất

Ngày nay, kỹ thuật điều hòa không khí đã trở thành một ngành khoa học độc lập, phát triển mạnh mẽ và hỗ trợ nhiều lĩnh vực khác nhau Nó đóng vai trò quan trọng trong các ngành kinh tế như công nghiệp dệt, thuốc lá, chè, sản xuất bột và giấy, cũng như trong lĩnh vực kỹ thuật thông tin, viễn thông, máy tính, quang học, cơ khí chính xác, sinh học và vi sinh Điều hòa không khí không chỉ nâng cao chất lượng sản phẩm trong sản xuất mà còn tăng năng suất trong chăn nuôi, với nghiên cứu cho thấy năng suất có thể tăng từ 10-15% khi điều chỉnh nhiệt độ và tạo ra môi trường thích hợp cho vật nuôi.

Một số hệ thống điều hòa không khí phổ biến

1.3.1 Hệ thống điều hòa VRV, VRF

VRF, hay "Variable Refrigerant Flow", là hệ thống điều hòa không khí trung tâm được thiết kế cho các tòa nhà thương mại Hệ thống này ứng dụng công nghệ điều chỉnh lưu lượng môi chất lạnh, giúp người sử dụng có khả năng kiểm soát nhiệt độ một cách linh hoạt ở từng khu vực.

Hệ thống VRF (Variable Refrigerant Flow) cho phép điều chỉnh năng suất lạnh trong từng phòng hoặc tầng của tòa nhà bằng cách kiểm soát lưu lượng môi chất lạnh Nó sử dụng nhiều thiết bị tương tự như các hệ thống điều hòa không khí thông thường, bao gồm máy nén, thiết bị tiết lưu và thiết bị trao đổi nhiệt Hệ thống này bao gồm các thiết bị ngưng tụ ngoài trời và nhiều dàn lạnh trong nhà được kết nối qua đường ống môi chất lạnh Điểm nổi bật của VRF là khả năng kết nối nhiều dàn lạnh với một dàn nóng chung, tạo ra sự linh hoạt và hiệu quả trong việc điều hòa không khí.

Hình 1.1 Hệ thống điều hòa VRV/VRF

Hệ thống VRF, phát triển lần đầu bởi tập đoàn Daikin vào năm 1982, được gọi là VRV (Variable Refrigerant Volume) Tên gọi VRV đã được Daikin đăng ký bản quyền, do đó chỉ có thể thấy thuật ngữ này trên các thiết bị của hãng.

Hệ thống VRF có thể sử dụng trong nhiều loại công trình khác nhau, ví dụ như:

- Các tòa nhà văn phòng hoặc cao ốc

- Các cơ sở giáo dục

- Các cơ sở chăm sóc sức khỏe

- Các cửa hàng bán lẻ

- Trung tâm hội nghị, nhà hàng, khách sạn

Hình 1.2 Mô hình hệ thống VRV/VRF

1.3.2 Hệ thống điều hòa Water Chiller

Hệ thống Water Chiller, hay còn gọi là hệ thống Chiller giải nhiệt bằng nước, sử dụng nước làm chất tải lạnh trung gian dựa trên nguyên lý chuyển đổi trạng thái vật chất Nước được làm lạnh từ 7 đến 12℃ và được chuyển đến các dàn lạnh FCU hoặc AHU để làm lạnh không khí Nước lạnh này chủ yếu được sử dụng để giải nhiệt công nghiệp và điều hòa không khí Hệ thống Water Chiller thường được áp dụng cho các công trình lớn, phục vụ nhu cầu làm lạnh công nghiệp hiệu quả.

Hệ thống gồm các thiết bị chính sau:

- Cụm trung tâm Water Chiller

- Bơm nước lạnh tuần hoàn

- Bình giãn nở và cấp nước bổ sung

- Hệ thống xử lí nước

- Các dàn lạnh FCU và AHU

TIÊU CHUẨN VÀ THÔNG SỐ THIẾT KẾ CỦA TÒA NHÀ HỮU NGHỊ VIỆT NAM – SLOVAKIA THE FRIENDSHIP TOWER (CZ TOWER)

Giới thiệu tòa nhà CZ Tower

2.1.1 Giới thiệu chung về tòa nhà CZ Tower

CZ Tower là một cao ốc văn phòng hạng A cao cấp, tọa lạc tại 31 Lê Duẩn, trung tâm thành phố, gần các công trình quan trọng như Lãnh sự quán Hoa Kỳ và Ngôi nhà Đức Tòa nhà được thiết kế để phục vụ như một trung tâm hội nghị và quán cafe với dịch vụ F&B, nằm gần các khách sạn, căn hộ dịch vụ, nhà hàng và trung tâm thương mại CZ Tower chú trọng vào chất lượng thiết kế và xây dựng, hướng tới tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường theo Tiêu chuẩn Xanh quốc tế LEED Silver.

Tòa nhà CZ Tower thuộc chủ đầu tư là là công ty TNHH CZ Slovakia Việt Nam

Công ty TNHH Arup Việt Nam, có trụ sở tại tầng 8, Cao ốc Star Building, 33Ter, 33Bis Mạc Đĩnh Chi, Phường Đa Kao, Quận 1, TP Hồ Chí Minh, đã thiết kế và tư vấn hệ thống điều hòa không khí cho công trình, khởi công xây dựng vào tháng 10 năm.

2018 bởi tổng đấu thầu xây dựng là công ty Cổ phần xây dựng Conteccons và hoàn thành vào năm 2020

Công trình tọa lạc trên khu đất rộng 1645,1m², gồm 21 tầng nổi và 4 tầng hầm, với tổng diện tích sàn xây dựng lên đến 25.000m² Trong đó, 18 tầng văn phòng cung cấp khoảng 13.700m² diện tích cho thuê Các tầng 16 đến 19 được thiết kế với hệ thống sàn mềm, cho phép lắp đặt cầu thang riêng cho doanh nghiệp có nhu cầu thuê hai tầng Tầng hầm có khả năng chứa hơn 30 ô tô và khoảng 1.050 xe máy.

Hình 2.1 chính là phối cảnh của tòa nhà CZ Tower

Hình 2.1 Phối cảnh tòa nhà CZ Tower

2.1.2 Giới thiệu về hệ thống điều hòa không khí của tòa nhà

Sau khi phân tích đặc điểm và yêu cầu của tòa nhà CZ Tower, nhóm nhận thấy công ty TNHH Arup Việt Nam đã áp dụng hệ thống điều hòa không khí kết hợp Cụ thể, sảnh văn phòng ở tầng 1 và các văn phòng từ tầng 4 đến tầng 21 sử dụng hệ thống Water Chiller Hệ thống này được lựa chọn vì khả năng đáp ứng công suất theo phụ tải hiện tại, giúp tiết kiệm năng lượng tiêu thụ Ngoài ra, hệ thống Chiller có thể được lắp đặt trong các hầm của tòa nhà cao tầng, không chiếm diện tích tường.

Để đảm bảo tính thẩm mỹ cho công trình, việc lắp đặt hệ thống Water Chiller cần được thực hiện một cách cẩn thận Hệ thống Water Chiller với công suất 2200 kW không chỉ hoạt động ổn định mà còn có thời gian sử dụng lâu dài, mang lại hiệu quả tối ưu cho công trình.

Phần lớn các văn phòng tại tòa nhà CZ Tower thường ngừng hoạt động vào khoảng 5:00 PM, tuy nhiên, một số công ty vẫn có nhu cầu hoạt động sau giờ này Ngoài các văn phòng cho thuê, tòa nhà còn có tầng 3 được sử dụng làm phòng hội nghị, với thời gian sử dụng linh hoạt Do đó, các văn phòng ở tầng 2 và các phòng ở tầng 3 được trang bị hệ thống VRV để đáp ứng nhu cầu của khách thuê.

Công trình bao gồm các phòng nhỏ như phòng bảo vệ, phòng điều khiển và khu vực cafe nhằm tiết kiệm chi phí và thuận tiện cho việc lắp đặt, bảo trì Để tối ưu hóa hiệu quả, các phòng này được trang bị hệ thống cục bộ.

Tiêu chuẩn và thông số thiết kế của tòa nhà

Công trình được xây dựng tại Việt Nam tuân thủ các tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5687 – 2010, quy chuẩn QCVN 06-2020 và QCVN 09-2013 để đảm bảo phù hợp với các yêu cầu địa phương Ngoài ra, nhóm thiết kế cũng tham khảo tiêu chuẩn Anh BS 5588/4-1998 trong quá trình tính toán để nâng cao chất lượng và độ an toàn của công trình.

2.2.2.1 Thông số thiết kế dựa trên bản vẽ công trình

Dựa vào thông tin từ bản vẽ công trình cung cấp, thông tin về thông số thiết của tòa nhà được tổng hợp ở bảng 2.1

Bảng 2.1 Thông số thiết kế dựa trên bản vẽ công trình

STT Tầng Phòng Diện tích

Chiều cao từ sàn tới trần (m)

Phòng bảo vệ và điều khiển 51 2,7

2.2.2.2 Thông số thiết kế trong và ngoài nhà

Thiết kế hệ thống điều hòa không khí ngoài trời được phân loại thành ba cấp độ Cấp 1 được sử dụng cho các công trình quan trọng như khách sạn 4-5 sao và nhà máy sản xuất linh kiện điện tử, quang học, cơ khí chính xác Cấp 2 phục vụ cho các công trình thông thường như văn phòng và nhà văn hóa, đảm bảo điều kiện tiện nghi nhiệt và công nghệ Cấp 3 áp dụng cho các công trình công nghiệp như căn hộ và xưởng may, nơi không yêu cầu cao về chế độ nhiệt ẩm và không thể đảm bảo các thông số tính toán bên trong bằng thông gió tự nhiên hay cơ khí.

Tòa nhà CZ Tower được xác định là hệ thống điều hòa không khí cấp 2 dựa trên các phân tích và đặc điểm công trình Do đó, thông số thiết kế ngoại thất của tòa nhà CZ Tower có thể được đưa ra như sau: [1].

Nhiệt độ không khí ngoài trời: tO = 36,1℃ Độ ẩm không khí ngoài trời: φO = 50,1%

Từ hai thông số trên, tra đồ thị T-d ta tìm được các thông số còn lại

Dung ẩm không khí ngoài trời: dO = 18,85 g/kgkkk

Entanpy không khí ngoài trời: hO = 84,57 kJ/kg

Thông số thiết kế trong nhà

Dựa vào yêu cầu tiện nghi của con người được chọn như sau [1]:

Nhiệt độ không khí trong nhà: tI = 24℃ Độ ẩm không khí trong nhà: φI = 60%

Từ hai thông số trên, tra đồ thị T-d ta tìm được các thông số còn lại:

Dung ẩm không khí trong nhà: dI = 11,19 g/kgkkk

Entanpy không khí trong nhà: hI = 52,62 kJ/kg

Như vậy thông số thiết kế hệ thống điều hòa không khí trong nhà và ngoài nhà cho công trình được trình bày ở bảng 2.2:

Bảng 2.2 Thông số thiết kế hệ thống điều hòa không khí trong và ngoài nhà cho công trình

Khu vực Nhiệt độ (℃) Độ ẩm (%) Entanpy

TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT THỪA CHO CÔNG TRÌNH

Tính nhiệt hiện thừa và nhiệt ẩn thừa

Khi tính toán cân bằng nhiệt cho công trình, có nhiều phương pháp khác nhau, trong đó hai phương pháp phổ biến nhất là phương pháp hệ số nhiệt ẩm thừa (phương pháp truyền thống) và phương pháp hệ số nhiệt hiện (phương pháp Carrier) Nhóm chúng tôi đã chọn phương pháp Carrier để thực hiện tính toán cân bằng nhiệt cho công trình CZ Tower.

Tổng năng suất lạnh Qt được xác định bằng tổng nhiệt hiện thừa Qht và nhiệt ẩn thừa Qât từ tất cả các nguồn nhiệt ảnh hưởng đến không gian cần điều hòa Các công thức tính toán liên quan được tham khảo từ tài liệu [1].

Sơ đồ các nguồn nhiệt tác động vào không gian cần điều hòa được thể hiện ở hình 3.1:

Hình 3.1 Sơ đồ các nguồn nhiệt tác động vào không gian cần điều hòa [1]

3.1.1 Nhiệt hiện bức xạ qua kính Q 11

Bức xạ qua kính có tính chất phức tạp và không đồng nhất, phụ thuộc vào hướng của công trình, do đó việc xác định chính xác rất khó khăn Tuy nhiên, chúng ta có thể sử dụng một biểu thức gần đúng để ước lượng.

• nt: Hệ số tác dụng tức thời

• Q’11: Lượng nhiệt bức xạ tức thời qua kính vào phòng

• Lượng nhiệt bức xạ tức thời qua kính vào phòng được tính bằng biểu thức:

• F: Diện tích bề mặt kính cửa sổ, m 2

• RT: Nhiệt bức xạ mặt trời qua cửa kính vào trong phòng, W/m 2

• εc: Hệ số ảnh hưởng của độ cao công trình so với mực nước biển

Hệ số εđs phản ánh tác động của sự chênh lệch nhiệt độ đọng sương giữa không khí trong khu vực lắp đặt và nhiệt độ đọng sương của không khí trên mặt nước biển, với giá trị chuẩn là 20°C.

• εmm: Hệ số ảnh hưởng của mây mù

• εkh: Hệ số ảnh hưởng của khung cửa kính

• εm: Hệ số kính phụ thuộc vào màu sắc, kiểu loại kính

• εr: Hệ số mặt trời kể đến ảnh hưởng của kính cơ bản khi có màn che bên trong

Xác định các thông số tính toán Nhiệt hiện bức xạ qua kính Q11 cho công trình:

Thành phố Hồ Chí Minh nằm ở tọa độ 10°10' - 10°38' vĩ độ Bắc, do đó, nhiệt bức xạ mặt trời qua cửa kính vào phòng RTmax và hệ số tác dụng tức thời nt đã được xác định và thể hiện trong bảng 3.1.

Bảng 3.1 Nhiệt bức xạ mặt trời qua cửa kính vào trong phòng RTmax và hệ số tác dụng tức thời nt [2]

Hệ số ảnh hưởng của độ cao công trình so với mực nước biển εc:

Do H rất nhỏ nên xem như εc = 1

Hệ số kể đến ảnh hưởng của độ chênh lệch nhiệt độ đọng sương εđs:

• ts: Nhiệt độ đọng sương của không khí ngoài trời, o C

Với tO = 36,1 o C và φO = 50,1%, tra đồ thị I-d được ts = 23,93 o C, thế vào công thức 3.4:

Hệ số ảnh hưởng của mây mù εmm, trời không mây nên lấy εmm = 1

Hệ số ảnh hưởng của khung cửa kính εkh, vì khung cửa kính bằng kim loại nên εkh 1,17

Hệ số kính phụ thuộc vào màu sắc, kiểu loại kính εm, loại kính cơ bản có εm = 1

Hệ số mặt trời kể đến ảnh hưởng của kính cơ bản khi có màn che bên trong εr, loại màn che Metalon 310/2 có εr = 0,58

Kết quả tính nhiệt bức xạ qua kính được thể hiện ở bảng 3.1

Bảng 3.2 Nhiệt hiện bức xạ qua kính Q11

Phòng bảo vệ và điều khiển

10 Tầng 4 Văn phòng Đông Bắc 483 0,58 33 2,7 89,1 14,91

3.1.2 Nhiệt hiện truyền qua mái do bức xạ và chênh lệch nhiệt độ Q 21

Tầng mái có trần tiếp xúc với không gian ngoài trời, lượng nhiệt này được tính bằng biểu thức:

• k: Hệ số truyền nhiệt qua mái, k = 1,39 (W/m 2 K)

• F: diện tích trần nhà chịu bức xạ mặt trời, m 2

• Δttđ: Hiệu nhiệt độ tương đương ( o C)

• Hiệu nhiệt độ tương đương Δttđ:

• tO: Nhiệt độ không khí ngoài trời, tO = 36,1 o C

• tI: Nhiệt độ không gia điều hòa, tI = 24 o C

• εS: Hệ số hấp thụ bức xạ mặt trời, εS = 0,6 [2]

• αN: Hệ số tỏa nhiệt phía ngoài không khí, αN = 20 W/m 2 K

• RN: Bức xạ mặt trời đến bên ngoài mặt kính (W/m 2 ), vị trí của Thành phố Hồ Chí Minh ở 10 o 10’ - 10 o 38’ vĩ độ Bắc, RT = RTmax = 789 W/m 2 [2]

RN = RT / 0,88 = 789/0,88 = 896,6 W/m 2 Vậy từ các dữ kiện trên, thế nào công thức 3.6, tính được ∆𝑡 𝑡đ :

3.1.2.2 Với các không gian tiếp xúc với tầng trên không có điều hòa:

Với các không gian loại này thì lượng nhiệt hiện được tính bằng biểu thức:

• k: Hệ số truyền nhiệt qua trần nhà, k = 1,39 (W/m 2 K) [2]

• F: diện tích trần nhà có không gian tiếp xúc với tầng trên không có điều hòa (m 2 )

• Δt: Hiệu nhiệt độ giữa không gian điều hòa và không gian phía trên không có điều hòa ( o C)

Kết quả tính toán nhiệt hiện truyền qua mái do bức xạ và chênh lệch nhiệt độ Q21 được thể hiện ở bảng 3.3

Bảng 3.3 Nhiệt hiện truyền qua mái do bức xạ và chênh lệch nhiệt độ Q21

STT Tầng Phòng Diện tích

Tiếp xúc mặt trời Không tiếp xúc mặt trời

3.1.3 Nhiệt hiện truyền qua vách Q 22

Nhiệt hiện truyền qua vách của công trình gồm 3 thành phần:

- Tổn thất do truyền nhiệt qua tường Q22t

- Nhiệt truyền qua cửa ra vào Q22c

- Nhiệt truyền qua cửa sổ Q22k

3.1.3.1 Tổn thất do truyền nhiệt qua tường Q 22t :

Nhiệt truyền qua tường được tính theo biểu thức sau:

• kt: Hệ số truyền nhiệt của tường, W/m 2 K

Tính toán hệ số truyền nhiệt qua tường đối với tường tiếp xúc ngoài trời:

Hệ số truyền nhiệt của tường:

𝛿 𝑣 , 𝜆 𝑣 : Bề dày và hệ số dẫn nhiệt của lớp vữa, 𝛿 𝑣 = 0,015 m, 𝜆 𝑣 = 0,93, W/m.K [2]

𝛿 𝑔 , 𝜆 𝑔 : Bề dày và hệ số dẫn nhiệt của lớp gạch xây dựng bình thường, 𝛿 𝑔 = 0,19 m,

𝛼 𝑁 = 20 W/m 2 K: Hệ số tỏa nhiệt phía ngoài tường khi tiếp xúc ngoài trời

𝛼 𝑇 = 10 W/m 2 K: Hệ số tỏa nhiệt phía ngoài tường khi tiếp xúc không gian không điều hòa

Thế vào công thức 3.10, được

Tính toán hệ số truyền nhiệt qua tường đối với tường tiếp xúc với không gian không điều hòa:

Tương tự tính hệ số k cho trường hợp này:

Kết quả tính toán nhiệt hiện truyền qua tường Q22t được thể hiện ở bảng 3.4:

Bảng 3.4 Tổn thất do truyền nhiệt qua tường Q22t

Diện tích tường tiếp xúc mặt trời (m 2 )

Diện tích tường tiếp xúc không gian không điều hòa (m 2 )

Phòng bảo vệ và điều khiển 27 35,1 1,70

3.1.3.2 Nhiệt truyền qua cửa ra vào Q 22c :

• k: Hệ số truyền nhiệt qua cửa, W/m 2 K: k = 3,27 W/m 2 K với cửa gỗ dầy 20mm [2]

• Δt: hiệu nhiệt độ trong và ngoài nhà, o C: Δt = tO – tI = 36,1 – 24 = 12,1 o C Kết quả tính toán nhiệt hiện truyền qua cửa Q22c được thể hiện ở bảng 3.5:

Bảng 3.5 Kết quả tính toán nhiệt hiện truyền qua cửa Q22c

STT Tầng Phòng Diện tích cửa đi

Phòng bảo vệ và điều khiển 4,84 0,19

3.1.3.3 Nhiệt truyền qua cửa sổ Q 22k

• k: Hệ số truyền nhiệt qua kính (W/m 2 K), k = 3,15 W/m 2 K cho kính 2 lớp có khoảng cách giữa 2 lớp kính là 15 mm [2]

• Δt: hiệu nhiệt độ trong và ngoài nhà, o C: Δt = tO – tI = 36,1 – 24 = 12,1 o C Kết quả tính toán nhiệt hiện truyền qua cửa sổ Q22k được thể hiện ở bảng 3.6:

Bảng 3.6 Kết quả tính toán nhiệt hiện truyền qua cửa sổ Q22k

STT Tầng Phòng Diện tích cửa sổ

Phòng bảo vệ và điều khiển 2,5 0,09

Kết quả tính toán nhiệt hiện truyền qua vách Q22 được thể hiện ở bảng 3.7:

Bảng 3.7 Kết quả tính toán nhiệt hiện truyền qua vách Q22c

Phòng bảo vệ và điều khiển 1,70 0,19 0,09 1,98

Nhiệt truyền qua nền được xác định theo biểu thức sau:

• kN: Hệ số truyền nhiệt qua sàn hoặc nền, kN = 2,15 W/m 2 K [2]

• FN: Diện tích sàn hoặc nền, m 2

• Δt: Hiệu nhiệt độ bên ngoài và bên trong ( o C), ở đây sàn đặt trên hầm hoặc không gian không điều hòa nên Δt = 0,5.( tO – tI) = 0,5.(36,1 – 24) ≈ 6 o C

Kết quả tính toán nhiệt hiện truyền qua nền Q23 được thể hiện ở bảng 3.8:

Bảng 3.8 Kết quả tính toán nhiệt hiện truyền qua nền Q23

STT Tầng Phòng Diện tích

Phòng bảo vệ và điều khiển 51 0,66

3.1.5 Nhiệt hiện tỏa ra do đèn chiếu sáng Q 31

Nhiệt hiện tỏa ra do đèn chiếu sáng được xác định bằng biểu thức:

• nt: Hệ số tác dụng tức thời của đèn chiếu sáng, chọn nt = 0,74 [2]

• nđ: Hệ số tác dụng đồng thời của đèn chiếu sáng, đối với công sở chọn nđ 0,85 [2]

• Q: Tổng nhiệt tỏa ra do chiếu sáng, W

Kết quả tính toán nhiệt hiện tỏa ra do đèn chiếu sáng Q31 được thể hiện ở bảng 3.9: Bảng 3.9 Kết quả tính toán nhiệt hiện tỏa ra do đèn chiếu sáng Q31

STT Tầng Phòng Loại đèn Số lượng

Công suất/đèn Tổng công suất

Phòng bảo vệ và điều khiển

5 Sảnh thang máy Hufo Dowlight D4 11 30 0,33 0,21

3.1.6 Nhiệt hiện tỏa ra do máy móc Q 32

Q32 đề cập đến lượng nhiệt phát sinh khi sử dụng máy móc và dụng cụ điện trong không gian điều hòa Nhóm nghiên cứu đã áp dụng phương pháp liệt kê để xác định các thiết bị có khả năng tạo ra nhiệt trong môi trường này.

Trong khu vực này, việc tính toán và tra cứu thông tin công suất của các thiết bị là rất cần thiết Điều này giúp thống kê nhiệt tỏa ra từ máy móc, từ đó nâng cao hiệu quả quản lý và giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường.

Kết quả tính toán nhiệt hiện tỏa ra do máy móc Q32 được thể hiện ở bảng 3.10:

Bảng 3.10 Kết quả tính toán nhiệt hiện tỏa ra do máy móc Q32

Phòng bảo vệ và điều khiển 4

3.1.7 Nhiệt hiện và ẩn do con người tỏa ra Q 4

3.1.7.1 Nhiệt hiện do người tỏa ra vào phòng Q 4h

Nhiệt hiện do người tỏa được xác định bằng biểu thức:

• n: Số người trong không gian điều hòa, đối với công năng văn phòng lấy mật độ người là 8 m 2 /người [1]

• qh: Nhiệt hiện tỏa ra từ một người, qh = 70 W/người [2]

3.1.7.2 Nhiệt ẩn do người tỏa ra vào phòng Q 4a :

Nhiệt ẩn do người tỏa được xác định bằng biểu thức:

• n: Số người trong không gian điều hòa, đối với công năng văn phòng lấy mật độ người là 8 m 2 /người

• qa: Nhiệt ẩn tỏa ra từ một người, lấy qa = 60 W/người [2]

Kết quả tính toán nhiệt hiện và ẩn do con người tỏa ra, được thể hiện trong bảng 3.11, cho thấy các thông số quan trọng liên quan đến Q4.

Phòng bảo vệ và điều khiển 51 12 4 0,20 0,26 0,45

3.1.8 Nhiệt hiện và ẩn do gió tươi mang vào Q hN và Q âN

Do công trình có cấp gió tươi cho các không gian điều hòa nên cần xác định nhiệt hiện và ẩn do gió tươi mang vào QhN và QâN

Lượng nhiệt này được xác định bằng biểu thức:

QâN = 3.n.l.(dO – dI) (W) (3.18) Trong đó:

• tO: Nhiệt độ không khí ngoài trời, o C

• tI: Nhiệt độ không khí ngoài trời, o C

• dO: Ẩm dung của không khí ngoài trời, tra đồ thị I-d với tO = 36,1 o C, φO 50,1% được dO = 18,95 g/kg

• dI: Ẩm dung của không khí trong phòng, tra đồ thị I-d với tI = 24 o C, φI = 60% được dI = 11,19 g/kg

• n: Số người trong không gian điều hòa

• l: Lưu lượng không khí tươi cần cho một người, l = 7,5 l/s [2]

Kết quả tính toán nhiệt hiện và ẩn do gió tươi mang vào QhN và QâN được thể hiện ở bảng 3.12:

Bảng 3.12 Kết quả tính toán nhiệt hiện và ẩn do gió tươi mang vào QhN và QâN

STT Tầng Phòng Diện tích

Phòng bảo vệ và điều khiển 51 12 4 0,46 0,74 1,20

3.1.9 Nhiệt hiện và ẩn do gió lọt Q 5h và Q 5a

Trong quá trình hoạt động, không gian điều hòa có hiện tượng rò lọt không khí từ bên ngoài vào từ các khe cửa sổ, cửa ra vào …

Nguồn nhiệt do gió lọt gồm 2 thành phần nhiệt hiện và nhiệt ẩn và được tính bằng biểu thức sau:

• Δt: Chênh lệch nhiệt độ giữa không gian bên ngoài và bên trong không gian điều hòa, o C

• Δd: Chênh lệch dung ẩm giữa không gian bên ngoài và bên trong không gian điều hòa, g/kg

• V: Thể tích không gian điều hòa, m 3

Kết quả tính toán nhiệt hiện và ẩn do gió lọt Q5h và Q5a được thể hiện ở bảng 3.13:

Bảng 3.13 Kết quả tính toán nhiệt hiện và ẩn do gió lọt Q5h và Q5a

Chiều cao từ sàn đến sàn (m)

Phòng bảo vệ và điều khiển 51 3,3 168,3 0,7 0,56 0,77 1,32

3.1.10 Nhiệt tổn thất do các nguồn khác Q 6

Tổn thất nhiệt do các nguồn khác ảnh hưởng đến phụ tải lạnh nhưng trong trường hợp công trình thì nó rất nhỏ nên xem như Q6 = 0 (W).

Tính toán nhiệt thừa cho văn phòng tầng 21

Nhóm lựa chọn văn phòng ở tầng 21 để tính toán nhiệt thừa làm ví dụ điển hình:

❖ Nhiệt hiện bức xạ qua kính:

Vậy Nhiệt hiện qua kính của văn phòng tầng 21 là

❖ Nhiệt hiện truyền qua mái do bức xạ và do chênh lệch nhiệt độ

Nhiệt truyền qua mái do bức xạ

Nhiệt truyền qua mái do chênh lệch nhiệt độ:

𝑄 21 ′′ = 𝑘 𝐹 ∆𝑡 = 1,39.200.6 = 1668 (𝑊) = 1,68 (𝑘𝑊) Nhiệt truyền qua mái của tầng 21:

❖ Nhiệt hiện truyền qua vách

- Nhiệt truyền qua tường: Đối với khu vực tường tiếp xúc ngoài trời:

𝑄 22𝑡 ′ = 𝑘 𝑡 ′ 𝐹 𝑡 ′ ∆𝑡 = 2,4.51,3.12,1 = 1489(𝑊) = 1,89 (𝑘𝑊) Đối với khu vực tường tiếp xúc với không gian không điều hòa:

𝑄 22𝑡 ′′ = 𝑘 𝑡 ′′ 𝐹 𝑡 ′′ ∆𝑡 = 2,19.108.12,1 = 2862 (𝑊) = 2,86 (𝑘𝑊) Vậy nhiệt truyền qua tường của tầng 21 là:

- Nhiệt truyền qua cửa ra vào

- Nhiệt truyền qua cửa sổ

𝑄 22𝑘 = 𝑘 𝐹 ∆𝑡 = 3,15.0.12,1 = 0 (𝑊) = 0(𝑘𝑊) Vậy nhiệt truyền qua vách của tầng 21 là:

❖ Nhiệt hiện truyền qua nền

Vì dưới văn phòng của tầng 21 là tầng 20 có điều hòa nên 𝑄 23 của văn phòng tầng

❖ Nhiệt hiện tỏa ra do đèn chiều sáng

Văn phòng tầng 21 có 18 đèn sự cố công suất 3W/đèn và 108 đèn panel 600x600 công suất 34,2W/ đèn Nhiệt hiện tỏa ra do đèn chiếu sáng:

❖ Nhiệt hiện tỏa ra do máy móc

Bảng 3.14 Thống kê các thiết bị có thể có ở văn phòng tầng 21

STT Loại thiết bị Số lượng

❖ Nhiệt hiện và ẩn do người tỏa ra

Nhiệt hiện do người tỏa ra:

Nhiệt ẩn do người tỏa ra:

❖ Nhiệt hiện và ẩn do gió tươi mang vào

Nhiệt hiện do gió tươi mang vào:

Nhiêt ẩn do gió tươi mang vào:

❖ Nhiệt hiện và ẩn do gió lọt

Nhiệt hiện do gió lọt:

𝑄 5ℎ = 0,39 ξ 𝑉 (𝑡 𝑁 − 𝑡 𝐼 ) = 0,39.0,42.2138,4 (36,1 − 24) = 4080 (𝑊) = 4,24 (𝑘𝑊) Nhiệt ẩn do gió lọt:

❖ Nhiệt tổn thất do các nguồn khác

Tổn thất nhiệt do các nguồn khác ảnh hưởng đến phụ tải lạnh nhưng trong trường hợp công trình thì nó rất nhỏ nên xem như Q6 = 0 (W)

Kết quả tính toán nhiệt thừa của văn phòng tầng 21 được thể hiện dưới bảng sau:

Bảng 3.15 Kết quả tính toán nhiệt thừa của văn phòng tầng 21

STT Loại nhiệt thừa Kí hiệu Giá trị tính toán (kW)

1 Nhiệt hiện bức xạ qua kính Q11 31.5

2 Nhiệt hiện truyền qua vách Q22 4,68

3 Nhiệt hiện tỏa ra do đèn chiếu sáng Q31 2,29

4 Nhiệt hiện tỏa ra do máy móc Q32 16,5

5 Nhiệt hiện người tỏa ra Q4h 3,78

6 Nhiệt ẩn người tỏa ra Q4a 4,86

7 Nhiệt do người tỏa ra Q4 8,64

8 Nhiệt hiện gió tươi mang vào QhN 8,82

9 Nhiệt ẩn do gió tươi mang vào QaN 14,4

10 Nhiệt do gió tươi mang vào QN 22,96

11 Nhiệt hiện do gió lọt mang vào Q5h 4,24

12 Nhiệt ẩn do gió lọt mang vào Q5a 5,9

13 Nhiệt do gió lọt mang vào Q5 10,09

15 Nhiệt truyền qua mái do bức xạ và chênh lệch nhiệt độ Q21 25,08

Tại Thành phố Hồ Chí Minh, nhóm nghiên cứu chỉ tập trung vào hiện tượng đọng sương trên bề mặt ngoài của các công trình xây dựng Để ngăn ngừa hiện tượng này, hệ số truyền nhiệt thực tế (kt) của vách phải thấp hơn hệ số tỏa nhiệt cực đại (kmax), được tính theo công thức cụ thể.

• αN: Hệ số tỏa nhiệt phía ngoài nhà αN = 20, W/m 2 K

• 𝑡 𝑆 𝑂 : Nhiệt độ đọng sương bên ngoài, với tO = 36,1 o C và φO = 50,1% tra đồ thị I-d được 𝑡 𝑆 𝑂 = 23,93 o C

• tI: Nhiệt độ không khí trong không gian điều hòa, tI = 24 o C

Vậy thay vào công thức 3.23, tính được kmax

So sánh với hệ số truyền nhiệt qua tường là 2,4 (W/m 2 K), kính 3,15 (W/m 2 K), mái 1,39 (W/m 2 K) thấy rằng kmax > kt

Vậy không xảy ra hiện tượng đọng sương

3.4 Kết quả tính toán nhiệt thừa của công trình CZ Tower

Bảng 3.16 Kết quả tính toán nhiệt thừa của công trình

Phòng bảo vệ và điều khiển

Kết quả tính toán nhiệt thừa của công trình CZ Tower

Bảng 3.16 Kết quả tính toán nhiệt thừa của công trình

Phòng bảo vệ và điều khiển

TÍNH TOÁN KIỂM TRA NĂNG SUẤT LẠNH CÔNG TRÌNH VÀ THÔNG GIÓ

Tính toán năng suất lạnh công trình bằng phương pháp tính tay

4.1.1 Lập sơ đồ điều hòa không khí

4.1.1.1 Lựa chọn sơ đồ điều hòa không khí

Do có các công năng khác nhau nên công trình tòa nhà CZ Tower sử dụng 3 sơ đồ điều hòa không khí đó là:

- Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp sử dụng PAU

- Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp sử dụng HRU

Tòa nhà văn phòng CZ TOWER áp dụng sơ đồ điều hòa không khí cục bộ một cấp với PAU, nhằm tận dụng nhiệt từ gió hồi và tiết kiệm năng lượng hiệu quả Phương pháp này được xem là lựa chọn hàng đầu cho việc tối ưu hóa hiệu suất năng lượng trong các văn phòng của tòa nhà.

Hình 4.1 Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp sử dụng PAU

Bên cạnh đó, là cao ốc văn phòng hạng A, để cạnh tranh với các cao ốc khác, tòa nhà

CZ TOWER áp dụng hệ thống tiết kiệm năng lượng hiện đại, với sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp sử dụng HRU là lựa chọn tối ưu Tuy nhiên, việc áp dụng cho toàn bộ tòa nhà sẽ làm tăng giá thuê văn phòng, do đó chỉ thực hiện cho một văn phòng tại tầng 2 để phục vụ nhu cầu của đối tác.

Hệ thống cục bộ được sử dụng cho các phòng có diện tích nhỏ nhằm tiết kiệm chi phí và đơn giản hóa quá trình lắp đặt, như thể hiện trong sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp với HRU.

• O: Điểm thể hiện trạng thái không khí ngoài trời

• O’: Điểm thể hiện trạng thái không khí sau khi đi qua PAU/HRU

• M: Điểm thể hiện trạng thái không khí sau quá trình hòa trộn giữa I’ và O’

• S: Điểm thể hiện trạng thái không khí sau khi đi qua FCU/IDU

• I: Điểm thể hiện trạng thái không khí trong phòng

• SA: Gió cấp vào phòng/ không khí cấp vào phòng

• RA: Gió hồi/ không khí hồi

• FA: Gió tươi/ không khí tươi

• EA: Gió thải/ không khí thải

Hệ thống làm việc theo nguyên lý tuần hoàn không khí một cấp, sử dụng PAU và HRU Không khí ngoài trời (gió tươi) ở trạng thái O được làm mát sơ bộ đến trạng thái O’ bởi PAU/HRU Sau đó, không khí này được trộn với gió hồi có trạng thái I’, tạo ra hỗn hợp không khí ở trạng thái M, được đưa vào FCU để làm lạnh và khử ẩm, đạt đến trạng thái S trước khi cấp vào phòng Trong phòng, không khí biến đổi từ trạng thái S sang trạng thái I do nhận nhiệt và ẩm thừa Cuối cùng, một phần không khí ở trạng thái T sẽ được sử dụng để trao đổi nhiệt với gió tươi tại PAU.

36 và được thải ra ngoài, phần còn lại sẽ đi theo đường hồi để hòa trộn với không khí sau khi ra khỏi PAU

4.1.1.2 Xác định các điểm nút trên đồ thị T-d

Sự thay đổi trạng thái không khí trong sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp sử dụng HRU, sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp sử dụng PAU, và sơ đồ tuần hoàn không khí hệ thống cục bộ được thể hiện rõ ràng trên đồ thị T-d (Hình).

Hình 4.3 Đồ thị sơ đồ điều hòa không khí một cấp sử dụng HRU

Hình 4.4 Đồ thị sơ đồ điều hòa không một cấp sử dụng PAU

- Đường OO’ thể hiện sự thay đổi trạng thái của không khí khi đi qua PAU/HRU

- Đường SI thể hiện sự thay đổi trạng thái của không khí khi đi qua FCU/IDU

Đường IO’ thể hiện quá trình hòa trộn không khí trong tòa nhà Để xác định các điểm nút trên đồ thị T-d và tính toán sơ đồ tuần hoàn không khí, cần thực hiện theo các bước cụ thể.

❖ Xác định tổng nhiệt hiện (Qhf), tổng nhiệt ẩn (Qaf) của phòng:

❖ Xác định tổng nhiệt hiện hiệu dụng (Qhef), nhiệt ẩn hiệu dụng (Qaef) của phòng:

❖ Tính hệ số nhiệt hiện phòng RSHF (𝜀 ℎ𝑓 ), hệ số nhiệt hiệu dụng ESHF (𝜀 ℎ𝑒𝑓 ), hệ số nhiệt hiện tổng (𝜀 ℎ𝑡 ):

Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF (Room Sensible Heat Factor), ký hiệu 𝜀 ℎ𝑓, là tỷ lệ giữa nhiệt hiện và tổng nhiệt hiện trong không gian điều hòa, không bao gồm nhiệt ẩn và nhiệt hiện từ gió tươi.

The Effective Sensible Heat Factor (ESHF), denoted as 𝜀ℎ𝑒𝑓, represents the ratio of the effective sensible heat of a room to the total sensible heat of that room.

Hệ sô nhiệt hiện tổng GSHF (Grand Sensible Heat Factor) được kí hiệu là 𝜀 ℎ𝑡

❖ Xác định các điểm ngoài trời (O), điểm trong phòng (I) dựa vào các điều kiện đã có, xác định điểm tham chiếu (A):

Dựa vào các dữ kiện đã có xác định các điểm:

Đối với sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp sử dụng PAU và HRU, cần xác định điểm thể hiện trạng thái không khí sau khi ra khỏi PAU hoặc HRU.

Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp sử dụng PAU: dựa vào dữ kiện đã có xác định điểm O’ (tưO’ = 13 o C, tkO’ = 12.9 o C)

Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp với thiết bị hồi nhiệt (HRU) cho thấy hiệu suất trao đổi nhiệt độ đạt η 𝑡 = 0,71 và hiệu suất trao đổi độ ẩm là η 𝑥 = 0,67 Công thức tính hiệu suất nhiệt độ được biểu diễn là η 𝑡 = 𝑡 𝑜 − 𝑡 𝑜′.

𝑑 𝑜 − 𝑑 𝐼 = 0,67 ⇒ 𝑑 𝑜′ = 13,75 𝑔/𝑘𝑔𝑘𝑘 (4.9) Vậy không khí sau khi ra khỏi HRU tại điểm O’ có nhiệt độ to’',5 o C và dung ẩm là do’,75g/kgkkk

❖ Xác định điểm đọng sương của FCU/IDU:

Nhiệt độ đọng sương của thiết bị là nhiệt độ mà không khí đạt trạng thái bão hòa φ= 100 khi tiếp tục làm lạnh qua điểm S đến điểm D Điểm D là điểm đọng sương của FCU/IDU, và tD là nhiệt độ đọng sương tương ứng Để xác định nhiệt độ đọng sương của FCU/IDU, có thể tra bảng dựa trên hệ số nhiệt hiệu dụng 𝜀 ℎ𝑒𝑓, nhiệt độ trong văn phòng tI và độ ẩm φI trong văn phòng.

❖ Tính lưu lượng không khí qua FCU/IDU: mS

Trong đó: ms: lưu lượng không khí qua FCU/IDU, m 3 /s

𝑄 ℎ𝑓 : tổng nhiệt hiện của phòng, kW tI, tD: nhiệt độ trong phòng và nhiệt độ đọng sương của FCU/IDU, o C

Để tính lưu lượng gió tươi (mO) và lưu lượng gió hồi (mr) trong sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp sử dụng PAU và HRU, ta có công thức: mO = Số người x Lưu lượng gió tươi cần cho một người [m³/s] (4.11) Lưu lượng gió hồi được tính bằng công thức mr = mS - mO [m³/s] (4.12).

Để tính tỉ lệ hòa trộn cho sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp sử dụng PAU và HRU, cần phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống Việc xác định tỉ lệ hòa trộn chính xác sẽ giúp tối ưu hóa chất lượng không khí và tiết kiệm năng lượng trong quá trình vận hành.

❖ Tính nhiệt độ không khí sau FCU (tS):

• ms: lưu lượng không khí qua FCU/IDU, m 3 /s

• 𝑄 ℎ𝑓 : tổng nhiệt hiện của phòng, kW

• 𝜌: khối lượng riêng của không khí, kg/m 3

• 𝑐 𝑝 : nhiệt dung riêng của không khí, kJ/kg.K

• tI, tS: nhiệt độ trong phòng và nhiệt độ sau FCU/IDU, o C

❖ Từ I kẻ đường thẳng song song với đường thẳng A-𝜀 ℎ𝑓 cắt đường φ= 100 tại điểm D, D là điểm đọng sương của FCU/IDU

Đối với sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp sử dụng PAU và HRU, việc xác định điểm hòa trộn M là rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả hoạt động của hệ thống.

❖ Xác định điểm S chính là điểm thổi vào phòng

❖ Sau khi xác định được các điểm trên đồ thị, tính công suất lạnh cần thiết:

• Q0: Công suất lạnh cần thiết, kW

• ρ: Khối lượng riêng của không khí, ρ= 1,2 kg/m 3

• hM: Entanpi của không khí tại điểm hòa trộn (kJ/kg)

• hS: Entanpi của không khí sau khi ra khỏi FCU/IDU (kJ/kg)

❖ Kiểm tra yêu cầu vệ sinh:

Hiệu nhiệt độ phòng và nhiệt độ thôi vào: ΔtSI= tI – tS ( o C) (4.18) Nếu ΔtSI < 10 o C thì đạt yêu cầu vệ sinh

4.1.2 Tính toán năng suất lạnh cho văn phòng tầng 21

Tính toán năng suất lạnh cho phòng OFFICE SPACE 21F, phòng này sử dụng sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp sử dụng PAU

- Nhiệt hiện hiệu dụng của phòng:

Qhef = Qhf + εBF.QhN = 88,14 + 0,1.8,82 = 89,02 (kW)

- Nhiệt ẩn hiệu dụng của phòng:

Qaef = Qaf + εBF.QaN = 10,71 + 0,1.14,14 = 12,13 (kW)

- Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF:

- Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF:

- Hệ số nhiệt hiện tổng

- Nhiệt độ đọng sương của FCU theo bảng 4.24 [1] tại tI = 24 o C, φI = 60%, εhef= 0,88 tra được tđs= 14,7 o C

- Lưu lượng không khí qua FCU:

- Nhiệt độ không khí sau FCU:

1,2.1,0216.8,86 = 16,7 ℃ Các điểm nút được thế hiện trên đồ thị như trên hình 4.5

43 Hình 4.5 Đồ thị T-d sơ đồ điều hòa không khí một cấp sử dụng PAU

Từ đồ thị xác định được hM= 51,5 (kJ/kg), hs= 43,2 (kJ/kg)

Công suất lạnh cần thiết Q0= ρ.mS.(hM – hS)= 1,2.8,86.(51,5,-43,2)= 88,27 (kW)

Do sự khác biệt giữa chế độ làm việc của FCU theo nhà sản xuất và thiết kế, cần phải hiệu chỉnh năng suất lạnh của FCU để lựa chọn đúng loại FCU theo catalogue của nhà sản xuất.

Công suất lạnh chọn FCU là:

Với: α1: Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ nước lạnh vào dàn, α1= 1 [2] α2: Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ không khí vào dàn, α2= 0,85 [2]

Hiệu nhiệt độ phòng và nhiệt độ thổi vào: ΔtSI= tI – tS = 24 - 16,7= 7,3 < 10 o C Vậy đạt yêu cầu về vệ sinh [2]

4.1.3 Tính toán, kiểm tra năng suất lạnh của công trình bằng phương pháp tính tay

Tính toán năng suất lạnh công trình bằng phần mềm

Hình 4.6 Giao diện khởi động phần mềm Trace 700

Trace 700 là phần mềm do hãng Trane phát triển, nổi tiếng trong lĩnh vực nghiên cứu và sản xuất thiết bị điều hòa không khí và hệ thống điều khiển tự động Phần mềm này tương thích với hầu hết các phiên bản hệ điều hành Windows và được xây dựng dựa trên các tiêu chuẩn quốc tế về điều hòa không khí, đặc biệt là tiêu chuẩn Ashrae của Mỹ Nhờ vào những ưu điểm này, Trace 700 được nhiều công ty thiết kế hệ thống điều hòa không khí tin tưởng và lựa chọn sử dụng.

4.2.2 Sử dụng Trace 700 để tính tải cho công trình CZ Tower

Các bước tính tải bằng phần mềm Trace 700 được thể thể ngắn gọn như hình 4.7

Hình 4.7 Các bước tính tải bằng phần mềm Trace 700

➢ Bước 1: Nhập thông tin của công trình (hình 4.8):

Hình 4.8 Nhập thông tin của công trình

➢ Bước 2: Chọn dữ liệu thời tiết (hình 4.9) :

Công trình ở Thành phố Hồ Chí Minh nên chọn thư viện thời tiết của TP HCM để đưa vào tính toán

Hình 4.9 Chọn thời tiết khu vực Thành phố Hồ Chí Minh

Mục đích của việc tạo template là để tối ưu hóa quy trình tính toán cho các phòng có đặc tính tương tự, giúp rút ngắn thời gian và giảm thiểu sai sót trong việc nhập dữ liệu vào phần mềm Ngoài ra, việc sử dụng template còn cho phép dễ dàng chỉnh sửa các thông số chung khi cần thiết.

➢ Bước 4: Tạo các phòng của công trình: Ở bước này tiến hành nhập thông tin các phòng có trong công trình để tính tải

➢ Bước 5: Tạo các kiểu hệ thống lạnh mà dự án sử dụng: Ở bước này tạo kiểu hệ thống lạnh mà dự án sử dụng: FCU, HRU, cục bộ

Ví dụ: Tạo kiểu hệ thống lạnh FCU sử dụng PAU làm mát không khí ngoài trời:

- Ở tab Selection nhập tên sơ đồ (System description) – FCU

• Trong mục System category chọn Constant Volume – Non Mixing

• Trong mục System type chọn Fan Coil (hình 4.10)

Hình 4.10 Thao tác tại mục Selection

Do FCU nhận gió tươi đã qua xử lý từ PAU, trong tab Dedicated OA, bạn cần nhập 13 độ C vào mục Cooling supply air dry bulb và Heating supply air dry bulb (hình 4.11).

Hình 4.11 Thao tác tại mục Dedicated OA

- Các tab còn lại không nhập

➢ Bước 6: Đưa các phòng vào sơ đồ hệ thống: Để có thể xuất tải phải liên kết các phòng đã nhập ở bước 4 với sơ đồ hệ thống ở bước

5 Việc cần làm chỉ là kéo các phòng ở bên bảng phía bên trái sang loại hệ thống ứng với phòng đó ở bên tay phải (hình 4.12)

Hình 4.12 Thao tác tại mục Assign Zones and Rooms

Khi đã hoàn thành các bước trên, vào mục Calculate and View Results để xuất tải và kiểm tra

4.2.3 Tính toán tải lạnh băng phần mềm Trace 700 cho phòng văn phòng tầng 21

❖ Tạo template chung cho văn phòng từ tầng 5 đến tầng 21 của công trình:

In the Internal Load section, the template is named "OFFICE SPACE," with a density of 8 m² per person The lighting heat gain is set at 12 W/m², and the total energy consumption of machinery and equipment is 16,490 W, as illustrated in Figure 4.13.

- Tiếp theo vào mục Airflow, đặt tên template (Description) – OFFICE SPACE, điền lưu lượng gió tươi cấp vào phòng (Ventilation) – 7,5 l/s/người (hình 4.14)

Hình 4.13 Thao tác tại mục Internal Load Hình 4.14 Thao tác tại mục Airflow

Trong mục Thermostat, chúng ta sẽ chỉ định các thông số về nhiệt độ thiết kế trong phòng, bao gồm nhiệt độ bầu khô (Cooling Dry Bulb) là 24°C và độ ẩm tương đối (Relative Humidity) là 60%.

- Tiếp đến là phần Construction tiến hành nhập các thông tin liên quan đến công trình như:

• Vật liệu xây dựng, kết cấu, loạy tường, chiều dày tường, …

• Loại kính sử dụng cho cửa sổ, cửa kính, …

• Chiều cao tường (Wall), chiều cao tầng (Flr to flr), chiều cao trần giả (Plenum) Thao tác này được thể hiện như hình 4.16

Hình 4.15 Thao tác tại mục Themostat Hình 4.16 Thao tác tại mục Construction

- Cuối cùng là phần Room, tại đây tiến hành gán 4 kiên kết đã tạo trước đó vào để chuẩn bị cho bước tạo phòng tiếp theo

Hình 4.17 Thao tác tại mục Room

- Đầu tiên ở mục Single Sheet nhập các thông tin sau:

• Tên phòng (Room description) – OFFICE SPACE 21F

• Nhập diện tích của phòng (Floor) bằng 648 (m 2 ), tuy nhiên Trace 700 chỉ quan tâm diện tích tổng nên chỉ cần nhập một cạnh bằng 1 (m) và cạnh còn lại bằng

Trong phần Wall, hãy nhập các thông số của tường ngoài tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, bao gồm hướng (Description), chiều dài (Length), chiều cao (Height) và hướng của tường theo độ (Direction).

▪ Hướng Đông Bắc (NE) có chiều dài tường là 33 (m)

▪ Hướng Đông Nam (SE) có chiều dài tường là 6 (m)

▪ Hướng Tây Nam (SW) có chiều dài tường là 20 (m)

▪ Hướng Tây Bắc (NW) có chiều dài tường là 29 (m) Các thao tác ở mục Single sheet được thể hiện cụ thể ở hình 4.18

Hình 4.18 Thao tác tại mục Single Sheet

- Tiếp theo là mục Rooms: mục này bỏ qua

- Kế tiếp là mục Roof nhập cho tầng mái, tầng 21 có mái nên nhập như sau: diện tích phần mái tiếp xúc trực tiếp với mặt trời là 433 (m 2 ) (hình 4.19)

Hình 4.19 Thao tác tại mục Roof

Trong mục Walls, người dùng có thể nhập diện tích kính (Openings) theo hai cách: một là nhập phần trăm diện tích kính trên tường (Wall area), và hai là nhập chiều dài và chiều cao của kính (hình 4.20).

• Hướng Đông Bắc (NE) có kính chiếm 100%

• Hướng Đông Nam (SE) có kính chiếm 0%

• Hướng Tây Nam (SW) có kính chiếm 100%

• Hướng Tây Bắc (NW) có kính chiếm 100%

Hình 4.20 Thao tác tại mục Walls

- Hai mục kế tiếp là Int Loads và Airflows sẽ tự động nhập theo template

Cuối cùng, mục Partn/Floors yêu cầu nhập diện tích tường tiếp giáp với không gian không điều hòa (Partition) có chiều dài 30 mét và chiều cao 2,7 mét, cùng với diện tích tầng tiếp xúc với không gian không điều hòa (Floor) là 200 mét vuông.

Hình 4.21 Thao tác tại mục Partn/Floors

➢ Đưa phòng Office Space 21F vừa tạo vào hệ thống lạnh PAU đã tạo

Hình 4.22 Đưa phòng Office Space 21F vừa tạo vào hệ thống lạnh PAU

➢ Xuất tải phòng Office Space 21F (hình 4.23)

Hình 4.23 Kết quả xuất tải của phòng Office Space 21F

4.2.4 Tính toán, kiểm tra năng suất lạnh của công trình bằng phần mềm Trace 700

Nhóm tính toán đã sử dụng phần mềm Trace 700 để xác định năng suất lạnh cần thiết cho công trình và công suất lạnh chọn FCU, tương tự như văn phòng tầng 21 Kết quả tính toán được trình bày rõ ràng ở cột 9 và cột 10 trong bảng 4.1, trang 65 và 66.

So sánh kết quả tính năng suất lạnh cần thiết bằng tay, bằng phần mềm Trace 700 với thiết kế tại công trình

700 với thiết kế tại công trình

Nhóm đã tính toán và xác định công suất lạnh cần thiết cho FCU tại văn phòng tầng 21 bằng hai phương pháp: tính tay và sử dụng phần mềm Trace 700 Kết quả tính toán được so sánh với công suất lạnh thực tế của FCU tại công trình, và thông tin này được trình bày chi tiết trong bảng 4.1.

Bảng 4.1 So sánh công suất lạnh chọn FCU tính bằng tay, bằng phần mềm so với thiết kế tại công trình

Công suất lanh của FCU/IDU thiết kế

Năng suất lạnh tính tay (𝑄 0 𝑡𝑎𝑦 ) (kW)

Công suất lanh của FCU/IDU tính tay

QIDU/FCU thiết kế với tính tay (%)

Năng suất lạnh tính bằng phần mềm (𝑄 0 𝑇𝑟𝑎𝑐𝑒 ) (kW)

Công suất lanh của FCU/IDU tính bằng phần mềm

QIDU/FCU thiết kế với phần mềm (%)

Phòng bảo vệ và điều khiển

Nhận xét: Nhóm nhận thấy rằng sự chênh lệch kết quả tính toán công suất lạnh chọn

FCU tính toán bằng tay và phần mềm thường có sự sai lệch so với thực tế, nhưng điều này có thể được giải thích trong phạm vi cho phép Sự sai lệch này có thể do việc xác định diện tích các khu vực bằng cách đo thủ công, sai sót trong quá trình vẽ đồ thị, yêu cầu riêng của chủ đầu tư, hoặc một số tiêu chuẩn đặc thù của bộ phận thiết kế hệ thống điều hòa không khí của công trình.

Tính toán thông gió

4.4.1.1 Mục đích cấp gió tươi

Không gian điều hòa là môi trường kín, do đó cần cung cấp liên tục lượng oxy để con người có thể hô hấp, tránh tình trạng khó thở và mệt mỏi Điều này cho thấy tầm quan trọng của việc cung cấp gió tươi vào không gian điều hòa.

4.4.1.2 Tính toán lưu lượng gió tươi cho từng không gian điều hòa

Lưu lượng gió tươi được tính bằng công thức:

• Q: Lưu lượng không khí cấp vào, m 3 /h

• n: Diện tích thực tế dành cho vị trí chiếm chỗ của người trong phòng, m 2 /người

Ví dụ: Tính lưu lượng gió tươi cần cấp cho phòng làm việc ở tầng 5

8 25 = 2093,75 (m 3 /h) Đối với dự án CZ TOWER có sử dụng các loại hệ thống cung cấp gió tươi như sau:

Hệ thống PAU-RF-01 cung cấp gió tươi đã qua xử lý cho các phòng ở tầng 1 và không gian văn phòng từ tầng 4 đến tầng 21, đảm bảo không khí trong lành và thoải mái cho người sử dụng.

- Hệ thống xử lý gió tươi sơ cấp PAU-3F-01 cung cấp gió tươi qua xử lý cho các phòng ở tầng 3

- Hệ thống thu hồi nhiệt HRU-3F-01 sử dụng cho phòng tại tầng 2

- Khu vực tầng hầm còn có các sảnh chờ thang máy có hệ thống thông gió tươi bằng quạt

Các kết quả tính toán và so sánh lưu lượng gió tươi của dự án sẽ được thể hiện tại phụ lục 1

4.4.2.1 Mục đích hút gió thải:

Trong các công trình có hệ thống nhà vệ sinh ở các tầng, mùi khó chịu thường phát sinh trong quá trình sử dụng, gây ảnh hưởng đến môi trường xung quanh Để giảm thiểu những tác động tiêu cực này, việc lắp đặt hệ thống quạt hút mùi là giải pháp hiệu quả nhằm loại bỏ mùi hôi và cải thiện không khí.

4.4.2.2 Tính toán lưu lượng gió thải:

Lưu lượng gió thải được tính bằng công thức:

• ACH: Số lần trao đổi không khí, lần/h

Ví dụ: Tính lưu lượng gió thải cho nhà vệ sinh nam ở tầng 1 có diện tích 8 m 2 , chiều cao 2,4 m và có hệ số ACH là 15

Nhà vệ sinh trên mỗi tầng của công trình phục vụ cho tất cả nhân viên làm việc tại tầng đó, dẫn đến mật độ sử dụng cao Do đó, nhóm đã chọn bội số trao đổi không khí (ACH) là 15 để đảm bảo hút sạch mùi hôi từ nhà vệ sinh và đáp ứng yêu cầu vệ sinh.

59 Đối với dự án CZ TOWER có sử dụng các loại hệ thống hút gió thải nhà vệ sinh EAF RF-01

Các kết quả tính toán và so sánh lưu lượng gió thải của dự án sẽ được thể hiện tại phụ lục 2

4.4.3 Tính toán hệ thống thông gió tầng hầm

4.4.3.1 Mục đích thông gió tầng hầm:

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:

Hệ thống thông gió trong tầng hầm đóng vai trò quan trọng trong việc loại bỏ khí độc hại từ xe cộ, nhiệt độ phát sinh từ máy móc và con người Đồng thời, nó cũng cung cấp không khí tươi từ bên ngoài, giúp không gian tầng hầm trở nên thông thoáng và đảm bảo lượng oxy đủ cho con người hít thở.

Khi hỏa hoạn xảy ra tại khu vực tầng hầm, hệ thống thông gió cần phải có khả năng loại bỏ hiệu quả không khí độc hại từ đám cháy, đồng thời hạn chế sự lan tỏa của khói sang các không gian khác.

4.4.3.2 Tính toán lưu lượng thông gió tầng hầm: Đối với công trình này nhóm tính theo cách sau: Đối với hầm 3 và hầm 4 do nằm sâu trong lòng đất nên nhóm sẽ tính lưu lượng gió tưới bằng 100% lưu lượng gió tải Đối với hầm 1 và hầm 2 do nằm gần mặt đất nên nhóm sẽ tính lưu lượng gió tưới bằng 85% lưu lượng gió tải

Tiến hành tính toán lưu lượng thông gió tầng hầm: Đối với hầm:

- Với điều kiện bình thường ACH (N) = 6 [1]

- Với điều kiện có sự cố ACH (E) = 9 [1]

Ví dụ: Tính cho hầm 4

Lưu lượng gió tươi (N) = Diện tích không gian đỗ xe Chiều cao ACH (N) = 1060.2,7.6

Lưu lượng gió thải (N) = Lưu lượng gió tươi (N) = 4770 (l/s)

Lưu lượng gió tươi (E) = Diện tích không gian đỗ xe Chiều cao ACH (E) = 1060.2,7.9

Lưu lượng gió thải (E) = Lưu lượng gió tươi (E) = 7155 (l/s)

Kết quả tính toán và so sánh lưu lượng thông gió cho hầm xe của công trình được thể hiện ở phụ lục 3

Nhận xét từ kết quả tính toán cho thấy sự chênh lệch giữa các hệ thống thông gió của công trình được thể hiện trong các phụ lục 1, 2 và 3 là dưới 25% Khoảng chênh lệch này được coi là chấp nhận được, vì có thể do sai số trong quá trình đo đạc bằng tay hoặc do các tiêu chuẩn riêng của người thiết kế công trình.

4.4.4 Tính kiểm tra kích thước ống gió

4.4.4.1 Tính toán, kiểm tra bằng phương pháp tính tay

Xác định tiết diện của đường ống gió theo công thức:

• Ftính: Tiết diện đường ống gió (dài x rộng), m 2

• G: Lưu lượng gió đi trong ống, m 3 /h

• v: Vận tốc gió đi trong ống, m/s

Ví dụ: Tính đường ống gió tươi cấp PAD cấp cho tầng 5 – 16 & 20 Đoạn ống chính có lưu lượng: Gtươi= 2194,6 (m 3 /h)

Chọn vận tốc tại đoạn ống chính v = 5 m/s

Từ công thức 4.22 tính diện tích ống:

𝐹 !94,6 3600.5 = 0.1219 (𝑚 2 ) Chọn cỡ ống hình chữ nhật có tiết diện phù hợp theo tiêu chuẩn là 500x250 mm Vận tốc không khí thực đi trong ống:

Hình 4.24 Trục cấp gió tươi nằm ngang ở tầng 5 – 16 & 20

Bảng 4.2 Kích thước trục cấp gió tươi nằm ngang ở tầng 5 – 16 & 20 tính bằng công thức

Cỡ ống chọn (mm x mm)

Tiết diện ống chọn (mm x mm)

4.4.4.2 Tính toán, kiểm tra bằng phần mềm Duct Checker Pro

Phương pháp tính toán: Sử dụng phương pháp ma sát đồng đều

Phương pháp thiết kế ống gió yêu cầu xác định kích thước sao cho tổn thất áp suất trên mỗi mét chiều dài ống là đồng nhất Sử dụng phương pháp ma sát đồng đều giúp giảm tốc độ gió dần theo chiều dài ống, đảm bảo phân bố gió đồng đều Ưu điểm của phương pháp này là giúp người thiết kế thực hiện nhanh chóng, không cần tính toán tuần tự từ đầu đến cuối ống mà có thể tính bất kỳ đoạn nào, điều này rất hữu ích trong quá trình thi công thực tế.

Nhóm sẽ dùng phần mềm Duct Checker Pro để chọn kích thước ống gió theo phương pháp ma sát đồng đều

Ví dụ: Tính đường ống gió tươi cấp PAD cấp cho tầng 5

Khởi động phần mềm Duct Checker Pro, chọn tab Duct Size sau đó chọn Standard (Low Velocity) Duct [Pa]

Hình 4.25 Giao diện Duct Checker Pro dùng tính ống gió

Để tính kích thước ống gió bằng phương pháp ma sát đồng đều, trước tiên cần thiết lập thông số cho phần mềm Nhấn vào biểu tượng bánh răng để điều chỉnh các thông số, giữ nguyên các thông số mặc định và chỉ chỉnh sửa mục Max friction loss [Pa/m] thành 1 Pa/m Để thuận tiện cho việc tính toán, hãy đổi đơn vị trong ô Air Flow thành l/s và lưu lại để sử dụng.

Hình 4.26 thể hiện cụ thể các bước thiết lập thông số để tính toán kích thước ông gió

Hình 4.26 Thiết lập thông số để tính kích thước ống gió Các bước tính kích thước ống gió:

Bước 1: Tại ô Flow Rate [m 3 /h] điền lưu lượng gió của ống là 2078 m 3 /h

Bước 2: Bấm nút Calc (biểu tượng máy tính) hoặc nhấn Enter trên bàn phím

Bước 3: Tại ô kích thước ống gió [mm], chọn kích thước ống gió (rộng x cao) sao cho vận tốc đạt từ 5 – 7 m/s cho ống gió chính và 3 – 4,5 m/s cho ống gió nhánh, đồng thời Pr [Pa/m] nên gần 1 Pa/m Ví dụ, chọn ống có kích thước 500x250 mm với vận tốc 4.88 m/s và tổn thất áp dọc đường là 0,864 Pa/m, như thể hiện trong hình 4.27.

Hình 4.27 Quá trình tính kích thước ống gió bằng Duct Checker Pro

Tiến hành tính toán kích thước ống gió tươi cho tầng 5 – 16 & 20 bằng phần mềm Duct Checker Pro

Bảng 4.3 Kết quả tính toán kích thước ống gió tươi cho tầng 5 – 16 & 20 bằng phần mềm

Tổn thất áp ma sát (Pa/m)

Kích thước tính bằng Duct Checker (mm x mm)

Kích thước thực tế (mm x mm)

Ví dụ: Tính toán kích thước ống gió lạnh cấp từ FCU/IDU đến các miệng gió:

Theo các bản vẽ AutoCad, miệng gió cấp lạnh Linner và miệng 4 hướng (600x600) chủ yếu có lưu lượng 220 l/s Nhóm đã sử dụng thông tin này để kiểm tra kích thước ống gió lạnh từ FCU/IDU đến các miệng gió.

Bảng 4.4 Kiểm tra kích thước ống gió lạnh từ FCU/IDU đến các miệng gió

Số lượng miệng gió cấp (cái)

Tổn thất áp ma sát (Pa)

Kích thước tính bằng Duct Checker (mm x mm)

Kích thước thực tế (mm x mm)

Nhóm đã sử dụng phần mềm Duct Checker Pro để tính toán kích thước ống gió Kết quả tính toán cho thấy kích thước ống gió thực tế tương đối giống với bảng so sánh trong phụ lục, tuy nhiên, có sự khác biệt ở những ống có lưu lượng nhỏ dưới 40 l/s, do tất cả đều được chọn kích thước 150x150 trên bản vẽ Mặc dù có sự chênh lệch, nhưng việc lắp đặt van VCD trước mỗi thiết bị để điều chỉnh lưu lượng giúp đảm bảo chất lượng công trình không bị ảnh hưởng quá lớn và thuận lợi hơn trong việc chuẩn bị vật tư.

Tương tự bảng tính toán kiểm tra cho các đường ống gió ở các tầng được thể hiện ở phần phụ lục 4

TÍNH TOÁN KIỂM TRA HỆ THỐNG HÚT KHÓI VÀ TẠO ÁP

TÍNH CHỌN MÁY VÀ THIẾT BỊ

TRIỂN KHAI BẢN VẼ BẰNG REVIT MEP