Để đáp ứng với mức độ hiện đại của công trình, phù hợp với yêu cầu sử dụng nh văn phòng cho thuê đòi hỏi các hệ thống kỹ thuật trong công trình nh điện, nớc, thông tin, PCCC cũng nh hệ t
Trang 1THUYếT MINH THIếT Kế
Hệ THốNG HVAC
CÔNG TRìNH: xây dựng mở rộng, cải tạo nâng cấp bệnh viện châm cứu quy mô 500
giờng
ĐịA ĐIểM: 49 thái thịnh-phờng thịnh quang
quận đống đa-hà nội.
4 – 2011
Trang 2Hệ THốNG ĐIềU HOà Và THÔNG GIó
A Cơ sở thiết kế.
A.1 Khái quát
Toà nhà 18T1 Bệnh viện Châm cứu Trung ơng là công trình trọng điểm của
Bộ y tế đợc xây dựng với quy mô hiện đại, đầy đủ tiện nghi, đạt đợc tính thẩm mỹ cao, có kiến trúc phù hợp với cảnh quan xung quanh nhằm giải quyết việc chữa bệnh cho ngời dân thủ đô Hà Nội
Để đáp ứng với mức độ hiện đại của công trình, phù hợp với yêu cầu sử dụng
nh văn phòng cho thuê đòi hỏi các hệ thống kỹ thuật trong công trình nh điện, nớc, thông tin, PCCC cũng nh hệ thống điều hoà không khí phải đợc tính toán thiết kế một cách đồng bộ, tổng thể nhằm đáp ứng đợc tiêu chuẩn chất lợng, tiện nghi trong toàn bộ công trình
Sau khi nghiên cứu hồ sơ thiết kế cơ sở, tham khảo ý kiến của các cơ quan chủ quản, tính toán triển khai thiết kế kỹ thuật thi công hệ thống điều hoà không khí và thông gió cho công trình dựa trên cơ sở nghiên cứu đặc điểm kết cấu, kiến trúc xây dựng và chức năng sử dụng, yêu cầu về các thông số nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch không khí yêu cầu
Mục tiêu của phơng án là đa ra một giải pháp tổng thể, nhằm tạo ra một môi
trờng vi khí hậu phù hợp, đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn vệ sinh môi trờng, tiện nghi và tiêu chuẩn về kỹ thuật cho toàn bộ cán bộ, công nhân viên làm việc trong toà nhà Trong phơng án thiết kế, các vấn đề nh tối u vốn đầu t ban đầu, giảm tối
thiểu chi phí vận hành của hệ thống cũng đợc đặt ra và xem xét một cách kỹ lỡng Theo quan điểm trên, hệ thống điều hoà không khí đợc xây dựng trên cơ sở
đảm bảo những chỉ tiêu sau:
- Đảm bảo các thông số về nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch với môi trờng vi khí hậu
đợc tạo ra các thông số nhiệt độ đáp ứng điều kiện tiện nghi của con ngời.
- Tổ chức thông thoáng hợp lý, hút mùi trong khu vực WC của toà nhà, tránh
sự lan toả ra các khu vực xung quanh, đồng thời ngăn chặn sự xâm nhập của không khí nóng ẩm, bụi và các tác nhân ô nhiễm vào nhà để tránh các hiện tợng đọng sơng, nấm mốc và bám bụi vào các đồ vật bên trong nhà
- Lợng không khí sạch do hệ thống thông gió và điều hoà không khí trung tâm cung cấp đảm bảo mức tiêu chuẩn (20-30)m 3 /h/ngời cho con ngời trong toà nhà Đồng thời tạo ra các vùng đệm nh các sảnh chính để tránh sự thay đổi
Trang 3nhiệt độ quá lớn cho ngời làm việc trong quá trình đi lại giữa các khu vực trong công trình.
- Hệ thống thông gió và điều hoà không khí đợc thiết kế hợp lý với khả năng phục vụ độc lập cho từng tầng theo các yêu cầu sử dụng riêng biệt Thiết bị lựa chọn trong hệ thống hiện đại, mức độ tự động hoá cao, dải điều chỉnh công suất phù hợp với đặc trng sử dụng của toà nhà là văn phòng cho thuê
và khu căn hộ Hệ thống làm việc tin cậy, vận hành đơn giản, thuận tiện cho việc bảo dỡng, sửa chữa.
- Toàn bộ hệ thống đợc thiết kế có sự kết hợp với các hạng mục kỹ thuật khác, đặc biệt là không làm ảnh hởng đến nội thất và kiến trúc của công trình.
Để đảm bảo những tiêu chuẩn trên, hệ thống thông gió và điều hoà không khí trung tâm đợc thiết kế trên cơ sở phối hợp đầy đủ các hạng mục sau:
- Hệ thống điều hoà không khí
- Hệ thống cấp khí sạch
A.2 Tiêu chuẩn thiết kế:
Thiết kế hệ thống điều hoà không khí dựa trên các tiêu chuẩn và tài liệu tham khảo sau đây:
Tiêu chuẩn Việt nam:
- TCVN 4088: 1985
Số liệu khí hậu dùng trong thiết kế xây dựng Tiêu chuẩn thiết kế.
- TCVN 5687: 1992
Thông gió, điều tiết không khí, sởi ấm Tiêu chuẩn thiết kế
- TCXDVN 175:2005
Mức ồn tối đa cho phép trong công trình công cộng – Tiêu chuẩn thiết kế.
- TCXDVN 306:2004
Nhà ở và công trình công cộng – Các thông số vi khí hậu trong phòng;
- TCXD 25: 1991.
Đặt đờng dẫn điện trong nhà ở và công trình công cộng Tiêu chuẩn thiết kế.
Trang 4Các tiêu chuẩn và tài liệu tham khảo của n ớc ngoài:
- Tiêu chuẩn của Viện kỹ thuật lạnh và điều hoà không khí Mỹ (ARI) (Air-conditioning and Refrigeration Institute)
- Tuyển tập sổ tay của Hiệp hội các kỹ s lạnh, điều hoà không khí và sởi ấm Mỹ (ASHRAE handbooks):
(American Society of Heating Refrigerating and Air-conditioning Engineers) + Phần căn bản
+ Phần ứng dụng
+ Phần hệ thống và thiết bị
+ Phần kỹ thuật làm lạnh
- Tiêu chuẩn của Hiệp hội quốc gia các nhà thầu hệ thống điều hoà không khí và kim loại tấm Mỹ (SMACNA) áp dụng để thiết kế, chế tạo, lắp đặt và thử nghiệm hệ thống đờng ống gió (Sheet Metal and Air-conditioning Contractor National Association)
- Tiêu chuẩn Anh BS5588-1985: Phòng cháy chữa cháy cho công trình (áp dụng
để thiết kế, lắp đặt, thử nghiệm hệ thống thông gió phòng cháy tăng áp cầu thang bộ)
A.3 Điều kiện thiết kế:
Theo tiêu chuẩn Việt nam TCVN 5687: 1992, hệ thống điều hoà không khí cho công trình thuộc cấp 2, do vậy các thông số khí hậu thiết kế nh sau:
a Thông số không khí ngoài nhà:
Mùa hè:
i Nhiệt độ: 34,9oC
ii Độ ẩm tơng đối: 63,5%
Mùa đông:
iii Nhiệt độ: 10,8oC
iv Độ ẩm tơng đối: 72,7%
Trang 5b Thông số không khí trong nhà:
Mùa hè:
v Nhiệt độ: 24 ± 2 oC
vi Độ ẩm tơng đối: 60- 70%
Đối với các khu vực đệm, nhiệt độ tính toán trong nhà về mùa hè là 28 ± 2 oC Mục đích là tránh cho con ngời khỏi bị sốc nhiệt khi vào và ra khỏi công trình
Mùa đông:
vii Nhiệt độ: 22 ± 2 oC viii Độ ẩm tơng đối: 60-70%
Độ ẩm tơng đối nói trên sẽ không đợc điều chỉnh trực tiếp mà chỉ là kết quả tơng đối của quá trình làm mát hoặc sởi ấm
- Thụng số tớnh toỏn toả nhiệt :
STT Khu vực
Mật độ người (m2/người)
Đốn chiếu sỏng (W/m2)
Lượng khớ tươi cấp vào (m3/người/h)
c Mức ồn cho phép (ban ngày từ 6h đến 22h):
Theo Tiêu chuẩn Việt nam TCXD 175: 2005
Trang 6- Phòng làm việc 40
- Các khu vực phụ trợ khác 60
- Phòng máy (Tuân thủ theo yêu cầu kỹ thuật của thiết bị)
d Yêu cầu thông gió:
Lu lợng gió tơi:
- Khu vực văn phòng hoặc tơng tự: 20 - 30 m3/h.ngời
- Khu vực phòng họp hoặc tơng tự (có số giờ hoạt động thông thờng nhỏ hơn 3 giờ): 15 m3/h ngời
- Mật độ ngời cho khu vực văn phòng hoặc tơng tự, ớc tính: 7m2 diện tích sàn làm việc/ngời
- Mật độ ngời cho khu vực phòng họp hoặc tơng tự, ớc tính: 3m2 diện tích sàn làm việc/ngời
Yêu cầu thông gió: xem bảng tính toán thông gió kèm theo
B Mô tả thiết kế hệ thống điều hòa.
B.1 Giải pháp chọn thiết bị.
Hệ thống điều hoà trung tâm thông minh dạng VRF giải nhiệt gió có khả năng hỗ trợ kết nối vào hệ thống điều khiển toà nhà IBMS, đảm bảo các thông số
vi khí hậu trong phòng theo TCXDVN 306-2004
Hệ thống điều hoà đáp ứng yêu cầu của toà nhà là nơi khám, chữa bệnh cho bệnh nhân và nơi làm việc cho cán bộ, y bác sĩ của bệnh viện (Hệ thống điều hoà đáp ứng điều khiển nóng/lạnh, độ ẩm theo từng khu vực Nhiệt độ trong nhà
đảm bảo 2425 oC 2±2 oC
Trang 7Các dàn nóng (Outdoor Unit) bao gồm các máy nén và quạt biến tần, các máy nén có thể thay phiên nhau hoạt động làm tổ chủ (tổ khởi động), có thể điều chỉnh công suất bằng biến đổi tần số
Toàn bộ thiết bị cho hệ thống điều hoà không khí bao gồm các tổ hợp máy nén dàn ngng (Outdoor Unit), các dàn lạnh lắp trong nhà (Indoor Unit), các bộ chia
ga (Joint-kits), các bộ điều khiển tại chỗ/trung tâm (Local/Central Wired Remote Contronler) đợc sản xuất bởi chính hãng sản xuất và nhập khẩu đồng bộ của nhà sản xuất thiết bị Các thiết bị mới 100% đợc sản xuất sau ngày kí hợp đồng
Nơi sản xuất và xuất xứ thiết bị điều hoà: G8
Thiết bị sẽ xuất trình hồ sơ hợp lệ về nguồn gốc xuất xứ, chứng chỉ chất lợng của nhà sản xuất, khi tập kết tại cảng Việt Nam sẽ đợc cơ quan chức năng giám
định và cung cấp chứng th giám định cho hàng hoá (Vinacontrol)
Sử dụng môi chất lạnh không phá huỷ tầng Ôzon (R410A) tuân thủ theo nghị định th Montreal 1978
Tổ hợp máy nén dàn ngng có chế độ khẩn cấp và khả năng mở rộng, trong trờng hợp không mong muốn, một máy nén biến tần trong hệ thống bị sự cố, các máy nén biến tần còn lại trong tổ hợp đáp ứng tối thiểu #75% công suất của tổ hợp
đó Khi một máy nén có công suất lớn nhất trong tổ cơ sở bị sự cố bắt buộc các máy nén còn lại trong tổ cơ sở đó phải hoạt động đợc và phát ra công suất tối thiểu
là 50% công suất định mức của tổ cơ sở đó để đảm bảo hệ thống đợc vận hành liên tục trong mọi trờng hợp
Có khả năng cung cấp hệ thống quân bình thời gian làm việc của mỗi máy nén, dàn nóng trong hệ thống để kéo dài tuổi thọ và gia tăng độ ổn định
Có chức năng vận hành êm vào ban đêm Có khả năng cài đặt chế độ hoạt
động với độ ồn giảm thiểu trong thời gian yêu cầu
Có chức năng tự chuẩn đoán giúp kiểm tra và phát hiện các sự cố
Có chức năng tự khởi động lại theo đúng chế dộ cài đặt trớc đó khi có sự cố nguồn điện
Nhiệt độ hoạt động: (-5 oC tới 43 oC)
Hệ thống điều hoà không khí 1 dàn nóng kết hợp với nhiều dàn lạnh đợc
điều khiển bằng biến tần cho phép đến 48 Indoor Unit khác nhau về công suất và chủng loại có thể nối chung vào một hệ thống với ống dẫn tác nhân đơn giản Hệ thống tuyến tính sử dụng hệ điều khiển để gia tăng sự điều chỉnh nhờ máy nén biến tần nhằm đa các bớc điều chỉnh công suất xuống nhỏ nhất và cung cấp sự điều chỉnh chính xác trong cả khu vực lớn và nhỏ Do vậy có thể có đợc sự điều khiển
Trang 8riêng rẽ tới 48 Indoor Unit với chủng loại và công suất khác nhau ở tỷ lệ 50-135% so với công suất của Outdoor Unit
Có thể điều khiển hoàn toàn tự động nhờ sử dụng các bộ cảm biến khác nhau
để tìm ra áp suất tác nhân và nhiệt độ phòng theo một trình tự nhất định
Hệ thống kiểm soát dầu máy, hệ thống cơ khí là ổn định lu lợng tác nhân và
hệ thống kiểm soát với chu trình cân bằng công suất tự động tạo khả năng sử dụng
đờng ống với chiều dài tơng đơng tới 175m đối với từng hệ thống ống tác nhân riêng
rẽ và cho phép chênh lệch cao độ 50m giữa các Indoor Unit và Outdoor Unit và chênh lệch cao độ 40m giữa các indoor unit trong cùng hệ thống đó
Có thể sử dụng phối hợp các Outdoor Unit 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 24 HP
để dễ dàng tạo ra một hệ thống ĐHKK có công suất lớn Có thể kết hợp tối đa 2 Outdoor Unit trong một hệ thống để tạo ra tổ hợp có công suất lạnh max là 48HP
Kiểm soát hoạt động của Indoor Unit công suất thấp: Nếu tần số hoạt động
là nhỏ nhất, áp suất tác nhân và nhiệt độ ngoài trời đợc ghi nhận, số bớc điều chỉnh công suất đợc tính toán, công suất của thiết bị trao đổi nhiệt Outdoor Unit (tác nhân đợc tích lại trong dàn) và lu lợng không khí của quạt Outdoor Unit (điều chỉnh thay đổi cực của 2 quạt) đợc điều chỉnh Nếu hoạt động một Indoor Unit công suất nhỏ van bypass đợc điều khiển (On/Off) để điều chỉnh công suất dàn nóng theo yêu cầu
Hệ thống điều khiển có khả năng duy trì nhiệt độ phòng chính xác tới 0.5
±2 oC
Khi khởi động hoặc khởi động lại máy nén của hệ biến tần luôn đợc khởi
động ở chế độ khởi động mềm, ở tần số thấp với tải thấp do đó tránh đợc dòng khởi
động cao, tiết kiệm năng lợng và tránh đợc hiện tợng ngập dịch
Hệ thống tuyến tính mới của điều khiển biến tần: Rút ngắn bớc tần số điều chỉnh biến tần và mở rộng dải điều chỉnh công suất
Hệ thống kiểm soát dầu: Kiểm soát lợng dầu để tránh tác nhân lỏng dâng ngợc trong các ống dài
Cơ cấu ổn định lu lợng tác nhân: Tránh dòng tác nhân không ổn định trong ống dài
Hệ thống đặt địa chỉ tự động với hệ thống truyền tín hiệu cáp đôi đơn giản hoá việc nối cáp giữa Indoor Unit và Outdoor Unit: Phơng pháp nối cáp thông th-ờng giữa từng Indoor Unit và Outdoor Unit riêng rẽ đợc thay thế bằng hệ thống truyền tín hiệu cáp đôi khi đó mỗi Outdoor Unit nối 1 sợi cáp đôi tới tất cả các Indoor Unit trong hệ thống Hệ thống có chức năng đặt địa chỉ tự động nên loại trừ
đợc các lỗi trong việc đặt địa chỉ do cáp chồng chéo nhau
Trang 9Để hạn chế ảnh hởng của nhiễu gây bởi các loại sóng điện từ (công trình có tính chất đặc biệt) tất cả các dây điều khiển nối giữa các dàn lạnh và dàn nóng, dàn nóng với dàn nóng, dàn nóng với bộ điều khiển trung tâm đều là loại dây bọc chống nhiễu do nhà cung cấp thiết bị chỉ định
Hệ thống có thể đợc mở rộng dễ dàng do có thể lắp thêm các Indoor Unit trong tơng lai
Hệ thống ống chia ga đơn giản dễ dàng lắp đặt
Nhà cung cấp thiết bị có Trung tâm bảo hành của chính hãng tại Hà Nội nhằm
đáp ứng tối đa nhu cầu về dịch vụ bảo hành, bảo trì và cung cấp phụ tùng linh kiện thay thế
Thiết bị trớc khi đi vào hoạt động đợc chuyên gia kỹ thuật chuyên ngành của chính hãng kiểm tra xác nhận tại thực tế công trình và cho phép vận hành hệ thống
B.2 Tải lạnh tính toán:
Tải lạnh tính toán và chọn thiết bị: đợc thuân thủ theo tiêu chuẩn thiết kế TCVN5687-1992
B.3 Mô tả hệ thống:
Toà nhà 18T1 Bệnh viện Châm cứu Trung ơng đợc xây dựng với quy mô hiện đại Để đáp ứng với mức độ hiện đại của công trình, phù hợp với yêu cầu sử dụng của các tầng và các phòng chức năng nh: phòng khám, phòng mổ, phòng điều trị, chữa bệnh hệ thống kỹ thuật trong toà nhà nh điện, nớc, thông tin, PCCC cũng nh hệ thống điều hoà không khí phải đợc tính toán thiết kế một cách đồng bộ, tổng thể nhằm đáp ứng đợc tiêu chuẩn chất lợng, tiện nghi trong toàn bộ toà nhà Sau khi nghiên cứu hồ sơ, tham khảo ý kiến của các cơ quan chủ quản, chúng tôi tính toán xây dựng phơng án thiết kế hệ thống điều hoà không khí và thông gió cho công trình Phơng án thiết kế đợc xây dựng trên cơ sở nghiên cứu
đặc điểm kết cấu, kiến trúc xây dựng và chức năng sử dụng, yêu cầu về các thông
số nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch không khí yêu cầu Mục tiêu của phơng án là đa ra một giải pháp tổng thể, nhằm tạo ra một môi trờng vi khí hậu phù hợp, đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn vệ sinh môi trờng, tiện nghi và tiêu chuẩn về kỹ thuật cho toàn bộ toà nhà
Trong phơng án thiết kế, các vấn đề nh tối u vốn đầu t ban đầu, giảm tối thiểu chi phí vận hành của hệ thống cũng đợc đặt ra và xem xét một cách kỹ lỡng Qua phân tích, chúng tôi chọn hệ thống điều hòa không khí cho Toà nhà 18T1
Bệnh viện Châm cứu Trung ơng: Hệ thống điều hoà không khí trung tâm kiểu VRF giải nhiệt gió.
Trang 10B.4 Hệ thống điều hòa không khí trung tâm kiểu VRF giải nhiệt gió
Hệ thống này hiện đợc áp dụng nhiều trong các công trình dân dụng, nó một
số u điểm : không gian lắp đặt ít, đờng ống nhỏ gọn, có thể chọn các dàn lạnh đa dạng, tiết kiệm điện năng hơn nhiều so với các hệ máy điều hoà Trung tâm thông thờng khác
Hệ VRF khắc phục đợc nhợc điểm của máy cục bộ, các dàn nóng đợc đặt trên mái toà nhà, thiết bị hoạt động có độ tin cây cao hơn Đặc biệt hệ thống có thể kết nối điều khiển với các hệ thống kỹ thuật khác trong toà nhà và hệ điều khiển trung tâm của công trình Hệ thống không làm ảnh hởng tới kiến trúc công trình Máy lạnh chính kích thớc hợp lý đợc đặt xa khu vực hoạt động công cộng, đờng ống ga nhỏ gọn có thể lắp chìm trong tờng hoặc trên trần giả Dàn lạnh trong nhà
có nhiều dạng khác nhau, có thể lựa chọn để phù hợp kiến trúc từng khu vực
Hệ thống khởi động bằng biến tần là hệ thống khởi động mềm, giảm tối đa các xung động đến mạng điện của toà nhà Hệ thống khởi động mềm cho phép giảm các tổn hao rất lớn khi khởi động, giảm các hao mòn cơ khí, giảm dòng khởi
động do vậy tăng tuổi thọ động cơ Hệ thống có thể thay đổi công suất từ 15% đến 130% công suất thực
Thiết bị trong hệ thống có độ bền cao, chế độ hoạt động ổn định, hệ thống
đ-ợc lắp các thiết bị điều khiển, bảo vệ hiện đại Trong quá trình hoạt động ít khi phải bảo dỡng do đợc thiết kế đồng bộ
Hệ thống này giảm tối đa mức độ tiêu thụ điện khi hoạt động đầy tải và quan trọng hơn là giảm tiêu thụ điện, tăng hiệu suất ở trạng thái giảm tải (trạng thái phổ biến nhất trong quá trình hoạt động) Trong các hệ thống điều hoà không khí dùng dàn lạnh bay hơi trực tiếp giải nhiệt gió thì đây là hệ thống tiết kiệm điện nhất
B.5 Kết quả chọn thiết bị.
Dựa theo kết quả tính nhiệt ở trên, ta có đợc phụ tải nhiệt cho từng khu vực
tại các tầng Ta chọn thiết bị cho hệ thống điều hoà không khí ( Xem phụ lục 1)
Chi tiết đợc thể hiện trên bản vẽ thiết kế.
Công trình đợc thiết kế với 05 tổ máy điều hoà VRF công nghệ biến tần, giàn Outdoor đặt trên sàn kỹ thuật của tầng kỹ thuật và tầng mái Đờng ống chính
và dây điều khiển của các tổ máy đều đựơc kết nối với nhau, giúp hệ thống vận hành linh hoạt hơn trong việc cân bằng tải từng khu vực và bảo trì từng tổ máy mà