Tính toán hệ thống ĐHKK & Thông gió, triển khai Revit cho tòa nhà 29B NĐC

Đồ án tính toán hệ thống ĐHKK, thông gió và triển khai bản vẽ bằng Revit. Bao gồm phương pháp tính tải lạnh, chọn thiết bị và bản vẽ chi tiết.

• Tác giả: Nguyễn Đình Tân
• Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Hoàng Tuấn
• Trường học: Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Nhiệt
• Đề tài: Tính toán kiểm tra hệ thống điều hòa không khí, thông gió và triển khai bản vẽ bằng phần mềm Revit cho tòa nhà 29B Nguyễn Đình Chiểu
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Đồ Án Điều Hòa Không Khí và Thông Gió Bằng Revit

Đồ án điều hòa không khí và thông gió bằng phần mềm Revit là một công trình học thuật quan trọng trong lĩnh vực công nghệ kỹ thuật nhiệt. Đề tài này tập trung vào tính toán và thiết kế hệ thống điều hòa không khí, thông gió cho tòa nhà 29B Nguyễn Đình Chiểu - một công trình chung cư hạng sang tại Thành phố Hồ Chí Minh. Dự án được thực hiện bởi sinh viên Nguyễn Đình Tân và Trương Tuấn Kiệt, dưới hướng dẫn của ThS. Nguyễn Hoàng Tuấn từ Khoa Cơ Khí Động Lực, Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh. Công trình này không chỉ áp dụng các phương pháp tính toán tiên tiến mà còn sử dụng phần mềm Revit chuyên nghiệp để triển khai bản vẽ chi tiết. Mục tiêu chính là cung cấp giải pháp hệ thống điều hòa không khí VRF hiệu quả và hệ thống thông gió khí thải tối ưu cho từng căn hộ.

1.1. Tầm Quan Trọng Của Hệ Thống Điều Hòa Không Khí

Điều hòa không khí đóng vai trò thiết yếu trong tạo môi trường sống và làm việc thoải mái. Hệ thống này không chỉ điều chỉnh nhiệt độ mà còn kiểm soát độ ẩm, chất lượng không khí trong các không gian kín. Đối với các công trình chung cư hạng sang như The Marq, việc lựa chọn hệ thống điều hòa không khí phù hợp là yếu tố quyết định đảm bảo sự hài lòng của cư dân, tiết kiệm năng lượng và chi phí vận hành lâu dài.

1.2. Phạm Vi và Mục Tiêu Của Đồ Án

Đề tài này bao gồm tính toán phụ tải lạnh công trình sử dụng phương pháp Carrier, kiểm tra bằng phần mềm Trace 700, thiết lập sơ đồ điều hòa không khí, tính toán thông gió, hút khói và tạo áp. Cuối cùng, dự án triển khai bản vẽ chi tiết bằng Autodesk Revit với thống kê khối lượng vật tư, cung cấp cái nhìn toàn diện về hệ thống kỹ thuật công trình.

II. Phương Pháp Tính Toán Phụ Tải Lạnh Công Trình

Tính toán phụ tải lạnh là bước quan trọng nhất trong thiết kế hệ thống điều hòa không khí. Dự án sử dụng phương pháp Carrier - một phương pháp tính toán cổ điển và đáng tin cậy để xác định chính xác nhu cầu làm lạnh của công trình. Các yếu tố cần xem xét bao gồm nhiệt bức xạ qua kính, nhiệt truyền qua mái, tường và nền, nhiệt tỏa từ đèn chiếu sáng và máy móc, cũng như nhiệt do con người và gió tươi mang vào. Để đảm bảo độ chính xác, nhóm tác giả sử dụng phần mềm Trace 700 để kiểm tra và so sánh kết quả. Phương pháp này giúp lựa chọn FCU (Fan Coil Unit) phù hợp cho từng căn hộ, đảm bảo hiệu suất điều hòa không khí tối ưu và tiết kiệm năng lượng hiệu quả.

2.1. Các Nguồn Nhiệt Chính Cần Tính Toán

Các nguồn nhiệt chính bao gồm: nhiệt bức xạ mặt trời qua cửa kính (Q11), nhiệt truyền qua mái bằng bức xạ (Q21), nhiệt truyền qua các bao che (Q22), nhiệt qua nền (Q23), nhiệt từ đèn chiếu sáng (Q31), nhiệt từ máy móc (Q32), nhiệt do con người (Q4), nhiệt do gió tươi (QhN, QaN), và nhiệt tổn thất khác (Q6). Việc tính toán chi tiết từng nguồn nhiệt đảm bảo kết quả tải lạnh công trình chính xác nhất.

2.2. Kiểm Tra và Xác Nhận Kết Quả Bằng Phần Mềm

Phần mềm Trace 700 được sử dụng để kiểm tra tải nhiệt công trình theo tiêu chuẩn ASHRAE quốc tế. Phương pháp này giúp xác nhận độ chính xác của phương pháp Carrier, so sánh sai số và điều chỉnh thông số tính toán. Kết quả từ Trace 700 cung cấp dữ liệu đáng tin cậy để lựa chọn hệ thống điều hòa không khí VRF và kích thước ống nước ngưng phù hợp.

III. Triển Khai Hệ Thống Thông Gió và Tạo Áp

Hệ thống thông gió và tạo áp là bộ phận không thể thiếu trong thiết kế công nghệ kỹ thuật của tòa nhà. Dự án tính toán cấp gió tươi cho từng căn hộ, xác định lưu lượng gió cần cấp, kích thước ống gió, và tổn thất áp suất trên đường ống gió. Hệ thống hút khí thải được bố trí riêng biệt để đảm bảo hiệu quả loại bỏ không khí nội thất, ngăn chặn mùi hôi và bảo vệ sức khỏe cư dân. Bên cạnh đó, hệ thống tạo áp được thiết kế để duy trì áp suất dương trong các khu vực chung của tòa nhà, ngăn chặn dòng không khí bẩn từ các căn hộ khác xâm nhập. Tất cả các tính toán này được triển khai bằng phần mềm Revit với độ chi tiết cao, tạo ra bản vẽ kỹ thuật chuyên nghiệp.

3.1. Xác Định Lưu Lượng Gió Tươi Cấp

Lưu lượng gió tươi được xác định dựa trên số lượng cư dân, diện tích mỗi căn hộ và tiêu chuẩn quy định. Tốc độ không khí chuyển động trong ống gió thường từ 3-5 m/s để đảm bảo hiệu quả và giảm tiếng ồn. Việc tính toán chính xác lưu lượng gió giúp lựa chọn quạt cấp gió phù hợp và kích thước ống gió tối ưu, đảm bảo chất lượng không khí trong nhà đáp ứng tiêu chuẩn vệ sinh.

3.2. Tính Toán Kích Thước Ống Gió và Tổn Thất Áp Suất

Kích thước ống gió cứng được xác định dựa trên lưu lượng gió và tốc độ không khí chuyển động. Dự án tính toán tổn thất áp suất trên toàn bộ hệ thống thông gió, bao gồm ma sát và các phần tử phụ như nhánh, lối quanh. Kết quả này được biểu diễn trên bản vẽ Revit chi tiết, giúp xác định công suất quạt cần thiết và đảm bảo hiệu suất hệ thống thông gió tối ưu.

IV. Ứng Dụng Phần Mềm Revit Trong Triển Khai Bản Vẽ Kỹ Thuật

Phần mềm Autodesk Revit là công cụ chuyên nghiệp giúp triển khai bản vẽ điều hòa không khí và thông gió với độ chi tiết cao và hiệu suất cao. Revit cho phép mô hình hóa 3D các thành phần của hệ thống HVAC (Heating, Ventilation, and Air Conditioning), bao gồm ống gió, ống nước ngưn, thiết bị FCU, và các phụ kiện. Ưu điểm của Revit là khả năng tự động thống kê khối lượng vật tư, lập bảng danh sách thiết bị, và xuất bản vẽ chuẩn quốc tế. Dự án sử dụng Revit để tạo ra bố cục hệ thống điều hòa không khí VRF rõ ràng, giúp các nhân viên kỹ thuật, thợ lắp đặt dễ dàng hiểu và thi công. Bên cạnh đó, mô hình 3D trong Revit cung cấp cái nhìn toàn diện, phát hiện các xung đột tiềm ẩn giữa các hệ thống kỹ thuật khác nhau trên công trình.

4.1. Quy Trình Mô Hình Hóa Hệ Thống HVAC Trong Revit

Quy trình bắt đầu bằng nhập dữ liệu kiến trúc từ bản vẽ CAD hoặc thiết kế kiến trúc sẵn có. Sau đó, vẽ mạng lưới ống gió (ductwork), ống nước ngưn (piping), và đặt thiết bị HVAC như FCU, quạt cấp gió. Revit tự động tính toán đặc điểm kỹ thuật, thống kê chiều dài ống, số lượng phụ kiện, và xuất danh sách vật tư chi tiết. Mô hình này giúp kiểm tra mâu thuẫn không gian giữa các hệ thống, đảm bảo thiết kế khả thi.

4.2. Lợi Ích Của Bản Vẽ Revit Cho Xây Dựng và Vận Hành

Bản vẽ Revit chi tiết giúp nhà thầu thi công hiểu rõ vị trí ống gió, ống nước trước khi thi công, giảm sai sót và lãng phí vật tư. Thống kê khối lượng tự động từ Revit cung cấp dữ liệu dự toán chính xác, giảm rủi ro kinh tế. Sau khi hoàn thành, mô hình Revit trở thành tài liệu quản lý công trình, hỗ trợ bảo trì và vận hành hệ thống điều hòa không khí trong suốt vòng đời tòa nhà, đảm bảo hiệu suất và chi phí vận hành tối ưu.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 1. Tầm quan trọng của điều hòa không khí 1. Tầm quan trọng đối với con người chúng ta Hiện nay, đời sống con người không ngừng phát triển, vì thế mà nhu cầu sử dụng điều điều hòa của con người không ngừng tăng lên. Điều hòa không khí để đảm bảo con người được sinh hoạt, làm việc trong không gian thoải mái với điều kiện vi khí hậu tốt nhất.

Tạo không gian thoải mái cho con người nghỉ ngơi, học tập và lao động sản xuất, từ đó góp phần nâng cao hiệu quả làm việc, năng suất trong lao động. Việc tính toán điều hòa không khí đáp ứng những tiêu chuẩn ngày càng cao của con người là yếu tố quan trọng cho một công trình xây dựng trong các tòa nhà cao tầng, trung tâm thương mại, khách sạn. Yếu tốt về nhiệt độ liên quan mật thiết đến sự thay đổi trong cuộc sống con người. Tầm quan trọng trong sản xuất Trong đời sống sinh hoạt, sản xuất thường ngày, nhiệt độ là yếu tố liên quan mật thiết đến chúng ta, thật vậy có những nghiên cứu cho thấy sự thật rằng nhiệt độ ảnh hưởng đến sự phát triển kinh tế, minh chứng cho thấy rằng nhiệt độ ảnh hưởng đến sự phát triển kinh tế xin được trính dẫn từ một bài báo khoa học công bố trên Tạp chí Kinh tế Chính trị vào tháng 6 năm 2021 do nhóm tác giả E.

Somanathan, Rohini Somanathan, Anant Sudarshan và Meenu Tewari với tiêu đề “Tác động của nhiệt độ đến năng suất và nguồn cung lao động: Bằng chứng từ ngành sản xuất của Ấn Độ” [1], đưa ra kết luận rằng: “ Sự sụt giảm sản lượng hàng ngày vào những ngày nóng hơn chỉ xảy ra ở những địa điểm không có thiết bị điều hòa không khí. Nhiệt độ môi trường tăng cao sẽ làm giảm sản lượng. “ Do vậy ta có thể dễ dàng thấy được sự quan trọng của điều hòa không khí đối với các hoạt động sản xuất ảnh hưởng của độ chênh nhiệt độ giữa nhiệt độ ngưng tụ tầng thấp và nhiệt độ bay hơi tầng cao đến hệ số làm lạnh 𝜀 ở nhiều trường hợp khác nhau. Khái quát về một số hệ thống điều hòa không khí Để nâng cao chất lượng đời sống con người thì thiết bị điều hòa không khí là thiết bị không thể thiếu.

Đây là thiết bị phổ biến trong các không gian sống và làm việc, giúp duy trì nhiệt độ, độ ẩm trong không gian phòng đem lại cuộc sống tiện nghi. Các thiết bị điều hòa không khí là thiết bị quan trọng trong các không gian sống và làm việc, giúp kiểm soát và duy trì nhiệt độ, độ ẩm phù hợp nhằm giúp nâng cao chất lượng đời sống của con người. Có thể được phân loại hệ thống điều hòa theo nhiều cách khác nhau: phân loại theo mức độ quan trọng, theo phương pháp làm lạnh, theo phương pháp xử lý nhiệt ẩm,. Hệ thống điều hòa không khí gồm 3 loại chính: a) Hệ thống điều hòa không khí cục bộ Hệ thống điều hòa không khí cục bộ xử lý không khí cho một không gian nhất định.

Thường được lắp đặt tại những không gian điều hoà có diện tích nhỏ như lắp ở văn phòng, nhà dân cư, cũng như các công trình căn hộ.1 Hình ảnh thực tế máy điều hòa kiểu 2 cụm.2 Máy điều hòa kiểu nhiều cụm. Ưu điểm: - Giá thành rẻ, lắp đặt, vận chuyển dễ dàng, phù hợp lắp đặt cho không gian nhỏ như hộ gia đình. - Các máy này hoạt động độc lập vì vậy thuận tiện cho việc bảo dưỡng, sửa chữa. Nhược điểm: - Cần phải gắn quạt cấp gió nếu muốn bổ sung gió tươi.

- Khả năng đảm bảo nhiệt độ, độ ẩm, độ ồn thấp. - Gây mất mỹ quan của toà nhà vì lắp đặt nhiều dàn nóng, dàn lạnh. b) Hệ thống kiểu phân tán: Đây là hệ thống điều hoà mà quá trình xử lý nhiệt ẩm được phân tán tại nhiều nơi. Các hệ thống điều hoà có rất nhiều dàn lạnh xử lý không khí, các dàn lạnh bố trí trong các phòng, do đó được gọi là các hệ thống điều hòa kiểu phân tán.

Máy điều hoà kiểu phân tán có 2 dạng phổ biến - Máy điều hòa kiểu VRV (Variable Refrigerant Volume), VRF (Variable Refrigerant Flow), - Máy điều hoà kiểu làm lạnh bằng nước (Water chiller) 13  Đặc điểm hệ thống điều hòa VRV (Variable Refrigerant Volume): Hình 1. Sơ đồ nguyên lý máy điều hoà VRV. Ưu điểm: - Có thể lắp đặt nhiều dàn lạnh trên một dàn nóng với công suất và kiểu dáng khác nhau, không làm giảm mỹ quan của công trình. - Chênh lệch về độ cao lắp đặt giữa dàn nóng và dàn lạnh 50m, khoảng cách giữa các dàn lạnh có thể cách nhau 15m.

Chiều dài cho phép của đường ống dẫn môi chất có thể lớn 100m. - Máy có thể dễ dàng thay đổi công suất lạnh qua việc thay đổi lưu lượng môi chất tuần hoàn trong hệ thống bằng việc thay đổi tốc độ quay nhờ vào bộ biến tần. - Hệ thống vẫn hoạt động khi một số dàn lạnh khác hỏng, hoặc đang sửa chữa. Nhược điểm: - Dàn nóng giải nhiệt bằng gió nên hiệu suất giải nhiệt chưa cao.

- Số lượng dàn lạnh bị hạn chế chỉ thích hợp sử dụng cho các hệ thống công suất vừa. Đối với các công trình có không gian điều hòa lớn người ta thường sử dụng hệ thống điều hòa không khí Water Chiller hay hệ thống điều hòa không khí trung tâm. 14 - Trước đây, trong công trình sử dụng hệ thống VRV thường có chi phí cao nhất trong các hệ thống điều hòa không khí. Hiện nay thì giá thành hệ thống đã rẻ hơn nhiều so với hệ thống điều hòa làm lạnh bằng nước.

 Đặc điểm hệ thống điều hoà không khí làm lạnh bằng nước (Water Chiller): Hình 1. Sơ đồ nguyên lý hệ thống điều hòa làm lạnh bằng nước. Ưu điểm: - Phù hợp khu vực có yêu cầu tiêu chuẩn cao do có thể lắp thêm các thiết bị khử âm, khử bụi chung cho toàn hệ thống. - Có thể cung cấp lượng gió lớn, thích hợp lắp đặt ở không gian điều hoà đông người: hội trường, rạp phim, nhà hàng, ngân hàng… - Đường ống nước trong hệ thống không bị hạn chế về chiều dài, chênh lệch độ cao.

- Có công suất lớn. 15 Nhược điểm: - Không hiệu quả khi hệ thống vận hành non tải. - Yêu cầu diện tích để xây phòng máy riêng - Hệ thống đòi hỏi phải có người chuyên trách cho vận hành, bảo trì, sửa chữa hệ thống - Chi phí đầu tư, bảo trì, sữa chữa lớn. c) Hệ thống điều hoà trung tâm: Hệ thống điều hòa trung tâm là hệ thống mà ở đó quá trình xử lý nhiệt ẩm được tiến hành ở trung tâm sau đó được dẫn theo các đường ống gió đến các không gian cần làm lạnh.

v ®c v ®c v ®c v ®c v ®c mt mt mt mt mt 1 mh mh mh mh mh 2 wp 5 3 4 Hình 1. Sơ đồ nguyên lý hệ thống điều hoà dạng tủ 1,2- Hộp tiêu âm; 3 - Cụm máy điều hoà; 4- Bơm nước giải nhiệt; 5- Tháp giải nhiệt * Ưu điểm: - Tương đối dễ dàng trong việc lắp đặt và vận hành - Đảm bảo tiêu chuẩn độ ồn 16 - Lưu lượng cấp gió lớn thích hợp cho công trình như trung tâm thương mại, hội trường,… * Nhược điểm: - Chiếm diện tích lắp đặt do đường ống gió lớn - Với các công trình có nhiều khu vực yêu cầu về nhiệt khác nhau thì hệ thống này không thích hợp sử dụng. - Hệ thống này hoạt động hoàn toàn độc lập với quạt, nên nếu muốn cho một phòng nghĩ có thể đóng quạt được nhưng có thể quá tải cho quạt hoặc gây hư hỏng khác. - Giá thành trung bình trong một đơn vị công suất lạnh lớn.

Phân tích lựa chọn hệ thống điều hòa không khí Qua phân tích ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng của hệ thống điều hòa không khí kết hợp với sự phân tích đặc điểm của công trình gồm nhiều phòng có chức năng khác nhau ta rút ra nhận xét: Nếu sử dụng hệ thống điều hòa cục bộ thì công suất của nó nhỏ không phù hợp với công trình này, hơn nữa nếu thi công lắp đặt thì mất mỹ quan của công trình vì dàn nóng quá nhiều. Nếu sử dụng hệ thống điều hòa dạng tủ thì không thích hợp, vì kích thước đường ống gió rất phức tạp, hơn nữa là rất khó thi công. Một điểm lưu ý nữa là công suất của hệ này lại thuộc loại lớn và rất lớn mà yêu cầu của tòa nhà đang lắp đặt hệ thống điều hòa với công suất thuộc loại trung bình mà thôi. Ở đây chỉ có hệ thống điều hòa kiểu phân tán VRF và Water Chiller là phù hợp, tuy nhiên nếu dùng hệ thống điều hòa Water Chiller tuy đảm bảo về độ ồn và độ ẩm nhưng đòi hỏi phải có phòng máy, người vận hành riêng, lắp đặt lại phức tạp hơn hệ VRF.

Bên cạnh đó, do chức năng của các phòng và tính chất làm việc không đồng thời giữa các phòng nên hệ Water Chiller tiêu tốn nhiều điện năng hơn so với VRF. Vì vậy ta lựa chọn hệ thống điều hòa không khí VRF cho công trình này là phù hợp nhất. Mục tiêu của đề tài: Mục tiêu đồ án là tính toán kiểm tra các thông số của dự án Khu thương mại dịch vụ và căn hộ The Marq, bằng phương pháp Carrier, ứng dụng phần mềm hỗ trợ tính toán tải lạnh cho công trình Trace 700, từ kết quả đó dùng để so sánh với các thông số công ty thiết kế đưa ra. Với diện tích sàn lớn của dự án với nhiều tiện ích khác nhau, việc bố trí lắp đặt các hệ thống điều hòa, thông gió cho các phòng căn hộ một cách hợp lí nhằm đảm bảo được năng suất lạnh cần thiết nhằm mục đích tối ưu nhiệt cho căn phòng, từ đó mang lại lợi nhuận cho chủ đầu tư.

Cùng với đó phải đảm bảo áp dụng tiêu chuẩn thiết kế cho công trình. Giới thiệu về công trình: Dự án 29B Nguyễn Đình Chiểu là khu thương mại dịch vụ và căn hộ với tên gọi The Marq là một dự án hạng sang tọa lạc tại Quận 1, Thành phố Hồ Chí Minh. Dự án được kết hợp đầu tư và phát triển bởi chủ đầu tư Hongkong Land và Tập đoàn Hoa Lâm thành lập Liên danh là Công ty Cổ phần NDC An Khang với Tổng thầu xây dựng là công ty Coteccons. Công trình được khởi công xây dựng từ tháng 7/2018 và hoàn thành vào tháng 2/2022.