I. Tổng quan về đồ án HVAC Revit tòa nhà Hữu nghị Việt Nam Slovakia
Đồ án HVAC & Revit tòa nhà Hữu nghị Việt Nam – Slovakia (The Friendship Tower) là đề tài tốt nghiệp được thực hiện tại Khoa Cơ khí Động lực, trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM. Công trình thuộc hệ thống điều hòa không khí cấp 2, phục vụ mục đích văn phòng và công sở. Đồ án bao gồm hai phần chính: tính toán kiểm tra hệ thống điều hòa không khí, thông gió và ứng dụng phần mềm Revit triển khai bản vẽ kỹ thuật. Quá trình thực hiện áp dụng song song phương pháp tính tay và phần mềm để đối chiếu kết quả tải lạnh. Tiêu chuẩn Việt Nam được sử dụng làm cơ sở tính toán cho toàn bộ hệ thống thông gió tạo áp. Công trình có quy mô nhiều tầng, yêu cầu giải pháp HVAC đáp ứng điều kiện tiện nghi nhiệt cho không gian làm việc. Thông số thiết kế ngoài nhà gồm nhiệt độ 36,1°C và độ ẩm 50,1%. Thông số trong nhà đặt ở mức 24°C và độ ẩm 60%, đảm bảo môi trường làm việc thoải mái.
1.1. Giới thiệu tòa nhà Hữu nghị Việt Nam Slovakia The Friendship Tower
Tòa nhà Hữu nghị Việt Nam – Slovakia The Friendship Tower là công trình văn phòng hiện đại tại TP.HCM. Tòa nhà được thiết kế theo tiêu chuẩn ĐHKK cấp 2, phù hợp với công trình có công dụng thông thường như công sở và văn phòng. Hệ thống điều hòa không khí phải đảm bảo điều kiện tiện nghi nhiệt và điều kiện công nghệ. Công trình có nhiều tầng với các khu vực chức năng đa dạng. Diện tích các phòng khác nhau đòi hỏi giải pháp kỹ thuật linh hoạt. Việc phân loại cấp ĐHKK giúp xác định đúng thông số thiết kế và phương án kỹ thuật phù hợp cho toàn bộ tòa nhà.
1.2. Mục tiêu và phạm vi thực hiện đồ án tốt nghiệp
Đồ án đặt ra ba mục tiêu chính. Thứ nhất, tính toán và kiểm tra tải lạnh bằng phương pháp tay và phần mềm để đối chiếu độ chính xác. Thứ hai, tính toán hệ thống thông gió tạo áp theo tiêu chuẩn Việt Nam. Thứ ba, triển khai lại toàn bộ bản vẽ hệ thống điều hòa không khí và thông gió bằng phần mềm Revit. Phạm vi bao gồm toàn bộ các tầng của tòa nhà. Đồ án cũng đánh giá tính hợp lý của hệ thống hiện tại. Từ kết quả tính toán, nhóm đề xuất phương án tối ưu nếu cần thiết.
II. Phân tích hệ thống điều hòa không khí và các vấn đề thiết kế
Hệ thống điều hòa không khí của tòa nhà Hữu nghị Việt Nam – Slovakia cần đáp ứng nhiều yêu cầu kỹ thuật phức tạp. Việc phân tích bắt đầu từ việc xác định thông số thiết kế trong nhà và ngoài nhà. Tải lạnh được tính toán dựa trên nguồn nhiệt thừa và ẩm thừa từ không gian điều hòa. Các nguồn nhiệt bao gồm bức xạ mặt trời, thiết bị điện, người sử dụng và quá trình thông gió. Hệ thống phải xử lý đồng thời cả tải sensible và latent. Đối với công trình cấp 2, yêu cầu kiểm soát nhiệt độ trong khoảng 23-25°C và độ ẩm tương đối 50-60%. Việc tính toán thủ công giúp hiểu rõ nguyên lý hoạt động. Phần mềm chuyên dụng hỗ trợ xác minh kết quả và phát hiện sai số. Quá trình phân tích cũng chỉ ra các vấn đề về tổn thất nhiệt qua vỏ bọc công trình. Áp lực gió và tốc độ dòng không khí trong ống dẫn cần được kiểm soát chặt chẽ.
2.1. Xác định thông số thiết kế trong nhà và ngoài nhà
Thông số thiết kế ngoài nhà được xác định theo điều kiện khí hậu TP.HCM. Nhiệt độ không khí ngoài trời đạt 36,1°C với độ ẩm tương đối 50,1%. Từ hai thông số này, tra đồ thị T-d cho dung ẩm 18,85 g/kgkkk và entanpy 84,57 kJ/kg. Thông số trong nhà đặt ở nhiệt độ 24°C và độ ẩm 60%. Dung ẩm trong nhà tương ứng 11,19 g/kgkkk, entanpy 52,62 kJ/kg. Chênh lệch entanpy giữa ngoài và trong nhà là cơ sở tính tải lạnh toàn phần. Các thông số này được xác định dựa trên tiêu chuẩn thiết kế hiện hành.
2.2. Phương pháp tính tải lạnh và kiểm tra kết quả
Tải lạnh được tính toán bằng hai phương pháp song song. Phương pháp tính tay sử dụng công thức truyền nhiệt qua vỏ bọc, tải bức xạ mặt trời, tải người và tải thiết bị. Phương pháp phần mềm mô phỏng toàn bộ tòa nhà với điều kiện biên thực tế. Kết quả từ hai phương pháp được đối chiếu để đánh giá độ chính xác. Sai số chấp nhận được nằm trong khoảng cho phép theo tiêu chuẩn. Việc kiểm tra giúp phát hiện điểm bất thường trong thiết kế. Từ đó, điều chỉnh thông số đầu vào cho phù hợp với thực tế công trình.
III. Giải pháp kỹ thuật và ứng dụng Revit triển khai dự án HVAC
Giải pháp kỹ thuật cho tòa nhà áp dụng hệ thống tuần hoàn không khí một cấp kết hợp PAU/HRU và FCU. Không khí ngoài trời được PAU hoặc HRU làm mát sơ bộ trước khi hòa trộn với gió hồi. Hỗn hợp không khí sau hòa trộn đi qua FCU để làm lạnh khử ẩm đạt trạng thái cấp vào phòng. Đối với phòng diện tích nhỏ, hệ thống cục bộ được sử dụng để tiết kiệm chi phí và dễ lắp đặt. HRU có ưu điểm thu hồi nhiệt từ gió thải, nâng cao hiệu suất năng lượng. Tuy nhiên, chi phí đầu tư cao nên chỉ áp dụng cho một số văn phòng cụ thể. Phần mềm Revit được sử dụng triển khai toàn bộ bản vẽ hệ thống HVAC. Mô hình 3D giúp kiểm tra va chạm giữa các tuyến ống và kết cấu công trình. Revit hỗ trợ xuất bản vẽ shop drawing chính xác phục vụ thi công.
3.1. Hệ thống tuần không khí một cấp sử dụng PAU và HRU
Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp với PAU sử dụng thiết bị xử lý không khí sơ bộ cho gió tươi. Không khí ngoài trời trạng thái O được làm mát đến trạng thái O' trước khi hòa trộn. Sau hòa trộn với gió hồi trạng thái I', hỗn hợp đạt trạng thái M đưa vào FCU. FCU làm lạnh khử ẩm để đạt trạng thái S cấp vào phòng. Trong phòng, không khí biến đổi từ S đến I do nhận nhiệt thừa và ẩm thừa. HRU hoạt động tương tự nhưng có thêm tính năng thu hồi nhiệt từ gió thải. Điểm M thể hiện trạng thái sau hòa trộn giữa I' và O'. Sơ đồ này đảm bảo không khí tươi được xử lý trước khi vào hệ thống.
3.2. Ứng dụng phần mềm Revit trong triển khai bản vẽ kỹ thuật HVAC
Phần mềm Revit được ứng dụng để triển khai bản vẽ hệ thống điều hòa không khí và thông gió tòa nhà. Mô hình BIM 3D cho phép thiết kế chính xác vị trí ống dẫn, thiết bị và phụ kiện. Tính năng tự động cập nhật giúp thay đổi thiết kế đồng bộ trên tất cả bản vẽ. Revit hỗ trợ kiểm tra va chạm giữa hệ thống HVAC và các hạng mục khác. Bản vẽ shop drawing được xuất trực tiếp từ mô hình phục vụ thi công. Việc áp dụng Revit giúp giảm thời gian triển khai và tăng độ chính xác. Công cụ phân tích năng lượng tích hợp hỗ trợ đánh giá hiệu suất hệ thống.
IV. Kết luận và ứng dụng thực tiễn của đồ án HVAC Revit
Đồ án đã hoàn thành các mục tiêu đề ra về tính toán và triển khai hệ thống HVAC cho tòa nhà Hữu nghị Việt Nam – Slovakia. Kết quả tính tải lạnh bằng phương pháp tay và phần mềm có sự phù hợp, xác nhận độ chính xác của thiết kế. Hệ thống thông gió tạo áp đáp ứng tiêu chuẩn Việt Nam về lưu lượng và áp suất. Bản vẽ triển khai bằng Revit thể hiện đầy đủ chi tiết kỹ thuật phục vụ thi công. Đồ án chứng minh tính khả thi của việc kết hợp tính toán truyền thống với công cụ BIM hiện đại. Mô hình Revit giúp phát hiện và giải quyết va chạm trước khi thi công, giảm chi phí sửa chữa. Kinh nghiệm từ đồ án có thể áp dụng cho các công trình văn phòng tương tự. Kết quả cũng là cơ sở để tối ưu hóa hệ thống HVAC nhằm tiết kiệm năng lượng trong vận hành.
4.1. Kết quả đạt được từ đồ án tốt nghiệp
Đồ án đạt được nhiều kết quả cụ thể. Tải lạnh toàn tòa nhà được xác định chính xác bằng hai phương pháp độc lập. Hệ thống thông gió tạo áp đáp ứng yêu cầu kỹ thuật theo tiêu chuẩn. Bản vẽ hệ thống HVAC được triển khai đầy đủ bằng phần mềm Revit. Mô hình 3D cho thấy khả năng kiểm tra va chạm hiệu quả. Các thông số thiết kế trong và ngoài nhà được lựa chọn phù hợp với điều kiện khí hậu TP.HCM. Hệ thống tuần hoàn không khí một cấp hoạt động ổn định cho công trình cấp 2.
4.2. Hướng phát triển và ứng dụng cho công trình tương tự
Kinh nghiệm từ đồ án có thể mở rộng cho nhiều loại công trình khác. Việc áp dụng Revit trong thiết kế HVAC ngày càng phổ biến trong ngành xây dựng. Các công trình văn phòng, thương mại đều có thể áp dụng phương pháp tính toán tương tự. Hướng phát triển bao gồm tích hợp phân tích năng lượng nâng cao trong Revit.Ứng dụng công nghệ BIM giúp quản lý vòng đời công trình hiệu quả hơn. Đồ án cũng mở ra khả năng nghiên cứu tối ưu hóa hệ thống HVAC bằng mô phỏng động. Kết quả nền tảng này phục vụ cho việc phát triển giải pháp tiết kiệm năng lượng trong tương lai.
