MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Hiện nay, nhiều công trình lớn và hiện đại như khách sạn, chung cư, trung tâm thương mại và bệnh viện đang được xây dựng nhằm phục vụ nhu cầu sinh hoạt và làm việc của con người. Những công trình này không chỉ cung cấp chỗ ở và việc làm ổn định mà còn tạo ra một hệ sinh thái xã hội. Mục tiêu chính của các công trình này là hướng tới phục vụ con người và cộng đồng, góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống.
Một hệ thống điều hòa không khí đạt chuẩn là thành phần quan trọng của môi trường sống, đảm bảo điều kiện học tập, làm việc và sinh hoạt hàng ngày. Đối với các khu dân cư hoặc công trình với số lượng người tập trung lớn, hệ thống điều hòa không khí và thông gió phải được thiết kế và lắp đặt bằng kỹ thuật hiện đại để đáp ứng yêu cầu phức tạp. Trong các khu vực công nghiệp và phân xưởng, vấn đề lượng thải CO2 và nhiệt độ cao rất quan trọng. Cần sử dụng các biện pháp kỹ thuật tiên tiến để kiểm soát lượng khí thải CO2 nhằm tránh tình trạng ngạt thở và khó thở.
Tập trung đông người cùng với máy móc và thiết bị trong khu vực sẽ tạo ra nhiệt độ cao, ảnh hưởng đến sự thoải mái của con người và có thể dẫn đến tình trạng ngất xỉu khi nhiệt độ tỏa ra vượt quá nhiệt độ cơ thể. Vì vậy, điều kiện nhiệt độ thoải mái đóng vai trò quan trọng, ảnh hưởng lớn đến hiệu suất làm việc và sự thoải mái của con người trong thời gian nghỉ ngơi. Tầm quan trọng của hệ thống điều hòa không khí được thể hiện qua quá trình nghiên cứu và học tập tại các trường đại học, đặc biệt là khi thiết kế hệ thống này cho các công trình như Vincom Mega Mall Grand Park. Mục tiêu nghiên cứu Tính toán thiết kế hệ thống điều hoà không khí và thông gió hiệu quả làm mát tốt nhất trong các điều kiện khí hậu khác nhau cho công trình Vincom Mega Mall Grand Park đạt được những mục đích sau: 1 - Tối ưu hóa môi trường bên trong toà nhà, đảm bảo rằng điều hòa không khí và thông gió được thiết kế sao cho khách hàng và nhân viên có trải nghiệm thoải mái và dễ chịu nhất.
- Đáp ứng đúng mục tiêu và đối tượng được đặt ra, đảm bảo rằng hệ thống điều hòa không khí và thông gió được thiết kế để đáp ứng đúng nhu cầu và yêu cầu của công trình, đồng thời đáp ứng tốt các điều kiện khí hậu đặc thù của khu vực Thành phố Hồ Chí Minh. - Đánh giá sự hiệu quả của hệ thống thiết kế bằng phần mềm mô phỏng 3D. Tiết kiệm chi phí khi thiết kế và nâng cao tính hiệu quả cao với công trình. - Tóm lại, mục tiêu chọn đề tài này là tạo ra một hệ thống điều hòa không khí và thông gió hiệu quả, an toàn, và tiết kiệm năng lượng để cung cấp một môi trường thoải mái và dễ chịu cho cả khách hàng và nhân viên trong công trình Vincom Mega Mall Grand Park.
Phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Công trình Vincom Mega mall GrandPark tại TP. Hồ Chí Minh ⁃ Trong đề tài tính toán thiết kế hệ thống điều hòa không khí và thông gió, bao gồm cả hút khói hành lang và tạo áp cầu thang. ⁃ Tài liệu tiêu chuẩn thiết kế dựa vào tiêu chuẩn TCVN 5687 - 2024. Ngoài ra còn có tiêu chuẩn BS 5588 – 2004 và ASHREA 62.1-2013 nếu các thông số thiết kế của tiêu chuẩn TCVN 5687-2024 không có hoặc yêu cầu khác của chủ đầu tư.
TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH VÀ CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU 1. Giới thiệu công trình Vincom Mega Mall Grand Park là một tâm điểm thương mại, mua sắm, giải trí cho đa trải nghiệm với diện tích 68 000 m2 gồm 5 tầng và 2 hầm. Trong đó diện tích dành cho các cửa hàng bán lẻ, quầy thực phẩm, khu ẩm thực, trò chơi,… Vị trí: Khu dân cư Phước Thiện, phường Long Bình, Tp. Diện tích sàn: 68 000 m2.
Tổng diện tích lắp đặt: 48 000 m2. Trung tâm thương mại Vincom Mega Mall Grand Park [13] Tên và diện tích của từng khu vực được liệt kê ở Phụ lục 2. Bản vẽ kiến trúc và phân chia các khu vực gian hàng liệt kê ở Phụ lục 8. Thông số thiết kế 1.
Thông số trong nhà và ngoài trời Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5678-2024 hệ thống điều hòa cung cấp cho công trình là hệ thống điều hòa cấp II do vậy các thông số nhiệt độ và độ ẩm được xác định theo tiêu TCVN 5687-2024. Chi tiết: Bảng 1. Thông số môi trường Nhiệt độ tN 37,3oC Độ ẩm φN 55% Bảng 1. Thông số thiết kế trong nhà Nhiệt độ tT 24 oC Độ ẩm φT 55% 1.
Thông số vật liệu Tra bảng 1 QCVN 09 – 2013, ta được các thông số vật liệu tường như sau: Bảng 1. Các lớp cách nhiệt của tường Khối lượng Độ dày 𝜹 Hệ số dẫn nhiệt 𝝀 Lớp vật đơn vị Số lớp STT liệu (mm) (W/m.K) γ, kg/m3 Lớp vữa 1 15 0.93 1800 2 trát ngoài 4 Lớp vữa 2 15 0,93 1800 1 trát trong Lớp gạch 3 80 0,58 1350 2 nhiều lỗ Lớp sơn 4 0.3 Phụ tải chiếu sáng và phụ tải thiết bị Bảng 1. Phụ tải chiếu sáng và phụ tải thiết bị Mô tả Tải thiết bị Tải chiếu sáng Apartment bedroom/ Phòng ngủ 10 W/m² 15 W/m² Hotel bedroom/ Phòng ngủ khách sạn 10 W/m² 15 W/m² Lobbies hotel rooms/ Hành lang khách 10 W/m² 15 W/m² sạn Entrance Lobbies/ Hành lang 10 W/m² 25 W/m² General office/ Văn phòng 30 W/m² 12 W/m² Conference room/ Phòng hội thảo 20 W/m² 30 W/m² Waiting area/ Khu vực đợi 10 W/m² 15 W/m² Lobbies office/ Hành lang văn phòng 10 W/m² 15 W/m² Retail (Basement) 10 W/m² 50 W/m² Retail (Upper floor) 10 W/m² 50 W/m² Cinema 10 W/m² 15 W/m² Lobbies/ Hành lang 10 W/m² 15 W/m² Game 50 W/m² 30 W/m² 5 Bars/cafeteria 30 W/m² 20 W/m² 1. Mật độ người và lưu lượng khí tươi Để xác định được số người và lưu lượng khí tươi cần thiết cho từng khu vực cụ thể, ta dựa vào tiêu chuẩn ASHREA 62.2013 và TCVN 5687 – 2024 ta được bảng như sau: Bảng 1.
Mật độ người và lưu lượng khí tươi Mật độ Lưu lượng khí Lựa chọn (m²/người) tươi (L/s.người) (m²/người) Lưu lượng 62.1-2013 ASHREA ASHREA khí tươi Mô tả Mật độ TCVN TCVN Food and Beverage Service/ Dịch vụ Thực phẩm và đồ uống Restaurant dining rooms / 1.1 Phòng ăn nhà hàng Cafeteria/fast-food dining/ 1 1 4.7 Café, cửa hàng ăn nhanh Bar, cocktail lounges 1 1 4.7 General/ Khu vực chung Break rooms/ Phòng nghỉ 4 1.5 Coffee station/ Trạm Café 5 - 4 - 5 4 Conference/meeting/ Phòng 2 1 3.1 hội thảo, họp Hotel/ Khách sạn Bedroom/ Phòng ngủ 10 10 5.5 Living room/ Phòng khách 10 5 5.5 Lobbies/pre-function/ Hành 3.8 lang Multipurpose assembly/ Khu 0.8 vực đa năng Office Building/ Văn phòng 6 Break-rooms/ Phòng nghỉ 2 1.5 Main entry lobbies/ Hành lang 10 - 5.m2 Office space/ Không gian văn 20 8 8.9 phòng Reception areas/ Khu vực đón 3.5 tiếp Public Assembly Spaces/ Không gian công cộng Auditorium seating area/ Khu 0.7 vực chỗ ngồi Lobbies/ Hành lang 0.7 Residential/ Khu dân cư Dwelling unit/ Căn hộ (*) 10 (*) 9.5 Common corridors/ Hành lang - - 0.m2 Retail/ Khu bán lẻ Sales/ Bán hàng 6.m2 Mall common areas/ Khu vực 2.6 chung Supermarket/ Siêu thị 12.6 Sports & Entertainment/ Thể thao và Giải trí Gym, sport arena (play area)/ 14.3 23 Gym, khu vực thể thao Health club/aerobics 2. Hệ thống hút khói Tòa nhà được tính toán một hệ thống hút khí thải kèm chức năng thoát khói trong trường hợp có sự cố cháy xảy ra. Lưu lượng của các đường ống hút gió (kèm hút khói) này được tính toán để cân bằng áp lực không khí trong tòa nhà. Hệ thống điều áp 7 Một hệ thống điều áp được bố trí tại mỗi khu vực lồng cầu thang thoát hiểm kín.
Hệ thống được tính toán đảm bảo khả năng thoát hiểm cho những người hoạt động trong tòa nhà khi có sự cố cháy, mỗi hệ thống điều áp được tính toán cho 2 cửa thoát hiểm. Kiểm tra đọng sương trên vách Để không xảy ra hiện tượng đọng sương, hệ số truyền nhiệt thực tế của vách phải nhỏ hơn hệ số truyền nhiệt cực đại kmax tính theo biểu thức: Vào mùa hè: 𝑡𝑁 − 𝑡𝑆𝑁 𝑘𝑚𝑎𝑥 = 𝛼𝑁 𝑡𝑁 − 𝑡𝑇 Trong đó 𝛼𝑁: Hệ số tỏa nhiệt bên ngoài, 𝛼𝑁 = 20𝑊/𝑚2. 𝐾 𝑡𝑆𝑁 : nhiệt độ đọng sương bên ngoài - Thông số tính toán ngoài nhà (mùa hè) tN = 37,3 oC 𝜑𝑁 = 55% Tra đồ thị I-d, ta được: 𝑡𝑆𝑁 = 26,72 oC 37,3 − 26,72 𝑘𝑚𝑎𝑥 = 20 = 15,9 𝑊/𝑚2 𝐾 37,3 − 24 ki: hệ số truyền nhiệt qua kết cấu bao che thứ i, W/m2.K 1 k vách = 1 1 +Σ i + α1 i α2 Với 8 𝛼1: Hệ số tỏa nhiệt bên ngoài phòng, 𝛼1 = 20 𝑊/𝑚2. 𝐾 (TL 1) 𝛼2: Hệ số tỏa nhiệt bên trong phòng, lấy 𝛼2 = 10 𝑊/𝑚2.
𝐾 (TL 1) 𝜆𝑖 - Hệ số dẫn nhiệt của các lớp vật liệu thứ i 𝛿𝑖: Bề dày của vật liệu thứ i, m 1 k vách = 1 2. 10−3 1 + + + + + 20 0,93 0,93 0,58 0,64 10 k vách = 2,108 W/m2 K So sánh hệ số truyền nhiệt cực đại với hệ số truyền nhiệt của vách, ta được kvách < kmax => Thỏa mãn điều kiện, vách không bị động sương. TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT VÀ CHỌN THIẾT BỊ CHO CÔNG TRÌNH 2. Phương trình cân bằng nhiệt Ta sử dụng phương pháp tính tải lạnh Carrier.
Qo = Qt = ΣQht + ΣQât Hình 2. Sơ đồ tính các nguồn nhiệt hiện và nhiệt ẩn chính theo Carrier Các nguồn nhiệt gây tổn thất cho không gian điều hòa - Nhiệt hiện bức xạ qua kính Q1. 10 - Nhiệt hiện truyền qua bao che Q2. - Nhiệt hiện tỏa ra do thiết bị chiếu sáng và máy móc Q3.
- Nhiệt hiện và ẩn do con người tỏa ra Q4. - Nhiệt hiện và ẩn do gió tươi mang vào QN. - Nhiệt hiện và ẩn do gió lọt vào Q5. - Các nguồn nhiệt khác Q6.
Tính toán cân bằng nhiệt 2. Nhiệt bức xạ qua kính Q11 Xác định nhiệt bức xạ qua kính theo công thức: Q11 = nt.Q’11 nt: hệ số tác dụng tức thời.εr , W Trong đó: Q’11: lượng nhiệt bức xạ tức thời qua kính vào phòng F: diện tích bề mặt của sổ có khung thép, m2, nếu là khung gỗ lấy bằng 0,85F RT: Nhiệt bức xạ tức thời qua cửa kính vào phòng, W/m2 Ɛc: Hệ số kể đến ảnh hưởng của độ cao so với mặt nước biển H εc = 1 + .
