CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH 1. Giới thiệu về công trình BRG Tower là dự án thuộc tổ hợp văn phòng cho thuê, trung tâm dịch vụ và thương mại tọa lạc tại vị trí đắc địa 198 Trần Quang Khải, phường Lý Thái Tổ quận Hoàn Kiếm, Hà Nội, Chủ đầu tư là công ty TNHH Du lịch và thương mại Hoàng Ngân. Dự án là tòa nhà văn phòng hạng A được thiết kế sang trọng và đẳng cấp có quy mô 25 tầng với 21 tầng nổi và 4 tầng hầm với diện tích khu đẩt xây dựng công trình là 2.362,3m2, tổng diện tích sàn xây dựng (không gồm tầng hầm) là 22.166,51 m2 và tổng diện tích sàn xây dựng tầng hầm là 9.
Phối cảnh tổng quan dụ án BRG Tower ❖ Thông tin cơ bản dự án - Mô hình dự án: Tòa nhà văn phòng - Vị trí: 198 Trần Quang Khải, quận Hoàn Kiếm, Hà Nội - Số tầng: 21 tầng nổi và 4 tầng hầm - Hướng tòa nhà: Hướng Đông 1 - Hạng văn phòng: Hạng A - Hệ thống điều hòa trung tâm VRV: Máy lạnh Chiller thương hiệu York, xuất xứ từ Mỹ. Lựa chọn phương án thiết kế BRG là dự án tòa nhà văn phòng hạng A có thiết kế sang trọng và trang bị hệ thống hiện đại nên đòi hỏi tính thẩm mỹ vô cùng cao. Là tổ hợp văn phòng cho thuê sử dụng hệ thống Water Chiller giải nhiệt nước và được đặt ở tầng hầm. Khu vực hội trường có sức chứa lớn được sử dụng AHU.
Những khu vực phòng kỹ thuật, phòng máy sử dụng hệ thống điều hòa cục bộ 24/24 và các dàn nóng được đặt ở các tường ngoài xung quanh. Phạm vi đề tài Đề bài yêu cầu tính toán các hạng mục của hệ thống điều hòa không khí và thông gió trong tòa nhà, phù hợp với chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Nhiệt. Trong thời gian thực hiện đề tài, nhóm sẽ hoàn thành các nhiệm vụ sau: - Tính toán và kiểm tra phụ tải lạnh theo phương pháp Carrier, sử dụng phần mềm Trace 700 và so sánh với dữ liệu thiết kế của công trình. - Kiểm tra và phân tích sơ đồ điều hòa không khí (ĐHKK), tính toán các thiết bị lạnh (Chiller, PAU, AHU, tháp giải nhiệt và bơm).
- Kiểm tra kích thước đường ống gió và tổn thất áp suất bằng phương pháp lý thuyết. - Tính toán và kiểm tra hệ thống thông gió, tạo áp và hút khói so với công trình. - Dựng mô hình 3D của hệ thống ACMV bằng phần mềm Revit. TÍNH TOÁN PHỤ TẢI LẠNH CHO ĐHKK 2.
Thông số khí hậu thiết kế cho dự án BRG Tower 2. Thông số thiết kế khí hậu ngoài trời Lựa chọn hệ thống điều hòa không khí cấp 2 cho công trình BRG Tower với số giờ đảm bảo là 200 (h/năm) và hệ số Kbd = 0,977 - thường dùng cho các công trình khách sạn, văn phòng, nhà ở,.3 - Nhiệt độ không khí cao nhất trung bình tháng và năm (oC) tương ứng với trạm Hà Nội xác định tháng 7 có nhiệt độ cao nhất là 33,4oC và tra bảng A.10 - Độ ẩm tương đối của không khí trung bình tháng và năm (%) tương ứng tháng 7, xác định được độ ẩm Hà Nội là 80,7%. Kết hợp sử dụng đồ thị không khí ẩm tra được các giá trị như bảng 2. Thông số thiết kế ngoài nhà vào mùa hè Nhiệt độ Độ ẩm Nhiệt độ Nhiệt độ Enthalpy Dung ẩm dN bầu khô tương đối đọng sương bầu ướt 𝐼𝑁 (𝑘𝐽/𝑘𝑔)) (g/kg.
Thông số thiết kế trong nhà Dựa vào tài liệu [3], (lục phụ A trang 46), ta có được bảng thông số như sau: Bảng 2. Thông số tính toán của không khí bên trong nhà dùng để thiết kế ĐHKK đảm bảo điều kiện tiện nghi [3] Mùa đông Mùa hè Độ ẩm Vận Độ ẩm Vận Thứ tự Trạng thái lao động Nhiệt Nhiệt tương tốc gió tương tốc gió độ oC độ oC đối, % m/s đối, % m/s 1 Nghĩ ngơi tĩnh tại 22-24 70-60 0,1-0,2 25-28 70-60 0,5-0,6 2 Lao động nhẹ 21-23 70-60 0,4-0,5 23-26 70-60 0,8-1 3 Lao động vừa 20-22 70-60 0,8-1 22-25 70-60 1,2-1,5 4 Lao động nặng 18-20 70-60 1,2-1,5 20-23 70-60 2-2,5 Tòa nhà văn phòng thuộc lao động nhẹ, đồng thời vì đây là văn phòng hạng A sẽ có những tiêu chí bắt buộc. Trong đó có đề cập đến công suất của hệ thống điều hòa thông gió: làm lạnh cho phòng server 24/24. Nhiệt độ của khu vực văn phòng từ 22-23 oC ± 1 oC [4].
Dựa vào đồ thị không khí ẩm t-d, ta xác định được các thông số thiết kế trong nhà như bảng 2. Thông số thiết kế trong nhà Nhiệt độ Độ ẩm Dung ẩm dT Nhiệt độ Nhiệt độ Enthalpy đọng sương bầu ướt bầu khô tương đối (g/kg. Xác định tải lạnh dự án BRG Tower bằng phương pháp Carrier Chức năng chính của ĐHKK là duy trì các điều kiện vi khí hậu mang lại sự thoải mái cho con người. Trước khi ước tính tải cần thực hiện khảo sát toàn diện để đảm bảo đánh giá chính sát các thành phần của tải trọng, nếu được nghiên cứu cẩn thận thì việc lựa chọn thiết bị và thiết kế hệ thống sẽ tiết kiệm chi phí và vận hành hiệu quả.
❖ Khảo sát đặc điểm công trình [5] Các khía cạnh vật lý sau đây được xem xét: + Định hướng vị trí công trình – vị trí không gian điều hòa. + Xác định công năng của không gian điều hòa. + Kích thước vật lý của không gian điều hòa (chiều dài, chiều rộng, chiều cao). + Chiều cao trần – chiều cao từ sàn đến trần, khoảng cách giữa trần treo và dầm.
+ Vật liệu xây dựng – Vật liệu và độ dày của tường, mái, trần, sàn, vách ngăn cũng như vị trí tương đối của chúng trong kết cấu. + Các điều kiện xung quanh – Màu sắc bên ngoài của tường và mái được che bởi công trình lân cận hoặc có ánh sáng chiếu vào. Các không gian xung quanh của phòng có điều hòa không được điều hòa, tầng trên mặt đất,. + Cửa sổ - Kích thước và vị trí, khung cửa bằng gỗ hoặc kim loại.
+ Cửa – Vị trí, loại, kích thước. + Con người – Số lượng, thời gian cư trú, tính chất hoạt động. + Chiếu sáng - Loại đèn sợi đốt, huỳnh quang, đôi khi ước lượng công suất trên cơ sở Watts trên m2 sàn do thiếu thông tin chính xác. + Thiết bị, máy móc, thiết bị điện tử - Vị trí, công suất định mức.
4 ❖ Xác định phụ tải lạnh bằng phương pháp Carrier Phương pháp Carrier được sử dụng để tính toán cân bằng nhiệt cho toàn bộ dự án. Phương pháp này khác phương pháp truyền thống ở cách xác định năng suất lạnh Q0 bằng cách tính riêng tổng nhiệt thừa (Qht) và tổng ẩn thừa (Qat) từ mọi nguồn nhiệt tỏa và thẩm thấu tác động vào phòng điều hòa: Q0 =∑ Qht + ∑ Qat Nhiệt tổn thất do bức xạ mặt trời - Q1, kết cấu bao che - Q2, nhiệt tỏa Q3 chỉ có nhiệt hiện. Nhiệt tỏa từ người, gió tươi và gió lọt gồm hai thành phần: nhiệt hiện và nhiệt ẩn. Sơ đồ tính các nguồn nhiệt hiện và nhiệt ẩn chính theo [1] Trong đó: Q0 – Năng suất lạnh Qt – Tổng nhiệt thừa Qht – Nhiệt hiện thừa Qat – Nhiệt ẩn thừa Q1 – Nhiệt tổn thất do bức xạ Q2 – Nhiệt tổn thất qua bao che Q3 – Nhiệt tổn thất do thiết bị tỏa nhiệt Q4 – Nhiệt tổn thất do người QN – Nhiệt tổn thất do gió tươi mang vào 5 Q5 – Nhiệt tổn thất do gió lọt vào Q6 – Các nguồn nhiệt khác 2.
Nhiệt bức xạ qua kính Q11 Lượng nhiệt mặt trời chiếu qua kính phụ thuộc chủ yếu vào đặc tính phản xạ của kính và góc mà tia nắng chiếu vào bề mặt kính. Cửa kính có kết cấu hai hoặc ba lớp kính có tác dụng trong việc giảm sự truyền nhiệt bằng dẫn nhiệt. Theo tài liệu [1] trang 142 thì nhiệt bức xạ qua kính được tính dựa trên biểu thức: ′ 𝑄11 = 𝑛𝑡 .1) Trong đó: nt – hệ số tác dụng tức thời ′ 𝑄11 = 𝐹.2) ′ Với: 𝑄11 – Lượng nhiệt bức xạ tức thời qua kính vào phòng (W) F – Diện tích bề mặt kính cửa sổ có khung thép (𝑚2 ), nếu là khung gỗ lấy bằng 0,85F. 𝑅𝑇 – Nhiệt bức xạ mặt trời qua cửa kính trong phòng, (W/m2) 𝜀𝑐 – Hệ số ảnh hưởng của độ cao so với mặt nước biển, xác định theo công thức: 𝐻 𝜀𝑐 = 1 + .3) 1000 Hà Nội nằm ở vùng châu thổ sông Hồng, có địa hình vừa có đồi, núi nhưng chiếm phần lớn là vùng đồng bằng.
Độ cao trung bình từ 5 – 20 mét so với mực nước biển. Địa hình thấp dần từ Bắc xuống Nam, các đồi núi cao chủ yếu đều tập trung phía Bắc và phía Tây [6]. Mặt đứng của công trình 7 Bảng 2. Hệ số ảnh hưởng độ cao so với mực nước biển Tầng Độ cao so với mực nước biển (m) Hệ số ảnh hưởng độ cao 𝜀𝑐 Tầng 1 15 1,000345 Tầng 2 23,3 1,0005359 Tầng 3 30,3 1,0006969 Tầng 4 34,1 1,0007843 Tầng 5 37,9 1,0008717 Tầng 6 41,7 1,0009591 Tầng 7 45,5 1,0010465 Tầng 8 49,3 1,0011339 Tầng 9 53,1 1,0012213 Tầng 10 56,9 1,0013087 Tầng 11 60,7 1,0013961 Tầng 12 67 1,001541 Tầng 13 73,2 1,0016836 Tầng 14 77 1,001771 Tầng 15 80,8 1,0018584 Tầng 16 84,6 1,0019458 Tầng 17 88,4 1,0020332 Tầng 18 92,2 1,0021206 Tầng 19 96 1,002208 Tầng 20 99,8 1,0022954 Tầng 21 103,6 1,0023828 Tầng Tum 109,9 1,0025277 Tầng mái 112,9 1,0025967 Theo số liệu từ bảng trên do hệ số ảnh hưởng độ cao so với mặt nước biển đối với công trình không đáng kể nên ta chọn c = 1 𝜀𝑑𝑠 – Hệ số ảnh hưởng của độ chênh nhiệt độ giữa nhiệt độ đọng sương môi trường tính toán với nhiệt độ đọng sương của không khí trên mặt nước biển là 20oC, xác định theo công thức (𝑡𝑠 −20) 𝜀𝑑𝑠 = 1 − × 0,13 (2.4) 10 (29,1 − 20) → 𝜀𝑑𝑠 = 1 − × 0,13 = 0,8817 10 𝜀𝑚𝑚 – Hệ số ảnh hưởng của mây mù.
Chọn khi trời không mây 𝜀𝑚𝑚 = 1 𝜀𝑘ℎ – Hệ số ảnh hưởng của khung. Công trình sử dụng khung kim loại, chọn 𝜀𝑘ℎ = 1,17 8 𝜀𝑚 – Hệ số của kính.3 tài liệu [1] trang 153– Đặc tính bức xạ và hệ số kính của các loại kính 𝜀𝑚. Công trình sử dụng kính calorex, màu xanh 6 mm, chọn 𝜀𝑚 = 0,57 Vì công trình sử dụng kính khác loại cơ bản và rèm che màu bên trong nên RT được thay thế bằng nhiệt bức xạ vào phòng khác kính cơ bản, có công thức sau: ′ 𝑄11 = 𝐹.5) 𝑅𝑇 𝑅𝑁 = 0,88 𝑅𝑁 – Bức xạ mặt trời đến bên ngoài mặt kính.