Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong quá trình phát triển đô thị và xây dựng hiện đại, các công trình cao tầng tích hợp đa năng như khách sạn, trung tâm thương mại đòi hỏi sự phối hợp đồng bộ giữa kiến trúc, kết cấu và các hệ thống cơ điện (MEP). Trong đó, hệ thống sưởi, thông gió và điều hòa không khí (HVAC) giữ vai trò then chốt trong việc tạo lập môi trường vi khí hậu tiện nghi, kiểm soát chất lượng không khí, đảm bảo an toàn phòng cháy chữa cháy (PCCC) và tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng cho tòa nhà. Đối với từng loại hình công trình, việc thiết kế và kiểm tra hệ thống HVAC phải tuân thủ các quy chuẩn, tiêu chuẩn kỹ thuật nghiêm ngặt nhằm đáp ứng công năng vận hành thực tế.

Dự án Khách sạn Wink Hải Phòng được xây dựng tại phố Điện Biên Phủ, khu vực trung tâm hành chính - thương mại của thành phố Hải Phòng, do Công ty TNHH Indochina Kajima Development làm chủ đầu tư và Công ty Cổ phần Xây dựng Viteccons làm nhà thầu chính. Công trình có quy mô gồm 22 tầng nổi, 2 tầng hầm và 1 tầng hầm lửng với tổng diện tích sàn xây dựng khoảng 16.557 $\text{m}^2$, tích hợp nhiều phân khu chức năng như phòng ngủ khách sạn, khu ẩm thực, phòng tập gym, salon cắt tóc, văn phòng quản lý và các khu vực kỹ thuật phụ trợ.

Mục tiêu nghiên cứu của đồ án được xác định rõ ràng qua các nhiệm vụ:

  1. Nắm vững nguyên lý hoạt động của các hệ thống điều hòa không khí và thông gió ứng dụng cho công trình khách sạn cao tầng.
  2. Xác định các thông số kỹ thuật vi khí hậu, tính toán kiểm tra phụ tải nhiệt và năng suất lạnh của công trình theo các tiêu chuẩn, quy chuẩn hiện hành.
  3. Tính toán kiểm tra lưu lượng, kích thước đường ống, miệng gió và tổn thất áp suất thủy lực của các phân hệ thông gió thông thường và thông gió sự cố.
  4. Sử dụng thành thạo các phần mềm chuyên ngành gồm phần mềm tính tải nhiệt Heatload của Daikin, phần mềm chọn kích thước ống gió Duct Checker Pro và phần mềm tra cứu hệ số tổn thất áp suất ASHRAE Duct Fitting Database.
  5. Triển khai xây dựng mô hình không gian 3D của hệ thống HVAC trên nền tảng Autodesk Revit 2019 nhằm trực quan hóa hệ thống và bóc tách khối lượng vật tư phục vụ thi công.

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là hệ thống điều hòa không khí và các phân hệ thông gió tại công trình Khách sạn Wink Hải Phòng. Phạm vi nghiên cứu về không gian bao quát toàn bộ 22 tầng nổi, tầng tum, tầng mái và 2 tầng hầm của tòa nhà. Về mặt kỹ thuật, đề tài tập trung vào việc tính toán kiểm tra năng suất lạnh và hệ thống đường ống thông gió, không đi sâu vào việc tính chọn chi tiết các hệ thống kỹ thuật khác như điện nặng, điện nhẹ, cấp thoát nước hay PCCC độc lập.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án xây dựng quy trình tính toán và kiểm tra dựa trên hệ thống cơ sở lý thuyết truyền nhiệt, cơ học chất lưu và các quy chuẩn, tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng hiện hành của Việt Nam cùng các tiêu chuẩn quốc tế:

  • Tiêu chuẩn Việt Nam và Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia: TCVN 5687:2010 (Thông gió - Điều hòa không khí - Tiêu chuẩn thiết kế), QCVN 09:2017/BXD (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về các công trình xây dựng sử dụng năng lượng hiệu quả), QCVN 02:2009/BXD (Số liệu điều kiện tự nhiên dùng trong xây dựng), QCVN 01:2019/BXD.
  • Tiêu chuẩn quốc tế: ASHRAE Standard 62.1-2013 (Ventilation for Acceptable Indoor Air Quality), British Standard BS 5588-1998 và BS 5588-1979 (Hệ thống kiểm soát khói và an toàn cháy cho nhà cao tầng).

Khung lý thuyết tính toán phụ tải lạnh sử dụng phương pháp cân bằng nhiệt Carrier để xác định tổng nhiệt thừa của không gian:

$$Q_0 = \sum Q_{ht} + \sum Q_{ât}$$

Trong đó, $\sum Q_{ht}$ là tổng nhiệt hiện thừa và $\sum Q_{ât}$ là tổng nhiệt ẩn thừa, bao gồm 10 thành phần nhiệt nguồn:

  1. $Q_{11}$: Nhiệt hiện bức xạ mặt trời qua kính cửa sổ và vách kính.
  2. $Q_{21}$: Nhiệt hiện truyền qua kết cấu mái do bức xạ và chênh lệch nhiệt độ.
  3. $Q_{22}$: Nhiệt truyền qua vách bao che gồm tường bao ($Q_{22t}$), cửa ra vào ($Q_{22c}$) và vách kính ($Q_{22k}$).
  4. $Q_{23}$: Nhiệt hiện truyền qua kết cấu nền hoặc sàn tầng trệt/tầng hầm.
  5. $Q_{31}$: Nhiệt hiện tỏa ra từ hệ thống đèn chiếu sáng (tính theo mật độ công suất chiếu sáng LPD kết hợp hệ số tức thời).
  6. $Q_{32}$: Nhiệt tỏa ra từ máy móc và thiết bị điện hoạt động trong phòng.
  7. $Q_4$: Nhiệt hiện ($Q_{4h}$) và nhiệt ẩn ($Q_{4a}$) do cơ thể người tỏa ra.
  8. $Q_N$: Nhiệt hiện ($Q_{hN}$) và nhiệt ẩn ($Q_{aN}$) do không khí tươi mang vào phòng.
  9. $Q_5$: Nhiệt hiện ($Q_{5h}$) và nhiệt ẩn ($Q_{5a}$) do hiện tượng gió lọt qua khe cửa.
  10. $Q_6$: Nhiệt tổn thất phát sinh từ các nguồn khác.

Phương pháp nghiên cứu thực tế được triển khai qua các bước:

  • Tính toán giải tích: Áp dụng công thức kinh nghiệm và bảng tra vật lý kiến trúc để tính tải lạnh từng phòng theo phương pháp Carrier, đồng thời phân tích quá trình nhiệt ẩm trên đồ thị không khí ẩm $t-d$ (hoặc $I-d$), xác định các hệ số nhiệt hiện phòng (RSHF), hệ số nhiệt hiện tổng (GSHF) và hệ số nhiệt hiện hiệu dụng (ESHF).
  • Tính toán kiểm tra bằng phần mềm Heatload: Thiết lập các thông số khí tượng, kết cấu bao che, lịch trình vận hành và tải nội sinh của từng không gian trên phần mềm Heatload (Daikin) nhằm đối chiếu và kiểm chứng kết quả tính tay.
  • Tính toán thủy lực đường ống gió: Ứng dụng phương pháp tổn thất ma sát đồng đều (Equal Friction Method) kết hợp phần mềm Duct Checker Pro để xác định kích thước tiết diện ống gió và diện tích miệng gió.
  • Tính toán tổn thất áp suất: Tra cứu hệ số tổn thất áp suất cục bộ qua các phụ kiện (cút, côn, gót giày, chẽ ba, van gió) bằng phần mềm ASHRAE Duct Fitting Database để tính toán chính xác tổng trở lực đường ống và cột áp quạt.
  • Mô hình hóa thông tin công trình (BIM): Triển khai mô hình không gian 3D trên phần mềm Autodesk Revit 2019 để quản lý tuyến ống và trích xuất bảng khối lượng vật tư.

Nguồn dữ liệu tính toán được thiết lập từ tọa độ địa lý của TP. Hải Phòng ($20^\circ 30' 39'' - 21^\circ 01' 15''$ vĩ độ Bắc, $106^\circ 23' 39'' - 107^\circ 08' 39''$ kinh tuyến Đông). Các thông số vi khí hậu ban đầu bao gồm:

  • Thông số ngoài nhà (Hải Phòng - tháng 6): Nhiệt độ ngoài trời $t_N = 32,1^\circ\text{C}$; Độ ẩm tương đối $\varphi_N = 83%$; Entanpy $h_N = 97,26\text{ kJ/kg}$; Dung ẩm $d_N = 25,4\text{ g/kg kkk}$.
  • Thông số thiết kế tiện nghi trong nhà: Nhiệt độ trong phòng $t_T = 24^\circ\text{C}$; Độ ẩm tương đối $\varphi_T = 60%$; Entanpy $h_T = 52,62\text{ kJ/kg}$; Dung ẩm $d_T = 11,19\text{ g/kg kkk}$.
  • Cao độ công trình: Tầng cao nhất đạt $83,6\text{ m}$, cộng với độ cao tự nhiên của TP. Hải Phòng $1,7\text{ m}$ so với mực nước biển, tổng cao độ tính toán là $H = 85,3\text{ m}$. Hệ số ảnh hưởng độ cao $\varepsilon_c = 1 + (85,3/1000) \times 0,023 \approx 1,002 \approx 1$.
Thông số vi khí hậu Không khí ngoài trời (N) Không khí trong nhà (T)
Nhiệt độ khô ($t$) $32,1^\circ\text{C}$ $24,0^\circ\text{C}$
Độ ẩm tương đối ($\varphi$) $83%$ $60%$
Entanpy ($h$) $97,26\text{ kJ/kg}$ $52,62\text{ kJ/kg}$
Dung ẩm ($d$) $25,40\text{ g/kg kkk}$ $11,19\text{ g/kg kkk}$
Nhiệt độ đọng sương ($t_s$) $28,84^\circ\text{C}$ -

Thiết kế kỹ thuật và Triển khai mô hình 3D

Dựa trên quy mô kiến trúc và đặc thù không gian khách sạn, đồ án phân tích và lựa chọn giải pháp điều hòa không khí trung tâm thay đổi lưu lượng môi chất lạnh VRV/VRF (Variable Refrigerant Flow/Volume). Hệ thống VRV/VRF đáp ứng khả năng điều khiển độc lập cho từng phòng khách sạn, tiết kiệm diện tích không gian đặt dàn nóng trên tầng kỹ thuật/mái, đồng thời tối ưu hóa điện năng tiêu thụ nhờ công nghệ biến tần Inverter khi phụ tải thay đổi liên tục theo giờ. Dàn lạnh sử dụng chủ yếu loại giấu trần nối ống gió (FCU) kết hợp hệ thống cấp gió tươi sơ bộ (PAU).

Các phân hệ thông gió được thiết kế và kiểm tra bao gồm:

  1. Hệ thống cấp gió tươi: Cung cấp dưỡng khí theo mật độ người và diện tích từng khu chức năng dựa trên ASHRAE 62.1-2013 (phòng ngủ: $2,5\text{ L/s.người} + 0,3\text{ L/s.m}^2$; phòng gym: $10\text{ L/s.người} + 0,9\text{ L/s.m}^2$; văn phòng: $7\text{ L/s.người} + 0,3\text{ L/s.m}^2$). Tuyến ống gió tươi được bố trí cách nhiệt để tránh đọng sương.
  2. Hệ thống hút khí thải khu vệ sinh (Toilet): Bố trí trục ống hút đứng kết nối quạt hút thải trên tầng mái, duy trì áp suất âm cục bộ nhằm ngăn chặn phát tán mùi sang các không gian đệm và phòng nghỉ.
  3. Hệ thống hút khí thải phòng kỹ thuật điện và kho: Duy trì bội số trao đổi không khí (ACH) để đào thải lượng nhiệt thừa do thiết bị điện tỏa ra liên tục.
  4. Hệ thống thông gió tầng hầm: Thiết kế hệ thống thông gió cơ khí kết hợp giữa quạt cấp gió tươi và quạt hút gió thải cho 2 tầng hầm và 1 tầng hầm lửng nhằm kiểm soát nồng độ khí CO phát thải từ phương tiện giao thông.
  5. Hệ thống thông gió sự cố (PCCC):
    • Hút khói hành lang: Hoạt động khi có tín hiệu báo cháy để hút khói tầng xảy ra sự cố, tạo hành lang thoát nạn an toàn.
    • Tạo áp cầu thang bộ và giếng thang máy: Sử dụng quạt tạo áp lực dương (áp suất duy trì từ $20\text{ Pa}$ đến $50\text{ Pa}$) theo tiêu chuẩn BS 5588 nhằm ngăn khói và khí độc xâm nhập vào lối thoát hiểm.

Mô hình hóa thông tin công trình trên Autodesk Revit 2019 được triển khai theo quy trình:

  • Dựng không gian kiến trúc và định vị cao độ các tầng từ tầng hầm đến tầng mái ($83,6\text{ m}$).
  • Mô hình hóa hệ thống thiết bị cơ điện gồm dàn nóng ODU, dàn lạnh FCU, quạt thông gió, hệ thống đường ống dẫn môi chất lạnh (ống gas), ống thoát nước ngưng và mạng lưới đường ống gió (cấp, hồi, thải, tạo áp, hút khói).
  • Bố trí các phụ kiện đường ống như van điều chỉnh lưu lượng (VCD, OBD), van ngăn cháy (FD, MFD, MD) và các loại miệng gió (miệng khuếch tán, miệng soi khe louver).
  • Thiết lập bảng thống kê (Schedule/Quantities) tự động bóc tách diện tích tôn ống gió, chiều dài đường ống gas, số lượng phụ kiện cút, côn và miệng gió.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan

Chương 1 trình bày tính cấp thiết của đề tài, mục tiêu, giới hạn nghiên cứu và cơ sở hình thành đồ án. Tác giả khái quát lịch sử phát triển của kỹ thuật điều hòa không khí từ thời kỳ tiền công nghệ, các giai đoạn sơ khai thế kỷ 19, thời kỳ cách mạng điện đầu thế kỷ 20 sử dụng môi chất amoniac, đến các hệ thống nén hơi hiện đại tích hợp công nghệ Inverter và điều khiển thông minh qua mạng. Chương này phân loại chi tiết các cấu trúc hệ thống ĐHKK phổ biến (hệ thống cục bộ Split, Multi, trung tâm VRV/VRF, hệ thống Water Chiller giải nhiệt gió và Water Chiller giải nhiệt nước). Phần cuối chương giới thiệu tổng quan dự án Khách sạn Wink Hải Phòng với các thông số kiến trúc, quy mô 22 tầng nổi, 2 tầng hầm, chức năng sử dụng và các mốc triển khai xây dựng.

Chương 2: Cơ sở tính toán kiểm tra hệ thống ĐHKK

Chương 2 trình bày toàn bộ phương pháp luận và các bước tính toán phụ tải nhiệt theo phương pháp Carrier. Tác giả thiết lập hệ số vật liệu bao che, hệ số bức xạ qua kính có rèm che ($\alpha_k = 0,75; \rho_k = 0,05; \tau_k = 0,2; \alpha_m = 0,58; \rho_m = 0,39; \tau_m = 0,03$), hệ số truyền nhiệt kết cấu tường gạch bê tông khí chưng áp AAC 200–300 mm, mái bê tông cốt thép dày 150 mm và kính Calorex 6 mm ($k_{ck} = 4,6341\text{ W/m}^2\text{K}$).

Chương này tính toán mẫu chi tiết cho các không gian:

  • Phòng 16 - Tầng 4 ($F = 24,76\text{ m}^2$): Nhiệt bức xạ qua kính cực đại $Q_{11} = 270,75\text{ W}$ tại thời điểm 16h (hướng Bắc); nhiệt truyền qua vách $Q_{22} = 231,4\text{ W}$ ($Q_{22t} = 208,84\text{ W}, Q_{22k} = 22,56\text{ W}$); nhiệt do đèn chiếu sáng $Q_{31} = 148,1\text{ W}$ (LPD = $11\text{ W/m}^2$, $n_t = 0,87, n_đ = 0,5$); nhiệt do thiết bị điện phòng ngủ $Q_{32} = 350\text{ W}$.
  • Khu vực Bar - Tầng 22 ($F = 178,95\text{ m}^2$, diện tích mái $345,15\text{ m}^2$): Nhiệt truyền qua mái tầng 22 (không gian trên là tầng tum không điều hòa, $k = 1,67\text{ W/m}^2\text{K}$, $\Delta t = 4,05^\circ\text{C}$) là $Q_{21} = 1.210,33\text{ W} = 1,21\text{ kW}$.
  • Phòng máy tính trung tâm - Tầng hầm ($F = 15,43\text{ m}^2$): Nhiệt truyền qua nền bê tông 300 mm tiếp xúc đất ($k = 2,18\text{ W/m}^2\text{K}$, $\Delta t = 8,1^\circ\text{C}$) là $Q_{23} = 272,46\text{ W}$.
  • Văn phòng quản lý - Tầng 2 ($F = 36,82\text{ m}^2$ đến $37,19\text{ m}^2$, 4–6 người): Nhiệt máy móc $Q_{32} = 1.104,6\text{ W}$ (mật độ $30\text{ W/m}^2$); nhiệt do người $Q_4 = 490\text{ W}$ ($Q_{4h} = 270\text{ W}, Q_{4a} = 220\text{ W}$); nhiệt do gió tươi $Q_{hN} = 145,8\text{ W}$.

Chương 2 cũng trình bày quy trình kiểm tra đọng sương, lập sơ đồ điều hòa không khí trên đồ thị $t-d$ xác định điểm hòa trộn, điểm vào dàn lạnh và thực hiện mô phỏng tải lạnh trên phần mềm Heatload của Daikin để đối chiếu số liệu.

Chương 3: Tính toán kiểm tra hệ thống thông gió

Chương 3 tập trung tính toán kiểm tra 6 phân hệ thông gió của tòa nhà:

  1. Hệ thống cấp gió tươi: Tính toán lưu lượng cho từng tầng, định kích thước đường ống gió tươi và tính tổn thất áp suất trên trục đứng, các nhánh rẽ tầng 2, tầng 3 bằng phần mềm Duct Checker Pro và ASHRAE Duct Fitting Database.
  2. Hệ thống hút khói hành lang: Thiết lập sơ đồ nguyên lý hút khói khi xảy ra hỏa hoạn, kiểm tra kích thước ống hút khói hành lang theo tiêu chuẩn PCCC.
  3. Hệ thống tạo áp cầu thang bộ và giếng thang máy: Tính toán diện tích khe hở cửa thoát hiểm, xác định lưu lượng gió tạo áp cầu thang bộ và tổn thất áp suất cục bộ trên tuyến ống tạo áp.
  4. Hệ thống hút gió thải toilet: Xác định mật độ hút thải, tính toán bảng lưu lượng hút thải toilet cho toàn bộ khách sạn, chọn kích thước đường ống, miệng gió và tính tổng tổn thất áp suất của quạt hút mùi.
  5. Hệ thống hút gió thải phòng kỹ thuật điện và kho: Tính toán lưu lượng gió thải, kích thước ống gió, miệng gió và cột áp quạt hút thải tầng 1 và các tầng chức năng.
  6. Hệ thống thông gió tầng hầm: Xác định lưu lượng quạt cấp và quạt hút tầng hầm, tính toán kích thước mạng lưới đường ống gió cấp/hút và kiểm tra tổn thất áp suất cục bộ để chọn quạt thông gió tầng hầm.

Chương 4: Triển khai bản vẽ bằng Revit 2019

Chương 4 giới thiệu ứng dụng của phần mềm Autodesk Revit trong mô hình hóa thông tin cơ điện (BIM MEP). Nội dung chương thể hiện chi tiết kết quả xây dựng mô hình không gian 3D của hệ HVAC cho từng tầng: mặt bằng tầng hầm, tầng hầm lửng, tầng 1, 2, 3, 4, 5, các tầng điển hình 6–12, 13, 14, 15–20, tầng 21, 22, 23 và tầng tum/mái. Tác giả trình bày cách thức bố trí dàn nóng ODU trên mái, bố trí mạng lưới ống gas từ tầng 1 đến tầng 23, định vị miệng gió cấp/hút, và thiết lập bảng bóc tách khối lượng (Schedule) ống gió, phụ kiện trên mô hình.

Chương 5: Kết luận và kiến nghị

Chương 5 đúc kết các kết quả đạt được trong việc tính toán kiểm tra hệ thống ĐHKK và thông gió, so sánh tính tương thích giữa kết quả tính toán kiểm tra với hồ sơ thiết kế kỹ thuật ban đầu của công trình. Đồng thời, tác giả nêu ra các kiến nghị kỹ thuật nhằm nâng cao hiệu quả thi công, vận hành hệ thống VRV và mở rộng ứng dụng mô hình BIM cho các dự án tiếp theo.

Kết quả và đóng góp

Đồ án đã trích xuất và tính toán đầy đủ các thông số nhiệt và thông số thủy lực của công trình Khách sạn Wink Hải Phòng. Các kết quả tính toán thành phần nhiệt được tổng hợp tại các không gian mẫu:

Không gian tính toán mẫu Diện tích ($F$) Thành phần nhiệt tính toán Giá trị tính toán
Phòng 16 - Tầng 4 $24,76\text{ m}^2$ Bức xạ qua kính hướng Bắc lúc 16h ($Q_{11}$) $270,75\text{ W}$
Phòng 16 - Tầng 4 $24,76\text{ m}^2$ Truyền nhiệt qua vách bao che ($Q_{22}$) $231,40\text{ W}$
Phòng 16 - Tầng 4 $24,76\text{ m}^2$ Nhiệt chiếu sáng LPD = $11\text{ W/m}^2$ ($Q_{31}$) $148,10\text{ W}$
Phòng 16 - Tầng 4 $24,76\text{ m}^2$ Nhiệt thiết bị điện ước tính ($Q_{32}$) $350,00\text{ W}$
Khu vực Bar - Tầng 22 $178,95\text{ m}^2$ Nhiệt truyền qua mái ($Q_{21}$) $1.210,33\text{ W}$
Phòng máy tính - Tầng hầm $15,43\text{ m}^2$ Nhiệt truyền qua nền bê tông 300 mm ($Q_{23}$) $272,46\text{ W}$
Văn phòng quản lý - Tầng 2 $36,82\text{ m}^2$ Nhiệt thiết bị máy móc $30\text{ W/m}^2$ ($Q_{32}$) $1.104,60\text{ W}$
Văn phòng quản lý - Tầng 2 $37,19\text{ m}^2$ Nhiệt hiện do 4 người tỏa ra ($Q_{4h}$) $270,00\text{ W}$
Văn phòng quản lý - Tầng 2 $37,19\text{ m}^2$ Nhiệt ẩn do 4 người tỏa ra ($Q_{4a}$) $220,00\text{ W}$
Văn phòng quản lý - Tầng 2 $36,82\text{ m}^2$ Nhiệt hiện gió tươi mang vào ($Q_{hN}$) $145,80\text{ W}$

Về mặt thông gió, đồ án hoàn thành việc xác định lưu lượng và tổn thất áp suất cho hệ thống tạo áp cầu thang bộ, giếng thang máy, hút khói hành lang, hút gió thải toilet, thông gió phòng điện và hệ thống cấp - hút thông gió tầng hầm.

Các đóng góp chính của đồ án bao gồm:

  • Thiết lập quy trình kiểm tra phụ tải lạnh kép: Kết hợp tính toán giải tích chi tiết theo phương pháp Carrier với mô phỏng kiểm chứng trên phần mềm Heatload Daikin, giúp phát hiện sai lệch và đánh giá chính xác năng suất lạnh thực tế của hệ thống VRV so với bản vẽ thiết kế.
  • Chuẩn hóa quy trình tính toán thủy lực thông gió: Ứng dụng đồng thời Duct Checker Pro và cơ sở dữ liệu tổn thất cục bộ ASHRAE Duct Fitting Database, nâng cao độ tin cậy trong việc lựa chọn cột áp quạt cho hệ thống thông gió thông thường và thông gió sự cố PCCC.
  • Trực quan hóa và số hóa hồ sơ kỹ thuật: Dựng hoàn chỉnh mô hình 3D hệ thống HVAC từ tầng hầm đến tầng tum trên Autodesk Revit 2019, cung cấp bảng thống kê khối lượng ống gió, phụ kiện chính xác phục vụ công tác lập dự toán và quản lý thi công cơ điện.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Đồ án tồn tại một số hạn chế gắn liền với phạm vi và điều kiện nghiên cứu:

  • Phạm vi nghiên cứu chỉ tập trung vào việc tính toán kiểm tra năng suất lạnh và hệ thống thông gió, chưa mở rộng tính chọn toàn bộ các thiết bị cơ điện phụ trợ và các hệ thống MEP khác (hệ thống điện phân phối, cấp thoát nước, PCCC tự động).
  • Do hạn chế về thông tin chi tiết của từng chủng loại thiết bị điện thực tế lắp đặt tại công trình, thành phần nhiệt tỏa ra do máy móc thiết bị ($Q_{32}$) tại các phòng ngủ khách sạn phải sử dụng phương pháp ước tính sơ bộ theo định mức công suất trung bình ($350\text{ W}$/phòng).

Hướng nghiên cứu và phát triển tiếp theo bao gồm:

  • Ứng dụng các công cụ mô phỏng năng lượng công trình động theo thời gian thực (như EnergyPlus hoặc eQUEST) để đánh giá chỉ số tiêu thụ năng lượng toàn năm của công trình.
  • Thực hiện mô phỏng động lực học chất lưu (CFD) để khảo sát phân bố trường vận tốc gió, nhiệt độ và nồng độ khói trong các không gian lớn như sảnh đón, khu vực ăn uống, quầy bar tầng 22 và tầng hầm khi có hỏa hoạn.
  • Nâng cấp mô hình Revit lên mức độ chi tiết cao hơn (LOD 350 - LOD 400), tích hợp kiểm tra xung đột không gian đa bộ môn (Clash Detection) giữa hệ HVAC với kết cấu và hệ thống cấp thoát nước, điện.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo chuyên ngành hữu ích đối với:

  • Sinh viên các ngành Công nghệ Kỹ thuật Nhiệt, Kỹ thuật Nhiệt - Điện lạnh, Kỹ thuật Cơ điện công trình (MEP) và Kỹ thuật Công trình Xây dựng đang thực hiện đồ án môn học, đồ án tốt nghiệp hoặc nghiên cứu thiết kế hệ thống HVAC cho nhà cao tầng.
  • Các kỹ sư thiết kế MEP mới tiếp cận quy trình tính toán phụ tải nhiệt Carrier, quy trình tra cứu tiêu chuẩn ASHRAE/BS và kỹ thuật dựng hình 3D cơ điện trên nền tảng Autodesk Revit MEP.

Các phần nội dung có giá trị tham khảo nổi bật trong tài liệu:

  • Phương pháp luận và ví dụ tính toán mẫu chi tiết 10 thành phần tải nhiệt theo phương pháp Carrier với các bảng tra thông số vật liệu xây dựng, kính, màng che theo QCVN 09:2017/BXD và số liệu khí tượng Hải Phòng.
  • Trình tự tính toán thủy lực cho các hệ thống thông gió sự cố (tạo áp cầu thang bộ, hút khói hành lang) theo tiêu chuẩn Anh BS 5588.
  • Hệ thống hình ảnh mặt bằng bố trí hệ thống ĐHKK, thông gió và sơ đồ nguyên lý đường ống gas từ tầng hầm đến tầng 23 tại phần phụ lục.

Câu hỏi thường gặp

1. Dự án Khách sạn Wink Hải Phòng có quy mô xây dựng như thế nào và lựa chọn giải pháp điều hòa không khí gì?

Công trình gồm 22 tầng nổi, 2 tầng hầm và 1 tầng hầm lửng với tổng diện tích sàn xây dựng khoảng 16.557 $\text{m}^2$, tọa lạc tại phố Điện Biên Phủ, TP. Hải Phòng. Hệ thống điều hòa không khí được lựa chọn cho công trình là hệ thống điều hòa không khí trung tâm VRV/VRF kết hợp các dàn lạnh FCU giấu trần nối ống gió và hệ thống xử lý gió tươi PAU.

2. Các thông số vi khí hậu tính toán ngoài nhà tại Hải Phòng và trong phòng khách sạn được xác định là bao nhiêu?

Theo số liệu tính toán trích xuất từ văn bản:

  • Không khí ngoài trời (Hải Phòng): Nhiệt độ $t_N = 32,1^\circ\text{C}$, độ ẩm tương đối $\varphi_N = 83%$, entanpy $h_N = 97,26\text{ kJ/kg}$, dung ẩm $d_N = 25,4\text{ g/kg kkk}$.
  • Không khí tiện nghi trong phòng: Nhiệt độ $t_T = 24^\circ\text{C}$, độ ẩm tương đối $\varphi_T = 60%$, entanpy $h_T = 52,62\text{ kJ/kg}$, dung ẩm $d_T = 11,19\text{ g/kg kkk}$.

3. Những phần mềm chuyên ngành nào đã được tác giả sử dụng trong quá trình thực hiện đồ án?

Đồ án ứng dụng 4 công cụ phần mềm chuyên dụng:

  • Phần mềm Heatload của hãng Daikin dùng để tính toán và kiểm tra phụ tải lạnh công trình.
  • Phần mềm Duct Checker Pro dùng để tính toán lựa chọn kích thước tiết diện ống gió và miệng gió.
  • Phần mềm ASHRAE Duct Fitting Database dùng để tra cứu hệ số tổn thất áp suất cục bộ qua các phụ kiện đường ống.
  • Phần mềm Autodesk Revit 2019 dùng để dựng mô hình không gian 3D hệ thống HVAC và bóc tách khối lượng vật tư.

4. Hệ thống thông gió của công trình bao gồm những phân hệ cụ thể nào?

Hệ thống thông gió gồm 6 phân hệ chính:

  1. Hệ thống cấp gió tươi cho các tầng chức năng.
  2. Hệ thống hút khí thải khu vệ sinh (toilet).
  3. Hệ thống hút khí thải phòng kỹ thuật điện và phòng kho.
  4. Hệ thống cấp gió tươi và hút khí thải tầng hầm (2 tầng hầm và tầng hầm lửng).
  5. Hệ thống tạo áp cầu thang bộ và giếng thang máy khi có sự cố cháy (theo tiêu chuẩn BS 5588).
  6. Hệ thống hút khói hành lang phục vụ thoát hiểm sự cố.

5. Phương pháp Carrier xác định phụ tải lạnh của công trình qua những thành phần nhiệt thừa nào?

Phương pháp Carrier xác định phụ tải qua tổng nhiệt hiện và nhiệt ẩn thừa từ 10 nguồn: nhiệt bức xạ qua kính ($Q_{11}$), truyền nhiệt qua mái ($Q_{21}$), truyền nhiệt qua vách/tường/cửa sổ ($Q_{22}$), truyền nhiệt qua nền ($Q_{23}$), nhiệt tỏa từ đèn chiếu sáng ($Q_{31}$), nhiệt tỏa từ máy móc thiết bị ($Q_{32}$), nhiệt do cơ thể người tỏa ra ($Q_4$), nhiệt do gió tươi mang vào ($Q_N$), nhiệt do gió lọt qua khe cửa ($Q_5$) và nhiệt tổn thất từ các nguồn khác ($Q_6$).

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Tính toán kiểm tra hệ thống điều hòa không khí, thông gió, và dựng Revit dự án khách sạn Wink Hải Phòng" đã hoàn thành toàn diện việc kiểm tra phụ tải nhiệt theo phương pháp Carrier kết hợp phần mềm Heatload Daikin cho công trình khách sạn cao tầng quy mô 22 tầng nổi và 2 tầng hầm. Nghiên cứu đã tính toán chi tiết lưu lượng, kích thước đường ống và tổn thất áp suất của 6 phân hệ thông gió thông thường và thông gió sự cố PCCC dựa trên các tiêu chuẩn TCVN 5687:2010, ASHRAE 62.1 và BS 5588. Đồng thời, việc hoàn thiện mô hình thông tin 3D HVAC trên nền tảng Autodesk Revit 2019 đã cung cấp giải pháp trực quan hóa không gian kỹ thuật và bóc tách khối lượng vật tư chính xác, mang lại giá trị thực tiễn cao cho công tác kiểm tra thiết kế và chuẩn bị thi công cơ điện.