Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong quá trình đô thị hóa và phát triển kinh tế tại thành phố Hải Phòng, các công trình tòa nhà cao tầng hỗn hợp kết hợp văn phòng làm việc và căn hộ cho thuê ngày càng gia tăng. Mô hình này giúp nâng cao hiệu quả sử dụng quỹ đất đô thị, tối ưu hóa giao thông và góp phần kiểm soát khí thải carbon dioxide trong khu vực trung tâm. Việc đảm bảo nguồn điện ổn định, liên tục và an toàn cho toàn bộ công trình phức hợp là điều kiện tiên quyết cho hoạt động vận hành và sinh hoạt.

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế cung cấp điện cho Tòa nhà hỗn hợp Văn phòng, Căn hộ 12 tầng tại số 93 Trần Phú - Hải Phòng" do sinh viên Nguyễn Minh Hiếu (lớp DC2201, ngành Điện Tự Động Công Nghiệp, Trường Đại học Quản lý và Công nghệ Hải Phòng) thực hiện dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Văn Dương vào năm 2022.

Mục tiêu nghiên cứu và thiết kế của đồ án tập trung vào việc tính toán, xây dựng giải pháp kỹ thuật cấp điện hoàn chỉnh cho tòa nhà, giải quyết các nhiệm vụ cụ thể sau:

  1. Thu thập số liệu mặt bằng kiến trúc và yêu cầu kỹ thuật của công trình thực tế.
  2. Hệ thống hóa các phương pháp tính toán phụ tải điện và lựa chọn phương pháp phù hợp cho từng loại phụ tải.
  3. Tính toán thiết kế hệ thống chiếu sáng và xác định công suất phụ tải tính toán cho từng phòng, từng căn hộ, từng tầng và toàn bộ tòa nhà.
  4. Xây dựng phương án cung cấp điện tổng thể, xác định dung lượng trạm biến áp và lựa chọn trạm phát điện dự phòng.
  5. Tính toán, lựa chọn thông số tiết diện dây dẫn, cáp điện và hệ thống thiết bị đóng cắt, bảo vệ từ nguồn đến các tủ phân phối hạ tổng.
  6. Thiết kế hệ thống bảo vệ chống sét (chống sét đánh thẳng và chống sét lan truyền).
  7. Thiết kế hệ thống nối đất an toàn cho toàn bộ công trình và các thiết bị điện một pha, ba pha.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống cung cấp điện hạ thế, chiếu sáng kỹ thuật, nguồn dự phòng, chống sét và nối đất của công trình Tòa nhà hỗn hợp Văn phòng Căn hộ.
  • Phạm vi không gian: Công trình tọa lạc tại số 93 đường Trần Phú, quận Ngô Quyền, thành phố Hải Phòng, do Công ty Cổ phần Xây dựng GM - Posts làm chủ đầu tư. Quy mô công trình gồm 1 tầng hầm, 1 tầng lửng, 12 tầng sàn, tầng tum và tầng mái, với tổng diện tích sàn xây dựng là 3.840 m².
  • Phạm vi nội dung kỹ thuật: Giới hạn trong việc xác định phụ tải tính toán, lựa chọn công suất máy biến áp, máy phát điện dự phòng, chọn dây dẫn, khí cụ bảo vệ, hệ thống tiếp địa và chống sét công trình.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp thiết kế

Hệ thống lý thuyết và phương pháp tính toán trong đồ án được xây dựng dựa trên các tiêu chuẩn kỹ thuật điện lực và quy chuẩn thiết kế công trình dân dụng hiện hành.

Các phương pháp xác định phụ tải tính toán

Đồ án khảo sát và so sánh bốn phương pháp tính toán phụ tải điện cơ bản:

  1. Phương pháp xác định theo công suất đặt và hệ số nhu cầu ($k_{nc}$): Tính toán công suất tác dụng qua công thức $P_{tt} = k_{nc} \cdot \sum P_{đmi}$, công suất phản kháng $Q_{tt} = P_{tt} \cdot \tan\varphi$, và công suất toàn phần $S_{tt} = \sqrt{P_{tt}^2 + Q_{tt}^2} = P_{tt} / \cos\varphi$.
  2. Phương pháp xác định theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất ($p_0$): Tính toán theo công thức $P_{tt} = p_0 \cdot F$, áp dụng chủ yếu trong giai đoạn thiết kế sơ bộ hoặc phân xưởng có mật độ thiết bị phân bố đều.
  3. Phương pháp xác định theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm ($w_0$): Xác định qua biểu thức $P_{tt} = (M \cdot W_0) / T_{max}$, thích hợp cho các thiết bị có đồ thị tải bằng phẳng như máy bơm, quạt gió.
  4. Phương pháp xác định theo hệ số cực đại ($k_{max}$) và công suất trung bình ($p_{tb}$): Dựa trên số thiết bị hiệu quả ($n_{hq}$) và hệ số sử dụng ($k_{sd}$) để xác định phụ tải chính xác cho từng nhóm máy có chế độ làm việc dài hạn ($k_{pt} = 0,9$) hoặc ngắn hạn lặp lại ($k_{pt} = 0,75$).

Đối với công trình hỗn hợp cao tầng này, tác giả sử dụng phương pháp công suất đặt kết hợp hệ số nhu cầu, hệ số đồng thời ($K_{đt}$) và hệ số sử dụng ($K_u$) theo tài liệu hướng dẫn thiết kế mạng điện của Schneider và tiêu chuẩn IEC (Bảng B17, B36).

Phương pháp tính toán kỹ thuật chiếu sáng

Đồ án áp dụng phương pháp hệ số sử dụng quang thông ($U$) để tính toán số lượng bộ đèn:

  • Công thức tính quang thông tổng yêu cầu: $\Phi_{tổng} = (E_{tc} \cdot S \cdot d) / U$. Trong đó: $E_{tc}$ là độ rọi tiêu chuẩn (lux); $S$ là diện tích bề mặt làm việc (m²); $d$ là hệ số bù dự trữ ($d = 1,3$); $U$ là hệ số sử dụng tra theo loại bộ đèn, tỷ số treo $j$ và chỉ số không gian phòng $K = (a \cdot b) / [H_{tt} \cdot (a + b)]$.
  • Tiêu chuẩn độ rọi áp dụng theo TCVN 7114-2008: phòng ngủ (100 lux), phòng vệ sinh (100 lux), hành lang (100 lux), phòng khách (300 lux), văn phòng làm việc và phòng họp (300 lux), phòng bếp (500 lux).
  • Hệ số phản xạ bề mặt phòng thiết kế: trần thạch cao trắng ($\rho_{tr} = 0,7$), tường sơn hồng phấn ($\rho_{tg} = 0,5$), sàn hoàn thiện xanh đậm ($\rho_{s} = 0,3$). Chiều cao mặt phẳng làm việc quy ước $h_{lv} = 0,8\text{ m}$, đèn lắp sát trần ($h' = 0$).
  • Kiểm tra sai số quang thông cho phép trong khoảng $-10%$ đến $+20%$ theo công thức: $\Delta\Phi% = [(N_{bộ} \cdot \Phi_{bóng} - \Phi_{tổng}) / \Phi_{tổng}] \cdot 100%$.

Nội dung chính theo từng chương

Chương I: Giới thiệu tổng quan về toà nhà 93 Trần Phú (12 Tầng)

Chương này mô tả chi tiết thông số kiến trúc và công năng sử dụng của tòa nhà 93 Trần Phú (chủ đầu tư: Công ty Cổ phần Xây dựng GM - Posts; tổng diện tích sàn: 3.840 m²; quy mô gồm 1 tầng hầm và 12 tầng nổi kèm tầng tum, lửng và mái). Tác giả phân chia cấu trúc chức năng từng khu vực:

  • Tầng hầm: Bố trí trạm biến áp, phòng tủ điện phân phối, trạm bơm nước, bán hầm kỹ thuật, phòng đặt máy phát điện dự phòng, phòng trực cứu hỏa và các phòng nghỉ nhân viên.
  • Tầng 1: Tiền sảnh đón tiếp, phòng giao dịch, phòng kỹ thuật điện và khu vệ sinh.
  • Tầng 2 đến tầng 7: Khu vực văn phòng cho thuê, phòng kỹ thuật tầng, kho và hành lang.
  • Tầng 8 đến tầng 11: Khu căn hộ để ở (tầng 8 gồm 5 căn hộ, quầy bar và bể bơi; các tầng 9-11 bố trí đồng bộ 5 căn hộ mỗi tầng gồm các mã phòng A1, A2, A3, B1, B2).
  • Tầng 12: Bố trí không gian sinh hoạt chung gồm phòng khách, bếp, kho thực phẩm và 3 phòng ngủ độc lập.
  • Tầng tum và mái: Bể bơi, bar ngoài trời, phòng thờ, khu giặt phơi và hệ thống dàn nóng điều hòa trung tâm.

Chương I cũng xác định rõ 4 yêu cầu kỹ thuật nền tảng của hệ thống điện tòa nhà:

  1. Độ tin cậy cung cấp điện: Phụ tải được phân loại theo mức độ quan trọng; trang bị máy phát điện diesel dự phòng tự động cấp điện cho tải ưu tiên khi mất điện lưới.
  2. Chất lượng điện năng: Duy trì độ lệch điện áp và dao động tần số trong phạm vi cho phép.
  3. An toàn vận hành: Đảm bảo an toàn tuyệt đối cho người vận hành, cư dân sử dụng và thiết bị.
  4. Tính kinh tế: Cân đối giữa chi phí đầu tư ban đầu và phí tổn tổn hao điện năng trong vận hành.

Chương II: Xác định phụ tải tính toán cho toà nhà 93 Trần Phú (12 Tầng)

Chương này thực hiện thống kê chi tiết toàn bộ các thiết bị tiêu thụ điện và áp dụng quy trình tính toán phụ tải từ cấp phòng, cấp căn hộ, cấp tầng đến toàn bộ công trình:

  • Tính toán chiếu sáng và phụ tải căn hộ điển hình: Căn hộ 8-11A2 và 8-11A3 ($S = 33,29\text{ m}^2$) sử dụng 10 đèn LED âm trần D110 7W (1.150 lm, độ rọi đạt 106 lux, sai số quang thông $+6,28%$), đèn toilet D110 7W, đèn ốp trần D200 18W, 9 ổ cắm đôi ba chấu 250V-20A, bếp từ 3.000W, bình nước nóng 2.500W, điều hòa không khí 2.500W và quạt thông gió 400W. Tổng công suất lắp đặt căn hộ A2, A3 là 10.484W.
  • Căn hộ B1 và 8C1 có tổng công suất đặt là 8.676W; căn hộ B2 đạt 10.484W; căn hộ 9-11A1 đạt 10.484W.
  • Tải hành lang và sảnh: Tính toán chiếu sáng sử dụng đèn Downlight LED 7W (1.500 lm), đèn lối thoát hiểm Exit 3W, đèn sự cố 3W, đèn cầu thang bộ 11W-18W.
  • Tổng hợp tải tầng căn hộ (tầng 8-11): Sử dụng hệ số đồng thời căn hộ $K_{đt-phòng} = 0,6$, hệ số đồng thời cấp tầng $K_{đt-tầng} = 0,78$ và hệ số sử dụng $K_u = 1$. Công suất tính toán tầng 8 đạt 23.299W; các tầng 9, 10, 11 mỗi tầng đạt 24.117W.
  • Tải văn phòng (tầng 1-7): Sử dụng đèn LED Panel 600x600 công suất 36W, hệ thống ổ cắm làm việc, quạt cấp gió tươi 500W, dàn lạnh điều hòa 1.000W; áp dụng hệ số $K_{đt} = 0,8$. Phụ tải tính toán tầng 1 là 7.267W; tầng 2 là 10.572W; tầng 3 là 12.275W; tầng 4-7 mỗi tầng là 12.387W.
  • Tải động lực tập trung: Tủ điều hòa trung tâm tầng mái (TĐ-ĐH) có tổng công suất đặt 105.500W, với $K_{đt} = 0,9$ cho công suất tính toán là 94.950W. Tủ điện 2 thang máy (TĐ-TM) có công suất đặt 20.000W ($K_{đt} = 1$) cho $P_{tt} = 20.000\text{ W}$. Tủ điện tầng hầm (TĐ-TH) phụ tải tính toán đạt 12.040W ($K_{đt} = 0,8$).
  • Bảng tổng hợp toàn tòa nhà: Xác định tổng công suất tác dụng tính toán toàn công trình là $\sum P_{tt} = 317.242\text{ W}$. Với hệ số công suất chọn $\cos\varphi = 0,8$ ($\tan\varphi = 0,75$), công suất phản kháng tính toán là $\sum Q_{tt} = 237,9\text{ kVAr}$ và công suất toàn phần tính toán là $\sum S_{tt} = 396,6\text{ kVA}$.

Chương III: Phương án cung cấp điện cho toà nhà 93 Trần Phú (12 Tầng)

Nội dung chương trình bày việc xây dựng cấu trúc sơ đồ mạng điện phân phối:

  • Đánh giá và lựa chọn phương án đi dây cấp điện hạ áp cho tòa nhà từ trạm biến áp phân phối.
  • Tính toán và xác định dung lượng trạm máy phát điện dự phòng diesel nhằm duy trì nguồn cho hệ thống thang máy, bơm cứu hỏa, chiếu sáng sự cố, camera giám sát và thông tin liên lạc khi xảy ra sự cố mất điện lưới.
  • Xác định quy mô, số lượng và công suất định mức máy phát điện.
  • Tính toán lựa chọn tiết diện cáp dẫn hạ thế và các thiết bị đóng cắt, khí cụ bảo vệ (Aptomat/MCCB/MCB) từ máy phát và trạm biến áp đến các tủ phân phối hạ tầng tổng và tủ động lực tầng.

Chương IV: Thiết kế chống sét cho toà nhà 93 Trần Phú (12 Tầng)

Chương này giải quyết bài toán bảo vệ an toàn công trình cao tầng trước hiện tượng sét đánh:

  • Khái quát các dạng tác động của sét và phân loại thiết bị chống sét cho công trình dân dụng cao tầng.
  • Phân tích nguyên lý và giải pháp chống sét lan truyền xâm nhập qua đường dây tải điện và trạm biến áp, khảo sát các thiết bị bảo vệ gồm khe hở phóng điện, chống sét ống và chống sét van.
  • Thiết lập cơ sở lý thuyết tính toán phạm vi và bán kính bảo vệ của hệ thống kim thu sét đặt trên đỉnh mái công trình.
  • Thực hiện tính toán cụ thể hệ thống thu và dẫn sét bảo vệ toàn bộ không gian tòa nhà 12 tầng tại số 93 Trần Phú.

Chương V: Thiết kế nối đất bảo vệ các thiết bị cho toà nhà 93 Trần Phú (12 Tầng)

Chương này hoàn thiện hệ thống tiếp địa kỹ thuật:

  • Phân tích vai trò của hệ thống nối đất an toàn, nối đất làm việc và so sánh giữa việc tận dụng nối đất tự nhiên với thi công hệ thống nối đất nhân tạo.
  • Xây dựng trình tự các bước tính toán điện trở nối đất nhân tạo: xác định điện trở suất của đất, lựa chọn quy cách cọc tiếp địa, thanh liên kết và tính toán hệ số suy giảm do hiệu ứng tán xạ dòng điện.
  • Tính toán hệ thống nối đất an toàn tổng thể cho tòa nhà 93 Trần Phú đảm bảo trị số điện trở nối đất đạt tiêu chuẩn kỹ thuật quy định.
  • Tính toán kết nối hệ thống nối đất bảo vệ đẳng thế cho toàn bộ các thiết bị động lực ba pha, mạng điện hạ thế một pha và các vỏ kim loại của thiết bị trong tòa nhà.

Thiết kế kỹ thuật và giải pháp triển khai

Giải pháp thiết kế hệ thống cung cấp điện tòa nhà hỗn hợp 12 tầng được triển khai qua cấu trúc phân tầng phụ tải và lựa chọn thiết bị đồng bộ:

Nguồn lưới hạ thế / Máy phát điện dự phòng (Tầng hầm)
Hệ thống bảo vệ kỹ thuật

Kiến trúc phân phối phụ tải điện

Nguồn điện từ trạm biến áp hạ thế và máy phát điện đặt tại tầng hầm được cấp vào tủ phân phối tổng (MSB). Từ đây, các lộ cáp trục đứng đi dọc hộp kỹ thuật cấp nguồn cho:

  1. Nhóm văn phòng cho thuê (Tầng 1 - 7): Mỗi tầng trang bị một tủ phân phối tầng riêng biệt, cấp cho các lộ đèn LED Panel, dàn lạnh điều hòa 1.000W, quạt gió tươi 500W và các cụm ổ cắm văn phòng.
  2. Nhóm căn hộ sinh hoạt (Tầng 8 - 12): Mỗi căn hộ trang bị một tủ phân phối nhánh (TĐ Room) điều khiển các mạch riêng biệt (chiếu sáng, ổ cắm, bếp từ, bình nước nóng, điều hòa, hút mùi). Các tủ căn hộ tập trung về tủ phân phối tầng (DB-T8 đến DB-T12).
  3. Nhóm phụ tải động lực chuyên dụng: Gồm tuyến cấp nguồn riêng cho 2 cụm thang máy (DB-TM) công suất 20.000W và hệ thống tổ hợp điều hòa không khí đặt trên tầng mái (DB-ĐH) công suất 94.950W.

Thông số kỹ thuật thiết bị chiếu sáng lựa chọn

Hệ thống chiếu sáng công trình sử dụng công nghệ LED tiết kiệm điện năng:

  • Khu vực căn hộ và sảnh hành lang: Đèn Downlight LED âm trần D110 công suất 7W, quang thông từ 1.150 lm đến 1.500 lm (có phân loại chống ẩm cho khu vệ sinh); đèn ốp trần D200/D250 công suất 18W.
  • Khu vực văn phòng và phòng giao dịch: Đèn LED Panel kích thước 600x600 mm công suất 36W lắp chìm trần thạch cao.
  • Hệ thống an toàn thoát hiểm: Đèn Exit LED chỉ dẫn hướng thoát nạn công suất 3W; đèn chiếu sáng sự cố tự động bật sáng khi mất điện nguồn công suất 3W bố trí tại sảnh, hành lang và buồng thang bộ.
  • Khu kỹ thuật và cầu thang: Đèn tuýp LED 0,6m công suất 9W, đèn tuýp 1,2m (1x18W, 2x18W) và đèn treo tường 11W.

Kết quả và đóng góp kỹ thuật

Kết quả tính toán phụ tải chi tiết

Đồ án đã lượng hóa toàn bộ công suất tiêu thụ điện của công trình theo bảng tổng hợp kỹ thuật:

Ký hiệu tủ Khu vực / Tầng Công suất đặt $\sum P$ (W) Hệ số tính toán ($K_{đt}, K_s$) Phụ tải tính toán $P_{tt}$ (W)
TĐ-TH Tầng hầm 15.050 $K_{đt} = 0,8$ 12.040
TĐ-T1 Tầng 1 (Phòng giao dịch, sảnh) - - 7.267
TĐ-T2 Tầng 2 (Văn phòng cho thuê) - - 10.572
TĐ-T3 Tầng 3 (Văn phòng cho thuê) - - 12.275
TĐ-T4 Tầng 4 (Văn phòng cho thuê) - - 12.387
TĐ-T5 Tầng 5 (Văn phòng cho thuê) - - 12.387
TĐ-T6 Tầng 6 (Văn phòng cho thuê) - - 12.387
TĐ-T7 Tầng 7 (Văn phòng cho thuê) - - 12.387
TĐ-T8 Tầng 8 (5 căn hộ, bar, bể bơi) 48.804 (khối phòng) $K_{đt-phòng}=0,6; K_{đt-tầng}=0,78$ 23.299
TĐ-T9 Tầng 9 (5 căn hộ) 50.612 (khối phòng) $K_{đt-phòng}=0,6; K_{đt-tầng}=0,78$ 24.117
TĐ-T10 Tầng 10 (5 căn hộ) 50.612 (khối phòng) $K_{đt-phòng}=0,6; K_{đt-tầng}=0,78$ 24.117
TĐ-T11 Tầng 11 (5 căn hộ) 50.612 (khối phòng) $K_{đt-phòng}=0,6; K_{đt-tầng}=0,78$ 24.117
TĐ-T12 Tầng 12 (3 phòng ngủ, khách, bếp) - $K_s = 0,4$ 14.248
TĐ-T Tầng Tum (Bar, phòng thờ, giặt) - $K_s = 0,4$ 692
TĐ-ĐH Tầng Mái (Tổ hợp điều hòa T1-T7) 105.500 $K_{đt} = 0,9$ 94.950
TĐ-TM Thang máy (2 thang máy) 20.000 $K_{đt} = 1,0$ 20.000
Tổng cộng Toàn bộ công trình - $\cos\varphi = 0,8$ 317.242 W

Các thông số điện lực tổng hợp của công trình:

  • Tổng công suất tác dụng tính toán: $\sum P_{tt} = 317.242\text{ W}$ (tương đương 317,242 kW).
  • Tổng công suất phản kháng tính toán: $\sum Q_{tt} = \sum P_{tt} \cdot \tan\varphi = 317,242 \cdot 0,75 = 237,9\text{ kVAr}$.
  • Tổng công suất toàn phần tính toán: $\sum S_{tt} = \sum P_{tt} / \cos\varphi = 317,242 / 0,8 = 396,6\text{ kVA}$.

Đóng góp thực tiễn của đề tài

  1. Áp dụng chuẩn xác hệ số đồng thời ($K_{đt}$) và hệ số sử dụng ($K_u$) theo tiêu chuẩn IEC và tài liệu hướng dẫn thiết kế Schneider vào bài toán phụ tải thực tế, giúp tránh hiện tượng chọn quá dư dung lượng máy biến áp và dây dẫn.
  2. Xây dựng phương án chiếu sáng bám sát quy chuẩn TCVN 7114-2008, tính toán đầy đủ các chỉ số quang thông, hệ số bù dự trữ, sai số quang thông đạt yêu cầu kỹ thuật (dưới $10%$).
  3. Thiết lập giải pháp kỹ thuật trọn gói từ tính toán phụ tải, lựa chọn nguồn cấp, máy phát điện dự phòng, bảo vệ chống sét đến hệ thống tiếp địa cho một công trình cao tầng hỗn hợp cụ thể tại địa phương.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế được ghi nhận

  • Giới hạn phạm vi nghiên cứu: Theo thuyết minh của tác giả, do điều kiện thời gian hoàn thành đồ án có hạn nên đề tài chỉ tập trung vào phần tính toán tải điện cơ bản (xác định phụ tải tính toán, chọn dung lượng máy biến áp, máy phát điện, chọn dây dẫn, khí cụ bảo vệ, chống sét và nối đất).
  • Nguồn dữ liệu tiếp cận: Tác giả tự nhận định một số thông tin, tài liệu thực tế của công trình chưa được tiếp cận đầy đủ, có thể dẫn đến một số sai lệch trong các giả định tính toán phụ tải phụ trợ.

Hướng phát triển đề tài

  • Mở rộng tính toán chi tiết dòng ngắn mạch tại các điểm nút đặc trưng trên mạng phân phối hạ thế để kiểm tra khả năng ổn định lực điện động và ổn định nhiệt của thanh cái, khí cụ đóng cắt.
  • Tính toán tổn thất điện áp ($\Delta U%$) và tổn thất công suất ($\Delta P$) trên các tuyến cáp động lực dài lên tầng mái và thang máy.
  • Bổ sung thiết kế hệ thống quản lý năng lượng thông minh cho tòa nhà (BMS) nhằm tối ưu hóa chu kỳ vận hành của hệ thống điều hòa và chiếu sáng công cộng.

Giá trị tham khảo

Đồ án tốt nghiệp là tài liệu tham khảo hữu ích cho:

  • Sinh viên các ngành Điện Tự Động Công Nghiệp, Hệ Thống Điện, Kỹ Thuật Công Trình và Cơ Điện Tòa Nhà (M&E) chuẩn bị thực hiện đồ án tốt nghiệp hoặc đồ án môn học Thiết kế cung cấp điện.
  • Kỹ sư thiết kế điện công trình tham khảo phương pháp phân bổ phụ tải hỗn hợp (văn phòng kết hợp căn hộ cao tầng), bảng tra cứu độ rọi theo TCVN 7114-2008 và quy trình áp dụng hệ số đồng thời theo tiêu chuẩn IEC.
  • Phần nội dung có giá trị tham khảo cao nhất là Chương II, nơi cung cấp chi tiết toàn bộ các bảng tính phụ tải nhánh cho từng loại căn hộ và khu văn phòng, giúp người đọc nắm vững phương pháp bóc tách công suất từ thiết bị đơn lẻ lên đến tổng phụ tải tính toán toàn công trình.

Câu hỏi thường gặp

1. Quy mô diện tích và cấu trúc công năng của công trình số 93 Trần Phú được xác định như thế nào?

Công trình do Công ty Cổ phần Xây dựng GM - Posts làm chủ đầu tư tại số 93 Trần Phú, quận Ngô Quyền, Hải Phòng. Công trình có tổng diện tích sàn xây dựng là 3.840 m², gồm 1 tầng hầm và 12 tầng nổi kèm tầng tum, lửng và mái. Công năng gồm: tầng hầm (trạm biến áp, máy phát, bơm, phòng kỹ thuật, phòng nghỉ nhân viên); tầng 1 (sảnh, phòng giao dịch); tầng 2-7 (văn phòng cho thuê); tầng 8-11 (căn hộ ở gồm 5 căn hộ/tầng); tầng 12 (phòng khách, bếp, 3 phòng ngủ); tầng tum và mái (bể bơi, bar, giặt phơi, phòng thờ và khu đặt điều hòa trung tâm).

2. Tác giả áp dụng tiêu chuẩn và phương pháp nào để tính toán chiếu sáng cho các căn hộ?

Tác giả áp dụng phương pháp hệ số sử dụng quang thông ($U$) kết hợp tiêu chuẩn TCVN 7114-2008. Độ rọi thiết kế lựa chọn gồm: phòng ngủ (100 lux), phòng khách (300 lux), bếp (500 lux), toilet (100 lux), hành lang (100 lux). Đèn chiếu sáng chính là loại LED Downlight D110 7W (quang thông 1.150 lm). Các thông số phản xạ được chọn gồm: trần trắng ($\rho_{tr} = 0,7$), tường hồng phấn ($\rho_{tg} = 0,5$), sàn xanh đậm ($\rho_{s} = 0,3$). Hệ số bù dự trữ $d = 1,3$.

3. Cơ sở xác định hệ số đồng thời ($K_{đt}$) và hệ số sử dụng ($K_u$) trong đồ án là gì?

Các hệ số được tra cứu và áp dụng dựa trên tài liệu hướng dẫn thiết kế cung cấp điện của hãng Schneider và tiêu chuẩn IEC (Bảng B17, B36). Trong điều kiện bình thường, hệ số sử dụng $K_u = 1$ cho chiếu sáng và động cơ. Hệ số đồng thời cho mạch chiếu sáng và động cơ lấy bằng 1 cho từng mạch đơn lẻ; hệ số ổ cắm lấy từ $0,5$ đến $0,8$. Đối với phụ tải căn hộ, hệ số đồng thời cấp phòng lấy $K_{đt-phòng} = 0,6$, cấp tầng lấy $K_{đt-tầng} = 0,78$; tầng mái lấy $K_{đt} = 0,9$; thang máy lấy $K_{đt} = 1,0$.

4. Tổng công suất tính toán tác dụng, phản kháng và toàn phần của toàn bộ tòa nhà là bao nhiêu?

Theo bảng tổng hợp phụ tải (Bảng 2.22), tổng công suất tác dụng tính toán của toàn bộ tòa nhà là $\sum P_{tt} = 317.242\text{ W}$ (tương đương 317,242 kW). Với hệ số công suất tính toán $\cos\varphi = 0,8$ ($\tan\varphi = 0,75$), tổng công suất phản kháng là $\sum Q_{tt} = 237,9\text{ kVAr}$ và tổng công suất toàn phần tính toán là $\sum S_{tt} = 396,6\text{ kVA}$.

5. Hệ thống chống sét và an toàn điện trong đồ án bao gồm những giải pháp kỹ thuật nào?

Hệ thống an toàn gồm ba hạng mục:

  • Chống sét đánh thẳng: Sử dụng kim thu sét đặt trên mái công trình, tính toán phạm vi và bán kính bảo vệ bao phủ toàn bộ tòa nhà 12 tầng.
  • Chống sét lan truyền: Sử dụng chống sét van, khe hở phóng điện và chống sét ống bảo vệ từ phía đường dây vào trạm biến áp.
  • Nối đất an toàn: Thiết kế hệ thống nối đất nhân tạo liên kết các cọc tiếp địa để tản dòng sét và đảm bảo nối đất bảo vệ cho toàn bộ vỏ kim loại của thiết bị điện một pha, ba pha trong công trình.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Nguyễn Minh Hiếu đã giải quyết trọn vẹn nhiệm vụ thiết kế kỹ thuật cung cấp điện cho Tòa nhà hỗn hợp Văn phòng, Căn hộ 12 tầng tại số 93 Trần Phú - Hải Phòng. Bằng việc kết hợp chặt chẽ giữa tiêu chuẩn TCVN 7114-2008 và tài liệu thiết kế IEC/Schneider, tác giả đã tính toán chính xác tổng phụ tải công trình với công suất biểu kiến đạt 396,6 kVA. Công trình cung cấp một hồ sơ tính toán hoàn chỉnh từ mạng hạ thế, chiếu sáng, phụ tải động lực đến hệ thống chống sét và nối đất bảo vệ, có giá trị ứng dụng thực tiễn cao cho công tác kỹ thuật M&E công trình cao tầng.