I. Tổng quan
Nghiên cứu về tiện nghi phòng học tại ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM được thực hiện nhằm đánh giá các điều kiện ảnh hưởng đến sự thoải mái của sinh viên trong môi trường học tập. Việc sử dụng mô phỏng số thông qua phần mềm Ansys giúp phân tích các yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm và nồng độ CO2 trong không khí. Mô phỏng này không chỉ cung cấp cái nhìn sâu sắc về điều kiện học tập mà còn giúp tối ưu hóa thiết kế hệ thống điều hòa không khí, từ đó nâng cao chất lượng môi trường học tập. Theo nghiên cứu, các yếu tố như số lượng người trong phòng, nhiệt độ cài đặt và vận tốc gió đều có ảnh hưởng lớn đến cảm giác thoải mái của sinh viên.
1.1. Lý do chọn đề tài
Sự thoải mái về nhiệt trong phòng học là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sức khỏe và năng suất học tập của sinh viên. Khảo sát cho thấy, chất lượng tiện nghi giữa các phòng học không đồng đều, gây ra cảm giác khó chịu cho sinh viên. Việc nghiên cứu này nhằm tìm ra giải pháp cải thiện điều kiện học tập thông qua việc áp dụng công nghệ mô phỏng hiện đại, giúp tối ưu hóa thiết kế và nâng cao chất lượng không khí trong phòng học.
II. Cơ sở lý thuyết
Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết về tiện nghi nhiệt và chất lượng không khí trong phòng học. Các tiêu chuẩn như PMV (Predicted Mean Vote) và PPD (Predicted Percentage of Dissatisfied) được sử dụng để đánh giá cảm giác thoải mái của sinh viên. Mô phỏng số cho phép phân tích sâu hơn về các yếu tố ảnh hưởng đến tiện nghi phòng học, từ đó đưa ra các giải pháp thiết thực. Việc áp dụng công nghệ CFD (Computational Fluid Dynamics) giúp mô phỏng và phân tích các điều kiện không khí, từ đó tối ưu hóa thiết kế hệ thống điều hòa không khí, đảm bảo môi trường học tập thoải mái và hiệu quả.
2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng không khí
Chất lượng không khí trong phòng học bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như nồng độ CO2, độ ẩm và nhiệt độ. Nghiên cứu chỉ ra rằng, nồng độ CO2 cao có thể dẫn đến cảm giác mệt mỏi và giảm khả năng tập trung của sinh viên. Các nguồn ô nhiễm không khí trong phòng học chủ yếu đến từ hoạt động của con người và thiết bị điện tử. Việc kiểm soát các yếu tố này là cần thiết để đảm bảo tiện nghi và sức khỏe cho sinh viên trong quá trình học tập.
III. Tính toán và thiết lập thông số đầu vào
Quá trình tính toán tải lạnh và thiết lập thông số đầu vào cho mô phỏng được thực hiện dựa trên các số liệu thu thập từ các phòng học tại ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM. Các thông số như nhiệt độ, độ ẩm và số lượng sinh viên được ghi nhận và sử dụng để tính toán tải lạnh theo phương pháp Carrier. Mô phỏng được thực hiện bằng phần mềm Ansys, cho phép phân tích các điều kiện không khí trong phòng học một cách chính xác. Kết quả mô phỏng sẽ được so sánh với kết quả thực nghiệm để đánh giá độ chính xác và hiệu quả của mô phỏng.
3.1. Xây dựng mô hình và mô phỏng số
Mô hình phòng học được xây dựng dựa trên kích thước thực tế và các thông số kỹ thuật của hệ thống điều hòa không khí. Việc chia lưới mô hình và thiết lập điều kiện biên là bước quan trọng trong quá trình mô phỏng. Các thông số đầu vào như nhiệt độ cài đặt, vận tốc gió và góc thổi được thiết lập để đảm bảo mô phỏng phản ánh chính xác điều kiện thực tế trong phòng học. Kết quả mô phỏng sẽ cung cấp thông tin quý giá để đánh giá và cải thiện tiện nghi phòng học.
IV. Đánh giá kết quả và thảo luận
Kết quả mô phỏng cho thấy sự phân bố nhiệt độ và nồng độ CO2 trong phòng học có sự khác biệt rõ rệt giữa các vị trí ngồi. Việc đánh giá kết quả dựa trên áp suất, vận tốc và nhiệt độ cho thấy một số khu vực trong phòng học không đạt tiêu chuẩn về tiện nghi. Thảo luận về các yếu tố ảnh hưởng đến tiện nghi phòng học cho thấy cần có sự điều chỉnh trong thiết kế hệ thống điều hòa không khí để đảm bảo môi trường học tập thoải mái cho sinh viên.
4.1. Thảo luận về trường nhiệt độ
Trường nhiệt độ trong phòng học cho thấy sự phân bố không đồng đều, với một số khu vực có nhiệt độ cao hơn mức cho phép. Điều này có thể ảnh hưởng đến sự tập trung và hiệu suất học tập của sinh viên. Việc điều chỉnh góc thổi và vận tốc gió có thể giúp cải thiện tình trạng này, đảm bảo tiện nghi cho sinh viên trong suốt quá trình học tập.
V. Kết luận và kiến nghị
Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc áp dụng mô phỏng số là phương pháp hiệu quả để đánh giá và cải thiện tiện nghi phòng học tại ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM. Các kết quả thu được từ mô phỏng cung cấp thông tin quý giá cho việc thiết kế và điều chỉnh hệ thống điều hòa không khí. Kiến nghị cần tiếp tục nghiên cứu và áp dụng công nghệ mô phỏng trong các lĩnh vực khác để nâng cao chất lượng môi trường học tập và làm việc.
5.1. Kiến nghị cải thiện điều kiện học tập
Để nâng cao tiện nghi trong phòng học, cần thực hiện các biện pháp như điều chỉnh thiết kế hệ thống điều hòa không khí, cải thiện thông gió và kiểm soát nồng độ CO2. Việc thường xuyên theo dõi và đánh giá chất lượng không khí trong phòng học cũng là điều cần thiết để đảm bảo môi trường học tập luôn thoải mái và hiệu quả cho sinh viên.
