CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TIẾT KIỆM VÀ HIỆU QUẢ CHO TÒA NHÀ 1. Khái niệm và vai trò của sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả 1. Khái niệm Theo Luật Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả số 50/2010/QH12 ngày 28 tháng 06 năm 2010 của Việt Nam, SDNLTKHQ được hiểu rộng và đầy đủ hơn: SDNLTKHQ là việc áp dụng các biện pháp quản lý và kỹ thuật nhằm giảm tổn thất, giảm mức tiêu thụ năng lượng của phương tiện, thiết bị mà vẫn đảm bảo nhu cầu, mục tiêu đặt ra đối với quá trình sản xuất và đời sống [1]. Vai trò Năng lượng là một trong những điều kiện tiên quyết cho sự phát triển kinh tế - xã hội.
Năng lượng bao gồm nhiên liệu, điện năng, nhiệt năng thu được trực tiếp hoặc thông qua sản xuất từ các nguồn tài nguyên năng lượng không tái tạo và tái tạo. Bởi vì các nguồn năng lượng không tái tạo như dầu mỏ, than đá, khí thiên nhiên đang dần cạn kiệt, quản lý năng lượng là việc làm rất cấp thiết, trong đó tiết kiệm năng lượng là mục tiêu hàng đầu tại nhiều quốc gia [2]. Nền kinh tế ngày càng phát triển, xã hội ngày càng văn minh hiện đại thì các nhu cầu về sử dụng năng lượng cũng ngày càng lớn hơn rất nhiều, trong đó tiêu thụ điện năng là một vấn đề rất lớn. Với sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế thế giới và sự gia tăng dân số như hiện nay thì việc đáp ứng nhu cầu sử dụng năng lượng ngày càng trở nên khó khăn hơn rất nhiều khi các nguồn nhiên liệu tự nhiên đang dần cạn kiệt, trong khi việc khai thác các nguồn năng lượng tái tạo còn nhiều hạn chế [1].
CHDCND Lào là một trong số các quốc gia có nguồn tài nguyên năng lượng nghèo nàn, song việc khai thác và sử dụng lại không tối ưu. Do đó, việc nâng cao hiệu quả sử dụng và tiết kiệm năng lượng là vấn đề hết sức cấp 4 bách và cần phải được tiếp cận một cách toàn diện và khoa học. Việc sử dụng năng lượng còn quá nhiều lãng phí do nhiều nguyên nhân khác nhau, dẫn đến làm tăng giá thành sản phẩm và dẫn đến khả năng cạnh tranh về giá cả của sản phẩm rất hạn chế. Nhà nước đang triển khai ban hành khung pháp lý cần thiết và chương trình mục tiêu quốc gia về tiết kiệm năng lượng trong các lĩnh vực sản xuất, sinh hoạt, các toà nhà và một số lĩnh vực kinh tế.
Tại Lào năng lượng tiêu thụ cho khu vực các toà nhà, đặc biệt các công trình nhà ở và công trình cao tầng chiếm tỷ lệ tương đối lớn trên tổng số năng lượng tiêu dùng quốc gia. Tỷ lệ này đã tăng lên trong thập niên vừa qua, khi các đô thị đặc biệt, loại 1 và 2 đã phát triển nhanh chóng và nguồn vốn đầu tư nước ngoài đã gia tăng một cách đáng kể. Kinh nghiệm quốc tế cho thấy, tại nhiều nước phát triển, khi tỷ lệ cơ cấu kinh tế thay đổi, tỷ lệ dịch vụ tăng cao thì tỷ lệ năng lượng sử dụng trong các toà nhà sẽ tăng lên trên tổng năng lượng tiêu dùng. Để đáp ứng được các mục tiêu phát triển kinh tế với tốc độ tăng trưởng khá cao cũng như cuộc Công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước, nhu cầu năng lượng vì vậy cũng tăng trưởng với tốc độ cao trên dưới 10%/năm, đặc biệt nhu cầu điện tăng rất cao, tạo ra áp lực lớn đối với nguồn cung cấp điện.
Làm thế nào để có thể thỏa mãn các nhu cầu về năng lượng của hiện tại mà không ảnh hưởng tới phát triển trong tương lai đang là vấn đề cấp thiết của hầu hết các nước đang phát triển nói chung, và tại Lào nói riêng [5]. Tiết kiệm năng lượng được coi là mục tiêu quan trọng hàng đầu và cũng là giải pháp hữu hiệu cho vấn đề năng lượng trong tương lai. Việc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả mang lại rất nhiều lợi ích như sau: - Góp phần đảm bảo năng lượng thiết yếu cho hoạt động đời sống và phát triển kinh tế - xã hội. - Giảm áp lực về thiếu nguồn năng lượng đồng nghĩa với việc giảm vốn đầu tư vào hạ tầng cơ sở năng lượng cho nhà nước.
5 - Nguồn năng lượng tự nhiên được khai thác, sử dụng cảnh nhắc, hợp lý và hiệu quả hơn góp phần làm giảm bớt tốc độ hủy hoại môi trường sống. - Giảm sự phụ thuộc vào năng lượng nhập khẩu, đảm bảo an ninh năng lượng góp phần vào sự phát triển bền vững. - Giúp giảm chi phí sử dụng năng lượng cho cơ quan, doanh nghiệp, chủ động điều phối được nguồn năng lượng cho hoạt động của cơ quan, doanh nghiệp, tăng hiệu quả hoạt động, nâng cao năng lực canh tranh. Các hệ thống thiết bị tiêu thụ năng lượng trong tòa nhà 1.
Hệ thống chiếu sáng Tiêu thụ điện năng trong chiếu sáng chiếm khoảng 20% tổng lượng điện tiêu thụ của tòa nhà. Hệ thống chiếu sáng chủ yếu dùng để cung cấp đầy đủ ánh sáng cho nơi làm việc và để trang trí. Đối với không gian phòng làm việc: khu vực làm việc cần có ánh sáng ổn định nên lựa chọn các đèn có ánh sáng trắng như đèn huỳnh quang. Các đèn nên lắp thêm chao đèn để đảm bảo người dùng không bị lóa mắt bởi ánh sáng trực tiếp của ánh sáng đèn.
Không nên để ánh đèn chiếu sáng trực tiếp vào màn hình máy tính. Khu vực bàn làm việc nên có đèn bàn bóng tròn nhằm cung cấp ánh sáng trực tiếp khi đọc sách báo hay viết lách. Thường lắp đèn rọi phía trên có thể chọn bóng đèn LED văn phòng cho phòng họp. Ánh sáng tại bàn phòng họp là yếu tố quan trọng cần được xem xét.
Điều này giúp đảm bảo sự thuận tiện cho việc ghi chép và tập trung của mọi người. Theo kết quả khảo sát, độ rọi trung bình của phòng họp sẽ cao hơn so với phòng tập thể, và theo tiêu chuẩn TCVN, nó thường sẽ nằm trong khoảng 300-500lux. Ánh sáng trắng 6,000K-6,500K thường được ưu tiên sử dụng để tạo không gian yên tĩnh và trang nhã. Để đảm bảo được độ rọi sáng đúng yêu cầu khi sử dụng laptop để bàn cần kết hơp thêm đèn LED dây.
Có nhiều loại đèn khác nhau phù hợp với mục đích, yêu cầu và không gian chiếu sáng. Các hệ thống chiếu sáng trong nhà phổ biến gồm đèn sợi đốt, đèn huỳnh quang, đèn huỳnh quang compact, đèn hơi thủy ngân, đèn hơi natri 6 cao áp, đèn natri thấp áp, đèn hơi kim loại. Trong đó, đèn huỳnh quang và huỳnh quang compact được đánh giá là phù hợp với chiếu sáng văn phòng. Đèn huỳnh quang, đèn huỳnh quang compact Lựa chọn những đèn phù hợp có hiệu suất cao có thể giảm chi phí chiếu sáng.
Ví dụ, nên dùng đèn huỳnh quang led và đèn huỳnh quang triphosphor cho văn phòng; sử dụng đèn natri cao áp trong Công nghiệp, cho bảng quảng cáo lớn và chiếu sáng ngoài trời. Tuỳ theo chất lượng của nguồn đèn, hệ số sử dụng (CU) của đèn khoảng từ 30 đến 90%. Vì vậy, lựa chọn nguồn đèn có CU cao sẽ giúp giảm số đèn sử dụng, vì vậy giảm chi phí năng lượng chiếu sáng. Đối với không gian của các khu phụ: Các khu phụ nên lựa chọn các loại đèn có ánh sáng khuếch tán nhằm tạo cảm giác thư giãn, êm dịu.
Thường lựa chọn các bóng đèn quả lê mờ (60 – 75W). Khu vực có gương cũng nên gắng đèn phía trên. Hệ thống điều hòa không khí Hệ thống điều hòa không khí chiếm khoảng 40-50% điện năng tiêu thụ của tòa nhà [4]. Điều hòa không khí làm cho không khí trong một không gian ở điều kiện nhất định tạo ra sự thoải mái mong muốn.
Nói cách khác, nó điều hòa nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ không khí, phân bố không khí và độ sạch không khí trong một không gian nhất định. Có nhiều loại điều hòa không khí phù hợp với các nhu cầu sử dụng và không gian khác nhau. Điều hòa cục bộ là máy điều hòa không khí gồm các máy cục bộ đơn chiếc. Chúng được lắp đặt cho khu vực điều hòa đơn lẻ.
Điều hòa cục bộ bao gồm điều hòa cục bộ 1 khối (điều hòa không khí loại cửa sổ) và điều hòa cục bộ 2 khối (điều hòa không khí loại tách rời). Công suất của điều hòa 1 khối từ 7,000 BTU đến 24,000 BTU. Công suất của điều hòa 2 khối từ 9,000 BTU đến 60,000 BTU. Điều hòa cục bộ 8 Bảng 1.1: Ưu nhược điểm của điều hòa cục bộ Hệ thống điều hòa cục bộ Ưu điểm Nhược điểm Hoạt động hoàn toàn tự động, lắp Khó áp dụng được cho các phòng lớn, đặt, vận hành, bảo trì, bảo dưỡng, hội trường, phân xưởng, và các tòa nhà sửa chữa dễ dàng, tuổi thọ trung cao tầng như văn phòng, khách sạn vì bình cao, độ tin cậy cao, giá thành rẻ khi đó việc bố trí cụm dàn nóng khó thích hợp với các phòng và căn hộ khăn và làm mất cảnh quan của tòa nhỏ.
Hệ thống điều hòa trung tâm (Variable Refrigerant Volume - VRV) là kiểu hệ thống điều hòa công suất lớn bao gồm một dàn nóng đặt ở ngoài trời và hệ thống dàn lạnh nhiều cục, đường ống dẫn tới các phòng trong Hệ thống điều hòa trung tâm ứng dụng cho các tòa nhà cao tầng kiểu văn phòng và khách sạn,chủ yếu dùng cho điều hòa tiện nghi. Công suất của hệ thống điều hòa trung tâm rất lớn, lên tới 80,000 BTU. Đặc điểm máy điều hòa VRV - Các thông số vi khí hậu được khống chế phù hợp với từng nhu cầu vùng, kết nối trong mạng diều khiển trung tâm. - Các máy VRV có các dãy công suất hợp lý lắp ghép với nhau thành các mạng đáp ứng nhu cầu năng suất lạnh khác nhau từ 7kW đến hàng ngàn kW cho các tòa nhà cao tầng hàng trăm mét với hàng ngàn phòng đa chức năng.
- VRV giải quyết tốt vấn đề hồi dầu về máy nén do đó cụm dàn nóng có thể đặt cao hơn dàn lạnh đến 50m và các dàn lạnh có thể cách nhau cao tới 15m. Đường ống dẫn môi chất lạnh từ cụm dàn nóng đến cụm dàn lạnh xa nhất tới 150m tạo điều kiện cho việc bố thống trung tâm nước đảm nhiệm.3: Hệ thống điều hòa trung tâm VRV - Do đường ống dẫn gas dài, năng suất lạnh giảm các hãng đã dùng máy biến tần điều chỉnh năng suất lạnh, làm cho hệ thống lạnh không những được cải thiện mà còn vượt nhiều hệ thống máy thông dụng. - Độ tin cậy cao do các chi tiết được lắp ráp, chế tạo toàn bộ tại nhà máy với chất lượng.