Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Trong tiến trình đô thị hóa và phát triển kinh tế, các công trình nhà cao tầng và chung cư hiện đại xuất hiện với mật độ ngày càng dày đặc nhằm đáp ứng nhu cầu sinh hoạt, làm việc của cư dân đô thị. Đi kèm với quy mô xây dựng lớn là hệ thống cung cấp điện có tính chất kỹ thuật phức tạp, đòi hỏi mức độ an toàn, tính kinh tế và độ tin cậy cung cấp điện nghiêm ngặt. Hệ thống điện trong các tòa nhà cao tầng mang những đặc điểm vận hành đặc thù:
- Phụ tải đa dạng, phong phú, kết hợp giữa phụ tải sinh hoạt dân dụng và phụ tải động lực công suất lớn.
- Mật độ phụ tải tập trung cao trong không gian kiến trúc hạn hẹp.
- Bắt buộc phải tích hợp hệ thống nguồn cấp dự phòng (máy phát điện) để duy trì hoạt động cho các thiết bị trọng yếu khi có sự cố lưới điện.
- Không gian lắp đặt bị giới hạn, đòi hỏi phải thỏa mãn các yêu cầu nghiêm ngặt về mỹ thuật kiến trúc và an toàn phòng chống cháy nổ.
- Đòi hỏi sự tối ưu hóa giữa chi phí đầu tư ban đầu và chi phí tổn thất, vận hành hằng năm.
Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho chung cư 18 tầng" do sinh viên Nguyễn Thanh Tùng thực hiện dưới sự hướng dẫn của giảng viên Nguyễn Thùy Dung tại Trường Đại học Kinh tế Kỹ thuật - Công nghiệp (năm 2022) tập trung giải quyết các nhiệm vụ thiết kế kỹ thuật cụ thể:
- Xác định quy mô phụ tải, tính toán nhu cầu công suất điện cho khối sinh hoạt căn hộ và khối động lực kỹ thuật tòa nhà.
- Lựa chọn sơ đồ và phương án cung cấp điện tối ưu, xác định cấu hình nguồn cấp trung thế, trạm biến áp hạ áp và nguồn dự phòng máy phát điện.
- Ứng dụng phần mềm chuyên ngành DIALux v4.13 để tính toán, mô phỏng và kiểm tra hệ thống chiếu sáng không gian chức năng.
- Lựa chọn và kiểm tra các thiết bị phân phối, bảo vệ hạ áp (Aptomat, thanh dẫn Busway, dây và cáp dẫn điện).
- Thiết kế trạm biến áp, hệ thống nối đất an toàn và hệ thống chống sét bảo vệ công trình.
- Thiết kế cơ sở cho hệ thống điện nhẹ (Mạng LAN - Tel, camera CCTV) và lập trình tự đo bóc tách khối lượng vật tư.
Đối tượng nghiên cứu là hệ thống cung cấp điện hoàn chỉnh của công trình chung cư cao 18 tầng. Không gian và thông số diện tích mặt bằng xây dựng được xác định cụ thể như sau:
| Hạng mục tầng |
Diện tích sàn ($m^2$) |
Diện tích sử dụng ($m^2$) |
Diện tích phụ trợ ($m^2$) |
Chức năng và tải trọng thiết kế |
| Tầng hầm 2 |
765,6 |
690,6 |
75,0 |
Bãi đỗ xe: 8 ô tô, 87 xe máy; trạm kỹ thuật |
| Tầng hầm 1 |
765,6 |
540,6 |
225,0 |
Bãi đỗ xe: 4 ô tô, 69 xe máy; phòng kỹ thuật |
| Tầng 1 |
520,0 |
- |
- |
Sảnh chính, sinh hoạt cộng đồng, siêu thị mini, sảnh nhập hàng |
| Tầng kỹ thuật |
520,0 |
419,0 |
101,0 |
Bố trí thiết bị kỹ thuật, điều hành cơ điện |
| Tầng 2 đến 5 |
520,0 |
412,0 |
108,0 |
Căn hộ sinh hoạt dân dụng |
| Tầng 6 |
422,8 |
327,2 |
95,6 |
Căn hộ sinh hoạt dân dụng |
| Tầng 7 đến 17 |
422,8 |
- |
- |
Khối căn hộ điển hình (gồm 13 tầng căn hộ toàn tòa) |
| Tầng che nắng |
422,8 |
- |
- |
Không gian che chắn kỹ thuật mái |
| Tầng tum |
101,6 |
- |
- |
Tum thang bộ và phòng kỹ thuật tầng mái |
Cơ sở lý thuyết và tiêu chuẩn áp dụng
Đồ án xây dựng phương án tính toán dựa trên các nguyên lý kỹ thuật điện và hệ thống tiêu chuẩn, quy chuẩn xây dựng hiện hành tại Việt Nam:
1. Các tiêu chuẩn và quy chuẩn kỹ thuật bắt buộc
- TCVN 9206:2012: Tiêu chuẩn lắp đặt thiết bị điện trong nhà ở và công trình công cộng.
- TCVN 9207:2012: Đặt đường dẫn điện trong nhà ở và công trình công cộng – Tiêu chuẩn thiết kế.
- TCXDVN 46:2007: Chống sét cho công trình xây dựng – Hướng dẫn thiết kế, kiểm tra và bảo trì hệ thống.
- 11 TCN 18-2006 & 11 TCN 19-2006: Quy phạm Trang bị Điện (Phần I: Quy định chung và Phần II: Hệ thống đường dẫn điện).
- TCVN 7114-1:2008: Ecct - Chiếu sáng nơi làm việc – Phần 1: Trong nhà (quy định độ rọi tiêu chuẩn: phòng ngủ/hành lang $100\text{ lux}$, phòng khách/văn phòng $200 \div 300\text{ lux}$, tầng hầm để xe $75\text{ lux}$).
- QCXD 09:2005: Quy chuẩn xây dựng công trình sử dụng năng lượng có hiệu quả.
- TCVN 5:2008: Tiêu chuẩn thiết kế thông gió và điều hòa không khí.
2. Các yêu cầu kỹ thuật và phương pháp luận tính toán
- Độ tin cậy cung cấp điện: Phân loại các nhóm phụ tải theo 3 cấp hộ tiêu thụ: Hộ loại 1 (phụ tải ưu tiên nghiêm ngặt, bơm PCCC, chiếu sáng sự cố, thang máy), Hộ loại 2 (trung tâm thương mại, dịch vụ), và Hộ loại 3 (phụ tải sinh hoạt thông thường).
- Chất lượng điện áp: Đảm bảo tổn thất điện áp trong chế độ làm việc bình thường $\Delta U_{bt} \le 5% U_{đm}$ và trong chế độ sự cố sau khi chuyển đổi nguồn $\Delta U_{sc} \le 10% U_{đm}$.
- Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật: Phương án lựa chọn thiết bị hướng đến tối thiểu hóa hàm chi phí tính toán hằng năm:
$$Z = (a_{vh} + a_{th})K + c \cdot \Delta A \to \min$$
Trong đó: $a_{vh}$ là hệ số vận hành (bằng 1 đối với trạm biến áp và cáp); $a_{th} = 0,2$ là hệ số thu hồi vốn đầu tư tiêu chuẩn với thời gian tiêu chuẩn $T_{tc} = 5\text{ năm}$; $K$ là tổng vốn đầu tư; $\Delta A$ là điện năng tổn thất hằng năm; $c$ là giá thành tổn thất điện năng.
- Phương pháp tính toán phụ tải chiếu sáng: Áp dụng phương pháp hệ số sử dụng quang thông và phương pháp tính theo độ rọi trung bình $E_{av}$:
$$F_đ = \frac{E_{av} \cdot S \cdot MF}{n \cdot UF}$$
Với $MF$ là hệ số duy trì ($0,7 \div 0,8$), $UF = ULB \cdot UR$ là hệ số sử dụng của bộ đèn, $n$ là số lượng bóng đèn.
- Phương pháp tính toán ổ cắm và điều hòa: Tính theo công suất đặt thiết bị và diện tích phòng. Suất phụ tải điều hòa lấy $666,67\text{ BTU/m}^2$ sàn ($1\text{ BTU} \approx 0,09\text{ W}$, $1\text{ HP} \approx 0,736\text{ kW}$). Mỗi bình nóng lạnh ($20\text{ lít} - 2,5\text{ kW}$) cấp qua một lộ riêng, sử dụng dây $2,5\text{ mm}^2$ và Aptomat chống dòng rò.
- Xác định công suất tính toán tổng hợp: Áp dụng hệ số đồng thời $K_{đt}$ theo số mạch của tủ phân phối (Bảng 8 TCVN 9206:2012) và bảng tra hệ số đồng thời theo số hộ chung cư (Bảng 2.8), kết hợp hệ số phát triển tương lai của tòa nhà $k_{pt} = 1,2$.
Thiết kế và triển khai hệ thống kỹ thuật
1. Kiến trúc nguồn điện và trạm biến áp
- Nguồn điện chính: Tiếp nhận từ lưới điện trung thế 3 pha $110/22\text{ kV}$ trên không của thành phố, chuyển tiếp bằng tuyến cáp ngầm dẫn vào Trạm biến áp $22/0,4\text{ kV}$ của tòa nhà (loại trạm xây đặt tại vị trí đất quy hoạch riêng, gần tâm phụ tải).
- Nguồn dự phòng: Máy phát điện Diesel dự phòng cấp điện cho các phụ tải loại 1 (thang máy, bơm nước sinh hoạt, bơm cứu hỏa, chiếu sáng sảnh hành lang). Hệ thống tích hợp tủ chuyển đổi nguồn tự động ATS với thời gian đóng điện cấp cho công trình sau khi mất lưới chính không quá $5\text{ giây}$.
2. Mạng phân phối và trục dẫn điện Busway
- Tuyến dẫn chính từ tủ phân phối tổng hạ thế (MSB) cấp lên các tủ điện tầng (DB) sử dụng hệ thống thanh dẫn Busway lõi nhôm đặt thẳng đứng trong hộp kỹ thuật điện (Shaft).
- Đặc tính hệ thống Busway: Lõi nhôm cách điện màng Polyester cấp B ($130^\circ\text{C}$ DuPont Mylar) hoặc cấp F ($155^\circ\text{C}$ DuPont Melinex), vỏ bảo vệ bằng hợp kim thép/nhôm phủ epoxy xám tiêu chuẩn ANSI 49; khoảng cách giá treo không quá $3\text{ m}$ (ngang) và $4,88\text{ m}$ (thẳng đứng).
- Mạng điện nhánh từ tủ tầng về các căn hộ đi bằng máng cáp PVC kích thước $60 \times 40\text{ mm}$ lắp nổi sát trần, sau đó luồn ống nhựa PVC đi ngầm trong trần bê tông, sàn và tường xây.
3. Quy cách dây dẫn và tiêu chuẩn lắp đặt thiết bị
- Tiết diện dây dẫn tối thiểu:
- Mạch chiếu sáng: Cáp đồng $1,5\text{ mm}^2$.
- Mạch ổ cắm thông thường: Cáp đồng $2,5\text{ mm}^2$.
- Tuyến cấp từ tủ tầng về tủ căn hộ: Cáp đồng $35\text{ mm}^2$.
- Tuyến cáp trục đứng cấp nhóm tầng: Cáp đồng $150\text{ mm}^2$.
- Cao độ lắp đặt thiết bị:
- Hộp công tơ tầng: Đặt tại phòng kỹ thuật ở cao độ $1,5\text{ m}$ so với sàn.
- Tủ phân phối căn hộ và công tắc bật tắt đèn: Cao độ $1,5\text{ m}$ ($1500\text{ mm}$).
- Ổ cắm điện sinh hoạt: Cao độ $0,4\text{ m}$; riêng ổ cắm cho bình nóng lạnh, bếp điện và máy giặt đặt ở cao độ $1,5\text{ m}$.
Nội dung chính theo từng chương
Phần I: Thiết kế hệ thống cung cấp điện tòa nhà
Chương 1: Giới thiệu tổng quan về thiết kế
Trình bày các tiêu chuẩn thiết kế hiện hành (TCVN 9206-2012, TCVN 9207-2012, TCXDVN 46-2007, 11 TCN 18/19-2006). Xác định các yêu cầu kỹ thuật cốt lõi: phân loại độ tin cậy cung cấp điện theo 3 cấp hộ tiêu thụ; chỉ tiêu sụt áp cho phép ($\le 5%$ bình thường, $\le 10%$ sự cố); bài toán tối ưu kinh tế $Z \to \min$. Tổng hợp diện tích, mặt bằng và công năng chi tiết của 18 tầng nổi và 2 tầng hầm.
Chương 2: Tính toán phụ tải điện và phương án cung cấp điện
Thiết lập phương pháp xác định phụ tải tính toán cho từng phòng, từng tầng và toàn tòa nhà.
- Tính toán chiếu sáng điển hình (Phòng ngủ 2, Căn hộ C7 - Tầng 7): Diện tích $S = 4,1 \times 3 = 12,3\text{ m}^2$, chiều cao $H = 2,6\text{ m}$, độ rọi yêu cầu $E = 100\text{ lux}$ (TCVN 7114-1:2008), $MF = 0,7$, $UF = 0,7$. Chọn đèn LED Rạng Đông DL 01010 D AT 03L 110/9W quang thông $600\text{ lm}$. Số bóng tính toán và bố trí thực tế là 4 bóng, tổng công suất chiếu sáng $P_{cs} = 36\text{ W} = 0,036\text{ kW}$.
- Phụ tải ổ cắm và điều hòa: Ổ cắm tính toán $P_{oc} = 1,943\text{ kW}$. Điều hòa phòng ngủ 2 chọn máy công suất $9000\text{ BTU/h}$ ($0,81\text{ kW}$). Với hệ số đồng thời theo mạch $K_{đt} = 0,8$, tổng công suất tính toán của phòng đạt:
$$P_p = 0,8 \times (0,036 + 1,943 + 0,81) = 2,2312\text{ kW}$$
- Tính toán phụ tải động lực tòa nhà:
| Nhóm phụ tải động lực |
Chủng loại thiết bị |
Số lượng |
Công suất đặt ($kW$) |
Hệ số $K_{yc}$ |
Tổng công suất tính toán ($kW$) |
| Thang máy chở khách |
Mitsubishi $1000\text{ kg}$ ($90\text{ m/ph}$) và $750\text{ kg}$ ($90\text{ m/ph}$) |
2 |
$11,0 + 7,5$ |
1,0 |
18,50 |
| Bơm nước sinh hoạt |
Pentax CM50-250A (áp $89,5 \div 71,7\text{ m}$, lưu lượng $27 \div 78\text{ m}^3\text{/h}$) |
2 |
22,0 |
1,0 |
44,00 |
| Bơm nước thải |
Tsurumi KTZ 45.5 |
2 |
5,5 |
1,0 |
11,00 |
| Bơm chữa cháy |
Động cơ Diesel HYUNDAI, đầu bơm WILO |
1 |
110,0 |
1,0 |
110,00 |
| Quạt thông gió Hầm 1 |
Quạt hướng trục VNS-A1-7G ($11760\text{ m}^3\text{/h}$, $120 \div 150\text{ Pa}$) |
8 |
1,1 |
0,75 |
6,60 |
| Quạt thông gió Hầm 2 |
Quạt hướng trục VNS-A1-7G ($14490\text{ m}^3\text{/h}$, $200 \div 150\text{ Pa}$) |
10 |
1,5 |
0,70 |
8,40 |
Tổng công suất tính toán khối bơm đạt $P_{bơm} = 44 + 11 + 110 = 165\text{ kW}$. Tổng công suất quạt thông gió hầm đạt $15\text{ kW}$. Tổng công suất nhóm phụ tải động lực toàn tòa nhà là $P_{đl} = 178,65\text{ kW}$.
Chương 3: Giới thiệu tổng quan về phần mềm chiếu sáng
Trình bày cấu trúc và nguyên lý làm việc của phần mềm DIALux v4.13 (DIAL GmbH – Đức), bao gồm phân hệ DIALux Light Wizard (thiết lập nhanh) và DIALux Pro. Ứng dụng phần mềm để nhập thông số kích thước phòng, lựa chọn hệ số phản xạ bề mặt (Trần 70%, Tường 50%, Sàn 30%), chu kỳ bảo dưỡng 3 năm/lần, mặt phẳng làm việc $0,8\text{ m}$. Kết quả mô phỏng độ rọi 3D cho phòng ngủ căn hộ C7-T7 xác nhận sự phân bố ánh sáng đồng đều và đạt chỉ tiêu độ rọi đề ra.
Chương 4: Chọn các thiết bị trong tủ điện tòa nhà
Thiết lập phương pháp lựa chọn và kiểm tra khí cụ đóng cắt, bảo vệ và dẫn điện hạ áp:
- Aptomat: Kiểm tra theo các điều kiện $U_{đm.A} \ge U_{đm.LĐ}$, $I_{đm.A} \ge I_{tt}$, $I_{c.đm} \ge I_N$.
- Dây dẫn và cáp điện: Trình bày 3 phương pháp tính chọn (theo mật độ dòng kinh tế $J_{kt}$, theo tổn thất điện áp cho phép $\Delta U_{cp}$, và theo dòng phát nóng lâu dài $I_{cp}$ có xét hệ số hiệu chỉnh $K_1, K_2$).
- Thanh dẫn Busway: Phân tích ưu nhược điểm so với cáp truyền thống (năng lực dẫn dòng lên đến $6300\text{ A}$, chịu nhiệt $150^\circ\text{C}$). Đồ án luận chứng việc lựa chọn Busway lõi nhôm thay thế lõi đồng giúp giảm chi phí từ $30% \div 50%$ và giảm khối lượng cơ học lên kết cấu công trình.
- Tính toán kiểm nghiệm mẫu (Phòng ngủ 2 C7-T7):
- Mạch chiếu sáng ($I_{tt} = 0,19\text{ A}$): Chọn MCB 1P-10A ($U_{đm} = 230\text{ V}$), cáp đồng CV 2x1.5 ($I_{cp} = 18\text{ A}$, điều kiện phối hợp bảo vệ $K_1 K_2 I_{cp} = 1 \times 0,8 \times 18 = 14,4\text{ A} > I_{tt}$).
- Mạch ổ cắm ($I_{tt} = 10,4\text{ A}$): Chọn MCB 1P-16A ($U_{đm} = 230\text{ V}$), cáp đồng CV 2x2.5 ($I_{cp} = 27\text{ A}$, $K_1=1$).
Phần II: Thiết kế trạm biến áp và hệ thống nối đất, chống sét
- Chương 1: Giới thiệu trạm biến áp và cấu hình TBA: Trình bày phương pháp lựa chọn công suất máy biến áp căn cứ theo tổng công suất tính toán toàn tòa nhà, xác định kết cấu trạm xây độc lập ngoài nhà nhằm đảm bảo an toàn phòng cháy và khoảng cách ly kỹ thuật.
- Chương 2: Lựa chọn các phần tử trong trạm biến áp: Tính chọn các thiết bị đo lường, đóng cắt và bảo vệ phía hạ áp của trạm biến áp phân phối.
- Chương 3: Tính toán hệ thống nối đất trạm biến áp: Xác định điện trở nối đất an toàn và nối đất làm việc cho trạm biến áp theo quy chuẩn kỹ thuật.
- Chương 4: Chống sét và tính toán nối đất, chống sét cho tòa nhà: Tính toán phạm vi bảo vệ chống sét đánh thẳng cho công trình theo tiêu chuẩn TCXDVN 46:2007; thiết kế mạng lưới nối đất liên hoàn đảm bảo trị số điện trở nối đất đúng quy phạm.
Phần III: Thiết kế hệ thống điện nhẹ và bóc tách khối lượng
- Chương 1: Hệ thống điện nhẹ:
- Thiết kế hệ thống mạng LAN - Tel trên nền tảng hạ tầng cáp quang dẫn từ nhà mạng vào phòng kỹ thuật tổng, sau đó phân phối đến các tủ tầng và từng căn hộ.
- Thiết kế hệ thống giám sát an ninh Camera CCTV bao gồm camera quan sát sảnh chính, thang máy, hành lang căn hộ và khu vực tầng hầm giữ xe.
- Chương 2: Bóc tách khối lượng: Trình bày các nguyên tắc và trình tự đo bóc khối lượng vật tư thiết bị điện (Aptomat, Busway, dây cáp điện, đèn chiếu sáng, ống luồn, thang máng cáp) phục vụ công tác lập dự toán thi công lắp đặt.
Kết quả và đóng góp
1. Kết quả tính toán kỹ thuật chính
Đồ án đã hoàn thành đầy đủ các bảng tính toán và lựa chọn thông số kỹ thuật cho hệ thống cơ điện tòa nhà chung cư 18 tầng:
- Xác lập được số liệu phụ tải chi tiết cho từng loại phòng, từng tầng căn hộ, khối dịch vụ thương mại tầng 1 và hệ thống kỹ thuật 2 tầng hầm.
- Xác định tổng công suất tác dụng của nhóm phụ tải động lực: $P_{đl} = 178,65\text{ kW}$, trong đó nhóm bơm cấp - thoát - PCCC là $165\text{ kW}$, nhóm thang máy đôi là $18,5\text{ kW}$, nhóm quạt thông gió 2 tầng hầm là $15\text{ kW}$.
- Thiết lập giải pháp kỹ thuật sử dụng thanh dẫn Busway lõi nhôm làm trục đứng chính, kèm quy cách tiết diện dây dẫn nhánh phân tầng ($35\text{ mm}^2$) và dây nhánh thiết bị ($1,5\text{ mm}^2 \div 2,5\text{ mm}^2$).
- Hoàn thiện mô phỏng chiếu sáng bằng phần mềm DIALux v4.13 cho các không gian điển hình, kiểm chứng độ rọi và tính tiện nghi thị giác.
2. Giải pháp kỹ thuật và đóng góp của tác giả
- Đề xuất giải pháp trục đứng bằng Busway lõi nhôm: Thay thế phương án cáp đồng truyền thống bằng thanh dẫn Busway nhôm có màng cách điện chuyên dụng, giúp tiết kiệm $30% \div 50%$ chi phí mua sắm vật tư thanh cái, giảm diện tích hộp kỹ thuật và thuận tiện cho việc trích công suất tại các tầng qua các hộp đấu nối Plug-in.
- Phân định rõ ranh giới cấp nguồn và điều khiển: Thiết kế tách biệt hệ thống điện sinh hoạt, chiếu sáng, ổ cắm với hệ thống điện cấp cho điều hòa không khí (chỉ tính toán phụ tải và để đầu chờ nguồn độc lập), đảm bảo việc quản lý, đo đếm và bảo dưỡng vận hành an toàn.
- Quy hoạch nguồn dự phòng ATS: Bố trí nguồn máy phát kết nối qua tủ ATS chuyển đổi tự động trong vòng 5 giây, bảo đảm cấp điện liên tục cho các hệ thống an toàn sinh mạng (PCCC, hút khói, chiếu sáng sự cố, thang máy cứu nạn).
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế của đồ án: Do giới hạn về phạm vi của một đồ án môn học/tốt nghiệp đại học và quy mô công trình lớn với nhiều phụ tải đặc thù, đồ án chỉ tập trung tính toán chi tiết cho một số căn hộ và phòng điển hình (như căn hộ C7 tầng 7), các phòng còn lại được áp dụng tương tự qua bảng tổng hợp; hệ thống điều hòa không khí chỉ dừng ở mức tính toán công suất và để sẵn đầu chờ nguồn mà chưa đi sâu vào sơ đồ điều khiển chi tiết của hệ thống điều hòa trung tâm/VRV.
- Hướng nghiên cứu mở rộng:
- Triển khai tính toán ngắn mạch chi tiết cho toàn bộ các nút trên lưới hạ áp để kiểm tra ổn định lực điện động và ổn định nhiệt của toàn bộ hệ thống khí cụ đóng cắt.
- Tích hợp hệ thống quản lý năng lượng tòa nhà thông minh (BMS - Building Management System) để tự động hóa giám sát, đo đếm điện năng và tối ưu hóa chế độ vận hành các phụ tải động lực.
Giá trị tham khảo
Tài liệu là nguồn tham khảo có giá trị ứng dụng thực tế cho:
- Sinh viên ngành Kỹ thuật điện, Kỹ thuật điện tử, Hệ thống điện: Nắm vững phương pháp luận và các bước thiết kế hoàn chỉnh một hệ thống cung cấp điện nhà cao tầng theo đúng tiêu chuẩn Việt Nam hiện hành (TCVN 9206, TCVN 9207, TCXDVN 46).
- Kỹ sư thiết kế cơ điện (M&E): Tham khảo các thông số tính toán phụ tải thực tế, suất phụ tải chiếu sáng - điều hòa, quy cách lựa chọn hệ thống Busway nhôm, cũng như quy trình ứng dụng phần mềm DIALux trong mô phỏng chiếu sáng công trình dân dụng.
- Các phần nội dung đáng chú ý: Phương pháp lựa chọn và phối hợp bảo vệ giữa MCB với dây dẫn hạ thế; phương pháp tính toán phụ tải quạt thông gió hầm và phụ tải bơm cứu hỏa; bảng tra hệ số đồng thời theo số mạch và số căn hộ chung cư.
Câu hỏi thường gặp
1. Nguồn điện cấp cho chung cư 18 tầng được thiết kế lấy từ đâu và cấu hình nguồn dự phòng như thế nào?
Nguồn chính được lấy từ lưới điện trung thế 3 pha $110/22\text{ kV}$ trên không của thành phố, đi cáp ngầm vào trạm biến áp hạ thế $22/0,4\text{ kV}$ (trạm xây) đặt trong khuôn viên tòa nhà. Nguồn dự phòng sử dụng máy phát điện Diesel tự động đóng cấp cho các phụ tải ưu tiên loại 1 thông qua tủ chuyển đổi nguồn ATS sau thời gian trễ $5\text{ giây}$.
2. Tại sao đồ án lại lựa chọn thanh dẫn Busway lõi nhôm thay vì dùng cáp điện bằng đồng truyền thống cho trục đứng tòa nhà?
Thanh dẫn Busway lõi nhôm có năng lực dẫn điện lớn (lên tới $6300\text{ A}$), khả năng chịu nhiệt cao ($150^\circ\text{C}$ với lớp cách điện Epoxy/Polyester), tiết kiệm diện tích lắp đặt trong hộp kỹ thuật, dễ dàng trích nguồn tại các tầng và có chi phí tổng thể rẻ hơn từ $30% \div 50%$ so với sử dụng cáp đồng cùng dòng định mức.
3. Phụ tải động lực quạt thông gió tầng hầm được tính toán với thông số kỹ thuật như thế nào?
Theo TCVN 5:2008, bội số tuần hoàn trao đổi không khí tầng hầm được chọn là 7 lần/giờ. Tầng hầm 1 ($V = 1680\text{ m}^3$, lưu lượng $11760\text{ m}^3\text{/h}$) sử dụng 8 quạt hướng trục VNS-A1-7G công suất $1,1\text{ kW}$ ($P_{tt} = 6,6\text{ kW}$); Tầng hầm 2 ($V = 2070\text{ m}^3$, lưu lượng $14490\text{ m}^3\text{/h}$) sử dụng 10 quạt hướng trục VNS-A1-7G công suất $1,5\text{ kW}$ ($P_{tt} = 8,4\text{ kW}$).
4. Kết quả tính toán phụ tải chiếu sáng và thiết bị bảo vệ cho phòng ngủ 2 (căn hộ C7 tầng 7) đạt giá trị bao nhiêu?
Phòng có diện tích $12,3\text{ m}^2$, độ rọi thiết kế $100\text{ lux}$, sử dụng 4 bóng đèn Rạng Đông $9\text{ W}$ ($P_{cs} = 36\text{ W}$, dòng tính toán $I_{tt} = 0,19\text{ A}$). Mạch được bảo vệ bằng Aptomat MCB 1P-10A ($230\text{ V}$) và dẫn điện bằng dây đồng CV 2x1.5.
5. Cao độ lắp đặt công tắc, ổ cắm và tủ điện trong công trình được quy định cụ thể ra sao?
Hộp công tơ tầng và tủ phân phối căn hộ lắp ở cao độ $1,5\text{ m}$; công tắc đèn lắp ở cao độ $1,5\text{ m}$ cạnh lối đi; các ổ cắm điện sinh hoạt thông thường lắp ở cao độ $0,4\text{ m}$; riêng các ổ cắm cấp cho bếp điện, máy giặt và bình nóng lạnh được lắp đặt ở cao độ $1,5\text{ m}$ so với mặt sàn.
Kết luận
Đồ án "Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho chung cư 18 tầng" của tác giả Nguyễn Thanh Tùng đã giải quyết một cách có hệ thống và đầy đủ các nội dung kỹ thuật từ tính toán phụ tải, thiết kế mạng phân phối, trạm biến áp, chiếu sáng đến hệ thống bảo vệ an toàn và điện nhẹ. Việc kết hợp chặt chẽ giữa các quy chuẩn, tiêu chuẩn Việt Nam hiện hành với công cụ mô phỏng phần mềm chuyên dụng DIALux đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của các giải pháp kỹ thuật. Đây là tài liệu tổng hợp hoàn chỉnh, có giá trị học thuật và thực tiễn cao cho sinh viên cũng như các kỹ sư chuyên ngành kỹ thuật điện và cơ điện công trình.
