Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Quá trình đô thị hóa diễn ra nhanh chóng tại Thành phố Hồ Chí Minh thu hút lượng lớn dân cư đến sinh sống và làm việc, kéo theo áp lực gia tăng về nhu cầu nhà ở, hạ tầng giao thông và dịch vụ công cộng. Nhằm giải quyết bài toán quỹ nhà ở và hạ tầng đô thị, việc đầu tư xây dựng các tổ hợp chung cư kết hợp thương mại dịch vụ là giải pháp thiết yếu. Trong các công trình cao tầng hỗn hợp, hệ thống kỹ thuật cơ điện (MEP - Mechanical, Electrical, Plumbing) đóng vai trò then chốt trong việc duy trì vận hành ổn định, bảo đảm tiện nghi môi trường sống, an toàn cháy nổ và tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng. Đồ án tốt nghiệp ngành Hệ thống Kỹ thuật Công trình Xây dựng thực hiện đề tài "Thiết kế hệ thống kỹ thuật công trình chung cư kết hợp trung tâm thương mại CCTM3" nhằm xây dựng phương án tính toán, thiết kế toàn diện các hệ thống kỹ thuật công trình đáp ứng yêu cầu thực tiễn.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đồ án được xác định cụ thể theo các nhóm hệ thống chuyên ngành:

  1. Tính toán và thiết kế hệ thống cấp thoát nước: Xác định nhu cầu dùng nước sạch sinh hoạt; tính toán thủy lực mạng lưới đường ống chính và nhánh; thiết kế trạm bơm trung chuyển, bơm tăng áp, bình tích áp; tính toán dung tích bể chứa nước ngầm và két nước mái dự trữ; thiết kế mạng lưới thoát nước thải phân loại, ống thông hơi, hệ thống thoát nước mưa và công trình xử lý nước thải cục bộ đạt quy chuẩn môi trường; tính toán hệ thống cấp nước và bể cân bằng cho hồ bơi.
  2. Tính toán và thiết kế hệ thống điều hòa không khí và thông gió (HVAC): Tính toán tổng phụ tải lạnh cho các khu vực căn hộ, trung tâm thương mại và không gian công cộng; lựa chọn giải pháp điều hòa không khí trung tâm VRV; thiết kế hệ thống phân phối gió tươi; tính toán hệ thống hút gió thải khu vệ sinh và phòng kỹ thuật; thiết kế hệ thống thông gió và hút khói tầng hầm; tính toán hệ thống hút khói hành lang và hệ thống tăng áp cho cầu thang bộ thoát hiểm, giếng thang máy và phòng đệm ngăn khói.
  3. Tính toán và thiết kế hệ thống cung cấp điện: Xác định phụ tải tính toán cho toàn bộ công trình; thiết kế hệ thống chiếu sáng thông thường và chiếu sáng sự cố; lựa chọn công suất máy biến áp, máy phát điện dự phòng và bộ chuyển đổi nguồn tự động ATS; tính toán dung lượng bù công suất phản kháng nhằm nâng cao hệ số Cosφ; tính chọn tiết diện dây dẫn, thanh dẫn Busway, kiểm tra sụt áp và dòng ngắn mạch; lựa chọn khí cụ đóng cắt và bảo vệ; thiết kế hệ thống tiếp địa an toàn và chống sét công trình.
  4. Triển khai hồ sơ bản vẽ kỹ thuật: Sử dụng phần mềm AutoCAD để thể hiện sơ đồ nguyên lý và mặt bằng bố trí của từng hệ thống; ứng dụng các công cụ phần mềm chuyên dụng (Daikin Heatload, Ductchecker Pro, Dialux) để tính toán, kiểm chứng thông số thiết kế.

Đối tượng nghiên cứu của đồ án là toàn bộ các hệ thống kỹ thuật cơ điện bên trong công trình, bao gồm hệ thống cấp thoát nước, hệ thống điều hòa không khí - thông gió, hệ thống điện động lực - chiếu sáng và hệ thống phòng cháy chữa cháy.

Phạm vi không gian nghiên cứu là công trình Chung cư kết hợp Trung tâm Thương mại CCTM3, thuộc Dự án Khu dân cư Nguyên Sơn, Xã Bình Hưng, Huyện Bình Chánh, Thành phố Hồ Chí Minh (vị trí tiếp giáp trục đường huyết mạch Nguyễn Văn Linh). Công trình thuộc cấp II, bậc chịu lửa bậc II, gồm 01 khối nhà cao 15 tầng nổi (2 tầng khối đế làm thương mại dịch vụ shophouse, 12 tầng khối tháp bố trí căn hộ từ tầng 3 đến tầng 14, 1 tầng kỹ thuật) và 01 tầng hầm cùng hạ tầng kỹ thuật phụ trợ. Phạm vi thời gian nghiên cứu và hoàn thành đồ án vào tháng 12 năm 2023, khai thác chuỗi số liệu khí hậu phân vùng VI và số liệu thủy văn trạm Nhà Bè thuộc lưu vực sông Sài Gòn.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án được xây dựng dựa trên việc tuân thủ các quy chuẩn xây dựng, tiêu chuẩn thiết kế quốc gia hiện hành và giáo trình chuyên ngành:

  • Quy chuẩn và tiêu chuẩn Cấp thoát nước: QCCTNVN - 2000 (Quy chuẩn hệ thống cấp thoát nước trong nhà và công trình); TCXDVN 33-2006 (Cấp nước - Mạng lưới đường ống và công trình - Tiêu chuẩn thiết kế); TCVN 4513-1988 (Cấp nước bên trong - Tiêu chuẩn thiết kế); TCVN 4519-1988 (Hệ thống cấp thoát nước bên trong nhà và công trình - Quy phạm thi công và nghiệm thu); TCVN 4474:1987 (Thoát nước bên trong - Tiêu chuẩn thiết kế); QCVN 14:2008/BTNMT (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt); Giáo trình "Cấp thoát nước trong tòa nhà" của PGS. TS. Trần Tuấn Kiệt và ThS. Trần Minh Anh.
  • Quy chuẩn và tiêu chuẩn Điều hòa không khí và Thông gió: TCVN 5687:2010 (Thông gió - Điều hòa không khí - Tiêu chuẩn thiết kế); QCVN 06:2021/BXD và QCVN 06:2010/BXD (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về an toàn cháy cho nhà và công trình).
  • Quy chuẩn và tiêu chuẩn Điện - Chống sét: QCVN 12:2014/BXD (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về hệ thống điện của nhà ở và nhà công cộng); TCVN 9206:2012 (Đặt thiết bị điện trong nhà ở và công trình công cộng - Tiêu chuẩn thiết kế); Tiêu chuẩn của Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế (IEC); Tiêu chuẩn Singapore (SS).

Phương pháp nghiên cứu và tính toán thực tế được áp dụng trong đồ án:

  • Phương pháp phân tích thủy lực và đương lượng cấp thoát nước: Xác định lưu lượng tính toán của các thiết bị vệ sinh dựa trên bảng đương lượng thiết bị (QCXD 2010), biểu đồ xác định nhu cầu dùng nước theo số dân, tính toán tổn thất áp lực trên đường ống để chọn công suất trạm bơm, bình tích áp và xác định vị trí van giảm áp.
  • Phương pháp cân bằng nhiệt - ẩm: Xác định tải nhiệt hiện và tải nhiệt ẩn qua kết cấu bao che, bức xạ mặt trời qua cửa kính, nhiệt tỏa từ người, thiết bị chiếu sáng, máy móc, nhiệt do gió tươi và không khí lọt mang vào; thiết lập các điểm trạng thái không khí trên ẩm đồ t-d để xây dựng sơ đồ điều hòa không khí.
  • Phương pháp khí động học ống gió: Tính toán lưu lượng và trở lực mạng lưới đường ống gió cấp, gió hồi, ống hút khói tầng hầm, hành lang và tổn thất áp suất tạo áp buồng thang thoát hiểm.
  • Phương pháp công suất đặt và hệ số đồng thời: Phân chia các nhóm phụ tải tính toán (thương mại dịch vụ, căn hộ, công cộng, động lực điều hòa, thông gió - PCCC); tính chọn dung lượng tụ bù nâng cao hệ số công suất; tính dòng ngắn mạch và độ sụt áp theo quy phạm phát nóng của dây dẫn.

Nguồn dữ liệu đầu vào phục vụ thiết kế:

  • Hồ sơ bản vẽ thiết kế kiến trúc và kết cấu công trình CCTM3 do Công ty Cổ phần Dịch vụ Tư vấn Thiết kế ARTELA lập, chủ đầu tư là Công ty Cổ phần Đầu tư MIZUKI.
  • Số liệu khảo sát hiện trạng hạ tầng kỹ thuật: Nguồn điện 22 kV hiện hữu của Điện lực TP.HCM; mạng lưới cấp nước thành phố có áp lực ngoài 20 m cột nước; chế độ xả thải đô thị.
  • Số liệu khí tượng thủy văn: Nhiệt độ trung bình 29 °C (tháng cao nhất đạt 40 °C, thấp nhất 23 °C), độ ẩm trung bình 75%; mực nước thủy văn trạm Nhà Bè với mực nước cao nhất ứng với tần suất thiết kế P = 1% là 1,87 m (theo tài liệu phân vùng ngập lụt của Phân viện Khí tượng Thủy văn phía Nam năm 2003).

Thiết kế và triển khai hệ thống kỹ thuật

Hệ thống kỹ thuật cơ điện (MEP) của công trình CCTM3 được thiết kế theo phương án đồng bộ, kết hợp giữa các giải pháp kỹ thuật truyền thống và công nghệ hiện đại nhằm tối ưu hóa không gian lắp đặt và bảo đảm an toàn vận hành.

Hạng mục kỹ thuật Phương án thiết kế Thông số và giải pháp thiết bị
Cấp nước sinh hoạt Cấp nước phân vùng: Trọng lực từ két mái (tầng 1-11), Bơm tăng áp (tầng 12-14); Bể ngầm thu nước thủy cục qua đồng hồ DN80 01 Bể nước ngầm BTCT dung tích 215 m3 (kích thước 10 m x 10 m x 2,45 m); Hệ 4 bồn Inox trên mái tổng dung tích 40 m3; Ống cấp PPR PN10; Van giảm áp trục đứng giữ áp 2,0 - 3,5 kg/cm2
Thoát nước & Xử lý nước thải Phân tách riêng trục thoát nước xám, nước đen và nước thải nhà bếp qua thiết bị tách mỡ; Thoát nước mưa riêng biệt Bể tự hoại tiếp nhận nước đen; Trạm xử lý nước thải sinh hoạt cục bộ bảo đảm chất lượng xả thải đạt Cột B QCVN 14:2008/BTNMT
Điều hòa không khí (HVAC) Hệ thống điều hòa không khí trung tâm VRV (Variable Refrigerant Volume); Dàn nóng đặt trên tầng kỹ thuật/mái Dàn lạnh INDOOR UNIT (FCU) bố trí cho căn hộ và khối thương mại; Môi chất dẫn qua bộ chia gas; Hệ thống cấp gió tươi kết hợp quạt FAF và miệng Louver
Thông gió & Phòng chống cháy Thông gió cơ khí kết hợp hút khói sự cố; Hệ thống tạo áp cầu thang bộ và thang máy Quạt thông gió chịu nhiệt; Hút khói hầm xe và hành lang tầng cháy; Tạo áp cầu thang N2, N3, thang máy và buồng đệm ngăn khói lan truyền
Cung cấp điện nguồn & Phân phối Nguồn trung thế 22 kV đi ngầm vào tủ RMU; Trạm biến áp 1 cột đặt ngoài nhà tầng 1; Nguồn dự phòng máy phát điện Máy biến áp khô THIBIDI loại đúc có vỏ tủ 2500 kVA; Máy phát điện dự phòng CUMMINS 800 kVA; Bộ chuyển nguồn tự động ATS; Thanh dẫn Busway trục đứng
Chiếu sáng & Bảo vệ lưới điện Chiếu sáng thông thường bằng đèn LED tiết kiệm năng lượng; Chiếu sáng sự cố và chỉ dẫn thoát nạn; Bù công suất Thiết bị đóng cắt ACB, MCCB, MCB, RCBO; Hệ thống bù tụ kinh tế nâng cao Cosφ; Kiểm tra sụt áp và dòng ngắn mạch cho tủ điện chính
Nối đất & Chống sét Chống sét đánh trực tiếp bằng kim thu sét chủ động kết hợp chống sét lan truyền Bán kính bảo vệ tính theo cấp công trình; Sơ đồ nối đất an toàn TN-S với mạng cọc tiếp địa liên hoàn
Phòng cháy chữa cháy (PCCC) Hệ thống chữa cháy vách tường kết hợp hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler Mạng lưới cấp nước chữa cháy độc lập; Họng tiếp nước chữa cháy ngoài nhà; Bơm chữa cháy chuyên dụng

Các công cụ phần mềm ứng dụng trong triển khai thiết kế:

  • AutoCAD: Thiết lập toàn bộ danh mục bản vẽ bao gồm sơ đồ nguyên lý (tỷ lệ KTL) và mặt bằng kỹ thuật cấp thoát nước, thông gió, chiếu sáng, cấp điện, chống sét (tỷ lệ 1/125, 1/200, chi tiết 1/50).
  • Daikin Heatload: Nhập thông số diện tích, đặc tính nhiệt kết cấu bao che, tải bức xạ mặt trời và thông gió để tính toán chính xác tổng phụ tải lạnh từng phòng và toàn công trình.
  • Ductchecker Pro: Xác định kích thước đường ống gió cấp, gió hồi, ống hút khói và miệng gió dựa trên lưu lượng và vận tốc gió tiêu chuẩn.
  • Dialux: Thiết lập thông số hình học không gian, bố trí chủng loại đèn, tính toán độ rọi yêu cầu và mô phỏng phân bố quang thông cho shophouse và căn hộ điển hình.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Giới thiệu công trình

Nội dung chương trình bày tính cấp thiết của việc xây dựng công trình trong bối cảnh phát triển đô thị tại Thành phố Hồ Chí Minh; cung cấp thông tin tổng quan về dự án CCTM3 do Công ty Cổ phần Đầu tư MIZUKI làm chủ đầu tư và Công ty Cổ phần Dịch vụ Tư vấn Thiết kế ARTELA lập dự án. Chương mô tả quy mô 1 khối nhà 15 tầng nổi, 1 tầng hầm, cấp công trình cấp II, bậc chịu lửa bậc II; phân tích đặc điểm địa hình tiếp giáp đường Nguyễn Văn Linh, các thông số khí hậu phân vùng VI và thủy văn trạm Nhà Bè (Hmax ứng với P = 1% là 1,87 m); đánh giá hiện trạng khả năng đấu nối nguồn điện 22 kV, nguồn nước sạch đô thị và hạ tầng thoát nước khu vực.

Chương 2: Tổng quan về cấp thoát nước

Chương hệ thống hóa lý thuyết về chức năng, nhiệm vụ và cấu tạo của hệ thống cấp nước và thoát nước bên trong công trình; phân loại các mô hình cấp nước (từ mạng công cộng, giếng khoan hoặc kết hợp) và các phân hệ thoát nước (nước thải sinh hoạt, nước sản xuất, nước mưa ngoài nhà).

Chương 3: Hệ thống cấp nước

Nội dung chương tập trung xác định áp lực cần thiết của ngôi nhà là 54,15 m cột nước, so sánh với áp lực mạng ngoài 20 m để lựa chọn phương án cấp nước có két nước, trạm bơm và bể chứa ngầm. Tác giả tính toán nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt cho toàn công trình với dân số tính toán 1046 người, lưu lượng ngày lớn nhất đạt 208,823 m3/ngày và lưu lượng giờ lớn nhất là 37,875 m3/h. Từ đó, dung tích két mái được chọn là 40 m3 (gồm 4 bồn Inox 10 m3) và bể chứa ngầm bê tông cốt thép là 215 m3 (kích thước 10 m x 10 m x 2,45 m). Chương cũng tính toán mạng lưới đường ống cấp PPR PN10, phân vùng cấp nước trọng lực từ tầng 1 đến 11, tăng áp từ tầng 12 đến 14, và bố trí hệ thống van giảm áp trục đứng giữ áp lực trong khoảng 2,0 - 3,5 kg/cm2.

Chương 4: Hệ thống thoát nước

Chương trình bày nguyên lý thiết kế phân lưu hệ thống thoát nước bên trong: Tách riêng nước thải sinh hoạt tắm giặt, nước phân tiểu và nước thải nhà bếp qua bể tách mỡ; tính toán thủy lực ống đứng và ống nhánh thoát nước thải; tính toán mạng lưới thu gom thoát nước mưa trên mái và tính toán kích thước bể tự hoại nhằm xử lý sơ bộ nước thải trước khi dẫn ra trạm xử lý chung đạt Cột B QCVN 14:2008/BTNMT.

Chương 5: Tính toán hồ bơi

Nội dung chương xác định thông số hồ bơi công cộng của dự án với diện tích 140 m2, chiều sâu 1,4 m; tính chọn công suất cụm máy bơm cấp tuần hoàn và tính toán kích thước bể cân bằng có xét đến lượng nước bổ sung do bốc hơi và tổn thất tràn 10%.

Chương 6: Thống kê thiết bị vật tư cấp thoát nước

Chương tổng hợp khối lượng toàn bộ thiết bị và phụ kiện mạng lưới cấp thoát nước, bao gồm bể chứa, máy bơm trung chuyển, bơm tăng áp, đồng hồ đo nước DN80, hệ thống van giảm áp, van khóa, phụ kiện nối ống và chiều dài các tuyến ống PPR, uPVC.

Chương 7: Tổng quan về điều hòa không khí và thông gió

Chương giới thiệu các khái niệm cơ bản về nhiệt - ẩm công trình, phân tích ưu nhược điểm của các hệ thống điều hòa không khí và làm rõ tính ưu việt của giải pháp hệ thống điều hòa trung tâm biến tần VRV đối với công trình chung cư hỗn hợp.

Chương 8: Tính toán tải lạnh công trình

Chương thiết lập cơ sở tính toán tải nhiệt theo các nguồn phát sinh: Nhiệt bức xạ qua kính Q11, nhiệt truyền qua kết cấu bao che Q2, nhiệt tỏa do đèn chiếu sáng Q31, nhiệt tỏa từ người Q4, nhiệt do gió tươi mang vào Q5 và nhiệt do không khí thâm nhập; thực hiện kiểm tra hiện tượng đọng sương trên vách và xác định tổng phụ tải lạnh của từng không gian căn hộ và khối thương mại thông qua phần mềm Daikin Heatload.

Chương 9: Tính toán và thiết lập sơ đồ điều hòa không khí

Chương xác định các điểm trạng thái của không khí trên ẩm đồ t-d theo sơ đồ tuần hoàn 1 cấp; tiến hành tính chọn công suất dàn lạnh INDOOR UNIT (FCU) cho các phòng; lựa chọn dàn nóng OUTDOOR UNIT đặt tại tầng kỹ thuật/mái; tính chọn bộ chia gas, đường kính ống đồng dẫn gas lạnh và hệ thống ống thoát nước ngưng theo quy chuẩn QCVN:2000.

Chương 10: Tính toán thiết kế đường ống dẫn gió tươi

Chương phân tích tầm quan trọng của việc cấp gió tươi duy trì chất lượng không khí trong nhà (IAQ); tính toán lưu lượng gió tươi cần thiết cho các phòng theo tiêu chuẩn TCVN 5687:2010; sử dụng phần mềm Ductchecker Pro để xác định kích thước đường ống gió, chọn miệng thổi, miệng hút louver và tính chọn quạt cấp gió tươi FAF cho sảnh thang máy và tầng hầm.

Chương 11: Tính toán thiết kế hệ thống gió thải

Chương thiết lập nguyên lý và thông số thông gió cơ khí cho các khu vực phát sinh mùi và nhiệt: Thông gió vệ sinh khối thương mại tầng 1, 2 và khu WC căn hộ tầng 3 đến 14; thông gió cưỡng bức phòng kỹ thuật điện, phòng bơm nước sinh hoạt và PCCC; thiết kế hệ thống đường ống hút mùi trục rác chung của tòa nhà.

Chương 12: Tính toán thiết kế thông gió tầng hầm

Chương nêu rõ các quy định kỹ thuật về thông gió và hút khói hầm để xe; xác định số lần trao đổi không khí (ACH); tính toán lưu lượng thải khí độc CO trong điều kiện vận hành bình thường và lưu lượng hút khói sự cố khi xảy ra hỏa hoạn tại tầng hầm.

Chương 13: Tính toán thiết kế hút khói hành lang

Chương trình bày điều kiện và quy chuẩn hút khói hành lang khi có cháy; xác định lưu lượng khói cần hút tại một tầng cháy điển hình và tính toán lượng không khí thâm nhập thêm qua các van gió đóng nhằm lựa chọn quạt hút khói hành lang chịu nhiệt.

Chương 14: Hệ thống tạo áp

Chương tính toán các thông số khí động học phục vụ công tác thoát nạn khi có cháy theo quy chuẩn QCVN 06:2021/BXD: Tính toán lưu lượng và áp suất dư duy trì trong buồng thang bộ thoát hiểm N2 và N3, tính toán tạo áp cho phòng đệm ngăn cháy và giếng thang máy nhằm ngăn chặn khói độc xâm nhập.

Chương 15: Thống kê khối lượng vật tư

Chương bảng biểu hóa toàn bộ danh mục vật tư thiết bị hệ thống điều hòa không khí (dàn nóng, dàn lạnh, ống gas, bảo ôn, ống nước ngưng), vật tư thông gió (quạt gió, ống gió tôn mạ kẽm, van gió, miệng gió) và phụ kiện lắp đặt liên quan.

Chương 16: Tổng quan về cung cấp điện

Chương trình bày các nguyên tắc cơ bản và quy định pháp lý về thiết kế cung cấp điện cho nhà cao tầng; phân loại các nhóm phụ tải theo mức độ tin cậy cung cấp điện và các yêu cầu bảo đảm an toàn điện công trình.

Chương 17: Thiết kế chiếu sáng

Chương lựa chọn các chỉ tiêu kỹ thuật về độ rọi, chỉ số hoàn màu theo QCVN 12:2014/BXD; ứng dụng phần mềm Dialux để tính toán thiết kế chiếu sáng thông thường và chiếu sáng sự cố cho khối thương mại shophouse tầng 1 và phòng ngủ căn hộ loại A điển hình; lựa chọn chủng loại đèn LED tiết kiệm điện.

Chương 18: Xác định phụ tải tính toán

Chương áp dụng các phương pháp tính toán phụ tải điện để xác định công suất tác dụng, công suất phản kháng và công suất biểu kiến cho từng thành phần: Phụ tải thương mại dịch vụ, phụ tải khối căn hộ, phụ tải điều hòa không khí, phụ tải công cộng, phụ tải động lực thông gió và PCCC; tổng hợp thành công suất phụ tải tính toán toàn công trình.

Chương 19: Thiết kế trạm biến áp

Chương tính chọn dung lượng máy biến áp dựa trên phụ tải cực đại; lựa chọn lắp đặt 01 máy biến áp khô THIBIDI loại đúc có vỏ tủ công suất 2500 kVA đặt tại trạm biến áp 1 cột ngoài nhà tầng 1; lựa chọn 01 máy phát điện dự phòng CUMMINS công suất 800 kVA kết hợp bộ chuyển nguồn tự động ATS để cấp điện cho các phụ tải ưu tiên loại 1 khi mất điện lưới.

Chương 20: Nâng cao Cos phi

Chương trình bày cơ sở lý thuyết bù công suất phản kháng; phân tích đồ thị phụ tải và bảng dung lượng bù theo từng thời điểm trong ngày; xác định tổng dung lượng tụ bù kinh tế cần lắp đặt để nâng cao hệ số công suất Cosφ của công trình đạt ngưỡng quy định của ngành điện.

Chương 21: Lựa chọn dây dẫn, tính toán ngắn mạch, tính toán sụt áp

Chương phân tích giải pháp sử dụng hệ thống thanh dẫn Busway cho trục đứng phân phối điện; lựa chọn tiết diện dây dẫn và cáp hạ thế theo điều kiện phát nóng liên tục; tính toán chi tiết dòng ngắn mạch ba pha cực đại và kiểm tra độ sụt áp của mạng lưới phân phối đảm bảo nằm trong giới hạn cho phép.

Chương 22: Thiết bị đóng cắt, bảo vệ

Chương thiết lập nguyên tắc và công thức lựa chọn thiết bị đóng cắt bảo vệ; tính chọn khí cụ trung thế tủ RMU; lựa chọn thiết bị đóng cắt hạ thế gồm máy cắt không khí ACB, aptomat khối MCCB, aptomat tép MCB và thiết bị chống dòng rò RCBO cho các tủ điện phân phối chính và tủ căn hộ.

Chương 23: Thiết kế hệ thống chống sét

Chương xác định cấp bảo vệ của công trình; lựa chọn phương án chống sét đánh trực tiếp bằng kim thu sét phát tia tiên đạo sớm (ESE); tính toán bán kính bảo vệ bao phủ toàn bộ khối nhà; lựa chọn cáp đồng thoát sét bọc cách điện và thiết kế hệ thống van cắt sét lan truyền bảo vệ tủ điện tổng.

Chương 24: Thiết kế hệ thống nối đất an toàn

Chương so sánh các dạng sơ đồ bảo vệ an toàn điện và lựa chọn áp dụng sơ đồ nối đất TN-S; thiết kế hệ thống tiếp địa an toàn làm việc, tiếp địa bảo vệ vỏ thiết bị và hệ thống nối đất chống sét đánh trực tiếp bằng mạng lưới cọc đồng liên kết đạt trị số điện trở nối đất quy chuẩn.

Chương 25: Thống kê thiết bị vật tư điện

Chương tổng hợp toàn bộ bảng khối lượng thiết bị điện gồm máy biến áp, máy phát điện, tủ điện phân phối chính MSB, tủ tầng, thanh dẫn Busway, thang máng cáp, dây cáp điện hạ thế, thiết bị đóng cắt và phụ kiện tiếp địa chống sét.

Chương 26: Hệ thống chữa cháy

Chương trình bày các tài liệu và số liệu cơ sở phục vụ công tác PCCC; tính toán và bố trí hệ thống chữa cháy vách tường trong nhà, hệ thống họng tiếp nước chữa cháy ngoài nhà và hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler bảo vệ toàn bộ không gian thương mại và hành lang căn hộ.

Kết quả và đóng góp

Đồ án đã đạt được các kết quả kỹ thuật cụ thể, thể hiện qua hệ thống số liệu trích xuất trực tiếp từ thuyết minh:

  • Xác lập đầy đủ thông số thủy lực hệ thống cấp thoát nước: Xác định tổng lưu lượng nước sinh hoạt ngày dùng nước nhiều nhất là 208,823 m3/ngày (ứng với quy mô dân số tính toán 1046 người), lưu lượng đỉnh giờ lớn nhất là 37,875 m3/h. Lựa chọn thành công bể nước ngầm bê tông cốt thép dung tích 215 m3 (kích thước 10 m x 10 m x 2,45 m) bảo đảm dự trữ nước sinh hoạt trong 1 ngày đêm; thiết kế hệ két mái Inox dung tích 40 m3 (gồm 4 bồn 10 m3 ghép thông nhau). Bố trí van giảm áp trục đứng nhằm duy trì áp lực làm việc đầu ra từ 2,0 đến 3,5 kg/cm2, giải quyết chênh lệch áp lực thủy tĩnh lên tới 54,15 m cột nước.
  • Hoàn thiện giải pháp phân phối điện và nguồn dự phòng: Tính toán lựa chọn 01 máy biến áp khô THIBIDI loại đúc có vỏ tủ công suất 2500 kVA đấu nối nguồn trung thế 22 kV; chọn 01 máy phát điện dự phòng CUMMINS công suất 800 kVA phục vụ tải ưu tiên thông qua bộ chuyển nguồn ATS; thiết lập hệ thống thanh dẫn Busway trục đứng và hệ thống nối đất bảo vệ theo sơ đồ TN-S.
  • Xác lập giải pháp thông gió và kiểm soát khói: Xây dựng sơ đồ điều hòa không khí VRV tối ưu năng lượng; tính toán hoàn chỉnh hệ thống hút khói hầm xe, hút khói hành lang và hệ thống tạo áp chống nhiễm khói buồng thang bộ N2, N3, thang máy theo QCVN 06:2021/BXD.

Giải pháp và kiến nghị đề xuất của tác giả:

  • Áp dụng sơ đồ cấp nước phân vùng kết hợp giữa két mái trọng lực và bơm tăng áp cục bộ cho các tầng áp mái (tầng 12 - 14) nhằm ổn định áp lực nước, hạn chế rủi ro gián đoạn cấp nước từ mạng ngoài.
  • Ứng dụng thanh dẫn Busway thay thế cáp ngầm trục đứng nhằm tiết kiệm không gian hộp kỹ thuật, giảm tổn thất điện áp và nâng cao độ an toàn phòng chống cháy nổ.
  • Thiết kế hệ thống thu gom và xử lý nước thải cục bộ đạt Cột B QCVN 14:2008/BTNMT trước khi xả vào hệ thống thoát nước chung của đô thị.

Đóng góp của đồ án:

  • Tác giả tự đánh giá đồ án đã hệ thống hóa trọn vẹn quy trình tính toán, thiết kế đồng bộ các hệ thống cơ điện (MEP) cho một công trình cao tầng hỗn hợp có tính phức tạp cao.
  • Kết hợp hiệu quả giữa phương pháp tính toán lý thuyết truyền thống với các phần mềm kỹ thuật chuyên ngành (Daikin Heatload, Ductchecker Pro, Dialux, AutoCAD), nâng cao độ tin cậy của các thông số kỹ thuật.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đồ án được tác giả thẳng thắn thừa nhận trong thuyết minh xuất phát từ giới hạn về kiến thức thực tế và kinh nghiệm trong công tác thiết kế, giám sát thi công hiện trường. Do khối lượng công việc của toàn bộ hệ thống cơ điện trong công trình 15 tầng kết hợp thương mại dịch vụ rất lớn, đồ án khó tránh khỏi những sai sót cục bộ trong quá trình tính toán và bố trí chi tiết.

Dựa trên phạm vi và giới hạn nghiên cứu, hướng phát triển tiếp theo của đề tài bao gồm việc ứng dụng mô hình thông tin công trình (BIM) để phát hiện và xử lý xung đột không gian (clash detection) giữa các hệ thống đường ống HVAC, cấp thoát nước, máng cáp điện và kết cấu xây dựng; đồng thời nghiên cứu tích hợp hệ thống quản lý tòa nhà thông minh (BMS) nhằm giám sát và tự động hóa quy trình vận hành năng lượng trong công trình.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo chuyên ngành hữu ích cho sinh viên các ngành Kỹ thuật Công trình Xây dựng, Hệ thống Kỹ thuật Công trình (MEP), Kỹ thuật Nhiệt - Lạnh (HVAC), Kỹ thuật Cấp thoát nước và Kỹ thuật Điện - Điện tử công trình.

Các phần có giá trị thực tiễn cao bao gồm:

  • Quy trình tính toán phụ tải lạnh và thiết kế hệ thống VRV kết hợp kiểm soát khói sự cố (Chương 8 đến Chương 14).
  • Phương pháp tính toán thủy lực phân vùng cấp nước nhà cao tầng và tính chọn van giảm áp, dung tích bể chứa (Chương 3).
  • Phương pháp xác định phụ tải điện tổng hợp, tính chọn máy biến áp khô 2500 kVA, busway và kiểm tra dòng ngắn mạch, sụt áp mạng hạ thế (Chương 18, 19, 21).

Câu hỏi thường gặp

Câu hỏi 1: Công trình CCTM3 có quy mô xây dựng và công năng cụ thể như thế nào? Trả lời: Công trình là tổ hợp chung cư kết hợp trung tâm thương mại cao 15 tầng nổi và 01 tầng hầm, thuộc công trình cấp II, bậc chịu lửa bậc II, tọa lạc tại Khu dân cư Nguyên Sơn, Bình Chánh, TP.HCM. Công năng gồm 2 tầng khối đế dành cho thương mại dịch vụ shophouse, 12 tầng khối tháp (tầng 3 đến 14) bố trí các căn hộ để ở và 1 tầng kỹ thuật trên cùng.

Câu hỏi 2: Vì sao tác giả lựa chọn sơ đồ cấp nước có két nước, trạm bơm và bể chứa ngầm thay vì cấp nước trực tiếp từ mạng thành phố? Trả lời: Theo tính toán, áp lực cần thiết để đưa nước lên thiết bị vệ sinh cao nhất của công trình là 54,15 m cột nước, trong khi áp lực đường ống cấp nước bên ngoài đô thị chỉ đạt 20 m và không ổn định. Do đó, áp lực ngoài không bảo đảm đưa nước lên các tầng trên. Phương án bố trí bể ngầm kết hợp bơm trung chuyển lên két mái 40 m3 giúp bảo đảm cấp nước liên tục, an toàn và duy trì lưu lượng đỉnh cho cư dân.

Câu hỏi 3: Thông số kỹ thuật của bể chứa nước ngầm và két nước mái được xác định ra sao? Trả lời: Bể nước ngầm được xây dựng bằng bê tông cốt thép đặt tại tầng hầm, dung tích 215 m3 với kích thước dài 10 m, rộng 10 m, chiều cao 2,45 m (chiều cao bảo vệ 0,3 m), dự trữ nước dùng trong 1 ngày đêm. Két mái gồm 4 bồn Inox dung tích 10 m3/bồn (tổng dung tích 40 m3) đặt tại tầng kỹ thuật mái, đáp ứng nhu cầu dùng nước tải đỉnh trong 1 giờ (Qh.max tính toán là 37,875 m3/h).

Câu hỏi 4: Nguồn điện chính và nguồn điện dự phòng của công trình được thiết kế với thông số nào? Trả lời: Nguồn điện chính được lấy từ lưới trung thế 22 kV của thành phố dẫn vào tủ RMU và cấp cho 01 máy biến áp khô THIBIDI loại đúc có vỏ tủ công suất 2500 kVA đặt tại tầng 1. Nguồn dự phòng sử dụng 01 máy phát điện CUMMINS công suất 800 kVA kết hợp bộ chuyển đổi nguồn ATS để tự động cấp điện cho các phụ tải thiết yếu và hệ thống PCCC khi có sự cố mất điện lưới.

Câu hỏi 5: Các giải pháp hút khói và kiểm soát khí độc khi xảy ra hỏa hoạn được thiết kế tại những khu vực nào? Trả lời: Đồ án thiết kế hệ thống hút khói cưỡng bức cho khu vực tầng hầm để xe và hành lang các tầng căn hộ khi có cháy; đồng thời thiết kế hệ thống quạt thổi tạo áp suất dư chống nhiễm khói cho buồng thang bộ thoát hiểm N2, N3, sảnh thang máy và buồng đệm ngăn cháy theo quy chuẩn QCVN 06:2021/BXD.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Nguyễn Thanh Bảo Duy đã hoàn thành toàn diện việc tính toán và thiết kế kỹ thuật các hệ thống cơ điện (MEP) cho công trình Chung cư kết hợp Trung tâm Thương mại CCTM3 tại Thành phố Hồ Chí Minh. Các phương án thiết kế cho hệ thống cấp thoát nước, điều hòa không khí - thông gió, cung cấp điện và chữa cháy đều tuân thủ chặt chẽ hệ thống tiêu chuẩn, quy chuẩn xây dựng hiện hành của Việt Nam. Việc ứng dụng linh hoạt các phần mềm chuyên ngành như Daikin Heatload, Ductchecker Pro, Dialux và AutoCAD đã bảo đảm tính chuẩn xác của các thông số kỹ thuật, mang lại một bộ hồ sơ thiết kế có giá trị thực tiễn và tính ứng dụng cao cho công trình nhà ở cao tầng hỗn hợp.