Thiết kế hệ thống kỹ thuật cho tòa nhà văn phòng Cityland Tower

Đồ án tốt nghiệp thiết kế hệ thống kỹ thuật tòa nhà Cityland Tower - ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM

• Tác giả: Võ Quốc Thắng
• Người hướng dẫn: TS. Bùi Anh Kiệt
• Trường học: Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Hệ thống kỹ thuật công trình xây dựng
• Đề tài: Thiết kế hệ thống kỹ thuật cho tòa nhà văn phòng Cityland Tower
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan về thiết kế hệ thống kỹ thuật tòa nhà Cityland Tower

Tòa nhà Cityland Tower là công trình văn phòng cao tầng tọa lạc tại khu đô thị CityLand Garden Hills, Quận Gò Vấp, Thành phố Hồ Chí Minh. Đây là đồ án tốt nghiệp ngành Hệ thống kỹ thuật công trình xây dựng, được thực hiện tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM vào năm 2024. Công trình yêu cầu thiết kế đồng bộ nhiều hệ thống kỹ thuật phức tạp, bao gồm hệ thống cấp thoát nước, điều hòa không khí, thông gió, điện, và phòng cháy chữa cháy. Mỗi hệ thống phải tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn và quy chuẩn kỹ thuật hiện hành của nhà nước. Thiết kế hệ thống kỹ thuật tòa nhà văn phòng hiện đại không chỉ đảm bảo vận hành ổn định mà còn hướng đến tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường. Công trình cao tầng như Cityland Tower đặt ra nhiều thách thức kỹ thuật về áp lực đường ống, phụ tải lạnh, lưu lượng khói thải và hệ số an toàn điện. Toàn bộ quá trình thiết kế dựa trên số liệu thực tế, tính toán kỹ thuật chính xác và lựa chọn thiết bị phù hợp với quy mô công trình.

1.1. Giới thiệu công trình và phạm vi thiết kế

Cityland Tower là tòa nhà văn phòng thuộc khu đô thị cao thấp tầng CityLand Garden Hills. Công trình gồm nhiều tầng sử dụng cho mục đích văn phòng thương mại và có tầng hầm đỗ xe. Phạm vi thiết kế bao gồm bảy hạng mục kỹ thuật chính: cấp nước, thoát nước, điều hòa không khí, thông gió, điện chiếu sáng, phòng cháy chữa cháy và hệ thống hút khói. Mỗi hạng mục được tính toán độc lập nhưng phối hợp chặt chẽ với nhau trong tổng thể công trình, đảm bảo sự đồng bộ và hiệu quả vận hành.

1.2. Các tiêu chuẩn và quy chuẩn áp dụng

Toàn bộ thiết kế tuân thủ các quy chuẩn kỹ thuật quốc gia hiện hành. Hệ thống cấp thoát nước áp dụng TCVN và QCVN liên quan. Hệ thống phòng cháy chữa cháy tuân theo QC 06:2021 và QCVN 13:2018. Hệ thống điện thiết kế theo tiêu chuẩn an toàn điện cho công trình xây dựng. Hệ thống điều hòa không khí tính toán theo phương pháp hệ số nhiệt hiện, phù hợp điều kiện khí hậu nhiệt đới tại TP.HCM. Tất cả thiết bị được lựa chọn theo thông số kỹ thuật đáp ứng yêu cầu thiết kế.

II. Phân tích yêu cầu kỹ thuật các hệ thống trong tòa nhà văn phòng

Thiết kế hệ thống kỹ thuật cho tòa nhà văn phòng cao tầng đặt ra nhiều yêu cầu kỹ thuật đặc thù. Hệ thống cấp nước phải đảm bảo áp lực ổn định cho tất cả các tầng, từ tầng hầm đến tầng mái. Điều này đòi hỏi tính toán chính xác về lưu lượng nước, dung tích bể chứa, két nước mái và công suất bơm tăng áp. Hệ thống thoát nước cần phân tách rõ ràng giữa nước thải sinh hoạt, nước mưa và nước thải từ tầng hầm. Tầng hầm đỗ xe yêu cầu thiết bị thoát nước chữa cháy theo QCVN 13:2018. Hệ thống điều hòa không khí cho văn phòng cần tính toán phụ tải lạnh từ nhiều nguồn nhiệt: bức xạ qua kính, truyền nhiệt qua vách, nhiệt từ người và thiết bị điện. Hệ thống thông gió tầng hầm cần đảm bảo giảm nồng độ CO và mùi hôi. Hệ thống phòng cháy chữa cháy là bắt buộc theo pháp luật cho công trình cao tầng như Cityland Tower, bao gồm sprinkler tự động, họng cứu hỏa và hệ thống hút khói bảo vệ lối thoát nạn.

2.1. Yêu cầu kỹ thuật hệ thống cấp thoát nước

Hệ thống cấp nước cho Cityland Tower sử dụng phương thức bơm kết hợp két nước mái. Bể nước ngầm lưu trữ lượng nước dự phòng đủ cho nhu cầu sinh hoạt và chữa cháy. Bơm trung chuyển đẩy nước từ bể ngầm lên két mái, bơm tăng áp đảm bảo áp lực cho các tầng trên cao. Hệ thống thoát nước thải sinh hoạt được dẫn qua bể tự hoại trước khi xả ra hệ thống thoát nước đô thị. Bể tự hoại gồm ba ngăn với tổng thể tích 28 m³, trong đó ngăn chứa 14 m³ và hai ngăn lắng mỗi ngăn 7 m³.

2.2. Yêu cầu kỹ thuật hệ thống điều hòa và thông gió

Phụ tải lạnh của tòa nhà được tính toán theo phương pháp hệ số nhiệt hiện, xét đến các dòng nhiệt từ bức xạ mặt trời qua kính (Q11), nhiệt truyền qua mái (Q21), nhiệt truyền qua vách (Q22) và nhiệt từ người cùng thiết bị bên trong. Thông số thiết kế dựa theo điều kiện khí hậu TP.HCM. Hệ thống thông gió tầng hầm giảm nồng độ CO, đảm bảo môi trường an toàn cho người và phương tiện. Hệ thống hút khói cấp áp dương cho hành lang và buồng thang thoát nạn, tuân theo tiêu chuẩn phòng cháy hiện hành.

III. Giải pháp thiết kế hệ thống kỹ thuật tòa nhà Cityland Tower

Quá trình thiết kế hệ thống kỹ thuật cho Cityland Tower được thực hiện theo trình tự khoa học: xác định số liệu đầu vào, tính toán kỹ thuật, lựa chọn thiết bị và thể hiện trên bản vẽ thi công. Hệ thống cấp nước chọn sơ đồ cấp nước kết hợp bơm và két nước mái, đảm bảo liên tục ngay khi mất điện. Đường ống cấp nước được vạch tuyến hợp lý, tính toán đường kính theo lưu lượng thực tế và kiểm tra tổn thất áp lực toàn tuyến. Hệ thống thoát nước mưa tính toán theo cường độ mưa khu vực TP.HCM. Đường kính ống thoát nước thải sinh hoạt và ống gom được xác định theo lưu lượng tính toán và độ dốc tối thiểu. Bơm nước thải chìm Grundfos SL1 được lựa chọn với lưu lượng phù hợp cho hố ga tầng hầm, kích thước hố ga 3×2×1 m, thể tích mỗi hố 6 m³. Hệ thống điện bao gồm thiết kế chiếu sáng, tính toán phụ tải, lựa chọn thiết bị đóng cắt và đảm bảo an toàn cho người sử dụng.

3.1. Giải pháp thiết kế hệ thống phòng cháy chữa cháy

Hệ thống phòng cháy chữa cháy Cityland Tower được thiết kế bắt buộc theo quy định pháp luật đối với công trình cao tầng. Lưu lượng chữa cháy ngoài nhà đạt 10 l/s, lưu lượng sprinkler và họng vách tường đạt 30 l/s theo QC 7336:2021. Hệ thống bao gồm họng cứu hỏa trong và ngoài nhà, sprinkler tự động và thiết bị báo cháy. Hệ thống hút khói hoạt động song song, trích khói ra ngoài và cấp áp dương cho lối thoát nạn. Hai hố ga thu nước chữa cháy tầng hầm mỗi hố 6 m³ đảm bảo thoát nước kịp thời trong 5 phút sự cố.

3.2. Giải pháp tính toán và lựa chọn thiết bị bơm

Việc lựa chọn bơm cho các hệ thống được thực hiện dựa trên tính toán cột áp và lưu lượng thực tế. Cột áp bơm xác định theo chiều cao từ mặt thoáng đến điểm cao nhất (H1), áp suất đầu ra thiết bị (H2 = 5 mH₂O), tổn thất ma sát theo chiều dài (H3a) và tổn thất cục bộ (H3b = 30% H3a), cộng hệ số dự phòng 15%. Bơm nước thải chìm Grundfos SL1 được chọn với thông số kỹ thuật phù hợp lưu lượng thực tế. Hệ thống ống thoát nước thải bố trí hai trục DN200 đảm bảo thoát lưu lượng toàn công trình.

IV. Kết quả và ứng dụng thực tiễn thiết kế hệ thống kỹ thuật tòa nhà

Đồ án thiết kế hệ thống kỹ thuật cho Cityland Tower hoàn thành đầy đủ bảy hạng mục kỹ thuật theo yêu cầu. Kết quả tính toán được thể hiện cụ thể qua các bảng số liệu, bản vẽ kỹ thuật và thuyết minh chi tiết. Hệ thống cấp nước đảm bảo lưu lượng và áp lực cho toàn bộ công trình. Bể tự hoại ba ngăn với tổng thể tích 28 m³ xử lý nước thải sinh hoạt đạt tiêu chuẩn trước khi xả thải. Hệ thống điều hòa không khí được tính toán chi tiết theo điều kiện khí hậu thực tế, chọn thiết bị phù hợp với phụ tải lạnh từng khu vực. Hệ thống thông gió tầng hầm và hút khói hành lang đảm bảo an toàn cho người sử dụng. Toàn bộ hệ thống phòng cháy chữa cháy đáp ứng quy định pháp luật hiện hành. Đồ án là tài liệu tham khảo có giá trị cho sinh viên ngành Hệ thống kỹ thuật công trình xây dựng và kỹ sư thực hành trong lĩnh vực thiết kế tòa nhà văn phòng cao tầng tại Việt Nam.

4.1. Ý nghĩa thực tiễn của đồ án đối với ngành xây dựng

Đồ án thiết kế hệ thống kỹ thuật Cityland Tower cung cấp quy trình thiết kế hoàn chỉnh cho tòa nhà văn phòng cao tầng tại TP.HCM. Tài liệu thể hiện phương pháp tính toán khoa học, lựa chọn thiết bị thực tế và tuân thủ đúng quy chuẩn kỹ thuật quốc gia. Đây là nền tảng kiến thức quan trọng cho sinh viên trước khi tiếp cận công trình thực tế. Kỹ sư có thể tham khảo phương pháp tính toán lưu lượng, cột áp bơm, phụ tải lạnh và các thông số hệ thống phòng cháy áp dụng cho các công trình tương tự.

4.2. Định hướng phát triển và cải tiến hệ thống kỹ thuật tòa nhà

Xu hướng thiết kế tòa nhà văn phòng hiện đại hướng đến tối ưu hóa năng lượng và tích hợp công nghệ thông minh. Hệ thống điều hòa không khí có thể cải tiến bằng giải pháp VRV/VRF tiết kiệm điện hơn so với hệ thống truyền thống. Hệ thống chiếu sáng tích hợp cảm biến chuyển động và điều khiển tự động giảm tiêu thụ năng lượng đáng kể. Hệ thống phòng cháy kết nối trung tâm giám sát thông minh nâng cao khả năng phản ứng sự cố. Việc áp dụng phần mềm BIM trong thiết kế hệ thống kỹ thuật giúp phối hợp đa ngành chính xác và giảm thiểu xung đột kỹ thuật trên công trường.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế hệ thống kỹ thuật cho tòa nhà văn phòng Cityland" được thực hiện bởi sinh viên Võ Quốc Thắng (MSSV: 20135064), dưới sự hướng dẫn của TS. Bùi Anh Kiệt, TS. Nguyễn Nhân Bổn và ThS. Nguyễn Lê Hồng Sơn thuộc Khoa Xây dựng, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh (bảo vệ tháng 12/2024). Đồ án thuộc chuyên ngành Hệ thống Kỹ thuật Công trình Xây dựng (MEP - Mechanical, Electrical, Plumbing).

Lý do chọn đề tài và bối cảnh thực tiễn

Công trình Cityland Tower là tòa nhà văn phòng thuộc Khu đô thị Cityland Garden Hills, tọa lạc tại số 168 Phan Văn Trị, Phường 5, Quận Gò Vấp, Thành phố Hồ Chí Minh. Tòa nhà sở hữu hai mặt tiền đường Phan Văn Trị, tiếp cận các trục giao thông huyết mạch như đường Phạm Văn Đồng, Lê Quang Định và gần Sân bay Quốc tế Tân Sơn Nhất. Công trình do đơn vị Takenaka thiết kế ý tưởng, thi công bởi Tập đoàn Xây dựng Hòa Bình và Công ty Đầu tư Xây dựng Ngoại Thương theo mô hình "Smart Office" (Hiện đại - Tối ưu tiện ích - Chất lượng và Bền vững), chính thức đi vào hoạt động từ tháng 10/2020.

Đối với công trình văn phòng cao tầng có mật độ người làm việc lớn, việc thiết kế đồng bộ các hệ thống cơ điện là điều kiện tiên quyết nhằm duy trì môi trường làm việc tiện nghi, tiết kiệm năng lượng, đảm bảo an toàn sinh mạng và bảo vệ tài sản theo các quy chuẩn xây dựng hiện hành.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu

Mục tiêu tổng quát của đồ án là thiết kế hoàn chỉnh hệ thống cơ điện (MEP) cho tòa nhà Cityland Tower, đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật, tối ưu hóa năng lượng và chi phí vận hành. Nhiệm vụ thiết kế được tác giả xác định cụ thể theo 7 nội dung:

1. Xác định quy mô công trình, cơ sở dữ liệu kiến trúc và phụ tải sử dụng.
2. Thiết kế hệ thống cấp nước sinh hoạt: xác định nhu cầu dùng nước, tính toán dung tích bể ngầm, két mái, lựa chọn bơm trung chuyển, bơm tăng áp và mạng lưới đường ống.
3. Thiết kế hệ thống thoát nước: phân loại nước thải đen, nước thải xám, tính toán ống đứng, ống gom, ống thông hơi, dung tích bể tự hoại, thoát nước mưa và hệ thống thoát nước chữa cháy tầng hầm.
4. Thiết kế hệ thống điều hòa không khí: tính toán tải nhiệt hiện và nhiệt ẩn, kiểm tra phụ tải lạnh bằng phần mềm chuyên dụng, xây dựng sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp và lựa chọn hệ thống VRV.
5. Thiết kế hệ thống thông gió: tính toán lưu lượng gió tươi, hệ thống hút khí thải, hút khói hành lang, hút khói tầng hầm và hệ thống tăng áp cầu thang bộ, thang máy phòng cháy chữa cháy (PCCC).
6. Thiết kế hệ thống cung cấp điện: tính toán chiếu sáng, phụ tải điện sinh hoạt và động lực, lựa chọn máy biến áp, máy phát điện dự phòng, tụ bù và thiết bị đóng cắt.
7. Thiết kế hệ thống phòng cháy chữa cháy: thiết kế mạng lưới báo cháy tự động, hệ thống chữa cháy vách tường, hệ thống Sprinkler tự động và trạm bơm chữa cháy.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

• Đối tượng nghiên cứu: Các phân hệ kỹ thuật cơ điện bên trong công trình tòa nhà văn phòng cao tầng, bao gồm hệ thống cấp thoát nước, điều hòa không khí - thông gió, cung cấp điện và PCCC.
• Phạm vi không gian: Tòa nhà Cityland Tower với tổng diện tích sàn xây dựng là 18.194 m² (trong đó tổng diện tích sàn không bao gồm tầng hầm là 11.954,3 m²; tổng diện tích sử dụng 18.500 m²), chiều cao công trình 54,6 m, quy mô gồm 3 tầng hầm, 13 tầng nổi và 1 tầng mái.
• Phạm vi đối tượng phục vụ: Quy mô tính toán thiết kế đáp ứng cho 1.900 người làm việc và hoạt động thường xuyên trong tòa nhà.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp thiết kế

Quy chuẩn và tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng

Hồ sơ thiết kế được xây dựng dựa trên hệ thống quy chuẩn, tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng của Việt Nam và các tiêu chuẩn quốc tế:

• Hệ thống cấp thoát nước: Quy chuẩn cấp thoát nước trong nhà và công trình (QC CTNVN - 2000); TCVN 4513:1988 (Cấp nước bên trong – Tiêu chuẩn thiết kế); TCXDVN 33:2006 (Cấp nước – Mạng lưới đường ống và công trình – Tiêu chuẩn thiết kế); TCVN 4474:1987 (Thoát nước bên trong – Tiêu chuẩn thiết kế); QCVN 13:2018/BXD (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về gara ô tô).
• Hệ thống điều hòa không khí và thông gió: Phương pháp tính toán hệ số nhiệt hiện phòng (RSHF), hệ số nhiệt hiện tổng (GSHF) và hệ số nhiệt hiện hiệu dụng (ESHF); tiêu chuẩn về độ ồn và vận tốc gió trong đường ống; cơ sở dữ liệu phụ kiện ống gió của ASHRAE.
• Hệ thống cung cấp điện: Tiêu chuẩn Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế (IEC); Quy phạm trang bị điện; các tiêu chuẩn thiết kế chiếu sáng nội thất nhân tạo.
• Hệ thống phòng cháy chữa cháy: TCVN 2622:1995 (Phòng cháy, chống cháy cho nhà và công trình – Yêu cầu thiết kế); QCVN 06:2021/BXD (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về an toàn cháy cho nhà và công trình); TCVN 7336:2021 (Phòng cháy chữa cháy – Hệ thống chữa cháy tự động bằng nước và bọt).

Phương pháp tính toán và thiết kế kỹ thuật

• Phương pháp thủy lực cấp thoát nước: Sử dụng phương pháp tính toán theo đương lượng thiết bị vệ sinh (N) để xác định lưu lượng tính toán ($Q_{tt} = \alpha \times 0,2 \times \sqrt{N}$). Tổn thất áp lực đường ống được tính toán dựa trên công thức thủy lực Hazen-Williams với hệ số nhám $C = 150$ cho ống nhựa PP-R và $C = 120$ cho ống thép. Tính toán thoát nước mưa theo phương pháp cường độ mưa giới hạn với cường độ mưa tại TP.HCM là $q_5 = 496\text{ l/s.ha}$.
• Phương pháp tính tải lạnh và thông gió: Áp dụng phương pháp phân tích nhiệt hiện và nhiệt ẩn qua từng cấu kiện bao che (kính, tường 200 mm, mái, sàn bê tông), nhiệt tỏa từ thiết bị máy móc, đèn chiếu sáng, người sử dụng và gió tươi. Sử dụng phần mềm Daikin Heatload để tính toán kiểm tra phụ tải lạnh; phần mềm Ductsize và cơ sở dữ liệu ASHRAE Duct Fitting Database để định cỡ đường ống gió và tổn thất áp lực.
• Phương pháp tính toán điện: Ứng dụng phần mềm DIALux để tính toán mô phỏng độ rọi cho từng không gian chức năng; tính toán phụ tải tác dụng, phụ tải phản kháng và công suất biểu kiến theo phương pháp công suất đặt kết hợp hệ số đồng thời và hệ số sử dụng; tính toán dòng ngắn mạch từ máy biến áp đến tủ phân phối tầng.
• Mô hình hóa thông tin công trình (BIM): Sử dụng phần mềm Autodesk Revit để thiết kế mô hình không gian 3D cho toàn bộ hệ thống cơ điện, phối hợp kiểm tra xung đột không gian (clash detection) và trích xuất hồ sơ bản vẽ kỹ thuật 2D cùng bảng thống kê khối lượng vật tư.

Nguồn dữ liệu phục vụ nghiên cứu

• Hồ sơ bản vẽ kiến trúc chi tiết tòa nhà văn phòng Cityland Tower (mặt bằng các tầng hầm, tầng 1 đến tầng 13, tầng mái và mặt cắt công trình).
• Số liệu khí hậu, nhiệt độ tính toán ngoài trời và cường độ mưa tại khu vực Thành phố Hồ Chí Minh.
• Thông số kỹ thuật từ catalogue thương mại của các nhà sản xuất thiết bị: bơm Grundfos, điều hòa Daikin VRV, thiết bị đóng cắt LS, máy biến áp Thibidi, máy phát điện Cummins, thiết bị chiếu sáng Rạng Đông, ống nhựa Tiền Phong.

Thiết kế và triển khai hệ thống kỹ thuật

Tác giả đã triển khai giải pháp kỹ thuật cụ thể cho 4 phân hệ chính thuộc tòa nhà Cityland Tower:

1. Hệ thống cấp nước

• Sơ đồ cấp nước: Lựa chọn phương án cấp nước gián tiếp. Áp lực mạng lưới cấp nước đô thị ngoài phố đo được là $H_{ngoài} = 20\text{ mH}2\text{O}$, trong khi áp lực yêu cầu đưa nước lên thiết bị cao nhất của công trình là $H{ct} = 52,2\text{ mH}2\text{O}$ ($H{ct} > H_{ngoài}$), do đó nước không thể tự chảy lên các tầng cao và mạng lưới đô thị có nguy cơ thiếu ổn định.
• Quy trình vận hành: Nước từ mạng lưới bên ngoài chảy qua đồng hồ đo nước DN40 vào bể ngầm tại tầng hầm 2 (dung tích lưu trữ 1 ngày đêm). Bơm trung chuyển bơm nước từ bể ngầm lên két nước mái (dung tích 5 m³, kích thước $5 \times 1 \times 1\text{ m}$, đặt trên bệ cao 0,6 m). Từ két nước mái, hệ thống phân thành hai vùng áp lực: tầng 1 đến tầng 10 sử dụng áp lực tự do từ cột nước két mái; tầng 11 đến tầng 13 sử dụng hệ thống bơm tăng áp kết hợp bình tích áp do không đủ áp lực tự do.
• Đường ống và thiết bị: Sử dụng ống PP-R chịu áp lực PN10 cho toàn bộ mạng cấp nước lạnh trong nhà. Trang bị 2 bơm trung chuyển Grundfos CR5-13 ($Q = 5\text{ m}^3\text{/h}$, $H = 74,24\text{ mH}_2\text{O}$) và cụm 2 bơm tăng áp Grundfos Hydro Solo-E CRE 15-2 vận hành luân phiên.

2. Hệ thống thoát nước

• Mạng lưới thoát nước: Phân tách độc lập hệ thống thoát nước mưa và hệ thống thoát nước thải. Nước thải bên trong tòa nhà được tách riêng thành nước thải đen (SP - Soil Pipe từ bồn cầu, bồn tiểu) và nước thải xám (WP - Waste Pipe từ lavabo, chậu rửa, phễu thu sàn). Sử dụng vật liệu ống nhựa uPVC class PN8.
• Hệ thống ống đứng và thông hơi: Trục đứng thoát nước đen sử dụng ống DN125, trục đứng thoát nước xám DN100. Toàn bộ các trục kỹ thuật đều bố trí ống thông hơi đứng DN125 song song và kết nối với ống thoát nước để chống phá vỡ nút thủy lực tại các bẫy nước (siphon) và giải phóng khí độc.
• Công trình xử lý cục bộ: Toàn bộ nước thải đen được dẫn về bể tự hoại 3 ngăn xây dựng bằng bê tông cốt thép đặt tại tầng hầm, tổng thể tích $W = 28\text{ m}^3$ (gồm ngăn chứa $14\text{ m}^3$, hai ngăn lắng mỗi ngăn $7\text{ m}^3$, kích thước $6 \times 2,5 \times 2\text{ m}$).
• Thoát nước mưa và tầng hầm: Mái công trình bố trí 10 phễu thu DN100 gom về 2 ống đứng DN200 dẫn xả ra cống thành phố. Tầng hầm thiết kế 2 hố ga thu nước sự cố chữa cháy dung tích $6\text{ m}^3\text{/hố}$ (kích thước $3 \times 2 \times 1\text{ m}$), lắp đặt bơm chìm nước thải Grundfos SL1 thoát nước với lưu lượng tính toán $40\text{ l/s}$ theo quy chuẩn QCVN 13:2018 và QCVN 06:2021.

3. Hệ thống điều hòa không khí và thông gió (HVAC)

• Hệ thống điều hòa không khí: Sử dụng hệ thống máy lạnh trung tâm thay đổi lưu lượng môi chất (VRV) của Daikin. Không gian văn phòng sử dụng các dàn lạnh cassette âm trần và cụm FCU âm trần nối ống gió nhằm đảm bảo tính thẩm mỹ kiến trúc. Dàn nóng VRV bố trí tập trung trên tầng kỹ thuật/tầng mái. Môi chất lạnh tuần hoàn bằng hệ thống ống đồng cách nhiệt đi kèm các bộ chia gas chuyên dụng; hệ thống thu gom nước ngưng sử dụng ống uPVC bọc cách nhiệt chống đọng sương.
• Hệ thống thông gió:
  • Hệ thống cấp gió tươi sử dụng quạt cấp gió FAF kết hợp bộ lọc bụi và miệng lấy gió FAL ngoài trời.
  • Hệ thống hút khí thải khu vệ sinh sử dụng quạt hút EAF và miệng gió EAG.
  • Hệ thống thông gió cơ khí kiểm soát nồng độ khí CO tại 3 tầng hầm để xe.
  • Hệ thống an toàn cháy: Thiết kế hệ thống hút khói hành lang, hút khói tầng hầm và gian phòng lớn; hệ thống quạt tăng áp tạo áp suất dương cho buồng thang bộ thoát nạn loại N2, giếng thang máy PCCC và phòng đệm ngăn khói thang máy chữa cháy.

4. Hệ thống điện và PCCC

• Nguồn điện: Nguồn chính nhận từ lưới trung thế qua trạm biến áp khô Thibidi công suất 1.600 kVA. Nguồn dự phòng trang bị 1 máy phát điện diesel Cummins công suất 1.500 kVA, tích hợp tủ chuyển nguồn tự động ATS cấp điện cho 100% phụ tải ưu tiên (bơm PCCC, quạt tăng áp - hút khói, chiếu sáng sự cố, thang máy, trung tâm dữ liệu). Bố trí hệ thống tụ bù tự động hạ thế nhằm nâng cao hệ số công suất $\cos\varphi$.
• Mạng phân phối: Tủ điện tổng MSB đặt tại tầng hầm cấp nguồn cho các tủ điện tầng; thiết bị đóng cắt sử dụng ACB, MCCB, MCB của hãng LS; hệ thống tiếp địa bảo vệ sử dụng dây đồng trần PE liên kết cọc tiếp địa. Chiếu sáng sự cố sử dụng bộ đèn thoát hiểm chỉ hướng Rạng Đông model KC04 và CD01.
• Hệ thống PCCC: Trang bị hệ thống báo cháy tự động địa chỉ gồm tủ trung tâm xử lý, các đầu báo nhiệt cố định, đầu báo khói, nút ấn khẩn cấp và chuông/còi báo động. Hệ thống chữa cháy bằng nước bao gồm mạng chữa cháy họng nước vách tường trong nhà, trụ chữa cháy ngoài nhà, hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler phủ kín các tầng, trạm bơm chữa cháy chuyên dụng và bể ngầm trữ nước chữa cháy theo tiêu chuẩn QCVN 06:2021.

Bảng tổng hợp thông số thiết bị chính được lựa chọn trong đồ án:

Phân hệ kỹ thuật	Thiết bị / Vật tư chính	Model / Quy cách kỹ thuật	Thông số kỹ thuật chính	Vị trí lắp đặt
Cấp nước	Bơm tăng áp luân phiên	Grundfos Hydro Solo-E CRE 15-2	$Q = 14,x\text{ m}^3\text{/h}$, $H = 20,61\text{ mH}_2\text{O}$	Tầng mái
Cấp nước	Bơm trung chuyển	Grundfos CR5-13 A-A-A-E-HQQE	$Q = 5\text{ m}^3\text{/h}$, $H = 74,24\text{ mH}_2\text{O}$	Tầng hầm 2
Thoát nước	Bơm chìm nước thải hầm	Grundfos SL1	Lưu lượng thoát chữa cháy $40\text{ l/s}$	Hố ga hầm 3
Thoát nước	Bể tự hoại bê tông	Bể 3 ngăn (chứa - lắng - lắng)	$W = 28\text{ m}^3$ ($6 \times 2,5 \times 2\text{ m}$)	Dưới sàn tầng hầm
ĐHKK	Dàn nóng trung tâm	Daikin VRV	Công nghệ Inverter biến tần	Tầng mái
ĐHKK	Dàn lạnh văn phòng	Cassette âm trần & FCU nối ống gió	Sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp	Trần giả các tầng
Cung cấp điện	Máy biến áp phân phối	Thibidi (loại máy biến áp khô)	Dung lượng $1.600\text{ kVA}$	Phòng máy biến áp hầm
Cung cấp điện	Máy phát điện dự phòng	Cummins	Công suất $1.500\text{ kVA}$	Phòng máy phát hầm
Cung cấp điện	Thiết bị đóng cắt	LS (ACB, MCCB, MCB, RCBO)	Bảo vệ quá tải, ngắn mạch, rò điện	Tủ điện MSB, tủ tầng
Chiếu sáng sự cố	Đèn exit và chiếu sáng khẩn cấp	Rạng Đông KC04 và CD01	Pin lưu điện tự động sạc	Cửa thoát hiểm, hành lang

Nội dung chính theo từng chương

Giới thiệu công trình và các nội dung thiết kế

Chương này tổng hợp các số liệu hình học và công năng của công trình Cityland Tower. Tòa nhà cao 54,6 m, tổng diện tích sàn 18.194 m², diện tích mái 1.017,4 m², diện tích sàn tầng 1 và tầng hầm 1 đều đạt 2.080 m²/tầng. Tác giả vạch rõ ranh giới thiết kế gồm 4 hạng mục cơ điện chính: cấp thoát nước, điều hòa không khí - thông gió, cung cấp điện và phòng cháy chữa cháy, bảo đảm sự tiện nghi, an toàn cho tòa nhà thông minh.

Hệ thống cấp nước

Nội dung chương trình bày việc phân tích lựa chọn giải pháp cấp nước gián tiếp dựa trên đối chiếu áp lực cột nước ($H_{ngoài} = 20\text{ m} < H_{ct} = 52,2\text{ m}$). Xác định tổng số thiết bị vệ sinh toàn tòa nhà gồm 105 hố xí, 35 âu tiểu, 77 lavabo, 21 vòi rửa, 3 sen tắm và 20 chậu rửa cho 1.900 người.

Chương tính toán dung tích két nước mái đạt $5\text{ m}^3$ phục vụ nhu cầu tải đỉnh trong 1 giờ ($Q_{hmax} = 31,18\text{ m}^3\text{/ngày} \times 1,39 / 24$); dung tích bể ngầm lưu trữ 1 ngày đêm với kích thước $6,5\text{ m}$. Chương đưa ra bảng tính thủy lực chi tiết cho từng đoạn ống nhánh nhà vệ sinh (tầng 1 đến 13) và ống đứng cấp nước, xác định đường kính ống PP-R từ DN20 đến DN50, lựa chọn thông số trạm bơm tăng áp và bơm trung chuyển Grundfos.

Hệ thống thoát nước

Chương phân tích nguyên lý thoát nước tự chảy kết hợp trạm bơm hố thu. Thiết kế phân tách hệ thống ống thoát nước đen và nước xám bằng ống uPVC PN8. Các bảng tính thủy lực xác định trục đứng nước thải đen trục A-A' gồm 65 hố xí và 2 âu tiểu (tổng đương lượng 313) sử dụng ống DN125 với chiều dài thực tế 48 m (nhỏ hơn chiều dài giới hạn 119 m); trục thoát nước xám tổng đương lượng 221 sử dụng ống DN100; trục thông hơi đứng chịu tải 534 đương lượng sử dụng ống DN125.

Tính toán hệ thống thoát nước mưa mái diện tích 1.120 m² với lưu lượng tính toán qua công thức D1 xác định 10 phễu thu DN100 gom vào 2 ống đứng DN200. Thể tích bể tự hoại 3 ngăn được tính toán đạt $W = 28\text{ m}^3$ phục vụ lượng thải lớn hơn $5,5\text{ m}^3\text{/ngày}$. Hệ thống thoát nước sự cố chữa cháy hầm xe tính toán hố ga $12\text{ m}^3$ (chia 2 hố $6\text{ m}^3$, kích thước $3 \times 2 \times 1\text{ m}$) kèm bơm chìm Grundfos SL1 công suất thoát nước $40\text{ l/s}$.

Hệ thống điều hòa không khí

Chương này tập trung xác định phụ tải lạnh của công trình văn phòng bằng phương pháp giải tích phân tích nhiệt hiện và nhiệt ẩn: nhiệt bức xạ qua kính ($Q_{11}$), nhiệt truyền qua vách ($Q_{22}$), truyền qua trần mái ($Q_{21}$), sàn nền ($Q_{23}$), nhiệt tỏa từ đèn chiếu sáng ($Q_{31}$), máy móc thiết bị văn phòng ($Q_{32}$), nhiệt hiện và nhiệt ẩn do người tỏa ra ($Q_4$), nhiệt do gió tươi mang vào ($Q_{hN}, Q_{aN}$) và nhiệt do gió lọt ($Q_{5h}, Q_{5a}$). Toàn bộ số liệu được kiểm tra chéo bằng phần mềm Daikin Heatload.

Tác giả thiết lập sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp, xác định các điểm trạng thái trên ẩm đồ (enthalpy, độ ẩm tương đối, nhiệt độ bầu khô, bầu ướt) và tính toán các hệ số RSHF, GSHF, ESHF. Dựa trên tổng công suất lạnh yêu cầu, đồ án lựa chọn tổ hợp dàn nóng trung tâm VRV Daikin đặt trên mái, dàn lạnh cassette âm trần và FCU, quy định kích thước đường ống đồng dẫn gas, bộ chia gas và ống thoát nước ngưng chống tràn.

Hệ thống thông gió

Chương thiết kế hệ thống thông gió tiện nghi và an toàn:

• Tính toán lưu lượng cấp gió tươi vào từng phòng điều hòa theo tiêu chuẩn số người và diện tích.
• Tính toán thông gió hút thải khu vệ sinh đảm bảo áp suất âm ngăn mùi phát tán.
• Tính toán hệ thống hút khói và thông gió tầng hầm nhằm duy trì nồng độ CO dưới ngưỡng nguy hại.
• Tính toán lưu lượng hút khói hành lang và gian phòng khi xảy ra hỏa hoạn.
• Thiết kế hệ thống tăng áp khẩn cấp: quạt tăng áp cầu thang bộ thoát hiểm loại N2, tăng áp giếng thang máy PCCC và tăng áp phòng đệm thang máy ngăn chặn khói độc xâm nhập hành lang cứu nạn.
• Định cỡ tiết diện ống gió và chọn miệng gió (miệng gió khe hẹp dài, miệng khuếch tán vuông, miệng sọt trứng của hãng Reetech) dựa trên phần mềm Ductsize và tra tổn thất phụ kiện bằng ASHRAE Duct Fitting Database để lựa chọn quạt thông gió.

Hệ thống cung cấp điện công trình

Trình bày giải pháp cấp điện hạ áp cho toàn tòa nhà. Sử dụng phần mềm DIALux mô phỏng và kiểm tra độ rọi yêu cầu cho từng khu vực (phòng làm việc, sảnh chờ, hội trường, tầng hầm). Tính toán nhu cầu phụ tải chiếu sáng, phụ tải ổ cắm và phụ tải động lực (cụm bơm cấp thoát nước, hệ thống thang máy, dàn nóng/dàn lạnh HVAC, quạt thông gió PCCC) kết hợp hệ số đồng thời.

Lựa chọn trạm biến áp khô Thibidi 1.600 kVA, máy phát điện dự phòng Cummins 1.500 kVA tự động khởi động qua tủ ATS khi mất lưới điện. Tính toán dung lượng giàn tụ bù nâng cao hệ số công suất $\cos\varphi$, tính toán dòng ngắn mạch ba pha từ trạm biến áp đến tủ phân phối các tầng, định cỡ tiết diện cáp điện hình học, dây tiếp địa bảo vệ PE và thiết bị đóng cắt bảo vệ CB của hãng LS.

Hệ thống phòng cháy chữa cháy

Chương thiết lập mạng lưới an toàn PCCC tòa nhà cao tầng theo quy định pháp luật:

• Hệ thống báo cháy tự động: Bố trí trung tâm điều khiển báo cháy chính, các kênh tín hiệu nối với đầu báo nhiệt gia tăng/cố định, đầu báo khói quang học, nút ấn báo cháy bằng tay và còi/đèn chớp báo động; thiết lập liên động ngắt điện điều hòa, kích hoạt quạt tăng áp hút khói và hạ thang máy về tầng thoát hiểm khi có tín hiệu cháy.
• Hệ thống chữa cháy bằng nước: Thiết kế mạng đường ống chữa cháy vách tường ngoài nhà, hệ thống họng nước chữa cháy vách tường trong nhà (cuộn vòi D65/D50), hệ thống đầu phun chữa cháy tự động Sprinkler theo tiêu chuẩn TCVN 7336:2021.
• Tính toán thủy lực mạng đường ống cấp nước chữa cháy, xác định công suất trạm bơm chữa cháy (bơm điện chính, bơm diesel dự phòng, bơm bù áp Jockey) và dung tích bể nước ngầm dự trữ phục vụ chữa cháy theo thời gian quy định.

Thống kê vật tư thiết bị

Tổng hợp chi tiết khối lượng vật tư, thiết bị của 4 hệ thống cơ điện:

• Khối lượng vật tư cấp thoát nước (chiều dài các loại ống PP-R, uPVC theo từng đường kính, số lượng van cổng, van phao, đồng hồ, máy bơm, phụ kiện co lơ).
• Khối lượng vật tư điều hòa không khí và thông gió (số lượng dàn nóng VRV, dàn lạnh cassette, FCU, mét dài ống đồng, mét vuông tôn tráng kẽm làm ống gió, miệng gió Reetech, quạt hút/cấp).
• Khối lượng vật tư điện (chiều dài cáp đồng bọc cách điện XLPE/PVC, dây tiếp địa PE, số lượng máng cáp/thang cáp, tủ điện, CB đóng cắt các loại, bộ đèn chiếu sáng, đèn exit).
• Khối lượng thiết bị PCCC (số lượng đầu phun Sprinkler, đầu báo cháy, bình chữa cháy xách tay bột/CO2, tủ vòi chữa cháy, van báo động Alarm Valve).

Triển khai bản vẽ bằng phần mềm Revit

Trình bày quy trình ứng dụng công nghệ BIM (Building Information Modeling) bằng phần mềm Autodesk Revit MEP:

• Các bước thiết lập dự án mới, liên kết (link) mô hình kiến trúc công trình.
• Thiết lập hệ thống thư viện (family) thiết bị cơ điện, tạo lập các hệ thống đường ống (Piping System) và hệ thống ống gió (Duct System).
• Bố trí thiết bị vệ sinh, thiết bị cơ điện, vẽ tuyến ống cấp thoát nước, ống gas, ống gió, máng cáp và tủ điện trên mặt bằng không gian 3D.
• Trích xuất hệ thống bản vẽ mặt bằng, sơ đồ nguyên lý không gian và bản vẽ trích đoạn chi tiết lắp đặt (tỷ lệ 1:100 và KTL) cho toàn bộ 4 hệ cơ điện.

Kết quả và đóng góp

Kết quả kỹ thuật đạt được

1. Thiết kế hoàn chỉnh hệ thống cấp thoát nước: Xác định chính xác phương án cấp nước gián tiếp với bể nước ngầm hầm 2 và két nước mái dung tích $5\text{ m}^3$, phân vùng áp lực hợp lý với cụm bơm tăng áp Grundfos Hydro Solo-E CRE 15-2 phục vụ riêng tầng 11 đến tầng 13. Phân tách triệt để hệ thống nước thải đen và xám, giải quyết bài toán xử lý nước thải cục bộ qua bể tự hoại bê tông 3 ngăn dung tích $28\text{ m}^3$ và hệ thống thu gom, thoát nước chữa cháy hầm với 2 hố ga $6\text{ m}^3$ cùng bơm chìm Grundfos SL1 lưu lượng $40\text{ l/s}$.
2. Tối ưu hóa hệ thống nhiệt - thông gió: Tính toán toàn diện phụ tải lạnh công trình văn phòng bằng phương pháp hệ số nhiệt hiện và kiểm chứng bằng phần mềm Daikin Heatload, lựa chọn giải pháp điều hòa VRV linh hoạt, tiết kiệm điện năng. Thiết kế đồng bộ hệ thống thông gió cơ khí tầng hầm, cấp gió tươi và hệ thống tăng áp hút khói bảo vệ đường thoát nạn theo chuẩn QCVN 06:2021.
3. Đảm bảo cung cấp điện liên tục và an toàn: Xác định phụ tải điện thực tế, lựa chọn trạm biến áp khô Thibidi 1.600 kVA và hệ thống nguồn dự phòng máy phát điện Cummins 1.500 kVA đáp ứng 100% công suất cho các phụ tải sự cố và vận hành thiết yếu; nâng cao chất lượng điện năng bằng hệ thống tụ bù hạ thế tự động.
4. Hệ thống an toàn PCCC tích hợp: Xây dựng mạng lưới báo cháy tự động địa chỉ và chữa cháy kết hợp (vách tường và Sprinkler tự động) tuân thủ nghiêm ngặt các quy chuẩn an toàn sinh mạng hiện hành.

Đóng góp kỹ thuật của đồ án

• Xây dựng một đồ án thiết kế kỹ thuật cơ điện (MEP) hoàn chỉnh, tích hợp liên ngành (Cấp thoát nước - Nhiệt lạnh - Điện - PCCC) cho một công trình cao tầng có thật với công năng văn phòng hiện đại (Cityland Tower).
• Ứng dụng thành công phần mềm thiết kế hiện đại (Daikin Heatload, DIALux, Ductsize, ASHRAE Database) kết hợp mô hình hóa thông tin công trình BIM trên Autodesk Revit MEP, giúp trực quan hóa không gian kỹ thuật, xử lý va chạm đường ống và nâng cao độ chính xác trong công tác bóc tách khối lượng vật tư.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế

• Các thông số tính toán phụ tải lạnh, nhu cầu dùng nước và phụ tải điện chủ yếu dựa trên các chỉ tiêu định mức lý thuyết trong tiêu chuẩn thiết kế và giả định công suất vận hành đồng thời tối đa, chưa có số liệu đo đạc thực tế từ quá trình vận hành của tòa nhà để hiệu chỉnh.
• Kinh nghiệm thực tế của người thực hiện về điều phối thi công công trường còn hạn chế, dẫn đến việc giải quyết chi tiết một số nút giao cắt không gian phức tạp giữa dầm kết cấu và hệ thống ống gió/ống chữa cháy cỡ lớn trong trần giả chủ yếu xử lý trên mô hình lý thuyết.
• Đồ án chưa đi sâu vào việc lập bảng phân tích kinh tế - kỹ thuật toàn diện để đánh giá chi phí vòng đời (Life Cycle Cost - LCC) cũng như thời gian thu hồi vốn giữa các phương án thiết bị.

Hướng phát triển tiếp theo

• Nghiên cứu tích hợp hệ thống quản lý tòa nhà thông minh BMS (Building Management System) nhằm tự động hóa quá trình giám sát, điều khiển tập trung toàn bộ hệ thống cơ điện (chiller/VRV, chiếu sáng, bơm, quạt thông gió, PCCC) giúp tối ưu hóa năng lượng theo thời gian thực.
• Mở rộng phân tích mô phỏng năng lượng công trình bằng các công cụ chuyên sâu (như EnergyPlus, DesignBuilder) để đánh giá chỉ số hiệu quả năng lượng tổng thể và hướng tới đạt chứng nhận công trình xanh (LEED hoặc LOTUS).

Giá trị tham khảo

Bản đồ án tốt nghiệp là tài liệu tham khảo có giá trị học thuật và kỹ thuật thực hành rõ rệt:

• Đối tượng thụ hưởng: Sinh viên chuyên ngành Hệ thống Kỹ thuật Công trình Xây dựng (Kỹ thuật MEP), Kỹ thuật Nhiệt - Điện lạnh, Kỹ thuật Cấp thoát nước, Kỹ thuật Điện công trình tại các trường đại học kỹ thuật; các kỹ sư MEP trẻ mới ra trường làm công tác thiết kế hoặc giám sát thi công cơ điện nhà cao tầng.
• Nội dung tham khảo giá trị:
  • Quy trình từng bước tính toán phụ tải lạnh theo phương pháp hệ số nhiệt hiện kết hợp phần mềm Daikin Heatload và quy trình chọn thiết bị hệ VRV.
  • Phương pháp phân vùng áp lực hệ thống cấp nước nhà cao tầng và các bảng tính thủy lực đường ống cấp, thoát nước theo tiêu chuẩn TCVN và Hazen-Williams.
  • Bảng tính chi tiết lưu lượng thông gió, hút khói tầng hầm và tăng áp cầu thang thoát hiểm, giếng thang máy theo quy chuẩn an toàn cháy QCVN 06:2021.
  • Phương pháp thiết lập dự án, mô hình hóa cấu kiện cơ điện và liên kết kiến trúc để xuất hồ sơ bản vẽ bằng Autodesk Revit MEP.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao công trình Cityland Tower phải áp dụng sơ đồ cấp nước gián tiếp kết hợp bơm tăng áp thay vì cấp nước trực tiếp từ mạng lưới đô thị?

Theo số liệu từ cơ quan cấp nước đô thị tại TP.HCM, áp lực tự do ngoài đường ống cấp nước chỉ đạt $H_{ngoài} = 20\text{ mH}2\text{O}$ và thường xuyên biến động. Trong khi đó, tòa nhà Cityland Tower cao 54,6 m gồm 13 tầng nổi và 3 tầng hầm, có áp lực yêu cầu tối thiểu để đưa nước lên các thiết bị vệ sinh tầng trên cùng là $H{ct} = 52,2\text{ mH}2\text{O}$ ($H{ct} > H_{ngoài}$). Do đó, mạng lưới bên ngoài không thể tự đẩy nước lên các tầng cao. Tác giả phải sử dụng sơ đồ gián tiếp đưa nước vào bể ngầm hầm 2, bơm lên két nước mái $5\text{ m}^3$ bằng bơm trung chuyển Grundfos CR5-13. Đối với các tầng 11, 12, 13 do khoảng cách tĩnh từ két mái xuống thiết bị quá nhỏ không đủ áp lực phun, đồ án bố trí thêm cụm 2 bơm tăng áp Grundfos Hydro Solo-E CRE 15-2 vận hành luân phiên để bù áp.

2. Dung tích và quy cách cấu tạo của bể tự hoại xử lý nước thải đen trong công trình được tính toán như thế nào?

Dung tích bể tự hoại được tính toán cho quy mô công trình có lưu lượng nước thải đen vượt quá $5,5\text{ m}^3\text{/ngày}$. Theo công thức quy chuẩn, tổng thể tích hữu ích của bể tự hoại được tính ra là $W = 28\text{ m}^3$. Bể được thiết kế bằng bê tông cốt thép đặt dưới sàn tầng hầm, chia thành 3 ngăn: 1 ngăn chứa có dung tích $14\text{ m}^3$ (chiếm 50% thể tích) và 2 ngăn lắng, mỗi ngăn có dung tích $7\text{ m}^3$ (mỗi ngăn chiếm 25%). Kích thước hình học tổng thể của bể là chiều dài $6\text{ m}$, chiều rộng $2,5\text{ m}$ và chiều sâu hiệu dụng $2\text{ m}$.

3. Giải pháp cấp nguồn điện chính và nguồn dự phòng của tòa nhà Cityland Tower được thiết kế với công suất bao nhiêu?

Nguồn cấp điện chính của tòa nhà được cấp từ lưới điện trung thế thông qua 1 máy biến áp phân phối loại khô của hãng Thibidi với dung lượng định mức $1.600\text{ kVA}$ đặt tại phòng máy biến áp tầng hầm. Nguồn điện dự phòng sử dụng 1 tổ máy phát điện diesel Cummins có công suất $1.500\text{ kVA}$. Máy phát điện dự phòng được tích hợp cùng hệ thống tủ chuyển nguồn tự động ATS, đảm bảo cấp điện khẩn cấp cho 100% các phụ tải ưu tiên loại 1 khi xảy ra sự cố mất điện lưới (bao gồm hệ thống bơm chữa cháy, quạt hút khói - tăng áp, hệ thống thang máy PCCC, chiếu sáng thoát nạn và phòng điều khiển trung tâm).

4. Hệ thống điều hòa không khí của tòa nhà sử dụng công nghệ gì và được kiểm tra phụ tải lạnh bằng công cụ nào?

Hệ thống điều hòa không khí của tòa nhà Cityland Tower sử dụng công nghệ máy lạnh trung tâm Daikin VRV (Variable Refrigerant Volume) kết hợp biến tần, sử dụng dàn nóng đặt trên mái và hệ thống dàn lạnh cassette âm trần cùng dàn lạnh FCU nối ống gió đặt trong trần thạch cao các tầng văn phòng. Phụ tải lạnh được tác giả tính toán giải tích lý thuyết theo phương pháp hệ số nhiệt hiện phòng (RSHF, GSHF, ESHF) kết hợp sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp, sau đó được mô phỏng và kiểm tra chéo bằng phần mềm chuyên dụng Daikin Heatload để đảm bảo tính chuẩn xác trước khi lựa chọn công suất máy.

5. Biện pháp thoát nước sự cố và chống ngập cho các tầng hầm khi hệ thống chữa cháy hoạt động được giải quyết ra sao?

Theo mục 2.f của quy chuẩn QCVN 13:2018 và quy chuẩn an toàn cháy QCVN 06:2021, sàn tầng hầm đỗ xe ngầm phải có thiết bị thu thoát nước chữa cháy để chống ngập cục bộ và ngập thiết bị điện. Đồ án đã tính toán lưu lượng chữa cháy tổng cộng là $40\text{

Trích đoạn nội dung tài liệu

LỜI MỞ ĐẦU. GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH VÀ CÁC NỘI DUNG THIẾT KẾ. Giới thiệu công trình. Các hạng mục thiết kế.

HỆ THỐNG CẤP NƯỚC. Giới thiệu chung. Hệ thống cấp nước trong nhà. Phương thức cấp nước.

Hệ thống bể chứa nước. Thiết kế hệ thống cấp nước. Cơ sở và số liệu thiết kế. Phương pháp thiết kế mạng lưới cấp nước.

Lựa chọn sơ đồ cấp nước. Tính toán hệ thống cấp nước. Vạch tuyến và bố trí đường ống. Tính toán lượng nước cấp.

Tính toán két nước mái và bể nước ngầm. Tính toán bơm cấp nước. Tính toán bơm tăng áp. Tính toán bơm trung chuyển.

Tính toán đồng hồ nước. Tính toán đường kính ống cấp nước. HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC. Tổng quan hệ thống thoát nước.

Định nghĩa hệ thống thoát nước. Phân loại hệ thống thoát nước. Các bộ phận của hệ thống thoát nước trong nhà. Cơ sở thiết kế.

Công thức tính toán, tiêu chuẩn quy định. Thoát nước sinh hoạt. Tính toán đường kính thoát nước. Tính toán đường kính thoát nước thải sinh hoạt.

Tính toán đường kính ống gom. Tính toán đường kính thoát nước mưa. Tính toán bể tự hoại. Tính toán bể tự hoại.

Tính toán bơm nước thải. HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ. Thông số thiết kế. Giới thiệu công trình và cơ sở thiết kế.

Các thông số thiết kế. Tính toán phụ tải lạnh bằng phương pháp hệ số nhiệt hiện. Dòng nhiệt do bức xạ qua kính vào phòng Q11. Dòng nhiệt truyền qua mái do bức xạ và do chênh lệch nhiệt độ Q21.

Dòng nhiệt truyền qua vách Q22. Dòng nhiệt truyền qua nền Q23. Dòng nhiệt tỏa do đèn chiếu sáng Q31. Dòng nhiệt tỏa do máy móc Q32.

Dòng nhiệt hiện và ẩn do người tỏa ra Q4. Dòng nhiệt hiện và ẩn do gió tươi mang vào Q hN và QaN. Dòng nhiệt hiện và ẩn do gió lọt Q5h và Q5a. Các nguồn nhiệt khác Q6.

Tổng nhiệt của công trình. Tính toán kiểm tra bằng Daikin Heatload. Sơ đồ tuần hoàn 1 cấp. Nguyên lý của sơ đồ tuần hoàn 1 cấp.

Xác định các thông số trạng thái không khí trên ẩm đồ. Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF (Room Sensible Heat Factor) εhf. Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF (Grand Sensible Heat Factor) εht. Hệ số nhiệt hiệu dụng ESHF (Effective Sensible Heat Factor) εhef.

Tổng năng suất lạnh. Chọn dàn nóng VRV. Chọn đường ống gas và bộ chia gas. Chọn đường ống thoát nước ngưng.

HỆ THỐNG THÔNG GIÓ. Phương án tính toán và cơ sở thiết kế. Tính toán hệ thống thông gió. Tính toán hệ thống cấp gió tươi.

Tính thông gió hút khói tầng hầm. Tính toán thông gió. Tính toán hút khói hành lang. Tính toán hút khói cho gian phòng.

Tăng áp cầu thang bộ N2. Tăng áp cầu thang bộ PCCC. Tăng áp hố thang máy PCCC. Tăng áp phòng đệm thang máy chữa cháy.

Tính toán đường ống thông gió. Chọn miệng gió. Kích thước đường ống gió. Tính toán tổn thất đường ống gió và chọn quạt.

HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CÔNG TRÌNH. Tổng quan về cung cấp điện. Thiết kế chiếu sáng. Các vấn đề chung về thiết kế chiếu sáng.

Chọn các thông số tính toán. Tính toán chiếu sáng. Xác định nhu cầu phụ tải. Xác định và tính toán phụ tải điện.

Xác định và tính toán phần động lực. Chọn máy biến áp và máy phát dự phòng. Chọn máy phát dự phòng. Tính toán tụ bù.

Chọn cáp điện và thiết bị đóng cắt. Chọn dây dẫn. Chọn dây tiếp địa. Tính toán ngắn mạch.

HỆ THỐNG PHÒNG CHÁY CHỮA CHÁY. Tổng quan về phòng cháy chữa cháy. Cơ sở tính toán. Yêu cầu đối với các hệ thống pccc cho công trình.

Thiết kế hệ thống báo cháy. Những yêu cầu kỹ thuật của một hệ thống báo cháy. Trung tâm xử lý chính. Đầu báo nhiệt cố định.

Công tắc báo cháy khẩn cấp. Hoạt động của Hệ thống báo cháy. Trung tâm xử lý báo cháy chính. Công tắc khẩn.

Sự tương hỗ của hệ thống báo cháy đến các hệ thống khác. Phương án thiết kế. Hệ thống chữa cháy bằng nước. Mô tả hệ thống.

Hệ thống chữa cháy vách tường ngoài nhà. Hệ thống chữa cháy vách tường trong nhà. Hệ thống chữa cháy xách tay. Hệ thống chữa cháy tự động.

Tính toán ống chữa cháy. Tính toán bơm chữa cháy. Tính toán bể nước chữa cháy. THỐNG KÊ VẬT TƯ THIẾT BỊ.

Thống kê vật tư cấp thoát nước. Thống kê vật tư điều hòa không khí và thông gió. Thống kê vật tư điện. Thống kê thiết bị vật tư PCCC.

TRIỂN KHAI BẢN VẼ BẰNG PHẦN MỀM REVIT. Giải trình các bước thiết kế mô hình. Các bước triển khai hệ thống cấp thoát nước. Các bước triển khai hệ thống điều hòa không khí và thông gió.

Các bước triển khai hệ thống điện. Triển khai bản vẽ cấp thoát nước. Triển khai bản vẽ điều hòa không khí, thông gió. Triển khai bản vẽ điện.

165 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 166 PHỤ LỤC : HỆ THỐNG CẤP THOÁT NƯỚC. 167 PHỤ LỤC 1: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG CẤP NƯỚC CHO TÒA NHÀ .1: Ống cấp nước nhánh cho từng nhà vệ sinh .2 tính toán ống nước trục đứng. 184 PHỤ LỤC 2: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC CHO TÒA NHÀ .1: Tính toán hệ thống thoát nước cho nhà vệ sinh.2 Tính toán ống nước thải đứng và ống thải gom.

204 PHỤ LỤC : ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ. 206 6 PHỤ LỤC 1: THIẾT KẾ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ. 206 PHỤ LỤC 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG THÔNG GIÓ. 232 PHỤ LỤC CHƯƠNG 3: ĐIỆN .1: THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG .2: TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN.

254 7 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Phối cảnh kiến trúc văn phòng Cityland Tower .1 Sơ đồ cấp nước gián tiếp .2 Sơ đồ tính toán bơm tăng áp đến thiết bị bất lợi nhất nhà vệ sinh nam tầng 13 .3 bơm tăng áp Grundfos Hydro Solo-E CRE 15-2 .4 hiệu suất bơm tăng áp .5 Bơm trung chuyển Grundfos .6 Hiệu suất bơm trung chuyển .7 Ống nước PPR Tiền Phong .8 Đương lượng thiết bị cấp nước và kích thước tối của ống dẫn nối với thiết bị .9 Các điểm nút của nhà vệ sinh nam tầng 13 .1 Đương lượng và chiều dài tối đa của ống nước và thông hơi .2 Kích thước đường ống thoát nước mái .3 Cường độ mưa tại các địa phương .4 Lưu lượng nước mưa tính toán cho phễu thu nước mưa .6 Hiệu suất bơm nước thải .1 Các dòng nhiệt ảnh hưởng đến công trình .2 Mặt bằng phòng giám đốc tầng 4 .3 cửa sổ phòng giám đốc tầng 4 .4 Mặt cắt tường bao 200mm .5 Mặt cắt sàn bê tông .6 Nhập các thông số liên quan đến công trình .7 Nhập các thông số tính toán cho không gian điều hòa.8 Nhập các thông số trạng thái không khí trong nhà .9 Nhập các nguồn nhiệt tỏa và nhiệt truyền trong phòng .10 Nhập lượng nhiệt tỏa ra từ người .11 Kết quả tính toán bằng Daikin Heatload .12 Sơ đồ tuần hoàn 1 cấp .13 Sơ đồ tuần hoàn 1 cấp phòng giám đốc tầng 4 .1 Miệng gió khe hẹp dài Reetech .2 Miệng gió khuếch tán vuông Reetech .3 Miệng gió sọt trứng Reetech .4 Sử dụng Ductsize để tính toán kích thước ống gió .5 Sử dụng Ashrae Duct Fitting Database để tính tổn thất qua phụ kiện .1 Đèn thoát hiểm Rạng Đông KC04 và CD01 .2 Mô phỏng dialux ban công tầng 4 .3 Bảng thông số dialux ban công tầng 4 .2 Máy biến áp khô Thibidi 1600 kVA .3 Máy phát dự phòng Cummins 1500 kVA .4 CB của hãng LS .1 Quy định về trang bị hệ thống cấp nước chữa cháy ngoài nhà .2 Quy cách cuộn vòi chữa cháy vách tường .1 Các bước thực hiện tạo dự án mới .1 Các bước load file kiến trúc vào revit .3 Load family cần thiết vào công trình .4 Các bước thực hiện đặt thiết bị và kết nối đường ống .5 Các bước thực hiện tạo dự án mới .6 Các bước thực hiện đặt thiết bị và vẽ ống gió .7 Các bước thực hiện tạo dự án mới .8 Các bước thực hiện đặt thiết bị điện và nối dây.9 Đường ống cấp, thoát nước nhà vệ sinh tầng 1 .10 Đường ống cấp, thoát nước nhà vệ sinh nam tầng 4-11 .11 Chi tiết cụm bơm tăng áp.11 Chi tiết ống đồng từ dàn nóng ODU .12 Chi tiết ống FCU âm trầng phòng trưng bày tầng 1.12 Chi tiết ống hệ thống hút gió thải nhà vệ sinh tầng 1 .12 Chi tiết ống hệ thống hút khói tầng hầm 2 .12 Chi tiết ống hệ thống hút cấp gió tươi hầm 2 .13 Tủ điện phụ tải động lực và máng cáp .14 Các thiết bị, tủ điện và thang cáp tầng hầm .1 Nhà vệ sinh tầng 1 .2 Nhà vệ sinh nữ tầng 2 .3 Nhà vệ sinh nam tầng 2 .4 Nhà vệ sinh nữ tầng 4-11 .5 Nhà vệ sinh nam tầng 4-11 .5 Nhà vệ sinh nữ tầng 12 .6 Nhà vệ sinh nam tầng 12 .7 Nhà vệ sinh nữ tầng 13 .8 Nhà vệ sinh nam tầng 13 .1 Mặt bằng thoát nước nhà vệ sinh tầng 1 .2 Mặt bằng thoát nước nhà vệ sinh nữ tầng 2 .3 Mặt bằng thoát nước nhà vệ sinh nam tầng 2 .4 Mặt bằng thoát nước nhà vệ sinh nữ tầng 4-11 .5 Mặt bằng thoát nước nhà vệ sinh nam tầng 4-11 .6 Mặt bằng thoát nước nhà vệ sinh nữ tầng 12 .7 Mặt bằng thoát nước nhà vệ sinh nam tầng 12 .8 Mặt bằng thoát nước nhà vệ sinh nữ tầng 13 .9 Mặt bằng thoát nước nhà vệ sinh nam tầng 13. 202 9 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Tổng hợp diện tích sàn xây dựng .1 bảng thống kê thiết bị vệ sinh.2 Nhu cầu dùng nước của công trình .3 Bảng tổn thất áp lực từ bơm tăng áp đến thiết bị bất lợi nhất .4 Bảng tính toán áp lực cần thiết cho các tầng .5 Bảng tính toán đương lượng cho các tầng tăng áp .6 Kích thước ống đẩy và ống hút của bơm tăng áp .7 Kích thước ống đầy và ống hút bơm trung chuyển .1 Kích thước tối thiểu của ống thoát dẫn nối với thiết bị .2 Kích thước và độ dốc tối thiểu của ống thoát nước .3 Thể tích bể tự hoại.1 Các thông số thiết kế .