Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Dự án Tùng Lâm Tower được khởi công xây dựng từ năm 2019 và hoàn thành đưa vào hoạt động sau hơn hai năm thi công. Công trình tọa lạc tại vị trí trung tâm quận Hải Châu, thành phố Đà Nẵng, nằm giữa sông Hàn và sân bay quốc tế Đà Nẵng, gần cầu Trần Thị Lý. Tòa nhà có quy mô xây dựng gồm 1 tầng hầm, 11 tầng nổi, tầng kỹ thuật và tầng tum, với tổng chiều cao công trình đạt 42 m. Tổng diện tích sàn xây dựng không bao gồm tầng hầm là 3.268,6 m² và tổng diện tích sàn tính cả tầng hầm là 3.552 m². Về mặt phân bổ công năng, tầng 1 bố trí sảnh tiếp khách và khu vực văn phòng cho thuê; tầng 2 đến tầng 7 cùng tầng 9 được sử dụng làm văn phòng cho thuê; tầng 8 bố trí phòng làm việc và phòng giám đốc; tầng 10 bao gồm phòng nghỉ, phòng công nghệ thông tin và phòng họp; tầng kỹ thuật được bố trí khu căn tin và phòng phục vụ; tầng tum bố trí các hạng mục phụ trợ trên mái. Quy mô nhân sự dự kiến hoạt động thường xuyên trong tòa nhà là 170 người.

Để đưa một tòa nhà văn phòng cao tầng vào vận hành an toàn, tiện nghi và đạt chuẩn, việc thiết kế đồng bộ các hệ thống cơ điện (MEP) đóng vai trò tiên quyết. Đề tài đồ án tốt nghiệp tập trung giải quyết trọn vẹn quy trình tính toán, lựa chọn thiết bị và tổ chức không gian kỹ thuật cho công trình.

Nhiệm vụ nghiên cứu và thiết kế của đồ án được xác định cụ thể qua bốn nội dung kỹ thuật chính:

  1. Thiết kế hệ thống cấp thoát nước: Xác định nhu cầu dùng nước sinh hoạt và chữa cháy; tính toán dung tích bể ngầm, két mái; lựa chọn sơ đồ mạng lưới cấp nước; tính toán thủy lực chọn đường kính ống, trạm bơm tăng áp, bơm trung chuyển và van giảm áp; tính toán hệ thống thoát nước sinh hoạt (phân tách nước xám và nước đen), thoát nước mưa mái và thiết kế thể tích bể tự hoại 3 ngăn.
  2. Thiết kế hệ thống điều hòa không khí và thông gió: Tính toán phụ tải lạnh theo phương pháp hệ số nhiệt hiện và kiểm chứng bằng phần mềm Daikin Heatload; thiết lập sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp; lựa chọn hệ thống điều hòa VRV Daikin; tính toán đường ống dẫn gas, bộ chia gas và ống thoát nước ngưng; thiết kế hệ thống cấp gió tươi, hút khí thải khu vệ sinh, hút khói tầng hầm, hút khói hành lang và tăng áp cầu thang bộ thoát hiểm N2 cùng buồng thang máy.
  3. Thiết kế hệ thống cung cấp điện và chiếu sáng: Tính toán độ rọi và thiết kế hệ thống chiếu sáng cho các khu vực; xác định phụ tải tính toán theo công năng văn phòng và phụ tải động lực; lựa chọn máy biến áp, máy phát điện dự phòng, tụ bù công suất phản kháng; tính toán ngắn mạch, lựa chọn cáp dẫn và khí cụ đóng cắt; thiết kế hệ thống nối đất an toàn và chống sét trực tiếp.
  4. Triển khai mô hình thông tin công trình (BIM): Ứng dụng phần mềm Autodesk Revit để lập mô hình không gian ba chiều cho toàn bộ hệ thống cấp thoát nước, điều hòa không khí - thông gió và điện lực; tiến hành phối hợp (combine) hệ thống nhằm phát hiện xung đột không gian và trích xuất bảng thống kê khối lượng vật tư thiết bị.

Đối tượng nghiên cứu là toàn bộ các phân hệ kỹ thuật công trình bên trong tòa nhà văn phòng Tùng Lâm Tower. Phạm vi nghiên cứu về không gian giới hạn trong ranh giới xây dựng của tòa nhà tại quận Hải Châu, thành phố Đà Nẵng; phạm vi về kỹ thuật giới hạn ở giai đoạn thiết kế kỹ thuật thi công hệ thống cơ điện, dựa trên các quy chuẩn, tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng hiện hành tại Việt Nam.

Tiêu chuẩn kỹ thuật và phương pháp thiết kế

Thiết kế hệ thống kỹ thuật công trình dựa trên hệ thống cơ sở pháp lý, quy chuẩn và tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng chuyên ngành:

  • Hệ thống cấp thoát nước: Quy chuẩn cấp thoát nước trong nhà và công trình (QCCTNVN - 2000); Tiêu chuẩn Quốc gia TCXDVN 13606:2023 (Cấp nước – Mạng lưới đường ống và công trình – Yêu cầu thiết kế); TCVN 4513:1988 (Cấp nước bên trong – Tiêu chuẩn thiết kế); TCVN 4474:1987 (Thoát nước bên trong – Tiêu chuẩn thiết kế); QCVN 06:2021/BXD (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về an toàn cháy cho nhà và công trình) và QCVN 04:2021/BXD (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nhà chung cư và công trình đa năng).
  • Hệ thống điều hòa không khí và thông gió: TCVN 5687:2010 (Thông gió – Điều hòa không khí – Tiêu chuẩn thiết kế); Giáo trình thiết kế hệ thống điều hòa không khí.
  • Hệ thống điện và an toàn: Các tiêu chuẩn thiết kế cung cấp điện hạ thế, chiếu sáng công trình dân dụng, tiêu chuẩn nối đất an toàn và bảo vệ chống sét công trình.

Phương pháp nghiên cứu và tính toán thực tế được triển khai đồng bộ qua các bước:

  • Phương pháp phân tích thủy lực: Tính toán lưu lượng nước cấp dựa trên phương pháp đương lượng thiết bị vệ sinh (N), xác định vận tốc dòng chảy giới hạn trong ống cấp nước (v ≤ 3 m/s, vận tốc kinh tế từ 1,0 đến 2,0 m/s), tính toán tổn thất áp lực cục bộ và tổn thất áp lực dọc đường bằng các công thức thủy lực thực nghiệm để xác định cột áp và lưu lượng bơm.
  • Phương pháp cân bằng nhiệt: Tính toán phụ tải lạnh công trình bằng phương pháp hệ số nhiệt hiện (Sensible Heat Factor method), bóc tách chi tiết từng thành phần dòng nhiệt truyền qua kết cấu bao che (kính, tường, mái, nền), dòng nhiệt bức xạ mặt trời, dòng nhiệt tỏa từ người, đèn chiếu sáng, thiết bị văn phòng và nhiệt do gió tươi, gió lọt mang vào.
  • Phương pháp ứng dụng phần mềm chuyên ngành: Sử dụng phần mềm Daikin Heatload để tính toán và đối chứng công suất lạnh; sử dụng phần mềm Autodesk Revit để mô hình hóa hình học, kiểm tra va chạm vật lý giữa các đường ống nước, ống gió và máng cáp điện.
  • Nguồn dữ liệu đầu vào: Hồ sơ bản vẽ kiến trúc công trình Tùng Lâm Tower; số liệu khảo sát áp lực mạng lưới cấp nước đô thị tại khu vực dự án (áp lực tối thiểu Hmin = 10 m nước, áp lực tối đa Hmax = 20 m nước); số liệu khí hậu địa phương tại Đà Nẵng (vĩ độ 16°–20° Bắc, cường độ mưa q5 = 370,8 l/s.ha, thông số không khí ngoài nhà mùa hè: nhiệt độ nhiệt kế khô tN = 36,5°C, nhiệt độ nhiệt kế ướt tƯ = 28,1°C, độ ẩm tương đối φN = 53,4%, dung ẩm dN = 20,4 g/kg).

Thiết kế và triển khai hệ thống kỹ thuật

1. Hệ thống cấp nước sinh hoạt và chữa cháy

Qua tính toán sơ bộ, áp lực cần thiết để cấp nước đến tầng cao nhất của công trình vượt quá áp lực cấp của mạng lưới cấp nước bên ngoài (Hct > Hmax = 20 m). Tác giả so sánh hai giải pháp kỹ thuật:

  • Phương án 1: Cấp nước gián tiếp sử dụng bể chứa ngầm, két nước trên mái, trạm bơm trung chuyển, hệ bơm tăng áp cho các tầng áp lực thấp và van giảm áp cho các tầng phía dưới.
  • Phương án 2: Cấp nước kết hợp trực tiếp và gián tiếp (tận dụng áp lực mạng ngoài cấp cho tầng hầm, tầng 1 và 2; các tầng còn lại dùng bơm tăng áp).

Tác giả chọn Phương án 1 nhằm đảm bảo an toàn cấp nước liên tục, không phụ thuộc vào tình trạng dao động áp lực của mạng lưới bên ngoài.

Hạng mục thông số Giá trị tính toán Giải pháp kỹ thuật lựa chọn
Nhu cầu nước sinh hoạt 7,7 m³/ngày đêm Tính theo định mức TCVN 4513:1988 (160 người cơ quan: 2,4 m³; 4 người căn hộ: 0,8 m³; 170 suất ăn tập thể: 4,25 m³; 10 nhân viên: 0,25 m³)
Lưu lượng ngày lớn nhất (Qng max) 9,24 m³/ngày Hệ số dùng nước không điều hòa ngày Kng max = 1,2
Lưu lượng giờ lớn nhất (Qh max) 2,31 m³/h Hệ số không điều hòa giờ Kh max = 6 (αmax = 1,5; βmax = 4)
Két nước mái Thể tích hữu ích: 5 m³ Trữ nước sinh hoạt 1 giờ đỉnh (2,31 m³) kết hợp nước chữa cháy trong 10 phút đầu (1,5 m³, qtc = 2,5 l/s, n = 1 họng)
Bể chứa nước ngầm Thể tích: 34 m³; Kích thước: 5,0 x 2,5 x 2,8 m Kết cấu bê tông cốt thép, trữ nước sinh hoạt 1 ngày đêm (6,93 m³) và nước chữa cháy 3 giờ (27 m³, 3 x 3600 x 2,5 l/s)
Đồng hồ đo nước Cỡ DN50 Loại tuốc bin trục ngang theo TCVN 4513:1988 (Qđt = 15 m³/ngày đêm; 2Qđt = 30 m³/ngày đêm)
Trạm bơm trung chuyển Lưu lượng: 5 m³/h; Cột áp: 57,72 mH₂O Model Grundfos CR 1-25 A-FGJ-A-E-HQQE (gồm 2 động cơ x 2,2 kW)
Trạm bơm tăng áp Lưu lượng: 2,05 l/s; Cột áp: 26,03 mH₂O Model Grundfos CMB 3-37 A-C-A-C-P-A (2 động cơ x 0,5 kW, bình tích áp 18 l), cấp cho 4 tầng trên (tầng 8, 9, 10 và tầng kỹ thuật)
Ổn định áp lực tầng dưới Van giảm áp đặt tại trục đứng tầng 4 Cài đặt áp lực giảm 1,5 bar để bảo vệ thiết bị vệ sinh từ tầng 7 xuống tầng hầm trong giới hạn áp lực 1,5 – 3,2 kg/cm²
Vật liệu ống cấp nước Ống nhựa PP-R PN10 Tiền Phong Ống nhánh DN20 – DN32; trục đứng DN40 – DN50

2. Hệ thống thoát nước và xử lý nước thải

Hệ thống thoát nước bên trong tòa nhà được thiết kế theo nguyên tắc tự chảy trọng lực và phân tách độc lập các dòng thải:

  • Thoát nước mưa: Lưu lượng nước mưa tính toán cho mái đạt 67,76 l/s (diện tích mái thu nước F = 140 m², diện tích tường chắn Ftuong = 52 x 1,2 = 62,4 m², hệ số K = 2, cường độ mưa Đà Nẵng q5 = 370,8 l/s.ha). Bố trí 4 phễu thu nước mưa DN110 kết nối vào 2 ống đứng thoát nước mưa DN110 xả thẳng ra hệ thống thoát nước đô thị.
  • Thoát nước thải đen (nước xí, tiểu): Đường ống đứng trong hộp kỹ thuật chịu tải 25 bệ xí và 11 âu tiểu (tổng đương lượng N = 174), chọn ống uPVC DN110 (chiều dài tối đa cho phép 91 m, chiều dài thực tế trục đứng là 41 m). Nước thải đen thu gom dẫn vào bể tự hoại trước khi thoát ra cống chung.
  • Thoát nước thải xám (nước chậu rửa, thoát sàn, bồn tắm): Đường ống đứng chịu tải 25 lavabo, 25 phễu thu sàn, 1 bồn tắm, 1 chậu rửa bếp (tổng đương lượng N = 80), chọn ống uPVC DN90 (chiều dài cho phép 65 m, chiều dài thực tế 41 m). Nước thải xám dẫn thẳng ra cống chung thành phố.
  • Hệ thống thông hơi: Trục đứng thông hơi chính đi trong hộp kỹ thuật chịu tải toàn bộ thiết bị (tổng đương lượng N = 249), chọn ống uPVC DN110 (chiều dài thực tế 43 m < 91 m cho phép).
  • Bể tự hoại: Thiết kế bể 3 ngăn bằng bê tông cốt thép, dung tích tính toán là 11 m³ (ngăn chứa 6,0 m³, ngăn lắng một 2,5 m³, ngăn lắng hai 2,5 m³).

3. Hệ thống điều hòa không khí và thông gió

  • Điều hòa không khí: Áp dụng hệ thống VRV Daikin, tuần hoàn không khí một cấp. Thông số vi khí hậu trong nhà cài đặt nhiệt độ khô tT = 25°C, nhiệt độ ướt tƯ = 19,5°C, độ ẩm tương đối φT = 60%, dung ẩm dT = 12,0 g/kg.
  • Tính toán nhiệt thừa phòng điển hình (Văn phòng tầng 9, diện tích sàn 141 m², 47 người):
    • Bức xạ qua kính (Q11): Diện tích cửa sổ kính khung nhôm 18,3 m², nhiệt bức xạ Rt = 129 W/m² (hướng Bắc), hệ số kính trong suốt km = 0,94, hệ số màn che kr = 0,55, hệ số khung kkh = 1,17. Kết quả Q11 = 665,03 W.
    • Truyền nhiệt qua kết cấu bao che: Qua tường ngoài dày 200 mm và tường ngăn dày 100 mm (Q22t = 2.459,88 W); qua cửa đi gỗ dày 50 mm (Q22c = 405,5 W); qua cửa sổ kính (Q22k = 1.258,09 W); truyền nhiệt qua sàn tiếp giáp tầng không điều hòa (Q23 = 2.417,86 W).
    • Nhiệt tỏa nội bộ: Đèn chiếu sáng (Q31 = 627,54 W với mật độ công suất 12 W/m², hệ số không đồng thời nd = 0,8); máy móc văn phòng (Q32 = 7.600 W gồm 14 bộ máy tính để bàn 250 W, 1 tủ lạnh 600 W, 1 máy lọc nước 500 W, 3 máy photocopy 1.000 W); nhiệt tỏa từ người (nhiệt hiện Q4h = 1.707,31 W và nhiệt ẩn Q4a).
    • Phụ tải lạnh tổng cộng được xác nhận thông qua bảng tính và kiểm tra bằng phần mềm Daikin Heatload, từ đó làm căn cứ chọn dàn nóng VRV, đường ống dẫn môi chất gas và hệ thống thoát nước ngưng.
  • Hệ thống thông gió: Thiết kế mạng lưới cấp gió tươi đảm bảo tiêu chuẩn 20–25 m³/h.người; hệ thống hút khói sự cố tầng hầm và hành lang thoát hiểm; hệ thống quạt tăng áp duy trì áp suất dương (20–50 Pa) cho buồng thang bộ thoát hiểm loại N2 và giếng thang máy khi xảy ra hỏa hoạn.

4. Hệ thống điện và mô hình hóa Revit

  • Hệ thống điện: Tính toán chiếu sáng theo phương pháp hệ số sử dụng cho từng phòng chức năng; phân phối tải ổ cắm và động lực cho các cụm bơm cấp thoát nước và dàn nóng VRV; tính toán dòng ngắn mạch ba pha cực đại và cực tiểu tại thanh cái tủ phân phối chính (MSB); lựa chọn cáp ngầm Cu/XLPE/PVC, thiết bị bảo vệ aptomat khối (MCCB), aptomat tép (MCB); thiết kế hệ thống tiếp địa an toàn làm việc và hệ thống kim thu sét bảo vệ trực tiếp công trình.
  • Triển khai mô hình Revit MEP: Dựng hình đầy đủ các hệ thống kỹ thuật ba chiều trên nền kiến trúc Tùng Lâm Tower; tiến hành phối hợp đa hệ thống (Combine MEP) để xử lý các điểm giao cắt giữa ống gió kích thước lớn, ống thoát nước tự chảy có độ dốc và thang máng cáp; trích xuất bản vẽ kỹ thuật 2D và bảng khối lượng vật tư thiết bị.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Giới thiệu công trình và các nội dung thiết kế

Chương này giới thiệu tổng quan về vị trí địa lý, quy mô kết cấu và mặt bằng công năng của tòa nhà văn phòng Tùng Lâm Tower tại quận Hải Châu, Đà Nẵng. Tác giả phân tích các đặc trưng kiến trúc công trình gồm 1 tầng hầm, 11 tầng nổi, tầng kỹ thuật và tum với chiều cao 42 m, diện tích sàn 3.552 m². Nội dung chương xác định cụ thể nhiệm vụ thiết kế kỹ thuật cho ba phân hệ chính: Cấp thoát nước, Điều hòa không khí - Thông gió, Cung cấp điện - Chiếu sáng và công tác lập mô hình phối hợp trên nền tảng phần mềm Revit.

Chương 2: Hệ thống cấp thoát nước - Thiết kế hệ thống cấp nước trong nhà

Trình bày cơ sở tính toán và số liệu thiết kế dựa trên các tiêu chuẩn hiện hành. Tác giả phân tích áp lực nước thủy cục địa phương (Hmin = 10 m, Hmax = 20 m), lập luận lựa chọn phương án cấp nước gián tiếp qua bể ngầm và két mái kết hợp bơm trung chuyển và bơm tăng áp. Chương này trình bày chi tiết công thức và kết quả tính toán nhu cầu sử dụng nước (Qng max = 9,24 m³/ngày, Qh max = 2,31 m³/h); tính toán thể tích két mái 5 m³ và bể ngầm 34 m³ (tích hợp lượng nước chữa cháy theo tiêu chuẩn); tính chọn cỡ đồng hồ nước DN50; tính toán thủy lực chọn đường kính ống cấp PP-R cho từng khu vệ sinh từ tầng hầm đến tầng kỹ thuật; tính toán tổn thất cột áp và chọn bơm tăng áp Grundfos CMB 3-37 cùng bơm trung chuyển Grundfos CR 1-25; phân tích giải pháp bố trí van giảm áp 1,5 bar tại tầng 4.

Chương 3: Hệ thống thoát nước

Chương này phân loại và thiết lập nguyên lý thoát nước tự chảy cho công trình. Tác giả tách riêng mạng lưới thoát nước mưa mái (lưu lượng 67,76 l/s, chọn 4 phễu thu DN110 và 2 trục đứng DN110) và hệ thống thoát nước sinh hoạt. Mạng lưới thoát nước sinh hoạt được phân tách chi tiết thành hệ thống thoát nước thải xám (dẫn nước từ lavabo, phễu thu sàn, bồn tắm đi qua ống đứng uPVC DN90 xả ra cống thành phố) và hệ thống thoát nước thải đen (dẫn chất thải từ bệ xí, âu tiểu qua ống đứng uPVC DN110 về bể tự hoại). Trục đứng thông hơi uPVC DN110 được tính toán theo tổng đương lượng thiết bị. Cuối chương là tính toán thể tích bể tự hoại 3 ngăn với tổng dung tích 11 m³ (ngăn chứa 6 m³, hai ngăn lắng mỗi ngăn 2,5 m³).

Chương 4: Hệ thống điều hòa không khí

Xác lập các thông số tính toán vi khí hậu tại Đà Nẵng theo TCVN 5687:2010. Tác giả trình bày phương pháp tính toán phụ tải lạnh theo hệ số nhiệt hiện kết hợp đối chứng bằng phần mềm Daikin Heatload. Các dòng nhiệt thừa được bóc tách chi tiết cho văn phòng tầng 9 điển hình (diện tích 141 m², 47 người) bao gồm: Dòng nhiệt bức xạ qua kính Q11 (665,03 W), dòng nhiệt qua mái Q21, qua vách tường Q22t (2.459,88 W), qua cửa đi Q22c (405,5 W), qua cửa sổ kính Q22k (1.258,09 W), qua nền Q23 (2.417,86 W), nhiệt tỏa từ đèn Q31 (627,54 W), nhiệt tỏa từ máy móc Q32 (7.600 W) và nhiệt tỏa từ người Q4. Từ đó, tác giả thiết lập chu trình tuần hoàn một cấp, xác định các thông số trạng thái không khí trên ẩm đồ (RSHF, GSHF, ESHF) và lựa chọn hệ thống máy lạnh trung tâm VRV Daikin, mạng ống dẫn gas, bộ chia gas và ống thoát nước ngưng.

Chương 5: Hệ thống thông gió

Trình bày cơ sở kỹ thuật và phương pháp thiết kế các hệ thống thông gió phụ trợ và an toàn: Cấp gió tươi cho các phòng làm việc; hút khí thải cục bộ cho các cụm nhà vệ sinh; hệ thống hút khói tầng hầm; hệ thống hút khói hành lang khi xảy ra cháy; tính toán lưu lượng và áp suất tăng áp cho giếng thang máy và buồng thang bộ thoát nạn N2 nhằm ngăn ngừa khói độc xâm nhập. Nội dung chương cũng tính toán kích thước mạng lưới đường ống gió, chọn miệng gió và tính toán tổn thất áp suất để lựa chọn quạt thông gió phù hợp.

Chương 6: Hệ thống cung cấp điện công trình

Chương này tính toán nhu cầu sử dụng điện của tòa nhà: Thiết kế mạng điện chiếu sáng theo tiêu chuẩn độ rọi cho từng không gian chức năng; tính toán phụ tải ổ cắm và phụ tải động lực (hệ thống bơm nước, hệ thống quạt thông gió, hệ thống điều hòa VRV); xác định công suất tính toán tổng của tòa nhà; tính chọn công suất máy biến áp và máy phát điện dự phòng; tính toán bù công suất phản kháng; tính toán dòng điện ngắn mạch; lựa chọn tiết diện cáp dẫn điện và khí cụ đóng cắt bảo vệ (MCCB, MCB); thiết kế hệ thống nối đất an toàn và hệ thống chống sét trực tiếp bảo vệ công trình.

Chương 7: Thống kê vật tư thiết bị và triển khai bản vẽ bằng phần mềm Revit

Trình bày quy trình mô hình hóa thông tin công trình (BIM) cho toàn bộ hệ thống cơ điện tòa nhà Tùng Lâm Tower. Tác giả ứng dụng phần mềm Autodesk Revit để lập bản vẽ mặt bằng và sơ đồ không gian 3D cho hệ thống cấp thoát nước, hệ thống điều hòa không khí - thông gió và hệ thống cấp điện. Nội dung chương thể hiện kỹ thuật phối hợp (combine) các hệ thống kỹ thuật trong cùng một không gian trần kỹ thuật và hộp gen, xử lý xung đột không gian thi công và trích xuất bảng thống kê khối lượng vật tư, thiết bị phục vụ công tác lập dự toán.

Kết quả và đóng góp kỹ thuật

Đồ án hoàn thành trọn vẹn bộ hồ sơ thiết kế kỹ thuật cho tòa nhà văn phòng Tùng Lâm Tower với các số liệu kỹ thuật cụ thể:

  • Xác lập giải pháp cấp nước hoàn chỉnh: Bể ngầm 34 m³, két mái 5 m³, trạm bơm trung chuyển 5 m³/h (cột áp 57,72 m), trạm bơm tăng áp 2,05 l/s (cột áp 26,03 m) cấp cho 4 tầng trên cùng, kết hợp van giảm áp 1,5 bar lắp tại trục đứng tầng 4 giúp áp lực nước tại toàn bộ 13 tầng luôn ổn định trong ngưỡng an toàn 1,5 – 3,2 kg/cm².
  • Thiết lập hệ thống thoát nước bền vững: Tách riêng nước mưa (67,76 l/s qua 4 phễu thu DN110), nước thải xám (trục đứng DN90) và nước thải đen (trục đứng DN110 dẫn về bể tự hoại 11 m³ chia làm 3 ngăn), đảm bảo yêu cầu vệ sinh môi trường và chống tắc nghẽn.
  • Phụ tải lạnh và thông gió được tính toán chi tiết: Bóc tách toàn diện phụ tải lạnh phòng điển hình (diện tích 141 m², phụ tải máy móc 7.600 W, hệ thống chiếu sáng 12 W/m²), tính chọn hệ VRV Daikin và thiết kế hệ thống tăng áp hút khói đạt chuẩn an toàn phòng cháy chữa cháy (QCVN 06:2021/BXD).
  • Thiết kế hệ thống điện và an toàn công trình: Xác định phụ tải chiếu sáng, động lực, chọn máy biến áp, máy phát dự phòng, thiết bị đóng cắt và hệ thống nối đất, chống sét bảo vệ an toàn công trình cao 42 m.
  • Đóng góp so với các đồ án truyền thống: Tác giả tự đánh giá việc ứng dụng kết hợp công cụ tính tải chuyên dụng Daikin Heatload và phần mềm Autodesk Revit giúp trực quan hóa không gian kỹ thuật ba chiều, giải quyết triệt để các vị trí xung đột không gian (clash detection) giữa hệ thống ống gió kích thước lớn và ống cấp thoát nước, đồng thời tự động hóa công tác bóc tách khối lượng vật tư chính xác hơn so với phương pháp vẽ 2D bằng AutoCAD truyền thống.

Hạn chế và phạm vi áp dụng

Đồ án có một số hạn chế gắn liền với phạm vi nghiên cứu:

  • Tính toán phụ tải lạnh và thủy lực mạng ống nhánh chủ yếu tập trung phân tích mẫu chuyên sâu cho các khu vực và tầng điển hình (như tầng hầm, tầng 9, tầng kỹ thuật), sau đó ngoại suy cho các tầng có cấu trúc kiến trúc tương đương; chưa xuất bản chi tiết toàn bộ bảng tính nhiệt thừa cho từng phòng đơn lẻ trên toàn bộ 13 tầng trong phần thuyết minh chính.
  • Đồ án tập trung vào giải pháp thiết kế kỹ thuật công trình, chưa xây dựng bảng tính toán tổng mức đầu tư tài chính, chi phí vận hành vòng đời (LCC - Life Cycle Cost) hoặc đánh giá hiệu quả kinh tế chi tiết cho các phương án lựa chọn thiết bị.
  • Mô hình Revit tập trung vào mức độ chi tiết thiết kế kỹ thuật (LOD 300) phục vụ bản vẽ thi công và kiểm tra xung đột không gian, chưa tích hợp sâu thông tin quản lý vận hành tòa nhà (BMS/FM).

Phạm vi áp dụng của thiết kế mang tính đặc thù cho loại hình công trình văn phòng thương mại cao tầng quy mô trung bình (khoảng 10–15 tầng, diện tích sàn 3.000–5.000 m²) tại khu vực miền Trung Việt Nam, nơi có các điều kiện biên tương đồng về cường độ bức xạ mặt trời, chế độ nhiệt đới gió mùa và lượng mưa lớn.

Giá trị tham khảo

Đồ án tốt nghiệp này là tài liệu tham khảo có giá trị chuyên môn đối với:

  • Sinh viên chuyên ngành Hệ thống Kỹ thuật Công trình Xây dựng, Kỹ thuật Cơ điện (MEP), Kỹ thuật Nhiệt - Điện lạnh, Kỹ thuật Cấp thoát nước và Kỹ thuật Điện công trình: Cung cấp tài liệu mẫu về phương pháp tính toán đồng bộ cả ba phân hệ M-E-P cho một công trình cao tầng cụ thể.
  • Kỹ sư thiết kế cơ điện công trình: Có thể tham khảo phương pháp tính toán phụ tải lạnh theo hệ số nhiệt hiện, thuật toán chọn bơm tăng áp - bơm chuyển nước, bố trí van giảm áp trục đứng và quy trình kiểm tra xung đột không gian hệ thống trên phần mềm Autodesk Revit.
  • Phần đáng tham khảo nhất của đồ án là Chương 2 (tính toán chi tiết thủy lực cấp nước, lựa chọn trạm bơm Grundfos và van giảm áp phân vùng), Chương 4 (bóc tách chi tiết từng thành phần phụ tải nhiệt cho văn phòng điển hình) và Chương 7 (quy trình phối hợp đa hệ thống combine MEP trên mô hình thông tin công trình).

Câu hỏi thường gặp

1. Vì sao đồ án lựa chọn phương án cấp nước gián tiếp có két nước mái thay vì phương án cấp nước trực tiếp từ mạng lưới bên ngoài?

Theo số liệu khảo sát, áp lực đường ống cấp nước bên ngoài tại khu vực dự án chỉ dao động trong khoảng Hmin = 10 m đến Hmax = 20 m nước và không ổn định. Trong khi đó, chiều cao công trình từ tầng hầm đến tầng mái là 42 m, áp lực cần thiết để đưa nước lên các tầng trên vượt xa 20 m. Do đó, phương án cấp nước trực tiếp không thể đảm bảo áp lực tới các thiết bị vệ sinh. Tác giả chọn phương án cấp nước gián tiếp (dùng bể ngầm 34 m³, két mái 5 m³, bơm trung chuyển và bơm tăng áp) nhằm đảm bảo lưu lượng, áp lực liên tục và dự phòng an toàn khi mạng lưới đô thị xảy ra sự cố mất nước.

2. Trạm bơm tăng áp và trạm bơm trung chuyển của công trình sử dụng thiết bị của hãng nào và có thông số kỹ thuật ra sao?

Cả hai trạm bơm đều sử dụng máy bơm của hãng Grundfos:

  • Bơm tăng áp (cấp nước cho tầng 8, 9, 10 và tầng kỹ thuật): Sử dụng model Grundfos CMB 3-37 A-C-A-C-P-A; lưu lượng thiết kế Qtăng áp = 2,05 l/s; cột áp H = 26,03 mH₂O; trang bị 2 động cơ công suất 0,5 kW cùng bình tích áp dung tích 18 lít.
  • Bơm trung chuyển (bơm từ bể ngầm lên két nước mái): Sử dụng model Grundfos CR 1-25 A-FGJ-A-E-HQQE; lưu lượng Qbơm = 5 m³/h; cột áp H = 57,72 mH₂O; trang bị 2 động cơ công suất 2,2 kW.

3. Vấn đề quá áp cho các thiết bị vệ sinh tại các tầng phía dưới được xử lý như thế nào?

Do chiều cao hình học từ tầng mái xuống các tầng thấp lớn, áp lực tĩnh tác động lên thiết bị vệ sinh tại các tầng thấp vượt quá giới hạn an toàn cho phép (1,5 – 3,2 kg/cm²). Đồ án đã tính toán lắp đặt một van giảm áp có thông số 1,5 bar trên đường ống đứng cấp nước tại vị trí tầng 4. Giải pháp này giúp triệt tiêu áp lực dư, ổn định áp lực nước đầu ra cho các tầng từ tầng 7 xuống tầng hầm, tiết kiệm chi phí vật tư hơn so với việc lắp van giảm áp riêng lẻ tại từng nhánh tầng.

4. Hệ thống phụ tải nhiệt tỏa ra từ máy móc văn phòng tại phòng làm việc tầng 9 được xác định gồm những thiết bị nào?

Tại văn phòng làm việc tầng 9 (diện tích 141 m²), phụ tải nhiệt tỏa từ thiết bị văn phòng (Q32) được tính toán tổng cộng là 7.600 W, bao gồm:

  • 14 bộ máy tính để bàn (PC), công suất mỗi máy NPC = 250 W (tổng cộng 3.500 W).
  • 01 tủ lạnh mini, công suất NTL = 600 W.
  • 01 máy lọc nước nóng lạnh, công suất NLN = 500 W.
  • 03 máy photocopy, công suất mỗi máy NPT = 1.000 W (tổng cộng 3.000 W).

5. Dung tích và cấu tạo của bể tự hoại được tính toán thiết kế với các thông số nào?

Bể tự hoại được thiết kế bằng kết cấu bê tông cốt thép, phục vụ xử lý nước thải đen từ 25 bệ xí và 11 âu tiểu của toàn bộ tòa nhà. Căn cứ theo lưu lượng xả thải và quy định của QCCTNVN - 2000, tổng dung tích làm việc của bể tự hoại được tính toán là 11 m³. Cấu tạo bể gồm 3 ngăn: Ngăn chứa (ngăn tiếp nhận và phân hủy kỵ khí ban đầu) có dung tích 6,0 m³; ngăn lắng thứ nhất có dung tích 2,5 m³; ngăn lắng thứ hai có dung tích 2,5 m³.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế hệ thống kỹ thuật cho tòa nhà văn phòng Tùng Lâm" của tác giả Dương Nhật Hào là một công trình thiết kế kỹ thuật hoàn chỉnh thuộc ngành Hệ thống Kỹ thuật Công trình Xây dựng. Tác phẩm đã giải quyết chuẩn xác và đồng bộ các bài toán kỹ thuật từ tính toán cấp thoát nước, phân vùng áp lực, thiết kế điều hòa không khí VRV, thông gió tăng áp PCCC đến mạng lưới điện công trình cao tầng dựa trên hệ thống tiêu chuẩn Việt Nam hiện hành. Việc kết hợp tính toán lý thuyết với phần mềm mô phỏng nhiệt Daikin Heatload và nền tảng BIM Autodesk Revit đem lại độ tin cậy cao, trực quan hóa giải pháp không gian và thể hiện rõ nét năng lực thực hành thiết kế cơ điện công trình hiện đại.