Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Trong xu thế hội nhập kinh tế và phát triển ngành du lịch, lĩnh vực xây dựng và cơ điện công trình (MEP) tại Việt Nam đòi hỏi phải liên tục cập nhật các tiêu chuẩn kỹ thuật nhằm tối ưu hóa năng lượng và nâng cao tiện nghi môi trường sống. Hệ thống sưởi, thông gió và điều hòa không khí (HVAC) đóng vai trò trung tâm trong việc kiểm soát vi khí hậu, đảm bảo chất lượng không khí trong nhà, duy trì sức khỏe con người và nâng cao trải nghiệm nghỉ dưỡng tại các công trình cao cấp.
Khách sạn Hyatt Regency Hạ Long (tọa lạc tại Khu dân cư Đông Hùng Thắng 1, Phường Bãi Cháy, Thành phố Hạ Long, Tỉnh Quảng Ninh) là tổ hợp khách sạn - nghỉ dưỡng tiêu chuẩn 5 sao do Công ty Cổ phần Thành Đức Holding làm chủ đầu tư, RFR FV Design tư vấn thiết kế, Wealthcons thi công xây dựng và Tổng thầu Ricons đảm nhận thi công kết cấu và hệ thống cơ điện. Đề tài đồ án tốt nghiệp tập trung giải quyết bài toán tính toán kiểm tra thiết kế hệ thống điều hòa không khí, hệ thống thông gió - hút khói - tạo áp và xây dựng mô hình thông tin công trình (BIM) bằng phần mềm Autodesk Revit cho dự án này.
Các mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể bao gồm:
- Tổng quan cơ sở lý luận về hệ thống điều hòa không khí (ĐHKK cục bộ, VRV, Water Chiller) và khảo sát thông số kiến trúc công trình.
- Xác định thông số khí hậu địa phương và thông số vi khí hậu tiện nghi trong nhà theo tiêu chuẩn hiện hành; triển khai tính toán kiểm tra phụ tải lạnh bằng phương pháp truyền nhiệt Carrier và phần mềm mô phỏng Trace 700.
- Thành lập chu trình nhiệt động của hệ thống ĐHKK tuần hoàn 1 cấp trên đồ thị dung ẩm $t-d$; kiểm tra các điều kiện vệ sinh và xác định năng suất lạnh, lưu lượng gió cho từng không gian.
- Tính toán kiểm tra và lựa chọn công suất các thiết bị chính gồm dàn lạnh cục bộ (FCU), thiết bị xử lý không khí sơ bộ (PAU), cụm máy làm lạnh nước (Water Chiller), tháp giải nhiệt, bơm nước lạnh và bơm nước giải nhiệt.
- Tính toán kiểm tra các hệ thống phụ trợ: hệ thống cấp gió tươi, thông gió cơ khí 2 tầng hầm, hút khí thải khu vệ sinh/phòng kỹ thuật, hút khói hành lang/nhà hàng/hội trường khi có hỏa hoạn, và hệ thống tạo áp chống nhiễm khói cho buồng thang bộ, sảnh thang máy và thang máy PCCC.
- Xây dựng mô hình 3D toàn diện các hệ thống cơ điện trên nền tảng Autodesk Revit trong môi trường làm việc cộng tác (Workset), phối hợp diễn họa trực quan bằng Enscape và trích xuất bảng thống kê khối lượng (BTKL) phục vụ công tác dự toán/đấu thầu.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống điều hòa không khí trung tâm Water Chiller, hệ thống xử lý không khí sơ bộ PAU, hệ thống phân phối gió lạnh FCU và các hệ thống thông gió, hút khói sự cố, tạo áp cầu thang.
- Phạm vi không gian: Toàn bộ tổ hợp công trình Hyatt Regency Hạ Long gồm 17 tầng (2 tầng hầm chuyển giao hàng hóa/đỗ xe, 15 tầng nổi phục vụ đón tiếp, ẩm thực, hội nghị và phòng nghỉ khách sạn, cùng tầng kỹ thuật/mái). Trong đó, công tác tính toán tải lạnh chi tiết và triển khai đường ống mẫu tập trung vào tầng điển hình 14–15 và 2 tầng hầm B1–B2.
- Phạm vi thời gian: Đồ án được hoàn thành và bảo vệ vào tháng 07 năm 2024.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khung lý thuyết và tiêu chuẩn áp dụng
Nghiên cứu được xây dựng dựa trên các tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia và phương pháp tính toán nhiệt chuyên ngành:
- Tiêu chuẩn thiết kế: Áp dụng TCVN 5687:2024 (Thông gió và điều hòa không khí - Tiêu chuẩn thiết kế) để xác định cấp điều hòa (Cấp II cho khách sạn cao cấp), lưu lượng gió tươi tối thiểu ($35\text{ m}^3/\text{h/người}$ hay $9,72 \times 10^{-3}\text{ kg/s/người}$ cho khách sạn) và bội số trao đổi không khí (ACH); các Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia (QCVN) về an toàn cháy cho nhà và công trình.
- Phương pháp truyền nhiệt Carrier: Phân tích chi tiết 11 thành phần nhiệt tải cục bộ và truyền qua kết cấu bao che:
- Nhiệt hiện bức xạ mặt trời qua kính râm có rèm che ($Q_{11}$).
- Nhiệt truyền qua trần mái bằng do bức xạ và chênh lệch nhiệt độ ($Q_{21}$).
- Nhiệt truyền qua kết cấu bao che gồm tường ngoài, cửa sổ, cửa đi ($Q_{22} = Q_{22t} + Q_{22c} + Q_{22k}$).
- Nhiệt truyền qua nền ($Q_{23}$).
- Nhiệt tỏa từ hệ thống chiếu sáng nhân tạo ($Q_{31}$).
- Nhiệt tỏa từ máy móc, thiết bị điện ($Q_{32}$) dựa theo Bảng 12 Chương 18 Sách tra cứu ASHRAE Fundamentals.
- Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do người tỏa ra ($Q_{4h}, Q_{4a}$) theo mức độ hoạt động.
- Nhiệt hiện và ẩn do gió tươi mang vào ($Q_{hn}, Q_{an}$).
- Nhiệt hiện và ẩn do gió lọt qua khe cửa ($Q_{5h}, Q_{5a}$).
- Các nguồn nhiệt bổ sung do tổn thất đường ống và sai số thi công ($Q_6$).
- Lý thuyết chu trình không khí ẩm: Thiết lập hệ số nhiệt hiện phòng (RSHF - $\varepsilon_{hf}$), hệ số nhiệt hiện tổng (GSHF - $\varepsilon_{ht}$), hệ số đi vòng của dàn coil (Bypass Factor - $\varepsilon_{BF} = 0,3$), và hệ số nhiệt hiện hiệu dụng (ESHF - $\varepsilon_{hef}$) để biểu diễn các điểm trạng thái không khí $N, T, G, P, C, S, V, H$ trên đồ thị $t-d$.
Phương pháp nghiên cứu và công cụ kỹ thuật
- Phương pháp giải tích và tính toán truyền thống: Sử dụng các phương trình nhiệt động lực học và biểu thức Carrier kết hợp tra cứu ẩm đồ qua phần mềm chuyên dụng AirCalc.
- Phương pháp mô phỏng số phụ tải nhiệt: Ứng dụng phần mềm Trane TRACE 700 để tính toán tự động phụ tải lạnh theo từng vùng nhiệt (thermal zones) và đối chiếu chéo với kết quả tính tay.
- Phương pháp tính toán thủy lực đường ống: Sử dụng phần mềm Duct Size để tính toán kích thước ống gió, xác định vận tốc dòng khí, tổn thất áp suất ma sát dọc đường và tổn thất cục bộ qua các phụ kiện (co $90^\circ$, gót giày, chạc ba, bộ giảm, van gió).
- Phương pháp mô hình hóa thông tin công trình (BIM): Triển khai dựng hình không gian 3D của hệ thống cơ điện bằng Autodesk Revit 2024 trong môi trường chia sẻ dữ liệu Workset; kiểm soát va chạm không gian và trích xuất khối lượng vật tư sang định dạng bảng tính Microsoft Excel.
- Phương pháp trực quan hóa kiến trúc: Render hình ảnh thực tế ảo 3D thời gian thực bằng phần mềm Enscape.
Nguồn dữ liệu
Dữ liệu nghiên cứu bao gồm hồ sơ bản vẽ thiết kế kiến trúc, kết cấu và hồ sơ thuyết minh cơ điện do đơn vị tư vấn RFR FV Design và nhà thầu Ricons cung cấp; số liệu khí hậu quan trắc của Thành phố Hạ Long (Quảng Ninh) ở vĩ độ $20^\circ\text{ Bắc}$.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Tổng quan chung hệ thống ĐHKK
Chương 1 trình bày vai trò của điều hòa không khí đối với đời sống con người và sản xuất công nghiệp. Tác giả phân tích ưu, nhược điểm của các hệ thống ĐHKK phổ biến hiện nay:
- ĐHKK cục bộ: Linh hoạt, lắp đặt đơn giản nhưng hiệu suất thấp ở không gian lớn và ảnh hưởng thẩm mỹ ngoại cảnh.
- ĐHKK trung tâm VRV/VRF: Cho phép kết nối nhiều dàn lạnh với 1 cụm dàn nóng, chiều dài đường ống gas lớn (lên tới $100\text{ m}$, chênh lệch độ cao $50\text{ m}$), vận hành độc lập linh hoạt nhưng chi phí đầu tư cao và phức tạp trong sửa chữa bo mạch ngoài trời.
- ĐHKK trung tâm Water Chiller: Năng suất lạnh rất lớn, độ ổn định nhiệt độ cao, phù hợp với các công trình quy mô lớn; tuy nhiên chi phí lắp đặt/bảo trì cao và đòi hỏi diện tích lắp đặt phòng máy, tháp giải nhiệt cùng hệ thống cấp nước bù.
Chương này cũng tổng hợp quy mô công trình Hyatt Regency Hạ Long (17 tầng, tổng diện tích sàn xây dựng lớn) và chi tiết bảng thống kê diện tích, chiều cao, thể tích cho tầng 14–15 (14 phòng ngủ tiêu chuẩn, 2 phòng thượng hạng, 1 phòng gia đình, sảnh thang máy và các phòng phụ trợ).
| Khu vực (Tầng 14–15) |
Diện tích sàn ($\text{m}^2$) |
Chiều cao ($\text{m}$) |
Thể tích ($\text{m}^3$) |
| Hành lang |
105,0 |
2,8 |
294,0 |
| Phòng đồ sạch |
11,0 |
3,4 |
38,5 |
| Phòng quản gia |
10,7 |
2,8 |
30,0 |
| Phòng tiêu chuẩn RM.01 – RM.07 (7 phòng) |
29,0 – 30,0 |
2,8 |
70,0 – 81,2 |
| Phòng tiêu chuẩn RM.08 |
26,0 |
2,8 |
72,8 |
| Phòng gia đình RM.09 |
44,0 |
2,8 |
86,8 |
| Phòng thượng hạng RM.10 |
59,0 |
2,8 |
165,2 |
| Phòng tiêu chuẩn RM.11 – RM.13 (3 phòng) |
25,0 |
2,8 |
70,0 |
| Phòng thượng hạng RM.14 |
62,0 |
2,8 |
173,6 |
| Sảnh thang máy |
34,0 |
2,8 |
119,0 |
Chương 2: Tính và kiểm tra tải lạnh
Chương 2 là trọng tâm tính toán nhiệt động lực học của đồ án. Tác giả thiết lập thông số tính toán ngoài trời tại Quảng Ninh cho cấp điều hòa II: nhiệt độ bầu khô $t_N = 34,6^\circ\text{C}$, độ ẩm $\varphi_N = 65%$, nhiệt độ đọng sương $t_{ds} = 27,05^\circ\text{C}$, nhiệt độ bầu ướt $t_{uot} = 28,7^\circ\text{C}$, dung ẩm $d_N = 22,77\text{ g/kgkkk}$, entanpi $I_N = 93,19\text{ kJ/kg}$. Thông số trong nhà lựa chọn: phòng ngủ $22^\circ\text{C} - 55%$, hành lang/tiền sảnh $25^\circ\text{C} - 55%$.
Tính toán kết cấu bao che xác định:
- Hệ số truyền nhiệt tường ngoài tiếp xúc trực tiếp $k = 2,2\text{ W/m}^2\text{K}$ (gồm lớp gạch $220\text{ mm}$ trát vữa xi măng 2 mặt dày $15\text{ mm}$); tường tiếp xúc gián tiếp $k = 1,98\text{ W/m}^2\text{K}$.
- Cửa kính chống nắng loại RS20 dày $6\text{ mm}$ kết hợp rèm che kiểu Hà Lan; cửa sổ kính dày $25\text{ mm}$ có $k = 5,89\text{ W/m}^2\text{K}$; cửa gỗ dày $40\text{ mm}$ có $k = 2,23\text{ W/m}^2\text{K}$; trần mái bằng cách nhiệt có $k = 1,42\text{ W/m}^2\text{K}$ với độ chênh nhiệt độ tương đương $\Delta t_d = 24,2^\circ\text{C}$.
Tính toán mẫu cho Phòng tiêu chuẩn RM.01 (Tầng 15) xác định:
- Tổng nhiệt hiện phòng $Q_{hf} = 6678,4\text{ W}$, tổng nhiệt ẩn phòng $Q_{af} = 1480,9\text{ W}$.
- Hệ số $\text{RSHF} = 0,82$, $\text{GSHF} = 0,66$, $\text{ESHF} = 0,76$ với hệ số đi vòng $\varepsilon_{BF} = 0,3$.
- Xác định trạng thái thổi vào $V(t_V = 12,5^\circ\text{C}, \varphi_V = 92%)$; kiểm tra điều kiện vệ sinh $\Delta t_{VT} = t_T - t_V = 22 - 12,5 = 9,5^\circ\text{C} \le 10^\circ\text{C}$ (thỏa mãn tiêu chuẩn).
- Lưu lượng gió qua dàn lạnh $L = 661,23\text{ l/s}$, công suất lạnh yêu cầu $Q_0 = 11,2\text{ kW}$.
Chương này cũng đối chiếu kết quả tính toán giữa phương pháp Carrier, phần mềm TRACE 700 và hồ sơ thiết kế cơ sở, chỉ ra các sai lệch về công suất thiết bị PAU, FCU và đề xuất chọn 3 cụm Water Chiller giải nhiệt nước với tổng công suất $Q_{\text{Chiller}} = 2447,32\text{ kW}$ ($\approx 685\text{ RT}$), mỗi máy đáp ứng khoảng $40%$ phụ tải cực đại.
Chương 3: Tính kiểm tra hệ thống thông gió, hút khói và tạo áp
Chương 3 triển khai tính toán các hệ thống thông gió kỹ thuật và kiểm soát khói PCCC:
- Cấp gió tươi: Xác định lưu lượng gió tươi cho từng khu vực, tính đường kính ống gió chính, ống nhánh, ống mềm và tổn thất áp suất thủy lực qua co $90^\circ$, gót giày, hộp giảm và van điều khiển.
- Thông gió tầng hầm: Tính toán lưu lượng hút thải và cấp gió tươi cho 2 tầng hầm B1 và B2 theo bội số thay đổi không khí (ACH), định cỡ tuyến ống gió trục chính và diện tích cửa lấy gió Louver.
- Hút khói sự cố: Tính toán lưu lượng hút khói cho khu vực nhà hàng, hội trường và hành lang các tầng theo tiêu chuẩn PCCC; định kích thước hộp gain kỹ thuật và lựa chọn quạt hút khói chịu nhiệt.
- Tạo áp cầu thang và giếng thang máy: Tính toán lưu lượng không khí cần thiết để duy trì áp suất dương ($20\text{ Pa} - 50\text{ Pa}$) ngăn khói xâm nhập vào buồng đệm thang bộ hầm, sảnh thang máy, giếng thang máy PCCC và khu vực cửa cuốn hầm (xét cả 2 trạng thái cửa mở và rò rỉ qua khe cửa đóng).
Chương 4: Triển khai các hệ thống phần mềm Revit
Chương 4 mô tả quy trình ứng dụng mô hình BIM 3D trong môi trường Autodesk Revit:
- Thiết lập hệ thống lưới trục, cao độ tầng và liên kết bản vẽ 2D AutoCAD kiến trúc.
- Phân chia công việc theo các phân vùng Workset chuyên biệt nhằm tối ưu hóa hiệu suất cộng tác nhóm.
- Dựng mô hình không gian 3D chi tiết cho toàn bộ mạng lưới đường ống cấp/hồi nước lạnh, ống nước ngưng, cụm van điều khiển FCU, hệ thống tháp giải nhiệt và phòng máy Chiller tại tầng kỹ thuật.
- Bố trí mạng lưới ống gió cấp, hồi, thải, hút khói và các van dập lửa (FD), van chỉnh gió (VCD), miệng gió khuếch tán.
- Ứng dụng công cụ Schedule trên Revit để bóc tách khối lượng (BTKL) chi tiết về chiều dài ống, phụ kiện cút nối, van khóa và xuất bảng biểu sang Microsoft Excel.
- Xuất hình ảnh phối cảnh diễn họa kiến trúc - cơ điện 3D chất lượng cao bằng công cụ Enscape.
Chương 5: Kết luận và kiến nghị
Tác giả tổng kết toàn bộ kết quả kiểm tra tính toán nhiệt, khẳng định tính khả thi kỹ thuật của mô hình BIM, đồng thời đưa ra các kiến nghị kỹ thuật gửi đơn vị tư vấn và nhà thầu nhằm hiệu chỉnh thông số chọn thiết bị FCU, PAU và Chiller sát với thực tế vận hành.
Thiết kế và triển khai
Kiến trúc và công nghệ hệ thống cơ điện (HVAC & PCCC)
Hệ thống điều hòa không khí và thông gió của Khách sạn Hyatt Regency Hạ Long được tổ chức theo cấu trúc kỹ thuật sau:
- Nguồn sinh lạnh trung tâm: Gồm 03 máy làm lạnh nước (Water Chiller Daikin) giải nhiệt bằng nước, đặt tại phòng máy tầng kỹ thuật (Technical Floor). Hệ thống sử dụng kết hợp cụm tháp giải nhiệt đặt trên tầng mái cùng hệ thống bơm nước lạnh và bơm nước giải nhiệt chuyên dụng.
- Hệ thống phân phối khí lạnh cục bộ: Các phòng nghỉ, phòng thượng hạng và sảnh tầng 14–15 sử dụng các dàn lạnh giấu trần nối ống gió (FCU) điều khiển độc lập, trang bị đầy đủ cụm van chặn, van cân bằng và đường ống thu gom nước ngưng.
- Hệ thống xử lý gió tươi sơ bộ (PAU): Gió tươi ngoài trời được hút qua cụm xử lý sơ bộ PAU để làm lạnh tách ẩm sơ bộ trước khi cấp vào từng phòng nhằm đảm bảo độ ẩm tiện nghi $55%$ và tiêu chuẩn vệ sinh.
- Mạng lưới thông gió kỹ thuật và PCCC:
- Hệ thống hút khí thải vệ sinh và thông gió cơ khí cho tầng hầm B1, B2.
- Hệ thống quạt hút khói hành lang, hội trường và nhà hàng vận hành tự động khi có tín hiệu báo cháy.
- Hệ thống quạt tạo áp cầu thang bộ thoát hiểm, sảnh thang và giếng thang máy chữa cháy.
[Tháp giải nhiệt (Mái)] <---> [Bơm nước giải nhiệt] <---> [Bình ngưng Chiller (Tầng KT)]
[Bình bay hơi Chiller] <---> [Bơm nước lạnh] <---> [Đường ống chính cấp nước lạnh]
|---> [Dàn Coil PAU (Gió tươi)]
|---> [Dàn Coil FCU (Phòng ngủ)]
Quy trình triển khai mô hình BIM (Autodesk Revit & Enscape)
- Môi trường làm việc Workset: Tạo lập tệp trung tâm (Central File) trên Revit, phân chia Workset theo từng hệ thống riêng biệt (Workset Chilled Water Pipes, Workset Duct Supply/Return, Workset Mechanical Equipments) giúp các thành viên nhóm làm việc song song không xung đột dữ liệu.
- Mô hình hóa chi tiết (LOD 300 - 350): Dựng hình chính xác vị trí cụm máy Chiller, tháp giải nhiệt, tuyến ống thép cấp/hồi bọc cách nhiệt, bẫy nước ngưng, cụm van FCU điển hình, các đoạn chuyển tiếp gót giày, côn thu giảm ống và các cửa gió Louver.
- Bóc tách khối lượng tự động: Thiết lập các trường tham số (Family Parameters) trong bảng thống kê Schedule của Revit để tự động đo đếm chiều dài từng loại đường ống, diện tích tole ống gió mềm/cứng, số lượng phụ kiện tê, cút, van gió; xuất dữ liệu trực tiếp sang Excel.
- Diễn họa phối cảnh: Kết nối thời gian thực Revit với Enscape để kiểm tra không gian lắp đặt thực tế, trực quan hóa vị trí giao cắt giữa đường ống cơ điện và dầm kết cấu/trần thạch cao kiến trúc.
Kết quả và đóng góp
Kết quả tính toán chính
Đồ án đã lượng hóa và thiết lập bảng thông số so sánh chi tiết giữa kết quả tính toán kiểm tra lý thuyết (tính tay theo Carrier), mô phỏng phần mềm TRACE 700 và thông số thiết kế cơ sở do doanh nghiệp cung cấp.
| Hạng mục / Không gian |
Tải lạnh tính tay (kW) |
Tải lạnh TRACE 700 (kW) |
Thiết kế công ty (kW) |
Sai số TRACE 700 vs Thiết kế (%) |
Sai số Tính tay vs Thiết kế (%) |
| Sảnh thang máy |
8,90 |
9,20 |
9,56 |
3,30 |
3,87 |
| Phòng đồ sạch |
3,30 |
3,63 |
3,72 |
9,10 |
2,52 |
| Phòng quản gia |
2,70 |
2,90 |
3,04 |
6,90 |
4,61 |
| Hành lang phòng 1 – 4 |
9,30 |
9,10 |
8,89 |
2,20 |
2,31 |
| Hành lang phòng 11 – 15 |
12,30 |
12,63 |
12,72 |
2,60 |
0,71 |
| Hành lang phòng 5 – 7 |
7,90 |
8,30 |
8,50 |
4,80 |
2,40 |
| Hành lang phòng 8 – 9 |
6,20 |
6,10 |
7,69 |
1,60 |
21,32 |
| Phòng tiêu chuẩn RM.15 |
24,30 |
25,17 |
26,37 |
3,50 |
4,76 |
Kết quả kiểm tra công suất thiết bị chính:
- Thiết bị PAU: Công suất lạnh tính toán đạt $816,77\text{ kW}$ trong khi hồ sơ công ty đưa ra là $526,00\text{ kW}$ (độ chênh lệch $35,60%$); lưu lượng gió tính toán $15.338\text{ l/s}$ so với thiết kế công ty là $17.890\text{ l/s}$ (chênh lệch $14,26%$).
- Thiết bị FCU (Phòng RM.01): Lưu lượng gió yêu cầu tính toán đạt $661,23\text{ l/s}$ trong khi thiết kế thực tế của công ty chỉ chọn $448,10\text{ l/s}$ (chênh lệch thiếu $32,23%$).
- Tổng công suất Water Chiller: Đạt $Q_{\text{Chiller}} = 2447,32\text{ kW}$ ($\approx 685\text{ RT}$), đảm bảo đáp ứng tổng tải lạnh công trình $Q_0 = 1630,55\text{ kW}$ và tải gió tươi sơ bộ $Q_{PAU} = 816,77\text{ kW}$.
Giải pháp và kiến nghị của tác giả
- Hiệu chỉnh công suất dàn coil PAU: Tác giả kiến nghị đơn vị thiết kế cần nâng công suất lạnh của thiết bị PAU từ $526\text{ kW}$ lên mức tối thiểu xấp xỉ $816,77\text{ kW}$ để đảm bảo khả năng xử lý ẩm triệt để cho lượng gió tươi cấp vào khách sạn trong điều kiện thời tiết mùa hè nóng ẩm đặc thù tại Quảng Ninh.
- Rà soát lưu lượng gió cấp FCU phòng ngủ: Cần lựa chọn lại model FCU cho các phòng tiêu chuẩn (như phòng RM.01) để đáp ứng đủ lưu lượng gió tuần hoàn ($>660\text{ l/s}$), tránh hiện tượng thiếu gió lạnh cục bộ và không thỏa mãn độ chênh nhiệt độ vệ sinh thổi vào ($\Delta t_{VT} \le 10^\circ\text{C}$).
- Tối ưu hóa tải lạnh khu vực hành lang: Đơn vị thiết kế cần điều chỉnh giảm công suất tính toán cho khu vực hành lang phòng 8–9 (vốn bị tính dư thừa $21,32%$) do mật độ người lưu thông đồng thời thực tế tại khu vực này không cao.
Đóng góp của đề tài
Đồ án đã hoàn thành quy trình kép: vừa kiểm chứng độc lập tính chính xác của hồ sơ thiết kế kỹ thuật từ doanh nghiệp bằng hai phương pháp tính toán độc lập (Carrier và TRACE 700), vừa số hóa thành công toàn bộ hệ thống cơ điện sang mô hình không gian thông tin công trình BIM/Revit đạt mức chi tiết cao, cung cấp bảng bóc tách khối lượng vật tư phục vụ trực tiếp cho công tác thi công và nghiệm thu.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế: Quá trình tính toán kiểm tra phụ tải lạnh chi tiết và triển khai bản vẽ đường ống chuyên sâu mới tập trung vào mặt bằng tầng điển hình (tầng 14–15) và khu vực tầng hầm; thông số chi tiết của một số thiết bị Chiller thương mại chưa được cập nhật đầy đủ trong thuyết minh ban đầu của nhà thầu nên nhóm nghiên cứu chủ yếu tính toán và đưa ra thông số khuyến nghị kỹ thuật.
- Hướng nghiên cứu tiếp: Mở rộng tính toán kiểm tra toàn diện cho các tầng dịch vụ có công năng phức tạp (khu bếp nấu công nghiệp, nhà hàng, phòng họp hội nghị tầng 2–3); ứng dụng mô phỏng động lực học chất lưu (CFD) để đánh giá trường nhiệt độ và vận tốc gió trong phòng; tích hợp phân tích hiệu quả năng lượng vận hành hàng năm (Annual Energy Consumption) của toàn bộ tổ hợp Chiller - Tháp giải nhiệt.
Giá trị tham khảo
Tài liệu là nguồn tham khảo kỹ thuật cho:
- Sinh viên chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Nhiệt, Kỹ thuật Nhiệt - Lạnh và Cơ điện công trình (MEP): Tham khảo quy trình tính toán phụ tải lạnh theo phương pháp Carrier, các bước thiết lập điểm nút chu trình ĐHKK 1 cấp trên đồ thị dung ẩm $t-d$, và phương pháp tính toán hệ thống thông gió - tạo áp PCCC theo tiêu chuẩn TCVN 5687:2024.
- Kỹ sư thiết kế HVAC và kỹ sư BIM MEP: Tham khảo quy trình phối hợp làm việc nhóm Workset trên Autodesk Revit, phương pháp trích xuất bảng khối lượng vật tư phục vụ công tác đấu thầu và kinh nghiệm rà soát, phản biện các sai lệch trong hồ sơ thiết kế cơ sở của các dự án khách sạn nghỉ dưỡng cao tầng.
Câu hỏi thường gặp
1. Thông số khí hậu ngoài trời tại Quảng Ninh được nhóm tác giả xác định theo tiêu chuẩn nào và có giá trị bao nhiêu?
Thông số được xác định theo cấp điều hòa II của TCVN 5687:2024 và tra cứu qua phần mềm AirCalc: nhiệt độ ngoài trời $t_N = 34,6^\circ\text{C}$, độ ẩm tương đối $\varphi_N = 65%$, nhiệt độ đọng sương $t_{ds} = 27,05^\circ\text{C}$, nhiệt độ bầu ướt $t_{uot} = 28,7^\circ\text{C}$, dung ẩm $d_N = 22,77\text{ g/kgkkk}$ và entanpi $I_N = 93,19\text{ kJ/kg}$.
2. Điểm trạng thái không khí thổi vào phòng ($V$) của Phòng tiêu chuẩn RM.01 có thông số như thế nào và có đạt điều kiện vệ sinh không?
Trạng thái điểm thổi vào $V$ trên đồ thị $t-d$ có nhiệt độ bầu khô $t_V = 12,5^\circ\text{C}$ và độ ẩm $\varphi_V = 92%$. Khi so với nhiệt độ trong phòng $t_T = 22^\circ\text{C}$, độ chênh nhiệt độ đạt $\Delta t_{VT} = t_T - t_V = 22 - 12,5 = 9,5^\circ\text{C} \le 10^\circ\text{C}$, thỏa mãn điều kiện vệ sinh đối với miệng thổi từ trên trần xuống.
3. Sự chênh lệch lớn nhất giữa kết quả tính toán kiểm tra của nhóm và thông số thiết kế của công ty xảy ra ở thiết bị nào?
Chênh lệch lớn nhất xảy ra ở công suất lạnh của thiết bị xử lý không khí sơ bộ PAU: công suất tính toán của nhóm đạt $816,77\text{ kW}$ trong khi hồ sơ công ty đưa ra là $526\text{ kW}$ (chênh lệch thiếu $35,60%$). Ngoài ra, lưu lượng gió FCU cấp cho phòng tiêu chuẩn RM.01 của công ty ($448,1\text{ l/s}$) cũng thấp hơn mức tính toán yêu cầu ($661,23\text{ l/s}$) là $32,23%$.
4. Tổng công suất làm lạnh của hệ thống Water Chiller trung tâm được đề xuất là bao nhiêu?
Tổng công suất lạnh tính toán của cụm Water Chiller là $Q_{\text{Water Chiller}} = Q_{PAU} + Q_0 = 816,77\text{ kW} + 1630,55\text{ kW} = 2447,32\text{ kW}$ (tương đương khoảng $685\text{ RT}$), được phân bổ cho 03 cụm Chiller Daikin giải nhiệt nước đặt tại tầng kỹ thuật, mỗi máy đáp ứng khoảng $40%$ tổng phụ tải của dự án.
5. Các công cụ phần mềm nào đã được ứng dụng xuyên suốt trong đồ án?
Nghiên cứu ứng dụng đồng bộ 5 phần mềm kỹ thuật chuyên ngành: AirCalc (tra cứu thông số nhiệt động không khí ẩm), Trane TRACE 700 (tính toán mô phỏng phụ tải lạnh), Duct Size (tính toán thủy lực kích thước ống gió), Autodesk Revit (mô hình hóa thông tin công trình 3D và bóc tách khối lượng vật tư), và Enscape (kết xuất hình ảnh phối cảnh diễn họa 3D thời gian thực).
Kết luận
Đồ án tốt nghiệp đã thực hiện tính toán kiểm tra toàn diện hệ thống điều hòa không khí trung tâm Water Chiller và các hệ thống thông gió, hút khói sự cố, tạo áp PCCC cho dự án Khách sạn Hyatt Regency Hạ Long theo tiêu chuẩn TCVN 5687:2024. Thông qua việc kết hợp giữa phương pháp giải tích Carrier và phần mềm mô phỏng Trane TRACE 700, nghiên cứu đã chỉ ra các điểm chưa hợp lý trong việc chọn công suất thiết bị PAU và lưu lượng gió FCU của hồ sơ thiết kế ban đầu. Toàn bộ hệ thống cơ điện được số hóa thành công trên nền tảng Autodesk Revit với môi trường làm việc Workset và diễn họa Enscape, tạo lập cơ sở dữ liệu mô hình 3D và bảng bóc tách khối lượng phục vụ hiệu quả cho công tác thi công, nghiệm thu thực tế.
