Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong các công trình kiến trúc phức hợp cao cấp hiện đại, hệ thống điều hòa không khí (ĐHKK) và thông gió đóng vai trò then chốt trong việc kiểm soát vi khí hậu, duy trì chất lượng không khí trong nhà, đồng thời đáp ứng các tiêu chuẩn nghiêm ngặt về an toàn phòng cháy chữa cháy (PCCC) và tiết kiệm năng lượng. Đồ án tốt nghiệp ngành Công nghệ Kỹ thuật Nhiệt (Khoa Cơ khí Động lực, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh) mang tên "Tính toán kiểm tra và dựng Revit hệ thống điều hoà không khí và hệ thống thông gió cho tổ hợp khách sạn, dịch vụ thương mại, văn phòng cho thuê Complex Project" (Mã môn học: UNTH472832) do nhóm sinh viên Nguyễn Hữu Minh Danh, Lê Chu Kê, Trần Đăng Khoa thực hiện dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Hoàng Tuấn (tháng 07/2024), tập trung giải quyết bài toán tính toán kiểm tra kỹ thuật và ứng dụng mô hình thông tin công trình (BIM) cho một dự án phức hợp quy mô lớn.

Công trình nghiên cứu là tổ hợp khách sạn 6 sao Fairmont Hanoi (tọa lạc tại số 10 Trần Nguyên Hãn và 27-29 Lý Thái Tổ, quận Hoàn Kiếm, TP. Hà Nội; tọa độ địa lý: 21°01′42″B, 105°51′15″Đ). Dự án do Công ty Cổ phần Tập đoàn GELEX (Gelex Group) làm chủ đầu tư và Central làm nhà thầu chính. Quy mô công trình gồm 4 tầng hầm, 8 tầng nổi với 241 phòng khách sạn cùng các khu vực chức năng thương mại dịch vụ (TMDV), văn phòng cho thuê (Office) và hệ thống tiện ích phụ trợ.

Nhiệm vụ và mục tiêu nghiên cứu của đề tài được xác định gồm ba nội dung chính:

  1. Kiểm tra và tính toán tải lạnh cho hệ thống ĐHKK: Áp dụng phương pháp cân bằng nhiệt Carrier truyền thống kết hợp tính toán mô phỏng trên phần mềm chuyên dụng Trane Trace 700 để xác định phụ tải nhiệt ẩm cho từng không gian chức năng.
  2. Kiểm tra và tính toán hệ thống thông gió - an toàn công trình: Tính toán lưu lượng cấp gió tươi cho các dàn xử lý không khí (FCU, PAU), tính toán hệ thống thông gió tầng hầm (chế độ vận hành bình thường và hút khói sự cố), hệ thống hút khói hành lang và hệ thống tạo áp chống nhiễm khói cho buồng thang bộ (loại N2) cùng sảnh đệm thang máy.
  3. Mô hình hóa 3D không gian cơ điện (MEP) bằng Autodesk Revit: Chuyển đổi dữ liệu bản vẽ kỹ thuật 2D (Shopdrawing CAD) sang mô hình 3D trực quan, thực hiện kiểm tra và xử lý xung đột không gian giữa các tuyến ống gió, ống nước và kết cấu công trình, đồng thời dựng video mô phỏng phục vụ công tác hồ sơ dự thầu.

Phạm vi nghiên cứu bao quát toàn bộ 4 tầng hầm và 8 tầng nổi của công trình Fairmont Hanoi, với điều kiện vi khí hậu tính toán ngoài trời mùa hè tại khu vực Hà Nội theo cấp bảo đảm kỹ thuật cấp II.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án xây dựng quy trình tính toán và kiểm tra dựa trên hệ thống quy chuẩn, tiêu chuẩn kỹ thuật chuyên ngành hiện hành cùng các công cụ phần mềm kỹ thuật:

1. Quy chuẩn và tiêu chuẩn áp dụng

  • TCVN 5687:2024: Tiêu chuẩn thiết kế thông gió và điều hòa không khí, dùng để tra cứu thông số vi khí hậu ngoài trời tại Hà Nội (cấp II, thời gian không bảo đảm 200 giờ/năm) và thông số tiện nghi nhiệt độ, độ ẩm trong nhà cho công trình thương mại dịch vụ, văn phòng và khách sạn.
  • QCVN 09:2017/BXD: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về các công trình xây dựng sử dụng năng lượng hiệu quả, dùng để xác định mật độ công suất chiếu sáng ($W/m^2$) cho các phòng chức năng.
  • ASHRAE 62.1: Tiêu chuẩn của Hiệp hội Kỹ sư Nhiệt, Lạnh và Điều hòa Không khí Hoa Kỳ, dùng để xác định định mức lưu lượng gió tươi cấp cho người và diện tích sàn, kiểm tra năng suất dàn FCU và khối xử lý gió tươi PAU.
  • BS 5588 - Part 4:1998 (Table 1): Tiêu chuẩn của Anh Quốc về kiểm soát khói bằng phương pháp chênh lệch áp suất, dùng để xác định diện tích khe hở qua các loại cửa trong tính toán hệ thống quạt tạo áp cầu thang thoát hiểm.

2. Thông số thiết kế vi khí hậu đầu vào

Các thông số trạng thái không khí ngoài trời và trong nhà vào mùa hè được xác định tại Bảng 2.1 và Bảng 2.2 của văn bản:

Thông số trạng thái Ngoài trời mùa hè (TCVN 5687:2024) Trong nhà mùa hè (TCVN 5687:2024)
Nhiệt độ bầu khô $t$ ($^\circ\text{C}$) 36,1 25,0
Độ ẩm tương đối $\varphi$ ($%$) 55,1 60,0
Enthalpy $I$ ($\text{kJ/kg}$) 90,63 55,90
Dung ẩm $d$ ($\text{g/kg khô}$) 21,1 12,0
Nhiệt độ đọng sương $t_s$ ($^\circ\text{C}$) 25,1 16,7
Nhiệt độ bầu ướt $t_u$ ($^\circ\text{C}$) 28,1 19,5

3. Phương pháp tính toán và công cụ kỹ thuật

  • Phương pháp Carrier (Tính toán nhiệt hiện và nhiệt ẩm thừa): Xác định tổng tải lạnh $Q_0 = Q_T = \sum Q_{ht} + \sum Q_{at}$. Các thành phần nhiệt hiện bao gồm: nhiệt bức xạ mặt trời qua kính ($Q_{11}$), nhiệt truyền qua kết cấu bao che gồm mái ($Q_{21}$), tường ($Q_{22t}$), cửa đi ($Q_{22c}$), cửa sổ ($Q_{22k}$), truyền qua nền ($Q_{23}$), nhiệt tỏa từ đèn ($Q_{31}$), máy móc thiết bị ($Q_{32}$), thành phần nhiệt hiện từ người ($Q_{4h}$) và gió lọt ($Q_{5h}$). Các thành phần nhiệt ẩm bao gồm: nhiệt ẩm do người tỏa ra ($Q_{4a}$) và do gió lọt mang vào ($Q_{5a}$). Nhiệt hiện ($Q_{hN}$) và nhiệt ẩn ($Q_{aN}$) do gió tươi mang vào được xử lý riêng thông qua khối PAU.
  • Phương pháp biểu diễn đồ thị không khí ẩm ($t-d$ / $I-d$): Xác định các điểm nút nhiệt động của sơ đồ điều hòa không khí tuần hoàn 1 cấp có khối tiền xử lý gió tươi PAU; tính toán các hệ số nhiệt hiện phòng $RSHF$ ($\varepsilon_{hf}$), hệ số nhiệt hiện tổng $GSHF$ ($\varepsilon_{ht}$), hệ số nhiệt hiện hiệu dụng $ESHF$ ($\varepsilon_{hef}$), hệ số đi vòng dàn lạnh $\varepsilon_{BF}$, kiểm tra hiện tượng đọng sương trên kết cấu vách ($k \le k_{max}$) và kiểm tra tiêu chuẩn vệ sinh nhiệt độ gió cấp vào phòng ($t_V \ge t_T - 10^\circ\text{C}$).
  • Phần mềm tính toán phụ tải lạnh Trane Trace 700: Khởi tạo thư viện thời tiết khu vực Hà Nội, thiết lập các bản mẫu phụ tải nội bộ (Internal Load Templates), biểu đồ điều nhiệt (Thermostat Templates), cấu trúc kết cấu xây dựng (Construction Templates), nhập số liệu phòng (Rooms) và cấu hình hệ thống máy (Systems) để chạy mô phỏng tải nhiệt chi tiết.
  • Phần mềm Autodesk Revit MEP: Mô hình hóa không gian 3D toàn bộ hệ thống cơ điện lạnh và thông gió từ nền bản vẽ CAD 2D.

Thiết kế và triển khai kỹ thuật

Đồ án phân tích, tính toán và triển khai hệ thống kỹ thuật ĐHKK & thông gió trung tâm cho tổ hợp Fairmont Hanoi với cấu trúc kỹ thuật như sau:

1. Cấu trúc hệ thống Điều hòa không khí trung tâm Water Chiller

Công trình sử dụng hệ thống trung tâm giải nhiệt bằng nước (Water Chiller) kết hợp tháp giải nhiệt đặt ngoài trời, cụm máy Chiller tạo nước lạnh ở nhiệt độ $7^\circ\text{C}$ đưa đến các dàn trao đổi nhiệt AHU, FCU và khối xử lý gió tươi PAU phân bố tại các tầng. Hệ thống bao gồm:

  • Trạm máy lạnh trung tâm Chiller và cụm van bypass điều áp.
  • Bơm hồi nước lạnh và bơm nước cấp giải nhiệt cho bình ngưng tụ.
  • Hệ thống tháp giải nhiệt hạ nhiệt độ nước tuần hoàn làm mát Chiller.
  • Mạng lưới đường ống phân phối nước lạnh đến các dàn trao đổi nhiệt FCU/AHU và ống gió phân phối khí lạnh vào phòng.

2. Sơ đồ xử lý không khí 1 cấp tuần hoàn có PAU

Quy trình biến đổi trạng thái của không khí trên đồ thị $t-d$ diễn ra theo chu trình tuần hoàn:

  • Quá trình $N - P$: Lượng gió tươi ngoài trời trạng thái $N$ ($36,1^\circ\text{C}$; $55,1%$; $d=21,1\text{ g/kg}$; $I=90,63\text{ kJ/kg}$) được đưa qua thiết bị PAU để làm lạnh và tách ẩm sơ bộ đến trạng thái $P$ ($29,0^\circ\text{C}$; $70,0%$; $d=18,0\text{ g/kg}$; $I=75,0\text{ kJ/kg}$).
  • Quá trình $P - T \rightarrow C$: Gió tươi sau PAU hòa trộn với một phần gió hồi từ không gian điều hòa (trạng thái $T$: $25,0^\circ\text{C}$; $60,0%$; $d=12,0\text{ g/kg}$; $I=55,9\text{ kJ/kg}$) tại buồng hòa trộn để đạt trạng thái hỗn hợp $C$ ($26,3^\circ\text{C}$; $63,3%$; $d=35,0\text{ g/kg}$; $I=61,0\text{ kJ/kg}$).
  • Quá trình $C - S \rightarrow V$: Hỗn hợp khí qua dàn lạnh FCU được làm lạnh khử ẩm hướng về điểm đọng sương thiết bị $S$ ($15,5^\circ\text{C}$; $100%$; $d=11,0\text{ g/kg}$; $I=42,0\text{ kJ/kg}$) và ra khỏi dàn ở trạng thái thổi vào $V$ ($18,5^\circ\text{C}$; $88,0%$; $d=11,5\text{ g/kg}$; $I=48,0\text{ kJ/kg}$).
  • Quá trình $V - T$: Không khí trạng thái $V$ được quạt cấp thổi vào không gian điều hòa, hấp thu nhiệt hiện thừa $Q_T$ và ẩm thừa $W_T$ để trở về trạng thái tiện nghi $T$ ($25^\circ\text{C}$; $60%$).

3. Quy trình triển khai mô hình 3D trên Autodesk Revit MEP

Mô hình BIM 3D của dự án được triển khai qua các bước:

  1. Thiết lập hệ lưới trục, cao độ chuẩn của công trình theo bản vẽ kiến trúc.
  2. Liên kết tệp bản vẽ 2D AutoCAD (Link CAD) của từng tầng vào môi trường Revit.
  3. Dựng hình các thiết bị cơ điện: Cụm máy Chiller, tháp giải nhiệt, bơm nước lạnh, bơm nước giải nhiệt, cụm van bypass, quạt cấp/hút gió, quạt tạo áp cầu thang, các khối PAU, AHU và dàn lạnh FCU âm trần.
  4. Triển khai mạng lưới đường ống gió (ống cấp, ống hồi, ống gió tươi, ống hút khói) và đường ống thủy lực nước lạnh/nước giải nhiệt.
  5. Kiểm tra giao cắt không gian (Clash Detection), xuất bản vẽ mặt bằng hệ thống tầng hầm 1, tầng hầm 4, các tầng nổi và xuất video mô phỏng render 3D hoàn thiện.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan về điều hoà không khí

Chương này phân tích vai trò của điều hòa không khí trong đời sống sinh hoạt, y tế (duy trì phòng sạch, kiểm soát độ ẩm bảo quản dược phẩm, ứng dụng phòng áp lực âm ngăn nhiễm chéo virus) và sản xuất công nghiệp (cơ khí chính xác, công nghiệp dệt sợi, nhà máy sản xuất phim và giấy ảnh). Văn bản phân loại các hệ thống điều hòa không khí theo mức độ quan trọng (Cấp I, II, III), đặc điểm thiết bị (cục bộ, phân tán, trung tâm), phương pháp làm lạnh (trực tiếp, gián tiếp) và phương pháp giải nhiệt (không khí, nước). Tác giả so sánh ưu nhược điểm của các hệ thống: máy lạnh cục bộ 1 khối (dạng cửa sổ), cục bộ 2 khối (split), hệ thống trung tâm VRV/VRF (4 dạng dàn lạnh: treo tường, cassette âm trần, đặt sàn, giấu trần nối ống gió) và hệ thống trung tâm Water Chiller giải nhiệt nước. Phần cuối chương giới thiệu quy mô công trình khách sạn 6 sao Fairmont Hanoi.

Chương 2: Tính toán thiết kế hệ thống điều hoà không khí

Nội dung chương trình bày chi tiết các bước tính toán tải nhiệt theo phương pháp Carrier:

  • Bức xạ qua kính $Q_{11}$: Tính toán dựa trên hệ số hấp thụ, xuyên qua và phản chiếu của kính phản xạ RS20 dày 6mm ($\alpha_k = 0,44; \tau_k = 0,12; \rho_k = 0,44$) có rèm che bên trong ($\alpha_m = 0,58; \rho_m = 0,39; \tau_m = 0,03$). Cường độ bức xạ lớn nhất $R_{Tmax}$ tại vĩ độ $21^\circ01'42''\text{B}$ cho hướng Nam đạt $470\text{ W/m}^2$ ($R_N = 534,09\text{ W/m}^2$), tính ra lượng nhiệt qua vách kính thương mại dịch vụ tầng 1 ($F=87\text{ m}^2$) là $Q'_{11} = 4,85\text{ kW}$.
  • Nhiệt truyền qua kết cấu bao che: Hệ số truyền nhiệt qua mái $k = 2,15\text{ W/m}^2\text{K}$ (kết cấu bê tông dày 300mm, vữa 25mm, gạch vinyl 15mm) tạo tổn thất nhiệt qua mái tầng 8 cho khu vực văn phòng ($6,21\text{ kW}$), phòng VIP ($2,88\text{ kW}$), nhà hàng ($1,12\text{ kW}$); tầng 1 đến tầng 7 nằm dưới phòng có điều hòa nên $Q_{21} = 0$. Hệ số truyền nhiệt qua tường gạch dày 200mm tiếp xúc trực tiếp là $k_t = 2,27\text{ W/m}^2\text{K}$, tiếp xúc gián tiếp là $k_t = 2,04\text{ W/m}^2\text{K}$; qua cửa sổ kính hai lớp (mỗi lớp 6mm, đệm khí 5mm) là $k = 3,35\text{ W/m}^2\text{K}$.
  • Nhiệt tỏa nội bộ: Công suất chiếu sáng $q_s$ tuân thủ QCVN 09:2017 (văn phòng/khách sạn $11\text{ W/m}^2$, thương mại dịch vụ/nhà hàng $16\text{ W/m}^2$, hội trường $15\text{ W/m}^2$). Công suất thiết bị: máy tính $250\text{ W}$, máy photocopy $600\text{ W}$, tivi $200\text{ W}$, máy chiếu $300\text{ W}$. Nhiệt tỏa do người và gió lọt được tính toán phân lập thành hai thành phần nhiệt hiện và nhiệt ẩn.
  • Xác lập sơ đồ nhiệt ẩm và kiểm tra kỹ thuật:
    • Hệ số nhiệt hiện phòng: $RSHF = \varepsilon_{hf} = \frac{698,60}{1007,79} = 0,68$.
    • Hệ số nhiệt hiện tổng: $GSHF = \varepsilon_{ht} = \frac{687,60 + 385,74}{(687,60 + 385,74) + (309,19 + 485,00)} = 0,57$.
    • Hệ số đi vòng chọn theo đặc thù công trình: $\varepsilon_{BF} = 0,1$.
    • Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng: $ESHF = \varepsilon_{hef} = \frac{726,17}{726,17 + 357,69} = 0,67$.
    • Lưu lượng không khí qua dàn lạnh: $L = 58,98\text{ l/s}$, lưu lượng khối lượng $G = 71,98\text{ kg/s}$.
    • Kiểm tra đọng sương: Nhiệt độ đọng sương bề mặt $t_s = 13,6^\circ\text{C}$, hệ số truyền nhiệt giới hạn $k_{max} = 19,82\text{ W/m}^2\text{K}$. Do hệ số truyền nhiệt của kính RS20 ($k=1,4\text{ W/m}^2\text{K}$) và tường gạch ($k=2,13\text{ W/m}^2\text{K}$) đều nhỏ hơn $k_{max}$ nên kết cấu không bị đọng sương.
    • Kiểm tra điều kiện vệ sinh: Nhiệt độ gió cấp $t_V = 18,5^\circ\text{C} > t_T - 10 = 15,0^\circ\text{C}$, thỏa mãn điều kiện không gây sốc nhiệt cho con người.
  • Kiểm tra thiết bị PAU: Tính toán kiểm tra 5 khối PAU cho toàn tòa nhà (1 khối cho văn phòng, 4 khối cho khối khách sạn).
  • Mô phỏng Trace 700: Thiết lập thông số hình học, biểu đồ tải và vật liệu trên phần mềm Trace 700 để xuất kết quả phụ tải lạnh đối chứng.

Chương 3: Tính toán và kiểm tra hệ thống thông gió, tạo áp và hút khói

Chương này giải quyết các yêu cầu kỹ thuật về thông gió cơ khí và an toàn PCCC:

  • Hệ thống tạo áp cầu thang và sảnh đệm thang máy: Sử dụng tiêu chuẩn BS 5588-Part 4-1998 (Bảng 3.1, 3.2, 3.3) để tính diện tích khe hở qua các cánh cửa đóng và mở, từ đó xác định lưu lượng quạt tạo áp duy trì áp suất dương trong buồng thang bộ thoát hiểm N2 và phòng đệm thang máy, ngăn ngừa khí độc và khói xâm nhập.
  • Hệ thống thông gió bãi đậu xe (4 tầng hầm): Tính toán lưu lượng quạt cấp gió tươi và quạt hút khí thải CO theo thể tích không gian hầm; xác lập chế độ điều khiển kép (thông gió định kỳ ở điều kiện thường và chuyển sang chế độ quạt hút khói sự cố khi có tín hiệu báo cháy).
  • Hệ thống hút khói hành lang và phòng chức năng: Tính toán lưu lượng hút khói thải trực tiếp từ các khu vực phòng họp, sảnh chờ và hành lang thoát nạn.
  • Kiểm tra lưu lượng gió tươi cấp cho dàn FCU: Đối chiếu định mức cấp gió tươi theo tiêu chuẩn ASHRAE 62.1.

Chương 4: Triển khai mô hình 3D bản vẽ bằng phần mềm Revit

Chương 4 mô tả quy trình thiết lập bản vẽ BIM 3D cho toàn bộ hệ thống ĐHKK và thông gió của công trình. Các hạng mục được mô hình hóa chi tiết gồm:

  • Mặt bằng điều hòa không khí và thông gió tầng hầm 1.
  • Cụm quạt tạo áp buồng thang bộ, quạt cấp gió tươi và quạt hút gió thải tầng hầm 4.
  • Hệ thống quạt tạo áp thang bộ các tầng nổi.
  • Mô hình 3D các thiết bị: dàn lạnh FCU, dàn xử lý không khí AHU, khối PAU.
  • Khu vực trạm Chiller trung tâm: máy lạnh Chiller, bơm hồi nước lạnh, bơm nước cấp giải nhiệt bình ngưng và cụm van bypass.

Chương 5: Kết luận và kiến nghị

Chương tổng kết các kết quả đạt được về tính toán kiểm tra phụ tải lạnh, thông số lưu lượng quạt thông gió, tạo áp PCCC và hiệu quả của việc dựng mô hình 3D Revit trong việc loại bỏ xung đột thi công cơ điện.

Kết quả và đóng góp

1. Kết quả tính toán kỹ thuật cụ thể

Đồ án đã xác lập đầy đủ hệ thống thông số nhiệt động của chu trình không khí và năng suất của các thiết bị chính trong công trình:

  • Bảng thông số các điểm nút trên đồ thị $t-d$ (Bảng 2.15):
Điểm nút Trạng thái không khí Nhiệt độ $t$ ($^\circ\text{C}$) Độ ẩm tương đối $\varphi$ ($%$) Dung ẩm $d$ ($\text{g/kg khô}$) Enthalpy $I$ ($\text{kJ/kg}$)
N Không khí ngoài trời 36,1 55,1 21,1 90,63
P Không khí sau khi qua PAU 29,0 70,0 18,0 75,00
T Không khí trong phòng điều hòa 25,0 60,0 12,0 55,90
C Hỗn hợp sau hòa trộn (gió hồi + PAU) 26,3 63,3 35,0 61,00
S Trạng thái đọng sương dàn lạnh 15,5 100,0 11,0 42,00
V Trạng thái không khí thổi vào phòng 18,5 88,0 11,5 48,00
  • Thông số tính toán kiểm tra 5 khối xử lý gió tươi PAU (Bảng 2.18):
Ký hiệu thiết bị Khu vực phục vụ Nhiệt tổng $Q$ ($\text{kW}$) Lưu lượng gió $L$ ($\text{l/s}$) Nhiệt độ không khí vào $EADB$ ($^\circ\text{C}$) Nhiệt độ gió cấp ($^\circ\text{C}$)
PAU-O-01 Khối Văn phòng (Office) 173,0 7514 35,6 29,0
PAU-H-B1-1 Khối Khách sạn (Hotel) 133,0 3650 35,6 29,0
PAU-H-B2-1,2 Khối Khách sạn (Hotel) 288,0 4665 35,6 29,0
PAU-H-L1-01 Khối Khách sạn (Hotel) 226,8 7325 35,6 29,0
PAU-H-T-1,2 Khối Khách sạn (Hotel) 645,6 5095 35,6 29,0

2. Đóng góp kỹ thuật của đề tài

  • Đối chiếu phương pháp tính toán: Kết hợp giữa phương pháp giải tích truyền thống (Carrier) và mô phỏng tải động lực học bằng phần mềm Trane Trace 700 theo tiêu chuẩn TCVN 5687:2024 mới nhất, giúp nâng cao độ tin cậy trong việc lựa chọn thiết bị Chiller, FCU, AHU và PAU.
  • Ứng dụng công nghệ BIM/Revit: Chuyển đổi thành công hồ sơ bản vẽ 2D sang không gian 3D, giúp phát hiện sớm các va chạm không gian giữa hệ thống ống gió kích thước lớn, đường ống nước giải nhiệt, dầm sàn kết cấu và hệ thống quạt hút hầm, giảm thiểu rủi ro phát sinh chi phí sửa chữa trong giai đoạn thi công thực tế.
  • Xây dựng video Render 3D: Trực quan hóa toàn bộ hệ thống cơ điện lạnh, phục vụ hiệu quả cho công tác trình bày giải pháp kỹ thuật trong hồ sơ dự thầu.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế được tác giả nêu trong văn bản: Do điều kiện thực tế chưa cho phép khảo sát trực tiếp tại công trình để kiểm đếm chính xác số lượng thiết bị điện cụ thể cho từng khu vực, nhóm nghiên cứu đã phải tính toán số lượng người và thiết bị gián tiếp dựa trên định mức diện tích sàn ($6\text{ m}^2/\text{người}$ cho khu vực văn phòng theo tiêu chuẩn). Quá trình tính toán đồ án cũng không tránh khỏi một số sai sót do giới hạn về mặt kiến thức của sinh viên.
  • Hướng mở rộng và phát triển: Tiếp tục hoàn thiện tính toán chi tiết tổn thất áp suất trên toàn mạng lưới đường ống nước giải nhiệt và đường ống gió, tính toán thủy lực chọn bơm và tháp giải nhiệt chi tiết hơn; tích hợp xuất bảng khối lượng vật tư (BOQ) tự động từ mô hình Revit và mô phỏng hiệu quả năng lượng toàn năm cho công trình.

Giá trị tham khảo

Tài liệu đồ án có giá trị tham khảo hữu ích cho các đối tượng và mục đích học thuật - kỹ thuật sau:

  1. Sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Nhiệt, Kỹ thuật Nhiệt - Lạnh, Kỹ thuật Cơ điện công trình (MEP): Sử dụng làm tài liệu tham khảo mẫu về quy trình tính toán nhiệt tải công trình khách sạn - văn phòng quy mô lớn, phương pháp tra cứu và áp dụng TCVN 5687:2024, QCVN 09:2017 và ASHRAE 62.1.
  2. Kỹ sư thiết kế HVAC: Tham khảo phương pháp lập sơ đồ nhiệt ẩm tuần hoàn 1 cấp có khối PAU, các công thức xác định hệ số $RSHF, GSHF, ESHF$, kiểm tra đọng sương kết cấu và phương pháp tính toán hệ thống tạo áp cầu thang thoát hiểm theo tiêu chuẩn BS 5588.
  3. Người học và ứng dụng BIM/Revit MEP: Tham khảo quy trình tổ chức lưới trục, liên kết bản vẽ CAD và mô hình hóa 3D các thiết bị Chiller, bơm, tháp giải nhiệt, tuyến ống gió và cụm van trong không gian tầng hầm và tầng kỹ thuật.

Câu hỏi thường gặp

1. Công trình Fairmont Hanoi áp dụng thông số vi khí hậu ngoài trời và trong nhà mùa hè theo tiêu chuẩn nào với các giá trị cụ thể ra sao?
Công trình áp dụng tiêu chuẩn TCVN 5687:2024 (cấp II, 200 giờ không đảm bảo/năm). Thông số ngoài trời mùa hè tại Hà Nội gồm: nhiệt độ bầu khô $t_N = 36,1^\circ\text{C}$, độ ẩm tương đối $\varphi_N = 55,1%$, dung ẩm $d_N = 21,1\text{ g/kg}$, enthalpy $I_N = 90,63\text{ kJ/kg}$. Thông số trong nhà mùa hè gồm: nhiệt độ bầu khô $t_T = 25,0^\circ\text{C}$, độ ẩm tương đối $\varphi_T = 60,0%$, dung ẩm $d_T = 12,0\text{ g/kg}$, enthalpy $I_T = 55,90\text{ kJ/kg}$.

2. Sơ đồ xử lý không khí của hệ thống ĐHKK trong đồ án là loại nào và các hệ số nhiệt hiện tính toán đạt giá trị bao nhiêu?
Đồ án sử dụng sơ đồ điều hòa không khí tuần hoàn 1 cấp có khối tiền xử lý gió tươi PAU. Các hệ số nhiệt hiện tính toán được bao gồm: Hệ số nhiệt hiện phòng $RSHF = \varepsilon_{hf} = 0,68$; Hệ số nhiệt hiện tổng $GSHF = \varepsilon_{ht} = 0,57$; Hệ số đi vòng chọn $\varepsilon_{BF} = 0,1$; Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng $ESHF = \varepsilon_{hef} = 0,67$.

3. Khối xử lý gió tươi sơ cấp (PAU) trong công trình được tính toán gồm bao nhiêu khối và công suất của từng khối là bao nhiêu?
Tòa nhà bố trí 5 khối PAU gồm 1 khối cho khu văn phòng và 4 khối cho khu khách sạn với các thông số:

  • PAU-O-01 (Office): Nhiệt tổng $173,0\text{ kW}$, lưu lượng gió $7514\text{ l/s}$.
  • PAU-H-B1-1 (Hotel): Nhiệt tổng $133,0\text{ kW}$, lưu lượng gió $3650\text{ l/s}$.
  • PAU-H-B2-1,2 (Hotel): Nhiệt tổng $288,0\text{ kW}$, lưu lượng gió $4665\text{ l/s}$.
  • PAU-H-L1-01 (Hotel): Nhiệt tổng $226,8\text{ kW}$, lưu lượng gió $7325\text{ l/s}$.
  • PAU-H-T-1,2 (Hotel): Nhiệt tổng $645,6\text{ kW}$, lưu lượng gió $5095\text{ l/s}$.
    Tất cả các khối PAU đều xử lý không khí vào từ nhiệt độ $35,6^\circ\text{C}$ xuống nhiệt độ gió cấp $29,0^\circ\text{C}$.

4. Kết quả kiểm tra đọng sương trên vách và điều kiện vệ sinh gió cấp trong đồ án có thỏa mãn không?
Có, cả hai điều kiện đều thỏa mãn:

  • Nhiệt độ đọng sương tính toán là $t_s = 13,6^\circ\text{C}$ dẫn đến hệ số truyền nhiệt cực đại $k_{max} = 19,82\text{ W/m}^2\text{K}$. Do hệ số truyền nhiệt của vách kính phản xạ RS20 ($k=1,4\text{ W/m}^2\text{K}$) và tường gạch ($k=2,13\text{ W/m}^2\text{K}$) đều nhỏ hơn $k_{max}$ nên không xảy ra đọng sương trên bề mặt.
  • Nhiệt độ gió cấp vào phòng $t_V = 18,5^\circ\text{C}$, lớn hơn giới hạn nhiệt độ vệ sinh ($t_T - 10^\circ\text{C} = 25 - 10 = 15,0^\circ\text{C}$ đối với hệ thống thổi từ trên xuống), đảm bảo không gây sốc nhiệt cho người sử dụng.

5. Tiêu chuẩn nào được sử dụng để tính toán diện tích khe hở cửa cho hệ thống tạo áp buồng thang bộ thoát hiểm?
Hệ thống quạt tạo áp buồng thang bộ N2 và sảnh đệm thang máy sử dụng Bảng 1 (Table 1) trích từ tiêu chuẩn BS 5588 - Part 4:1998 để xác định diện tích khe hở rò rỉ khí qua các loại cửa đóng và cửa mở, từ đó tính toán lưu lượng quạt cần thiết duy trì chênh áp ngăn khói.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của nhóm tác giả đã hoàn thành việc tính toán kiểm tra hệ thống điều hòa không khí trung tâm Water Chiller kết hợp khối xử lý gió tươi PAU và hệ thống thông gió - tạo áp PCCC cho tổ hợp khách sạn 6 sao Fairmont Hanoi trên cơ sở tuân thủ nghiêm ngặt các quy chuẩn hiện hành (TCVN 5687:2024, QCVN 09:2017, ASHRAE 62.1 và BS 5588). Việc kết hợp giữa phương pháp giải tích Carrier, phần mềm Trane Trace 700 và mô hình hóa thông tin công trình 3D trên nền tảng Autodesk Revit đã mang lại giải pháp kỹ thuật có độ tin cậy cao, trực quan và hạn chế xung đột không gian khi triển khai thi công. Công trình là tài liệu tham khảo giá trị cho sinh viên và kỹ sư chuyên ngành Kỹ thuật Nhiệt - Lạnh và Cơ điện công trình.