Tính Toán, Kiểm Tra ĐHKK & Dựng Mô Hình 3D Trung Tâm Triển Lãm Bình Dương

Đồ án tốt nghiệp: Tính toán, kiểm tra hệ thống điều hòa không khí Trung tâm triển lãm World Trade Center Expo Bình Dương. Dựng mô hình 3D chi tiết.

• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Nhiệt
• Đề tài: Tính Kiểm Tra Hệ Thống Điều Hòa Không Khí Cho Dự Án Trung Tâm Triển Lãm Quốc Tế WTC
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• Lời cảm ơn
• Lời mở đầu
• Danh mục các chữ viết tắt
• Danh mục các hình
• Danh mục bảng
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.2. Mục tiêu tính toán kiểm tra hệ thống điều hòa không khí
• 1.3. Giới thiệu công trình
• 1.4. Phạm vi đề tài
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ TÍNH TOÁN KIỂM TRA ĐHKK
• 2.1. Lựa chọn phương án thiết kế ĐHKK cho công trình
• 2.2. Thông số ban đầu
• 2.3. Tính toán tải nhiệt
• 2.4. Nhiệt hiện bức xạ qua kính
• 2.5. Nhiệt hiện truyền qua mái do bức xạ
• 2.6. Nhiệt hiện truyền qua vách
• 2.7. Nhiệt hiện truyền qua nền
• 2.8. Nhiệt hiện tỏa ra do đèn chiếu sáng
• 2.9. Nhiệt hiện tỏa do máy móc Q32
• 2.10. Nhiệt tỏa do người
• 2.11. Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió tươi mang vào
• 2.12. Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió lọt
• 2.13. Nhiệt tổn thất do các nguồn nhiệt khác Q6
• 2.14. Tính kiểm tra đọng sương trên vách
• 2.15. Thành lập sơ đồ điều hòa không khí và tính toán cho khu vực triển lãm
• 2.16. Thành lập sơ đồ điều hòa
• 2.17. Xác định các điểm nút trên đồ thị t-d
• 2.18. Thành lập sơ đồ điều hòa không khí và tính toán cho khu vực dịch vụ A
• 2.19. Thành lập sơ đồ điều hòa
• 2.20. Xác định các điểm nút trên đồ thị t-d
• 2.21. Tính toán kiểm tra năng suất lạnh
• 2.22. Tính toán kiểm tra tải nhiệt bằng phần mềm Trace 700
• 2.23. Tính toán kiểm tra và chọn thiết bị chính hệ thống
• 2.24. Tính toán kiểm tra và chọn thiết bị chính cho hệ thống Water Chiller
• 2.25. Tính toán kiểm tra và chọn thiết bị cho hệ thống VRF
• 2.26. Tính toán thông gió
• 2.27. Tính toán thiết kế hệ thống cấp gió tươi
• 2.28. Tính toán thông gió nhà vệ sinh
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ TÍNH TOÁN KIỂM TRA
• 3.1. Kết quả tính toán nhiệt thừa bằng phương pháp carrier
• 3.2. Kết quả tính toán nhiệt hiện qua kính
• 3.3. Kết quả tính toán nhiệt truyền qua mái
• 3.4. Kết quả tính toán nhiệt hiện truyền qua vách
• 3.5. Kết quả tính toán lượng nhiệt truyền qua nền
• 3.6. Kết quả tính toán nhiệt hiện tỏa do đèn chiếu sáng
• 3.7. Kết quả tính toán nhiệt hiện tỏa ra do máy móc
• 3.8. Kết quả tính toán nhiệt tỏa do người
• 3.9. Kết quả tính toán lượng nhiệt tỏa do gió tươi mang vào QN
• 3.10. Kết quả tính toán lượng nhiệt tỏa do gió lọt
• 3.11. Kết quả so sánh năng suất lạnh của công trình
• 4. CHƯƠNG 4: DỰNG MÔ HÌNH 3D CHO CÔNG TRÌNH
• 4.1. Giới thiệu sơ lược về ngành BIM và phần mềm Revit 2021
• 4.2. Hướng dẫn cách sử dụng phần mềm
• 4.3. Xây dựng mô hình cho trung tâm triển lãm khối A bằng Revit
• 4.4. Các bước xây dựng mô hình của một dự án
• 4.5. Một số hình ảnh về mô hình của trung tâm triển lãm khối A
• 4.6. Ứng dụng revit trong việc bảo trì và sửa chữa
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU VÀ THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Hướng dẫn toàn diện về Tính toán ĐHKK Mô hình 3D Trung Tâm Triển Lãm

Trong bối cảnh hội nhập và phát triển vượt bậc của khoa học – kỹ thuật, việc xây dựng các tòa nhà quy mô lớn, đặc biệt là Trung Tâm Triển Lãm, đòi hỏi sự chuyên nghiệp cao trong kỹ thuật điều hòa không khí (ĐHKK). Nhu cầu nâng cao chất lượng cuộc sống và trải nghiệm của du khách đã đưa điều hòa không khí trở thành mối quan tâm hàng đầu, đồng thời thúc đẩy các nhà nghiên cứu không ngừng cải tiến phương pháp tính toán, thiết kế hệ thống điều hòa không khí trung tâm triển lãm. Mục tiêu là mang đến các giải pháp điều hòa không khí tối ưu nhất.

Đề tài Tính toán ĐHKK & Mô hình 3D Trung Tâm Triển Lãm nhấn mạnh tầm quan trọng của việc tính toán tải lạnh điều hòa không khí một cách chính xác. Việc này giúp đảm bảo hiệu suất vận hành, tiết kiệm năng lượng và duy trì môi trường lý tưởng cho không gian trưng bày và phục vụ. Các phương pháp truyền thống kết hợp với công nghệ hiện đại như mô hình hóa 3D MEP và BIM cho hệ thống HVAC là chìa khóa để đạt được sự tối ưu này. Sự ra đời của các công trình quy mô như Tổ hợp WTC tại Bình Dương, với diện tích lên đến 22.000 m2, đã khẳng định tính cấp thiết của việc đầu tư vào thiết kế hệ thống điều hòa không khí và mô hình 3D để phục vụ nhu cầu triển lãm, hội nghị quốc tế và các hoạt động đa năng. Một hệ thống ĐHKK được tính toán và mô hình hóa 3D cẩn trọng không chỉ đáp ứng yêu cầu tiện nghi cơ bản mà còn đảm bảo chất lượng không khí, độ ồn và lưu thông dòng khí, đồng thời tối ưu hiệu suất kinh tế và tuân thủ các tiêu chuẩn thiết kế ĐHKK hiện hành.

1.1. Sự cấp thiết của ĐHKK và Mô hình 3D trong xây dựng hiện đại

Sự phát triển của nền kinh tế kéo theo sự bùng nổ của các công trình kiến trúc hiện đại, từ trung tâm thương mại đến các Trung Tâm Triển Lãm quy mô lớn. Trong bối cảnh đó, ngành điều hòa không khí đã có những bước tiến vượt bậc, trở thành một yếu tố không thể thiếu để đảm bảo chất lượng cuộc sống và môi trường làm việc, trưng bày. Đối với các công trình có mật độ người đông đúc và yêu cầu đặc biệt về môi trường như Trung Tâm Triển Lãm, việc thiết kế hệ thống điều hòa không khí trung tâm triển lãm đòi hỏi sự chính xác cao. Sự cần thiết của mô hình hóa 3D MEP và BIM cho hệ thống HVAC trở nên rõ rệt, giúp quản lý độ phức tạp của các hệ thống cơ điện, thông gió, và điều hòa không khí. Việc này không chỉ cải thiện hiệu quả thiết kế mà còn tối ưu hóa quá trình xây dựng và vận hành. Các giải pháp điều hòa không khí cho tòa nhà công cộng cần phải đảm bảo không chỉ về nhiệt độ, độ ẩm mà còn về chất lượng không khí, phù hợp với các tiêu chuẩn thiết kế ĐHKK quốc tế và quốc gia.

1.2. Mục tiêu chính trong Tính toán ĐHKK và Mô hình hóa 3D dự án WTC

Mục tiêu chính trong dự án Trung Tâm Triển Lãm Quốc tế WTC là tính toán kiểm tra hệ thống điều hòa không khí, xác định năng suất lạnh cho từng khu vực để lựa chọn thiết bị phù hợp. Điều này đảm bảo duy trì nhiệt độ và độ ẩm yêu cầu trong mọi không gian điều hòa, đồng thời kiểm soát các yếu tố như độ sạch không khí, độ ồn và lưu thông dòng khí. Mục tiêu đề ra còn bao gồm việc tối ưu hiệu suất vận hành, đảm bảo yếu tố kinh tế và tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn thiết kế ĐHKK do nhà nước ban hành. Việc áp dụng mô hình 3D trong dự án này không chỉ hỗ trợ trực quan hóa thiết kế ĐHKK 3D mà còn giúp kiểm tra, so sánh với hạng mục thực tế đã hoàn thành, từ đó đề xuất giải pháp đạt chất lượng cao nhất. Quá trình này cũng giúp củng cố kiến thức và cập nhật các tiêu chuẩn mới nhất trong kỹ thuật điều hòa không khí.

II. Thách thức tối ưu hóa ĐHKK cho không gian Trung Tâm Triển Lãm rộng lớn

Việc thiết kế hệ thống điều hòa không khí trung tâm triển lãm lớn như WTC đặt ra nhiều thách thức đặc thù. Các yếu tố như diện tích sàn rộng lớn (ví dụ: 12.000 m2 khu vực triển lãm trong nhà), chiều cao trần cao (14,8m), mật độ người biến động mạnh, và lượng nhiệt nội bộ phát sinh từ hệ thống chiếu sáng, máy móc, cùng với yêu cầu kiểm soát môi trường triển lãm nghiêm ngặt cho vật trưng bày, đều ảnh hưởng đáng kể đến tính toán tải lạnh điều hòa không khí. Để đạt được hiệu suất năng lượng HVAC tối ưu, việc phân tích tải nhiệt chính xác từ mọi nguồn là cực kỳ quan trọng, nhằm tránh lãng phí năng lượng và đảm bảo sự thoải mái liên tục.

Tài liệu gốc đã chỉ ra các nguồn nhiệt chính gây tổn thất cho không gian điều hòa, bao gồm nhiệt hiện bức xạ qua kính, nhiệt hiện truyền qua mái do bức xạ, nhiệt hiện truyền qua vách, nhiệt hiện truyền qua nền. Bên cạnh đó, nhiệt hiện tỏa ra do đèn chiếu sáng, nhiệt hiện tỏa do máy móc, nhiệt tỏa do người, và nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió tươi mang vào cùng với nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió lọt qua các khe hở cũng đóng góp vào tổng tải nhiệt. Mỗi nguồn nhiệt này đòi hỏi một phương pháp tính toán và đánh giá riêng biệt để đảm bảo tính toàn vẹn của hệ thống điều hòa không khí.

2.1. Nguồn gốc tải nhiệt và đặc thù kiến trúc ảnh hưởng đến thiết kế ĐHKK

Các nguồn nhiệt hiện và nhiệt ẩn tác động lên không gian điều hòa bao gồm nhiều yếu tố. Nhiệt hiện bức xạ qua kính được xác định dựa trên diện tích kính, hệ số tác dụng tức thời và lượng bức xạ mặt trời. Nhiệt hiện truyền qua mái do bức xạ phụ thuộc vào diện tích mái, hệ số truyền nhiệt và hiệu nhiệt độ tương đương. Nhiệt hiện truyền qua vách và nền cũng được tính toán tương tự, dựa trên diện tích và hệ số truyền nhiệt của vật liệu. Ngoài ra, nhiệt hiện tỏa ra do đèn chiếu sáng và nhiệt hiện tỏa do máy móc là những nguồn nhiệt nội bộ đáng kể trong Trung Tâm Triển Lãm. Nhiệt tỏa do người, bao gồm cả nhiệt hiện và nhiệt ẩn, phụ thuộc vào mật độ người và cường độ vận động. Cuối cùng, nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió tươi mang vào cùng với nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió lọt qua cửa ra vào và khe cửa sổ cũng góp phần vào tổng tải nhiệt, cần được phân tích tải nhiệt kỹ lưỡng để thiết kế hệ thống điều hòa không khí hiệu quả.

2.2. Kiểm soát độ ẩm và nguy cơ đọng sương trong môi trường triển lãm

Một thách thức quan trọng khác trong kiểm soát môi trường triển lãm là vấn đề đọng sương. Hiện tượng này xảy ra khi nhiệt độ bề mặt vách thấp hơn nhiệt độ đọng sương của không khí tiếp xúc, gây ảnh hưởng đến chất lượng không khí và có thể hư hại vật phẩm trưng bày. Theo tài liệu gốc, để không xảy ra hiện tượng đọng sương, hệ số truyền nhiệt thực tế của vách (kt) phải nhỏ hơn hệ số truyền nhiệt cực đại (kmax). Điều này được tính toán kiểm tra dựa trên nhiệt độ không khí trong và ngoài nhà, nhiệt độ đọng sương ngoài trời và hệ số tỏa nhiệt phía ngoài nhà. Đối với công trình như WTC EXPO đặt tại khí hậu nóng ẩm như TP. Hồ Chí Minh, việc tính toán kiểm tra đọng sương trên vách vào mùa hè là rất cần thiết. Việc duy trì chất lượng không khí bên trong (IAQ) và kiểm soát độ ẩm nghiêm ngặt là yếu tố then chốt để bảo vệ các vật phẩm trưng bày và đảm bảo trải nghiệm thoải mái cho khách tham quan.

III. Bí quyết Tính toán tải lạnh ĐHKK chuẩn xác cho Trung Tâm Triển Lãm

Để đảm bảo hệ thống điều hòa không khí trung tâm triển lãm hoạt động hiệu quả, việc tính toán tải lạnh điều hòa không khí chuẩn xác là yếu tố tiên quyết. Tài liệu gốc đã áp dụng phương pháp Carrier để phân tích tải nhiệt, một phương pháp nổi bật trong việc xác định riêng biệt nhiệt hiện thừa và nhiệt ẩn thừa từ mọi nguồn. Quy trình này bao gồm việc xác định các thông số ban đầu như nhiệt độ và độ ẩm ngoài trời (36°C, 50% tại Bình Dương tương tự TP. Hồ Chí Minh) và trong nhà (24°C, 60%). Các hệ số như hệ số tác dụng tức thời, hệ số truyền nhiệt, và hiệu nhiệt độ tương đương được tính toán cẩn thận cho từng nguồn nhiệt.

Sau khi phân tích tải nhiệt chi tiết, việc lập sơ đồ điều hòa không khí là bước tiếp theo. Sơ đồ này cần thỏa mãn các yêu cầu về tiện nghi, điều kiện thời tiết và đặc thù công trình. Đối với WTC EXPO, sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp được lựa chọn để đáp ứng các yêu cầu thông thường, đồng thời tận dụng nhiệt không khí tái tuần hoàn để tiết kiệm năng lượng. Công tác này còn bao gồm việc xác định các điểm nút trên đồ thị t-d (N, N', T, H, S) dựa trên các hệ số đi vòng (Bypass Factor), hệ số nhiệt hiện hiệu dụng (ESHF), hệ số nhiệt hiện tổng (GSHF) và hệ số nhiệt hiện phòng (RSHF). Việc tính toán kiểm tra năng suất lạnh của các thiết bị chính như AHU, PAU, Chiller và dàn nóng/lạnh của Hệ thống VRV/VRF cho trung tâm triển lãm được thực hiện dựa trên các thông số này, sau đó được kiểm chứng bằng phần mềm Trace 700 để đảm bảo độ chính xác và tối ưu hóa hệ thống HVAC.

3.1. Phương pháp Carrier và các thông số đầu vào quan trọng trong phân tích tải nhiệt

Phương pháp Carrier được lựa chọn để tính toán tải lạnh điều hòa không khí bằng cách xác định tổng nhiệt hiện thừa (Qht) và nhiệt ẩn thừa (Qât) từ mọi nguồn tác động vào không gian điều hòa. Các thông số đầu vào quan trọng bao gồm: nhiệt hiện bức xạ qua kính (Q11) tính bằng công thức Q11 = nt.RT.F, trong đó nt là hệ số tác dụng tức thời và RT là nhiệt bức xạ mặt trời cực đại. Nhiệt truyền qua mái do bức xạ (Q21) được xác định bằng Q21 = k.F.Δttd, với k là hệ số truyền nhiệt và Δttd là hiệu nhiệt độ tương đương. Nhiệt hiện truyền qua vách và nền (Q22, Q23) cũng được tính toán dựa trên hệ số truyền nhiệt (k) và diện tích (F). Nhiệt hiện tỏa ra do đèn chiếu sáng (Q31) và nhiệt hiện tỏa do máy móc (Q32) được ước tính theo công suất. Nhiệt tỏa do người (Q4) bao gồm cả nhiệt hiện và nhiệt ẩn, phụ thuộc vào mật độ người. Cuối cùng, nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió tươi mang vào (QhN, QâN) và nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió lọt (Q5h, Q5â) cũng là những yếu tố không thể bỏ qua trong quá trình phân tích tải nhiệt.

3.2. Sơ đồ điều hòa không khí và xác định năng suất lạnh thiết bị chính

Việc lập sơ đồ điều hòa không khí một cấp cho khu vực triển lãm và khu dịch vụ là một phần quan trọng của thiết kế hệ thống điều hòa không khí trung tâm triển lãm. Sơ đồ này mô tả các quá trình xử lý không khí, từ gió tươi (FA) đi qua bộ xử lý (PAU), hòa trộn với gió hồi (RA) trong AHU, đến việc không khí được làm lạnh và cấp vào phòng (SA). Các điểm nút trên đồ thị t-d (N, N', T, H, S) được xác định chính xác bằng cách tính toán các hệ số như hệ số đi vòng (εBF = 0,12), hệ số nhiệt hiện hiệu dụng (εhef), hệ số nhiệt hiện tổng (εht) và hệ số nhiệt hiện phòng (εhf). Sau đó, năng suất lạnh của AHU, PAU, Chiller và Hệ thống VRV/VRF cho trung tâm triển lãm được tính toán kiểm tra bằng công thức Q0 = G.(IH – IV), trong đó G là lưu lượng khối lượng không khí và IH, IV là enthalpy tại các điểm hòa trộn và thổi vào. Việc này đảm bảo các thiết bị được lựa chọn phù hợp với tải lạnh yêu cầu, đạt hiệu suất năng lượng HVAC cao nhất.

IV. Khám phá Mô hình 3D BIM và tối ưu Thiết kế ĐHKK Triển Lãm

Trong kỷ nguyên số hóa, mô hình hóa 3D MEP và BIM (Building Information Modeling) đã trở thành công cụ không thể thiếu để tối ưu hóa thiết kế hệ thống điều hòa không khí trung tâm triển lãm. BIM cho hệ thống HVAC không chỉ giúp dựng mô hình 3D cơ điện một cách chi tiết mà còn mang lại khả năng trực quan hóa thiết kế ĐHKK 3D chân thực, giúp các nhà thiết kế và chủ đầu tư dễ dàng hình dung và đánh giá hệ thống trước khi thi công. Việc này cải thiện đáng kể sự phối hợp liên ngành, giảm thiểu sai sót và xung đột giữa các bộ môn kiến trúc, kết cấu và MEP.

Phần mềm Revit MEP là một trong những công cụ hàng đầu được sử dụng để xây dựng mô hình 3D cho các dự án phức tạp như Trung Tâm Triển Lãm. Với khả năng tạo ra các thành phần hệ thống ĐHKK, ống gió, ống nước với độ chính xác cao, Revit MEP cho phép phân tích tải nhiệt và đánh giá hiệu quả năng lượng của thiết kế. Hơn nữa, BIM không chỉ dừng lại ở giai đoạn thiết kế mà còn mở rộng ứng dụng trong toàn bộ vòng đời dự án, từ thi công, vận hành đến bảo trì, góp phần nâng cao hiệu suất năng lượng HVAC và tối ưu hóa quản lý tòa nhà.

4.1. Ứng dụng phần mềm Revit MEP trong dựng mô hình 3D cơ điện cho ĐHKK

Phần mềm Revit MEP đóng vai trò trung tâm trong việc dựng mô hình 3D cơ điện cho hệ thống điều hòa không khí trung tâm triển lãm. Các bước xây dựng mô hình bao gồm liên kết file kiến trúc, thiết lập các chi tiết đường ống và ống gió, sau đó tiến hành vẽ hệ thống ĐHKK và các hệ thống MEP khác (PCCC, nước) bằng các lệnh chuyên dụng. Khả năng xem các hệ thống dưới dạng 2D và trực quan hóa thiết kế ĐHKK 3D giúp phát hiện sớm các va chạm giữa các hệ thống, thông qua chức năng "Interference Check" của Revit. Điều này cho phép điều chỉnh thiết kế ngay từ đầu, giảm thiểu rủi ro và chi phí phát sinh trong quá trình thi công. Các thông tin chi tiết của thiết bị như công suất, kích thước được tích hợp trực tiếp vào mô hình 3D, hỗ trợ hiệu quả cho việc tính toán kiểm tra năng suất lạnh và lựa chọn thiết bị.

4.2. Lợi ích của BIM trong phối hợp liên ngành và quản lý vòng đời dự án Trung Tâm Triển Lãm

BIM cho hệ thống HVAC mang lại lợi ích to lớn trong việc cải thiện sự phối hợp giữa các bộ môn khác nhau (kiến trúc, kết cấu, MEP) trong một dự án Trung Tâm Triển Lãm phức tạp. Bằng cách làm việc trên một mô hình 3D chung, các xung đột tiềm ẩn có thể được phát hiện và giải quyết trước khi thi công, tiết kiệm thời gian và chi phí. Hơn nữa, BIM không chỉ là công cụ thiết kế mà còn là nền tảng cho quản lý vận hành và bảo trì hệ thống ĐHKK. Thông tin chi tiết về thiết bị, lịch sử bảo trì, và dữ liệu vận hành có thể được tích hợp vào mô hình 3D, hỗ trợ việc đánh giá hiệu quả năng lượng, lên kế hoạch bảo trì phòng ngừa và sửa chữa. Ứng dụng Revit trong việc bảo trì và sửa chữa được đề cập trong tài liệu gốc là một ví dụ điển hình về khả năng này, giúp kéo dài tuổi thọ thiết bị và tối ưu hiệu suất năng lượng HVAC.

V. Kết quả tối ưu Giải pháp ĐHKK và Hiệu suất năng lượng thực tế

Việc áp dụng các phương pháp tính toán tải lạnh điều hòa không khí thủ công (phương pháp Carrier) và kiểm chứng bằng phần mềm Trace 700 đã mang lại những kết quả quan trọng trong việc đánh giá hiệu quả năng lượng và lựa chọn giải pháp điều hòa không khí cho Trung Tâm Triển Lãm. Các kết quả tính toán tải nhiệt cho thấy sự tương đồng đáng kể giữa hai phương pháp, với sai số chấp nhận được (nhỏ hơn 5%), khẳng định độ tin cậy của cả hai cách tiếp cận. Điều này tạo cơ sở vững chắc cho việc lựa chọn phương án thiết kế ĐHKK phù hợp, cụ thể là hệ thống Water Chiller cho khu vực triển lãm và Hệ thống VRV/VRF cho trung tâm triển lãm ở khu vực dịch vụ.

Sự lựa chọn này dựa trên việc phân tích tải nhiệt và tính toán kiểm tra năng suất lạnh cho từng khu vực, đảm bảo đáp ứng yêu cầu công suất và hiệu suất năng lượng HVAC. Ví dụ, việc kiểm tra chọn AHU cho khu vực triển lãm A và B đã chứng minh rằng công suất thực tế của thiết bị đáp ứng hoặc vượt quá yêu cầu năng suất lạnh tính toán, đảm bảo vận hành ổn định. Tương tự, việc chọn PAU và Chiller cũng được thực hiện cẩn trọng, dựa trên các thông số enthalpy và lưu lượng gió tươi cấp vào. Các giải pháp làm mát không gian lớn này được thiết kế để không chỉ cung cấp môi trường thoải mái mà còn tối ưu hóa hệ thống HVAC để tiết kiệm năng lượng và chi phí vận hành lâu dài.

5.1. So sánh kết quả tính toán tải nhiệt thủ công và phần mềm Trace 700

Trong quá trình tính toán ĐHKK & Mô hình 3D Trung Tâm Triển Lãm, việc so sánh kết quả giữa phương pháp thủ công và phần mềm Trace 700 là cần thiết để kiểm chứng độ chính xác. Theo tài liệu gốc, kết quả tính toán tải lạnh bằng phần mềm Trace 700 cho khu dịch vụ là 199,4 kW, so với tải lạnh công trình là 196 kW. Sai số nhỏ hơn 5% này được xem là chấp nhận được, có thể do sự khác biệt trong việc đo đạc diện tích, thông số tính toán và tiêu chuẩn thiết kế ĐHKK tham khảo giữa công trình thực tế và quá trình phân tích. Sự tương đồng này khẳng định phần mềm Trace 700 là một công cụ hiệu quả và đáng tin cậy trong việc phân tích tải nhiệt cho các dự án lớn, giúp các kỹ sư tối ưu hóa hệ thống HVAC và đánh giá hiệu quả năng lượng của các giải pháp điều hòa không khí.

5.2. Lựa chọn hệ thống VRV VRF và Water Chiller Giải pháp làm mát không gian lớn

Việc lựa chọn giải pháp làm mát không gian lớn phù hợp là yếu tố then chốt cho Trung Tâm Triển Lãm. Tài liệu gốc đã đề xuất sử dụng hệ thống Water Chiller cho khu vực triển lãm do công suất lớn, khả năng đáp ứng phụ tải thay đổi, hoạt động ổn định và hiệu suất năng lượng cao. Hệ thống ống nước lạnh gọn nhẹ cũng là một ưu điểm. Trong khi đó, khu vực dịch vụ, với đặc thù riêng biệt, được trang bị Hệ thống VRV/VRF cho trung tâm triển lãm. Ưu điểm của VRF bao gồm khả năng điều khiển thông minh, tiết kiệm điện năng tối ưu nhờ công nghệ biến tần, khả năng lắp đặt linh hoạt (giải nhiệt bằng gió) và kết nối nhiều dàn lạnh với một dàn nóng. Sự kết hợp này thể hiện chiến lược tối ưu hóa hệ thống HVAC thông qua việc đánh giá hiệu quả năng lượng của từng loại hệ thống cho các công năng khác nhau, đảm bảo tiện nghi và kinh tế cho toàn bộ công trình.

VI. Định hướng Kỹ thuật ĐHKK và Thiết kế bền vững Trung Tâm Triển Lãm

Tổng kết lại, việc tính toán ĐHKK & Mô hình 3D Trung Tâm Triển Lãm đóng vai trò then chốt trong việc tạo ra một môi trường tối ưu. Các nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn đã chỉ ra tầm quan trọng của việc phân tích tải nhiệt chính xác, lựa chọn giải pháp điều hòa không khí hiệu quả như Water Chiller và Hệ thống VRV/VRF cho trung tâm triển lãm, cùng với việc tận dụng công nghệ BIM cho hệ thống HVAC để mô hình hóa 3D MEP và tối ưu hóa thiết kế. Thành công của dự án WTC EXPO là minh chứng cho sự cần thiết của sự kết hợp giữa kỹ thuật điều hòa không khí tiên tiến và công nghệ số hóa.

Trong tương lai, Trung Tâm Triển Lãm sẽ tiếp tục đòi hỏi các giải pháp điều hòa không khí ngày càng thông minh và bền vững hơn. Xu hướng thiết kế bền vững HVAC không chỉ tập trung vào hiệu suất năng lượng mà còn hướng tới việc giảm thiểu tác động môi trường. Việc tích hợp Quản lý năng lượng tòa nhà (BMS) với mô hình 3D sẽ trở thành tiêu chuẩn, cho phép giám sát và điều khiển tự động toàn bộ hệ thống điều hòa không khí, từ đó tối ưu hóa vận hành và bảo trì. Để đáp ứng những yêu cầu này, việc tiếp tục nghiên cứu, ứng dụng các công nghệ mới và tuân thủ các tiêu chuẩn thiết kế ĐHKK quốc tế là không thể thiếu.

6.1. Hướng tới Thiết kế bền vững HVAC và Quản lý năng lượng tòa nhà BMS

Thiết kế bền vững HVAC là một định hướng quan trọng cho tương lai của Trung Tâm Triển Lãm. Các nguyên tắc này bao gồm việc tối ưu hóa hiệu suất năng lượng HVAC thông qua việc lựa chọn thiết bị có chỉ số COP/EER cao, sử dụng các giải pháp làm mát tự nhiên và năng lượng tái tạo khi có thể. Quản lý năng lượng tòa nhà (BMS) đóng vai trò trung tâm trong việc đạt được mục tiêu bền vững. Hệ thống này tích hợp điều khiển các hệ thống phụ tải khác nhau (ánh sáng, an ninh, ĐHKK) để giám sát, điều khiển và tối ưu hóa hệ thống HVAC một cách tự động. Điều này không chỉ giúp tiết kiệm năng lượng đáng kể mà còn cung cấp dữ liệu chi tiết để đánh giá hiệu quả năng lượng liên tục, hỗ trợ việc ra quyết định nhằm giảm chi phí vận hành và dấu chân carbon của Trung Tâm Triển Lãm.

6.2. Tiềm năng phát triển của BIM và ĐHKK trong tương lai của Trung Tâm Triển Lãm

Tiềm năng phát triển của BIM cho hệ thống HVAC và kỹ thuật điều hòa không khí trong tương lai của Trung Tâm Triển Lãm là rất lớn. Với sự tiến bộ của Trí tuệ nhân tạo (AI), Internet of Things (IoT) và các công nghệ cảm biến, mô hình 3D sẽ ngày càng thông minh hơn, có khả năng tự động phân tích dữ liệu vận hành, dự đoán sự cố và đề xuất các biện pháp tối ưu hóa hệ thống HVAC theo thời gian thực. Việc tích hợp mô hình hóa 3D MEP với các hệ thống quản lý dữ liệu lớn sẽ tạo ra một bản sao số (Digital Twin) của Trung Tâm Triển Lãm, cho phép quản lý toàn diện từ xa, cải thiện khả năng phản ứng và giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động. Điều này sẽ dẫn đến các giải pháp điều hòa không khí thông minh hơn, hiệu quả hơn, và phù hợp hơn với các yêu cầu ngày càng cao của các Trung Tâm Triển Lãm hiện đại, thúc đẩy thiết kế bền vững HVAC.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN Đất nước đang trên đà hội nhập và phát triển cùng với sự phát triển nhảy vọt của khoa học – kỹ thuật. Nhiều tòa nhà cao tầng, trung tâm thương mại, khách sạn 5 sao được xây dựng nhằm đáp ứng sự phát triển không ngừng của đất nước. Cùng với đó, con người không ngừng nâng cao chất lượng cuộc sống. Sự ra đời của những công trình xây dựng đã kéo theo sự phát triển của lĩnh vực điều hòa không khí.

Điều hòa không khí đã trở thành mối quan tâm của tất cả các lĩnh vực đời sống và có một vai trò rất quan trọng cho sự phát triển về mọi mặt của đất nước. Các nhà nghiên cứu đã không ngừng cải tiến các phương pháp tính toán, thiết kế và mong muốn mang đến những giải pháp điều hòa tối ưu nhất cho con người. Tính cấp thiết của đề tài Trong nhiều năm qua, kinh tế cả nước ngày một phát triển. Ngành điều hòa không khí cũng có những bước tiến vượt bậc.

Ở những vị trí trung tâm Thành phố hầu như mọi nhà đều lắp máy điều hòa. Điều hòa không khí đã trở nên quen thuộc đối với đời sống và sản xuất. Hầu như, điều hòa không khí có mặt ở hầu hết các tòa nhà, siêu thị, trung tâm thương mại, các dịch vụ du lịch, y tế, trường học,…Trong nhiều năm qua, ngành điều hòa không khí đã góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống của con người và nâng cao chất lượng sản phẩm, đảm bảo quy trình công nghệ như trong lĩnh vực dệt may, chế biến thuốc lá, hóa học, vi điện tử,… World Trade Center (WTC) là một phần trong tổng thể dự án Tổ hợp VP-TM-DV WTC thuộc Trung tâm thương mại thế giới tại Thành phố mới Bình Dương. Đây là nơi phục vụ cho nhu cầu triển lãm, các hoạt động đa năng nhà hàng – hội nghị – thể thao trong nhà, sân khấu, các hội nghị quốc tế tầm cỡ.

Vì vậy WTC là tâm điểm thu hút đông đảo sự quan tâm của người dân thành phố, du khách trong và ngoài nước. Với cấu trúc và diện tích rất lớn nên việc tính toán, lắp đặt hệ thống điều hòa không khí là hết sức cần thiết và quan trọng nhằm đáp ứng nhu cầu cơ bản và đảm bảo tiện ích của các du khách trong và ngoài nước đến tham quan trung tâm. Nắm bắt được nhu cầu đó, nhóm chúng em đã chọn thực hiện đồ án: “Tính kiểm tra hệ thống điều hòa không khí cho dự án Trung tâm Triển lãm Quốc tế WTC” tính toán và so sánh với các hạng mục đã hoàn thành thực tế của công trình để đề xuất 1 cho công trình có thể đạt được chất lượng cao nhất. Đồng thời, đề tài cũng giúp nhóm củng cố thêm những kiến thức đã tích lũy được trong quá trình còn ngồi trên ghế nhà trường và nắm bắt các kiến thức mới của thế giới, các tiêu chuẩn để bổ sung vào những tích lũy cho công việc sau này.

Mục tiêu tính toán kiểm tra hệ thống điều hòa không khí Mục tiêu tính toán ở dự án này là tính toán kiểm tra lại hệ thống điều hòa không khí cho Trung tâm Triển lãm Quốc tế WTC, tính toán được năng suất lạnh cho các khu vực trong không gian điều hòa để chọn các thiết bị phù hợp cho các khu vực, đảm bảo duy trì nhiệt độ không gian điều hòa của tất cả các khu vực đúng nhiệt độ yêu cầu, các vấn đề khác như độ sạch không khí, độ ồn và sự lưu thông dòng khí,…đồng thời tối ưu hiệu suất mà vẫn đảm bảo về mặt kinh tế, đặc biệt phải tuân theo những quy định nhà nước ta đã đặt ra. Giới thiệu công trình Công trình Trung tâm Triển lãm Quốc tế WTC được đầu tư bởi Tổng công ty BECAMEX IDC là một trong những trung tâm triển lãm lớn nhất Việt Nam, vận hành theo tiêu chuẩn quốc tế. Tọa lạc tại mặt tiền đường Hùng Vương và Lý Thái Tổ, Thành phố mới Bình Dương. Được trang bị cơ sở vật chất hiện đại, Trung tâm Triển lãm Quốc tế WTC phù hợp với tất cả các hoạt động triển lãm, thương mại, hội nghị hội thảo, các chương trình giao lưu văn hóa giải trí mang tầm khu vực.

Bằng cách đưa các chương trình triển lãm của Việt Nam vươn tầm tiêu chuẩn thế giới, WTC Thành phố mới Bình Dương nỗ lực hết sức để đưa Bình Dương trở thành cửa ngõ của triển lãm quốc tế tại Việt Nam với kỳ vọng sẽ tổ chức khoảng 50 triển lãm mỗi năm. WTC Bình Dương Thành phố mới tự hào sở hữu mặt bằng diện tích đạt chuẩn quốc tế tại Việt Nam và các khu vực lân cận về quy mô và hội trường triển lãm cho thuê. Kết nối với WTC Thành phố mới Bình Dương, các triển lãm được tổ chức tại WTC Expo thu hút hàng trăm ngàn khách tham quan, mở ra thị trường và cơ hội mới cho các công ty trong bối cảnh toàn cầu. Trung tâm triển lãm WTC.

Cấu trúc chính của công trình WTC EXPO là địa điểm lý tưởng cho các hội chợ và triển lãm quốc tế với tổng diện tích 22.000 m2, WTC EXPO phục vụ nhu cầu triển lãm và hội chợ quy mô lớn, hội nghị và sự kiện quốc tế, với sức chứa lên đến 10. Khu vực triển lãm trong nhà có diện tích 12,000 m2 và khu vực triển lãm ngoài trời rộng tới 10. Tất cả các hội trường và khu vực này này được điều hành và vận hành bởi WTC Thành Phố Mới Bình Dương. Được chia làm 3 khu vực: Trung tâm triển lãm A, Trung tâm triển lãm B và hành lang nối khu WTC C.

Trung tâm triển lãm A có diện tích xây dựng 8000 m2, chiều cao của công trình là 14,8 m. Gồm 2 tầng có khu triển lãm, khu dịch vụ và 7 phòng chức năng. Trung tâm triển lãm B có diện tích xây dựng 7500 m2, chiều cao của công trình là 14,8 m. Gồm 2 tầng, tầng 1 gồm khu triển lãm, khu dịch vụ và 5 phòng chức năng.

Hành lang nối khu WTC C có diện tích xây dựng là 1787 m2, chiều cao công trình là 11,1 m. Gồm các hành lang và sảnh đón ngoài tòa nhà, Ram dôc, tam cấp… 3 1. Thống kê diện tích công trình Bảng 1. Bảng thống kê diện tích công trình.

Diện tích Chiều cao Khu vực Công năng (m2) (m) Khu triển lãm 5305,87 12,1 Khu dịch vụ 610,9 8 Phòng họp 1 59,25 3 Phòng họp 2 61,2 3 Khối A Phòng họp 3 61,96 4 Phòng họp 4 63,34 4 Toilet 1 79,04 2,5 Toilet 2 79,08 2,5 Khu triển lãm 4623,82 12,1 Khu dịch vụ 613,68 8 Phòng họp 1 105,3 3 Phòng họp 3 64,18 4 Khối B Phòng họp 4 64,18 4 Toilet 1 75,51 2,5 Toilet 2 75,56 2,5 Toilet 3 51,4 3 1. Phạm vi đề tài Đề tài này chỉ tính toán hệ thống điều hòa không khí và thông gió cho Trung tâm Triển lãm Quốc tế WTC mà không tính toán các hệ thống khác (PCCC, nước,…) Với thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp, nhóm sẽ hoàn thành những nhiệm vụ sau: - Tính toán kiểm tra tải nhiệt các tầng theo phương pháp Carrier (không tính toán trùng lặp các tầng giống nhau) so với công trình thực tế. - Tính toán kiểm tra tải nhiệt bằng phần mềm Trace 700 so với công trình thực tế. - Thành lập sơ đồ điều hòa không khí và tính kiểm các thiết bị chính gồm: AHU, PAU, Chiller, dàn nóng và dàn lạnh hệ thống VRF.

4 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ TÍNH TOÁN KIỂM TRA ĐHKK 2. Phương án thiết kế ĐHKK của công trình Sau khi xem xét và phân tích các đặc điểm của công trình. Xét thấy dự án gồm có các công năng chính là trung tâm hội nghị triển lãm, nhà hàng, khu dịch vụ và phòng họp. Vì vậy việc lựa chọn hệ thống điều hòa không khí Water Chiller là hoàn toàn phù hợp cho công năng hội nghị triễn lãm.

Khu dịch vụ là một không gian riêng biệt với trung tâm triển lãm nên sử dụng hệ thống điều hòa không khí kiểu VRF. Việc lựa chọn phương án thiết kế điều hòa không khí Water Chiller đáp ứng được yêu cầu của khu vực triển lãm hội nghị như: - Chiller có công suất lớn phù hợp với yêu cầu của khu vực triển lãm hội nghị. - Hệ thống ống nước lạnh gọn nhẹ cho phép lắp đặt cả những nơi không gian lắp đặt nhỏ. - Hệ thống điều hòa Water Chiller có thể đáp ứng công suất theo phụ tải đang chạy, tiết kiệm điện năng tiêu thụ.

- Hệ thống điều hòa Water Chiller hoạt động ổn định, độ bền và tuổi thọ cao, ít bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ bên ngoài. - Hệ thống điều hòa Water Chiller không ảnh hưởng đến kiến trúc kết cấu của công trình, có tính thẩm mỹ cao. - Hệ thống có nhiều cấp giảm tải, cho phép điều chỉnh công suất theo phụ tải bên ngoài và do đó tiết kiệm điện năng khi non tải. Một máy thường có từ 3 đến 5 cấp giảm tải.

Đối với hệ thống lớn người ta sử dụng nhiều cụm máy nên tổng số cấp giảm tải lớn hơn nhiều. - Vấn đề cấp lạnh được đảm bảo với khả năng khuếch tán đều không khí lạnh bên trong phòng. Với những ưu điểm trên, phương án thiết kế điều hòa Water Chiller cho khu vực triễn lãm là hoàn toàn phù hợp. Tuy nhiên, khu vực dịch vụ nhóm không chọn hệ thống Water Chiller mà sử dụng hệ thống điều hòa không khí trung tâm VRF.

Bởi vì, đây là hai không gian riêng biệt và không có nhu cầu sử dụng hệ thống điều hòa. Đồng thời, nếu sử dụng cùng một hệ thống Water Chiller sẽ gây lãng phí năng lượng, công suất Chiller quá lớn dẫn đến chi phí đầu 5 tư ban đầu cao. Do đó, nhóm đã lựa chọn phương án khác là điều hòa trung tâm VRF cho khu vực dịch vụ gồm các công năng: sảnh đoán khách, nơi giải lao,… Xét thấy những ưu điểm nổi bật của hệ thống điều hòa trung tâm VRF như: - Thích hợp lắp đặt cho những khu vực đông người do có công suất hoạt động lớn. - Hệ thống vi xử lý không khí tiên tiến, chất lượng không khí được cải thiện hiệu quả.

- Bộ điều khiển trung tâm thông minh, tiết kiệm thời gian và nhân lực. - Vì giải nhiệt bằng gió nên hệ thống có thể được lắp đặt ở bất kỳ nơi đâu, kể cả những nơi không có nguồn nước sạch. - Với công nghệ biến tần nên tải lạnh sử dụng sẽ nhỏ hơn thiết kế ban đầu, tiết kiệm điện năng tối ưu, hiệu suất năng lượng cao. - Một dàn nóng cho phép lắp đặt với nhiều dàn lạnh với nhiều công suất, kiểu dáng khác nhau.