Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong các công trình kiến trúc hiện đại, đặc biệt là các tòa nhà văn phòng cao tầng, hệ thống điều hòa không khí và thông gió (HVAC) giữ vai trò then chốt trong việc kiểm soát vi khí hậu, duy trì nồng độ không khí sạch, nhiệt độ và độ ẩm ở mức tối ưu. Điều này không chỉ đảm bảo sự tiện nghi, nâng cao năng suất làm việc của con người mà còn bảo vệ tuổi thọ các trang thiết bị kỹ thuật nhạy cảm. Công tác tính toán kiểm tra hệ thống điều hòa không khí có ý nghĩa quyết định đến hiệu quả kinh tế và kỹ thuật của công trình: nếu tính toán thiếu chính xác, hệ thống có thể bị thiếu tải làm ảnh hưởng điều kiện tiện nghi, hoặc thừa tải dẫn đến lãng phí chi phí đầu tư ban đầu, tiêu tốn năng lượng vận hành và suy giảm tuổi thọ máy móc. Xuất phát từ thực tiễn đó, đồ án tốt nghiệp tập trung vào việc tính toán, kiểm tra phụ tải nhiệt và triển khai mô hình hóa hệ thống kỹ thuật cho công trình thực tế.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đồ án được xác định rõ ràng gồm ba nhiệm vụ trọng tâm:

  1. Phân tích các yếu tố ảnh hưởng và tính toán phụ tải lạnh của công trình bằng phương pháp giải tích Carrier, kết hợp đối chứng với phần mềm chuyên dụng DK-BIM của Daikin và so sánh với hồ sơ thiết kế hiện hữu của dự án.
  2. Thực hiện tính toán kiểm tra hệ thống thông gió và cơ điện công trình, bao gồm hệ thống cấp gió tươi thu hồi nhiệt (VAM/HRV), hệ thống thông gió tầng hầm xe, hệ thống hút gió thải khu vệ sinh và hệ thống tạo áp cầu thang bộ thoát hiểm nhằm đối chiếu với các quy chuẩn, tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành.
  3. Triển khai mô hình không gian 3D của hệ thống điều hòa không khí và thông gió trên nền tảng phần mềm Autodesk Revit (BIM), phục vụ công tác phối hợp không gian và bóc tách khối lượng vật tư cho công trình.

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là hệ thống điều hòa không khí trung tâm và hệ thống thông gió của Tòa nhà văn phòng VP Bank Tân Bình. Về phạm vi không gian, công trình tọa lạc tại địa chỉ số 95 Bạch Đằng, quận Tân Bình, Thành phố Hồ Chí Minh (vĩ độ 10,815°B, độ cao 14,55 m so với mực nước biển), có quy mô xây dựng gồm 9 tầng nổi và 2 tầng hầm với tổng diện tích sàn sử dụng là 2.300 m². Về phạm vi thời gian và điều kiện tính toán, các thông số khí hậu ngoài trời và chế độ vận hành được thu thập, tính toán theo mùa hè tại Thành phố Hồ Chí Minh theo tiêu chuẩn kỹ thuật năm 2024–2026.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết của đồ án được xây dựng dựa trên nguyên lý nhiệt động lực học công trình và các tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật chuyên ngành hiện hành:

  • Tiêu chuẩn thiết kế nhiệt - ẩm và thông gió: Áp dụng TCVN 5687:2024 về thông gió và điều hòa không khí để xác định thông số vi khí hậu trong nhà, thông số tính toán ngoài trời, phân cấp điều hòa và định mức cấp gió tươi.
  • Tiêu chuẩn kiểm soát độ ồn: Áp dụng TCXDVN 175:2005 để giới hạn mức ồn tối đa cho từng không gian chức năng.
  • Tiêu chuẩn tính toán tải nhiệt và mật độ: Sử dụng tiêu chuẩn ASHRAE 62.1-2022 để xác định mật độ người theo công năng phòng và ASHRAE Fundamentals 2001 để ước tính mật độ tỏa nhiệt từ thiết bị văn phòng.
  • Tài liệu tính toán truyền nhiệt: Giáo trình và tài liệu hướng dẫn tính toán nhiệt tải lạnh theo phương pháp Carrier.

Về phân loại hệ thống điều hòa không khí, tác giả phân tích đặc tính kỹ thuật của ba nhóm giải pháp chính:

  • Hệ thống Water Chiller: Công suất rất lớn, tuổi thọ cao, dùng nước làm chất tải lạnh, phù hợp cho công trình quy mô đồ sộ nhưng chi phí ban đầu cao và đòi hỏi kỹ thuật vận hành phức tạp.
  • Hệ thống máy lạnh cục bộ: Gồm dàn nóng và dàn lạnh độc lập, chi phí thấp, dễ lắp đặt nhưng độ bền hạn chế, thẩm mỹ kém khi công trình có quy mô lớn.
  • Hệ thống biến đổi lưu lượng môi chất (VRV/VRF): Phù hợp cho công trình cao tầng có diện tích sử dụng lớn, cho phép điều chỉnh công suất linh hoạt, tiết kiệm điện năng, lắp đặt gọn gàng và vận hành êm ái. Tác giả lựa chọn hệ thống VRV của Daikin kết hợp dàn lạnh âm trần nối ống gió cho toàn bộ 9 tầng của tòa nhà VP Bank Tân Bình.

Về phân cấp điều hòa không khí, theo TCVN 5687:2024, công trình văn phòng VP Bank Tân Bình được lựa chọn thuộc Cấp II, có số giờ không bảo đảm chế độ nhiệt ẩm bên trong nhà cho phép là $m = 200\text{ h/năm}$, tương ứng hệ số xác suất bảo đảm $P_e = 0,977$.

Thông số thiết kế Thông số ngoài trời (Cấp II, TP.HCM) Thông số trong nhà (Khu văn phòng)
Nhiệt độ bầu khô ($t$) 36,0 °C 25,0 °C
Độ ẩm tương đối ($\varphi$) 49,9 % 60,0 %
Nhiệt độ bầu ướt ($t_{wb}$) 26,8 °C -
Độ chứa hơi ($d$) 18,840 g/kg kkk 11,944 g/kg kkk
Entanpi ($I$) 84,556 kJ/kg kkk 55,556 kJ/kg kkk
Độ ồn tối đa cho phép - 50 dB (Office), 45 dB (Sảnh/khách), 55 dB (Hội nghị)

Phương pháp nghiên cứu thực tế gồm phương pháp giải tích (tính toán phụ tải nhiệt hiện $\sum Q_{ht}$ và nhiệt ẩn $\sum Q_{at}$ theo cân bằng nhiệt Carrier) và phương pháp mô phỏng, kiểm tra thông qua các công cụ kỹ thuật chuyên ngành:

  • Phần mềm DK-BIM (Daikin): Tích hợp tính tải Heatload và chọn thiết bị VRV Xpress.
  • Phần mềm Duct Checker Pro: Tính toán thủy lực, đường kính ống gió tương đương và kiểm tra miệng gió.
  • Phần mềm Fantech: Lựa chọn điểm làm việc của quạt hút khói/thải và quạt cấp gió.
  • Phần mềm Autodesk Revit: Dựng mô hình thông tin công trình BIM 3D và lập bảng thống kê khối lượng (Schedules).

Nguồn dữ liệu đầu vào sử dụng bản vẽ kiến trúc, bản vẽ cơ điện thi công của Công ty cổ phần SAVA M&E, kết hợp số liệu cao độ từ Elevation - Altimeter Map và các bảng tra vật liệu xây dựng theo tài liệu chuyên ngành.

Nội dung chính theo từng chương

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

Chương 1 trình bày lý do lựa chọn đề tài, giới thiệu tổng thể dự án VP Bank Tân Bình (chủ đầu tư Mr. Hùng, phát triển dự án bởi Công ty TNHH TMDV&XD Phan Phú Gia, thiết kế thi công bởi Công ty Cổ phần SAVA M&E). Tác giả hệ thống hóa các khái niệm, vai trò của điều hòa không khí trong sinh hoạt, y tế, sản xuất công nghiệp, trung tâm dữ liệu và giao thông. Chương này phân tích chi tiết ưu nhược điểm của ba hệ thống điều hòa chính (Water Chiller, VRV/VRF, cục bộ), làm rõ cơ sở lựa chọn hệ thống VRV Daikin cho 9 tầng công trình. Đồng thời, tác giả thiết lập các tiêu chuẩn thiết kế vi khí hậu, lựa chọn cấp điều hòa Cấp II cho công trình tại TP.HCM và giới thiệu tổng quan về cấu trúc, tính năng của phần mềm DK-BIM Client.

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN VÀ KIỂM TRA PHỤ TẢI LẠNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP CARRIER

Chương 2 là nội dung tính toán lý thuyết trọng tâm nhằm xác định năng suất lạnh mùa hè $Q_0 = Q_t = \sum Q_{ht} + \sum Q_{at}$. Tác giả triển khai tính toán chi tiết từng thành phần tải nhiệt:

  1. Nhiệt hiện bức xạ qua kính ($Q_{11}$): Tính toán theo công thức $Q_{11} = n_t \cdot Q'{11}$ với các hệ số hiệu chỉnh độ cao $\varepsilon_c = 0,999$, độ đọng sương $\varepsilon{đs} = 0,95$, mây mù $\varepsilon_{mm} = 1$, khung kim loại $\varepsilon_{kh} = 1,17$, hệ số mặt trời qua rèm $\varepsilon_r = 1$. Tính toán mẫu cho phòng BACKOFFICE TT Micro tầng 3 ($F_s = 175,7\text{ m}^2$) có kính hướng Đông ($16,476\text{ m}^2$, $R_K = 341,06\text{ W/m}^2$) và hướng Nam ($13,73\text{ m}^2$, $R_K = 58,05\text{ W/m}^2$) đạt $Q_{11} = 4.493,63\text{ W}$.
  2. Nhiệt hiện qua kết cấu bao che ($Q_2$):
    • Nhiệt qua mái ($Q_{21}$): Chỉ xuất hiện ở tầng 9 do tiếp xúc trực tiếp bức xạ ($R_N = 897\text{ W/m}^2$, diện tích phòng họp tầng 9 là $55,5\text{ m}^2$, $Q_{21} = 5.176,46\text{ W}$); các tầng 1 đến 8 có trần giáp phòng điều hòa nên $Q_{21} = 0$.
    • Nhiệt truyền qua vách ($Q_{22t}$): Xác định hệ số truyền nhiệt cho tường gạch nung 200 ngoài trời ($k = 2,3\text{ W/m}^2\text{K}$), gạch nung 180 vách trong ($k = 2,2\text{ W/m}^2\text{K}$), gạch nung 100 vách trong ($k = 2,8\text{ W/m}^2\text{K}$), gạch bê tông bọt AAC 100 ($k = 1,5\text{ W/m}^2\text{K}$), vách kính cường lực 6mm ($k = 5,89\text{ W/m}^2\text{K}$), vách kính slim 55mm ($k = 3,67\text{ W/m}^2\text{K}$) và slim 100mm ($k = 3,016\text{ W/m}^2\text{K}$). Tại phòng Backoffice tầng 3, $Q_{22t} = 2.089,37\text{ W}$.
    • Nhiệt qua cửa ra vào ($Q_{22c}$) và kính cửa sổ ($Q_{22k}$): Tại phòng Backoffice tầng 3, nhiệt qua 2 cửa kính cường lực ($F_c = 3,96\text{ m}^2$, $\Delta t = 5,5^\circ\text{C}$) là $233,24\text{ W}$; nhiệt truyền dẫn qua kính cửa sổ là $1.957,05\text{ W}$.
    • Nhiệt truyền qua nền ($Q_{23}$): Chỉ tính cho sàn tầng 1 tiếp giáp hầm xe ($k = 2,57\text{ W/m}^2\text{K}$, $\Delta t = 5,5^\circ\text{C}$, phòng tiếp đón $F = 74,9\text{ m}^2$ có $Q_{23} = 1.058,90\text{ W}$). Nền các tầng 2 đến 9 nằm giữa hai phòng điều hòa nên $Q_{23} = 0$.
  3. Nhiệt tỏa do thiết bị ($Q_3$): Tải đèn chiếu sáng ($Q_{31}$) tính theo 44 đèn downlight 12W với hệ số đồng thời $n_d = 0,85$ và tác dụng tức thời $n_t = 0,83$ đạt $372,50\text{ W}$. Tải nhiệt máy móc ($Q_{32}$) tính theo ASHRAE 2001 với mật độ trung bình/nặng $q = 16,1\text{ W/m}^2$ cho diện tích $176\text{ m}^2$ đạt $2.833,6\text{ W}$.
  4. Nhiệt tỏa do người ($Q_4$): Với định mức văn phòng $4\text{ m}^2/\text{người}$ (48 người), nhiệt hiện $q_h = 65\text{ W/người}$ cho ra $Q_{4h} = 2.652\text{ W}$; nhiệt ẩn $q_a = 55\text{ W/người}$ cho ra $Q_{4a} = 2.244\text{ W}$.
  5. Phần mềm DK-BIM và đối chứng: Tác giả thiết lập thông số hình học, kết cấu bao che trên DK-BIM để chạy mô phỏng tải lạnh, sau đó lập bảng so sánh ba bên giữa phương pháp Carrier, phần mềm DK-BIM và thiết kế ban đầu.

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ KIỂM TRA HỆ THỐNG THÔNG GIÓ, HÚT GIÓ THẢI VÀ TẠO ÁP

Chương 3 tập trung kiểm tra thủy lực và thiết bị cho 4 phân hệ thông gió:

  • Hệ thống thông gió thu hồi nhiệt (VAM/HRV): Kiểm tra lưu lượng gió tươi cấp vào từng tầng, tính chọn kích thước đường ống gió bằng phần mềm Duct Checker Pro, kiểm tra tổn thất áp suất ma sát và cục bộ đường ống tầng 3, đối chiếu với thông số thiết bị VAM Daikin.
  • Hệ thống thông gió tầng hầm xe: Thiết lập nguyên lý thông gió kết hợp cảm biến nồng độ khí CO, tính toán lưu lượng hút gió thải và cấp gió tươi bù, kiểm tra tổn thất áp suất đường ống, sử dụng phần mềm Fantech chọn quạt hút thải và quạt bù gió hầm xe.
  • Hệ thống hút gió thải khu vệ sinh: Tính toán lưu lượng hút theo số lượng thiết bị vệ sinh, phân bổ kích thước miệng gió và đường ống hút thải cho từng tầng bằng Duct Checker Pro; lựa chọn quạt hút thải toilet trên Fantech.
  • Hệ thống tạo áp cầu thang bộ: Phân tích nguyên lý ngăn khói thoát hiểm, tính toán lưu lượng gió cần thiết duy trì chênh áp khi cửa mở và cửa đóng, kiểm tra van xả áp và tính toán trở lực đường ống để chọn quạt tạo áp cầu thang trên phần mềm Fantech.

CHƯƠNG 4: TRIỂN KHAI MÔ HÌNH 3D BẰNG PHẦN MỀM REVIT

Chương 4 mô tả quy trình xây dựng mô hình BIM cho hệ thống cơ điện công trình. Tác giả giới thiệu giao diện làm việc, thanh công cụ Ribbon, bảng thuộc tính Properties và cây thư mục Project Browser của phần mềm Autodesk Revit. Dựa trên bản vẽ 2D thiết kế thi công, nhóm nghiên cứu mô hình hóa mạng lưới dàn nóng ODU đặt trên sàn mái, dàn lạnh IDU âm trần nối ống gió các tầng, trục ống đồng môi chất gas lạnh, hệ thống đường ống cấp gió tươi, ống gió thải và miệng gió. Cuối cùng, tính năng Schedules của Revit được khai thác để thiết lập các bảng bóc tách khối lượng đường ống, phụ kiện và thiết bị phục vụ công tác lập dự toán.

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Chương 5 tổng kết lại toàn bộ các kết quả đạt được từ quá trình tính toán lý thuyết, kiểm chứng phần mềm và mô hình hóa không gian; đồng thời đưa ra các kiến nghị kỹ thuật nhằm hoàn thiện hồ sơ thiết kế và tối ưu hóa quá trình vận hành hệ thống tại công trình.

Thiết kế và triển khai hệ thống kỹ thuật

Đồ án triển khai thiết kế và kiểm tra kỹ thuật đồng bộ cho các phân hệ HVAC và thông gió của tòa nhà VP Bank Tân Bình với các thông số cấu trúc cụ thể:

Kiến trúc hệ thống điều hòa không khí và thông gió

  • Hệ thống điều hòa trung tâm VRV: Cung cấp tải lạnh cho 9 tầng văn phòng. Thiết bị sử dụng dàn lạnh IDU loại âm trần nối ống gió kết nối với hệ thống miệng gió khuếch tán nhằm phân phối khí đồng đều. Cụm dàn nóng ODU được bố trí trên tầng thượng nhằm tối ưu hóa giải nhiệt không khí, kết nối với dàn lạnh thông qua hệ thống trục ống đồng dẫn môi chất biến đổi đi qua hộp kỹ thuật xuyên tầng.
  • Hệ thống cấp gió tươi thu hồi nhiệt (HRV): Sử dụng các tổ máy thông gió thu hồi nhiệt VAM của Daikin, cho phép trao đổi nhiệt và ẩm giữa dòng khí thải và không khí tươi ngoài trời trước khi cấp vào phòng, giúp giảm phụ tải nhiệt đưa vào của gió tươi.
  • Hệ thống thông gió hầm xe: Hoạt động theo nguyên lý thông gió cơ khí kết hợp điều khiển thông minh qua hệ thống cảm biến khí CO. Hệ thống bao gồm tuyến ống cấp gió tươi bù và tuyến ống hút khí thải độc hại, kết nối với quạt thông gió Fantech.
  • Hệ thống tạo áp cầu thang: Bố trí quạt tạo áp chuyên dụng của Fantech thổi không khí vào buồng thang bộ thoát nạn, duy trì áp suất dương nhằm ngăn chặn khói và khí độc xâm nhập khi xảy ra hỏa hoạn, tích hợp van xả áp tự động để duy trì dải áp suất an toàn theo quy chuẩn PCCC.

Ứng dụng công nghệ phần mềm trong kiểm tra và mô hình hóa

Quy trình kỹ thuật được kiểm chứng qua chuỗi công cụ phần mềm kỹ thuật:

  1. DK-BIM (Daikin): Thiết lập các thông số hình học phòng, hướng nhà, kết cấu các lớp vật liệu tường, kính, trần, số lượng người và thiết bị để chạy mô phỏng tải lạnh tổng và tải lạnh từng phòng.
  2. Duct Checker Pro: Ứng dụng để kiểm tra vận tốc gió, tra cứu tổn thất áp suất trên mét dài ($R$, Pa/m) và xác định kích thước tiết diện ống gió chính, ống nhánh cũng như kích thước cổ miệng gió thải, miệng gió cấp.
  3. Fantech: Nhập lưu lượng gió ($Q$, L/s hoặc CFM) và cột áp tĩnh yêu cầu ($\Delta P$, Pa) từ bảng tính tổn thất áp suất để tra cứu đường đặc tính và chọn model quạt công nghiệp phù hợp cho hầm, toilet và cầu thang.
  4. Autodesk Revit (BIM): Triển khai dựng hình các cấu kiện MEP (Mechanical, Electrical, Plumbing). Khởi tạo hệ thống đường ống gió (Ductwork), đường ống môi chất lạnh, phụ kiện cút/tê/chuyển bậc và các đầu miệng gió. Trích xuất khối lượng tự động bằng công cụ "New Schedules" trong Project Browser, thiết lập các trường dữ liệu kích thước, chiều dài, diện tích tole ống gió và số lượng thiết bị phục vụ kiểm soát vật tư.

Kết quả và đóng góp

Kết quả tính toán và số liệu kiểm chứng

Kết quả tính toán phụ tải nhiệt cho phòng điển hình BACKOFFICE TT Micro (tầng 3, diện tích $175,7\text{ m}^2$) được tổng hợp qua các thành phần nhiệt hiện và nhiệt ẩn cụ thể:

Thành phần phụ tải nhiệt Ký hiệu Giá trị tính toán (W) Ghi chú kỹ thuật
Bức xạ mặt trời qua kính $Q_{11}$ 4.493,63 Kính 6mm có rèm che, hướng Đông & Nam
Truyền nhiệt qua vách tường $Q_{22t}$ 2.089,37 Tường gạch nung 200 ngoài, gạch nung 180, 100 & AAC trong
Truyền nhiệt qua cửa ra vào $Q_{22c}$ 233,24 2 cửa kính cường lực ($F_c = 3,96\text{ m}^2$)
Truyền nhiệt qua kính cửa sổ $Q_{22k}$ 1.957,05 Kính đứng dày 6mm, $\Delta t = 11^\circ\text{C}$
Nhiệt truyền qua mái $Q_{21}$ 0,00 Tầng 3 nằm dưới sàn có điều hòa ($\Delta t = 0$)
Nhiệt truyền qua nền $Q_{23}$ 0,00 Sàn tầng 3 nằm trên không gian có điều hòa
Nhiệt tỏa do đèn chiếu sáng $Q_{31}$ 372,50 44 bộ đèn downlight 12W, $n_d = 0,85$, $n_t = 0,83$
Nhiệt tỏa từ máy móc thiết bị $Q_{32}$ 2.833,60 Định mức $16,1\text{ W/m}^2$ (ASHRAE 2001)
Nhiệt hiện do người tỏa ra $Q_{4h}$ 2.652,00 48 người, $q_h = 65\text{ W/người}$, $n_d = 0,85$
Nhiệt ẩn do người tỏa ra $Q_{4a}$ 2.244,00 48 người, $q_a = 55\text{ W/người}$, $n_d = 0,85$

Đối với các hệ thống thông gió và tạo áp, tác giả đã tính toán kiểm tra và xác lập các thông số hoạt động của thiết bị:

  • Tính toán tổn thất áp suất đường ống gió tươi tầng 3 và đường ống hút thải toilet tầng 3.
  • Xác định điểm làm việc (lưu lượng và áp suất tĩnh) để lựa chọn quạt hút khí thải tầng hầm, quạt bù gió tươi tầng hầm và quạt tạo áp cầu thang bộ trên phần mềm Fantech.
  • Bóc tách chi tiết khối lượng ống gió, phụ kiện và thiết bị từ mô hình Revit thông qua bảng Schedules.

Giải pháp và kiến nghị của tác giả

  • Tác giả đề xuất việc tính toán tải lạnh cần kết hợp giữa phương pháp giải tích lý thuyết và phần mềm chuyên dụng của nhà sản xuất (DK-BIM) để loại trừ sai số và kiểm chứng độ tin cậy trước khi chọn thiết bị thực tế.
  • Đề xuất kiểm tra lưu lượng gió tươi thực tế cấp cho từng tầng dựa trên cả tiêu chuẩn TCVN 5687:2024 và ASHRAE 62.1 nhằm tối ưu hóa công suất của thiết bị thu hồi nhiệt VAM, tránh lãng phí năng lượng xử lý gió tươi.
  • Khuyến nghị ứng dụng mô hình thông tin công trình BIM/Revit ngay từ giai đoạn thiết kế kỹ thuật để phát hiện sớm các va chạm không gian giữa ống gió, ống chữa cháy, máng cáp điện và dầm kết cấu tòa nhà.

Đóng góp kỹ thuật của đồ án

So với bản vẽ thiết kế thi công ban đầu của đơn vị tư vấn (SAVA M&E), đồ án đóng góp một quy trình kiểm tra đối chứng độc lập, khoa học giữa phương pháp giải tích truyền thống (Carrier) với phần mềm DK-BIM của Daikin. Quá trình kiểm tra giúp rà soát lại công suất dàn nóng, dàn lạnh và kích thước đường ống gió đã thiết kế, đảm bảo hệ thống vừa đáp ứng đầy đủ tiện nghi nhiệt vừa tối ưu hóa chi phí đầu tư. Việc chuyển đổi hồ sơ bản vẽ 2D sang mô hình số 3D Revit kèm bảng bóc tách khối lượng tự động giúp nâng cao tính trực quan và độ chính xác trong công tác quản lý vật tư.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đồ án xuất phát từ các giới hạn thực tế trong phạm vi thu thập dữ liệu và công cụ tính toán:

  • Số lượng và công suất hoạt động chính xác của các thiết bị văn phòng (máy tính, máy in, máy fax) trong từng phòng chưa được khảo sát trực tiếp chi tiết mà phải dựa vào giá trị ước tính theo tiêu chuẩn ASHRAE Fundamentals 2001.
  • Một số hệ số kinh nghiệm như hệ số tác dụng tức thời ($n_t$) và hệ số tác dụng đồng thời ($n_d$) được chọn theo bảng tra tĩnh của công sở, chưa phản ánh đầy đủ dao động tải thực tế theo từng thời điểm trong ngày của tòa nhà.
  • Các tính toán phân tích chi tiết được trình bày mẫu cho các khu vực đại diện (như phòng BACKOFFICE TT Micro tầng 3, phòng họp tầng 9, phòng tiếp đón tầng 1) trước khi ngoại suy cho toàn bộ công trình.

Hướng nghiên cứu tiếp theo của đề tài bao gồm:

  • Mở rộng tính toán mô phỏng động năng lượng toàn năm cho công trình bằng các công cụ chuyên sâu nhằm đánh giá chỉ số hiệu quả năng lượng tổng thể và chi phí vận hành chu kỳ vòng đời.
  • Tiến hành đo đạc, khảo sát thực nghiệm các thông số vi khí hậu thực tế (nhiệt độ, độ ẩm, nồng độ CO, độ ồn) sau khi tòa nhà VP Bank Tân Bình hoàn thiện và đi vào vận hành để hiệu chỉnh mô hình tính toán.
  • Kết hợp mô hình năng lượng của DK-BIM để phục vụ công tác đánh giá và nộp hồ sơ chứng nhận công trình xanh (như tiêu chuẩn LEED).

Giá trị tham khảo

Đồ án tốt nghiệp là tài liệu tham khảo hữu ích cho các đối tượng và mục đích chuyên môn sau:

  • Sinh viên ngành Kỹ thuật Nhiệt, Công nghệ Nhiệt - Điện Lạnh và Cơ điện công trình (M&E): Cung cấp tài liệu tham khảo chi tiết về các bước tính toán tải nhiệt theo phương pháp Carrier, từ việc bóc tách diện tích kết cấu tường, kính, rèm, xác định các hệ số bức xạ đến lập bảng cân bằng nhiệt ẩm.
  • Kỹ sư thiết kế HVAC: Tham khảo quy trình tích hợp các công cụ chuyên dụng trong thiết kế thực tế: sử dụng DK-BIM tính tải và chọn hệ thống VRV Daikin; dùng Duct Checker Pro tính chọn tiết diện ống gió; dùng Fantech tra cứu đặc tính quạt công nghiệp; và áp dụng Revit MEP để mô hình hóa mạng lưới cơ điện 3D.
  • Phần đáng chú ý để tham khảo: Bảng tính toán chi tiết tải nhiệt mẫu của phòng BACKOFFICE TT Micro (tầng 3), phương pháp xác định hệ số truyền nhiệt $k$ cho các loại vách kính slim nhiều lớp và tường gạch bê tông bọt AAC, cùng quy trình thiết lập bảng thống kê khối lượng Schedules trong Revit.

Câu hỏi thường gặp

1. Công trình VP Bank Tân Bình được phân cấp điều hòa không khí như thế nào và thông số khí hậu tính toán ngoài trời là bao nhiêu?
Theo TCVN 5687:2024, công trình được xếp vào điều hòa Cấp II (dành cho văn phòng, công sở thông thường), với số giờ cho phép không bảo đảm chế độ nhiệt ẩm trong nhà là $m = 200\text{ h/năm}$, tương ứng hệ số bảo đảm $P_e = 0,977$. Thông số ngoài trời tại TP.HCM ở cấp này là: nhiệt độ bầu khô $t_N = 36^\circ\text{C}$, độ ẩm $\varphi_N = 49,9%$, nhiệt độ bầu ướt $26,8^\circ\text{C}$, độ chứa hơi $d_N = 18,84\text{ g/kg kkk}$ và entanpi $I_N = 84,556\text{ kJ/kg kkk}$.

2. Tại sao hệ thống điều hòa VRV của Daikin được lựa chọn thay vì hệ thống Water Chiller hay máy lạnh cục bộ?
Với quy mô công trình văn phòng 9 tầng và diện tích $2.300\text{ m}^2$, hệ thống Chiller có chi phí đầu tư ban đầu quá cao và vận hành phức tạp, trong khi hệ thống cục bộ lại có độ bền thấp, gây mất mỹ quan và không phù hợp với tòa nhà cao tầng. Hệ thống VRV Daikin kết hợp dàn lạnh âm trần nối ống gió đáp ứng tính thẩm mỹ, vận hành êm ái, tiết kiệm điện năng nhờ công nghệ biến tần điều chỉnh lưu lượng môi chất, dễ dàng bố trí dàn nóng trên mái và bảo trì linh hoạt.

3. Tại sao nhiệt truyền qua mái ($Q_{21}$) và nhiệt truyền qua nền ($Q_{23}$) của phòng BACKOFFICE TT Micro tầng 3 đều bằng 0 W?
Theo lý thuyết truyền nhiệt Carrier, khi không gian bên trên hoặc bên dưới phòng đang xét là một phòng có điều hòa không khí cùng duy trì dải nhiệt độ $25^\circ\text{C}$, độ chênh lệch nhiệt độ $\Delta t = t_{phòng\ trên/dưới} - t_T = 25 - 25 = 0^\circ\text{C}$. Do đó, dòng nhiệt truyền dẫn qua kết cấu ngăn cách $Q = k \cdot F \cdot \Delta t = 0\text{ W}$. Nhiệt qua mái $Q_{21}$ chỉ xuất hiện tại tầng 9 (mái tiếp xúc bức xạ mặt trời), và nhiệt qua nền $Q_{23}$ chỉ xuất hiện tại tầng 1 (nền đặt ngay trên tầng hầm không điều hòa).

4. Phần mềm DK-BIM đóng vai trò gì trong đồ án và có điểm gì khác biệt so với các phần mềm trước đây của Daikin?
DK-BIM là công cụ tích hợp mới của Daikin, kết hợp tính năng tính tải lạnh của phần mềm Heatload trước đây và tính năng lựa chọn cấu hình thiết bị của VRV Xpress. Phần mềm cho phép nhập thông tin kiến trúc, vật liệu, khí hậu địa phương để tính toán tải nhiệt chính xác theo tiêu chuẩn quốc tế, tự động chọn dàn nóng, dàn lạnh, tính toán đường ống gas, dây điều khiển, đồng thời hỗ trợ xuất dữ liệu sang Revit phục vụ mô hình thông tin công trình BIM.

5. Hệ thống thông gió tầng hầm và tạo áp cầu thang của công trình sử dụng công cụ gì để tính toán và lựa chọn thiết bị?
Lưu lượng và kích thước đường ống gió của hệ thống thông gió tầng hầm (quạt cấp gió tươi bù, quạt hút khí thải) và tạo áp cầu thang được tính toán, kiểm tra thủy lực bằng phần mềm Duct Checker Pro. Sau khi xác định được lưu lượng gió yêu cầu và tổng tổn thất áp suất trên đường ống, tác giả sử dụng phần mềm Fantech để nhập các thông số làm việc và lựa chọn model quạt công nghiệp phù hợp với công trình.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp đã hoàn thành toàn diện việc tính toán kiểm tra phụ tải nhiệt theo phương pháp giải tích Carrier và đối chứng bằng phần mềm chuyên dụng DK-BIM cho tòa nhà văn phòng VP Bank Tân Bình. Công trình đã kiểm tra đồng bộ các phân hệ thông gió thu hồi nhiệt VAM, hút thải hầm xe, hút mùi khu vệ sinh và tạo áp buồng thang bộ theo đúng các quy chuẩn, tiêu chuẩn hiện hành như TCVN 5687:2024 và ASHRAE. Việc ứng dụng phần mềm Autodesk Revit để dựng mô hình 3D và bóc tách khối lượng tự động mang lại giải pháp trực quan, nâng cao độ tin cậy trong công tác phối hợp thiết kế và quản lý thi công cơ điện cho công trình.