tính toán cân bằng nhiệt ẩm đối với hệ thống điều hoà không khí trung tâm kỹ thuật y tế cao cấp

tớnh toỏn cõn bng nhit m i vi h thng iu ho khụng khớ Trung tõm K thut Y t
cao cp
LI NểI U
Thụng giú v iu ho khụng khớ ra i vo nhng nm cui th k 19 v
c phỏt trin mnh t nhng nm 30 ca th k 20.
Ngy nay, thụng giú v iu ho khụng khớ ó úng gúp mt vai trũ quan
trng trong i sng dõn sinh, trong k thut v nhiu nghnh cụng nghip ca
cỏc quc gia trờn th gii. c bit i vi Vit Nam l mt nc cú khớ hu
nhit i núng ẩm, vỡ vy, ng dng k thut iu ho khụng khớ cú ý ngha vụ
cựng to ln i vi i sng ca con ngi v sn xut Vit Nam.
Trc õy, do iu kin kinh t cha cho phộp nờn vic ng dng k thut
iu ho khụng khớ phc v cỏc lnh vc ny cũn rt hn ch. Trong thi gian
gn õy, i ụi vi s phỏt trin kinh t ca t nc nh cỏc chớnh sỏch i mi
ca ng v Nh nc vi mc tiờu cụng nghip hoỏ, hin i hoỏ, nhu cu v
k thut iu ho khụng khớ ang gia tng mnh m. Cỏc thit b iu ho khụng
khớ ó c nhp t nhiu nc khỏc nhau vi nhiu chng loi a dng, hin
i v mt s loi ó bt u c tin hnh sn xut lp rỏp trong nc.
Cú th núi, hu nh trong tt c cỏc cao c vn phũng, khỏch sn, nh hng,
rp chiu búng, nh vn hoỏ, mt s phõn xng, bnh vin ó v ang xõy
dng u c trang b h thng iu ho khụng khớ nhm to ra mụi trng khớ
hu thớch nghi cho ngi s dng. Hin nay, ngi dõn vit nam chi phớ cho nhu
cu v ngnh lnh v iu ho khụng khớ vn cũn thp so vi cỏc nc trong khu
vc nh Thỏi Lan, Singapo, iu ú chng t õy l mt ngnh cú tim nng
phỏt trin mnh m trong tng lai. Cựng vi s phỏt trin ca khoa hc k
thut, Thụng giú v iu ho khụng khớ ó tr nờn ht sc cp thit, c bit i
vi cỏc ngnh cụng ngh cao, cỏc cụng trỡnh c bit, hin i.
Trong phm vi ỏn tt nghip, tỏc gi c giao nhim v thit k h
thng iu ho khụng khớ v bo v mụi trng khụng khớ cho cỏc phũng sch
ca Trung tõm k thut Y t cao cp vi ni dung c th sau:
1. Vai trò của điều hoà không khí i vi cụng trỡnh Trung tõm k thut y t
cao cp.

2. Phân tích lựa chọn ph ơng án thiết kế hệ thống iu ho khụng khớ
3.Tớnh toỏn cõn bng nhit ẩm cho h thng iu ho khụng khớ.
4.Thnh lp v tớnh toỏn s iu ho khụng khớ.
5. Chn mỏy v thit b chớnh.
1
6. Bố trí lắp đặt hệ thống. Tính thuỷ lực hệ thống đường ống dẫn.
2
Chương 1
VAI TRÒ CỦA ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ
ĐỐI VỚI CÔNG TRÌNH TRUNG TÂM Y TẾ CAO CẤP
1.1. ảnh hưởng của các thông số môi trường trong phòng đối với con người
Các yếu tố vi khí hậu của môi trường không khí ảnh hưởng đến đời sống
con người nh sau
1.1.1. Nhiệt độ t
Nhiệt độ là yếu tố gây cảm giác nóng lạnh rõ rệt nhất đối với con người.
Cơ thể con người có thể xem nh một máy nhiệt. Đối với bình thường, nhiệt độ
thân nhiệt khoảng 37
0
C. Trong quá trình vận động cơ thể luôn luôn sản sinh ra
một lượng nhiệt nhiều hơn nó cần cho nên để duy trì được nhiệt độ này, con
người có sự trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh. Tuy nhiên, lượng nhiệt
của con người thải ra môi trường nhiều hay Ýt phụ thuộc vào cường độ vận
động của cơ thể, người ta chia cường độ vận động thành các dạng: tĩnh tại,
nhẹ , trung bình, nặng.
Cơ thể con người trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh qua 3 hình
thức: Đối lưu, bức xạ, bay hơi mồ hôi
- Trao đổi nhiệt đối lưu
Khi nhiệt độ của môi trường không khí lạnh hơn cơ thể con người, lớp
không khí tiếp xúc với cơ thể người sẽ nóng dần lên và có xu hướng chuyển
động về phía trên. Khi đó, lớp không khí lạnh hơn sẽ tiến đến thế chỗ, từ đó

hình thành sự chuyển động tự nhiên của lớp không khí bao quanh cơ thể con
người. Chính sự di chuyển này đã lấy đi một phần nhiệt lượng của cơ thể thải
ra ngoài môi trường.
- Trao đổi nhiệt bức xạ
Nhiệt nhiệt độ cơ thể con người sẽ bức xạ tới bất kỳ bề mặt nào có nhiệt
độ nhỏ hơn nhiệt độ của cơ thể. Hình thức trao đổi nhiệt này hoàn toàn độc
lập với hiện tượng đối lưu đã nêu ở trên và không phụ thuộc vào nhiệt độ
không khí xung quanh. Cường độ trao đổi nhiệt bằng hình thức bức xạ phụ
thuộc vào độ chênh nhiệt độ giữa cơ thể con người và các bề mặt xung quanh.
- Trao đổi nhiệt bằng bay hơi mồ hôi
Nếu điều kiện của môi trường thích ứng với những hình thức trao đổi
nhiệt của cơ thể thì con người cảm thấy dễ chịu, còn ngược lại thì cảm thấy
khó chịu, thậm chí nghiêm trọng sẽ nguy hại đến sức khoẻ.
Khi nhiệt độ môi trường nhỏ hơn 36
0
C, cơ thể sẽ thải nhiệt vào môi
trường bằng hình thức đối lưu và bức xạ, và nếu độ chênh lệch nhiệt độ này
càng lớn sẽ làm cho nhiệt lượng cơ thể mất đi càng nhiều, tới một mức độ nào
đó thì cơ thể sẽ có cảm giác ớn lạnh.
Ngược lại, khi nhiệt độ môi trường lớn hơn 36
0
C, cơ thể lại nhận nhiệt từ
môi trường nên sẽ có cảm giác nóng. Khi nhiệt độ môi trường lớn hơn 36
0
C
1
MiÒn cã må h«i
MiÒn kh«ng cã må h«i
30
40

10
20
15
25
7050 60 80 90
C
t
ϕ
thì cơ thể thải nhiệt vào môi trường bằng hình thức toả Èm (hơi thở, sự bay
hơi của mồ hôi). Tuy nhiên, cơ thể đổ mồ hôi nhiều hay Ýt còn phụ thuộc vào
nhiệt độ, độ Èm tương đối và tốc độ lưu chuyển của không khí xung quanh cơ
thểTrong một số trường hợp nhiệt độ môi trường không cao lắm, nhưng bề
mặt của một số vật thể có nhiệt độ rất cao (lò luyện kim, lò rèn…) khi đó có
một vài bộ phận của cơ thể nóng quá mức do bức xạ nhiệt từ các bề mặt có
nhiệt độ cao. Trong truờng hợp này nếu diện tích bề mặt nóng càng lớn,
khoảng cách từ bề mặt nóng đến con người càng nhỏ thì con người chịu tác
động càng cao.
Từ đó, rót ra kết luận việc giảm nhiệt độ các bề mặt xung quanh sẽ làm
gia tăng cường độ trao đổi nhiệt của cơ thể con người bằng bức xạ và ngược
lại nếu nhiệt độ các bề mặt xung quanh tiến dần đến nhiệt độ cơ thể thì việc
trao đổi nhiệt bức xạ sẽ giảm đi rất nhanh.
Qua các công trình nghiên cứu kết hợp với kinh nghiệm, các nhà nghiên
cứu đã rót ra kết luận rằng trong phần lớn các trường hợp nghiên cứu, cơ thể
luôn cảm thấy dễ chịu trong vùng nhiệt độ từ 22
0
C đến 27
0
C.
1.1.2. Độ Èm tương đối
ϕ

Độ Èm tương đối
ϕ
là yếu tố quyết định điều kiện hơi nước từ cơ thể
người bay hơi vào không khí. Sự bay hơi của mồ hôi vào không khí chỉ diễn
ra khi độ Èm tương đối
ϕ
< 100%. Nếu không khí có độ Èm vừa phải có
nghĩa là khả năng bay hơi của hơi nước vào không khí nhiều nên khi không
khí có nhiệt độ cao, cơ thể sẽ đổ mồ hôi, lượng mồ hôi này sẽ bay hơi vào
không khí được nhiều, và đó là dạng thải nhiệt dưới hình thức toả Èm, sẽ làm
cơ thể có cảm giác dễ chịu hơn. Ngược lại, nếu độ Èm
ϕ
quá lớn, mồ hôi
thoát ra ngoài bay hơi kém hoặc không bay hơi được, trên da sẽ có một lớp
mồ hôi nhớp nháp khó chịu [5].

2
Hình 1.1. Mô tả giới hạn miền có mồ hôi trên da [5]
Từ hình 1.1 có thể thấy: ở trị số
ϕ
bé, cơ thể chỉ có mồ hôi trên da khi ở
nhiệt độ khá cao, khi trị số
ϕ
lớn thì cơ thể có mồ hôi trên da ngay cả ở nhiệt
độ thấp. Khi
ϕ

≥
75% trên da vẫn có mồ hôi với nhiệt độ t
≤

20
0
C.
Sự thải nhiệt độ “ tháo mồ hôi” (do bay hơi kém) thường kèm theo rối
loạn điện dịch trong cơ thể, đến mức độ nào đó sẽ gây choáng ngất, nhẹ hơn
cũng làm cơ thể mệt mỏi.
Để thấy được vai trò của độ Èm tương đối
ϕ
, có thể tham khảo bảng 1.1
về tỉ lệ % giữa nhiệt cơ thể thải ra dưới hình thức bay hơi nước (nhiệt Èn) với
nhiệt thải dưới hình thức truyền nhiệt thuần túy (nhiệt hiện ) [5].
Bảng 1.1: Quan hệ giữa nhiệt độ với tỉ lệ phần trăm giữa nhiệt cơ thể thải
ra dưới hình thức bay hơi nước (nhiệt Èn) với nhiệt thải dưới hình thức truyền
nhiệt thuần túy (nhiệt hiện )
t
0
C 10 26,7 29 36 37,8 40,6 43,3
Tỷ lệ % 18 30 40 100 120 160 200
Theo kinh nghiệm cho thấy, nếu nhiệt độ của không khí là 27
0
C, để có
cảm giác dễ chịu thì độ Èm tương đối của không khí nên vào khoảng 50%.
Một môi trường không khí trong sạch, có chế độ nhiệt Èm thích hợp là
yếu tố gián tiếp nâng cao được năng suất lao động và chất lượng sản phẩm.
Để đáp ứng yêu cầu ngày càng cao về chất lượng không khí tại công sở,
trường học, bệnh viện … người ta đã và đang ứng dụng ngày càng nhiều kỹ
thuật điều hoà không khí nhằm tạo ra một môi trường có nhiệt độ, Èm độ
thích hợp nhất cho con người.
Để minh hoạ, bảng 1.2 sẽ chỉ rõ các thông số nhiệt độ và độ Èm cho từng
loại công trình [4]

Bảng 1.2: Các thông số nhiệt độ và độ Èm cho từng loại công trình
STT Loại công trình
Thông số nhiệt
độ t (
0
C)
Thông số độ Èm
ϕ

(%)
1 Kỹ thuật điện, điện tử 20
÷
22 50
÷
60
2 Cơ khí chính xác 20
÷
24 35
÷
50
3
Đồ hộp, bảo quản chế
biến thực phẩm
22
÷
24 65
÷
75
4 Dược phẩm 20
÷

24 30
÷
60
5 Phim ảnh 20
÷
24 40
÷
65
6 In 22
÷
26 45
÷
60
7 Dệt (kéo sợi) 22
÷
25 55
÷
65
8 Phòng mổ 20
÷
25 50
÷
65
9 Phòng bệnh viện 22
÷
26 35
÷
60
3
1.1.3. Tốc độ lưu chuyển của không khí W

k
Ngoài hai yếu tố nhiệt độ t và độ ảm tương đối
ϕ
của không khí như đã
nêu ở trên ra, tốc độ lưu chuyển của không khí W
k
là yếu tố đóng vai trò quan
trọng trong quá trình trao đổi nhiệt Èm giữa cơ thể và môi trường.
Khi tốc độ lưu chuyển của không khí W
k
tăng sẽ làm tăng cường độ toả
nhiệt
α
và cường độ toả chất
β
. Do dã, trong mùa đông, khi W
k
lớn sẽ làm
tăng sự mất nhiệt của cơ thể và gây cảm giác lạnh. Ngược lại, về mùa hè sẽ
gây cảm giác mát mẻ. Trong điều kiện độ Èm tương đối cao, W
k
tăng sẽ làm
quá trình bay hơi mồ hôi trên bề mặt da diễn ra nhanh hơn khiến cơ thể dễ
chịu hơn nhiều. Chính vì vậy, vào mùa hè, con người luôn muốn sống trong
điều kiện môi trường không khí có lưu chuyển mạnh (như có quạt hay gió
trời), đặc biệt đối với người Việt Nam vì nước ta là nước có điều kiện khí hậu
nóng Èm, do đó khi thiết kế hệ thống thông gió hoặc điều hoà không khí cần
phải chú ý quan tâm thích đáng đến đặc điểm này. Tuy nhiên, tốc độ gió lớn
hay bé tuỳ thuộc vào nhiệt độ không khí, nếu W
k

lớn quá mức cần thiết sẽ gây
mất nhiêt cục bộ, khiến cơ thể mệt mỏi.
Điểm cần chú ý là mặc dù nhiệt độ bên trong cơ thể duy trì ở 37
0
C
nhưng nhiệt độ bề mặt lớp da bao quanh cơ thể không hoàn toàn ổn định.
Tuỳ thuộc vào nhiệt độ, độ Èm của không khí xung quanh mà nhiệt độ
lớp da dao động từ 4,4
0
C
÷
40
0
C. Ngoài ra, cần chú ý đến chênh lệch nhiệt
độ giữa không khí bên trong không gian cần điều hoà và dòng không khí thổi
trực tiếp vào cơ thể. Để đảm bảo sức khoẻ cho con người thì độ chênh lệch
nhiệt độ đó không nên vượt quá từ 3
0
C
÷
6
0
C.
Bảng 1.3: Các điểm tương thích với cảm giác dễ chịu của con người [5]
Nhiệt độ
không khí
trong phòng
(
0
C)

16
÷
20 21
÷
23 24
÷
25 26
÷
27 28
÷
30 >30
Tốc độ không
khí (m/s)
<0,25 0,25
÷
0,3 0,4
÷
0,6 0,7
÷
1,0 1,1
÷
1,3 1,3
÷
1,5
Tóm lại, cả ba yếu tố khí hậu: nhiệt độ t, độ Èm tương đối
ϕ
, vận tốc gió
W
k
đều ảnh hưởng đến cảm giác dễ chịu của con người. Có nhiều cách để

tổng hợp các yếu tố này lại để tìm ra miền vi khí hậu thích hợp với trạng thái
của con người, song nó cũng chỉ mang tính chất tương đối vì nó còn phụ
thuộc vào cường độ lao động và thói quen của từng người.
Theo nghiên cứu và điều tra thực tế cho thấy, cơ thể con người có cảm
giác dễ chịu khi ở trong môi trường không khí có điều kiện nh sau:
- Độ Èm tương đối
ϕ
= 35% - 70%
- Nhiệt độ t = 24
0
C – 27
0
C (mùa hè)
t = 20
0
C – 23
0
C (mùa đông)
- Vận tốc gió W
k
= 0,5 – 1,5 m/s (trạng thái tĩnh)
4
1.1.4.Tiếng ồn
Tiếng ồn là yếu tố không kém phần quan trọng, ảnh hưởng đến cảm giác
của con người. Tiếng ồn có tác động trực tiếp đến cơ quan thính giác của con
người, tác động đến hệ thần kinh trung ương. Do vậy, tiếng ồn quá lớn sẽ gây
nhức đầu, choáng và mỏi mệt cho con người.
Trong môi trưòng khí hậu thích hợp, vẫn có thể có nhiều nguồn gây ra
tiếng ồn nh:
- Tiếng ồn do quạt gió, máy lạnh, bơm hay cơ cấu chuyển động

nói chung
- Tiếng ồn khí động của dòng khí (tiếng ồn thứ cấp)
- Tiếng ồn của các nguồn ngoài: khó khống chế nên thường không
xét đến.
Tiếng ồn có thể truyền vào trong phòng theo các đường sau:
• Theo đường ống gió từ quạt gió (và cả máy lạnh nếu có), theo đường
ống gió cấp và gió hồi, qua tiêu âm vào phòng, theo các chi tiết khác của hệ
thống đường ống truyền trực tiếp vào phòng.
• Theo đường phát xạ từ vách ống dẫn hoặc từ các thiết bị cuối của
đường ống qua trần giả vào phòng.
• Theo không khí tiếp xúc với buồng máy vào phòng.
• Theo kết cấu xây dựng truyền vào phòng.
Nh vậy tiếng ồn là một yếu tố ảnh hưởng rất lớn tới sức khoẻ cũng nh
tinh thần của con người. Tuỳ từng mức độ cụ thể mà mức ồn cho phép sẽ
khác nhau, song trong mọi trường hợp độ ồn không được vượt quá 90 dB, vì
sẽ gây nguy hại đến thính giác của con người khi phải tiếp xúc với môi trường
đó. Cho nên vấn đề nghiên cứu giảm nhẹ tiếng ồn là một trong những nhiệm
vụ cơ bản. Vì vậy, khi thiết kế để tạo ra môi trường khí hậu nhân tạo thích
hợp cần chú ý phối hợp xử lý chống rung kết hợp với chống ồn.
Bảng1.4: Độ ồn cực đại cho phép trong một số trường hợp cụ thể theo
tiêu chuẩn xây dựng175:1990 [6]
STT Tên gọi các công trình công cộng
Mức âm L
A
hoặc mức âm
tương đương L
Atd
dBA
Ban đêm (từ
22h đến 6h)

Ban ngày (từ
6h đến 22h)
1
Các phòng điều trị, phòng mổ trong các
bệnh viện, phòng ngủ trẻ em trong nhà
mẫu giáo, nhà trẻ
35 50
2
Khu vực bệnh viện, nhà nghỉ, nhà điều
dưỡng, nhà trẻ, nhà mẫu giáo
40 55
3 Phòng khám ở: bệnh viện đa khoa, 40 55
5
chuyên khoa, nhà điều dưỡng, nhà nghỉ,
phòng đọc, phòng ngủ trong khách sạn,
trong nhà tập thể
4
Phòng học trong các trường (phổ thông,
kỹ thuật , nghiệp vụ…)
40 55
5
Phòng khán giả trong các rạp, các câu lạc
bộ, nhà văn hoá, gian hoà nhạc, phòng
họp, hội trường, gian xử án…
- 55
6
Phòng làm việc trong các trụ sở cơ quan
viện thiết kế, viện nghiên cứu
40 55
7

Tiệm ăn, nhà ăn tập thể, phòng ăn của
khách sạn, tiền sảnh của các loại phòng
khán giả
- 60
8
Của hàng bách hoá bán lẻ xen kẽ trong
các khu nhà ở
45 60
9
Gian phòng của trung tâm thương mại,
bách hoá trung tâm, các gian thể thao,
gian hành khách của các ga xe lửa, ga
hàng không, bến xe
55 70
10
Khu vực chợ trung tâm, hội chợ triển lãm
lớn, sân vận động, bãi thể thao
55 70
11
Khu vực chợ xanh, vùng sinh hoạt văn
hoá công cộng xen kẽ trong khu nhà ở
- 65
12 Khu vực sân bãi thể thao trong khu nhà ở - 65
1.1.5. Nồng độ các chất độc hại
Ngoài ba yếu tố nhiệt độ t, độ Èm tương đối
ϕ
, vận tốc gió W
k
đã nói ở
trên, môi trường không khí còn phải được đảm bảo mức độ trong sạch nhất

định, được đặc trưng bằng nồng độ các chất độc hại trong không khí. Các chất
độc hại trong môi trường không khí có thể chia ra làm 3 loại chủ yếu:
- Bụi: là các hạt vật chất có kích thước rất nhỏ, có thể xâm nhập vào cơ
thể con nguời qua đường hô hấp và khó lọc sạch bằng các thiết bị thông
thường. Tùy theo kích thước hạt bụi mà thời gian tồn tại của chúng Ýt hay
nhiều. Hạt có kích thước càng nhỏ thì càng khó lắng đọng, thời gian tồn tại
của nó trong không khí càng lâu và mức độ nguy hiểm đôí với con người càng
cao khi chúng thâm nhập vào trong cơ thể con người.
Trong các ngành như quang học, điện tử, cơ khí chính xác, phim ảnh, tin
học…, ngoài nhiệt độ và Èm độ, người ta còn chú ý đến độ nhiễm bẩn do bụi
và các hạt lơ lửng khác.Ví dụ: trong phòng đặt máy vi tính thì số lượng các
6
loại hạt không vượt quá 2.10
5
hạt/m
3
. (chỉ tính hạt có kích thước lớn hơn 3
m
µ
)
- Khí CO
2
: Bình thường loại này không mang tính độc nhưng nếu ở
nồng độ quá lớn sẽ làm giảm lượng O
2
trong không khí và ảnh hưởng đến khả
năng hô hấp của con người.
- Các chất độc hại dạng khí và hơi (hay ở dạng bụi): Phát sinh trong quá
trình sản xuất hay trong các phản ứng hoá học… Mức độ độc hại phụ thuộc
vào cấu trúc hoá học, nồng độ của từng chất và thời gian tiếp xúc của con

người với các chất đó. Nhẹ thì gây khó chịu, nồng độ lớn sẽ có thể gây chết
hoặc hỏng chức năng của cơ thể tương ứng.Thời gian tiếp xúc lâu ở nồng độ
nhỏ với các chất độc hại do nghề nghiệp sẽ gây ra những bệnh mãn tính, có
hại đến sức khoẻ của con người.
Như đã biết, một trong những vấn đề cơ bản khi thiết kế hệ thống điều
hoà không khí cần chú ý là vấn đề thông giã cho không gian cần điều hoà.
Không gian cần điều hoà là không gian tương đối kín, trong đó còn có
con người cùng những loại vật dụng khác nhau. Do vậy, bên cạnh sự ảnh
hưởng của bụi bặm và các vật dụng thì con người và hoạt động của con người
là những nguyên nhân chính gây ra ô nhiễm không khí trong không gian cần
điều hoà. Cụ thể những nguyên nhân đó là:
- Do hít thở
- Do hút thuốc lá
- Do các loại mùi khác nhau từ cơ thể phát ra.
Đây là nguyên nhân chính làm tăng lượng CO
2
, CO, nhiều loại vi khuẩn,
nấm mốc gây bệnh và tạo ra các loại khí độc khác nhau trong không gian cần
điều hoà.
Để tạo ra một môi trường không khí trong lành thì cần phải thiết kế hệ
thống thông gió với kỹ thuật phù hợp. Có thể hiểu thông gió là thay thế một
lượng không khí trong không gian cần điều hoà bằng một lượng không khí
mới, tươi, trong sạch lấy từ bên ngoài.
Phương án cấp không khí tươi, trong sạch cũng rất đa dạng. Thông
thường, trong điều hoà không khí người ta thường hoà trộn không khí tươi với
không khí tuần hoàn, hay có thể dùng hoàn toàn không khí tươi lấy từ ngoài.
Trước đây, nói đến ô nhiễm không khí là người ta thường nghĩ đến độ
CO
2
có trong không khí. Nhưng trong những năm gần đây, ngoài CO

2
người
ta còn lưu ý đến việc khử mùi phát ra từ cơ thể con người và đang nghiên cứu
tìm các chỉ số thích hợp để đáng giá tác động của yếu tố này đến môi trường.
Dù vậy, cho đến nay, người ta vẫn sử dụng nồng độ CO
2
nh là chỉ số
biểu diễn mức độ ô nhiễm. Bảng 1.5 sẽ chỉ ra ảnh hưởng của CO
2
đến sức
khoẻ của con người [2]
Khi trong không gian phòng có nồng độ CO
2
vượt quá mức quy định thì
cần thiết phải bổ xung một lượng không khí mới. Lượng không khí tươi cần
thiết cho một người trong một giờ phụ thuộc vào cường độ vận động của con
7
người đó trong không gian cần điều hoà Bảng 1.6 sẽ chỉ rõ mối quan hệ giữa
lượng không khí tươi cần cung cấp ứng với các loại cường độ lao động [2].
Ngoài những điều quan trọng ở trên, khi đánh giá mức độ vệ sinh của
một môi trường nào đó theo nhiều yếu tố tổng hợp khác nhau, có thể tham
khảo số liệu trong bảng 1.7 [2]
Bảng 1.5: Ảnh hưởng của CO
2
đến sức khoẻ của con người
Nồng độ CO
2
(% thể tích)
Phạm vi ảnh hưởng
Ghi chó

0,07
Đây là mức độ chấp nhận được khi có nhiều
người trong phòng
Các giá trị
này bản thân
nó chưa
được xem là
mức độ
nguy hiểm,
tuy nhiên,
với tư cách
là chỉ số ô
nhiễm
không khí
thì nó là con
số cần lưu ý
nếu như
nồng độ
CO
2
tiếp tục
tăng
0,01
Nồng độ cho phép trong các trường hợp thông
thường
0,15
Nồng độ cho phép khi dùng để tính toán thông
gió
0,2
÷

0,5 Nồng độ tương đối nguy hiểm
≥
0,5 Nồng độ nguy hiểm
4
÷
5
Hệ thần kinh bị kích thích, gây ra thở sâu và
nhịp thở gia tăng. Nếu hít thở trong môi trường
này kéo dài thì có thể gây ra nguy hiểm.
8
Nếu hít thở trong môi trường này kéo dài hơn
10 phút thì mặt sẽ đỏ bừng và bị đau đầu
≥
18 Hết sức nguy hiểm, có thể dẫn đến tử vong
Bảng 1.6: Lượng không khí tươi cần cung cấp ứng với các cường độ lao động
STT Cường độ vận động
K,
m
3
/người.h
Q, m
3
/người.h
Khi
β
=0,1% Khi
β
=0,15%
1 Nghỉ ngơi 0,013 18,6 10,8
2 Rất nhẹ 0,022 31,4 18,3

3 Nhẹ 0,030 43,0 25,0
4 Trung bình 0,046 06,7 38,3
5 Nặng 0,074 106 61,7

Bảng 1.7: Một số tiêu chuẩn đánh giá mức độ vệ sinh môi trường
STT Các yếu tố đánh giá Tiêu chuẩn đánh giá
8
1 Các hạt lơ lửng < 0,15 mg/m
3
không khí
2 Nồng độ CO < 0,001 % theo thể tích
3 Nồng độ CO
2
< 0,1% theo thể tích
4 Nhiệt độ 17
0
C
÷
28
0
C tuỳ trường hợp
5 Độ Èm tương đối 40%
÷
70%
6 Tốc độ chuyển động của không khí < 0,5m/s
Như vậy có thể thấy được tầm quan trọng của việc thông gió cho không
gian cần điều hoà. Điều đó góp phần loại bỏ các chất độc hại, khử được mùi
khó chịu do con người hay các vật dụng tạo nên, tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh,
đảm bảo sức khoẻ cho con người làm việc trong một môi trường tốt.
Tóm lại, các yếu tố trên có ảnh hưởng rất lớn đến sức khoẻ của con

người, vì vậy việc thiết kế để tạo ra một môi trường khí hậu nhân tạo thích
hợp với con người là hoàn toàn cần thiết, đặc biệt là trong sự phát triển ngày
càng cao của khoa học công nghệ và sự gia tăng ô nhiễm của môi trường
không khí.
1.2. Sự cần thiết của hệ thống điều hoà không khí
Điều hoà không khí là ngành kỹ thuật có khả năng tạo ra bên trong các
cồng trình kiễn trúc một môi trường không khí trong sạch, có nhiệt độ, và độ
Èm và vận tốc gió nằm trong phạm vi ổn định phù hợp với cảm giác nhiệt
(tiện nghi nhiệt) của cơ thể con người ứng với các trạng thái lao động khác
nhau, làm cho con người cảm thấy dễ chịu thoải mái, không nóng bức về mùa
hè, rét buốt về mùa đông, bảo vệ được sức khỏe và phát huy được năng suất
lao động cả chân tay lẫn trí óc.
Ngoài mục đích tạo điều kiện tiện nghi cho cơ thể con người, điều hoà
không khí còn có tác dụng phục vụ cho nhiều quá trình công nghệ khác nhau
mà những quá trình này chỉ có thể được tiến hành tốt trong môi trường không
khí có nhiệt độ và độ Èm nằm trong giới hạn nhất định.
1.2.1. Trong sinh hoạt, bảo vệ sức khỏe cho con người
Ở tất cả các nước phát triển trên thế giới, dù ở vùng hàn đới hay nhiệt
đới đều cần đến điều hoà không khí để đảm bảo môi trường không khí trong
phòng theo yêu cầu.
Việt Nam ta thuộc vùng khí hậu nhiệt đới nóng Èm có gió mùa và gió
“Phơn’ Trường Sơn (gió Lào – ở các địa phương Nghệ An, Hà Tĩnh), nhiệt độ
trung bình năm khá cao, cộng vào đó độ Èm tương đối của không khí cũng rất
cao ngay cả ở các vùng gió Lào. Ví dụ ở Hà Nội, nhiệt độ không khí trên
26
0
C xuất hiện trên 3500 giờ/năm chiếm gần 40% thời gian trong năm: độ Èm
trên 70% xuất hiện trên 7100 giờ/năm, tức chiếm 81% thời gian trong năm. ở
thành phố Hồ Chí Minh, các giá trị nhiệt độ và độ Èm nêu trên xuất hiện một
cách tương ứng là 61% và 65% thời gian trong năm. Với nhiệt độ và độ Èm

nêu trên, cộng vào đó là bức xạ mặt trời qua cửa kính, nhất là các loại nhà
9
công sở, nhà cao tầng theo phong cách kiến trúc hiện đại, diện tích cửa kính
rất lớn, bên trong nhà lại có nhiều toả nhiệt, toả Èm khác nhau như người,
chiếu sáng, thiết bị điện- điện tử Tất cả những yếu tố đó làm nhiệt độ và độ
Èm không khí trong phòng tăng cao, vượt xa so với giới hạn tiện nghi nhiệt
đối với cơ thể con người. Chỉ có điều hoà không khí mới có thể giải quyết
được vấn đề nêu trên. Ngày nay ta có thể hình dung được nếu không có điều
hoà không khí trong các công trình trên thì liệu các công trình đó có phát huy
được hiệu quả sử dụng hay không? Hiện nay nền kinh tế của nước ta đã có
những bước tiến đáng kể, đời sống của nhân dân được cải thiện rõ rệt, nhiều
nhà ở các tư nhân, ở các đô thị cũng đã thấy sự cần thiết phải lắp đặt hệ thống
điều hoà không khí để đảm bảo môi trường vi khí hậu bên trong nhà phù hợp
với điều kiện vệ sinh, đảm bảo sức khoẻ.
Trong Y tế, điều hoà không khí ngày càng sử dụng rất rộng rãi. Nhiều
bệnh viện được trang bị hệ thống điều hoà không khí trong các phòng điều trị
để tạo môi trường vi khí hậu tối ưu giúp cho bệnh nhân chóng hồi phục sức
khỏe. Các phòng vi khí hậu nhân tạo với độ trong sạch tuyệt đối của không
khí và nhiệt độ, độ Èm được khống chế ở mức tối ưu, không thay đổi là nhu
cầu bức xúc để tiến hành nhiều nhiệm vụ và quá trình Y học quan trọng như
nuôi cấy vắc xin, bảo quản mô, phẫu thuật
Cũng cần biết rằng điều hoà không khí là khá tốn kém. Thông thường
đầu tư ban đầu cho điều hoà không khí loại nhà công cộng chiếm khoảng 15-
20% tổng kinh phí xây dựng và chiếm 60-70% chi phí sử dụng chung của
toàn công trình. Mặc dù vậy, nhu cầu về điều hoà không khí để phục vô sinh
hoạt bảo vệ sức khoẻ cho cộng đồng dân cư, nhất là các đô thị lớn, là quá rõ
ràng, không ai có thể phủ nhận được.
1.2.2. Trong sản xuất công nghiệp
Thành phần không khí và các thông số vật lý của nó (nhiệt độ, độ Èm) là
điều kiện cần thiết, nhiều khi là bắt buộc, để tiến hành nhiều loại quá trình

công nghệ khác nhau của nền công nghiệp hiện đại.
Để thấy rõ vai trò của điều hoà không khí trong sản xuất công nghiệp, ta
có thể xem xét một số trường hợp cụ thể sau đây [1]:
- Trong ngành cơ khí chính xác, chế tạo dụng cụ đo lường, dụng cụ điện
tử, vi mạch, quang học, độ trong sạch và sự ổn định của nhiệt độ và độ Èm
của không khí là điều kiện quyết định cho chất lượng, độ chính xác và độ bền
của sản phẩm. Nếu các linh kiện, chi tiết tinh vi của máy đo, kính quang học
được chế tạo trong điều kiện nhiệt độ và độ Èm không ổn định thì độ co dãn
khác nhau về kích thước của chi tiết sẽ làm cho độ chính xác của máy móc
không đảm bảo, nhiều khi trở thành phế phẩm. Bụi thâm nhập vào bên trong
máy móc tinh vi làm độ mài mòn các chi tiết tăng cao và dụng cụ chóng hư
hỏng, chất lượng giảm sút rõ rệt, đặc biệt là các loại kính quanh học, đồng
hồ…
10
- Trong công nghiệp sợi và dệt, điều hoà không khí có ý nghĩa rất quan
trọng. Khi độ Èm cao, độ dính kết, ma sát giữa các sơ bông sẽ lớn và quá
trình kéo sợi sẽ rất khó khăn, sợi kéo ra không được suôn sẻ đều đặn, ngược
lại độ Èm quá thấp sẽ làm cho sợi dễ bị đứt, năng suất kéo sợi sẽ bị giảm.
Thông thường điều kiện tối ưu cho quá trình kéo sợi là nhiệt độ nằm trong
khoảng 20-28
0
C, độ Èm từ 50-55%. Đối với quá trình dệt vải thì độ Èm lại
phải tương đối cao để sợi khỏi bị đứt và mặt vải được mịn. Độ Èm không khí
cho phân xưởng dệt nằm trong khoảng từ 70-75% là hợp lý, còn nhiệt độ cũng
tương tự như quá trình kéo sợi (giới hạn của nhiệt độ áp dụng cho mùa đông,
giới hạn trên cho mùa hè).
- Công nghệ in, nhất là in nhiều màu, in tiền đòi hỏi phải tiến hành
trong điều kiện nhiệt độ, độ Èm ổn định để kích thước của giấy không bị co
dãn thất thường, lúc đó các mảng màu trên tờ in mới liền khít nhau, không bị
sai lệch. Ngoài ra, nhiệt độ và độ Èm của không khí ổn định còn tác dụng giữ

cho màu sắc của mực in được ổn định, đồng đều.
- Nhiều qúa trình trong công nghệ chế biến thực phẩm đòi hỏi phải có
môi trường không khí thích hợp. VD: trong khâu chế biến thịt, sản xuất giò,
xúc xích nếu độ Èm sẽ làm cho sản phẩm khô hanh, giảm khối lượng và chất
lượng sản phẩm. Ngược lại, nếu độ Èm quá cao, cộng với nhiệt độ cao thì đó
là môi trường tốt để vi sinh vật phát triển làm giảm chất lượng hoặc phân huỷ
sản phẩm. Một đặc điểm nữa trong công nghiệp thực phẩm là lượng nhiệt và
Èm (hơi nước) toả ra bên trong phân xưởng tương đối lớn thường xảy ra hiện
tượng đọng sương trên bề mặt kết cấu bao che hoặc bề mặt thiết bị máy móc
công nghệ, gây mất vệ sinh, vì đó là môi trường tốt cho vi khuẩn, vi sinh vật
phát triển. Tất cả những hiện tượng bất lợi nêu trên đều có thể giải quyết được
bằng hệ thống điều hoà không khí.
- Quá trình tạo mạch nha, làm lạnh nước, hoa quả lên men, ủ lên men
bia là các quá trình chính của công nghiệp sản xuất bia đều đòi hỏi phải tiến
hành trong môi trường không khí có nhiệt độ và độ Èm thích hợp.
Trong công nghiệp chế biến và sản xuất chè đen, quá trình vò chè, ủ lên
men có tác dụng làm cho chất dinh dưỡng trong lá chè tiếp xúc với không khí
và oxi hoá kết hợp với các quá trình biến đổi sinh hóa khác tạo ra các axit
amin, cố định màu sắc hấp dẫn và hương vị thông thường của chè. Các quá
trình này đòi hỏi phải tiến hành ở điều kiện mát mẻ và độ Èm cao. Quá trình ủ
lên men của chè, sau khi vò đòi hỏi môi trường không khí hoàn toàn trong
sạch, nhiệt độ nằm trong khoảng từ 18 dến 24
0
C và độ Èm từ 95-98%. Ở công
đoạn sàng chọn và đóng bao thành phẩm cũng như nhập kho lại đòi hỏi độ
Èm thấp: 50-55% để chè không ngậm Èm thêm vào sau khi đã được sấy khô
đến thuỷ phần 5-6% ở công đoạn trước đó.
Công nghiệp chế biến thuốc lá và sản xuất thuốc điếu có đạt được năng
suất và chất lượng cao hay không là nhờ một phần quan trọng vào hệ thống
điều hoà không khí. Thuốc lá là loai nguyên liệu rất nhạy cảm với nhiệt độ và

độ Èm không khí, đặc biệt là độ Èm. Ngoài ra, các nguyên vật liệu khác như
11
giây cuốn điếu cũng có tính chất tương tự. Nếu nhiệt độ, độ Èm không ổn
định thì độ dẻo, kích thước của giấy cũng như tính chất cơ lý của sợi thuốc
cũng thay đổi theo làm cho máy móc hoạt động kém hiệu quả và sản phẩm
kém chất lượng. Độ Èm quá thấp thì điếu thuốc lá dễ bị rỗ đầu. Đặc biệt ở
công đoạn ủ lên men thuốc lá trước khi thái sợi, nhiệt độ và độ Èm cần được
duy trì theo mét quy trình chặt chẽ nhất định: thời gian đầu trong 2 - 3 ngày,
nhiệt độ được nâng dần lên từ nhiệt độ bình thường đến mức 50 : 600 C, sau
đó nhiệt độ được giữ không đổi ở mức trên trong thời gian 6 - 7 ngày, cuối
cùng là giai đoạn hạ nhiệt độ từ từ trở về nhiệt độ bình thường trong khoảng
thời gian 2 - 3 ngày. Trong suốt quá trình nêu trên độ Èm được khống chế ở
mức 90 – 95% Tất cả những yêu cầu công nghệ nêu trên đều phải cần đến hệ
thống điều hoà không khí. Ngoài ra, trong các phân xưởng chế biến thuốc lá
vấn đề ô nhiễm bụi và hơi khí độ hại như hơi nicôtin, hơi hương liệu để phun
tẩm vào sợi thuốc là những vấn đề rất quan trọng và khó khăn mà người kỹ sư
Thông gió - Điều hòa không khí - Môi trường khí phải giải quyết để bảo vệ
môi trường, đảm bảo sức khỏe cho người lao động.
Các thông số của môi trường không khí trong các nhà máy sản xuất
phim, giấy ảnh cũng cần được duy tri ở mức nhất định và chặt chẽ bằng hệ
thống điều hoà không khí. Bụi rất dễ bám vào bề mặt phim, giấy ảnh làm
giảm chất lượng sản phẩm. Nhiệt độ cao của không khí trong phân xưởng làm
cho nóng chảy lớp thuốc ảnh phủ trên bề mặt phim và giấy ảnh. Độ Èm quá
thấp gây ra hiện tượng khô vênh, cong queo của giấy và phim. Ngược lại, độ
Èm quá cao làm cho sản phẩm dính bết vào nhau. Còn rất nhiều quá trình
công nghệ khác đòi hỏi phải có điều hoà không khí mới tiến hành được hiệu
quả. Điều này ta có thể tìm hiểu và nghiệm thấy trong thực tế sản xuất nhất là
ở thời đại công nghiệp phát triển ở trình độ cao trong nước cũng như trên thế
giới.
1.2.3. Trong lĩnh vực bảo quản công trình lịch sử, văn hóa, nghệ thuật

Ta có thể tự hào là trên đất nước ta có một công trình lịch sử vĩnh cửu,
tầm cỡ nhất nhì trên thế giới, đó là Lăng Chủ tịch Hồ Chí Minh. Công trình
này có tồn tai vĩnh hằng hay không một phần quan trọng là nhờ vào hệ thống
điều hoà không khí. Độ tinh khiết của môi trường không khí ở những khu vực
trọng yếu của lăng phải là tuyệt đối, còn nhiệt độ và độ Èm ở những khu vực
này phải duy trì ở mức 16 ± 0,5
0
C và 75 ± 5% quanh năm bất kể thời tiết bên
ngoài thay đổi như thế nào.
Điều hoà không khí có ý nghĩa thiết yếu trong các phòng thí nghiệm
phục vụ cho công tác nghiên cứu khoa học; cụ thể là thành phần và các thông
số nhiệt độ, độ Èm của không khí phải được giữ ở mức không đổi để tạo ra
các kết quả tương tự trong lĩnh vực sinh học, sinh hóa, sinh thái học
Đối với quá trình bảo quản và khai thác các mẫu đo lường chuẩn, yêu
cầu về thành phần và thông số vật lý của môi trường không khí xung quanh
là hết sức nghiệm ngặt mà chỉ có điều hoà không khí mới đáp ứng được.
12
Để bảo quản những giá trị vĩ đại của văn hóa - lịch sử như tranh, ảnh,
tượng, sách cổ, hiện vật trong các phòng trưng bày, viện bảo tàng, thư viện
v.v. lưu truyền cho nhiều thế hệ mai sau thì điều cốt yếu là phải tạo ra môi
trường không khí có thành phần trong sạch với nhiệt độ và độ Èm không thay
đổi ở mức thích hợp. Rõ ràng là môi trường không khí với các thông số thích
hợp của nó có thể làm chậm lại một cách đáng kể hoặc ngừng hẳn quá trình
phá hủy của nó mà người ta thường gọi là "sức phá hủy của thời gian"
Tóm lại, điều hoà không khí cho các mục đích nêu ra trên đây có ý nghĩa
kinh tế, lịch sử, văn hóa vô cùng to lớn .
1.3. Giới thiệu sơ lược công trình “ Trung tâm kỹ thuật Y tế cao cấp” và vai trò của
hệ thống điều hoà không khí
1.3.1. Giới thiệu sơ lược về công trình “ Trung tâm kỹ thuật Y tế cao cấp”
Công trình “ Trung tâm kỹ thuật Y tế cao cấp” là công trình được nhà

nước đầu tư xây dựng với mục đích tạo nên một trung tâm Y tế với đầy đủ
trang thiết bị hiện đại, đáp ứng được những đòi hỏi ngày càng cao của công
tác Y tế. Được xây dựng trên một mặt bằng rộng khoảng 1450 m
2
với 6 tầng,
được trang bị tới 3 thang máy, một sân đỗ trực thăng, 15 máy chạy thận nhân
tạo, 2 phòng mổ và khu hậu phẫu được trang bị hiện đại với hệ thống cung
cấp O
2
tới tận giường bệnh
Tầng 1: Khoa Cấp cứu hồi sức: 16 giường
Tầng 2: Khoa chẩn đoán hình ảnh
Tầng 3: Khu phòng mổ
Tầng 4: Khu điều trị bệnh nhân
Tầng 5: Khoa thận nhân tạo và khoa Thăm dò chức năng
Tầng 6: Khoa cận lâm sàng và Xét nghiệm
Khoa Sinh Hoá, khoa Huyết học và khoa vi sinh vật
Trung tâm kỹ thuật Y tế cao cấp đã đáp ứng được những yêu cầu đặc
biệt, nên ngoài trang thiết bị Y tế, cơ sở vật chất hiện đại, công trình còn có
kiến trúc tương đối đẹp, lịch sự, tạo nên một tổng thể kiến trúc hài hoà.
Là một công trình Y tế có những nét đặc thù riêng, nhà “Trung tâm kỹ
thuật Y tế cao cấp” được phân thành nhiều phòng với kích thước và chức
năng rất khác biệt. Có một số phòng đòi hỏi một chế độ nhiệt độ, độ Èm, độ
sạch của không khí hết sức khắt khe như đối với phòng mổ (tầng 3), phòng
hồi sức cấp cứu (tầng 1), phòng chạy thận nhân tạo (tầng 5) … , tại các phòng
này, ngoài việc cần một môi trường vi khí hậu thực sự tiện nghi, môi trường
không khí trong phòng còn đòi hỏi phải sạch, tuyệt đối tránh nhiễm khuẩn gây
ra các tai biến sau phẫu thuật cho các bệnh nhân đang trong tình trạng nguy
kịch sau phẫu thuật, các bệnh nhân mắc các bệnh hiểm nghèo (cấp cứu)…
Về kết cấu công trình, công trình được xây dựng theo phương pháp

thông thường hiện nay, kết cấu chịu lực là hệ khung dầm bê tông cốt thép, các
tường ngăn giữa các phòng là 1 lớp gạch đỏ. Các tường ngăn cách toà nhà với
bên ngoài cũng được xây gạch đỏ 2 líp. Toàn bộ các tường bao và tường ngăn
13
không phải chịu lực. Để đảm bảo chiếu sáng tự nhiên, ngoài hệ thống chiếu
sáng nhân tạo bằng hệ thống đèn bố trí trên trần, các cửa sổ được làm bằng
kính một lớp màu xanh dày 5 mm có rèm che trong.
Về nội thất, hầu hết các phòng làm việc, các phòng bệnh trong toà nhà
đều được bố trí trần thạch cao tấm có kích thước 600x600 mm. Riêng các
phòng mổ, do yêu cầu độ kín cao, tránh rơi bụi bẩn từ trần xuống nên được bố
trí trần thạch cao xương chìm có bả matit. Khoảng cách từ trần thật đến trần
giả là 500 mm. Khoảng cách từ bụng dầm thấp nhất xuống trần giả là 250
mm.
1.3.2. Vai trò của hệ thống điều hoà không khí đối với công trình
Việc lắp đặt một hệ thống điều hoà không khí đảm bảo duy trì được chế
độ nhiệt Èm, duy trì được hàm lượng oxi, khống chế nồng độ các chất độc hại
của môi trường không khí theo tiêu chuẩn là hết sức cần thiết đối với công
trình “ Trung tâm kỹ thuật Y tế cao cấp”.
Như đã giới thiệu ở phần trên, “Trung tâm kỹ thuật Y tế cao cấp” là một
công trình Y tế có quy mô lớn và được trang bị rất nhiều trang thiết bị hiện
đại như máy chụp X quang, máy thăm dò chức năng điện não, máy chạy thận
nhân tạo, máy siêu âm, đèn mổ… Cùng với đèn chiếu sáng và các thiết bị văn
phòng (máy vi tính. Máy copy, máy in…) các thiết bị này trong quá trình vận
hành đã toả ra một nguồn nhiệt không nhỏ.
Bên cạnh lượng nhiệt toả ra từ các máy móc, thiết bị khi vận hành,
không thể không kể đến lượng nhiệt toả ra từ con người (bệnh nhân, y bác sỹ,
người nhà bệnh nhân…) và lượng nhiệt bức xạ qua các cửa kính (có diện tích
không nhỏ), qua mái…
Cùng với lượng nhiệt toả ra lớn, do có số lượng người làm việc, người
điều trị, kéo theo số người khách đến khám bệnh và đến thăm bệnh nhân rất

đông nên lượng Èm toả ra (mồ hôi, hơi người) là rất lớn.
Chính lượng nhiệt thừa, Èm thừa toả ra từ các nguồn kể trên đã tạo nên
một môi trường gây khó chịu cho con người.
Các nguồn thải từ bệnh nhân như thuốc gây mê trong phòng mổ, hoá
chất, từ các bông băng, từ các khu vệ sinh… là những nguồn gây ô nhiễm
không khí rất nguy hiểm.
Trong một môi trường khí hậu Èm, nóng và có mức độ ô nhiễm cao như
vậy thì ngay cả những người bình thường khoẻ mạnh như các y bác sỹ, cán bộ
công nhân viên của bệnh viện cũng sẽ cảm thấy mệt mỏi, căng thẳng, giảm
hiệu suất làm việc. Đối với các bệnh nhân nặng có nguy cơ tử vong do nhiễm
trùng sẽ cao hơn rất nhiều. Các bệnh nhân mắc các bệnh không quá ngặt
nghèo thì thời gian hồi phục và điều trị sẽ dài hơn. Nguy hiểm hơn bệnh viện
lúc này trở thành một ổ dịch, là nơi hình thành và phát triển của nhiều loại
bệnh lây nhiễm.
Nếu mùa hè khí hậu nóng Èm rất khó chịu thì mùa đông nước ta lại có
một đợt rét rất khắc nghiệt. Những đợt rét này chính là nguyên nhân gây ra rất
14
nhiều bệnh phổ biển và khá nguy hiểm như bệnh viêm phổi, đau nửa đầu,
viêm họng, cúm dịch Đối với những bệnh nhân nặng thì những đợt rét này
rất có thể là nguyên nhân quyết định gây ra tử vong.
Qua những phân tích trên ta có thể đi đến kết luận: Việc tạo ra một môi
trường vi khí hậu thật vệ sinh, đảm bảo các thông số nhiệt Èm tiện nghi nhất
cho Trung tâm Y tế kỹ thuật cao cấp là hết sức cần thiết. Do đó, cần lắp đặt
một hệ thống điều hoà không khí đảm bảo duy trì được chế độ nhiệt Èm, duy
trì được hàm lượng oxi, khống chế nồng độ các chất độc hại của môi trường
không khí theo tiêu chuẩn là hết sức cần thiết. Cũng theo phân tích trên đây,
để có một điều kiện môi trường tiện nghi trong suốt cả năm, cần phải lắp đặt
một hệ thống điều hoà không khí 2 chiều: làm mát không khí về mùa hè và
suởi Èm không khí về mùa đông. (Quá trình thiết kế tuân thủ theo tiêu chuẩn
TCVN 5678-92. Quá trình chế tạo, lắp đặt tuân thủ theo tiêu chuẩn TCXD

232).
Theo yêu cầu của chủ đầu tư, do kinh phí cấp cho điều hoà còn hạn chế,
nên chỉ lắp đặt điều hoà không khí cho những vùng vần thiết nhất đã được chỉ
định và việc thiết kế cần tính tới khả năng mở rộng trong tương lai. Đồng thời
những vùng được chỉ định lắp đặt hệ thống điều hoà không khí đều được cho
trước trong các số liệu cần thiết phục vụ cho việc tính toán. Các số liệu này
được nêu trong bảng 1.8 “Các số liệu ban đầu”.
CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU
15
CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU
16
Chương 2
PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG
ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ “TRUNG TÂM KỸ THUẬT Y TẾ CAO CẤP”
2.1. Các yêu cầu chung của hệ thống
Trước khi thiết kế cần xác định một số yêu cầu chung cho toàn bộ hệ
thống để từ đó đưa ra phương án thiết kế tổng thể có khả năng đáp ứng tối đa
các yêu cầu đề ra. Hệ thống điều hoà không khí sẽ được thiết kế theo những
quan điểm hay định hướng thiết kế sau :
1. Đảm bảo các thông số nhiệt Èm và độ sạch của không khí trong mọi
điều kiện thời tiết.
2. Lưu lượng không khí tươi cung cấp cho toà nhà nhờ hệ thống điều
hoà không khí phải đảm bảo đáp ứng trị số cao trong giải trị số cho phép.
3. Cần thiết kế, lắp đặt hệ thống điều hoà không khí đảm bảo điều hoà
cho các không gian đệm như: sảnh, hành lang, sảng chờ thang máy,…tránh
thay đổi nhiệt độ đột ngột gây sốc trong quá trình đi lại giữa các khu vực ra
vào toà nhà. Đặc biệt là các khu thường xuyên có bệnh nhân nặng đi qua như
hành lang nối phòng mổ và khu hậu phẫu.
4. Nhiệt độ, độ Èm và độ sạch của không khí có thể đặt và duy trì ở các
mức độ khác nhau tuỳ theo yêu cầu sử dụng. Các phòng đặc biệt như phòng

mổ, phòng hậu phẫu, phòng chạy thận nhân tạo cần có biện pháp vô trùng.
5. Tổ chức phân phối không khí, thông gió một cách hợp lÝ, tránh hiện
tượng lan truyền không khí giữa các phòng gây ô nhiễm. Cần lưu ý tới những
yêu cầu đặc thù đối với các ngành y tế.
6. Do sự cần thiết của hệ thống điều hoà không khí nên hệ thống điều
hoà không khí được thiết kế phải có độ tin cậy cao, đảm bảo hoạt động liên
tục.
7. Do đây là một công trình đòi hỏi có năng suất lạnh lớn, hệ số an toàn
cao nên rất có thể trong hầu hết thời gian hệ thống không chạy hết công suất.
Vì vậy để giảm chi phí vận hành, tiết kiệm điện năng, hệ thống điều hoà
không khí được thiết kế phải có khả năng tự điều chỉnh công suất theo phụ tải
nhiệt thực tế của toà nhà.
8. Như đã nêu ở trên, toà nhà “Trung tâm kỹ thuật Y tế cao cấp" là một
công trình không những được trang bị đầy đủ các trang thiết bị hiện đại mà
còn có kiến trúc và nội thất đẹp, lịch sự. Vì vậy, hệ thống điều hoà không khí
cần được thiết kế đảm bảo không ảnh hưởng tới nội thất, phá vỡ cảnh quan
kiến trúc của công trình và cần giảm tối đa độ ồn của hệ thống.
2.2. Phân tích các phương án điều hoà không khí
Theo định hướng thiết kế đã trình bày ở trên thì hệ thống điều hoà không
khí ngoài việc phải đảm bảo duy trì được chế độ nhiệt Èm theo các tiêu chuẩn
còn cần phải đảm bảo cung cấp cho con người trong tòa nhà một lượng không
khí tươi đủ lớn và đảm bảo điều kiện vệ sinh, đồng thời hút thải ra ngoài các
17
khí gây ô nhiễm. Nói cách khác, hệ thống phải mang đầy đủ ý nghĩa của một
hệ thống ‘thông gió và điều tiết không khí’.
Việc lựa chọn hệ thống điều hoà thích hợp cho công trình là hết sức quan
trọng trong việc đảm bảo cho hệ thống đáp ứng được đầy đủ những yêu cầu
của công trình. Vì vậy, ngay từ ban đầu ta có thể loại bỏ ngay phương án điều
hoà cục bộ sử dụng rất nhiều máy điều hoà loại cửa sổ hoặc 2 cục làm mất mỹ
quan công trình mà không đảm bảo được yêu cầu thông gió và xin phép chỉ

trình bày và phân tích các phương án điều hoà có thể đáp ứng được các yêu
cầu về thông gió.
Công trình “Trung tâm kỹ thuật Y tế cao cấp” là không gian có Èm thừa
cao và không đòi hỏi độ Èm cao như các phân xưởng công nghiệp nên quá
trình xử lý không khí chỉ bao gồm: Quá trình làm lạnh, quá trình sưởi Èm,
quá trình giảm Èm mà không có quá trình lắng Èm. Theo các dữ kiện cũng
không có không gian đòi hỏi độ Èm cao (như phòng thí nghiệm). Vì vậy,
chúng ta không cần xem xét tới việc sử dụng buồng điều không kiểu uớt cho
công trình này. Trong quá trình thiết kế nếu có trường hợp cần tăng Èm thì sẽ
xem xét phương án lắp đặt thêm các thiết bị phun Èm bổ sung.
Như vậy, theo các phân tích trên đây, ta sẽ chỉ xem xét tới các phương
án điều hoà không khí trung tâm với các buồng máy điều hoà không khí kiểu
khô.
Có rất nhiều cách phân loại các hệ thống điều hoà không khí. Cách phân
loại theo buồng điều không: có buồng điều không kiểu ướt và buồng điều
không kiểu khô. Đối với buồng điều không kiểu khô cũng có nhiều cách phân
loại: phân loại chất tải lạnh, phân loại theo phương pháp làm mát…
Trong phạm vi một đồ án thiết kế, không đi sâu vào các cách phân loại
mà chỉ xin nêu ra đây một số phương án điều hoà không khí trung tâm thường
được sử dụng hoặc có thể sử dụng được cho toà nhà “ Trung tâm Y tế kỹ
thuật cao cấp”. Trong đó có thể có những phương án còn rất mới mẻ trong
điều kiện Việt Nam hiện nay, từ đó đi đến lựa chọn hoặc kết hợp chúng để có
một phương án giải quyết tối ưu nhất. Phương án này có thể là một trong số
các phương án đã nêu hoặc có thể là kết quả của sự kết hợp giữa các phương
án.
2.2.1. Hệ thống điều hoà không khí dùng trực tiếp tác nhân lạnh làm
chất tải lạnh
Đối với các trường hợp không gian điều hoà có kích thước nhỏ, yêu cầu
kỹ thuật không phức tạp, thông thường người ta sử dụng các máy điều hoà
không khí kiểu cục bộ. Trong đó, máy điều hoà không khí loại cửa sổ có dạng

hình khối chữ nhật, bên trong người ta lắp đặt đầy đủ và hoàn chỉnh các bộ
phận cần thiết của một máy điều hoà. Như vậy, đối với loại máy này, khi sử
dụng thì chỉ phải lựa chọn vị trí thích hợp và đục tường để gắn máy vào. Tuy
nhiên, ngay từ ban đầu ta đã lưu ý là máy điều hoà dạng cục bộ không phù
18
hợp với công trình do đó ta không đi sâu phân tích các ưu nhược điểm của
chúng mà chỉ xem xét với các máy điều hoà kiểu tủ.
Trong trường hợp phụ tải và kích thước của không gian điều hoà cần
điều hoà lớn hơn, có thể sử dụng loại máy điều hoà kiểu tủ (Packaged Unit).
Về mặt cấu tạo, loại máy này giống loại máy điều hoà cửa sổ, tức là tất cả các
bộ phận đều nằm trong một vỏ máy, nếu phân loại theo cách truyền tải lạnh,
ta có:
- Kiểu tủ điều hoà thổi gió lạnh trực tiếp vào không gian cần điều hoà.
- Kiểu tủ điều hoà truyền tải lạnh bằng không khí thông qua đoạn ống
ngắn.
- Kiểu tủ điều hoà dùng ống dẫn hơi dài để phân phối gió lạnh.
Đối với những máy có sử dụng đường ống cấp không khí, có thể có
đường ống hồi không khí về hoặc không. Trong thực tế đối với trường hợp có
sử dụng gió hồi, người ta sử dụng không gian phía trên trần giả để thay thế
cho đường ống. Bằng cách này chi phí về đường ống được giảm bớt, tuy
nhiên mức độ đồng đều sẽ không cao.
Việc giải nhiệt cho tác nhân lạnh trong quá trình ngưng tụ, có thể dùng
gió hay nước.
2.2.2. Hệ thống điều hoà không khí với chất tải lạnh là không khí
Đối với các không gian điều hoà có phụ tải lớn thì các hệ thống điều hoà
đã nêu ở trên (mục 2.2.1) sẽ không thích hợp. Hình 2.1 Trình bày sơ đồ
nguyên tắc của hệ thống điều hoà không khí hoàn toàn dùng không khí làm
chất trung gian để chuyển tải lạnh. Từ sơ đồ, ta thấy về cơ bản hệ thống gồm
những chi tiết và thiết bị như sau:
• Máy lạnh: Dùng để cung cấp nước lạnh. Thông thường đây là cụm

thiết bị hoàn chỉnh có các bộ phận như: máy nén lạnh, bình ngưng và bình
bốc hơi có dạng thân nằm ngang với nước được chuyển động trong các ống
trao đổi nhiệt. Để giải nhiệt cho quá trình ngưng tụ, ta thấy người ta sử dụng
nước và sau đó là tháp giải nhiệt làm phương tiện trung gian chuyển tải nhiệt
lượng đó ra môi trường.
• AHU (Air Handling Unit): là thiết bị chính dùng để làm mát lượng
không khí cấp vào không gian cần điều hoà. AHU bao gồm:
- Coil lạnh.
- Quạt.
- Bộ lọc không khí.
- Cơ cấu điều chỉnh lưu lượng gió ở đường lấy gió tươi và đường rút
gió hồi.
• Đường ống cấp không khí vào không gian cần điều hoà (còn gọi là
đường ống đi).
19
• Các miệng thổi: để phân phối gió lạnh vào không gian cần điều hoà
sao cho bảo đảm được các yêu cầu về tốc độ không khí và sự phân bố nhiệt
độ trong vùng ưu tiên.
• Các miệng hút và đường ống hồi (hay còn gọi là đường ống về): để
đưa không khí trong không gian cần điều hoà quay về AHU và thải bỏ một
phần ra ngoài trời.
• Quạt hót gió hồi (có thể có hay không).
• Hệ thống đường ống dẫn nước (hay tác nhân lạnh) đến coil lạnh.
• Thiết bị cung cấp môi chất để làm nóng không khí khi hệ thống hoạt
động vào mùa đông.
• Miệng thải một phần không khí hồi ra ngoài trời.
Hình vẽ 2.1: Hệ thống điều hoà không khí với chất tải lạnh là không khí
1. Không gian cần điều hoà
2. Đường ống đi
3. AHU

4. Tháp giải nhiệt
5. Bơm nước giải nhiệt bình ngưng
6. Máy lạnh
7. Bơm nước lạnh
8. Thiết bị cấp môi chất nóng
9. Đường hút gió tươi
10. Van điều chỉnh lượng gió
hồi
11. Đường gió hồi
12. Điều chỉnh lượng gió thải
Sơ đồ hình 2.1 được xem là khá phổ biến nếu dùng không khí làm chất
tải lạnh. Từ sơ đồ, ta thấy không khí tươi ở ngoài trời được cho vào hoà trộn
với không khí hồi theo một tỷ lệ yêu cầu, sau đó đi qua bộ lọc, coil lạnh và đi
vào đường ống cấp gió. Ở trường hợp này, thông thường độ chứa hơi và nhiệt
độ của không khí cấp vào nhỏ hơn các giá trị tương ứng của không khí trong
không gian cần điều hoà. Chính vì vậy, cho nên quá trình giải phóng lượng
nhiệt thừa Èn và hiện trong không gian đó mới có thể diễn ra. Do nhiệt độ bề
mặt của các đường ống dẫn không khí hơi thấp, có khả năng thấp hơn nhiệt độ
đọng sương của lớp không khí bao quanh, cho nên cần phải bọc ống dẫn bằng
20
một lớp cách nhiệt có bề dày thích hợp để tránh hiện tượng đọng sương.
Ngoài ra, việc bọc cách nhiệt đường ống dẫn không khí còn cần thiết nhằm
mục đích hạn chế bớt tổn thất lạnh khi không khi di chuyển trong ống dẫn.Ở
các AHU thông thường chúng ta thấy quạt cấp gió được lắp đặt phía sau Coil
lạnh nếu tính theo chiều chuyển động của dòng không khí. Khi thiết kế đường
ống cấp gió, cần lưu ý đến lưu lượng và cột áp của quạt để có sự phù hợp cần
thiết.
Ở các hệ thống điều hoà dùng không khí làm chất tải lạnh, việc lắp đặt
đường gió hồi và đường gió thải được xem là cần thiết. Nhờ những đường
ống này, áp suất trong phòng không bị gia tăng, do đó không ảnh hưởng xấu

đến sự hoạt động của quạt. Trong trường hợp nếu đường ống hồi khá dài,
người ta có thể đặt thêm quạt trên đường ống này để hỗ trợ quạt cấp trong
việc làm cho dòng không khí chuyển động.
Ưu điểm của hệ thống này là khả năng hoàn thiện điều kiện môi trường
trong không gian cần điều hoà. Nhờ có sự chuyển động liên tục của không khí
vào và ra, độ ô nhiễm của không khí sẽ giảm bớt đáng kể và các loại mùi khó
chịu cũng sẽ được thải ra ngoài, Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất của phương
pháp này là độ choán chỗ khá lớn của hệ thống ống dẫn không khí. Nếu
không gian cần điều hoà bao gồm nhiều không gian riêng biệt khác nhau, có
mức độ cấu trúc phức tạp, độ cao và độ xa khá lớn thì không nên dùng
phương pháp này.
Qua hình 2.1 ta thấy vào mùa đông có thể cho thấy hệ thống máy lạnh
ngừng hoạt động, lúc đố thiết bị 8 sẽ cung cấp môi chất nóng (ví dụ nước
nóng hay hơi nước) cho AHU và không khí nóng sẽ được cấp vào các không
gian cần điều hoà để làm nhiệm vụ sưởi Êm.
Do mức độ yêu cầu điều chỉnh phụ tải và khống chế các thông số trong
không gian cần điều hoà có khác nhau, thực tế ta có thể gặp hệ thống với
không khí là chất tải lạnh ở các dạng sau đây:
- Theo sơ đồ ống dẫn không khí: Ta có loại 1 ống dẫn và loại 2 ống dẫn
Nếu hệ thống có 2 ống dẫn thì sẽ có một ống dẫn không khí lạnh và một ống
dẫn không khí nóng.
- Theo cách điều chỉnh và khống chế lưu lượng không khí : Ta có hệ
thống với lưu lượng không thay đổi (Constant Volume) và hệ thống với lưu
lượng thay đổi được (Variable Air Volume –VAV).
- Theo yêu cầu khống chế nhiệt độ, giá trị điểm đọng sương, lưu lượng
và độ trong sạch của không khí: Có loại đơn vùng và đa vùng. Ở loại đơn
vùng, các thông số đã nêu được điều khiển theo yêu cầu kỹ thuật của vùng
chính. Ở loại đa vùng, việc điều khiển được tiến hành trên cơ sở có quan tâm
đến yêu cầu của tất cả các vùng.
2.2.3. Hệ thống điều hoà không khí với chất tải lạnh là nước

Để khắc phục những nhược điểm đã nói ở trên của hệ thống điều hoà
không khí với chất tải lạnh là không khí, có thể thay chất tải lạnh bằng nước
21
để tiết kiệm không gian, giảm khó khăn trong quá trình lắp đặt và hạ thấp chi
phí đầu tư.
Do vậy, hệ thống với chất tải lạnh là nước được xem thích hợp cho
những toà nhà cao tầng, có nhiều không gian riêng biệt, có cấu trúc phức tạp
và có thể có những yêu cầu không đồng nhất.
Về cơ bản, sơ đồ của hệ thống với chất tải lạnh là nước cũng có các bộ
phận giống nh mô tả ở hình 2.1, ngoại trừ đường ống dẫn không khí. Trong
trường hợp này, thiết bị mà ta gọi là AHU được đặt ngay trong không gian
cần điều hoà thường được gọi là FCU, có kích thước nhỏ hơn AHU. Nh vậy,
với mỗi không gian cần điều hoà riêng biệt có các FCU với các số lượng khác
nhau. Vào mùa hè, nước lạnh từ các máy lạnh sẽ đưa đến các FCU để làm mát
không khí trong không gian cần điều hoà. Về mùa đông, các thiết bị cung cấp
các môi chất nóng đưa vào các FCU để sưởi Êm.
Có thể thấy rằng, bằng cách này, những nhược điểm của hệ thống dùng
chất tải lạnh bằng không khí đã được giải quyết. Tuy nhiên, hệ thống dùng
chất tải lạnh bằng nước không có những ưu điểm của hệ thống dùng chất tải
lạnh bằng không khí đã nêu trên.
Rõ ràng, không khí vào và ra khái AHU hoàn toàn là không khí trong
không gian cần điều hoà mà không phải là không khí tươi ở ngoài trời. Trong
trường hợp cần phải sử dụng phương án này cần thiết phải tạo một đường lưu
thông cưỡng bức không khí nhằm cải thiện một phần nào nhược điểm đã nói
trên.
2.2.4. Hệ thống điều hoà không khí với chất tải lạnh kết hợp nước
với không khí
Một cách tổng quát, hệ thống dùng nước và không khí làm chất tải
lạnh có thể bao gồm các bộ phần và thiết bị sau:
• Máy sản xuất nước lạnh có nhiệm vụ cung cấp nước lạnh cho các

thiết bị xử lÝ không khí nh máy AHU hoặc FCU. Đây là một tổ hợp máy lạnh
hoàn chỉnh và thường được chế tạo theo kiểu nguyên cụm.
• AHU (Air Handling Unit) là thiết bị chính để xử lý không khí trước
khi cấp vào không gian điều hoà.
• Đường ống cấp gió sau khi đã được xử lý tới không gian điều hòa.
Thông thường là một đường có nhiều nhánh rẽ. Điểm xuất phát chung của
đường ống này là AHU, điểm cuối cùng của từng đường ống nhánh có thể là
đầu vào của các FCU hay có thể là chính bản thân của không gian cần điều
hoà.
• Đường ống hồi và đường ống thải.
• Các FCU trong từng không gian cần điều hoà .
• Thiết bị cung cấp môi chất nóng
Như đã trình bày ở trên, hệ thống điều hoà không khí với chất tải lạnh là
nước hay là không khí đều có ưu nhược điểm riêng. Đặc biệt, ta thấy rằng,
22
nhưng ưu điểm của hệ thống này lại là nhược điểm của hệ thống kia và ngược
lại. Chính vì vậy, phương pháp kết hợp không khí và nước làm chất tải lạnh
thường được các nhà thiết kế sử dụng nhằm phát huy ưu điểm của từng
phương pháp riêng rẽ và hạn chế những nhược điểm của chúng.
Hình 2.2 trình bày sơ đồ nguyên lý của hệ thống điều hoà không khí với
chất tải lạnh kết hợp nước với không khí. Về cơ bản, sơ đồ hầu nh được thiết
lập theo kiểu tổng hợp của cả hai hệ thống hoàn toàn dùng nước hay không
khí làm chất tải lạnh. Trong sơ đồ này, người ta dùng AHU để làm mát lượng
không khí cấp vào các không gian cần điều hoà. Ở đầu vào AHU, trong một
số trường hợp người ta dùng hoàn toàn gió tươi, ở một số trường hợp khác, có
thể là sự hoà trộn giữa không khí và không khí hồi. Bên trong mỗi không gian
cần điều hoà, thông thường người ta đặt một thiết bị là FCU để làm mát
không khí, có cấu tạo giống AHU nhưng có kích thước nhỏ hơn.
23