Thiết kế hệ thống điều hòa không khí và thông gió cho tòa nhà AN BÌNH 1

Đồ án tốt nghiệp

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành đồ án tốt ngiệp này, em xin gửi lời cảm ơn chân thành
nhất tới các thầy cô trong Viện khoa học và công nghệ Nhiệt - Lạnh - Trường
đại học Bách Khoa Hà Nội đã dạy dỗ và truyền thụ cho em những kiến thức
chuyên ngành trong những năm qua.
Em xin cảm ơn thầy giáo Hồ Hữu Phùng đã tận tình chỉ bảo tạo mọi điều
kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện bản đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn người thân, gia đình và các bạn đã giúp đỡ
động viên tinh thần trong suốt quá trình học tập.
Xin chân thành cảm ơn!


Đồ án tốt nghiệp

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan bản đồ án này do tôi tự tính toán, thiết kế và nghiên
cứu dưới sự hướng dẫn của thầy giáo Th.S Hồ Hữu Phùng.
Để hoàn thành đồ án này, tôi chỉ sử dụng những tài liệu đã ghi trong mục
tài liệu tham khảo, ngoài ra không sử dụng bất cứ tài liệu nào khác mà không
được ghi.
Nếu sai, tôi xin chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định.
Sinh viên thực hiện

Đỗ Văn Tài


Đồ án tốt nghiệp

MỤC LỤC

Đồ án tốt nghiệp

MỞ ĐẦU
Điều hòa không khí có vai trò rất quan trọng trong đời sống và sản xuất,
nhằm mục đích tạo ra môi trường vi khí hậu bên trong các công trình kiến
trúc có các thông số nhiệt độ, độ ẩm, vận tốc gió và độ sạch của không khí
phù hợp với yêu cầu của con người hoặc quá trình công nghệ.
Ngày nay cùng với sự phát triển khoa học kỹ thuật, ngành kỹ thuật lạnh
và điều hòa không khí đã và đang phát triển mạnh mẽ trong những năm gần
đây và có mặt trong hầu hết các lĩnh vực sản xuất góp phần nâng cao năng
suất lao động và tạo ra môi trường làm việc thuận lợi cho người lao động, đặc
biệt như một số ngành: chế biến thủy sản, y tế, điện tử, dệt may, cơ khí chính
xác, …là không thể thiếu được.
Với đặc điểm khí hậu nóng ẩm như nước ta, điều hòa không khí có một ý
nghĩa vô cùng quan trọng với đời sống và sản xuất, do đó cần tạo ra môi
trường thích hợp theo yêu cầu người sử dụng. Trong khuôn khổ đề tài ‘Thiết
kế hệ thống điều hòa không khí và thông gió cho tòa nhà AN BÌNH 1’ bao
gồm các nội dung chính sau:
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH
CHƯƠNG 2: TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT
CHƯƠNG 3: TÍNH CHỌN MÁY VÀ THIẾT BỊ
CHƯƠNG 4: TÍNH THIẾT KẾ CÁC ĐƯỜNG ỐNG KỸ THUẬT
CHƯƠNG 5: THÔNG GIÓ SỰ CỐ CHO TÒA NHÀ
CHƯƠNG 6: HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG LỰC VÀ ĐIỀU KHIỂN
Mặc dù đã cố gắng nhiều nhưng trong quá trình thực hiện đồ án chắc
chắn không tránh khỏi thiếu sót và hạn chế. Em rất mong nhận được sự chỉ
bảo và đóng góp của quý thầy cô và các bạn.
Em xin chân thành cảm ơn!

4


Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH
1.1. Giới thiệu công trình

Công trình cần thiết kế ở đây là tòa nhà hỗn hợp An Bình 1với chủ đầu
tư là CÔNG TY TNHH DỆT HÀ NAM liên doanh cùng CÔNG TY CP
LẮP MÁY ĐIỆN NƯỚC & XÂY DỰNG.
An Bình 1 là dự án nhà hỗn hợp gồm: căn hộ cao cấp, văn phòng, dịch
vụ, nhà trẻ với quy mô tương đối lớn, sang trọng và tiện lợi rất phù hợp với xu
hướng xây dựng và phát triển ở nước ta hiện nay. Tòa nhà gồm 21 tầng với
chiều cao trên 79m, tọa lạc trên khu đất A - CN2 - khu đô thị mới Định Công Quận Hoàng Mai - Hà Nội. Dự án được thực hiện trên khu đất rộng 3143,2m 2
với phần đất xây dựng khoảng 1380,0m2 chiếm khoảng 43,9%, còn lại là khu
cây xanh và đường giao thông,… Đây là tòa nhà cao tầng có không gian kiến
trúc hiện đại, sang trọng, hài hòa tạo ra sự hấp dẫn và tiện lợi tối đa cho người
sử dụng. Đặc biệt toàn bộ kết cấu bao che của công trình từ tầng 1 tới tầng kỹ
thuật đều được làm bằng kính 2 lớp và xung quanh tòa nhà cách tường một
khoảng có một tường bao xung quanh tòa nhà nhằm hạn chế lượng nhiệt bức
xạ từ mặt trời vào trong tòa nhà. Bức tường này dầy 500mm gồm 2 lớp mỗi
lớp dầy 200mm ở giữa là lớp không khí và cao 72m. Trên tường có bố trí các
khe hở để tận dụng ánh sáng mặt trời và thông thoáng lớp không gian giữa
tường và kính. Với sự kết hợp hài hòa đó công trình có khả năng tiết kiệm
năng lượng tương đối lớn, công trình cũng góp phần làm cho cảnh quan của
thành phố thêm to đẹp và hiện đại, nâng cao văn hóa, văn minh lịch sự của
thành phố Hà Nội.
Tòa nhà có 2 tầng hầm với cùng diện tích 1320m2, mặt bằng của các tầng

hầm được sử dụng cho các mục đích như: làm gara ôtô, xe máy, nhà kho, bể
chứa nước, và một số phòng chức năng khác. Không gian phòng có các hộp
thông gió để thay đổi không khí cho các tầng hầm tạo cho không gian hầm
thông thoáng, dễ chịu.
Tầng 1: được thiết kế với diện tích 1320m 2 cao 3,6m, không gian mở với
bên ngoài là đường đi và cây xanh tạo cho không gian bên trong thêm rộng rãi
và thoáng mát. Mặt bằng của tầng được sử dụng cho các mục đích: làm sảnh
văn phòng, nhà trẻ, phòng dịch vụ công cộng (DVCC), sảnh căn hộ, phần diện
tích còn lại dùng để làm lối đi và các phòng chức năng khác, các khu vực này
5


Đồ án tốt nghiệp

được bố trí riêng biệt với nhau bởi tường và có lối ra vào riêng biệt. Khu vực
văn phòng được bố trí ở hướng Bắc có cửa ra vào ở ngay chính giữa của tòa
nhà, mặt bằng của khu vực được sử dụng làm: sảnh văn phòng, thang máy,
thang bộ, nhà vệ sinh, phòng làm việc, riêng diện tích phần sảnh văn phòng
được thông với tầng lửng ở phía trên tạo cho không gian thêm phần sang
trọng và thông thoáng. Khu vực dịch vụ công cộng được bố trí làm 2 khu vực
tách biệt nhau: khu vực 1 nằm ở hướng Đông của tòa nhà có 1 lối ra vào
chính ở hướng Đông ngay chính giữa của tòa nhà và một lối ra vào phụ ở
hướng Bắc, không gian trong khu vực gồm có nhà vệ sinh, khu vực bán hàng
và cầu thang bộ, trong đó một phần diện tích của khu vực này được thông với
tầng lửng phía trên để tạo không gian cho khu vực. Khu vực 2 nằm phía Tây
của tòa nhà có hai cửa ra vào đều ở hướng Bắc, không gian trong khu vực
dùng làm khu bán hàng và nhà sinh. Khu vực căn hộ được bố trí ở phía Nam
có cửa ra vào ở hướng Nam ngay chính giữa của tòa nhà, không gian trong
khu vực này được dùng làm: sảnh căn hộ, thang máy, thang bộ, nhà vệ sinh và
lối đi lại cho khu vực. Khu vực nhà trẻ được bố trí bên trái khu căn hộ, có lối

ra vào ở hướng Nam của tòa nhà, không gian trong khu vực được chia làm
các phòng riêng biệt bao gồm: sảnh đón tiếp trẻ, nhóm trẻ, trẻ mệt, cầu thang
bộ và nhà vệ sinh.
Tầng lửng: được thiết kế với diện tích 1320m 2 cao 3m, mặt bằng của
tầng được sử dụng cho các mục đích: nhà trẻ, dịch vụ công cộng, các khu vực
này được cách biệt với nhau bởi tường. Ngoài ra tầng còn có thang máy, thang
bộ, lối đi và một số phòng chức năng khác và một phần diện tích tầng được
thông với tầng 1 để tạo cảnh quan cho khu vực. Khu vực nhà trẻ nằm ở hướng
Tây của tầng bao gồm: lớp học, sân chơi, phòng hiệu trưởng, phòng tổng hợp,
phòng trẻ mệt, nhà vệ sinh, kho, nhà bếp, hành lang và cầu thang bộ. Khu vực
dịch vụ công cộng gồm khu vực bán hàng, nhà vệ sinh và hành lang đi lại.
Tầng 2, 3, 4: diện tích mỗi tầng là 1320m 2 cao 3,3m, các tầng được thiết
kế giống nhau và đều được sử dụng cho mục đích làm văn phòng. Mặt bằng
của mỗi tầng bao gồm: sảnh văn phòng, 2 văn phòng giới thiệu sản phẩm
(VPGTS), thang máy, thang bộ, lối đi và một số phòng chức năng khác.
Tầng kỹ thuật: diện tích mặt bằng của tầng là 1320m 2 cao 3m, diện tích
mặt bằng tầng được sử dụng làm kho, phòng sinh hoạt cộng đồng, thang máy,
6


Đồ án tốt nghiệp

thang bộ, phòng vệ sinh và một số phòng chức năng khác, ngoài ra diện tích
phòng còn có thể dùng làm phòng dịch vụ giới thiệu hoặc để bố trí các thiết bị
khác cho tòa nhà như: máy phát điện, hệ thống điều hòa không khí (ĐHKK).
Từ tầng 5 đến tầng 19: diện tích mỗi tầng đều là 1320m 2 cao 3,3m, các
tầng này được thiết kế giống nhau và đều được sử dụng làm căn hộ. Mỗi tầng
có 11 căn hộ với diện tích và không gian bên trong khác nhau phù hợp cho sự
lựa chọn của từng người mua. Các phòng được thiết kế hiện đại tinh tế và
được hoàn thiện với chất lượng cao thỏa mãn những yêu cầu khắt khe nhất

đem lại không gian sống thoải mái và tiện nghi. Phần diện tích còn lại được
sử dụng làm thang máy, thang bộ, hành lang và các phòng chức năng khác.
Tầng mái: diện tích của tầng là 1320m2, mặt bằng của tầng được sử dụng
làm: bể nước mái, phòng kỹ thuật thang máy, phần lớn diện tích còn lại được
che bằng kính. Trên mặt bằng của tầng có thể được dùng để bố trí các thiết bị
khác cho tòa nhà như: quạt thông gió, hệ thống ĐHKK,..
1.2. Định hướng thiết kế

Trong bản đồ án này, em chỉ thiết kế hệ thống ĐHKK cho tòa nhà từ tầng
1 tới tầng 4. Hệ thống ĐHKK cần phải phục vụ toàn bộ diện tích mặt bằng trừ
các phòng kho, bếp và nhà vệ sinh. Các nhà bếp cần bố trí hệ thống thông gió
cách nhiệt bằng các vật liệu không cháy, có van gió chặn lửa, có phin lọc gió
mỡ. Các khu vệ sinh phải được thải khí ra ngoài nhà. Các cầu thang thoát nạn
cần bố trí hệ thống quạt áp dương đề phòng các trường hợp hỏa hoạn để có
thể thoát nạn dễ dàng.
Hệ thống ĐHKK phải đảm bảo tiện nghi, thỏa mãn yêu cầu vi khí hậu
nhưng không được làm ảnh hưởng đến kết cấu xây dựng và trang trí nội thất
bên trong tòa nhà cũng như cảnh quan bên ngoài tòa nhà. Hệ thống cần đáp
ứng các tiêu chí cơ bản sau của điều hòa tiện nghi.
- Lượng khí tươi cần đảm bảo cho từng khu vực được cho trong bảng
1.1, theo [2] và [6].
- Đảm bảo các thông số nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch của không khí theo [2].
- Không khí tuần hoàn trong nhà phải được thông thoáng hợp lý, tránh
hiện tượng không khí từ các khu vệ sinh lan truyền vào hành lang vào các

7


Đồ án tốt nghiệp

phòng. Tránh hiện tượng không khí ẩm từ ngoài vào gây đọng sương trong
phòng và lên bề mặt các vật trong phòng.
Do tính chất sử dụng ĐHKK của công trình là điều hòa tiện nghi và yêu
cầu không quá khắt khe về nhiệt độ và độ ẩm bên trong nhà, mặt khác người
Việt Nam thường quen mặc áo ấm khi ở trong nhà nên ở đây ta chỉ cần thiết
kế hệ thống ĐHKK cho mùa hè. Các số liệu cần thiết kế cho từng phòng được
cho trong bảng 1.1.
1.3. Chọn thông số thiết kế

1.3.1. Chọn cấp ĐHKK cho công trình
Theo mức độ quan trọng của công trình, điều hoà không khí được chia
làm 3 cấp như sau, theo [2].
- Cấp 1 với số giờ cho phép không đảm bảo chế độ nhiệt ẩm bên trong
nhà là m = 35 h/năm, ứng với hệ số bảo đảm K bd = 0,966 - dùng cho hệ thống
ĐHKK trong các công trình có công dụng đặc biệt quan trọng.
- Cấp 2 với số giờ cho phép không đảm bảo chế độ nhiệt ẩm bên trong
nhà là m = 150 h/năm đến 200 h/năm, ứng với hệ số bảo đảm K bd = 0,983 đến
0,977 - dùng trong các hệ thống ĐHKK đảm bảo điều kiện tiện nghi nhiệt và
điều kiện công nghệ trong các công trình có công dụng thông thường như
công sở, cửa hàng, nhà văn hóa - nghệ thuật, nhà công nghiệp.
- Cấp 3 với số giờ cho phép không đảm bảo chế độ nhiệt ẩm bên trong
nhà là m = 350 h/năm đến 400 h/năm, ứng với hệ số bảo đảm K bd = 0,960 đến
0,954 - dùng trong các hệ thống ĐHKK trong các công trình công nghiệp
không đòi hỏi cao về chế độ nhiệt ẩm và khi thông số tính toán bên trong nhà
không thể đảm bảo được bằng thông gió tự nhiên hay cơ khí thông thường
không có xử lý nhiệt ẩm.
Đây là công trình phục vụ cho văn phòng, dịch vụ công cộng và nhà trẻ
nên đòi hỏi không quá khắt khe về nhiệt độ, độ ẩm bên trong nên ta chọn hệ
thống điều hòa không khí cấp 3 để bố trí, lắp đặt cho công trình.
Bảng 1.1: Bảng thống kê các số liệu thiết kế cho từng phòng

8


Đồ án tốt nghiệp

1.3.2. Chọn các thông số thiết kế trong nhà
Với các hoạt động của con người trong từng khu vực ta có thể coi như là
lao động nhẹ. Các thông số trạng thái trong nhà về nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ gió
được chọn theo [2].
Đối với các hành lang, sảnh, để tránh sự chênh lệch nhiệt độ quá lớn
giữa các vùng gây ra sốc nhiệt đối với con người, vì vậy tại các vùng này ta
chọn các thông số nhiệt độ và độ ẩm như bảng 1.2
Dựa trên đồ thị I-d của không khí ẩm ta tìm được các thông số còn lại,
trạng thái của không khí trong nhà được thể hiện trong bảng 1.2

9


Đồ án tốt nghiệp

Bảng 1.2: Các thông số thiết kế trong nhà
Không gian

Thông số
Độ ẩm
Entanpy
%
kJ/kg
65

58,2
65
64,4

Nhiệt độ
o
C
25
27

Trong nhà
Hành lang

Độ chứa hơi
g/kgkkk
13,0
14,7

1.3.3. Chọn các thông số thiết kế ngoài nhà
Thông số nhiệt độ không khí ngoài trời t N , độ ẩm ngoài trời
hòa cấp 3 tại Hà Nội cho mùa hè chọn theo [2] ta được:

ϕ N với điều

Bảng 1.3: Các thông số thiết kế ngoài nhà
m

Thông
số

Kbd

Giá trị

0,960

h/năm
350

t

φ

tu

C

%

o

35,4

56,6

o

C

27,7

ts
o
C
25

d
g/kgkk
k
20

I
kJ/kg
88,89

1.4. Kiểm tra sự đọng sương trên vách

a) Xác định hệ số truyền nhiệt qua các kết cấu bao che
 Hệ số truyền nhiệt của tường xác định theo biểu thức:

k=

1
, W / m2 K
1 δ 1
+ +
α N λ αT

(1.1)

• αN - hệ số toả nhiệt đối lưu của tường phía ngoài phòng, tường tiếp xúc với
không gian trong tòa nhà αN = 10, W/m2K, tường tiếp xúc với không gian
•
•
•


ngoài trời αN = 20, W/m2K;
αT - hệ số toả nhiệt phía trong nhà; αT = 10, W/m2K
δ - chiều dầy của tường, m;
λ - hệ số dẫn nhiệt lớp vật liệu làm tường, tra bảng theo [1] chọn
0,81, W/mK;
Hệ số truyền nhiệt của kính và cửa gỗ được lấy theo [1].
Hệ số truyền nhiệt qua các bao che được thể hiện trong bảng 2.4
Bảng 1.4: Hệ số truyền nhiệt qua các kết cấu bao che
10

λ=


Đồ án tốt nghiệp

Kết cấu bao che
Hệ số truyền nhiệt, W/m2K
Tường dầy 110mm tiếp xúc không gian đệm
2,98
Tường dầy 220mm tiếp xúc không gian đệm
2,12
Tường dầy 220mm tiếp xúc với ngoài trời
2,37

Kính 2 lớp và khoảng cách 2 lớp là 5mm
3,35
Cửa gỗ dầy 20mm
3,27
b) Kiểm tra sự đọng sương trên vách
Vì hệ thống ĐHKK của công trình hoạt động cho mùa hè nên chỉ có thể
xảy ra trường hợp đọng sương mặt ngoài của bao che. Theo [1] để không xảy
ra đọng trên vách thì hệ số truyền nhiệt k của vách nhỏ hơn k max, với kmax được
xác định theo công thức:

kmax

t N − t Ns
= αN
, W / m 2 .K
t N − tT

(1.2)

Trong đó:
αN - hệ số tỏa nhiệt đối lưu phía ngoài phòng được xác định như trong
công thức 1.1
s

tN, tT, t N , - lần lượt là nhiệt độ ngoài trời, nhiệt độ trong nhà và nhiệt độ
đọng sương bên ngoài, giá trị được lấy theo bảng 1.3
Thay số vào công thức 1.1 ta được:

kmax = 20.

35,4 − 25
= 20, W / m 2 .K
35,4 − 25

So sánh với giá trị truyền nhiệt k của các vật liệu cho trong bảng 1.4 ta
thấy k < kmax do vậy không xảy ra sự đọng sương trên vách.

11


Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT
2.1. Phương pháp tính toán

Hiện nay phổ biến 2 cách khác nhau để tính nhiệt thừa và ẩm thừa là
phương pháp hệ số nhiệt ẩm thừa và phương pháp hệ số nhiệt hiện. Phương
pháp hệ số nhiệt hiện coi toàn bộ nhiệt (gồm nhiệt hiện và nhiệt ẩn) đưa trực
tiếp vào phòng (do lọt hoặc do cấp chủ động trực tiếp vào phòng hoặc qua
buồng hoà trộn), đều là nhiệt thừa, trong khi ở phương pháp hệ số nhiệt ẩm
thừa người ta không tính thành phần do cấp gió tươi vào buồng hoà trộn nằm
trong nhiệt thừa và ẩm thừa; thành phần này được tính vào điểm hoà trộn. Ở
đây phương pháp hệ số nhiệt hiện được lựa chọn để tính cân bằng nhiệt ẩm,
lượng nhiệt tổn thất được tính theo:

Qt = ∑ Qht + ∑ Qat

(2.1)

Giới thiệu sơ đồ đơn giản tính các nguồn nhiệt hiện thừa và nhiệt ẩn thừa

theo Carrier được minh họa trên hình 2.1

12


Đồ án tốt nghiệp

Hình 2.1: Sơ đồ tính toán nhiệt theo phương pháp nhiệt hiện
2.2. Tính nhiệt hiện thừa và nhiệt ẩn thừa

2.2.1. Nhiệt hiện bức xạ qua kính Q11
Do kết cấu bao che công trình làm hoàn toàn bằng kính nên các phòng
chịu bức xạ nhiệt của mặt trời. Đa số các kính đều thẳng đứng theo kiến trúc
tòa nhà. Bức xạ mặt trời tác động vào một mặt tường thẳng đứng, ngang là
liên tục thay đổi. Coi hệ thống điều hòa hoạt động 24/24h, Hà Nội nằm ở cầu
Bắc vĩ độ 20 ta có lượng bức xạ mặt trời cực đại qua cửa kính R Tmax vào trong
phòng được cho trong bảng 2.1, theo [1].
Bảng 2.1: Lượng bức xạ mặt trời lớn nhất qua kính cơ bản vào phòng và
hệ số tác động tức thời theo các hướng
Hướng
Đông
Tây
Nam
Bắc

Lượng nhiệt
W/m2
520
520
470

82

nt

Tháng

0,67
0,67
0,82
0,48

3 và 9
3 và 9
12
6

Giờ
8h
16h
12h
7h

Nhiệt hiện bức xạ qua kính có thể được xác định gần đúng, theo [1].

Q11 = nt .Q11' , W

(2.2)

Trong đó Q’11 là lượng nhiệt bức xạ tức thời qua kính vào phòng, lượng
nhiệt này được tính theo công thức:

Q11' = k .Rk .F , W

(2.3)

Vậy lượng nhiệt hiện truyền qua kính được tính theo công thức:

Q11 = nt .k.Rk .F , W

(2.4)

Với:
 nt - hệ số tác dụng tức thời; giá trị của n t theo các hướng được thể hiện trong
bảng 2.1
 F - diện tích kính chịu bức xạ mặt trời, m2
Vì toàn bộ tường bao của công trình được làm bằng kính và xung quanh
13


Đồ án tốt nghiệp

tòa nhà có một lớp tường dầy 0,5m bao quanh, bức tường này có khả năng
cản trở bức xạ mặt trời vào lớp kính của tòa nhà. Ở đây một cách gần đúng ta
coi diện tích kính nhận bức xạ mặt trời qua một khe hở đúng bằng diện tích
của khe hở đó.
Diện tích kính nhận bức xạ mặt trời theo các hướng khác nhau của từng
phòng được thể hiện trong bảng 2.2
 Rk - bức xạ mặt trời qua mặt kính vào trong phòng, W/m 2. Giá trị của Rk phụ
thuộc vào vĩ độ, tháng, hướng của kính, cửa sổ, giờ trong ngày và được tính
theo công thức :

Rk = [0,4.α k +τ k .(α m +τ m +ρ k .ρ m +0,4.α k .α m )].

RT max
, W / m2
0,88

RTmax được cho trong bảng 2.1
αk, ρk, τk, εm - lần lượt là hệ số hấp thụ, hệ số phản xạ, hệ số kính.
αm, ρm, τm, εr - lần lượt là hệ số hấp thụ, hệ số phản xạ, hệ số xuyên qua,
hệ số mặt trời.
Kính được sử dụng đều là kính Calorex màu xanh dầy 6mm (khác kính
cơ bản), khung nhôm, bên trong có rèm che màu trung bình. Tra bảng ta có
đặc tính bức xạ và hệ số của loại kính và màn che như sau:
αk = 0,75

τk = 0,20

ρk = 0,05

αm = 0,58

τm = 0,03

ρm = 0,39

εm = 0,57
εr = 0,65

Thay vào ta được:

Rk = [0,4.0,75 + 0,2.(0,58 + 0,03 + 0,05.0,39 + 0,4.0,75.0,58)].

RT max
0,88

= 0,524.RT max
Giá trị của Rk theo các hướng khác nhau được thể hiện trong bảng 2.2
 k - hệ số hiệu chỉnh kể đến các ảnh hưởng;

k = ε c .ε ds .ε mm .ε kh .ε m .ε r
Trong đó:
• εc - hệ số ảnh hưởng của độ cao so với mặt nước biển tính theo công thức:

14


Đồ án tốt nghiệp

εc = 1+

H
.0,023
1000

H - là độ cao tương đối của vị trí lắp đặt kính trong toàn công trình cần
tính toán, m. Hệ số này sẽ thay đổi khi tính vị trí các tầng khác nhau, ở đây sẽ
tính trung bình các tầng với tầng 1 cao hơn mực nước biển là 13m.

H = 1+

16.5
= 21,25, m
2

Như vậy tính toán chung cho các tầng với hệ số εc là:

εc = 1+

16,25
.0,023 = 1,0006
1000

• εđs - hệ số kể đến ảnh hưởng của độ chênh giữa nhiệt độ đọng sương của môi
trường không khí trong vùng lắp đặt so với nhiệt độ đọng sương của không
khí trên mặt nước biển là 200C, do có nhiệt độ đọng sương lớn nên εđs giảm và
được tính theo công thức:

ε ds = 1 −

ts − 20
.0,13
10

Nhiệt độ đọng sương mùa hè là ts = 25,40C

ε ds = 1 −

25,4 − 20
.0,13 = 0,93

10

• εmm - hệ số ảnh hưởng của mây mù, trời có mây chọn εmm = 0,85;
• εkh - hệ số ảnh hưởng của khung kim loại εkh = 1,17;
• εm - hệ số kính phụ thuộc vào màu sắc, kiểu loại kính khác kính cơ bản. Kính
được sử dụng là kính màu xanh, dầy 6mm nên εm = 0,57;
• εr - hệ số mặt trời kể đến ảnh hưởng của kính cơ bản khi có màn che bên
trong, ở đây εr = 1;
Thay vào ta được:

k = 1,0006.0,93.0,85.1,17.0,57.1 = 0,528
Tính cho phòng dịch vụ công cộng 1 tầng 1:

15


Đồ án tốt nghiệp

Diện tích kính của phòng nhận bức xạ mặt trời được thể hiện trong bảng
2.2, cường độ bức xạ mặt trời, hệ số tác động tức thời theo các hướng được
thể hiện trong bảng 2.1. Với hệ số hiệu chỉnh kể đến các ảnh hưởng là
k = 0,528. Áp dụng công thức 2.4 tính lượng nhiệt bức xạ theo từng hướng:
- Lượng nhiệt bức xạ qua kính theo hướng Đông:

Q11d = 0,67.0,528.272,5.44 = 4240, W
- Lượng nhiệt bức xạ qua kính theo hướng Nam:

Q11n = 0,82.0,528.246,3.22,22 = 2370, W
Bảng 2.2: Lượng nhiệt bức xạ qua kính vào các phòng

16


Đồ án tốt nghiệp

17


Đồ án tốt nghiệp

18


Đồ án tốt nghiệp

19


Đồ án tốt nghiệp

- Lượng nhiệt bức xạ qua kính theo hướng Bắc:

Q11b = 0,48.0,461.22.49,81 = 240, W
Vậy lượng nhiệt bức xạ qua kính vào phòng DVCC:

Q11 = Q11d + Q11n + Q11b = 4240 + 2370 + 240 = 6850, W
Tính tương tự cho các phòng còn lại. Kết quả tính toán cho từng phòng
được thể hiện trong bảng 2.2 (quy ra đơn vị kW).
2.2.2. Nhiệt hiện truyền qua trần bằng bức xạ và do chênh lệch nhiệt
độ: Q21

Ở đây ta đang thiết kế hệ thống ĐHKK cho tầng 1 đến tầng 4, do kiến
trúc bố trí các phòng của tòa nhà ta có thể coi trần của các phòng ở tầng 1,
lửng, 2 và 3 đều tiếp xúc với không gian điều hòa khác, chỉ có tầng 4 là tiếp
xúc với tầng kỹ thuật không sử dụng điều hòa là có tổn thất nhiệt, khi đó
lượng nhiệt truyền qua trần được tính bằng công thức:

Q21 = k .F .∆ t , W

(2.5)

Trong đó:
• k - hệ số truyền nhiệt qua trần; với trần bê tông dầy 200mm, ta được
1,35 W/m2.K;

k=

• F - phần diện tích trần nhà có chênh lệch nhiệt độ, m2;
• ∆t - hiệu nhiệt độ giữa không gian tính toán và không khí tầng trên, K;
- Với không gian là phòng điều hòa:

∆ t1 = 0,5.(t N − tT ) = 0,5.(35,4 − 25) = 5,2 K
- Với không gian là hành lang, sảnh có điều hòa:

∆ t1 = 0,5.(t N − t HL ) = 0,5.(35,4 − 27) = 4,2 K
Tính cho phòng DVCC1 tầng 1:
Vì trần của phòng tiếp xúc với không gian điều hòa nên ta coi nhiệt tổn
thất qua trần của phòng là Q21 = 0
Áp dụng công thức 2.5 để tính lượng nhiệt qua trần của các phòng còn
lại. Kết quả tính toán được thể hiện trong bảng 2.3 (quy ra đơn vị kW).

20


Đồ án tốt nghiệp

Bảng 2.3: Nhiệt hiện truyền qua trần bằng bức xạ và do chênh lệch
nhiệt độ: Q21

2.2.3. Nhiệt hiện truyền qua bao che Q22
Nhiệt truyền qua bao che vào phòng Q22 gồm 2 thành phần:
- Do chênh lệch nhiệt độ giữa trong phòng và ngoài phòng ∆t = tN – tT.
- Do bức xạ mặt trời vào bao che. Tuy nhiên, ta coi lượng nhiệt này bằng
không, do bề mặt xung quanh của công trình được lắp kính toàn bộ nên lượng
nhiệt này chính là Q11 đã tính ở mục 2.2.1 ở trên.
Nhiệt truyền qua bao che được tính theo biểu thức sau:
21


Đồ án tốt nghiệp

Q22 = ∑ Q2 i = ki .Fi .∆ ti = Q22 t + Q22 c + Q22 k , W

(2.6)

Trong đó:
• Q2i - nhiệt truyền qua tường, cửa ra vào và kính, W;
• ki - hệ số truyền nhiệt của tường, cửa ra vào và kính, W/m2K;
• Fi - diện tích tường, cửa ra vào, kính tương ứng, m2.
a) Xác định hệ số truyền nhiệt qua các kết cấu bao che
Hệ số truyền nhiệt của vật liệu làm bao che được lấy theo bảng 1.4

b) Độ chênh nhiệt độ qua các kết cấu
Tùy thuộc vào nhiệt độ không khí của 2 bề mặt vách mà độ chênh nhiệt
độ qua từng kết cấu bao che khác nhau. Kết quả tính các giá trị độ chênh nhiệt
độ được thể hiện trong bảng 2.4
Bảng 2.4: Độ chênh nhiệt độ giữa 2 bề mặt của kết cấu bao che
Các loại không gian
Phòng điều hòa tiếp xúc với không gian ngoài trời
Sảnh tiếp xúc với không gian ngoài trời
Phòng điều hòa tiếp xúc với không gian sảnh
Phòng tiếp xúc với không gian không điều hòa
Sảnh tiếp xúc với phòng không điều hòa

Độ chênh nhiệt độ, K
10,4
8,4
2,0
5,2
4,2

Tính cho phòng DVCC1 tầng 1:
Diện tích các loại bao che của phòng được thể hiện trong bảng 2.5
Bảng 2.5: Diện tích các loại bao che của phòng DVCC1
Kết cấu bao che
Tường dầy 110mm tiếp xúc phòng không điều hòa
Tường dầy 220mm tiếp xúc với hành lang
Kính 2 lớp tiếp xúc ngoài trời
Áp dụng công thức 2.6 ta được:

22

Diện tích, m2
24,12
34,2
481,2


Đồ án tốt nghiệp

Q22 = 2,98.24,12.5,2 + 2,12.34,2.2 + 3,35.481,2.10,4 + 3,27.3,24.5,2
= 17340, W
Tính tương tự cho các phòng còn lại. Kết quả tính nhiệt cho từng phòng
được thể hiện trong bảng 2.6 (quy ra đơn vị kW).
Bảng 2.6: Bảng kết quả tính nhiệt truyền qua vách Q22

2.2.4. Nhiệt hiện truyền qua nền
Ở đây ta đang thiết kế hệ thống ĐHKK cho tầng 1 đến tầng 4, do kiến
trúc bố trí các phòng của tòa nhà ta có thể coi nền của các tầng lửng, 2, 3 và 4
đều tiếp xúc với không gian điều hòa khác, chỉ có tầng 1 là tiếp xúc với tầng
hầm không sử dụng điều hòa là có tổn thất nhiệt. Lượng nhiệt tổn thất qua nền

23


Đồ án tốt nghiệp

tầng 1 được tính như sau :

Q23 = k N .FN .∆ t , W

(2.7)

Trong đó:
• FN - phần diện tích nền có chênh lệch nhiệt độ của phòng, m2;
• kN - hệ số truyền nhiệt qua nền. Nền bê tông dầy 200mm có lớp vữa ở trên
dầy 20mm, có lát gạch. Ta được hệ số truyền nhiệt k = 2,46 W/m 2K, theo
[1].
• ΔtN - độ chênh nhiệt độ, K
Với không gian trong nhà có điều hòa:

∆ t = 0,5.(t N − tT ) = 0,5.(35,4 − 25) = 5,2, K
•

Với không gian ngoài hành lang, sảnh có điều hòa:

∆ t = 0,5.(t N − tHL ) = 0,5.(35,4 − 27) = 4,2, K
Tính cho phòng DVCC1 tầng 1:
Diện tích nền của phòng là 447,5m 2, hệ số truyền nhiệt của nền là
2,46W/m2K, lượng nhiệt truyền qua nền được tính theo công thức 2.7 là:

Q23 = 2,46.447,5.5,2 = 5724,42, W
Tính tương tự cho các phòng còn lại. Kết quả tính nhiệt truyền qua nền
của các phòng được thể hiện ở bảng 2.7 (quy ra đơn vị kW).
2.2.5. Nhiệt hiện tỏa do đèn chiếu sáng
Nhiệt hiện tỏa ra do đèn chiếu sáng gồm hai thành phần bức xạ và đối
lưu. Phần bức xạ bị kết cấu bao che hấp thụ nên nhiệt tác động lên phụ tải
lạnh cũng nhỏ hơn trị số tính toán được, theo [1].

Q31 = nt .nd .F .q, W

(2.8)

Trong đó:
• nt - hệ số tác dụng tức thời của đèn chiếu sáng. Với số giờ hoạt động của đèn
là 8h/ngày và gs = 150kg/m2, tra bảng theo [1] ta được: nt = 0,98;
24


Đồ án tốt nghiệp

• nđ - hệ số tác dụng đồng thời;
Coi khu vực tính toán như nhà công sở ta được: n đ = 0,7 ÷ 0,85, ta chọn
nđ = 0,8;
• F- diện tích chiếu sáng, m2;
• q - công suất chiếu sáng, W/m2; lấy định hướng theo [3].
Bảng 2.7: Bảng kết quả tính nhiệt truyền qua nền Q23

Tính cho phòng DVCC1:
Áp dụng công thức 2.8 với diện tích của phòng DVCC1 là 447,5m2, công
suất chiếu sáng là 17W/m2, hệ số tác động tức thời nt = 0,98, hệ số tác động
25