Đồ án Điều hoà không khí trong điều kiện khí hậu Việt Nam

nh diện tích của các cửa và diện tích của tường bao che để tính toán tổn thất nhiệt. Gọi F là diện tích của kính Bảng 4.1. Diện tích các cửa sổ của các Phòng. Tầng Phòng Diện tích kính F [m2] Đông Tây Nam Bắc Hành lang 1 Phòng làm việc 0 0 0 5,28 6,48 Phòng khách 0 0 5,28 0 6,48 Làm việc ban 5 0 0 2,64 0 3,24 Văn thư 0 0 0 0 3,24 2 Phòng họp 0 0 0 5,28 6,48 Phòng chủ tịch CĐ 0 0 5,28 0 3,24 3 Đoàn thanh niên 0 0 0 5,28 6,48 Đoàn thanh niên 0 0 6,48 0 3,24 Phòng bí thư đoàn 0 0 0 5,28 3,24 Phòng bí thư 0 0 6,48 0 3,24 Phòng truyền thống 0 0 0 0 8,505 4 Phòng VIP 0 0 0 5,28 8,64 Phòng nghỉ 0 0 2,64 0 2,7 5 Hội thảo 0 0 0 5,28 8,64 Hội trường 100 chỗ 0 0 13,2 0 25,92 Để tính được nhiệt truyền qua tường ta phải xác định được diện tích bao che của các phòng cả 4 hướng và hành lang. Toà nhà gồm 5 tầng và chiều cao mỗi tầng là 3,8 m. Khi thiết kế hệ thống điều hoà em chọn chiều cao trần giả là 0,6 m. Vì vậy chiều cao thực của phòng là 3,8 m – 0,6 m = 3,2 m. Tầng 1: Phòng làm việc ban 1 và ban 2: Phía Tây: F = l.h = 7,2 . 3,2 = 23,04 m2 PhíaBắc: F = l.h – Fcửa = 8,4 . 3,2 – 2.1,2. 2,2 = 21,6 m2 Phía thang máy: F = l.h = 7,2 . 3,2 = 23,04 m2 Phía hành lang: F = l.h – Fcửa = 8,4. 3,2 – 2.1,2.2,7 = 20,4 m2 Phòng làm việc ban 3 và ban 4 giống phòng làm việc ban 1 và ban 2. Phòng khách: Phía tây: F = l.h = 7,2 . 3,2 = 23,04 m2 Phía Nam: F = l.h – Fcửa = 8,4 . 3,2 – 2. 1,2. 2,2 = 21,6 m2 Phía sảnh: F = l.h – Fcửa ra vào = 7,2 . 3,2 – 2,4 . 2,7 = 16,56 m2 Phía hành lang: F = l.h = 8,4 . 3,2 = 26,88 m2 Phòng làm việc ban 5: Phía Nam: F = l.h – Fcửa = 4,2 . 3,2 – 1,2 . 2,2 = 10,8 m2 Phía cầu thang: F = l.h = 7,2 . 3,2 = 23,04 m2 Phía hành lang: F = l.h – Fcửa = 4,2 . 3,2 – 1,2 . 2,7 = 10,2 m2 Phía phòng bảo vệ: F = l.h = 3,6 . 3,2 = 11,52 m2 Phòng văn thư: Phía hành lang: F = l.h – Fcửa = 4,2 . 3,2 - 1,2 . 2,7 = 10,2 m2 Phía phòng bảo vệ: F = l.h = 4,2 . 3,2 = 13,44 m2 Bảng 4.2. Diện tích tường bao che Tầng Phòng Diện tích bao che [m2] Đông Tây Nam Bắc Hành lang Ban công Phía phô 1 Phòng làm việc 0 23,04 0 21,6 20,4 0 23,04 Phòng khách 0 23,04 21,6 0 26,88 0 16,56 Làm việc ban 5 23,04 0 10,8 0 10,2 0 11,52 Văn Thư 0 0 0 0 10,2 0 13,44 2 Phòng họp 0 23,04 0 21,6 20,4 0 23,04 Chủ tịch CĐ 0 0 21,6 0 23,64 23,04 20,88 Phòng P.Chủ tịch 0 0 0 21,6 23,64 23,04 20,88 3 Làm việc ĐTN 0 23,04 0 21,6 20,4 23,04 0 Bí Thư Đoàn Giống Phòng P. Chủ tịch Tầng 2 Đoàn Thanh Niên 0 14,16 0 0 23,64 21,6 14,16 Phó Bí Thư 0 0 0 0 23,64 21,6 14,16 Truyền thống 0 0 40,32 0 31,815 0 0 4 Phòng VIP 0 0 0 10,8 10,52 0 23,04 Phòng nghỉ VIP 0 0 0 10,8 10,52 10,74 20,34 Nghỉ 0 0 10,8 0 10,74 0 23,04 5 Hội thảo Giống phòng làm việc Đoàn Thanh Niên Hôi trường 0 0 43,2 0 46,2 16,56 0 Khi tính toán nhiệt cho Công trình Trụ sở làm việc Công đoàn hàng không dân dụng Việt Nam em tính các tổn thất nhiệt theo các bước: Phương trình cân bằng nhiệt tổng quát có dạng: Q1 = Qtoả + Qtt ; W (4.1) Qt – Nhiệt thừa trong phòng Qtoả - Nhiệt toả ra trong phòng Qtt – Nhiệt truyền từ ngoài vào qua kết cấu bao che do chênh lệch nhiệt độ Qtoả = Q1+ Q2+ Q3 + Q4 + Q5+ Q6+ Q7 + Q8 (4.2) Q1 – Nhiệt toả từ máy móc Q2 – Nhiệt toả từ đèn chiếu sáng Q3 – Nhiệt toả từ người Q4 – Nhiệt toả từ bán thành phẩm Q5 – Nhiệt toả từ bề mặt Thiết bị trao đổi nhiệt Q6 – Nhiệt toả do bức xạ mặt trời qua kính Q7 – Nhiệt toả do bức xạ mặt trời qua líp bao che Q8 – Nhiệt toả do rò lọt không khí qua cửa: Qtt = Q9+ Q10+ Q11+ Qbs ; W (4.3) Q9 – Nhiệt truyền qua vách Q10 – Nhiệt truyền qua trần Q11 – Nhiệt truyền qua nền Qbs – Nhiệt tổn thất bổ sung do gió và hướng vách 1. Nhiệt toả từ máy móc Q1 Áp dụng công thức (3.12) [1] Q1 = SNđc.Ktt.Kđt. (4.4) Nđc – Công suất động cơ lắp đặt của máy, W Ktt – Hệ số phụ tải Kđt – Hệ số đồng thời KT – Hệ số thải nhiệt. Công thức trên có thể được tính gần đúng theo công thức Q = SNi ; W (4.5) Vì trong văn phòng làm việc có các dụng cụ tiêu thụ điện nh­: Tivi, máy tính, máy in, máy FAX và máy Photocoppy. Ni – Công suất ghi trên dụng cụ W Tầng 1: Có 3 phòng làm việc, 1 phòng văn thư. Tổng diện tích là 226,8 m2. Số người làm việc trong các phòng làm việc là 25 người 1 phòng, phòng văn thư 3 người 1 phòng. Vậy tổng số người làm việc trong không gian là 40 người. Có 40 Máy tính, mỗi máy tính có công suất 350 W, 20 máy in mỗi máy có công suất 100 W, 3 máy Photocoppy mỗi máy khoảng 600 W, và 8 máy FAX mỗi máy có 50 W, 1 tivi có công suất là 100W Vậy: Q1 = 40.350 + 3.600 + 20.100 +8.50 + 1.100= 18300 W Bảng 4.3. Nhiệt toả từ máy móc của các phòng Tầng Máy tính Máy in Máy Photocoppy Máy FAX Tivi Nhiệt Q1 [W] 1 40 20 3 3 1 22300 2 3 3 0 3 1 1900 3 10 6 0 2 1 5300 4 0 0 0 0 9 900 5 0 0 0 0 3 300 Q1 = 22300 + 1900 + 5300 + 900 + 300 = 30700W 2. Nhiệt toả từ đèn chiếu sáng Q2 Q2 = Ncs ; W (4.6) Trong đó Ncs - Tổng công suất của tất cả các đèn chiếu sáng Theo cách tính toán trong tài liệu [1] thì ta áp dụng cho các văn phòng, hay các phòng làm việc thì tính công suất chiếu sáng theo m2 sàn. Theo tiêu chuẩn chiếu sáng 10 đến 12 W/m2 sàn. Với các phòng họp hay các sảnh chờ thì ta tính tổng công suất của đèn chiếu sáng. Tầng 1: Có 3 phòng làm việc diện tích diện tích 166,32 m2. Các phòng họp hay phòng khách, phòng hội thảo tính tổng công suất chiếu sáng Vậy Q2 = 166,32.12 + 300 + 500 = 2795,84 W Bảng 4.4 Nhiệt toả do đèn chiếu sáng Tầng Phòng Diện tích Công suất chiếu sáng W/m2 (hay công suất của đèn) Nhiệt Q2 [W] 1 Các phòng làm việc 166,32 12 2795,84 Phòng khách 300 Sảnh 500 2 Phòng chủ tịch 181,48 12 2477,76 Phòng họp 300 3 Phòng ĐTN và BT 206,64 12 2929,68 Phòng truyền thống 450 4 Phòng VIP 120,96 12 2151,52 7 phòng nghỉ 100 5 Hội thảo và hội trường 500 500 S Q2 = 2795,84+ 2477,76+2929,68+2151,52+500 = 10854,48 W 3. Nhiệt do người toả ra Q3 Nhiệt toả từ người thay đổi theo điều kiện vi khi hậu, cường độ lao động và thể trạng cũng nh­ giới tính. Nhiệt độ không khí xung quanh càng thấp thì nhiệt toả càng nhiều. Nhiệt toả từ nam giới khác nhiệt toả từ nữ giới. Nhiệt toả từ người gồm 3 thành phần chủ yếu: + Đối lưu trực tiếp với không khí + Bức xạ vào không khí + Bay hơi nước từ phổi và bề mặt da. Ta có thể tính gộp đối lưu trực tiếp với không khí và bức xạ theo thành phần nhiệt hiện qh, còn nhiệt toả bằng bay hơi bề mặt da theo thành phần nhiệt Èn qâ q= qh + qâ ; W Theo (3.15) tài liệu [1]. Nhiệt toả từ người tính theo biểu thức. Q = n.q ; W Trong đó: n - số người trong không gian điều hoà q – nhiệt toả từ một người ; W Theo bảng 3.1 [1] đối với nữ giới nhân với hệ số 0,85 trẻ em nhân với hệ số 0,75. Công trình Trụ sở làm việc Công đoàn hàng không dân dụng Việt Nam em không phân biệt rõ lượng đàn ông và phụ nữ trong phòng vì luôn có sự thay đổi nhân viên làm việc và khách hàng đến giao dịch. Lượng nhiệt toả ra giữa trẻ em và người lớn có sự khác nhau rõ rệt nên ta tính theo công thức sau: Q3 = n1.q + 0,75 n2. q W (4.7) n1- số người lớn trong không gian điều hoà; q – lượng nhiệt lấy theo của người lớn; W n2 – số trẻ em có trong không gian điều hoà; Theo cách tính chọn nhiệt độ trong nhà lấy nhiệt độ trong nhà là 250 C, với các phòng làm việc và phòng khách vì là lao động nhẹ nên nhiệt toả ra là 125 W/ người. Tầng 1: Có 3 phòng làm việc số người luôn có mặt trong phòng khoảng 50 người, phòng khách rộng 80,48 m2 lượng người trong phòng lên đến 30 người và trẻ em có thể đến 10 người. Đại sảnh là nơi đón tiếp nhiều người, số lượng người có thể cao nhất là 100 người trong đó trẻ em có thể lên đến 20 người. Vậy lượng nhiệt toả ra: Q3 = (50+ 30+ 100). 125 + 0,75. 20. 125 = 24375 W Bảng 4.5 Nhiệt do người toả ra Tầng Số người lớn Số trẻ em q Q3 [W] 1 180 20 125 24375 2 70 0 125 8750 3 200 0 125 25000 4 20 0 125 2500 5 180 0 125 22500 Q3 = 24375 + 8750+ 25000 + 2500+ 22500 = 83125 W = 83,125 kW 4. Nhiệt toả ra từ bán thành phẩm (Q4) Trụ sở làm việc Công đoàn hàng không dân dụng Việt Nam dùng cho lĩnh vực giao tiếp và làm việc do vậy không có lượng nhiệt toả ra từ bán thành phẩm, Q4 = 0. 5. Nhiệt toả ra từ các thiết bị trao đổi nhiệt (Q5) Trong các phòng làm việc và các phòng họp, hội trường không đặt các thiết bị TĐN do vậy không có lượng nhiệt toả ra nên Q5 = 0. 6. Nhiệt toả do bức xạ mặt trời qua cửa kính (Q6) Chọn kết cấu cửa kính cho công trình là kính 1 lớp và có khung kim loại. Việc xác định nhiệt bức xạ mặt trời qua cửa kính phụ thuộc rất nhiều vào các yếu tố nh­: - Trực xạ hay tán xạ bầu trời sương mù bụi khói và mây - Cường độ bức xạ mặt trời tại địa phương - Thời gian quan sát để tính toán (góc làm bởi trực xạ và mặt kính) - Kiểu cửa sổ vật liệu làm cửa sổ, trạng thái đóng hay mở - Vật liệu làm kính và các lớp phủ chống nắng. - Diện tích kính, độ dầy kính và các tính chất khác - Các lớp che chắc ánh nắng mặt trời nh­: rèm, ô văng che nắng… Theo công thức (3.18) tài liệu [1] ta có thể tính nhiệt theo biểu thức sau: Q = Isđ. Fk. t1. t2. t3. t4 ; W (4.8) Trong đó: Isđ - Cường độ bức xạ, W/m2 Fk – Diện tích cửa kính chịu bức xạ tại thời điểm tính toán , m2 t1 – Hệ số trong suốt của kính t1 = 0,9 t2 – Hệ số bám bẩn t2 = 0,8 t3 – Hệ số bức xạ t3 = 0,75 t4 – Hệ số tán xạ do che nắng t4 = 0,6 Áp dụng tính toán cho công trình lấy các thông số tham khảo theo tài liệu [1] bảng (3.3). Cường độ bức xạ mặt trời trên mặt đứng tại thời điểm nóng nhất của tháng nóng nhất theo TCVN 40788 – 85. Công trình tại Hà Nội có cửa sổ hướng bắc nên tính theo bảng 3.3 còn các cửa sổ quay hướng nam theo mặt thẳng đứng đều có giá trị bằng không. Isđ = 122 W/ m2 Tầng 1: Có cửa sổ quay hướng bắc Fk = 4.1,2. 2,2 = 10,56 m2 Vậy Q6 = 122. 10,56. 0,9. 0,8. 0,75. 0,6 = 417,41W Tất cả các cửa sổ của toà nhà đều quay hướng bắc nên ta tính cho một tầng. Khi tính nhiệt toả của các tầng tiếp tính theo tầng 1. Vậy nhiệt toả do bức xạ mặt trời: Q6 = 417,41. 5 = 2087,05 W 7. Nhiệt toả do bức xạ mặt trời qua líp bao che Q7 Thành phần nhiệt toả vào phòng do bức xạ mặt trời làm cho kết cấu bao che nóng lên hơn mức bình thường, chủ yếu tính cho mái. Nhiệt toả do chênh lệch nhiệt độ không khí trong và ngoài nhà theo Qtt. Kết cấu mái gồm có hai phần là phần mái nghiêng và mái nằm ngang Với phương ngang ta có thể tính theo công thức gần đúng. Q7 = 0,055. k. F. es. Is W (3.9) Trong đó: F – Diện tích bề mặt nhận bức xạ, m2 es - Hệ số hấp thụ bức xạ Is – Cường độ bức xạ mặt trời, W/ m2 k – hệ số truyền nhiệt qua kết cấu bao che, W/ m2. K W/m2. K (4.10) aT = 10 W/ m2 K – hệ số toả nhiệt đối lưu phía trong nhà aN = 20 W/ m2 K – hệ số toả nhiệt đối lưu phía ngoài nhà Kết cấu của mái nh­ sau: Hình 4.1: Kết cấu mái bao che Kết cấu bao che gồm 6lớp: 1- Lớp ghạch lá men 2- Lớp vữa 3- Líp bitum cách Èm 4- lớp bêtông cốt thép 5- Lớp không khí tĩnh 6- Lớp trần giả thạch cao. Lớp ghạch lá men có chiều dày : dghạch = 20 mm; l = 0,7 W/ m.K Lớp vữa ximăng : dvữa = 15 mm; l = 0,93 W/ m.K Bá qua lớp không khí tĩnh bên trong trần giả Lớp vữa bêtông cốt thép : dbêtông = 200 mm; l = 1,55 W/ m.K Lớp trần giả bằng thạch cao : dthạch cao = 12 mm; l = 0,41 W/m.K Líp bitum cách Èm : dbitum = 0,012 mm; l = 0,18 W/m. K Vậy hệ số truyền nhiệt k bằng: ; W/ m2.K Tính nhiệt bức xạ cho cả mái tầng 5 và tầng 2. Tầng 2 của công trình có mái đua phía ngoài. Lớp phủ mái tầng 5 là thép đánh bóng mạ màu xanh nên hệ số hấp thụ bức xạ mặt trời e = 0,76 theo bảng 4.10 [1]. Lớp phủ mái tầng 2 là gạch tráng men màu trắng có e = 0,26 Cường độ bức xạ theo phương ngang Is: Is = 928 W/m2 Công trình có kết cấu mái nghiêng theo hướng phía đông và tây, vì mặt trời mọc hướng đông và lặn hướng tây nên lấy các giá trị chung Is = 569 W/ m2 Vậy Q7 = 0,055. k. F. es. Is ngang + 0,055. k. F. es. Is nghiêng Bảng 4.6. Nhiệt toả do bức xạ mặt trời qua bao che Q7 Tầng F [m2] K [W/m2.K] es Is Q7 [W] 2 26,46 2,38 0,26 928 836 5(ngang) 81,48 2,38 0,76 569 4612 5(nghiêng) 186.48 2,38 0,76 569 10556 Q7 = 836 + 4612 + 10556 = 16004 W 8. Nhiệt toả do rò lọt không khí qua cửa hay qua khe cửa Q8 Khi có sự chênh lệch nhiệt độ và áp suất giữa trong nhà và ngoài trời thì xuất hiện một dòng không khí rò lọt qua cửa mở hoặc qua các khe cửa. Mùa hè, không khí lạnh đi ra ở phía dưới, không khí nóng Èm đi vào phòng phía trên. Sự rò lọt này luôn luôn mang theo tổn thất nhiệt mùa đông và lạnh vào mùa hè. Nhiệt toả do rò lọt không khí qua cửa được tính theo biểu thức: Q8 = G8 (IN - IT); W G8 – lượng không khí dò lọt qua cửa mở hay qua các khe cửa, kg/s IN,IT – Entalpy không khí ngoài nhà và trong nhà, J/ kg Chọn các thông số tính toán trong nhà và ngoài trời theo TCVN 4088 – 85. Bảng 4.7. Tính chọn các thông số trong nhà và ngoài nhà Không gian Nhiệt độ t [0 C] Đô Èm j [%] Entalpy I [kJ/kg] Độ chứa hơi d [g/ kg] Trong phòng 25 65 57,8 12,8 Hành lang 28 65 66,9 14,6 Ngoài trời 32,8 66 81,2 19,5 Bình thường khó xác định đúng lượng không khí rò lọt qua cửa hay qua các khe cửa. Tuỳ trường hợp cụ thể lấy L8 = (1,5 ¸ 2).V, m3/ h. Trong đó V là thể tích của phòng, m3 V = F.h (m3) Khi cửa Ýt mở và kín khít lấy 1,5, đối với các phòng công cộng nh­ nhà hàng, câu lạc bộ, phòng họp lấy 2. Vậy Trụ sở làm việc Công đoàn hàng không dân dụng Việt Nam em lấy lưu lượng gió L8 = 1,5V m3/ h (lấy theo [1]) Vậy G8 = r.L8 = 1,2. 1,5.V = 1,2.1,5. F. h, kg/ h (trong đó r - là khối lượng riêng của không khí bằng 1,2 (kg/m3 ) Công trình hàng không dân dụng Việt Nam có cấu trúc của toà nhà bao gồm cửa sổ phía nam và cửa sổ phía bắc, vì vậy luôn có sự rò lọt không khí qua cửa. Mặt khác ta cũng phải tính sự rò lọt không khí qua các cửa ra vào. Tầng 1: Các phòng làm việc có diện tích 211,68 m2 chiều cao thực là 3,2 m V= F. h = 211,68. 3,2 = 677,4 m3 Nhiệt toả từ cửa sổ hướng bắc và hướng nam là: Q8 = 1,2. 1,5. V. (Ingoài trời – ITrong nhà) = 1,2. 1,5. 677,4. (81,2 – 57,8). = 7925,58 W Nhiệt toả rò lọt phía hành lang là: Q8 = 1,2. 1,5. V. (Ihành lang – ITrong nhà) = 1,2. 1,5. 726,144. (66,9 – 57,8) . = 3304 W Bảng 4.9. Nhiệt toả do rò lọt không khí qua các cửa Tầng V [m3] Qcửa sổ [W] Qhành lang [W] Q8 [Tổng] W 1 677,4 7925,58 11229,58 726,144 3304 2 241,92 9057,5 12580 241,92 3522,35 3 206,64 7736,6 10745,2 206,64 3008.6 4 332,64 12454 17297 332,64 4843 5 241,92 9057,5 12579,85 241,92 3522,35 åQ8 = 11229,58 + 12580 + 10745,2 + 17297 + 12579,85 = 64431,63 W 9. Nhiệt truyền qua vách Q9 Nhiệt truyền qua kết cấu bao che khi có sự chênh lệch nhiệt độ bên trong và bên ngoài nhà. Nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che phụ thuộc vào nhiều yếu tố nh­ kết cấu vách, hướng vách, loại vách. Nhiệt thẩm thấu qua kết cấu bao che được xác định theo công thức Q9 = åk F Dt ; W (4.11) Trong đó: k- hệ số truyền nhiệt qua kết cấu bao che , W/ m2 K W/m2 . K (4.12) + aT = 10 W/ m2 K – hệ số toả nhiệt đối lưu phía trong nhà + aN = 20 W/ m2 K – hệ số toả nhiệt đối lưu phía ngoài nhà F – Diện tích bề mặt kết cấu bao che , W/ m2 K Dt - Độ chênh nhiệt độ trong nhà và ngoài nhà của kết cấu bao che Kết cấu bao che của tường biểu diễn trên hình 4.2 Hình 4.2. Biểu diễn kết cấu tường bao che Tường phẳng gồm 3 líp 1 và 3 - lớp vữa trát bên ngoài 2 - lớp ghạch xây Lớp tường bao che phía ngoài nhà được xây bằng gạch có chiều dày 200 mm trát vữa có chiều dày 15 mm. Các phòng được ngăn cách bởi lớp tường ngăn được xây dựng bằng gạch có chiều dày 100 mm có trát vữa. Theo bảng 3.4 [1] hệ số truyền nhiệt k qua kết cấu bao che của tường ngăn ngoài là: k =1,48 W/ m2 K. Hệ số truyền nhiệt k của vách ngăn giữa các phòng là: k = 2,1 W/ m2 K. Độ chênh nhiệt độ Dt chọn nh­ sau: - Khi vách tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài trời thì: Dt = tN - tT = 32,8 – 25 = 7,8 0C - Khi vách tiếp xúc với không gian đệm (hành lang) thì: Dt = 0,7(tN - tT) - Khi vách tiếp xúc trực tiếp với không gian ĐHKK thì: Dt = 0 Tầng 1: Phòng làm việc có diện tích tường bao che với phía ngoài trời Phía bắc: F = l.h – Fcửa = 8,4 . 3,2 – 2.1,2. 2,2 = 21,6 m2 QP.B = k. F. Dt = 1,48. 21,6. 7,8 = 249,35 W Phía cầu thang: F = l.h = 7,2 . 3,2 = 23,04 m2 QC.T = k. F. Dt = 1,48. 23,04. 7,8 = 265,97 W Phía thang máy: F = l.h = 7,2 . 3,2 = 23,04 m2 QT.M = k. F. Dt = 1,48. 23,04. 7,8 = 265,97 W Phía không gian đệm (hành lang): F = l.h – Fcửa = 8,4. 3,2 – 2.1,2.2,7 = 20,4 m2 QH.L = k. F. Dt = 2,1. 20,4. 0,7(tN - tT) = 2,1. 20,4. 0,7.7,8 = 234 W Nhiệt toả qua kết cấu bao che của phòng làm việc ban 1 và ban 2 của tầng 1 là: Q9 = QP.B + QC.T + QT.M + QH.L = 249,35 + 2. 265,97 + 234 = 1015,29 ; W Tầng 2: Phòng Chủ Tịch Công đoàn và Phòng P. Chủ Tịch Giữa phòng Chủ tịch CĐ và phòng nghỉ đều có điều hoà nên Dt = 0 Phía Nam: FT = 2(l.h – Fcửa)= 2.(4,2. 3,2 – 1,2. 2,2) =21,6; m 2 QPN = k. F. Dt = 1,48. 21,6. 0,7 7,8 = 249,34 ; W Phía Sảnh: FV = l. h = 23,04 m2 QS = k. F. 0,7 Dt = 2,1. 23,04. 0,7. 7,8 = 264 ; W Phía không gian đệm: FCT = (l.h – Fcửa)+ l.h = (4,2. 3,2 – 1,2. 2,7) + 4,2. 3,2 = 23,64 m2 QHL = k. F. 0,7 Dt = 2,1. 23,64. 0,7. 7,8 = 271 ; W Phía phòng WC: FV = l.h – Fcửa = 3,2. 7,2 – 0,8. 2,7 = 20,88 m2 ; W Vậy nhiệt toả ra của phòng là: Q9 = 249,34 + 264 + 23,64 + 20,88 = 557,86 ; W Bảng 4.10. Nhiệt truyền qua vách Tầng kV, W/m2K FV m2 DtV 0 C kT, W/m2K FT m2 DtT 0 C Q9, W 1 2,1 240,96 5,46 1,48 75,6 7,8 3635,6 2 2,1 248,22 5,46 1,48 86,4 7,8 3843,5 3 2,1 186,255 5,46 1,48 84 7,8 3105,3 4 2,1 250,98 5,46 1,48 118,8 7,8 4249,16 5 2,1 232,2 5,46 1,48 108 7,8 3909 åQ9 = 3635 + 3843,5 + 3105,3 + 4249,16 + 3909 = 18742 W 10. Nhiệt truyền qua trần Q10 Giống nh­ cách xác định nhiệt qua vách Q9, Q10 xác định theo công thức: Q10 = å k. F. Dt10 ; W (4.12) Trong đó: + k - hệ số truyền nhiệt lấy theo bảng 3.4 [1] ; W/ m2 K + F - Diện tích trần hoặc mái, m2 + Dt10 - Độ chênh nhiệt độ được xác định giống nh­ phần tính độ chênh nhiệt độ giữa 2 mặt vách - Khi trần tiếp xúc với không gian ngoài trời thì Dt10 = tN - tT - Khi trần có không gian đệm thì : Dt10 = 0,7. (tN - tT) - Khi trần tiếp xúc trực tiếp với không gian điều hoà của tầng trên thì: Dt10 = 0 Vì kết cấu của trần cũng là kết cấu bao che nh­ ta đã tính ở phần tính nhiệt truyền qua kết cấu bao che Q7. Vì tổn thất nhiệt của toà nhà qua trần chỉ xảy ra ở mái đua của tầng 2 và trần của tầng 5 tiếp xúc trực tiếp với không khí. Độ chênh nhiệt độ Dt10 = (tN – tT) = 32,8 – 25 = 7,8 0 C Bảng 4.11. Tổn thất nhiệt truyền qua trần Tầng k, W/ m2K Ftr , m2 Dt, 0 C Q10, W 2 2,38 26,46 7,8 491,2 5 2,38 375,48 7,8 6970,4 åQ10 = 491,2 + 6970,4 = 7461,6 W 11. Nhiệt truyền qua nền Q11 Biểu thức tính Q11 giống nh­ tính nhiệt Q9 và Q10. Q11 = å k. F. Dt11 W Kết cấu xây dựng của toà nhà là sàn nhà được đặt trực tiếp trên nền đất nên Dt11 = tN - tT o K Phần tính diện tích nền chia làm hai phần Phần 1 có chiều rộng là 16,8 m, chiều dài 29,4 m Phần 2 gồm 2 ô nhỏ có tổng diện tích là: F = 58,32 m2 Sàn làm bằng bêtông có hệ số truyền nhiệt k = 1,88 W/m2 .K (theo bảng 3.4 [1]) Áp dụng phương pháp tính theo dải nền rộng 2 m tính từ ngoài vào trong cho diện tích phần 1. Với hế số truyền nhiệt quy ước cho từng dải: - Dải 1 rộng 2m theo chu vi buồng với k = 0,47 W/ m2K - Dải 2 rộng 2m tiếp theo với k = 0,23 W/ m2K - Dải 3 rộng 2m tiếp theo với k = 0,12 W/ m2K - Dải 4 là phần còn lại của buồng với k = 0,7 W/ m2K. Diện tích các dải nền được xác định nh­ sau: F1 = 2(2a + 2b) = 4(a+b) F2 = 2[2(a-4) + 2(b-8)] = 4(a + b) – 48 = F1 – 48 F3 = 2[2(a-8) + 2(b-12) = 4(a + b) – 80 = F1 – 80 F4 = (a-12). (b-12) Trong đó: a – chiều rộng ; a= 16,8 m b - là chiều dài ; b= 29,4 m Vậy F1 = 4(a + b) = 4(16,8 + 29,4) = 184,8 m2. Bảng 4.12. Nhiệt truyền qua nền Q11 Tầng F1, m2 k1, W/m2.K F2, m2 k2, W/m2.K F3, m2 k3, W/m2.K F4, m2 k4, W/m2.K Dt, 0 C Q11, [W] 1 184,8 0,47 136,8 0,23 104,8 0,12 83,52 0,07 7,8 1067 Nhiệt truyền qua nền của diện tích phần 2 là: Q = F. k. Dt = 58,32. 1,88. 7,8 = 855,2 W Vậy tổng nhiệt truyền qua nền nhà là: Q11 = 855,2 + 1067 = 1922,2 W 12. Nhiệt tổn thất bổ sung do gió và hướng vách Qbs Khi tính toán các tổn thất nhiệt qua vách ta chưa tính đến ảnh hưởng của gió khi công trình có độ cao hơn 4 m, vì ở trên cao hệ số toả nhiệt bên ngoài tăng làm cho hệ số truyền nhiệt tăng. Để bổ sung tổn thất do gió thì cứ từ mét thứ 5 lấy tổn thất qua vách tăng thêm từ 1 đến 2%. Để tính tổn thất bổ sung ta tính theo công thức sau: Qbs = (1¸2%). (H - 4). Q9 + (5 ¸10%) (4.13) Trong đó: H – Chiều cao thực của toà nhà, m FD, FT – Diện tích bề mặt vách hướng tây và hướng đông của không gian điều hoà, m2 F – Diện tích tổng vách, m2 Lấy với 2% và 10% cho công thức trên. Bảng 4.13. Nhiệt tổn thất bổ sung Tầng H [m] FD [m2] FT [m2] F [m2] Qbs [W] 1 3,8 27,36 54,72 316,56 1085 2 9,4 0 40,32 334,63 2250 3 13,2 0 40,32 270,255 3728 4 17 0 40,32 369,728 5077 5 20,7 0 40,32 340,2 6482 åQbs = 1085 + 2250 + 3728 + 5077 + 6482 = 18622 W Vậy tổng nhiệt thừa của toàn bộ công trình là: Qt = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 + Q7 + Q8 + Q9 + Q10 + Q11 + Qbs = 30700 + 10854,48 + 83125 + 0 +0 + 2087,05 + 16004 + 64431,63 + 18742 + 7461,6 + 1922,2 + 18622 = 2540 W = 254 kW 13. Tính kiểm tra đọng sương trên vách Khi có độ chênh lệch nhiệt độ giữa trong nhà và ngoài trời xuất hiện một trường nhiệt độ trên vách bao che, kể cả cửa kính. Nhiệt độ trên bề mặt vách phía nóng không được thấp hơn nhiệt độ đọng sương. Nếu bằng hoặc nhỏ hơn nhiệt độ đọng sương sẽ xảy ra hiện tượng đọng sương trên vách. Hiện tượng đọng sương trên vách làm cho tổn thất nhiệt lớn lên . Hiện tượng này chỉ xảy ra ở trên bề mặt vách nóng nghĩa là về mùa hè đọng sương xảy ra ở mặt ngoài. (Ta không thiết kế điều hòa mùa đông cho hệ thống). Để không xảy ra hiện tượng đọng sương, hệ số truyền nhiệt thực tế kt của vách phải nhỏ hơn hệ số truyền nhiệt cực đại kmax tính theo các biểu thức sau: Điều kiện đọng sương: kt < kmax Mùa hè : , W/m2K (4.14) Trong đó: aN- hệ số toả nhiệt đối lưu phía ngoài phòng điều hoà; aN=20W/m2K nếu bề mặt ngoài tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài trời và aN=10W/m2K nếu có không gian đệm. tsN - nhiệt độ đọng sương bên ngoài nhà. Với các thông số tính toán của không khí ngoài trời : tN =32,8 0C , độ Èm jN = 66 % tra đồ thị i-d của không khí Èm có tsN= 26,5oC Thay vào công thức tính kmax cho mùa hè ta có: Với bề mặt tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài trời kmax = W/m2K Với bề mặt tiếp xúc trực tiếp với không gian đệm kmax = W/m2K Với tường bao bằng gạch xây 200 mm có trát vữa 2 mặt, chiều dày mỗi mặt là 15 mm. Theo bảng 4.11[1] ta tìm được hệ số dẫn nhiệt Gạch xây: l = 0,81 W/mK Vữa vôi trát mặt ngoài: l = 0,87 W/mK Vữa vôi trát mặt trong: l = 0,7 W/mK Theo biểu thức (4.12) ở trên thì: W/m2K Kết luận: kmax lớn hơn kt rất nhiều do đó đảm bảo điều kiện không bị đọng sương trên vách. 4.2. Tính toán lượng Èm thừa WT Èm thừa trong không gian điều hoà gồm các thành phần chủ yếu nh­ sau: WT = W1 + W2 + W3 + W4, kg/ s Trong đó: W1 – lượng Èm thừa do người toả ra, kg/ s W2 – lượng Èm bay hơi từ bán thành phẩm, kg/s W3 – lượng Èm bay hơi đoạn nhiệt từ sàn Èm, kg/ s W4 – lượng Èm bay hơi từ thiết bị, kg/s Khi phòng điều hoà có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ ngoài trời nên ngoài dòng nhiệt còn có dòng Èm thẩm thấu qua kết cấu bao che vào phòng. Nhưng ta thường bỏ qua lượng nhiệt này vì không đáng kể. Do công trình Trụ sở làm việc Công đoàn hàng không dân dụng Việt Nam có không gian điều hoà chỉ phục vụ cho các phòng làm việc, các phòng họp và phòng nghỉ…nên không có lượng Èm bay hơi từ bán thành phẩm W2. Kết cấu xây dựng của sàn là các lớp bê tông có lát gạch men nên sàn luôn luôn khô ráo, vì vậy không có lượng Èm từ sàn Èm W3. Trong không gian điều hoà không đặt các thiết bị Trao đổi nhiệt nên không có lượng Èm W4 . Vậy lượng Èm toả ra chỉ tính theo lượng Èm từ người W1. Lượng Èm từ người được xác định theo công thức: W1 = n. qn; kg/s Trong đó n - Số người trong phòng điều hoà qn –Lượng Èm mỗi người toả ra trong một đơn vị thời gian, kg/ s Lượng Èm toả ra từ người phụ thuộc vào nhiều yếu tố nh­; nhiệt độ, độ Èm môi trường, cường độ làm việc, lứa tuổi và giới tính… Theo bảng 3.5 [1] giới thiệu về lượng Èm của người toả ra trong từng điều kiện làm việc trong phòng. Áp dông cho công trình lấy qn = 115 g/h người Nhiệt độ trong phòng làm việc là 250 C, cường độ làm việc nhẹ nhàng (công việc văn phòng). Bảng 4.14. Tính nhiệt Èm của công trình do người toả ra Tầng n qn W1 [g/h người] 1 200 115 23000 2 70 115 8070 3 200 115 23000 4 20 115 2300 5 180 115