Luận văn Thạc sĩ: Đánh giá một số phần mềm tính tải lạnh của một số hãng điều hòa không khí và đề xuất nguyên tắc của chương trình tính tải lạnh phù hợp với điều kiện Việt Nam

Chia sẻ: Lạc Táp | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:97

Thêm vào BST

Báo xấu

2
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn "Đánh giá một số phần mềm tính tải lạnh của một số hãng điều hòa không khí và đề xuất nguyên tắc của chương trình tính tải lạnh phù hợp với điều kiện Việt Nam" nhằm đánh giá một số phần mềm tính toán tải lạnh của một số hãng điều hoà không khí ở Việt Nam trên một số lĩnh vực chủ yếu. Đề xuất nguyên tắc của chương trình tính toán tải lạnh phù hợp điều kiện Việt Nam với các nội dung như: cơ sở khoa học của chương trình; cơ sở dữ liệu của chương trình; các yêu cầu về giao diện sử dụng; yêu cầu về số liệu nhập; yêu cầu về số liệu xuất; đề xuất sơ đồ khối của chương trình. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ: Đánh giá một số phần mềm tính tải lạnh của một số hãng điều hòa không khí và đề xuất nguyên tắc của chương trình tính tải lạnh phù hợp với điều kiện Việt Nam

1 MỤC LỤC MỤC LỤC ...................................................................................................................1 MỞ ĐẦU .....................................................................................................................4 1. Đặt vấn đề ...........................................................................................................4 2. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................5 3. Nội dung nghiên cứu ...........................................................................................5 4. Cơ sở thực tiễn và khoa học của đề tài................................................................5 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÁC PHẦN MỀM TÍNH TOÁN ..........................7 ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ .........................................................................................7 1.1. Một số phần mềm tính tải lạnh trên thế giới ....................................................7 1.1.1. Phần mềm CHVAC ...................................................................................7 1.1.2. Phần mềm HVAC ResLoadCalc. ............................................................10 1.1.3. Phần mềm RevitMep ...............................................................................13 1.1.4.Phần mềm HAP của Carier .....................................................................17 1.1.5. Phần mềm DACCS-HKG của Daikin .....................................................19 1.1.6. Chương trình Trace TM 700 của Trane.....................................................21 1.1.7. Phần mềm Last- Load của LG ................................................................22 1.2. Một số phần mềm tính tải lạnh ở Việt Nam ...................................................24 1.2.1.Phần mềm tính toán ngăn phun của GS.TS. Trần Ngọc Chấn .................24 1.2.2. Phần mềm tính chọn máy lạnh trên website http://hvacvn.com .............24 1.2.3. Phần mềm HVACR- BK của tác giả Đào Ngọc Hùng ...........................25 CHƯƠNG 2 ..............................................................................................................27 ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ PHẦN MỀM TÍNH TẢI LẠNH CỦA MỘT SỐ HÃNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TẠI VIỆT NAM ............................................................27 2.1. Tổng quan về đánh giá phần mềm .................................................................27 2.2. Xây dựng tiêu chí đánh giá phần mềm tính tải lạnh ......................................29 2.3. Đánh giá phần mềm tính tải lạnh DACCS-HKG (HKG) của hãng Daikin. ..32 2.3.1. Giao diện sử dụng ...................................................................................32 2.3.2.Dữ liệu nhập và thư viện sẵn có ...............................................................33
2 2.3.3. Dữ liệu ra .................................................................................................38 2.3.4. Các tiện ích khác. ....................................................................................39 2.4. Đánh giá phần mềm tính tải lạnh LastLoad của hãng LG. ............................39 2.4.1. Giao diện sử dụng ...................................................................................40 2.4.2.Dữ liệu nhập và thư viện sẵn có ...............................................................41 2.4.3. Dữ liệu ra .................................................................................................46 2.4.4. Các tiện ích khác. ....................................................................................47 2.5. Đánh giá phần mềm tính tải lạnh Trace 700 của hãng Trane. .......................47 2.5.1. Giao diện sử dụng ...................................................................................47 2.5.2.Dữ liệu nhập và thư viện sẵn có ...............................................................49 2.5.3. Dữ liệu ra .................................................................................................53 2.5.4. Các tiện ích khác. ....................................................................................55 2.6. Đánh giá kết quả tính tải lạnh vào mùa Hè ....................................................55 2.6.1. Đánh giá kết quả tính tổng tải lạnh .........................................................57 2.6.2. So sánh thành phần tải truyền qua kết cấu bao che (trừ mái) do chênh lệch nhiệt độ. .....................................................................................................58 2.6.3. So sánh thành phần tải truyền qua kết cấu mái. ......................................60 2.6.4. So sánh thành phần tải do thu nhiệt từ bức xạ mặt trời qua cửa kính. ....61 2.6.5. So sánh thành phần tải do tỏa nhiệt từ người. .........................................61 2.6.6. So sánh thành phần tải do tỏa nhiệt từ đèn.. ...........................................62 2.6.7. So sánh thành phần tải do tỏa nhiệt từ thiết bị. .......................................63 2.6.8. So sánh thành phần tải do gió tươi mang vào. ........................................63 2.7. Nhận xét- Kết luận chương 2. ........................................................................64 CHƯƠNG 3 ..............................................................................................................67 ĐỀ XUẤT NGUYÊN TẮC CỦA CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TẢI LẠNH PHÙ HỢP VỚI ĐIỀU KIỆN VIỆT NAM ..................................................................................67 3.1. Tổng quan về xác định năng suất tải lạnh và số liệu ban đầu. .......................67 3.1.1. Tổng quan về năng suất tải lạnh..............................................................67 3.1.2. Tổng quan về thông số thiết kế trong nhà ...............................................70
3 3.2.3. Tổng quan về thông số thiết kế ngoài nhà. .............................................70 3.2. Cơ sở khoa học và cơ sở dữ liệu của phần mềm ............................................71 3.2.1. Chọn thông số thiết kế trong nhà. ...........................................................71 3.2.2. Thông số thiết kế ngoài nhà. ...................................................................72 3.2.3. Tính tải lạnh ............................................................................................78 3.3. Đề xuất yêu cầu, sơ đồ khối chương trình tính toán tải lạnh. ....................91 3.3.1. Đề xuất yêu cầu cho phần mềm tính tải lạnh. .........................................91 3.3.2. Đề xuất sơ đồ khối cho phần mềm tính tải lạnh. .....................................94 KẾT LUẬN ...............................................................................................................96 TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................97 PHỤ LỤC 1 ...............................................................................................................98 PHỤ LỤC 2 .............................................................................................................106 PHỤ LỤC 3 .............................................................................................................120
4 MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Cùng với sự phát triển về mọi mặt của đất nước. Nhu cầu của người dân Việt Nam về không gian sống ngày càng cao, trong đó nhu cầu về không gian vi khí hậu bên trong công trình cũng đang dần tăng về số lượng và chất lượng. Do đó, lĩnh vực thông gió điều hòa không khí cũng đang được quan tâm và ngày càng phát triển. Trong sự phát triển này, có sự phát triển trong lĩnh vực tính toán tải nhiệt cho công trình để từ đó lựa chọn được hệ thống điều hòa không khí phù hợp nhất. Để tính tải nhiệt cho công trình, ngoài việc tính bằng tay, hiện tại ở Việt Nam, chúng ta đang sử dụng những phần mềm tính tải nhiệt có nguồn gốc nước ngoài. Những phần mềm này có ưu điểm là đã được phát triển và kiểm chứng bởi chính những hãng và tổ chức có uy tín trong lĩnh vực điều hòa không khí, kiểm chứng sự phù hợp và đúng đắn của nó trong phạm vi mà những phần mềm này được khuyến nghị áp dụng. Tuy nhiên, để kiểm chứng về tính đúng đắn và phù hợp của những phần mềm này trong điều kiện Việt Nam thì chưa có một công trình khoa học hay tổ chức khoa học nào ở Việt Nam thực hiện. Mặc khác, với tư cách là một kỹ sư hoạt động trong ngành điều hòa không khí, với những kiến thức được trang bị về lĩnh vực này, với những tài liệu quy chuẩn, tiêu chuẩn, số liệu khí hậu, số liệu vật liệu… có liên quan đến lĩnh vực điều hòa không khí ở Việt Nam (tuy những tài liệu này còn hạn chế). Tác giả luận văn khẳng định, chúng ta hoàn toàn có thể xây dựng được một phần mềm tính tải nhiệt cho công trình mang đặc thù Việt Nam và cho người Việt Nam sử dụng. Với những lý do khách quan và chủ quan trên, tác giả xin chọn đề tài luận văn cao học: “Đánh giá một số phần mềm tính tải lạnh của một số hãng Điều hòa không khí và đề xuất nguyên tắc của chương trình tính tải lạnh phù hợp với điều kiện Việt Nam”. Để hoàn thành luận văn này, tác giả xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, chỉ bảo nhiệt tình của các thầy cô giáo trong Viện kỹ thuật môi trường- Trường Đại học xây dựng, các thầy cô giáo trong bộ môn Vi khí hậu- Viện kỹ thuật môi trường và đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của PGS. TS Bùi Sỹ Lý.
5 2. Mục tiêu nghiên cứu - Đánh giá một số phần mềm tính toán tải lạnh của một số hãng điều hoà không khí ở Việt Nam trên một số lĩnh vực chủ yếu sau: kết qủa tính toán tải lạnh; tính thuận lợi khi sử dụng chương trình; số liệu đầu vào; thư viện mẫu; số liệu ra. đưa ra được nhận xét về kết quả tính tải lạnh của các chương trình này với kết quả tính bằng tay khi tính cho một công trình cụ thể theo các quy chuẩn, tiêu chuẩn kỹ thuật và đặc thù ở Việt Nam. - Đề xuất nguyên tắc của chương trình tính toán tải lạnh phù hợp điều kiện Việt Nam với các nội dung như: cơ sở khoa học của chương trình; cơ sở dữ liệu của chương trình; các yêu cầu về giao diện sử dụng; yêu cầu về số liệu nhập; yêu cầu về số liệu xuất; đề xuất sơ đồ khối của chương trình. 3. Nội dung nghiên cứu Chương 1. Tổng quan về các phần mềm tính toán điều hòa không khí Chương 2. Đánh giá một số phần mềm tính tải lạnh của một số hãng điều hòa không không khí đang sử dụng ở Việt Nam. Chương 3. Đề xuất nguyên tắc của chương trình tính tải lạnh phù hợp với điều kiện Việt Nam 4. Cơ sở thực tiễn và khoa học của đề tài Cơ sở khoa học: Tính toán tải lạnh cho hệ thống Điều hoà không khí cho các công trình, từ đó đưa ra các giải pháp sử dụng các loại máy Điều hoà không khí là một lĩnh vực khoa học đã được các nhà khoa học trên thế giới và Việt Nam nghiên cứu và phát triển dựa trên các lý thuyết về truyền nhiệt, truyền ẩm, thông gió, thiết bị máy lạnh... Để tự động hoá quá trình tính toán tải lạnh và lựa chọn các hệ thống điều hoà không khí thì các hãng phần mềm và các hãng Điều hoà nổi tiếng trên thế giới đã viết ra các phần mềm. Các phần mềm này được thiết kế dựa trên các tiêu chuẩn của từng quốc gia, từng khu vực và những tiêu chuẩn riêng của từng hãng Điều hoà.
6 Ở Việt Nam với những đặc điểm riêng như: hệ thống các Quy chuẩn, Tiêu chuẩn kỹ thuật; các thông số về điều kiện tự nhiên, khí tượng; nhu cầu sử dụng... các phần mềm tính toán trên cần được đánh giá tính phù hợp của nó với điều kiện Việt Nam. Mặt khác, để tăng tính chính xác và khách quan và thuận tiện trong quá trình tính toán tải lạnh và lựa chọn thiết bị điều hoà không khí, ta cũng cần phải nghiên cứu và phát triển chương trình tính toán phù hợp với điều kiện Việt Nam. Cơ sở thực tiễn: Ở Việt Nam, cùng với sự phát triển các công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp, lĩnh vực Thông gió- điều hoà không khí cũng đang được được phát triển tương đối mạnh mẽ. Trong đó, nhu cầu về tính toán chính xác tải lạnh và lựa chọn các hệ thống điều hoà không khí của các Chủ đầu tư, các đơn vị Tư vấn thiết kế, thi công cũng là một trong những nhu cầu đang rất cấp thiết. Mặc dù vậy, khi tính toán và lựa chọn các hệ thống điều hoà không khí các chủ thể có nhu cầu này lại gặp phải khó khăn khi sử dụng các phần mềm tính toán điều hoà không khí của các hãng điều hoà nước ngoài như: các kết quả tính toán là khác nhau; các thông số khí tượng, vật liệu... đặc thù của Việt Nam được cập nhật ít hoặc không được cập nhật trong các chương trình; giao diện sử dụng chưa được Việt hoá...Chính vì vậy, cần thiết phải có một chương trình tính toán điều hoà không khí phù hợp với điều kiện Việt Nam.
7 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÁC PHẦN MỀM TÍNH TOÁN ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 1.1. Một số phần mềm tính tải lạnh trên thế giới Trên thế giới, giống như các lĩnh vực khác trong ngành xây dựng, ngành thông gió và điều hòa không khí cũng có các phần mềm tính toán cho lĩnh vực của mình. Các phần mềm này, có thể được phát triển bởi một công ty phát triển phầm mềm độc lập, cũng có thể được phát triển bởi một hãng cung cấp thiết bị điều hòa không khí nào đó mà mục đích của hãng này là muốn người sẽ sử dụng thiết bị điều hòa của họ có khả năng chọn được thiết bị của họ một cách nhanh chóng nhất. Trong mục này, tác giả xin giới thiệu một số phần mềm tính toán điều hòa không khí sau: Các phần mềm phát triển độc lập: phần mềm CHVAC của Elite; phần mềm HVAC Res Load Calcs của Carmen; phần mềm RevitMep của AutoDesk. Các phần mềm phát triển chính bởi các công ty cung cấp thiết bị điều hòa không khí: phần mềm LastLoad của LG; phần mềm Trace 700 của Trane; phần mềm DACCS- HKG của Daikin; phần mềm HAP của Carier. 1.1.1. Phần mềm CHVAC a. Xuất xứ Phần mềm CHVAC nằm trong nhóm sản phẩm gồm hơn 30 chương trình phần mềm của hãng Elite được thiết kế để tính toán trong lĩnh vực hệ thống kỹ thuật trong công trình như thông gió điều hòa không khí, điện, ống nước, phòng cháy chữa cháy và thiết kế phần mềm. Được thành lập vào năm 1979, hãng phần mềm Elite cung cấp các sản phầm phần mềm về ĐHKK, điện, ống nước, phòng cháy chữa cháy và thiết kế phần mềm. Sản phẩm hàng đầu của Elite là CHVAC và RHVAC. Cùng với RHVAC thì phần mềm CHVAC là một trong hai sản phẩm hàng đầu của Elite. CHVAC cũng là chương trình đầu tiên của hãng Elite, đánh dấu sự ra đời của hãng phần mềm Elite vào năm 1979. Vào năm này, CHVAC đã được phát hành và là sản phẩm thị trường đầu tiên về tính toán hệ thống điều hòa không khi dựa trên phương pháp CLTD của ASHRAE Handbook năm 1977.
8 b. Tính năng chính CHVAC tính toán nhanh chóng và chính xác tải nhiệt tối đa cho các tòa nhà thương mại.Các tải lạnh có thể được tính toán với phương thức CLTD hoặc phương pháp RTS mới (Radiant Time Series). Chương trình cho phép một số lượng không giới hạn các khu có thể được chia thành các nhóm có đến 100 hệ thống xử lý không khí. Ngoài ra, nó có thể tra cứu dữ liệu thiết kế thời tiết ngoài trời cho trên 2000 thành phố nằm trên khắp thế giới và có thể chỉnh sửa cũng như thêm các dữ liệu thời tiết cũng nếu muốn. Đầu ra của CHVAC là danh sách dữ liệu chung của dự án, dữ liệu tải chi tiết, tải không khí xử lý, tải không khí bên ngoài, tổng tải công trình, xây dựng phân tích kinh tế, yêu cầu về lượng không khí, tính toán hệ thống nước lạnh, và các dữ liệu hoàn chỉnh với biểu đồ chất tải lạnh vào...Các tính năng khác nổi bật bao gồm: định hướng tường, kính nghiêng, bóng che bên ngoài, hoạt động của tải nội bộ, giá trị nhiệt độ thiết kế trong nhà, nhiệt do người, rò rỉ không khí bên ngoài, xâm nhập theo mùa và tỷ lệ thông gió, tải làm nóng bổ sung, tính tổn thất thủy lực đường ống, tính toán không khí hồi. Có 5 phiên bản của CHVAC: phiên bản tính tối đa 2 khu; phiên bản tính tối đa 10 khu; phiên bản tính tối đa 50 khu; phiên bản tính tối đa 100 khu và phiên bản tính không giới hạn. Với lưu ý rằng một khu vực là một không gian đơn lẻ hoặc phòng riêng lẻ, và rằng các khu có thể được nhóm lại và sử dụng chung một hệ thống xử lý không khí. Về phương pháp tính: CHVAC thực hiện các tính toán làm mát bằng cách sử dụng phương pháp CLTD hoặc phương pháp mới RTS (Radiant Time Series). Phương pháp RTS được mô tả trong ấn bản mới nhất của ASHRAE Handbook cơ bản, trong khi phương pháp CLTD là từ phiên bản trước đó của ASHRAE Handbook. Phương pháp RTS đặc biệt chính xác bởi vì nó tính toán hiệu ứng chậm tăng nhiệt bức xạ trong mỗi 24 giờ trong việc xác định tải trọng làm lạnh hiện tại. Phương pháp CLTD, sử dụng bảng các giá trị chính xác từ ASHRAE Handbook, có nghĩa là bạn có thể kiểm tra kết quả bằng tay. Người dùng có thể chuyển đổi qua lại giữa RTS và CLTD cho bất kỳ dự án nào.
9 Hình 1.1. Cửa sổ nhập dữ liệu khu vực Hình 1.2. Cửa sổ vẽ mặt bằng phòng của CHVAC
10 c. Một số hình ảnh về phần mềm Trên hình 1.1 là cửa sổ nhập dữ liệu cho khu vực, bao gồm nhập dữ liệu mái, sàn, tường, kính, tải do đèn, thiết bị, người trong khu vực đó. Trên hình 1.2 là cửa sổ nhập liệu phòng bằng cách vẽ trực tiếp phòng của CHVAC. Cửa sổ vẽ cho phép người dùng nhập dữ liệu phòng bằng cách vẽ các mặt bằng công trình trên màn hình. 1.1.2. Phần mềm HVAC ResLoadCalc. a. Xuất xứ HVAC ResLoadCalc là một ứng dụng tính toán hệ thống điều hòa không khí của hãng phần mềm Carmen- đây là công ty phần mềm chuyên phát triển và bán các sản phẩm phần mềm ngành ĐHKK và phần mềm kỹ thuật khác từ năm 1995. Các sản phẩm phần mềm của Carmen hướng tới là điện thoại di động, máy tính để bàn, và phần mềm dựa trên web cho kiểm toán năng lượng, tính toán tải ĐHKK, ống dẫn cỡ, kích thước ống, phân tích môi chất lạnh, và nhiều hơn nữa. Trụ sở của công ty này đặt tại vịnh San Francisco. Điểm khác biệt lớn và đột phá của HVAC ResLoadCalc là ứng dụng này chạy trên các sản phẩm như IPhone, IPad, Ipod- đây là nhóm sản phẩm công nghệ đang rất được ưu chuộng hiện nay của hãng Apple. b. Tính năng chính HVAC ResLoadCalc cho phép bạn thực hiện tính toán chi tiết tải sưởi ấm và làm mát cho các tòa nhà thương mại và dân cư nhỏ. Nó cho phép người dùng nhập thông tin về tất cả các thiết bị ĐHKK của họ, tải nó lên một máy chủ web từ xa, và chia sẻ thông tin về các thiết bị kỹ thuật khác trong công ty của người dùng một cách an toàn. Các tọa độ GPS, nơi người sử dụng đang công tác sẽ được HVAC ResLoadCalc định vị. HVAC ResLoadCalc tính toán tải nhiệt dựa trên phương pháp tính toán của tiêu chuẩn công nghiệp. Sau đây là một số tính năng của ứng dụng này: bao gồm cơ sở dữ liệu thời tiết của 1000 thành phố trên toàn thế giới; cho phép người dùng tạo
11 và lưu giữ một số lượng không giới hạn của dự án. Người sử dụng cũng có thể sao chép các dự án hiện có cho các dự án mới để tái sử dụng dữ liệu dễ dàng; bao gồm các dữ liệu của các loại vật liệu xây dựng như tường, mái nhà, sàn nhà, cửa ra vào, cửa sổ, cửa sổ trần, trần nhà, và nhiều hơn nữa; cho phép người dụng chỉ định một lượng không giới hạn các loại cửa như cửa sổ, và các loại cửa trời cho mỗi công trình xây dựng; cho phép người dùng xem ngay lập tức tải nhiệt khi họ cập nhật dữ liệu đầu vào; cho phép tạo không giới hạn số phòng cho tòa nhà; cho phép xem tải lạnh toàn diện và báo cáo chi tiết tải nhiệt của do cửa sổ, cửa trời, tải xâm nhập, tải thông gió và tải nội bộ; cửa sổ đầu vào bao gồm các loại cửa sổ, bên trong và loại che bên ngoài, kích thước nhô ra, diện tích cửa sổ, và nhiều hơn nữa ..; bao gồm khả năng hiển thị một loạt các báo cáo trên màn hình bao gồm các báo cáo tổng kiểm tra (BTUh / foot2, foot2/ T,...), các báo cáo phân tích tải lạnh, và thậm chí cả đồ họa, biểu đồ hiển thị tải nhiệt ; bao gồm khả năng hiển thị một báo cáo toàn diện HTML mà người có thể gửi email cho chính mình hoặc người khác, và nó cũng bao gồm một tập tin đính kèm bảng tính mà bạn có thể mở bằng Excel trong máy tính; bao gồm khả năng hiển thị các hệ đơn vị Anh (IP) hoặc Metric (SI); cho phép người dùng thông tin cơ bản và bảo dưỡng thiết bị đang có của họ và tải nó lên các máy chủ của Carmel , do đó bạn có thể chia sẻ thông tin với nhân viên công ty khác. Tóm lại, một số lợi ích nổi trội khi sử dụng HVAC ResLoadCalc là : xác định nhanh chóng kích thước và công suất của thiết bị làm nóng và làm mát, hiển thị các danh sách thiết bị, sau đó gửi email kết quả trở lại văn phòng của người dùng để họ phân tích thêm; tiết kiệm thời gian của người sử dụng bằng cách yêu cầu họ nhập vào các thông tin cần thiết để tính toán HVAC, việc tính toán sẽ được thực hiện bởi máy chủ của Carmen, sau đó các kết quả tính sẽ được gửi trở lại phòng của người dùng để họ có thể thực hiện nhiều phân tích sâu hơn. c. Một số hình ảnh về phần mềm. Một số hình ảnh của phần mềm HVAC ResLoadCalc được thể hiện trong các hình 1.3 a, b, c, d, e, f.
12 Hình 1.3a Hình 1.3b Hình 1.3c Hình 1.3d
13 Hình 1.3e Hình 1.3f Hình 1.3a: Màn hình nhập địa điểm để lấy các thông số thời tiết; Hình 1.3.b: Màn hình nhập các thông số kết cấu bao che; Hình 1.3c: các danh sách phòng do người dùng tự tạo; Hình 1.3d: các thông tin chung về tải nhiệt cho công trình; Hình 1.3e: các thông tin chi tiết về tải nhiệt của các dạng kết cấu; hình 1.3f: các thông tin về các thành phần tải được biểu diễn dưới dạng biểu đồ. 1.1.3. Phần mềm RevitMep a. Xuất xứ Revit Mep là một sản phẩm trong bộ sản phẩm Revit của hãng Autodesk. Đến với Revit Mep người sử dụng có thể được sự trợ giúp của máy tính để thiết kế các hệ thống sau: hệ thống cấp điện và chiếu sáng; thiết kế hệ thống điện thoại; thiết kế hệ thống báo cháy; hệ thống điều hòa không khí; hệ thống đường ống chịu áp lực (bao gồm cả cấp thoát nước, cấp nhiệt...); hệ thống chữa cháy. Ở đây ta chỉ quan tâm đến tính năng tính toán thiết kế hệ thống điều hòa không khí của RevitMep. Tuy nhiên để có thể hiểu sâu hơn về RevitMep, sẽ xem
14 Revit là gì, nó có ưu điểm gì hơn so với phần mềm AutoCad đã và đang được sử dụng phổ biến ở Việt Nam. Để ta ̣o lâ ̣p mô ̣t hình ảnh trên mà n hinh, máy tính dựa và o 2 nguyên lý củ a ̀ ngành toán hình ho ̣c: - Nguyên lý củ a hình ho ̣c cổ điể n: hình ảnh là tâ ̣p hơ ̣p cá c điể m. Dựa và o nguyên lý nà y sẽ có hình ảnh da ̣ng raster. Đây là da ̣ng hình ảnh được tạo thành bởi cá c phầ n mềm như 3D Max, 3D Viz…. Hinh raster thường có những ưu điể m cơ ̀ bản là : mà u sắ c và tạo hình phong phú gầ n vớ i thực tế . Tuy nhiên có nhược điểm là lượng dữ liệu , phần mềm thường phải xử lý chậm.. - Nguyên lý củ a hình học giả i tich: hinh ảnh là đồ thi ̣củ a mô ̣t hà m số y = (x). ́ ̀ Dựa vào nguyên lý nà y sẽ có hinh ảnh da ̣ng vector. Đây là da ̣ng hình ảnh đươ ̣c ta ̣o ̀ ra bởi phần mề m như ACAD. Mô ̣t hình ảnh vector đươ ̣c quả n lý bằ ng mô ̣t hà m số và mô ̣t vài thông số . Do đó, dù kích thước hinh ảnh lớ n hay nhỏ cũng không ảnh ̀ hưởng nhiều đến dung lươ ̣ng file. Hình vector thường có nhữ ng đă ̣c điể m: đơn sắ c, tạo hình ké m phong phú so vớ i hinh raster. Vâ ̣y người là m thiết kế sử du ̣ng loại ̀ phầ n mềm nà o, để kế t quả là hinh raster hay vector, cho công việc hằ ng ngà y của ̀ mình ? Câu trả lờ i là cả hai. Cả vector lẫn raster, tùy thuô ̣c và o giai đo ̣an nà o trong quá trình thiết kế: quá trình thiết kế các không gian chức năng, vector hiệu quả hơn; quá trình nghiên cứu vật liệu và màu, raster hiệu quả hơn. Bên ca ̣nh đó, ngoài nhữ ng hình ảnh thấ y đươ ̣c trên mà n hinh là thông tin hinh ho ̣c, người là m thiế t kế ̀ ̀ còn cầ n đế n nhữ ng thông tin không phả i là hình ảnh gọi là thông tin phi hình học như diê ̣n tích, thể tich, khố i lượng… củ a công viê ̣c mà ho ̣ đang làm. ́ Để làm việc này, theo thời gian, hãng Autodesk đã có những sản phẩm phần mềm phát triển tương ứng với các cấp độ trên. Trong những năm 90, ACAD là phần mềm được người thiết kế sử dụng phổ biến nhất và hiện trạng sử dụng tại Việt Nam, ACAD được sử dụng như là một công cụ để vẽ kỹ thuật. Đến 5 năm đầu của đầu thế kỷ 21, hãng Autodesk phát triển Architectural Desktop 2006 là một phần mềm được phát triển dựa trên nền của phần ACAD nhưng theo hướng BIM (Building Information Modelling). Tuy vậy, đến đầu năm 2006, với phiên bản Revit Building, người thiết kế kiến trúc trên thế giới đã có một công cụ khá lý tưởng cho công việc hàng ngày của mình. Với Revit trên nền công nghệ BIM, khả năng tạo hình dáng
15 cũng như các chi tiết phong phú và linh động hơn nhiều so với các phần mềm CAD. Ngoài ra, những việc như thống kê khối vật liệu có mặt trong công trình sẽ được phần mềm tự động sản sinh. Hồ sơ thiết kế kỹ thuật được phần mềm quản lý một cách chặt chẽ và chính xác. Và không chỉ có vậy, người sử dụng có được tất cả những thông tin hình học và phi hình học của công trình tại bất thời điểm kỳ của quá trình xây dựng. Bên cạnh đó, Revit là một trong những phần mềm hiếm hoi của ngành thiết kế kiến trúc làm việc theo cả hai định dạng ảnh vector và raster, tốc độ xử lý nhanh, chiếm dung lượng đĩa cứng thấp, chỉ cần có trình độ tin học căn bản (như Microsoft Word) là đã có thể sử dụng phần mềm Revit. Revit chỉ mới hình thành và xuất hiện trong 4 năm gần đây, nhưng cũng đã có đến 5 phiên bản và phiên bản mới nhất tên là Revit 2010. Để có được cùng một kết quả, việc học tập để sử dụng Revit chỉ chiếm ¼ thời gian để học các phần mềm khác. Với Revit năng suất làm việc sẽ tăng ít nhất 400% đối với những người đang làm việc với những phần mềm hiện dụng. Như vậy việc sử dụng Revit không chỉ là một yêu cầu của riêng bản thân ngành thiết kế kiến trúc mà còn là yêu cầu của ngành thiết kế kết cấu, điện nước, điều hòa không khí, phòng cháy. Revit gồm 3 chương trình lớn: Revit Achitecture, Revit MEP và Revit Structure. Mỗi chương trình đều có khả năng thiết kế độc lập và liên kết với nhau với những tính năng thiết kế chuyên ngành riêng: - Revit Achitecture chuyên về lĩnh vực thiết kế kiến trúc. - Revit MEP thiên về thiết kế hệ thống cung cấp điện, cấp thoát nước, điều hòa không khí và phòng cháy. - Revit Structure chuyên về thiết kế kết cấu khung giàn. b. Tính năng chính Với công nghệ BIM, RevitMep có những khả năng sau: Có khả năng tính tải cho những phòng có hình dạng bất kỳ Thiết kế các loại hệ thống trên mô hình 3D, khả năng tự động đưa ra nhiều giải pháp bố trí đường ống nên rút ngắn được thời gian thiết kế. Chỉ cần thiết kế (làm việc) trên một file (mặt bằng, mặt đứng, mặt cắt hay 3D) duy nhất nhưng kết quả thu được trên tất cả các file khác. Tạo mặt cắt tự động ở bất ký vị trí, góc độ nào, thời điểm nào mà người dùng mong muốn. Đây là công việc vô cùng khó khăn và thường xuyên phải làm, đặc biệt
16 với những công trình lớn. Tuy nhiên, khi sử dụng Revit Mep, công việc này được thực hiện dễ dàng. Thay đổi và hiệu chỉnh phương án thiết kế một cách nhanh chóng chính xác. Nhờ vào đặc tính này ta sẽ đưa ra được phương án tối ưu nhất mà không mất thời gian. Xác định nhanh chóng, chính xác các thông số thiết kế phi hình học (như: lưu lượng; vận tốc, áp suất, tổn thất áp suất...) ở bất kỳ hệ thống nào, từ đó ta sẽ có được cơ sở để chọn quạt, bơm... một cách hiệu quả. Thống kê khối lượng vật tư, thiết bị của công trình, đây là một công việc vô cùng quan trọng nhưng rất khó khăn khi thực hiện thủ công hay sử dụng phần mềm khác. c. Một số hình ảnh về phần mềm. Trên các hình 1.4, hình 1.5, là các hình ảnh về giao diện sử dụng chính của RevitMep và một hệ thống điều hòa không khí được thiết kế hoàn chỉnh của RevitMep. Hình 1.4. Giao diện chính của Revit Mep 2009
17 Hình 1.5. Phối cảnh 3D của một hệ thống điều hòa không khí sử dụng Chiller Water được thiết kể bởi RevitMep 1.1.4.Phần mềm HAP của Carier a. Xuất xứ HAP (Hourly Analysis Program) là một chương trình phần mềm trong gói phần mềm thiết kế điều hòa không khí E20-II của hãng điện máy Carier. Trong E20-II, ngoài HAP còn có các ứng dụng khác như: System Design Loads ( Ước tỉnh tải nhiệt cho công trình); Block Load ( ước tính khối tải cho công trình, đơn giản nhưng chính xác); Engineering Economic Analysis ( phân tích kinh tế kỹ thuật hệ thống ĐHKK). b. Tính năng chính HAP có hai khả năng chính, đó là khả năng thiết kế hệ thống ĐHKK cho các tòa nhà thương mại và khả năng phân tích năng lượng so sánh mức tiêu thụ năng lượng và chi phí hoạt động của các thiết kế . Dữ liệu đầu vào và kết quả tính toán thiết kế hệ thống có thể được sử dụng trực tiếp trong các nghiên cứu năng lượng. HAP được thiết kế cho các kỹ sư tư vấn thiết kế xây dựng, các nhà thầu xây dựng, nhà thầu ĐHKK và các chuyên gia khác tham gia vào việc thiết kế và phân
18 tích hệ thống ĐHKK trong các tòa nhà thương mại. Dựa trên tiêu chuẩn ASHRAE, cụ thể HAP có thể tiến hành các công việc sau: - Thiết kế hệ thống ĐHKK: + Tính toán tải lạnh công trình và các thông số cần thiết cho việc lựa chọn thiết bị; + Tính toán tải lạnh cho phòng, khu vực và dàn lạnh trong hệ thống ĐHKK; + Xác định lưu lượng gió cho phòng, khu vực,khu vực và hệ thống; + Tính toán dàn coil lạnh; + Xác định quạt thông gió cho công trình; + Tính toán chọn Chiller và Boiler; - Tính toán và phân tích năng lượng cho công trình : HAP tính toán năng lượng sử dụng hàng năm cho hệ thống ĐHKK bằng mô phỏng hoạt động công trình. Kết quả phân tích năng lượng sẽ được sử dụng để so sánh năng lượng sử dụng và chi phí năng lượng của các phương án hệ thống ĐHKK để chọn phương án tối ưu. + Mô phỏng hoạt động từng giờ của hệ thống ĐHKK + Mô phỏng hoạt động từng giờ của thiết bị ĐHKK + Dựa trên kết quả mô phòng từng giờ sẽ xác định tồng năng lượng hàng năm và chi phí năng lựơng. c. Một số hình ảnh Trên hình 1.6 và 1.7 là hình ảnh về giao diện chính và giao diện nhập kích thước tổng thể của công trình. Trên hình 1.7, là hình ảnh "Building Wizard" là một tính năng cung cấp một phương pháp tiết kiệm thời gian nhập dữ liệu không gian. Nó cung cấp cho người sử dụng một cách tiếp cận từ trên xuống. Người sử dụng đầu tiên mô tả kích thước tổng thể và hình dạng của tòa nhà và các loại quy hoạch sử dụng. Sau đó, người sử dụng chọn các nhập các bức tường, mái nhà và cửa sổ, quy định cụ thể tải nội bộ và lựa chọn lịch trình cho những tải. "Building Wizard" tự động tạo ra các dữ liệu cho tất cả các không gian trong công trình mô tả. Bằng cách này, không gian cho toàn bộ một tòa nhà có thể được nhanhchóng tạo ra.
19 Hình 1.6. Giao diện chính của HAP Hình 1.7. Giao diện nhập nhanh hình dạng tổng thể công trình của HAP 1.1.5. Phần mềm DACCS-HKG của Daikin a. Xuất xứ DACCS-HKG là phần mềm tính toán tải nhiệt của hãng điều hòa Daikin- Nhật Bản. Cùng với phần mềm này, hãng Daikin còn phát triển một phần mềm chuyên để chọn máy điều hòa VRV khi đã biết được công suất tải nhiệt các phòng, đó là Xpress. Tuy nhiên, trong phạm vi nghiên cứu đề tài này, ta chỉ xem xét phần mềm DACCS-HKG chuyên dùng để tính toán tải nhiệt cho công trình.
20 Chương trình DACCS-HKG dùng phương pháp tính tải ở trạng thái ổn định tính nhiệt tải trên 24-giờ chu kỳ (1 ngày) cả ngày mùa hè và ngày mùa đông. Nó cũng ứng dụng độ chênh nhiệt độ hiệu dụng trong việc nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt tích lũy bên trong những bức tường, khi có ánh sáng mặt trời chiếu vào những bức tường và mái . Chương trình bao gồm dữ liệu về thời tiết suốt 24 giờ mùa hè và mùa đông của 140 quốc gia (168 thành phố) , và nó dựa vào dữ liệu của British Meteorologiccal Office và Japan Meteorological Agency. b. Tính năng chính Chương trình DACCS-HKG đưa ra những đặc trưng và chức năng sau: Những kết quả tính toán chi tiết, tin cậy: Sử dụng phương pháp tính toán đơn giản dễ dàng thao tác, nhưng vẫn cung cấp chi tiết và ước lượng chính xác tải nhiệt. Dễ dàng thao tác: Cho phép sử dụng bàn phím và chuột. Mở rộng những giá trị nhập và xuất: Đưa ra những chức năng mở rộng cho hệ thống bảng tính tải và đưa vào nhiều loại vật liệu tường. Hiển thị và in những đồ thị để dễ hình dung kết quả tính toán. Tương thích với các hệ điều hành phổ biến hiện nay từ Window 95 trở lên. Các tính năng cụ thể của DACCS-HKG sẽ được nghiên cứu kỹ hơn ở chương 2. c. Một số hình ảnh Hình 1.8. Màn hình chính chương trình DACCS-HKG