Bài giảng Đánh giá môi trường của công trình: Chương 4 - Nguyễn Khánh Hoàng

Bài giảng Đánh giá môi trường của công trình: Chương 4 Năng lượng: Hệ thống, cung cấp cho người học những kiến thức như: Tiết kiệm năng lượng; Sưởi; Điều hòa không khí- Điều hòa nhiệt độ; Nước nóng sinh hoạt; Áng sáng trong nhà và xung quanh; Thoáng khí; Đồ điện gia dụng; Các thiết bị tự động hóa văn phòng; Thang máy; Năng lượng tái tạo; Hệ thống đồng phát; Bơm nhiệt; Giếng Canadian. Mời các bạn cùng tham khảo!

Trang 1

4 Năng lượng: Hệ thống

ENVT0867Environmental performance of buildings

PhD, Eng Jean-Marie HAUGLUSTAINE, Professor

Nguyen Khanh Hoang

Faculty of Sciences – Department of

Sciences and Management of Environment

ENVT0867 - Environmental performance of buildings – 4 ENERGY: SYSTEMS

4 Năng lượng: Hệ thống

 4.1 Tiết kiệm năng lượng

 4.2 Sưởi

 4.3 Điều hòa không khí- Điều hòa nhiệt độ

 4.4 Nước nóng sinh hoạt

 4.5 Áng sáng trong nhà và xung quanh

 4.1.2 Giảm nhu cầu sử dụng

 4.1.3 Những thiết bị sử dụng năng lượng

 1 Sưởi

 2 Điều hòa không khí

 3 Thoáng khí (Thông gió)

 4 Chiếu sáng

 5 Nước nóng sinh hoạt

 6 Đồ điện gia dụng

Trang 2

4.1.1 Mục tiêu

Thống kê sử dụng năng lượng tại Bỉ (2004)

Xu hướng sử dụng nguồn nhiên liệu để sản xuất điện

Source: ICEDD, Bilan énergétique de la Région wallonne 2006 – Énergies renouvelables et production d’électricité – Décembre 2007, DGTRE, 2007

Tiết kiệm năng lượng

4.1.1 Mục tiêu

4.1.2 Giảm nhu cầu sử dụng năng lượng

 Tam giác năng lượng

 Chiến lược do trường đại học kỹ thuật Delft phát triển

 Những công trình phát triển bền vững cần quan tâm đến 3 vấn

đề

 1 Các biện pháp phòng ngừa Tăng hiệu quả của lớp che phủ

 2 Nguồn năng lượng tái tạo Khai thác và sử dụng

 3 Hiệu suất chuyển đổi nếu sử dụng nguồn năng lượng không tái

tạo

Trang 3

4.1.3 Các thiết bị sử dụng năng lượng

 Sưởi

 Là khâu sử dụng nhiều

năng lượng nhất của công

trình (các nước ôn đới)

 Tiết kiệm năng lượng

không phải giảm sự tiện

nghi của cư dân (bảo đảm

tiện nghi và tiết kiệm năng

lượng(

 Điều hòa nhiệt độ

 Ưu điểm: có thể quản lý và duy trì nhiệt độ thoải mái trong

mùa hè

 Khuyết điểm: Là thiết bị sử dụng năng lượng nhiều nhất ở

các vùng có khí hậu nhiệt đới

  Tối đa nhu cầu làm mát nhưng không phải giảm sự tiện

nghi

Trang 4

 Giải pháp làm mát

 Giảm tối đa ảnh

hưởng của mặt trời

 Tăng hiệu quả của

việc thông gió tự

nhiên và tân dụng

quán tính nhiệt

 Sử dụng điều hòa

nhiệt độ hợp lý

 Thoáng khí (Thông gió)

 Bảo đảm điều kiện chất lượng không khí bên trong công

trình luôn tốt

 Duy trì điều kiện vệ sinh của không khí trong công trình

 Thoáng khí đồng nghĩa với tổn thất nhiệt

 Chiếu sáng

 Tiết kiệm

 Bảo đảm ánh sáng trong thỏa mãn nhu cầu của cư dân

 Quản lý quá trình chiếu sáng và khai thác triệt để ánh sáng tự

nhiên

 Sử dụng đèn có hiệu suất cao

 Kế hoạch bảo trì thiết bị chiếu sáng thường xuyên

 Nước nóng

 An toàn là yêu cầu cao nhất

 Khu dân cư

 Phục vụ ăn uống

 Bệnh viện

 Tiết kiệm năng lượng

 Giảm nhu cầu

 Tuyền truyền ý thức tiết kiệm

 Sử dụng thiết bị có hiệu quả; thay thế những thiết bị kém hiệu quả

hoặc hư hỏng

 Thiết bị gia dụng

 Sử dụng hợp lý các thiết bị gia dụng (không thiếu, không dư)

 Tránh sinh nhiệt của các thiết bị làm tăng nhiệt độ trong mùa

hè và tổn hao năng lượng

Trang 5

4.1.4 Lưa chọn nguồn năng lượng thân thiện môi trường

 Các yếu tố lựa chọn

 Khả năng cung cấp và duy trì

 Chi phí đầu tư và chi phí vận hành

 Dễ sử dụng và dễ dàng bảo trì thay thế

 Các yếu tố liên quan đến môi trường:

 Sử dụng ít tài nguyên thiên nhiên

 Hạn chế phát thải và chất ô nhiễm đặc biệt là chất thải hạt

nhân

 Giảm tác động gây hiệu ứng nhà kính

4.1.4 Lưa chọn nguồn năng lượng thân thiện môi trường

 Các nguồn năng lượng truyền thống: Nhiên liệu hóa

thạch, dầu, hạt nhân…

 Nên hạn chế

 Gây hiệu ứng nhà kính

 Có thể gây thảm họa hạt nhân và tạo ra chất thải hạt nhân…

 Các phương tiện phát điện mới

 Đồng phát; tế bào năng lượng

 Năng lượng tái tạo

 Mặt trời, Gió , Nước, Sinh khối, Gỗ, Nước ngầm có nhiệt độ

cao

4.2 Sưởi

 4.2.1 Mục tiêu

 4.2.2 Nhu cầu

 4.2.3 Tiêu chí lựa chọn quá trình lắp đặt

 1 Lựa chọn vector năng lượng

 2 Lựa chọn sản xuất nhiệt

 3 Hệ thống phân phối nhiệt

 4 Lựa chọn chế độ phát thải

 5 Lựa chọn chế độ điều chỉnh

Trang 6

4.2.1 Mục tiêu

 Tiết kiệm năng lượng

 Hạn chế nhu cầu về tiện nghi cần thiết và hiệu quả của hệ

thống sưởi đúng yêu cầu

 Chất lượng của công trình

 Cách nhiệt cho lớp che phủ của công trình

 Khai thác triệt để năng lượng mặt trời

 Lực chọn thiết bị sưởi thích hợp

Sưởi

4.2.2 Nhu cầu

 Mạng lưới cung cấp nhiệt cần thiết để sưởi phụ thuộc

vào các yếu tố sau:

 Tổn thất trong quá trình truyền dòng nhiệt và tổn thất qua

lớp che phủ của công trình

 Tổn thất trong quá trình thoáng khí

 Lợi ích quán tính nhiệt

 Lợi ích của năng lượng mặt trời

( Xem chương 3)

 Năng suất của hệ thống sưởi phụ thuộc vào các yếu

tố sau:

 Tổng nhu cầu nhiệt của công trình

 Hiệu quả của hệ thống (Tạo nhiệt; Phân phối nhiệt; Phát thải

nhiệt; Điều hòa nhiệt)

Hiệu suất của

Điều khiển bằng tay (on-off) Chất lượng thấp

Ngày/ Đêm bằng đồng hồ + van cảm biến nhiệt + Tối ưu Chất lượng cao

Trang 7

4.2.2 Nhu cầu

Sơ đồ thống sưởi trung tâm

Sưởi

4.2.3 Tiêu chuẩn lựa chọn cài đặt

 Lựa chọn vector năng lượng:

Phương pháp tạo ra ít tác nhân ô nhiễm:

 Khả năng cung cấp và chế độ cung cấp năng lượng

 Hệ thống có tích hợp với sử dụng năng lượng tái tạo

 Khí thiên nhiên

 Là năng lượng không tái tạo, có thể gây tác động đến môi

trường xung quanh vị trí đốt

 Dầu

 Khói thải của dầu chứa nhiều chất ô nhiễm hơn khí thiên nhiên

và hiện diện mọi nơi trong công trình nếu không xử lý tốt

 Điện

 Hiệu suất chuyển đổi cao

 Củi hoặc nhiên liệu sinh học

 Là năng lượng tái tạo; Thích hợp cho vùng nông thôn, tuy

nhiên khó khăn lớn nhất là hệ thống phân phối

Sưởi

 Lựa chọn phương cách tạo nhiệt

là 1 trong 4 yếu tố cấu thành chất lượng của hệ thống sưởi

(Tạo nhiệt- Phân phối- Phát thải- Điều chỉnh)

 Hệ thống tạo nhiệt được phân biệt bởi hiệu suất của vector

năng lượng

 Lựa chọn phương thức tạo nhiệt sẽ mang lại các lợi ích:

 Phát thải chất ô nhiễm thấp nhất vì sở dụng năng lượng sơ cấp

ít

Hiệu quả của làm ấm sẽ bảo đảm cho toàn bộ công trình

Trang 8

 Sưởi bằng điện dựa trên định luật Jun

 Ưu điểm:

 Hiệu suất đạt gần 100%

 Đầu tư thiết bị thấp

 Nồi hơi với viên gỗ (wooden pellets)

 Cần quan tâm đến cân bằng phát thải CO2

 Nhiên liệu tái tạo

 Dễ sử dụng và tương đương với nồi hơi đốt

bằng dầu

Sưởi

 Nồi hơi với nhiên liệu hóa thạch (Than đá)

 Hơi nước ngưng tụ là giải pháp tốt

 Lượng nhiên liệu sẽ giảm từ 6 đến 9 % so với các loại nhiên

liệu dầu khác và cùng 1 loại nồi đun

 Nếu hiệu suất ngưng tụ cao

 Hơi đuôi của lò đốt có thể thu hồi cho phép hiệu suất

chuyển đổi lớn hơn 100 %

 Có thể tận dụng trao đổi nhiệt của lỏng trở về nồi đun

 Một số nồi hơi có dạng nhãn chất lượng

 Nồi hơi đun bằng dầu

 Nồi hơi đun bằng gas

Trang 9

 Hệ thống đồng phát

 Công nghệ thích hợp nhất

 Sự kết hợp của các giải pháp

 Tạo ra điện năng tại công trình

 Thu hồi nhiệt tại một số khâu (Giảm năng lượng

cung cấp nước nóng và làm ấm) từ các nguồn:

 Khói từ máy phát điện

 Nước làm mát động cơ phát điện và dầu nhờn

 Hiệu quả xét trên tổng thể sẽ tốt hơn so với từng

khâu

Sưởi

 Hệ thống phân phối nhiệt

 Tránh tổn thất nhiệt trên đường phân phối từ nồi đun đến nơi

sử dụng nhiệt

 Cách nhiệt đường ống dẫn tốt

 Sàn, bên ngoài, bên trong vùng không gian cần sưởi

 Nơi đường ống dẫn hơi đi qua phòng có lắp đặt hệ thống làm

mát

Sưởi

 Lựa chọn phương cách phát thải nhiệt

Cố gắng duy trì nhiệt độ của dòng nhiệt thấp trong

quá trình phân phối:

Giảm nhiệt độ trung bình của nước trong hệ thống

 Tăng hiệu quả chuyển đổi

 Giảm tổn thất nhiệt bằng biện pháp cách nhiệt (Đường ống)

 Bức xạ (nguồn nhiệt có khả năng bức xạ cao)

 Hệ thống sưởi sàn (quan tâm đến cách nhiệt)

Trang 10

4.2.4 Điều chỉnh

 Lựa chọn phương cách điều chỉnh

 Hệ thống được điều chỉnh tốt sẽ mang lại nhiều hiệu quả

 Điều chỉnh bằng tay

 Điều chỉnh bằng mạch tích hợp

 Điều chỉnh theo từng địa điểm

 Điều chỉnh theo đối tượng cư dân

 Điều chỉnh theo chức năng của các phòng

4.3 Làm mới và điều hòa không khí

 4.3.2 Giảm nhu cầu

 1 Cách nhiệt tường

 2 Hạn chế tác dụng của mặt trời

 3 Tận dụng quán tính nhiệt trong công trình

 4 Khai thác năng lượng trong quá trình làm mới không khí

 5 Giảm tải lượng nhiệt bên trong

 6 Cô lập các phòng có tải lượng lớn để xử lý

 Lựa chọn phương án tối ưu từ quan điểm môi trường

 Giảm tối đa nhu cầu sử dụng điều hòa không khí trong công

 Quan tâm đến năng lượng sử dụng

 Tính đến hiệu ứng nhà kính trong quá trình sử dụng thiết bị

điều hòa không khí

 Cách nhiệt cho lớp bao phủ

 Hiệu quả cả trong mùa đông và mùa hè

Trang 11

4.3.2 Giảm nhu cầu

 Hạn chế ảnh hưởng của mặt trời trong mùa hè

 Mặt tiền của công trình (Cửa kính; Loại kính; Hướng)

 Gia tăng hiệu quả của kính trong lấy ánh sáng tự nhiện nhưng hạn

chế hiệu suất truyền (Mùa hè)

 Khai thác quán tính nhiệt của công trình nhằm cân bằng nhiệt độ

bên trong công trình

Làm mới và điều hòa không khí

 Khai thác tiềm năng của không khí bên ngoài

 3 giải pháp chuyển động của không khí

 Sàn- Ống khói thẳng đứng:

 Khó khăn trong quá trình chữa cháy nếu muốn cô lập vùng phát

hỏa

 Thông gió từ trước ra sau (Xuyên qua) công trình:

 Thuận lợi trong thông gió tự nhiên vào ban đêm

Trang 12

 Thông gió tự nhiên từng phòng

 Hạn chế hiệu quả

 Giảm tải lượng phát nhiệt bên trong công trình

 Là nguyên nhân gây hiện tượng quá nhiệt

 Tập trung cư dân, các thiết bị tự động, đèn chiếu sáng

 Giảm số lượng hoặc dùng thiết bị thích hợp,

 Quản lý việc chiếu sáng và thông gió

 Tập trung những phòng có tải lượng nhiệt lớn để xử

lý

 Làm mát tự nhiên

 Làm mát bằng tia nước (Phun nước)

4.3.3 Giải pháp kỹ thuật

 Làm mát với quạt làm mát

 Duy trì nhiệt độ từ 20 đến 27 °C và độ ẩm từ 30 đến 65 %

 Điều hòa không khí:

 Điều hòa cho từng phòng

 Điều hòa trung tâm

Trang 13

4.4 Nước nóng sinh hoạt

 4.4.1 Mục tiêu (Đọc thêm)

 4.4.2 Giảm nhu cầu (Đọc thêm)

 4.4.3 Lựa chọn cài đặt (Đọc thêm)

 4.4.4 Cơ sở tính toán nhu cầu

Nước nóng sinh hoạt

4.4.4 Cơ sở tính toán nhu cầu

 Cơ sở tính toán nhu cầu

 43 lit nước nóng 40°C/người/ngày

 Bình chứa nước nóng tính trung bình cho gia đình 4 người

150 lit

 Hiệu suất chuyển đổi từ năng lượng sơ cấp

= 1 với gas hoặc dầu

= 2.5 với điện

= 0.8 với sinh khối

4.5 Chiếu sáng trong phòng và xung quanh

Trang 14

4.5.1 Mục tiêu

 Là một đơn vị sử dụng năng lượng:

 Chiếu sáng nhân tạo là nguyên nhân tác động lên

quá trình làm mát

 Có thể được bổ sung bằng chiếu sáng tự nhiên

 Cần kết hợp giữa ánh sáng nhân tạo và ánh sáng tự

nhiên để đạt hiệu quả cao (tránh quá chói; quá nhiệt)

Chiếu sáng trong phòng và xung quanh

4.5.2 Quy mô và yêu cầu chiếu sáng

Mức độ chiếu sáng theo RGPT (General Regulation on Work Protection) và tiêu chuẩn NBN L 13-006

4.5.3 Hiệu quả

 Giảm sử dụng năng lượng cho chiếu sáng

 Bảo đảm chiếu sáng phù hợp (Không thừa, không

thiếu)

 Lựa chọn hệ thống và thiết bị phù hợp (đèn tube có

hiệu quả cao)

 Cung cấp ánh sáng theo nhu cầu của các phòng

chức năng

 Khai thác triệt để và có hiệu quả của ánh sáng tự

nhiên

Trang 15

4.5.3 Hiệu quả

Tính chất và đặc điểm của một số bóng đèn thông dụng

Các loại bóng đèn Hiệu quả sáng

(lumen/W)

Tuổi thọ trung bình (giờ) Màu ánh sáng Cảm giác màu

Incandescent (Phát quang) 12 - 20  1 000 Trắng ấm Rất tốt

Huỳnh quang 50- 80 10 000 - 20 000 Trắng Lạnh Trung bình

(White) light-emitting diode 100 - 130 50 000 - 100 000 Trắng Tốt

Mercury (Thủy ngân) 50- 70 16 000 - 20 000 bluish white Trung bình

Các phương án lựa chọn thiết bị

4.5.3 Hiệu quả

 Đèn huỳnh quang cho hiệu quả cao, hiện nay có đèn Compact cho

hiệu quả tiết kiệm điện rất cao

 Tránh sử dụng đèn Halogen do tạo bức xạ nhiệt và tiêu tốn điện

năng

 Sử dụng đèn matal halid trong trang trí sẽ cho hiệu quả cao

 Tránh hiện tượng chói và quá nhiệt

 Trang bị loại đèn thích hợp cho các phòng chức năng

 Khai thác lợi ích của ánh sáng tự nhiên

4.5.4 Phân vùng chiếu sáng

 Việc bố trí chiếu sáng có thể đạt hiệu quả cao cần

quan tâm đến các yếu tố sau:

 Vai trò của ánh sáng tự nhiên (vùng ngoài, vùng trong )

 Chức năng của mỗi phòng và mỗi vùng trong phòng (Phòng

họp, phòng ăn )

Trang 16

4.5.5 Quản lý chiếu sáng trong công trình

 Có rất nhiều giải pháp để quản lý chiếu sáng

 Các giải pháp quản lý phụ thuộc vào mục tiêu của công trình

(Sự thoải mái, tiết kiệm năng lượng hoặc tích hợp của 2

mục tiêu trên)

 Quản lý chiếu sáng tự động liên quan đến các nguyên tắc

sau:

 Theo nguồn sáng hiện tại (đèn sạc sẽ khới động khi mất điện

lưới và sẽ tắt khi có điện lưới trở lại) (đầu dò sự hiện diện)

 Theo cường độ sáng của ánh sáng tự nhiên (Đèn đường tự

khởi động khi không còn ánh sáng mặt trời và tự tắt khi có ánh

sáng tự nhiên) (Tế bào quang điện)

 Kiểm soát mức độ chiếu sáng (đèn phòng ngủ sẽ giảm cường

độ sáng sau 1 thời gian nhất định) (Đa cảm biến)

4.6 Thoáng khí (Thông gió)

 4.6.2 Tiêu chuẩn

 4.6.3 Giảm nhu cầu

 4.6.4 Làm sao để Thông gió đạt hiệu quả?

Thông gió

4.6.1 Mục tiêu

 Thông gió để bảo đảm điều kiện vệ sinh cho cư dân

trong công trình (loại chất ô nhiễm: CO2; mùi )

 Thông gió đồng nghĩa với tổn thất nhiệt (có thể chiếm

đến 50% tổn thất nhiệt của công trình)

 Lực chọn giải pháp thông gió phụ thuộc vào nhiều

yếu tố (Quy mô; chức năng; khả năng tài chính; điều

kiện địa lý )

 Hiệu quả của hệ thống (Công nghệ; vận hành; độ kín

của công trình; lớp cách nhiệt )

Trang 17

4.6.2 Tiêu chuẩn

 Đối với công trình dân sinh

 Tại Bỉ áp dụng tiêu chuẩn NBN D50-001:

 Không khí mới đi vào phòng khô

 Truyền qua hành lang mở

 Không khí vào phòng ướt trước khi ra ngoài

 Thông gió cần đạt 3,6 m³/h cho 1m² bề mặt sàn

 qN= 3,6 x S [m ³/h]

 Công trình không dân sinh

 Theo tiêu chuẩn NBN EN 13779 về nồng độ CO2trong không

khí

 Gồm 4 mức độ chất lượng không khí trong nhà (IDA)

 Khi không có tiêu chuẩn nên duy trì ở mức 2

Định dạng
Số trang	34
Dung lượng	9,77 MB