Nằm trong chuỗi series phân tích chuyên sâu của SBVN, bài viết Phần 9 giới thiệu một case study thực tiễn về tối ưu hóa thiết kế năng lượng cho dự án khách sạn tại Khánh Hòa. Thông qua mô phỏng nhiệt vật lý, Building Energy Modeling (BEM) và phân tích hiệu năng hệ thống HVAC, SBVN đã đánh giá toàn diện thiết kế hiện trạng, xác định các yếu tố làm gia tăng tải lạnh và chi phí vòng đời công trình.

Case study này cho thấy cách tiếp cận dựa trên dữ liệu có thể giúp Chủ đầu tư đồng thời tối ưu chi phí đầu tư (CAPEX), giảm chi phí vận hành (OPEX) và nâng cao khả năng đạt các chứng nhận công trình xanh như LEED. Kết quả mô phỏng cho thấy việc kết hợp giải pháp kính hiệu suất cao cùng hệ thống VRF và PAU hồi nhiệt có thể tạo ra giá trị kinh tế đáng kể ngay từ giai đoạn thiết kế.

1. Thông tin chung của dự án

  • Công trình: Khách sạn
  • Địa điểm: Khánh Hòa
  • Mục tiêu: Tối ưu chi phí đầu tư, giảm chi phí vận hành và hướng tới đáp ứng tiêu chuẩn chứng chỉ xanh LEED.
  • Công việc thực hiện:  SBVN Kiểm tra, tiến hành mô phỏng mô hình nhiệt vật lý & mô phỏng mô hình năng lượng chuyên sâu, đánh giá và đề xuất cải thiện hiệu năng thiết kế vỏ công trình và hệ thống điều hòa.

2. Một số vấn đề tiêu điểm cần lưu ý tại thời điểm SBVN tiếp nhận hồ sơ dự án

Trong quá trình xây dựng mô hình năng lượng cơ sở từ thiết kế hiện trạng, chúng tôi nhận thấy một số yếu tố làm tăng tải hệ thống và chi phí vòng đời của dự án:

  • Lựa chọn vật liệu kính lớp vỏ công trình chưa tối ưu nhiệt. Kính ở thiết kế hiện trạng có hệ số truyền nhiệt bức xạ mặt trời ở mức cao là 0.55. Điều này khiến nhiệt lượng từ mặt trời dễ dàng hấp thụ vào không gian bên trong. Thống kê tại các phòng cao cấp cho thấy lượng nhiệt bức xạ này chiếm tỷ trọng lớn nhất trong tổng tải nhiệt, làm hệ thống làm mát phải hoạt động nhiều hơn.
  • Hệ thống điều hòa không khí cơ bản tiêu hao nhiều điện năng. Hệ thống sử dụng điều hòa VRF kết hợp xử lý không khí PAU nhưng chưa áp dụng cơ chế thu hồi nhiệt thải. Khi vận hành liên tục cho khối khách sạn với tỷ lệ lấp phòng biến động, công suất lạnh yêu cầu lên tới 792.1 kW, dẫn đến chi phí năng lượng hàng năm rất lớn.

3. Các giải pháp tối ưu hóa thiết kế năng lượng giúp cải thiện hiệu quả dự án

SBVN Showcase #9 - Energy Design Optimization Solutions for Hotel Projects
Hình 1: Các phương án đề xuất

Dựa trên phân tích hiện trạng, chúng tôi tiến hành mô phỏng các kịch bản cải tiến nhằm tìm ra điểm cân bằng tốt nhất giữa chi phí và hiệu quả năng lượng. Phương án được đề xuất (Trường hợp 3) tập trung vào các giải pháp sau:

  1. Tối ưu lớp vỏ công trình: Thay thế loại kính thiết kế ban đầu bằng kính có hệ số truyền nhiệt bức xạ thấp hơn rất nhiều (mức 0.22), đồng thời giữ tường bám sát quy chuẩn Việt Nam. Giải pháp này ngăn chặn phần lớn lượng nhiệt từ mặt trời xâm nhập vào phòng nhưng vẫn lấy đủ ánh sáng, giúp triệt tiêu nguồn nhiệt ngoại sinh lớn nhất.
  2. Tối ưu hệ thống HVAC: Bên cạnh hệ thống VRF và thiết bị xử lý không khí tươi PAU, hệ thống được bổ sung bộ thu hồi nhiệt. Bộ thu hồi nhiệt tận dụng luồng không khí lạnh thải ra để làm mát sơ bộ luồng gió tươi nóng từ bên ngoài vào. Điều này giảm khối lượng công việc cho thiết bị làm mát chính, hạ tải lạnh hệ thống một cách hiệu quả.

4. Kết quả kinh tế và kỹ thuật của các giải pháp

Áp dụng phương án kỹ thuật đề xuất mang lại lợi ích rõ rệt trên mọi phương diện tài chính và vận hành so với thiết kế cơ sở:

  • Chi phí đầu tư ban đầu: Tổng chi phí đầu tư hệ thống điều hòa giảm 5.81 tỷ VNĐ (giảm từ 13.49 tỷ đồng xuống còn 7.67 tỷ đồng). Việc áp dụng vỏ bao che tốt giúp hạ công suất máy lạnh, nhờ đó giảm mạnh chi phí mua sắm thiết bị.
SBVN Showcase #9 - HVAC CAPEX Optimization Through Energy Design Optimization
Hình 2: Biểu đồ so sánh tổng chi phí đầu tư (Tỷ VNĐ)
  • Chi phí vận hành hàng năm: Tiền điện vận hành hệ thống điều hòa giảm 1.15 tỷ VNĐ đồng mỗi năm (giảm từ 3.17 tỷ đồng xuống mức 2.02 tỷ VNĐ)
SBVN Showcase #9 - Annual OPEX Savings from Hotel Energy Optimization
Hình 3: Biểu đồ so sánh chi phí vận hành (Tỷ VNĐ)
  • Tổng năng lượng vận hành: giảm 672.11 MWh/năm, giảm từ 1860.13 MWh xuống 1188.02 MWh
SBVN Showcase #9 - Reduction in Annual Hotel Energy Consumption
Hình 4: Biểu đồ so sánh năng lượng vận hành hàng năm (MWh)
  • Mật độ tiêu thụ năng lượng: giảm xuống còn 72.00 kWh/m2/năm.
SBVN Showcase #9 - Energy Use Intensity Reduction Through Building Energy Modeling
Hình 5: Biểu đồ so sánh mật độ sử dụng năng lượng trong công trinh (kWh/m2/năm)
  • Lượng phát thải Carbon cũng giảm 564.57 tấn CO2, tương ứng từ 1562.51 tấn xuống còn 997.94 tấn.
SBVN Showcase #9 - Carbon Emission Reduction Through Energy Design Optimization
Hình 6: Biểu đồ so sánh tổng lượng Carbon phát thải (Tấn)
  • Chứng nhận LEED: Phương án đề xuất đạt tỷ lệ tiết kiệm chi phí năng lượng 45.47% so với mức cơ sở của tiêu chuẩn LEED, tạo lợi thế lớn để xét duyệt chứng nhận.

5. Kết luận

Qua quá trình phân tích và mô phỏng, tất cả các phương án cải tiến kỹ thuật được đề xuất đều chứng minh hiệu quả giảm chi phí đầu tư và chi phí vận hành so với thiết kế hiện trạng. Trong đó, Phương án 3 được xác định là kịch bản đầu tư tối ưu nhất cho dự án trên.

Phương án này đem lại hiệu quả vượt trội khi kết hợp hệ thống điều hòa VRF, thiết bị xử lý không khí PAU hiệu suất cao, cùng với lớp vỏ công trình sử dụng tường đáp ứng tiêu chuẩn QCVN và kính cách nhiệt cao (SHGC = 0.22).

Lựa chọn thiết kế này không chỉ giúp Chủ đầu tư cắt giảm 5.81 tỷ đồng chi phí đầu tư ban đầu, mà còn mang lại giá trị bền vững dài hạn thông qua việc tiết kiệm 1.15 tỷ đồng chi phí năng lượng (tương ứng 672.11 MWh) và giảm 564.57 tấn phát thải Carbon mỗi năm.

Kết quả từ dự án khách sạn minh chứng rằng: thiết kế tối ưu hóa thiết kế năng lượng dựa trên dữ liệu thông qua mô phỏng năng lượng không chỉ là bước đệm để vươn tới các tiêu chuẩn xanh. Sâu xa hơn, đây là một chiến lược quản trị rủi ro và tối ưu hóa tài sản sắc bén, giúp Chủ đầu tư làm chủ được cấu trúc chi phí vòng đời công trình, giải phóng nguồn vốn lãng phí và thiết lập nền tảng sinh lời bền vững ngay từ những nét vẽ đầu tiên.