Nằm trong chuỗi series phân tích chuyên sâu của SBVN, bài viết Phần 5 tiếp tục mổ xẻ case study thực tiễn về quy trình tối ưu hóa thiết kế năng lượng cho Tòa nhà văn phòng. Việc can thiệp dữ liệu ngay từ vòng thiết kế cơ sở giúp Chủ đầu tư nhìn nhận rõ bức tranh tài chính đầu tư và kỹ thuật vận hành nhờ áp dụng giải pháp tối ưu hóa thiết kế năng lượng..
1. Thông tin chung của dự án
- Công trình: Tòa nhà văn phòng
- Địa điểm: Hà Nội
- Mục tiêu: Cắt giảm chi phí đầu tư, đảm bảo nhiệt độ ổn định trong không gian và tối ưu lượng điện năng vận hành
- Công việc thực hiện: SBVN thực hiện kiểm tra, đánh giá tiềm năng tối ưu năng lượng chuyên sâu
2. Một số vấn đề tiêu điểm cần lưu ý tại thời điểm SBVN tiếp nhận hồ sơ dự án
Khi mới tiếp nhận thiết kế ban đầu của dự án, đội ngũ chuyên gia của chúng tôi đã nhận thấy dự án đối mặt với một số thách thức. Gồm 2 điểm tắc nghẽn đáng lưu ý nhất:
- Quá tải hệ thống HVAC: Hệ thống điều hòa thiết kế hiện trạng gặp tình trạng cấu hình máy móc lớn hơn mức cần thiết. Tại rất nhiều công trình thực tế, quá trình làm mát thường tính dư mật độ người hoặc các phụ tải thiết bị. Điều này lập tức đẩy quy mô máy lạnh tổng trong báo giá đội lên con số 5.52 tỷ VNĐ. Hậu quả không chỉ là Chủ đầu tư tốn hàng tỷ đồng cho vòng đầu tư đầu tiên mà còn khiến hệ thống vận hành non tải với mức ngốn điện khổng lồ.
- Lựa chọn chất kính chưa tối ưu: Dự án hiện trạng sử dụng kính trắng cơ bản. Kính cơ bản gặp phản xạ nhiệt lớn vào phòng gây bất tiện về nhiệt và gây chói cho người sử dụng ở các vị trí sát cửa. Ngược lại, nếu Chủ đầu tư cố gắng đẩy lên hệ kính cực tốt theo chuẩn công trình LEED đắt giá (như loại SHGC 0.22) thì sẽ tiêu tốn thêm một khoảng chi phí lớn, làm tăng đáng kể ngân sách thiết kế.
3. Các giải pháp tối ưu hóa thiết kế năng lượng giúp cải thiện hiệu quả dự án
Với phương châm không chỉ thiết kế để đạt chứng chỉ mà phải tối ưu bài toán tài chính, SBVN đã mô phỏng năng lượng vòng lặp, chạy các thông số để thử nghiệm 05 trường hợp phân tích dưới đây:
Giải pháp 1:
- \Thiết kế hiện trạng. Sử dụng hệ thống điều hòa VRF
- Tham khảo theo COP của Mitsubishi cho cả khu vực.
- Tường QCVN (U = 1.811 W/m2ᵒK); Kính shgc 0.37
Giải pháp 2:
- Sử dụng hệ thống điều hòa VRF ( Mitsubishi ) cho cả khu vực.
- Thay đổi công suất dàn lạnh, giảm công suất dàn nóng
- Tham khảo theo COP của Mitsubishi
- Tường QCVN (U = 1.811 W/m2ᵒK); Kính shgc 0.37
Giải pháp 3:
- Sử dụng hệ thống điều hòa VRF ( Panasonic) cho cả khu vực.
- Thay đổi công suất dàn lạnh, giảm công suất dàn nóng
- Tham khảo theo COP của Panasonic
- Tường QCVN (U = 1.811 W/m2ᵒK); Kính shgc 0.37
Giải pháp 4:
- ERV hiệu suất cao + hệ thống điều hòa Mitsubishi cho cả khu vực
- Thay đổi công suất dàn lạnh, giảm công suất dàn nóng
- Tham khảo theo COP của Mitsubishi
- Tường QCVN (U = 1.811 W/m2ᵒK); Kính shgc 0.37
Giải pháp 5:
- ERV hiệu suất cao + hệ thống điều hòa Panasonic cho cả khu vực
- Thay đổi công suất dàn lạnh, giảm công suất dàn nóng
- Tham khảo theo COP của Mitsubishi
- Tường QCVN (U = 1.811 W/m2ᵒK); Kính shgc 0.37
4. Kết quả kinh tế và kỹ thuật của các giải pháp
Sau khi chạy đối chiếu bảng mô phỏng dòng tiền và lượng tiêu thụ năng lượng thực tế, các phương án mang lại hiệu quả kinh tế và kỹ thuật như sau:
Chi phí đầu tư thiết bị:
Hình 1: So sánh chi phí đầu tư thiết bị (Tỷ VNĐ). Chi phí tính riêng cho dàn nóng, dàn lạnh, và ERV, chưa tính đến chi phí cho các thiết bị phụ trợ như đường ống, thiết bị điều khiển…
Chi phí đầu tư cho hiện trạng được tính dựa theo kết quả bảng tính toán tải nhiệt và chọn máy. So với hiện trạng, các phương án đề xuất cho thấy giảm đáng kể chi phí đầu tư, có thể giảm lên đến 1.37 tỷ.
- Chi phí đầu tư cho dàn lạnh thay đổi không đáng kể. Khi có sử dụng thêm ERV, chi phí đầu tư giảm khoảng 120 triệu VNĐ.
- Chi phí đầu tư cho dàn nóng giảm từ 1.3 tỷ (không sử dụng ERV) đến 1.9 tỷ ( có sử dụng ERV)
- Ước tính khoảng 430 triệu để nâng cấp các ERV.
Chi phí vận hành
Hinh 2: Tổng chi phí vận hành (Tỷ VNĐ)
So với hiện trạng, sau khi tính toán và chọn máy, có thể thấy:
- Giảm 140 triệu tiền điện mỗi năm đối với điều hòa Panasonic
- Tăng 130 triệu tiền điện mỗi năm đối với điều hòa Mitsubishi
- Khi sử dụng thêm ERV, có thể giảm 130 triệu tiền điện mỗi năm
- Đối với trường hợp điều hòa Panasonic sử dụng ERV chưa cho thấy tiết kiệm năng lượng
Năng lượng vận hành
Hình 3: Tổng năng lượng vận hành (MWh/năm)
- Có thể giảm 42.72(MWh/năm) đối với điều hòa Panasonic và tăng 37.35 (MWh/năm) đối với điều hòa Mitsubishi
- So với hiện trạng, khi sử dụng thêm ERV, có thể giảm 42.72 (MWh/năm)
- Đối với trường hợp điều hòa Mitsubishi sử dụng ERV chưa cho thấy năng lượng vận hành tối ưu
5. Kết luận
Thành công lớn nhất của dự án không chỉ nằm ở những tấm bằng chứng nhận, mà nằm ở những con số tài chính thực tế. Việc ứng dụng mô phỏng và phân tích năng lượng chuyên sâu ngay từ giai đoạn tiền thiết kế là một bước đi mang tính quyết định đối với mọi dự án.
- CAPEX: Giảm từ 5.52 xuống 3.94 tỷ VNĐ (tiết kiệm 1.58 tỷ ~28.6%) ngay từ giai đoạn đầu tư.
- OPEX: Giảm từ 1.65 xuống 1.51 tỷ VNĐ/năm (tiết kiệm ~140 triệu/năm, tương đương 42.72 MWh).
- ERV: Đầu tư thêm 430 triệu nhưng giúp giảm 1.9 tỷ chi phí dàn nóng.
Tổng thể, dự án không những không tăng chi phí mà còn giảm gần 30% đầu tư ban đầu, đồng thời nâng hiệu quả vận hành ~8.5%/năm. Đây là minh chứng rõ ràng rằng tối ưu năng lượng là khoản đầu tư sinh lời ngay từ đầu.
Với các tòa nhà quy mô vừa và nhỏ (3,000–8,000 m²), nơi ngân sách hạn chế và biên lợi nhuận thấp, việc tối ưu năng lượng ngay từ giai đoạn thiết kế là yếu tố then chốt. Một khoản tiết kiệm 1-2 tỷ có thể quyết định hiệu quả đầu tư, giúp rút ngắn thời gian hoàn vốn và tăng sức cạnh tranh trên thị trường.
