Luận án Tiến sĩ Kiến trúc: Cấu trúc mặt đứng đa lớp nhà phố thích ứng với điều kiện khí hậu thành phố Hồ Chí Minh ứng dụng phương pháp tham số

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

PHẠM THANH TRÀ

CẤU TRÚC MẶT ĐỨNG ĐA LỚP NHÀ PHỐ

THÍCH ỨNG VỚI ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP THAM SỐ

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KIẾN TRÚC

HÀ NỘI – 2022

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

PHẠM THANH TRÀ

CẤU TRÚC MẶT ĐỨNG ĐA LỚP NHÀ PHỐ

THÍCH ỨNG VỚI ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP THAM SỐ

CHUYÊN NGÀNH : KIẾN TRÚC MÃ SỐ : 9580102

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

1. PGS.TS.KTS Nguyễn Minh Sơn

2. TS.KTS Lê Thị Hồng Na

HÀ NỘI – 2022

Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết

quả trong luận án là trung thực và chưa từng ai công bố trong bất cứ công trình nào

khác.

Tác giả luận án

ThS. KTS Phạm Thanh Trà

Lời cảm ơn

Sau thời gian học tập và nghiên cứu tại Trường đại học Kiến trúc Hà Nội, luận

án “CẤU TRÚC MẶT ĐỨNG ĐA LỚP NHÀ PHỐ THÍCH ỨNG VỚI ĐIỀU KIỆN

KHÍ HẬU THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP THAM

SỐ” đã được hoàn thành.

Nghiên cứu sinh xin bày tỏ lòng tri ân cũng như sự biết ơn sâu sắc tới thầy

PGS.TS.KTS Nguyễn Minh Sơn và cô TS.KTS Lê Thị Hồng Na đã tận tình hướng

dẫn khoa học, động viên và khuyến khích tôi hoàn thành luận án.

Nghiên cứu sinh xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu, Khoa sau đại học

Trường đại học Kiến trúc Hà Nội đã quan tâm và giúp đỡ trong quá trình học tập và

nghiên cứu tại trường.

Nghiên cứu sinh xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo, chuyên gia trong

các bộ môn sau đại học đã có nhiều trao đổi, trực tiếp đóng góp nhiều ý kiến quý báu

và động viên trong suốt quá trình làm luận án, đặc biệt là trong những lúc khó khăn

nhất.

Nghiên cứu sinh cũng gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè, đồng nghiệp,

các bạn sinh viên đã hỗ trợ và phụ giúp thực hiện một phần công việc nhằm hoàn

thành luận án đúng thời hạn quy định.

Tác giả luận án

i

MỤC LỤC

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT……………………………………………………. .v

DANH MỤC HÌNH ẢNH……………………………………………………. ……vi

DANH MỤC SƠ ĐỒ, BẢNG BIỂU ………………………………………….…….x

MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1

1. Lý do chọn đề tài ........................................................................................... 1

2. Mục đích nghiên cứu ..................................................................................... 3

3. Đối tượng nghiên cứu.................................................................................... 3

4. Giới hạn và phạm vi nghiên cứu ................................................................... 3

5. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................... 4

6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ....................................................................... 4

7. Những đóng góp mới của luận án ................................................................. 4

8. Cấu trúc luận án ............................................................................................ 5

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẶT ĐỨNG NHÀ PHỐ THÍCH ỨNG

VỚI ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU ...................................................................... 6

1.1 Các định nghĩa và khái niệm ....................................................................... 6

1.2 Thực tiễn mặt đứng nhà phố tại các nước có điều kiện tương đồng và tại

Việt Nam ......................................................................................................... 10

1.2.1 Tại các nước có điều kiện tương đồng ............................................... 10

1.2.2 Tại Việt Nam ...................................................................................... 16

1.3 Hiện trạng mặt đứng thích ứng với điều kiện khí hậu tại TP.HCM ......... 21

1.3.1 Hiện trạng mặt đứng nhà phố tại TP.HCM ........................................ 24

1.3.2 Điều kiện khí hậu TP.HCM và chất lượng môi trường bên trong nhà

phố ............................................................................................................... 33

1.4 Các nghiên cứu liên quan đến đề tài ......................................................... 37

1.5 Các vấn đề trọng tâm cần giải quyết ......................................................... 41

ii

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC CHO MẶT ĐỨNG NHÀ PHỐ THÍCH

ỨNG VỚI ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU TP.HCM ỨNG DỤNG PPTS ....... 42

2.1 Cơ sở pháp lý ............................................................................................ 42

2.2 Cơ sở lý luận ............................................................................................. 44

2.2.1 Mối quan hệ giữa kiến trúc và khí hậu............................................... 44

2.2.2 Kiến trúc thích ứng............................................................................. 46

2.2.3 Thiết kế bị động (passive design) ...................................................... 47

2.2.4 Tiện nghi vi khí hậu ........................................................................... 50

2.2.5 Phương pháp tham số ......................................................................... 55

2.3 Cơ sở thực tiễn .......................................................................................... 61

2.3.1 Nhà ở hiệu quả năng lượng và thân thiện môi trường ....................... 61

2.3.2 Ứng dụng hệ vỏ kép (DSF) vào kiến trúc .......................................... 62

2.3.3 Thiết kế kiến trúc ứng dụng PPTS ..................................................... 64

2.4 Cơ sở ứng dụng PPTS cho mặt đứng nhà phố thích ứng với điều kiện khí

hậu ................................................................................................................... 65

2.4.1 Cấu trúc hóa mặt đứng nhà phố (xác định cấu trúc hệ thống) ........... 65

2.4.2 Tham số hóa cấu trúc (biểu diễn cấu trúc thành tham số) ................. 75

2.4.3 Mô phỏng trên máy tính ..................................................................... 80

2.4.4 Xử lý dữ liệu mô phỏng ..................................................................... 81

2.5 Bài học kinh nghiệm về kiến trúc thích ứng ứng dụng PPTS ................... 82

2.5.1 Bài học về giải quyết mối quan hệ giữa kiến trúc và khí hậu ứng dụng

PPTS ............................................................................................................ 82

2.5.2 Bài học về tạo hình kiến trúc ứng dụng PPTS ................................... 85

2.6 Khả năng thực hiện ................................................................................... 87

CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT MẶT ĐỨNG NHÀ PHỐ THÍCH ỨNG VỚI

ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU TP.HCM ỨNG DỤNG PPTS .......................... 88

3.1 Quan điểm ................................................................................................. 88

3.2 Nguyên tắc................................................................................................. 88

iii

3.3 Hệ thống tiêu chí ....................................................................................... 89

3.3.1 Tiêu chí về cấu trúc hóa ..................................................................... 89

3.3.2 Tiêu chí về tính định lượng của cấu trúc ........................................... 89

3.3.3 Tiêu chí về tính thích ứng với điều kiện khí hậu ............................... 90

3.4 Đề xuất mặt đứng nhà phố thích ứng với điều kiện khí hậu TP.HCM ứng

dụng PPTS ....................................................................................................... 91

3.4.1 Cấu trúc hóa mặt đứng nhà phố và các tổ hợp khác nhau ................. 91

3.4.2 Tham số hóa cấu trúc MĐĐL nhà phố và các giá trị khảo sát ........... 98

3.4.3 Mô hình tham số hóa cấu trúc và các biến thể ................................. 100

3.4.4 Phương pháp tính mức độ thích ứng của cấu trúc qua dữ liệu mô phỏng

và kết quả tính toán ................................................................................... 108

3.5 Chi tiết hóa giải pháp kiến trúc mặt đứng nhà phố thích ứng với điều kiện

khí hậu TP.HCM dựa trên giá trị thích hợp của tham số tìm được............... 116

3.5.1 Đối với loại mặt đứng có 1 hoặc 2 lớp với lớp MĐ phụ bên trong . 116

3.5.2 Đối với loại mặt đứng 2 lớp với lớp MĐ phụ bên ngoài ................. 118

3.5.3 Đối với loại mặt đứng có 3 lớp ........................................................ 119

3.6 Ví dụ minh chứng .................................................................................... 123

3.6.1 Áp dụng cho công trình cải tạo ........................................................ 126

3.6.2 Áp dụng cho công trình xây mới ..................................................... 128

3.7 Bàn luận ................................................................................................... 131

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................... 135

1. Kết luận .................................................................................................... 135

2. Kiến nghị .................................................................................................. 137

CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ LIÊN

QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ...................................................................... KH01

TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................. TLTK 1

PHỤ LỤC …………………………………………………………………… PL 1

iv

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Nội dung Chữ viết tắt

Mặt đứng đa lớpKhông gian sở hữukhông MĐĐL

Lớp mặt đứng Lớp MĐ

Thành phần ngang TPN

Thành phần đứng TPĐ

Không gian sử dụng KGSD

Không gian bên trong KGBT

Không gian KG

Phương pháp tham số PPTS

HTTS Hệ thống tham số

HTTSTĐ Hệ thống tham số tác động

HTTSNT Hệ thống tham số nội tại

Thương mại dịch vụ TMDV

Bức xạ mặt trời BXMT

Biểu đồ sinh khí hậu BĐSKH

Điều kiện tiện nghi ĐKTN

Thành phố Hồ Chí Minh TP.HCM

Nghiên cứu sinh NCS

Kiến trúc sư KTS

Ủy ban nhân dân UBND

Quy hoạch – kiến trúc QH-KT

Hệ vỏ kép (Double Skin Façade) DSF

Tiết kiệm năng lượng TKNL

v

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Vỏ bao che đa lớp và yếu tố tác động ............................................... 6

Hình 1.2 Mặt đứng nhà phố với các thành phần và các yếu tố tác động bên ngoài

........................................................................................................................... 8

Hình 1.3 Mặt đứng nhà phố tại các tuyến phố TMDV ở Bangkok ................ 10

Hình 1.4 Mặt đứng nhà phố tại thị trấn Pak Chong ........................................ 12

Hình 1.5 Mặt đứng nhà phố tại Kuala Lumpur ............................................... 13

Hình 1.6 Mặt đứng nhà phố tại Georgetown .................................................. 14

Hình 1.7 Mặt đứng nhà phố tại Colombo, Sri Lankan .................................... 16

Hình 1.8 Mặt đứng nhà phố kiến trúc Pháp tại phố cổ Hà Nội....................... 17

Hình 1.9 Mặt đứng nhà phố cổ tại phố cổ Hà Nội .......................................... 18

Hình 1.10 Mặt đứng nhà phố tại tuyến phố Lê Trọng Tấn - Hà Nội (Nguồn:

V.V.Tuân – báo Tuổi trẻ, 14/05/2016) ............................................................ 20

Hình 1.11 Mặt đứng nhà phố tại khu đô thị Phú Mỹ Hưng ............................ 20

Hình 1.12 Bản đồ phân khu đô thị TP.HCM (Nguồn: Sở QHKT TP.HCM) . 25

Hình 1.13 Số lượng nhà phố theo hướng nhà ................................................. 28

Hình 1.14 Số lượng nhà phố theo số tầng cao ................................................ 28

Hình 1.15 Số lượng nhà phố theo độ rộng nhà ............................................... 28

Hình 1.16 Hình chụp góc rộng mặt đứng các nhà phố trên tuyến đường Hai Bà

Trưng, Quận 3 (trên) và Lê Thánh Tôn, Quận 1 (dưới) ................................. 29

Hình 1.17 Các giải pháp che nắng tự phát ...................................................... 30

Hình 1.18 Bản đồ bức xạ mặt trời Việt Nam (Nguồn: solargis.com) ............. 34

Hình 1.19 Cảm giác nhiệt của người dân được lấy ý kiến [13] ...................... 36

Hình 2.1 Thiết kế bị động tận dụng các nguồn năng lượng tự nhiên [72] ...... 48

Hình 2.2 Vùng tiện nghi của Olgyay (a) và biểu đồ sinh khí hậu của Givoni (b)

......................................................................................................................... 51

vi

Hình 2.3 Các đường đồng mức nhiệt độ (a) Biểu đồ cảm giác nhiệt (b) ........ 52

Hình 2.4 Biểu đồ sinh khí hậu (Nguồn: Phạm Đức Nguyên, 2012) ............... 52

Hình 2.5 Tần suất xuất hiện(% năm) kiểu thời tiết theo các vùng sinh khí hậu

(Nguồn : Phạm Đức Nguyên, 2012) ............................................................... 53

Hình 2.6 Quá trình thử các giá trị khác nhau của tham số để tìm ................... 55

Hình 2.7: Đường cong spline (Nguồn: Autodesk, 2017) ................................ 57

Hình 2.8 Thiết kế kiến trúc theo PPTS và 2 nhánh ứng dụng ........................ 58

Hình 2.9 Tính ưu việt của phương pháp tham số ............................................ 60

Hình 2.10 Nhà thụ động đầu tiên trên thế giới tại thành phố Darmstadt (Đức)

(Nguồn: Passivhaus Institut – PHI, 2016) ....................................................... 61

Hình 2.11 Công trình Deutsches Haus đạt chứng nhận LEED ở TP.HCM

(Nguồn: Deutsches Haus Việt Nam - www.deutscheshausvietnam.com) ...... 62

Hình 2.12 Tính chất di chuyển của dòng không khí trong hệ DFS [51] ......... 62

Hình 2.13 Xử lý nhiệt và thông gió trong công trình GSW Headquaters, Berlin,

Đức .................................................................................................................. 63

Hình 2.14 Tòa nhà Hội đồng mới (CH2) thành phố Melbourne, Australia .... 64

Hình 2.15 Vật dụng nội thất được thiết kế kiểu dáng theo PPTS ................... 65

Hình 2.16 Quá trình thiết kế kiến trúc theo PPTS .......................................... 65

Hình 2.17 Cấu trúc hóa một hệ thống kiến trúc .............................................. 66

Hình 2.18: 8 thành phần cần được quan tâm của mặt đứng nhà phố .............. 67

Hình 2.19 Số lượng nhà phố theo độ rỗng và các kiểu cấu tạo tường mặt đứng

......................................................................................................................... 68

Hình 2.20 Số lượng nhà phố theo các loại vật liệu lỗ cửa .............................. 68

Hình 2.21 Số lượng nhà phố theo độ rỗng ô văng và mái hắt ........................ 69

Hình 2.22 Vị trí cửa sổ và cửa đi trên mặt đứng và số lần xuất hiện tại các ô vị

trí ..................................................................................................................... 69

Hình 2.23 Số lượng nhà phố theo độ vươn ban công và độ lùi lô gia ............ 69

Hình 2.24 Số lượng nhà phố theo vật liệu và độ rỗng mặt lan can ................. 70

vii

Hình 2.25 Vị trí ban công (/lô gia) trên mặt đứng với số lần xuất hiện tại các ô

vị trí ................................................................................................................. 70

Hình 2.26 Số lượng nhà phố theo các kiểu mái che tại cao độ chuẩn mặt tiền

......................................................................................................................... 70

Hình 2.27 Số lượng nhà phố theo độ rỗng và vật liệu mái che ....................... 71

Hình 2.28 Số lượng nhà phố theo khoảng cách xa nhất của hệ khung quảng cáo

đến ranh lộ giới................................................................................................ 71

Hình 2.29 Số lượng nhà phố theo vật liệu bảng quảng cáo ............................ 72

Hình 2.30 Vị trí bảng quảng cáo trên mặt đứng với số lần xuất hiện tại các ô vị

trí ..................................................................................................................... 72

Hình 2.31 Vị trí hệ lam che trên mặt đứng và số lần xuất hiện tại các ô vị trí 73

Hình 2.32 Số lượng nhà phố theo các kiểu và vật liệu lam che ...................... 73

Hình 2.33 Số lượng nhà phố theo độ rỗng hệ lam che .................................... 74

Hình 2.34 Số lượng nhà phố theo khoảng cách từ vòm lá đến tường mặt đứng

......................................................................................................................... 74

Hình 2.35 Vị trí vòm lá trên mặt đứng với số lần xuất hiện tại các ô vị trí .... 74

Hình 2.36 Mối quan hệ giữa các thành phần trong hệ thống kiến trúc ......... 76

Hình 2.37 Xây dựng hệ thống tham số cho cấu trúc ....................................... 76

Hình 2.38 Tham số đặc trưng về hình dáng tòa nhà: số tầng, tiết diện, hướng

[42]. ................................................................................................................. 83

Hình 2.39 Mô hình một không gian văn phòng để nghiên cứu [45]. .............. 84

Hình 2.40 Kết quả tính toán ánh sáng với các giá trị tham số khác nhau [45].

......................................................................................................................... 85

Hình 2.41 Công trình sân vận động Lansdowne Road Stadium (LRS) [74]. . 86

Hình 2.42 Mô hình và phương thức điều khiển các điểm nút [74]. ................ 86

Hình 3.1 Cấu trúc MĐĐL nhà phố và các lớp MĐ......................................... 92

Hình 3.2 Mặt cắt cấu trúc MĐĐL nhà phố ..................................................... 92

viii

Hình 3.3 Các thành phần cấu trúc và mối liên hệ trong các lớp MĐ.............. 93

Hình 3.4 Các loại MĐĐL nhà phố theo số lớp MĐ ........................................ 94

Hình 3.5 Phân tích mặt đứng nhà phố phức tạp thành các trường hợp cấu trúc

......................................................................................................................... 97

Hình 3.6 Mô hình cấu trúc định lượng cho MĐĐL nhà phố với HTTS và các

giá trị khảo sát ............................................................................................... 101

Hình 3.7 Các thành phần cấu trúc và HTTS cho biến thể K1 ....................... 103

Hình 3.8 Các thành phần cấu trúc và HTTS cho biến thể K2-1 ................... 103

Hình 3.9 Các thành phần cấu trúc và HTTS cho biến thể K2-2 ................... 103

Hình 3.10 Các thành phần cấu trúc và HTTS cho biến thể K2-3 ................. 104

Hình 3.11 Các thành phần cấu trúc và HTTS cho biến thể K2-4 ................. 104

Hình 3.12 Các thành phần cấu trúc và HTTS cho biến thể K2-5 ................. 105

Hình 3.13 Các thành phần cấu trúc và HTTS cho biến thể K2-6 ................. 105

Hình 3.14 Các thành phần cấu trúc và HTTS cho biến thể K2-7 ................. 106

Hình 3.15 Các thành phần cấu trúc và HTTS cho biến thể K3-1 ................. 106

Hình 3.16 Các thành phần cấu trúc và HTTS cho biến thể K3-2 ................. 107

Hình 3.17 Các thành phần cấu trúc và HTTS cho biến thể K3-3 ................. 107

Hình 3.18 Các thành phần cấu trúc và HTTS cho biến thể K3-4 ................. 108

Hình 3.19 Mô tả trường hợp gốc và kết quả mô phỏng BXMT ................... 109

Hình 3.20 Vị trí điểm khảo sát vận tốc gió và kết quả mô phỏng gió xung quanh

nhà phố .......................................................................................................... 110

Hình 3.21 Kết quả mô phỏng ánh sáng cho trường hợp gốc ........................ 112

Hình 3.22 Thiết kế mặt đứng nhà phố thích ứng ứng dụng PPTS ................ 113

Hình 3.23 Nhà phố hiện trạng được chọn với mặt cắt và hình ảnh mặt đứng

....................................................................................................................... 123

Hình 3.24 Mô hình năng lượng cấu trúc MĐĐL nhà phố được chọn .......... 124

Hình 3.25 Lượng BXMT qua lỗ rỗng (trái) và qua tường (phải) của MĐĐL hiện

trạng ............................................................................................................... 124

ix

Hình 3.26 Sự chuyển động của gió khi đến cấu trúc hiện trạng ................... 125

Hình 3.27 Độ rọi vào các phòng ngủ 1,2,3 của nhà phố hiện trạng .............. 125

Hình 3.28 Lượng BXMT qua lỗ rỗng (trái) và qua tường (phải) nhà phố cải tạo

....................................................................................................................... 127

Hình 3.29 Độ rọi vào các phòng ngủ 1,2,3 của nhà phố cải tạo ................... 127

Hình 3.30 Mặt cắt và phối cảnh của công trình xây mới .............................. 129

Hình 3.31 Lượng BXMT qua lỗ rỗng (trái) và qua tường (phải) nhà phố xây

mới ................................................................................................................. 130

Hình 3.32 Sự chuyển động của gió khi đến nhà phố xây mới ...................... 130

Hình 3.33 Độ rọi vào các phòng ngủ 1,2,3 của nhà phố xây mới ................. 130

DANH MỤC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1.1 Sơ đồ quá trình phát triển không gian đô thị TP.HCM .................. 21

Sơ đồ 2.1 Mối quan hệ giữa kiến trúc và khí hậu [5] ..................................... 44

Sơ đồ 3.1 Các bước xây dựng HTTS cho cấu trúc ......................................... 98

Sơ đồ 3.2 Các bước xác định 12 biến thể và giá trị đề xuất cho HTTS ........ 102

Sơ đồ 3.3 Tính mức độ thích ứng qua khả năng làm việc của cấu trúc ........ 108

Sơ đồ 3.4 Các bước tìm giá trị thích hợp cho HTTS .................................... 114

DANH MỤC BẢNG, BIỂU

Bảng 1.1 Khảo sát mặt đứng nhà phố thuộc khu vực trung tâm cũ ................ 25

Bảng 1.2 Khảo sát mặt đứng nhà phố thuộc khu vực mở rộng kết nối .......... 26

Bảng 1.3 Khảo sát mặt đứng nhà phố thuộc khu vực mới – dự án ................. 26

Bảng 1.4 Sự lấn ra/ lùi vào so với ranh lộ giới ............................................... 27

Bảng 1.5 Các thành phần ngang thuộc mặt đứng nhà phố .............................. 31

Bảng 1.6 Các thành phần đứng thuộc mặt đứng nhà phố ............................... 32

Bảng 1.7 Hiện trạng IEQ trong nhà phố tại TP.HCM [13] ............................. 36

x

Bảng 2.1 Tiêu chuẩn ánh sáng trong phòng (Nguồn: QCVN 12:2014/BXD) 55

Bảng 2.2 Các nguồn tác động trong dạng tác động ........................................ 77

Bảng 2.3 Tham số hóa đặc tính nổi trội các nguồn tác động .......................... 77

Bảng 2.4 Biểu diễn các dạng tác động thành hệ thống tham số tác động

(HTTSTĐ) ....................................................................................................... 77

Bảng 2.5 Các thành phần nổi trội trong từng dạng kiến trúc .......................... 78

Bảng 2.6 Các các tham số đặc trưng của thành phần kiến trúc ...................... 78

Bảng 2.7 Hệ thống tham số nội tại (HTTSNT) ứng với từng dạng ................ 78

Bảng 2.8 Biểu diễn hệ thống tham số của kiến trúc ứng với .......................... 79

Bảng 2.9 Đặc điểm chung của 8 thành phần mặt đứng nhà phố ..................... 79

Bảng 3.1 Bốn kiểu sắp xếp các lớp MĐ .......................................................... 95

Bảng 3.2 Mười hai trường hợp cấu trúc dựa trên tổ hợp các thành phần MĐĐL

......................................................................................................................... 95

Bảng 3.3 Hệ thống các tham số cho cấu trúc MĐĐL nhà phố ....................... 99

Bảng 3.4 Đề xuất mức độ đáp ứng tiêu chí về tính thích ứng ...................... 112

Bảng 3.5 Tổng hợp các giá trị thích hợp cho HTTS của 12 biến thể ........... 115

Bảng 3.6 Bảng tổng hợp các giải pháp cấu trúc MĐĐL nhà phố thích ứng . 120

xi

GIẢI THÍCH CÁC THUẬT NGỮ LIÊN QUAN

Tham số kiến trúc là các cơ sở dữ liệu về công trình kiến trúc.

Tham số khí hậu là các cơ sở dữ liệu về khí hậu.

Thử sai là việc thử hàng loạt các giá trị, các phương án khác nhau để tìm kết

quả đúng, phù hợp.

Độ rỗng mặt tường là tỉ lệ giữa diện tích lỗ cửa và tổng diện tích tường.

Độ lớn MĐĐL là khoảng cách từ lớp MĐ bên trong đến lớp MĐ bên ngoài

Cao độ chuẩn mặt tiền là vị trí cao nhất của mặt tiền được nêu rõ trong Quy

định số 135/2007/QĐ-UBND về kiến trúc nhà liên kế trong khu đô thị hiện hữu trên

địa bàn TP.HCM

Ranh lộ giới là 1 thuật ngữ chuyên ngành được các cơ quan quản lý nhà nước

sử dụng nhằm để chỉ ra ranh giới quy hoạch mở đường, mở hẻm hoặc là xây dựng.

Trong đô thị thì lộ giới chính là phần đất được sử dụng dành riêng cho các công trình

kỹ thuật hạ tầng, đường giao thông hoặc không gian công cộng

Khoảng lưu không là khoảng không gian trên phần đất lưu không. Đất lưu

không hay hành lang an toàn đường bộ là dải đất dọc hai bên đất của đường bộ, tính

từ lề đường ra hai bên để bảo đảm an toàn giao thông đường bộ (Luật giao thông

đường bộ 2008).

Khoảng đệm là vùng không gian sát với tường mặt đứng, được giới hạn bởi

một số thành phần cấu trúc. Khoảng đệm có thể nằm bên trong hoặc bên ngoài ranh

lộ giới.

Hệ vỏ kép (double skin façade -DSF)

Trong “The Source book” của Viện nghiên cứu công trình Bỉ (BBRI), (2002),

“Một lớp vỏ chủ động là lớp vỏ bao che một hoặc nhiều tầng gồm nhiều lớp kính.

Những lớp kính này có thể bịt kín không khí hoặc không. Trong một số loại vỏ, lượng

không khí bão hòa giữa các lớp được lưu thông tự nhiên hoặc cơ học. Cách lưu thông

không khí có thể khác nhau tùy thời điểm. Các thiết bị và hệ thống kết hợp với phương

pháp chủ động hoặc bị động để nâng cao điều kiện vi khí hậu. Phần lớn thời gian các

hệ thống được quản lý bán tự động thông qua các hệ thống điều khiển”.

xii

Từ “tham số”, tiếng Anh là “parametric”, được cấu thành bởi “para” và

“metric” có nguồn gốc từ tiếng Hy Lạp. Đây là một đại lượng với tập hợp các giá trị

xác định diễn tả một tính chất của sự vật hiện tượng hay một hệ thống… Một tham

số là đại lượng hoặc loại dữ liệu nào đó giúp xác định hoặc phân loại một hệ thống

cụ thể (có thể là một sự kiện, dự án, đối tượng, tình hình, vv…). Một tham số của hệ

thống phải là một phần tử, yếu tố có ích hoặc quan trọng khi xác định hệ thống. Tham

số có ý nghĩa cụ thể trong các lĩnh vực khác nhau bao gồm: toán học, giải pháp tính

toán, lập trình máy tính, kỹ thuật, thống kê, logic và ngôn ngữ học… Trong kĩ

thuật (đặc biệt trong thu thập dữ liệu) “tham số” có thể dùng để chỉ một loại dữ liệu

được đo riêng lẻ. Ví dụ máy thu thập dữ liệu (flight data recorder) của một chuyến

bay có thể thu thập 88 loại dữ liệu khác nhau, mỗi loại được gọi là “tham số”. Một

trường hợp khác, nếu coi đường tròn trong hệ trục (x,y) đi qua gốc tọa độ O là một

hệ thống xác định bởi 2 đại lượng là bán kính r và hệ số góc θ. Khi đó, với bán kính

r là hằng số và góc θ là tham số thay đổi thì tạo nên 1 họ các đường tròn có chung

bán kính và tâm chạy trên đường tròn quanh gốc O. Nếu góc θ là hằng số và r là tham

số thì khi r thay đổi thì cũng dẫn đến vị trí tâm đường tròn cũng thay đổi nhưng tạo

nên 1 họ các đường tròn khác có tâm cùng nằm trên đường thẳng.

1

MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài

Phong trào bảo vệ môi trường ra đời từ những năm đầu thập niên 70 của thế kỷ

20 cùng với sự xuất hiện của khái niệm “phát triển bền vững”. Năm 1987, trong báo

cáo “Tương lai chung của chúng ta” của Hội đồng Thế giới về Môi trường và Phát

triển (WCED) của Liên hợp quốc, “phát triển bền vững” được định nghĩa “là sự phát

triển đáp ứng được những yêu cầu của hiện tại, nhưng không gây trở ngại cho việc

đáp ứng nhu cầu của các thế hệ mai sau” [1].

“Phát triển bền vững” là nhu cầu cấp bách và xu thế tất yếu trong tiến trình phát

triển của xã hội loài người. Vì vậy, các quốc gia trên thế giới đã đồng thuận xây dựng

thành Chương trình nghị sự cho từng thời kỳ phát triển của lịch sử [1]. Ngành kiến

trúc cũng không thể nằm ngoài xu thế tất yếu này và “phát triển kiến trúc bền vững”

ra đời, đóng góp vào sự phát triển bền vững của quốc gia và của toàn cầu, nhằm bảo

tồn được hệ sinh thái, bảo vệ môi trường, tài nguyên thiên nhiên [22].

Thiết kế kiến trúc phù hợp với khí hậu địa phương, giảm thiểu các tác động xấu

và phát huy tác dụng tốt của môi trường xung quanh là một phần tạo nên nền tảng

trong “phát triển kiến trúc bền vững”. Trong đó, công tác quy hoạch luôn phải được

quan tâm đầu tiên từ việc đánh giá các hướng tác động của môi trường, các đặc trưng

khí hậu, địa hình cũng như hình thái của đô thị... Sau đó, từng tiểu khu được xem xét

đến, ví dụ như lựa chọn các giải pháp thiết kế cho một tổ hợp nhà, tuyến phố ... Cuối

cùng là việc lựa chọn vị trí, hướng, kiểu dáng công trình riêng lẻ... cho phù hợp. Đối

với các công trình ít tầng và liền kề trên những tuyến phố cũ hay các khu phố mới ở

TP.HCM, mặt đứng đóng vai trò quan trọng. Đây chính là thành phần kiến trúc ngăn

cách giữa bên trong và bên ngoài công trình, góp phần to lớn trong việc tạo điều kiện

tiện nghi nên phải được nghiên cứu có hệ thống. Mặt đứng đa lớp (MĐĐL) là thuật

ngữ thể hiện cấu tạo nhiều lớp, tầng bậc của phần vỏ bao che trên mặt đứng công

trình trong đô thị.

2

Nhằm đánh giá trước mức độ hoàn thiện của kiến trúc người ta xem xét đến tính

hiệu quả của giải pháp kiến trúc đó như hiệu quả về mặt năng lượng, hiệu quả về mặt

tiện nghi, hiệu quả về mặt kinh tế, hiệu quả về kết cấu chịu lực, hiệu quả thẩm mỹ...

Ở nửa sau thế kỉ 20, lý thuyết về “Thiết kế kiến trúc dựa trên hiệu quả” (performance-

based building design) đã được hình thành và ứng dụng vào thực tế. Gibson (Ủy ban

kiến trúc và xây dựng quốc tế CIB 1982) đã đưa ra quan điểm cơ bản cho lý thuyết

này như sau: “Đầu tiên và quan trọng nhất là tư duy và làm việc phải hướng đến kết

quả chứ không phải là chọn phương tiện... công trình được xây dựng với mục đích và

kết quả gì chứ không phải là xây dựng như thế nào...”. Đầu thiên niên kỉ thứ 3, tiến

trình “Thiết kế dựa trên Hiệu quả” đã được đẩy nhanh hơn nhờ sự phát triển mạnh

mẽ của công nghệ thông tin, sự tiến bộ vượt bậc của khoa học máy tính cùng với các

công cụ hỗ trợ thiết kế (CAD), các phương tiện phần mềm mô phỏng trên máy tính,

các phương pháp kỹ thuật v.v...

Để đảm bảo tính hiệu quả, thiết kế kiến trúc ứng dụng phương pháp tham số

(PPTS) làm một trong những giải pháp nổi trội. Trong đó, kiến trúc được biểu diễn

dưới dạng là tập hợp các tham số đầu vào. Khi cho giá trị các tham số thay đổi thì kết

quả đầu ra cũng thay đổi, so sánh các kết quả với nhau thì có thể xác định được kết

quả tối ưu ứng với giá trị cụ thể của các tham số đó. Thiết kế kiến trúc theo PPTS

giúp chúng ta đánh giá trước mức độ hiệu quả của các phương án kiến trúc gần giống

nhau. Từ đó, có cơ sở để đưa ra quyết định phương án phù hợp nhất.

Thiết kế kiến trúc theo PPTS còn khá mới mẻ tại Việt Nam. Một số KTS đã tìm

tòi và nghiên cứu sử dụng phương pháp này nhưng chỉ dừng lại trong việc tạo hình

và số lượng các công trình chưa nhiều. Riêng về đánh giá hiệu quả vi khí hậu của mặt

đứng (MĐ) nhà phố thì phương pháp này hầu như chưa được tập trung nghiên cứu và

ứng dụng có hệ thống. Khi đó, để cho các giải pháp thiết kế mặt đứng nhà phố đạt

hiệu quả cao trong việc giảm thiểu tác động xấu của môi trường thì cần sử dụng

phương pháp mang tính định lượng là thiết kế theo PPTS.

Chính vì vậy, thiết lập “CẤU TRÚC MẶT ĐỨNG ĐA LỚP NHÀ PHỐ THÍCH

ỨNG VỚI ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ỨNG DỤNG

PHƯƠNG PHÁP THAM SỐ” là cần thiết, qua đó đưa ra hướng điều chỉnh, cải tạo

3

hoặc xây mới nhà phố trên các tuyến phố TMDV, phù hợp với khí hậu TP.HCM

(trong bối cảnh cụ thể).

2. Mục đích nghiên cứu

Thiết lập mặt đứng nhà phố thích ứng với điều kiện khí hậu TP.HCM nhằm

giải quyết mối quan hệ giữa kiến trúc với khí hậu.

Để đạt được mục đích nêu trên, những nhiệm vụ cụ thể được đưa ra là:

- Cấu trúc hoá mặt đứng và tổ hợp thành các trường hợp cấu trúc → tham số

hóa cấu trúc mặt đứng (xây dựng HTTS cho cấu trúc) → xây dựng mô hình tham số

hóa, các biến thể và các giá trị khảo sát của tham số (Xây dựng dữ liệu đầu vào cho

PPTS)

- Mô phỏng trên máy tính theo các giá trị khảo sát của tham số

- Đề xuất phương pháp tính mức độ thích ứng với điều kiện khí hậu theo dữ

liệu mô phỏng đầu ra → tìm giá trị thích hợp cho HTTS của cấu trúc theo phương

pháp tính (Xử lý dữ liệu đầu ra của PPTS)

- Chi tiết hóa giải pháp kiến trúc cho các loại mặt đứng nhà phố khác nhau.

3. Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của luận án là kiến trúc mặt đứng nhà phố có chức năng

ở kết hợp với TMDV

4. Giới hạn và phạm vi nghiên cứu

Giới hạn thời gian: áp dụng đến năm 2040 theo chiến lược và tầm nhìn phát

triển TP.HCM.

Giới hạn về khu vực nghiên cứu: nghiên cứu nhà phố trên các tuyến phố

TMDV tại khu trung tâm cũ TP.HCM. Những nhà phố được lựa chọn khảo sát là

những nhà phố có mặt đứng mang những đặc điểm chung trên toàn tuyến và chịu tác

động nhiều bởi nắng hướng Tây, bởi đây là hướng bất lợi nhất.

Phạm vi nghiên cứu:

- Coi giá trị các tham số khí hậu là cố định, còn giá trị các tham số kiến trúc

được thay đổi để tìm kết quả mong muốn.

- Tập hợp các thành phần trên mặt đứng nhà phố TMDV.

- Lựa chọn nghiên cứu về tiện nghi nhiệt và ánh sáng.

4

5. Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp điều tra khảo sát: Sử dụng mẫu phiếu điều tra hiện trạng kiến

trúc mặt đứng để thu thập thông tin, đặc điểm và mối liên hệ giữa các thành phần của

đối tượng nghiên cứu qua đó rút ra cấu trúc chung.

Phương pháp phân tích, tổng hợp: sưu tầm, tìm hiểu, nghiên cứu các tài liệu

trong nước và quốc tế có liên quan đến đề tài. Sau đó phân tích và xử lý tài liệu nhằm

tạo những cơ sở nghiên cứu cho đề tài.

Phương pháp mô phỏng và thực nghiệm khoa học:. Sử dụng các công cụ, các

máy chuyên dụng để đo đạc, xử lý và tổng hợp các số liệu thực tế. Dùng các phần

mềm có độ tin cậy để mô phỏng trên máy tính

Phương pháp xin ý kiến chuyên gia: tổ chức các buổi chuyên đề về các vấn đề

liên quan đến đề tài. Đồng thời tổ chức các hội thảo nhỏ xin ý kiến chuyên gia.

Phương pháp tham số: thử các giá trị khác nhau của các tham số kiến trúc để

tìm giá trị thích hợp dưới sự trợ giúp của phần mềm máy tính.

6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

- Tạo điều kiện thuận lợi cho KTS thiết kế kiến trúc ứng dụng PPTS qua việc

cấu trúc hóa mặt đứng nhà phố sau đó tham số hóa cấu trúc này.

- Giúp cho các KTS đơn giản hóa việc lựa chọn giải pháp & nâng cao hiệu quả

thiết kế kiến trúc nhà phố nói chung và nhà phố tại TP.HCM nói riêng thông qua hệ

thống các biến thể phù hợp.

- Bổ sung vào nội dung nghiên cứu kiến trúc, vào chương trình khung đào tạo

KTS cũng như bổ sung vào cơ sở dữ liệu cho hệ thống quy chuẩn, tiêu chuẩn và sổ

tay thiết kế, góp phần nâng cao năng lực trong công tác quản lý nhà nước.

7. Những đóng góp mới của luận án

- Đề xuất quan điểm, nguyên tắc và hệ thống tiêu chí về xây dựng mặt đứng

nhà phố thích ứng với điều kiện khí hậu TP.HCM ứng dụng PPTS

- Định lượng được mặt đứng nhà phố thông qua cấu trúc hóa mặt đứng nhà

phố (chia mặt đứng thành các lớp với các thành phần và mối quan hệ), tham số hóa

cấu trúc (biểu diễn cấu trúc MĐĐL nhà phố thành hệ thống tham số), mô hình tham

số hóa cấu trúc và các biến thể.

5

- Đề xuất hướng tiếp cận mới cho KTS trong việc thiết kế định lượng, đặc biệt

là ứng dụng PPTS vào thiết kế kiến trúc nói chung và nhà phố nói riêng.

- Đóng góp vào hệ thống lý luận về kiến trúc hiệu quả qua đề xuất phương

pháp tính mức độ thích ứng của cấu trúc.

8. Cấu trúc luận án

Luận án bao gồm 3 phần chính: phần mở đầu, phần nội dung có 3 chương và

phần kết luận. Trong đó, chương 1 (36 trang) là tổng quan về đề tài nghiên cứu,

chương 2 (45 trang) là cơ sở khoa học và chương 3 (47 trang) là kết quả nghiên cứu.

SƠ ĐỒ CẤU TRÚC LUẬN ÁN

6

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẶT ĐỨNG NHÀ PHỐ THÍCH ỨNG VỚI

ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU

1.1 Các định nghĩa và khái niệm

Theo định nghĩa của The Pew Research Center on Global Climate Change (Tổ

chức nghiên cứu về biến đổi khí hậu toàn cầu), vỏ bao che tòa nhà là giao diện giữa

không gian bên trong (KGBT) của tòa nhà và môi trường bên ngoài, bao gồm các bức

tường, mái nhà, và nền móng – có chức năng như một rào cản nhiệt, đóng vai trò

quan trọng trong việc xác định lượng năng lượng cần thiết để duy trì môi trường thoải

mái trong nhà so với môi trường bên ngoài. Ngoài ra Cleveland, Cutler J. và

Christopher G. Morris (2009) cũng đưa ra một định nghĩa tương tự: “Vỏ bao che toà

nhà là bộ phận phân cách vật lý giữa môi trường bên trong và bên ngoài của tòa nhà.

Lớp vỏ bao che giúp duy trì môi trường vi khí hậu và cùng với các hệ thống điều hòa

cơ khí kiểm soát khí hậu bên trong công trình”.

Mở rộng định nghĩa về vỏ bao che ở trên, vỏ bao che đa lớp (VBCĐL) (hay

không gian vỏ bao che) là tập hợp các thành phần kiến trúc và các khoảng không gian

đệm ngăn cách không gian kiến trúc với không gian đô thị có ảnh hưởng đáng kể đến

tiện nghi vi khí hậu bên trong công trình. Các thành phần này gồm tường, vách, mái,

hệ chắn nắng, cây xanh, mặt đường, vỉa hè, khoảng đệm... liên kết với nhau tạo thành

các lớp vỏ ứng với vị trí khác nhau so với KGBT công trình.

Hình 1.1 Vỏ bao che đa lớp và yếu tố tác động

Các thành phần thuộc các lớp vỏ được chia thành 2 nhóm là thành phần theo

phương ngang, gọi tắt là thành phần ngang (TPN) và thành phần theo phương đứng,

7

gọi tắt là thành phần đứng (TPĐ). TPN hợp với mặt đất 1 góc nhỏ hơn 45 độ và TPĐ

hợp với mặt đất 1 góc lớn hơn 45 độ.

Dựa vào số lớp vỏ là số lần các tác động bên ngoài phải đi qua để vào đến

KGBT cũng như cách bố trí và số lượng các TPN và TPĐ, có thể chia VBCĐL kiến

trúc thành các dạng: dạng 0,5 lớp, 1 lớp, 1.5 lớp, 2 lớp, 2.5 lớp, 3 lớp… (Hình 1.1).

Theo Loonen (2013), vỏ bao che thích ứng với điều kiện khí hậu (Climate-

adaptive building shell – CABS) là vỏ bao che có khả năng ứng xử một cách bị động

hoặc biến đổi linh hoạt một cách chủ động ứng với sự thay đổi về môi trường khí hậu

nhằm đảm bảo tiện nghi bên trong. CABS được thiết kế tốt có hai chức năng chính:

góp phần tiết kiệm năng lượng để sưởi ấm, làm mát, thông gió và chiếu sáng và có

tác động tích cực đến chất lượng môi trường trong nhà.

Nhà phố TMDV được xem là loại nhà liên kế hay nhà lô phố tại các đô thị có

các tầng dưới để kinh doanh thương mại hoặc làm dịch vụ và các tầng trên để ở

(shophouse). Loại công trình này có mặt tiền hẹp nhưng có độ sâu về phía sau đáng

kể, 2 mặt bên và mặt phía sau hầu như liền sát với nhà bên cạnh dẫn đến các tác động

của tự nhiên chủ yếu lên mặt trước và phần mái của công trình. Trong luận án này,

nhà phố TMDV được gọi tắt là nhà phố.

Mặt đứng nhà phố là phần vỏ bao che theo phương đứng của nhà phố bao

gồm nhiều thành phần vật chất và các khoảng không gian đệm, đóng vai trò trung

gian ngăn cách giữa KGBT và không gian đường phố (Hình 1.2). Thông qua mặt

đứng, các tác động của môi trường tự nhiên được thay đổi đáng kể trước khi vào đến

KGBT nhà phố. Mặt đứng nhà phố thích ứng với điều kiện khí hậu là mặt đứng

được lựa chọn thiết kế và xây dựng nhằm hạn chế các tác động xấu và phát huy những

tác động tốt của điều kiện khí hậu địa phương nhằm đảm bảo tiện nghi bên trong.

Mặt đứng nhà phố bao gồm nhiều thành phần vật chất nhân tạo cấu thành. Các

thành phần này cần được phân tích về những đặc tính nổi trội và mối liên hệ giữa các

thành phần cũng cần được làm rõ. Dựa trên góc hợp với mặt đất, các thành phần được

chia thành các thành phần theo phương ngang (gọi tắt là thành phần ngang) và các

thành phần theo phương đứng (gọi tắt là thành phần đứng) (Hình 1.2)

8

GIỚI HẠN MẶT ĐỨNG NHÀ PHỐ

RANH LỘ GIỚI

TÁC ĐỘNG BÊN NGOÀI

KHOẢNG KG ĐỆM

THÀNH PHẦN NGANG

THÀNH PHẦN ĐỨNG

Hình 1.2 Mặt đứng nhà phố với các thành phần và các yếu tố tác động bên ngoài

Thành phần ngang (TPN) là các thành phần có bề mặt hợp với mặt đất 1 góc

nhỏ hơn 45 như lối đi bộ, sân trống, ban công, lô gia, sân thượng, phần mái tại cao

độ chuẩn mặt tiền, bồn hoa, thảm cỏ…

Thành phần đứng (TPĐ) là các thành phần có bề mặt hợp với mặt đất 1 góc

lớn hơn 45 như vòm lá cây xanh, tường ngoài, cửa sổ, cửa đi, cổng rào, bồn cây ban

công, hệ lam đứng, khung quảng cáo…

Thiết kế mặt đứng nhà phố chịu ảnh hưởng bởi các yếu tố tự nhiên, yếu tố kinh

tế xã hội, yếu tố công nghệ, yếu tố quy hoạch. Trong đó, yếu tố tự nhiên bao gồm địa

hình, địa chất, thủy văn, thảm thực vật... và khí hậu. Yếu tố khí hậu bao gồm: nhiệt

độ, độ ẩm không khí, địa nhiệt, chế độ nắng, mưa, gió và các hiện tường thời tiết bất

thường [33]. Tùy thuộc vào nhu cầu tiện nghi bên trong nhà mà các yếu tố này được

khuếch đại hoặc giảm nhẹ khi tác động lên mặt đứng. Đây là bộ phận có ảnh hưởng

rất lớn đến cuộc sống bên trong nhà của con người và phụ thuộc rất nhiều vào các

điều kiện khí hậu. Trong đó, những yếu tố tích cực (ánh sáng, gió mát…) thì phải tận

dụng, còn những yếu tố bất lợi như nắng hướng Tây, gió Lào, bức xạ nhiệt cao, mưa…

thì phải giảm thiểu bằng các giải pháp thiết kế và các trang thiết bị công trình.

Các yếu tố xã hội bao gồm môi trường văn hóa, “sinh thái nhân văn”, văn hóa

vật thể và văn hóa phi vật thể… Các yếu tố này ảnh hưởng đến kiến trúc qua hình

thái, tính chất địa phương và đặc biệt là công dụng của mặt đứng công trình. Đối với

9

mặt đứng nhà phố, ảnh hưởng này rất rõ rệt lên sự bố trí các thành phần do quan điểm

khác nhau về thẩm mỹ, các kinh nghiệm dân gian liên quan đến phong thủy và tín

ngưỡng... Mỗi dân tộc đều có những thói quen riêng, truyền thống văn hóa riêng, định

cư ở những vùng địa lý khác nhau… cho nên hình thành nên những bài học, những

giải pháp thiết kế kiến trúc riêng tùy theo các đặc thù của dân tộc đó.

Hiện nay trong xu thế toàn cầu hóa, với sự phát triển mạnh mẽ của phong cách

quốc tế hóa trong kiến trúc, việc bảo tồn và phát huy những giá trị của kiến trúc truyền

thống được đặt ra vô cùng cấp thiết. Vì vậy, sáng tạo kiến trúc cần phải phát huy tối

đa những tinh hoa của kiến trúc truyền thống, bản sắc văn hóa kiến trúc, đồng thời

phải biết vận dụng các thành tựu khoa học tiên tiến, đưa hơi thở của thời đại vào các

tác phẩm kiến trúc để các công trình kiến trúc vừa mang tính hiện đại vừa mang đậm

những nét văn hóa của dân tộc. Các vấn đề về lứa tuổi, giới tính, về mức thu nhập xã

hội... cũng ảnh hưởng đến cách bố trí các thành phần trong mặt đứng nhà phố.

Yếu tố công nghệ thường được thể hiện ở 2 mặt là vật liệu và trang thiết bị

công trình. Công nghệ truyền thống thường sử dụng vật liệu như tường gạch chịu lực,

khung sàn bê tông cốt thép...Ngày nay, sự phát triển của công nghệ vật liệu cũng như

các hệ thống trang thiết bị tiên tiến như hệ thống mặt đứng thông minh, hệ thống các

cảm biến khí hậu tích hợp trong công trình... có ảnh hưởng to lớn đến các giải pháp

thiết kế kiến trúc trong đó có mặt đứng nhà phố. Trong quá khứ, hệ thống vách, cửa

sổ cách âm cách nhiệt có cấu tạo khá phức tạp và chưa tối ưu thì hiện nay công nghệ

đã giúp giải quyết vấn đề này khá triệt để. Mặc dù đều là các giải pháp thiết kế bị

động để TKNL sử dụng cho công trình nhưng các giải pháp với công nghệ tiên tiến

có hiệu quả hơn rất nhiều.

Ngày nay, do sức hút lớn của các thành phố lớn dẫn đến hiện tượng bùng nổ

dân số, nhu cầu phát triển tăng cao, quy hoạch thành phố cũng đã được điều chỉnh

mở rộng dẫn đến cấu trúc mặt đứng cũng cần có những thay đổi cho phù hợp.

Ngoài ra, bộ mặt đô thị nói chung và bộ mặt tuyến phố nói riêng chịu ảnh

hưởng bởi hình thức mặt đứng nhà phố. Thiết kế mặt đứng nhà phố cần được “tự do

trong khuôn khổ” nhằm bảo tính trật tự, quy củ, tạo ra nét đặc trưng của đô thị, thu

hút khách hàng và khách du lịch.

10

1.2 Thực tiễn mặt đứng nhà phố tại các nước có điều kiện tương đồng và tại Việt

Nam

1.2.1 Tại các nước có điều kiện tương đồng

Với đối tượng là mặt đứng nhà phố, một số đô thị ở một số nước cũng có liên

quan do cũng có các đặc điểm về tự nhiên xã hội tương đồng với Việt Nam và cũng

có thể loại công trình là nhà phố (shophouse). Thực tiễn cho thấy đối tượng này đâu

đó đã được nghiên cứu nhưng chưa có tính đồng bộ.

Thủ đô Bangkok, Thailand

Hình 1.3 Mặt đứng nhà phố tại các tuyến phố TMDV ở Bangkok

Từ 1 thị trấn nhỏ trong vương quốc Ayutthaya vào thế kỉ 15, Bangkok nhanh

chóng mở rộng nhờ thương mại và trở thành nơi tọa lạc của 2 thủ đô là Thonburi vào

năm 1768 và Rattanakosin năm 1782. Thành phố phát triển mạnh mẽ từ những năm

1960 đến 1980 và ngày nay đóng vai trò quan trọng hàng đầu về chính trị, kinh tế,

giáo dục và truyền thông của nước Thái Lan hiện đại. Sự phát triển nhanh chóng của

Bangkok trong quá trình phát triển và quy hoạch đô thị đã dẫn đến một cảnh quan đô

thị không đồng nhất và các hệ thống cơ sở hạ tầng không đầy đủ.

11

Ở Bangkok, có rất nhiều các tòa nhà cao tầng được nhìn thấy từ trên cao; tuy

nhiên ở cấp độ đường phố, phần lớn các công trình được nhìn thấy là các tòa nhà từ

3-5 tầng (nhà phố) được xây dựng dọc theo các con đường với các hình thức mặt

đứng khác nhau.

Do ít bị kiểm soát chặt chẽ bởi quy hoạch, các căn nhà phố đã được lan rộng

khắp thành phố và có thể dễ dàng tiếp cận. Ngoài ra, một trong những lý do chính

khiến nhà phố trở nên phổ biến vì khả năng thay đổi để phù hợp với chức năng sử

dụng. Nhà phố đã được phát triển để phục vụ chức năng của cả cư trú và thương mại.

Các tầng thấp thường được sử dụng hoặc cho thuê để làm văn phòng, cửa hàng tạp

hóa nhỏ, phòng khám y tế, kinh doanh công nghiệp nhỏ, quán cà phê … các tầng trên

thường được sử dụng để làm nơi cư trú hoặc các mục đích khác. Có thể thấy, chủ

nhân các căn nhà phố có thể điều chỉnh hoặc thay đổi các không gian nội thất theo ý

muốn. Tuy nhiên, đa phần chú trọng đến yếu tố kinh tế nhằm mục đích mang lại nhiều

lợi nhuận hơn là đảm bảo chất lượng sống bên trong đặc biệt là thiếu ánh sáng tự

nhiên và thông gió.

Mặt đứng nhà phố tại Bangkok có đặc điểm tôn trọng tối đa phần vỉa hè cho

người đi bộ. Phần công trình trên tầng 2 nhô ra rất xa từ 2-3m so với tầng trệt đảm

bảo che nắng và che mưa cho du khách đi bộ bên dưới (Hình 1.3). Ngoài ra giải pháp

này cũng làm giảm BXMT truyền vào không gian kinh doanh bên dưới tầng trệt. Với

những khu vực chịu nhiều tác động bởi nắng hướng Tây mà lượng du khách quá đông,

người dân tận dụng một phần lòng đường để làm lối cho người đi bộ hoặc thậm chí

buôn bán bằng việc bố trí thêm các tấm dù, bạt …

Thị trấn Pak chong, Nakhon Ratchasima, Thailand

Pak Chong là huyện lớn nhất của tỉnh Nakhon Ratchasima. Huyện này là cửa

ngõ về phía đông bắc (Isan) của Thái Lan từ khu vực miền trung, có đường chính đi

qua khu vực dãy núi Sankamphaeng nằm ở phần phía Nam của huyện. Phía Nam của

huyện thuộc một phần của công viên quốc gia Khao Yai – công viên đầu tiên và lớn

nhất Thái Lan. Trong công viên là thượng nguồn của sông Takhong, một nhánh của

sông Mun. Takhong là nguồn nước chính của thành phố Nakhon Ratchasima. Khí

12

hậu tại đây mang đặc trung của khí hậu nhiệt đới, nắng nhiều, mưa nhiều, độ ẩm

tương đối cao.

Các nhà phố ở đây đa phần được xây dựng cách đây khoảng vài chục năm và có mặt

đứng ít linh hoạt, thiếu thành phần cây xanh và hệ lam che. Người dân sử dụng các

giải pháp tự phát như thêm rèm, bạt, phông để chắn nắng hướng Tây (Hình 1.4).

Hình 1.4 Mặt đứng nhà phố tại thị trấn Pak Chong

Thủ đô Kuala Lumpur, Malaysia

Kiến trúc Kuala Lumpur là sự pha trộn giữa ảnh hưởng từ kiến trúc thuộc địa

cũ, truyền thống châu Á, cảm hứng Hồi giáo Mã Lai, hiện đại, và hậu hiện đại. Kuala

Lumpur là một thành phố tương đối trẻ so với các thủ đô Đông Nam Á khác, hầu hết

các tòa nhà thuộc địa tại thành phố được xây dựng vào cuối thế kỷ 19 và đầu thế kỷ

20. Các tòa nhà này mang phong cách hay kiến trúc Moor (Mughal), Tudo, Tân Goth

13

hay Hy Lạp-Tây Ban Nha. Hầu hết kiểu dáng được chỉnh sửa để có thể sử dụng tài

nguyên địa phương và thích nghi với khí hậu địa phương vốn quanh năm nóng ẩm.

Hình 1.5 Mặt đứng nhà phố tại Kuala Lumpur

Trước Chiến tranh thế giới thứ hai, có nhiều nhà phố thương mại (Shophouse)

được xây dựng. Các công trình này thường có hai tầng với tầng trệt dùng làm nơi mua

bán và tầng trên dùng làm nơi ở, được xây dựng quanh trung tâm thành phố cũ và lấy

cảm hứng từ truyền thống kiến trúc của người Hoa Eo biển và người châu Âu. Trải

qua thời gian, một số những nhà phố thương mại phải nhường chỗ cho sự phát triển

các tòa nhà mới song nhiều nhà vẫn tồn tại cho đến ngày nay tại xung quanh các khu

vực Medan Pasar, phố Trung Hoa, Jalan Tuanku Abdul Rahman, Jalan Doraisamy,

Bukit Bintang và Tengkat Tong Shin. (Nguồn: Gurstien, 1985, Malaysia Architecture

Heritage Survey)

Thông thường, một sân mở được thiết kế ở giữa điếm ốc để cung cấp ánh sáng

tự nhiên và thông gió cho toàn bộ cấu trúc. Phía trước các cửa hàng đều được yêu cầu

có một lối đi có mái che rộng khoảng 1.5-2m (gọi là kaki lima bằng tiếng Malaysia)

dọc theo mặt tiền đường phố, nhằm che nắng cho người đi bộ trong mùa hè, giữ cho

14

khô trong mùa mưa và nơi trú ẩn từ giao thông xe cộ. Ý tưởng nổi bật này có từ năm

1573, khi Phillip II của Tây Ban Nha đưa ra nghị định tương tự cho các công trình

xây dựng ở Nam Trung Quốc, và cũng có thể được thấy trong các tòa nhà lịch sử

Manila và Singapore (Hình 1.5).

Georgetown, Penang, Malaysia

Thành phố nằm trên hòn đảo nhỏ ngoài khơi Bán đảo Mã Lai, nơi sinh sống

của các dân tộc Hoa (chủ yếu là người Hokkien và những người Hoa Nam khác). Sau

khi độc lập, thành phố trở thành một phần của Malaysia.

Hình 1.6 Mặt đứng nhà phố tại Georgetown (Nguồn: http://www.minorsights.com/)

So với đa số các thành phố ở châu Á mang nét hiện đại đặc trưng của giai đoạn

cuối thế kỉ 20 đầu thế kỉ 21 (những tòa nhà chọc trời bằng kính và thép), Georgetown

mang nét của một thị trấn cũ, cảnh quan được bảo tồn hài hòa với những ngôi nhà

khiêm tốn và một vài công trình liên quan đến giai đoạn thuộc địa. Loại hình kiến

15

trúc tiêu biểu nhất cho Georgetown là nhà phố mang nét đặc trưng của người Hoa ở

khu vực trung tâm cũ, được dùng làm cửa hàng và nơi cư trú. Khu phố cổ đã được

UNESCO xếp hạng hiện nay thu hút rất nhiều du khách và hầu hết họ đến vì bãi biển

đẹp và đồ ăn ngon.

Mặt đứng ở tầng trệt các căn nhà phố được bố trí lùi vào một khoảng chừng

1,5 mét (5 foot) và kết nối với với các căn nhà khác để làm lối đi bộ tránh mưa nắng.

Các ngôi nhà này được trang trí tương đối bắt mắt và tương đồng về tổng thể hình

khối (Hình 1.6). Đây đều là những ngôi nhà có quy mô khiêm tốn, nhưng đa số rất

phong phú và đa dạng về trang trí chi tiết, lấy cảm hứng từ cả phương Tây (mái vòm

thời Phục hưng, cột Corinthian, rèm Venice) và từ phương Đông (cửa sổ hình cánh

bướm, gương phong thủy, gạch lát nhiều màu sắc).

Về nhiều mặt, Georgetown mang đặc trưng của người Hoa còn hơn cả một số

nơi tại Trung Quốc do có sự thay đổi nhiều về văn hóa trong vòng 60 năm ở đại lục.

Colombo, Sri Lankan

Nhà phố ở Sri Lankan là một hiện tượng kiến trúc, đóng góp vào quá trình

phát triển của kiến trúc nhiệt đới. Hầu hết các các nhà phố ở Ambalangoda và miền

Nam bị phá hủy do quá trình mở rộng đường phố. Ngày nay, do giá đất ngày càng

tăng, người dân tin rằng sở hữu một căn nhà ở truyền thống là một biểu tượng của

nghèo đói, họ chuộng các công trình hiện đại bằng bê tông và kính [68]. Điều này

dẫn đến các nhà phố truyền thống có nguy cơ biến mất gây ra các hệ lụy không tốt.

Do đó việc bảo tồn các nhà phố truyền thống là quan trọng.

Có một số yếu tố nhất định trong mặt đứng nhà phố có nguồn gốc từ thời kỳ

thuộc địa ảnh hưởng đến kiến trúc hiện đại Sri Lankan. “Ban công và mái nhà nhô ra

được chống đỡ bằng các cột gỗ chạm khắc tinh xảo và ban công được bao bọc bởi

những tấm chắn bằng gỗ tốt hoặc giàn ”(Robson, 2016), chi tiết này là đặc trưng của

một cửa hàng tại vùng thuộc địa với những cột gỗ được người Hà Lan đưa vào sử

dụng theo kiểu cổ điển phương Tây như thức cột Tuscan (Lewcock, Sansoni,

Sennanayake, 1998). Bên cạnh đó, sự xuất hiện các loại cửa chớp, cửa có mái che,

các không gian trong phòng được đóng trần ở khắp mọi nơi đã thay thế những mái

nhà mở trong nội thất, cầu thang trung tâm bằng gỗ đánh bóng thể hiện sự khéo léo

16

của những người thợ địa phương cho thấy sự phát triển của nhà phố trong thời thuộc

địa Anh. Một chi tiết khác có thể được quan sát thấy trên mặt đứng những ngôi nhà

trên đường từ Colombo đến Galle là phần mái nhà thường vươn xuống thấp đến gần

hiên để chặn bức xạ mặt trời và mưa (Lewcock, Sansoni, Sennanayake, 1998). Ngoài

ra một số bức tường được đục các lỗ rỗng cho phép không khí và gió xuyên qua, đồng

thời giảm độ chói của mặt trời. Những các đặc điểm kiến trúc này chứng minh rằng

những căn nhà phố đã được xây dựng với mối quan tâm cao nhất về việc chống chọi

với khí hậu nhiệt đới ở Sri Lankan (Hình 1.7).

Hình 1.7 Mặt đứng nhà phố tại Colombo, Sri Lankan (Nguồn: http://www.123RF.com/)

1.2.2 Tại Việt Nam

Khu phố cũ Hà Nội

Trên đường phố Hà Nội có rất nhiều nhà phố với các kiểu cũ và mới đan xen.

Mảnh ghép đầu tiên tạo nên bức tranh muôn hình vạn trạng ấy là những ngôi nhà

mang dấu ấn của kiến trúc Pháp (Hình 1.8). Phát triển song song với quá trình khai

17

thác thuộc địa, đến nay, những ngôi nhà này nằm rải rác trên nhiều con phố, nhưng

tập trung nhiều nhất ở các tuyến phố cũ.

Mặt đứng các ngôi nhà này thường được thiết kế đồng bộ với màu sắc, vật liệu

và các chi tiết trang trí thống nhất.

Hình 1.8 Mặt đứng nhà phố kiến trúc Pháp tại phố cổ Hà Nội

Ngoài ra, các ngôi nhà cổ (Hình 1.9) trên những con phố này là những kiến

trúc đặc trưng và có giá trị di sản. có kiến trúc nhà ba gian được bố trí thành nhiều

lớp cách nhau bằng một sân nhỏ phát triển chủ yếu theo nhu cầu cụ thể cuộc sống

một gia đình có người vợ là tiểu thương hay người chồng là thợ thủ công. Những ngôi

nhà cổ được lợp hai lớp ngói không liền mái, ở giữa là những bức tường xây gạch

giật cấp, ngăn cách với những ngôi nhà bên cạnh. Đặc biệt, vật liệu trát tường không

phải vôi vữa mà là vôi trộn với cát và mật mía, mỗi lớp cao hai tầng, mái dốc lợp ngói

vảy rồng. Dầm, dui, mè… làm bằng gỗ lim, dổi, vàng tâm với những tấm ván dài.

18

Hình dáng đặc trưng của nhà Hà Nội ở các phố cũ là hình ống. Những căn nhà

Hà Nội xưa có mặt tiền khoảng 3 - 5 m, sâu chừng chục mét, chia làm hai dãy, chiều

cao thường là tầng rưỡi hoặc đôi khi hai tầng, quay ra mặt phố. Cá biệt cũng có những

ngôi nhà cổ như số 47 Hàng Bạc, mặt tiền tới 7 m, chiều dài chia ba lớp nối nhau.

Người Hà Nội đã bố cục khéo léo hệ thống các phòng, gác lửng, sân trong đáp ứng

nhu cầu đa dạng của cuộc sống. Nhờ thế mà tuy không lớn nhưng mỗi ngôi nhà cổ

Hà Nội vẫn có diện tích dành làm nơi bán hàng, làm hàng, nơi thờ cúng, tiếp khách,

nơi ngủ, hóng mát… Không gian ngôi nhà ống là một không gian kiến trúc gần như

thống nhất do đó, dù chật hẹp mà không khí vẫn lưu thông, ngôi nhà vẫn có nơi để

“thở”. Kiểu kiến trúc đó nhằm đảm bảo thông gió và lấy sáng cho không gian sống

của các căn nhà.

Hình 1.9 Mặt đứng nhà phố cổ tại phố cổ Hà Nội

Theo GS.TS.KTS. Phạm Đình Việt nhận định trên Tạp chí kiến trúc số 8 năm

2006, người Kinh chỉ quen với việc làm nhà theo chiều ngang nhà chữ nhất nên khi

chuyển sang làm nhà theo chiều dọc họ lấy ngay hệ khung nhà nông thôn truyền thống

với một gian thường từ 2,1m đến 2,5m xếp dọc và để ở giữa một khoảng sân hở sau

19

này gọi là giếng trời. Điều này có thể nhận biết được qua các ngôi nhà số 42 phố

Hàng Cân, 12 Hàng Buồm, 87 Mã Mây... Sau này do lâu ngày các cột gỗ bị hỏng,

người dân thay bằng hệ tường chịu lực nhưng vẫn giữ hệ mái truyền thống.

Các ngôi nhà ống cũng được thay đổi theo quá trình tiến bộ của xã hội, của kỹ

thuật và vật liệu xây dựng. Sau loạt nhà có cột gỗ đến loại nhà không có cột, các dầm

gỗ được gối lên hai tường dọc, sàn và mái vẫn bằng gỗ lợp ngói, tiếp đến thời kỳ có

các dầm thép được dùng làm kết cấu sàn kết hợp với vòm cuốn bằng gạch, tiếp đến

thời kỳ có bê tông loại nhà tường dọc chịu lực sàn và mái bằng bê tông cốt thép xuất

hiện và đến nay loại nhà khung bê tông cốt thép được dùng phổ biến. Mặt đứng của

nhà cũng biến đổi theo từng các giai đoạn này. Đầu tiên, người dân chưa có kinh

nghiệm xử lý mặt nhà với cái đầu hồi nên họ xử lý rất đơn giản, tầng một là cửa gỗ

lùa để tiện cho việc mở cửa hàng, tầng hai có một hoặc hai cửa sổ nhỏ. Sau này ảnh

hưởng của người phương Tây bắt đầu có ban công và các hoạ tiết trang trí...

Khoảng thời gian đầu của thế kỷ XIX xuất hiện một số nhà kinh doanh bất

động sản, họ bỏ tiền mua đất làm một loạt nhà giống nhau với chiều rộng từ 3,2m tới

4,5m, có chiều sâu từ 15m tới 25m, với khu vệ sinh và bếp nằm ở phía sau. Loại nhà

này có thể bán cho những ai cần, đồng thời cũng có thể cho nhiều gia đình thuê. Một

số gia đình có tiền mua đất làm nhà theo phong cách của châu Âu nhưng vẫn giữ cách

bố cục theo dạng hình ống có các lớp sân trong, tuy nhiên loại nhà này có chiều rộng

từ 4m đến 6m.

Khu phố mở rộng Hà Nội

Nhằm cải tạo diện mạo đô thị bằng việc áp dụng một chuẩn chung đối với mặt

đứng nói chung hay bảng quảng cáo tại nhà phố TMDV nói riêng, trong năm 2016,

Hà Nội có áp dụng thử nghiệm bảng quảng cáo kiểu mẫu tại tuyến phố Lê Trọng Tấn,

Q. Thanh Xuân (Hình 1.10). Hệ thống này được lắp đặt được thiết kế đồng bộ: chiều

cao bảng là 1,1m; chiều rộng tối đa bằng chiều rộng công trình; vị trí mép dưới bảng

hiệu là 3,0-3,2m. Màu sắc được thiết kế 2 gam màu cơ bản là nền xanh hoặc đỏ và

chữ màu trắng. Việc quy định về màu sắc, kích thước, kiểu dáng, cách lắp đặt đã giúp

tuyến phố có một vẻ ngoài đồng bộ, đều đặn…

20

Hình 1.10 Mặt đứng nhà phố tại tuyến phố Lê Trọng Tấn - Hà Nội (Nguồn: V.V.Tuân – báo Tuổi trẻ, 14/05/2016)

Tuy nhiên, điều này hạn chế sự đa dạng, sáng tạo do việc áp dụng các quy

định một cách cứng nhắc, gây khó khăn cho các cửa hàng trong việc thể hiện dấu ấn

cá nhân, đặc trưng màu sắc thương hiệu cũng như khiến khách hàng gặp nhiều rắc rối

trong quá trình tìm kiếm do các bảng hiệu giống hệt nhau. Mặt khác, các bảng quảng

cáo này chỉ mang chức năng đơn thuần là quảng cáo, chưa thực sự có ích cho việc

cải thiện vi khí hậu bên trong nhà.

Khu phố mới Phú Mỹ Hưng

Hình 1.11 Mặt đứng nhà phố tại khu đô thị Phú Mỹ Hưng

21

Là một khu đô thị thuộc quận 7, toạ lạc ở phía Nam TP.HCM. Đây là nơi tập

trung sinh sống của những người có thu nhập cao, do Công ty TNHH Phát triển Phú

Mỹ Hưng quản lý. Dự định của các nhà đầu tư nước ngoài là biến khu đầm lầy thành

một khu đô thị đa chức năng kiểu mẫu, là một trung tâm tài chính, thương mại, dịch

vụ, công nghiệp, khoa học, văn hóa, giáo dục, cư trú, giải trí... tạo động lực cho sự

phát triển phía Nam và Đông Nam thành phố. Khác với quận 1 là trung tâm gắn liền

với lịch sử, khu đô thị Phú Mỹ Hưng được xây dựng gắn liền với khái niệm hiện đại.

Các công trình nhà ở tại Phú Mỹ Hưng đa phần là dạng biệt thự và chung cư

cao cấp, chỉ có 1 số ít tuyến đường có dạng nhà phố, nhà liên kế TMDV. Tuy nhiên

qua khảo sát, các nhà phố tại đây có điều kiện vi khí hậu trong nhà tốt hơn nhiều so

với các khu vực khác. Điều này chứng tỏ trong quá trình thiết kế các KTS nước ngoài

đã có quan tâm đến thiết kế bị động đặc biệt là cho phần mặt đứng và lớp cảnh quan

xung quanh (Hình 1.11).

1.3 Hiện trạng mặt đứng thích ứng với điều kiện khí hậu tại TP.HCM

Theo Sở QHKT TP.HCM, quá trình phát triển không gian đô thị TP.HCM có

thể được phân ra làm 3 khoảng thời gian: trước 1945, từ 1945 đến 1975 và sau 1975

đến nay (Sơ đồ 1.1).

Khoảng thời gian hình thành trước 1945 Khoảng thời gian từ 1945 đến 1975 Khoảng thời gian từ 1975 đến nay

Sơ đồ 1.1 Sơ đồ quá trình phát triển không gian đô thị TP.HCM (Nguồn: tham khảo từ Sở QHKT TP.HCM)

Khoảng thời gian hình thành trước 1945: khi Nguyễn Hữu Cảnh lập phủ Gia

Định vào năm 1698, Sài Gòn được khai sinh với chợ là hình thức thương mại chủ yếu

tại các điểm dân cư nông thôn và thành thị. Năm 1884, Pháp đã thống trị toàn bộ lãnh

thổ Việt Nam. Khi đó, Sài Gòn, Chợ Lớn đều có vị trí lợi thế phát triển kinh tế, là

cảng biển và là trung tâm kinh tế khu vực. Trong các đô thị, hệ thống chợ bắt đầu

được xây dựng với quy mô lớn và trở thành các trung tâm thương mại, giao dịch quan

trọng [24].

Khoảng thời gian từ 1945 đến 1975: tại Miền Nam sau 1954, là thời kỳ chế độ

thực dân mới của Mỹ. Trong thời gian 1954-1961, một số khu công nghiệp đã dần

22

được hình thành tại Biên Hòa và Thủ Đức, đánh dấu một thời kỳ mới của kinh tế Sài

Gòn không chỉ còn là thương mại giao dịch. Tuy tỉ lệ dân số đô thị đột ngột tăng từ

10% lên 30% tại miền nam, nhưng tính chất của các đô thị chủ yếu là quân sự, hành

chính và dịch vụ, mà trong đó TMDV nhằm mục đích phục vụ chiến tranh chứ không

phục vụ cho kinh tế đô thị cũng như phục vụ cho nhu cầu của cư dân đô thị [24].

Khoảng thời gian từ 1975 đến nay: thời kỳ sau 1975 đến 1986, là giai đoạn độc

quyền của thương mại quốc doanh nên lưu thông hàng hóa hoàn toàn bị cấm (ngăn

sông cấm chợ). Sự sa sút kinh tế kéo theo sự thu hẹp kinh doanh dẫn đến tình trạng

không phát triển của hệ thống TMDV đô thị, rất nhiều công trình xuống cấp, nhiều

khu phố thị ngưng hoạt động. Thời kỳ từ 1986 đến nay là giai đoạn “mở cửa”, thời

kỳ kinh tế thị trường theo định hướng xã hội chủ nghĩa [24].

Quá trình phát triển kinh tế - xã hội dẫn đến sự chuyển hóa công năng. Khi đó,

mặt đứng nhà phố thay đổi kéo theo sự biến đổi của hình thái đô thị. Năm 1862, Trung

tá công binh Coffyn lập một dự án quy hoạch nổi tiếng là dự án "Thành phố Sài Gòn

500.000 dân" (Saigon ville de 500.000 âmes). Các loại đất được phân lô cụ thể: hạng

nhất (nhà buôn nhỏ trên bến cảng): 10x12m =120 m2; hạng hai (nhà buôn lớn trên

bến cảng): 20x20m = 400 m2; hạng ba (nhà ở trong đô thị): 20x80m = 1600 m2; hạng

tư (nhà ở ngoại ô): 9x50m = 450 m2 (Chung Hai - báo Tuổi trẻ 2016). Các ô phố và

đường sá được bố cục theo ô vuông bàn cờ, các trục đường chính được bắt đầu từ

sông Sài Gòn để đón gió, ở các điểm giao nhau có vòng xoay và các công trình tạo

điểm nhấn. Tổ chức không gian chức năng, mật độ cây xanh, không gian công cộng,

khoảng lùi các công trình, chiều cao công trình và các công trình kỹ thuật (thoát nước,

vỉa hè, cống...) đã được thực hiện một cách hoàn chỉnh.

Không gian đô thị được quy hoạch trong các khoảng thời gian trước đã dần dần

được cư dân biến đổi theo lối sống và nhu cầu mới. Do đó, kiến trúc thường mang

tính cơi nới, lấn chiếm, phong cách lộn xộn, phục vụ cho việc phát triển buôn bán

nhỏ dọc hai bên đường. Do trải qua nhiều giai đoạn lịch sử và có sự tụ hội của nhiều

cư dân mang sắc tộc khác nhau, sau năm 1975, những đặc trưng về lối sống và phương

thức kinh doanh buôn bán, đã tạo nên một số tuyến phố TMDV có đặc trưng riêng

như phố Đi bộ, phố Sách, phố Vàng bạc, phố Đông y, phố Tây… TP.HCM đang cố

23

gắng gìn giữ, phát huy các giá trị đặc trưng này nhằm thu hút và đáp ứng nhu cầu văn

hóa, vui chơi, mua sắm của người dân và du khách. TP.HCM là một thành phố năng

động, đi đầu trong cả nước về tốc độ phát triển kinh tế. Điều này có được phần lớn

nhờ vào các hoạt động thương mại nên các khu TMDV được xem là tâm điểm cho

việc phát triển không gian đô thị. Ngày nay, do sức hút lớn của TP.HCM dẫn đến

hiện tượng bùng nổ dân số, nhu cầu phát triển tăng cao, quy hoạch TP.HCM cũng đã

được điều chỉnh mở rộng dẫn đến mặt đứng cũng cần có những thay đổi cho phù hợp.

Theo Peach (2001), việc thay thế một không gian kiểu này bằng không gian

kiểu khác dẫn đến khó có thể giữ lại các cư dân hay khách hàng cũ. Ngược lại, nó sẽ

thu hút những thành phần cư dân hay khách hàng mới phù hợp với nó. Đây là quá

trình đồng hóa giữa không gian và xã hội, với hậu quả là tạo nên những không gian

đô thị phục vụ riêng biệt cho một vài đối tượng xã hội nhất định. Việc phá vỡ các mặt

đứng hiện có bằng các công trình mới, hiện đại và phục vụ cho tầng lớp thu nhập cao

làm tăng lên sự tách biệt không gian và tách biệt xã hội, dẫn đến sự phân chia đẳng

cấp và gây mất công bằng vì người dân có thu nhập thấp và trung bình không còn có

cơ hội thụ hưởng các dịch vụ tiện ích xã hội như trước đây.

Giải quyết mối quan hệ của đô thị và khí hậu nói chung và giải quyết mối quan

hệ kiến trúc với khí hậu nói riêng giúp hoạch định chiến lược phát triển đô thị bền

vững, mang ý nghĩa then chốt. Trong đó, công tác thiết kế thông gió đô thị, xử lý ô

nhiễm ánh sáng đường phố và cả vấn đề thoát nước đô thị là rất quan trọng. Các giải

pháp thiết kế bị động, các giải pháp bao che công trình cũng như ứng dụng khoa học

công nghệ sẽ chỉ mang tính tự phát hoặc đối phó nếu trong quá trình quy hoạch đô

thị không có sự quan tâm đến môi trường khí hậu cũng như sự phát triển bền vững

của đô thị. Khi đó, cần có những nghiên cứu sâu sắc về điều kiện tự nhiên và xã hội

của khu vực hay vùng quy hoạch để đưa ra các giải pháp và quyết định phù hợp.

Trong quá trình vận hành, cần có những biện pháp phối hợp liên ngành như tăng

cường khả năng tiếp cận thông tin, nâng cao nhận thức cộng đồng, áp dụng công nghệ

sạch, sử dụng các vật liệu xây dựng sinh học giảm tiêu thụ năng lượng, sử dụng các

nguồn năng lượng có thể tái tạo được (mặt trời, gió), tránh lãng phí và tái sinh phế

thải.

24

1.3.1 Hiện trạng mặt đứng nhà phố tại TP.HCM

Nhà phố là một loại nhà ở riêng lẻ ở Việt Nam xuất hiện vào thế kỷ 17 [13]. Ưu

điểm của nhà phố là có sự thuận lợi trong việc tổ chức kinh doanh riêng lẻ, khả năng

xây dựng nhanh chóng, linh hoạt, phù hợp với khả năng và điều kiện sống từng hộ

gia đình, mang tính riêng tư cao và đáp ứng sự ưa thích sở hữu cá nhân của người

Việt. nhà phố ở các trục đường lớn TP.HCM thường kết hợp với kinh doanh TMDV

ở tầng trệt và các tầng trên được dùng làm nơi ở của gia đình. Quá trình đô thị hoá đã

bùng phát về nhu cầu ở trong đô thị. TP.HCM là đô thị có dân số cao nhất nước, phần

lớn là dân nhập cư từ các tỉnh khác. Theo kết quả của “Tổng điều tra dân số và nhà ở

Việt Nam năm 2009” thì hiện nay trên địa bàn TP.HCM loại hình nhà phố là loại hình

nhà ở chiếm đa số với tỷ lệ 80% trong các loại hình nhà ở.

Bộ mặt đô thị nói chung và bộ mặt tuyến phố nói riêng chịu ảnh hưởng bởi

hình thức mặt đứng nhà phố. Thiết kế mặt đứng nhà phố cần được “tự do trong khuôn

khổ” nhằm bảo tính trật tự, quy củ, tạo ra nét đặc trưng của đô thị, thu hút khách hàng

và khách du lịch.

Đối với các nhà phố trên tuyến phố TMDV, ngoài chức năng ở thì chức năng

TMDV ảnh hưởng lớn đến giá trị sử dụng của ngôi nhà. Khi đó, hình thức mặt đứng

đóng vai trò như là hình ảnh đại diện của doanh nghiệp tới khách hàng, liên quan

nhiều đến bộ nhận diện thương hiệu bao gồm biểu tượng, bảng quảng cáo, màu sắc...

có giá trị đóng góp rất lớn trong việc phủ sóng hình ảnh thương hiệu rộng rãi hơn,

thúc đẩy việc bán hàng, tạo ra giá trị thương hiệu, mang lại lợi nhuận cao cho doanh

nghiệp. Theo khảo sát [23], chức năng quảng cáo của mặt đứng được người dân chú

trọng và quan tâm, nhất là nhà phố trên các tuyến đường buôn bán sầm uất trong đô

thị. Mặt khác, trên các tuyến phố thuộc khu vực trung tâm cũ, đa phần hình thức mặt

đứng còn bị ảnh hưởng rất nhiều bởi sở thích, quan điểm cá nhân của chủ nhà, phong

cách sáng tác của KTS. Điều này được giảm bớt ở các khu đô thị mới, khi các tuyến

phố được quy hoạch hợp lý và thống nhất theo một phong cách chung.

TP.HCM có tổng diện tích là 2.095 km2 với dân số tính đến năm 2016 là 8,426

triệu người. Theo thống kê cho thấy, TP.HCM là thành phố lớn nhất Việt Nam xét về

quy mô dân số và mức độ đô thị hoá, cũng như là đi đầu về kinh tế. Đây chính là

25

thành phố đông dân nhất trên cả nước với tỉ lệ hơn 4021 người trên mỗi km2. Thành

phố bao gồm 19 quận và 5 huyện chia thành 1 khu đô thị trung tâm và 4 khu đô thị

vệ tinh. Nếu chia theo quá trình hình thành và phát triển, TP.HCM có 3 khu vực gồm

khu vực trung tâm cũ; khu vực mở rộng kết nối và các khu vực mới dự án (Hình 1.12).

Hình 1.12 Bản đồ phân khu đô thị TP.HCM (Nguồn: Sở QHKT TP.HCM)

Kết quả khảo sát sơ bộ 3 khu vực này (Hình 1.12) cho thấy mỗi tuyến phố đều

bao gồm nhiều dạng mặt đứng nhà phố khác nhau và có nhiều sự trùng lặp các dạng

này giữa các khu vực. Ở các tuyến phố thì sẽ có một vài dạng chiếm đa số (Bảng 1.1,

Bảng 1.2, Bảng 1.3).

Quy hoạch

Hình ảnh

Minh họa 3D

Tên

5 Q –

c ụ h P

Q u ệ i r T

Bảng 1.1 Khảo sát mặt đứng nhà phố thuộc khu vực trung tâm cũ

26

1 Q –

n ô T h n á h T ê L

1 Q – m á T

M C

1 Q –

i ã r T n ễ y u g N

Quy hoạch

Hình ảnh

Minh họa 3D

Tên

0 1 Q –

h n à h T H ô T

Bảng 1.2 Khảo sát mặt đứng nhà phố thuộc khu vực mở rộng kết nối

Quy hoạch

Hình ảnh

Minh họa 3D

Tên

7 Q –

h n i

L V n ễ y u g N

Bảng 1.3 Khảo sát mặt đứng nhà phố thuộc khu vực mới – dự án

27

2 Q –

h n ị Đ T n ễ y u g N

2 Q –

d n a l a v o N u h K

Hiện trạng mặt đứng nhà phố trên các tuyến phố được khảo sát thông qua 201

căn nhà phố TMDV thuộc khu vực trung tâm cũ (Phụ lục 1). Đây là số lượng mẫu

tương đối hợp lý và khả thi do những thông tin cần thiết cho nghiên cứu hiện trạng

mặt đứng hầu hết đều ở bên ngoài công trình và không cần xin phép sự đồng ý của

chủ nhà. Những nhà phố TMDV được chọn để khảo sát được xây dựng theo quy định

pháp luật, đặc biệt là Quy định số 135/2007/QĐ-UBND, trong đó chú trọng các tuyến

đường có lộ giới lớn hơn 8m chịu ảnh hưởng nhiều bởi nắng hướng Tây. Bên cạnh

đó, đối tượng được chọn khảo sát là các nhà phố TMDV với các tầng dưới kinh doanh,

các tầng trên để ở.

Tầng trệt lấn ranh lộ giới

Khoảng lùi vào so với ranh lộ giới

Số lượng

Số m lùi

Số lượng

Lấn lộ giới

Không lấn

160

Không lùi

160

2 – 4 m

0,9 – 1,4 m

4 – 6 m

1,4 – 4 m

4 m – 5,5 m

Bảng 1.4 Sự lấn ra/ lùi vào so với ranh lộ giới

Trong số 201 nhà phố được khảo sát, chỉ có 27 nhà có tầng trệt lấn ra khỏi ranh

lộ giới để kinh doanh. Những tuyến phố có quy hoạch mở rộng đường sẽ có 2 ranh lộ

giới cũ và mới. Người dân tận dụng khoảng chênh nhau giữa 2 ranh này để xây dựng

không gian mở rộng bằng các vật liệu tạm thời phục vụ cho mục đích kinh doanh

trong quá trình chờ giải tỏa. Ngoài ra trong số đó có chỉ có 14 căn nhà chấp nhận lùi

28

vào so với ranh lộ giới nhằm tạo khoảng sân trống trước nhà với mục đích để xe, kinh

doanh hoặc mục đích khác (Bảng 1.4).

Hình 1.13 cho thấy các nhà phố được khảo sát phần nhiều có hướng Chánh

100

Tây Nam

Tây Bắc

Chánh Tây

Tây. Trong khi đó, số nhà có hướng Tây Nam hoặc Tây Bắc ít hơn nhiều.

Hình 1.13 Số lượng nhà phố theo hướng nhà

Về chiều cao công trình, đa số các ngôi nhà có từ 3 đến 4 tầng. Số tầng cao tối

đa được nêu rõ, trong quy định 135/2007/QĐ-UBND, cho từng tuyến phố có chiều

rộng lộ giới khác nhau. Với lộ giới từ 8m trở lên thì chiều cao tối đa cho phép là 5

tầng và 1 tum sân thượng. Tuy nhiên, không nhiều công trình đạt đến tầng cao tối đa

100

Có hầm Có lửng

này (Hình 1.14).

Hình 1.14 Số lượng nhà phố theo số tầng cao

Về độ rộng nhà, đa số các nhà phố có bề rộng từ 3.5m đến 5m, rất ít nhà phố

có bề rộng nhỏ hơn 3.5m và lớn hơn 5m. Với các nhà có bề ngang lớn hơn thông

150

100

≈3m

≈4m

≈5m

≈6m

thường (khoảng 6m) thì số tầng lại ít từ 2-3 tầng (Hình 1.15).

Hình 1.15 Số lượng nhà phố theo độ rộng nhà

29

Hình 1.16 Hình chụp góc rộng mặt đứng các nhà phố trên tuyến đường Hai Bà Trưng, Quận 3 (trên) và Lê Thánh Tôn, Quận 1 (dưới)

Có thể nhận định sơ bộ, mặt đứng các nhà phố được khảo sát có sự khác biệt

về kích thước, cao độ, hình thái, cũng như không có sự gắn kết chặt chẽ vào nhau mà

giống như mang các công trình từ nhiều nơi đặt vào (Hình 1.16). Điều này được lý

giải là do các công trình này được xây dựng và biến đổi qua nhiều thời kỳ lịch sử

cũng như sự giao thoa các nền văn hóa khác nhau. Các kiểu nhà cũ, mới được xây

dựng và tồn tại đan xen với nhau mang tính tự phát và hỗn tạp. Một số nhà chưa tuân

thủ theo những quy định của thành phố về kiến trúc nhà phố, được xây dựng trái phép

với diện tích quá nhỏ, đặc biệt là có tình trạng cơi nới, lấn chiếm không gian cho

phép. Hình thức kiến trúc mặt đứng nhà phố phần nhiều được xây dựng đơn giản, hầu

như không theo trật tự, tự xây và chưa thực sự hài hòa và chưa phù hợp với điều kiện

khí hậu địa phương.

Trên thực tế, việc xử lý mặt đứng các nhà phố hướng Tây để hạn chế tác động

xấu đã xảy ra phổ biến dưới hình thức hệ vỏ kép (DSF) nhưng ở mức độ tự phát, đối

phó tạm thời. Người dân thường tự tạo thêm lớp vỏ khác trên mặt đứng bằng các tấm

bạt nhựa, chiếu... có chấ t liệu rẻ tiền và có độ bền thấp hoặc tận dụng cả bảng quảng

cáo để che nắng cho mặt tiền nhà. Mặt khác, mặt đứng các nhà phố này nếu được

30

KTS thiết kế và giải quyết bằng cách sử dụng các hệ lam thì vẫn mang nặng cảm tính

cá nhân và tính thẩm mỹ. Điều này dẫn đến bộ mặt các tuyến phố hướng Tây thường

lộn xộn và không đẹp mắt mà hiệu quả chống nóng cũng không được đảm bảo (Hình

1.17). Một trong những lợi ích to lớn của hệ vỏ kép là che nắng, cách nhiệt và chống

nóng cho công trình chỉ chiến 17%, đứng thứ hai, sau nhu cầu trang trí cho lớp vỏ

bên ngoài công trình (21%) [23]. Ở đây, vấn đề đặt ra là người dân đã đặt nhu cầu

thẩm mỹ lên trên việc đảm bảo chất lượng sống trong nhà. Thêm vào đó, chức năng

chính của DSF là thông gió tự nhiên, chiếu sáng tự nhiên chỉ chiếm tỷ lệ 9% [23],

ngang bằng với mục đích bao che hệ thống kỹ thuật và thấp hơn tính năng an toàn,

bảo vệ. Điều đặc biệt ở đây là sự xuất hiện của sự an toàn và bảo vệ hệ thống kỹ thuật

như máy điều hòa nhờ DSF, hai thành phần này xuất phát từ nhu cầu sử dụng thực tế

của người dân.

Hình 1.17 Các giải pháp che nắng tự phát

Nhìn chung, các nhà phố được khảo sát mặc dù bị ảnh hưởng nặng nề bởi nắng

hướng Tây nhưng hầu hết chưa được can thiệp và xử lý thỏa đáng ngay từ khâu thiết

kế ban đầu. Một phần bởi người dân chưa nhận thức được tầm quan trọng của công

tác thiết kế, cũng như đa phần KTS vẫn còn xa lạ với công tác “thiết kế dựa trên hiệu

quả”, chưa chú ý vận dụng các giải pháp định lượng vào thiết kế. Chỉ một số ít các

KTS đã vận dụng thiết kế kiến trúc định lượng vào các công trình của mình. Theo

KTS. Nguyễn Trọng Thụy, một dự án Trường Cao đẳng ở Bình Dương đã thực hiện

31

vào năm 2015 và một nhà máy sản xuất cho giày Adidas ở Long An đã thiết kế lớp

vỏ nhằm tăng cường hiệu quả trên cả 2 mặt về thẩm mỹ và năng lượng.

Tuy nhiên, trong thiết kế mặt đứng của các nhà phố tại TP.HCM, các giải pháp

thiết kế định lượng hầu như chưa được sử dụng và chủ yếu dựa vào kinh nghiệm của

KTS là chính. Điều này phần nào dẫn đến cảnh quan tuyến phố hầu như rất lộn xộn

và không đồng nhất (Hình 1.31). Mặt đứng các nhà phố trên tuyến phố đa số đều được

thiết kế gần như theo một cách ngẫu nhiên, tự phát. Chiều cao, cao độ các tầng, mức

độ lùi vào so với ranh lộ giới dường như theo ý chí và nguyện vọng của chủ nhà mà

không theo một trật tự nào. Chính vì vậy, mức độ tiện nghi vi khí hậu trong các nhà

phố sẽ khác nhau dẫn đến hiệu quả đạt được không cao.

Điều này được lý giải vì nhiều nguyên nhân khác nhau. Nguyên nhân thứ nhất

là các trang thiết bị còn thiếu, phòng thí nghiệm, máy móc đo đạc chưa đạt chuẩn,

thiếu kinh phí nghiên cứu và đầu tư. Nguyên nhân thứ hai là các giải pháp định lượng

nếu được sử dụng trong thiết kế mặt đứng nhà phố thì cũng mới chỉ dừng lại ở mức

độ hạn chế, cục bộ, chủ yếu trên phương diện tạo hình và chỉ áp dụng cho một ít

thành phần trong mặt đứng nhỏ như hệ lam che, bảng quảng cáo...

Kết quả khảo sát còn cho thấy các thành phần khác nhau thuộc mặt đứng nhà

phố. Trong đó, có những thành phần chủ yếu và quan trọng xuất hiện trong hầu hết

các nhà phố được khảo sát. Cũng có những thành phần ít xuất hiện hoặc xuất hiện

nhưng mức độ ảnh hưởng không nhiều đến tiện nghi bên trong nhà phố. Bảng 1.5 và

Bảng 1.6 là tập hợp các thành phần ngang và thành phần đứng thuộc mặt đứng nhà

phố rút ra được trong quá trình khảo sát.

STT Tên gọi

Hình ảnh

Qui ước

Đặc tính

Quan tâm

Lối đi bộ

Là phần diện tích cho người đi bộ thuộc phần đất sở hữu

Vật liệu; Bề rộng; Vị trí

Sân trống

Vật liệu Diện tích

Là phần diện tích thuộc đất sở hữu, nằm bên trong so với ranh lộ giới.

Bảng 1.5 Các thành phần ngang thuộc mặt đứng nhà phố

32

3 Bồn hoa

Là các bồn cây, bồn hoa không có ảnh hưởng nhiều đến KGSD

Diện tích Vị trí

Thảm cỏ

Diện tích Vị trí

Phần diện tích mặt đất được trồng cỏ tạo cảnh quan và giảm bức xạ lên mặt đứng

Kể đến các trường hợp ban công các tầng khác nhau

Ban công

Độ vươn; Vị trí; Vật liệu; Độ rỗng

Lô gia

Kể đến các trường hợp lô gia các tầng khác nhau

Độ lùi; Vị trí; Vật liệu l Độ rỗng l

Ảnh hưởng đáng kể đến KGBT

Độ rỗng Vật liệu Độ vươn

Phần mái tại cao độ chuẩn mặt tiền

Sân thượng

Có 2 trường hợp: sân thượng có mái và sân thượng không có mái

Vật liệu bề mặt Số lớp

Độ rỗng, vật liệu, độ vươn

Có ảnh hưởng đến KGBT nhưng ít xuất hiện trên hiện trạng

Ô văng, mái hắt lỗ cửa

Quan tâm

Hình ảnh

Qui ước

STT Tên gọi

1 Vòm lá

Tính các cây xanh thuộc phần đất sở hữu, được trồng trên khoảng lùi (nếu có)

Độ rỗng; Khoảng cách đến tường mặt đứng

cây xanh

Là phần tường ngăn cách trực tiếp giữa KGBT và không gian bên ngoài nhà

Tường mặt đứng

Vật liệu Độ rỗng Số lớp

3 Cửa sổ

Gồm cửa sổ các tầng, quy ước các tầng sử dụng cùng loại vật liệu lỗ cửa

Vật liệu lỗ cửa Ô văng, mái hắt; Vị trí

Bảng 1.6 Các thành phần đứng thuộc mặt đứng nhà phố Đặc tính

33

4 Cửa đi

Vật liệu lỗ cửa;Ô văng; Vị trí

Gồm cửa chính và cửa ra ban công, quy ước các tầng sử dụng cùng loại vật liệu

Cổng rào

Không ảnh hưởng đáng kể đến KGBT

Độ rỗng Chiều cao

Vị trí Khối tích

Bồn cây ban công

Thành phần quan trọng trong tạo vi khí hậu bên trong công trình

Kiểu dáng; Vị trí; Vật liệu Độ rỗng

7 Hệ lam đứng (trong/ ngoài)

bố trí thêm trên mặt đứng nhằm tạo thẩm mỹ/ che nắng, có thể ở bên ngoài hoặc bên trong (hiếm thấy)

Khoảng cách; Vị trí; Vật liệu; Độ rỗng

Hệ khung quảng cáo

Hầu hết các nhà phố TMDV đều có quảng cáo, bảng quảng cáo được cố định vào hệ khung

Vật dụng nội thất

Có thể được sử dụng và bố trí linh hoạt bên trong sát tường mặt đứng

Khoảng cách, độ rỗng, diện tích bề mặt

1.3.2 Điều kiện khí hậu TP.HCM và chất lượng môi trường bên trong nhà phố

TP.HCM có 2 mùa khô - mưa rõ rệt với chế độ nắng là yếu tố ảnh hưởng nhiều

nhất đến việc thiết kế kiến trúc [33]. Chế độ nắng với yếu tố bức xạ nhiệt ảnh hưởng

đến hầu hết các chi tiết kiến trúc cũng như vật liệu được sử dụng trong thiết kế với

mục đích làm tăng tối đa hiệu quả về nhiệt độ trong công trình. Ở TP.HCM, lượng

bức xạ tương đối cao, trung bình khoảng 140 Kcal/cm2/năm. Số giờ nắng trung

bình/tháng 160-270 giờ. Hàng năm có tới trên 330 ngày có nhiệt độ trung bình 25-

280C. Do đó, thiết kế mặt đứng nhà phố cần chú ý đến tác động của BXMT vào KGSD

(Hình 1.18).

Chế độ gió tại TP.HCM tương đối ổn định, không chịu ảnh hưởng trực tiếp

của bão và áp thấp nhiệt đới. Về mùa khô gió thịnh hành chủ yếu là hướng Đông,

Đông - Bắc, về mùa mưa gió thịnh hành chủ yếu là hướng Tây, Tây - Nam. Tốc độ

gió bình quân khoảng 0.7m/s, tốc độ gió lớn nhất quan trắc được là 12m/s thường là

34

Tây, Tây - Nam. Chế độ gió cần được xem xét và tính toán trong thiết kế kiến trúc

thích ứng đặc biệt là đối với các nhà cao tầng và việc sử dụng gió tự nhiên để cải

thiện môi trường sống cũng là một giải pháp thiết kế kiến trúc khí hậu. Tuy nhiên,

trong giới hạn của luận án, các nhà phố có đặc điểm là thấp tầng nên mức độ chịu ảnh

hưởng của gió lên mặt đứng là không nhiều.

Hình 1.18 Bản đồ bức xạ mặt trời Việt Nam (Nguồn: solargis.com)

Chế độ mưa theo mùa - mùa khô mưa ít, lượng mưa chủ yếu tập trung vào mùa

mưa (chiếm hơn 80% cả năm). Lượng mưa trung bình trong năm lớn (1030.9mm).

Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11 và mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau.

35

Ðộ ẩm tương đối của không khí cũng ảnh hưởng đến mặt đứng. Tuy nhiên tại

TP.HCM, độ ẩm tương đối bình quân/năm là 79,5% với bình quân mùa mưa 80% và

bình quân mùa khô 74,5% tức là có sự chênh lệch không nhiều và ổn định. Ngoài ra

TP.HCM cũng không có những đợt gió mùa ẩm nên giải pháp kiến trúc để tạo tiện

nghi vi khí hậu cho không gian sử dụng bên trong nhà phố chủ yếu là các giải pháp

che chắn BXMT và tạo sự thông thoáng.

Chất lượng môi trường trong nhà (Indoor environmental quality - IEQ) là một

thuật ngữ nói đến các điều kiện môi trường bên trong công trình kiến trúc (có thể là

nơi sống, nơi làm việc) bao gồm: chất lượng không khí, ánh sáng, điều kiện nhiệt,

công thái học ... có ảnh hưởng tới sức khỏe cũng như cảm nhận sự thoải mái của con

người sinh hoạt bên trong (chiếm phần lớn thời gian). Một số tác động tiêu cực đến

sức khoẻ tinh thần hay thể chất (như bệnh tim mạch hay các bệnh liên quan đến hô

hấp hay béo phì) không dễ phát hiện trong thời gian ngắn mà có thời gian ủ bệnh lâu.

Ngoài ra, IEQ cũng liên quan mật thiết đến vấn đề tiện nghi vi khí hậu bên trong công

trình, ảnh hưởng lớn đến quá trình sử dụng. Do đó, IEQ thực sự rất cần được quan

tâm và nghiên cứu nhiều hơn.

Theo dự báo của Tổ chức Hợp tác và Phát triển Kinh tế (OECD), Việt Nam

đứng thứ 3 trong danh sách 10 quốc gia chịu ảnh hưởng nặng nề nhất của biến đổi

khí hậu. Điều này lý giải cho hiện tượng nhiệt độ ngày càng tăng dần trong môi trường

sống đô thị Việt Nam mà điển hình là IEQ trong nhà phố. Như vậy, nhà phố hay IEQ

trong nhà phố là đối tượng cần được quan tâm vì nó liên quan đến việc tạo môi trường

vi khí hậu của từng ngôi nhà và hơn nữa là của tổng thể của khu vực. Tuy nhiên, môi

trường vi khí hậu trong nhà phố tại các đô thị đặc biệt là TP.HCM chưa được quan

tâm đúng mức. Sự phát triển và xây dựng tự phát, giải pháp thiết kế cục bộ, thiếu

khoa học cùng với sự tác động của ô nhiễm môi trường đô thị đã dẫn đến sự suy giảm

nghiêm trọng chất lượng môi trường sống và tiện nghi vi khí hậu bên trong nhà. Hiện

nay, sự xuống cấp IEQ trong nhà phố ảnh hưởng trực tiếp đến điều kiện tiện nghi

cũng như sức khỏe của người dân đang ở mức đáng báo động.

Theo nghiên cứu về IEQ trong nhà phố của TS. Lê Thị Hồng Na (2017), hiện

trạng tổng quát về IEQ trong nhà phố tại TP.HCM bao gồm tiện nghi nhiệt, TGTN

36

và CSTN (Bảng 1.7) cho thấy hầu hết không gian sống trong nhà phố chưa đáp ứng

Chất lượng

nhu cầu sử dụng về IEQ bao gồm nhiệt, gió và ánh sáng [13].

Công cụ đánh giá

Đánh giá

Tiện

nghi

- Chỉ số PMV-PPD,

ISO 7730-2005,

- Mức tiện nghi nhiệt thấp

nhiệt

- Chỉ số OT

mô hình tiện nghi nhiệt,

- 16% người dân cảm thấy hài lòng

biểu đồ sinh khí hậu

Thông gió tự

- Bội số trao đổi không

TCVN 5687: 2010,

- Bội số trao đổi không khí (ACH)

nhiên

khí (ACH),

ANSI/ASHRAE 62.1-2004

đạt

- Nồng độ CO2,

- Nồng độ CO2 an toàn

- Tốc độ gió

- Tốc độ gió có giá trị dưới 0.2m/s

Chiếu

sáng

- Độ rọi tự nhiên,

TCXD 29: 1991

- Độ rọi tự nhiên thấp, dưới 200lux

tự nhiên

- Độ rọi trung bình

- Độ rọi trung bình đạt yêu cầu

Bảng 1.7 Hiện trạng IEQ trong nhà phố tại TP.HCM [13] Tiêu chí

Nghiên cứu này chỉ ra rằng mức tiện nghi nhiệt đạt mức thấp trong đa số các

khảo sát. Như được thể hiện trong Hình 1.19, với môi trường nhiệt hiện tại trong nhà,

chỉ 16% người được lấy ý kiến cảm thấy hài lòng, trong khi 84% còn lại cảm thấy

hơi nóng (20%), nóng (26%) hoặc rất nóng (38%). Các kết quả phân tích còn chỉ ra

nhiệt độ môi trường trong các NP cao hơn mức có thể chấp nhận tại thời điểm khảo

sát là 30,38 độ C, từ đó kéo theo sự kém hiệu quả của các hoạt động tương tác nhằm

thích nghi môi trường nhiệt, ví dụ như sử dụng quạt có thể gây thêm oi bức hay việc

điều tiết mức độ vận động không mang lại cảm giác thoải mái hơn.

Hình 1.19 Cảm giác nhiệt của người dân được lấy ý kiến [13]

Một trong những nguyên nhân dẫn đến cảm giác nóng bên trong nhà là lượng

nhiệt BXMT bị hấp thụ bởi lớp vỏ công trình. Phần lớn vật liệu bao che nhà hiện hữu

là gạch đất sét nung phủ vữa ở cả 2 bề mặt và loại kính công nghệ cũ, có hệ số truyền

37

nhiệt cao. Những mặt tiền nhà hướng Tây được xây bằng gạch nung truyền thống,

nhiệt độ cao trong nhà có thể kéo dài đến nửa đêm do đặc tính trễ nhiệt của vật liệu

này. Ngoài ra, mức độ thông thoáng kém và khả năng TGTN hạn chế cũng gây ra

cảm giác không thoải mái về nhiệt.

Bội số trao đổi không khí đo được tại các nhà phố đạt yêu cầu giúp nồng độ

CO2 trong nhà được duy trì ở mức thấp, phù hợp với TCVN 5687-2010 (tiêu chuẩn

thông gió, điều hòa không khí), và giúp IEQ được đảm bảo. Tuy nhiên, về thông gió

tự nhiên, tốc độ gió trung bình đo được trong nhà không đạt ngưỡng tốc độ cảm nhận

được và có hiệu quả làm mát, thấp hơn 0,2m/s, và chỉ bằng 7,6% tốc độ gió bên ngoài

[13]. Sự lưu thông của gió từ ngoài vào nhà và giữa các phòng bị hạn chế bởi việc

không thường xuyên mở các cửa và cách bố trí không gian trong nhà chưa hợp lý.

Các khoảng hở, lỗ thông gió trên mặt đứng vốn đã khá khiêm tốn lại bị che kín bởi

các lớp chắn nắng, bảng quảng cáo hoặc để đảm bảo tính an toàn cho người bên trong

nhà.

Các hình thức chiếu sáng tự nhiên cho nhà phố vẫn chưa được quan tâm đúng

mức, đa số vẫn phụ thuộc vào giải pháp sử dụng sân trong hoặc giếng trời (nếu có).

Mặc dù 88% các nhà phố có hệ số độ rọi tự nhiên trong nhà đáp ứng được yêu cầu

của TCXD 29: 1991 (tiêu chuẩn CSTN trong công trình dân dụng). Tuy nhiền chất

lượng phục vụ nhu cầu sinh hoạt của ánh sáng trong các ngôi nhà lại hạn chế, hơn

90% các nhà phố được khảo sát có độ rọi trung bình dưới 200 lux [13]. Điều kiện

CSTN trong nhà phố còn thấp vì đây là loại công trình có mặt tiền hẹp, ít diện tích

tiếp xúc cộng với việc thiết kế thiếu sự kết nối và lối đi cho ánh sáng bên ngoài vào

trong nhà. Để chất lượng CSTN và TGTN tại các nhà phố được cải thiện, các thành

phần mặt đứng cần được nghiên cứu, bố trí hợp lý sao cho cân bằng giữa việc che

nắng, quảng cáo mà vẫn đảm bảo sự thông thoáng và ánh sáng vào trong nhà.

1.4 Các nghiên cứu liên quan đến đề tài

Một số nội dung trong đề tài đã có nhiều nghiên cứu, về thiết kế mặt đứng

nhà phố, các tác giả ở các nước lân cận như Thái Lan, Sri Lankan, Malaysia,

Singapore đã có những nghiên cứu về kiến trúc nhà phố (shophouse) do đây là các

thể loại nhà ở tương đối phổ biến ở các nước này. Tirapas, Chamnarn năm 2019 có

38

bài viết: "Nhà phố ở Bankok: một cách tiếp cận mới để nâng cao chất lượng thiết kế".

Kudasinghe năm 2020 có bài viết "Cuộc cách mạng của nhà phố ở Sri Lankan: xem

xét lại trong vấn đề quy hoạch đô thị". Ngoài ra, Zwain năm 2017 cũng có bài viết:

"Thành phần kiến trúc sân trong truyền thống của nhà phố theo phong cách chiết

trung ở George Town, Penang". Tại Singapore, Han, Sun Sheng (2005) với bài viết

liên quan "Thành phố toàn cầu ở Singapore: một góc nhìn bất động sản".

Liên quan đến tiện nghi sinh khí hậu, KTS Olgyay người Hungari là người

đầu tiên phác thảo các vùng tiện nghi trong kiến trúc. Baruch Givoni với quyển sách

“Man, Climate and Architecture” đã có nghiên cứu liên quan đến nội dung này. Vùng

tiện nghi sinh khí hậu là một tập hợp các điều kiện môi trường mà trong đó một người

bình thường sẽ cảm thấy thoải mái. Năm 1923, Yaglou là người đầu tiên sử dụng các

biểu đồ nhiệt ẩm như một cơ sở của 'dòng thoải mái cân bằng' để thể hiện vùng tiện

nghi (Steven V.Szokolay, 2007) Dựa vào biểu đồ nhiệt ẩm ta có thể xác định các thông

số khác nhau của khí hậu khi biết hai thông số, thông thường thông số nhiệt độ và độ

ẩm tương đối được biểu thị để thể hiện đặc trưng của khí hậu. Sau này, nhiều nhà

nghiên cứu đi theo phương pháp của Yaglou. Năm 1980, Arens et al. đã trình bày

biểu đồ sinh khí hậu (BĐSKH) của họ ở định dạng của biểu đồ nhiệt ẩm, vùng tiện

nghi là khu vực hình thang ở trung tâm.

Rabee M. Reffat và Edward L. Harkness trong năm 2001 đã có bài viết

“Environmental comfort criteria: weighting and integration” (Tiêu chuẩn tiện nghi

môi trường:sự cân nhắc và tích hợp). Bài báo đề xuất một giải pháp tích hợp nhằm

đánh giá chất lượng môi trường sống trong nhà văn phòng thông qua việc lấy ý kiến

50 chuyên gia trong lĩnh vực môi trường xây dựng. Đánh giá chất lượng môi trường

sống thông qua các yêu cầu về tiện nghi ánh sáng, tiện nghi âm thanh, tiện nghi nhiệt

và chất lượng không khí. Mỗi yêu cầu đều có hệ thống tiêu chuẩn khác nhau và được

tổng hợp, phân tích qua phỏng vấn các chuyên gia. Ngoài ra, năm 2009, Michael

Boduch và Warren Fincher đã đăng tải bài viết “Standards of human comfort: relative

and absolute”(Tiêu chuẩn về tiện nghi của con người: tính tương đối và tuyệt đối)

tại hội thảo UTSoA. Bài báo đưa ra những khái niệm về tiện nghi đối với các giác

quan của con người và các yếu tố ảnh hưởng chung đến sự tiện nghi đó. Sau đó các

39

phân tích sâu về các điều kiện tiện nghi được chỉ ra như: tiện nghi nhiệt (Thermal

Comfort), tiện nghi ánh sáng (Visual Comfort), tiện nghi âm thanh (Acoustic

Comfort), chất lượng không khí trong nhà (Indoor Air Quality).

Tại Việt Nam, Ngô Huy Ánh và Nguyễn Mạnh Liên từ năm 1984 đã có những

nghiên cứu tiên phong thông qua công trình khoa học:“Góp phần nghiên cứu về cảm

giác nhiệt trong điều kiện khí hậu mùa hè ở Việt Nam”. GS.TSKH Phạm Ngọc Đăng

đã có những công bố về đường đồng mức nhiêt độ không khí ngoài nhà và vùng tiện

nghi nhiệt tại Hà Nội cũng như biểu đồ cảm giác nhiệt. PGS.TS Phạm Đức Nguyên

đã xây dựng thành công biểu đồ sinh khí hậu cho Hà Nội, Vinh,và một số thành phố

khác. PGS.TS Hoàng Huy Thắng nghiên cứu ứng dụng biểu đồ sinh khí hậu của

Olgyay vào kiến trúc nhiệt đới Việt Nam trong các công trình công cộng như trường

học và rạp xiếc.

Trần Quốc Thái (2006) với luận án Tiến sĩ: “Kiến trúc bền vững từ cách tiếp

cận thích ứng khí hậu địa phương (lấy vùng Hà Nội làm địa bàn nghiên cứu)”, bảo

vệ luận án ở Trường đại học Kiến trúc Hà Nội. Luận án đã xây dựng quan niệm toàn

diện về kiến trúc bền vững thích hợp với điều kiện Việt Nam, đưa ra các nguyên tắc

chung và các tiêu chí thiết kế với điều kiện khí hậu địa phương. Xây dựng các nhóm

giải pháp mang tính định hướng thiết kế, kiến trúc bền vững thích ứng với các điều

kiện khí hậu địa phương.

Với hướng nghiên cứu về thiết kế lớp vỏ bao che công trình kiến trúc, các tác

giả Michela Turrin, Peter von Buelow, Axel Kilian và Rudi Stouffs năm 2012 đã

xuất bản bài viết “Performative skins for passive climatic comfort A parametric

design process”(Lớp vỏ bao che bị động hiệu quả hướng tới tiện nghi khí hậu, một

tiến trình thiết kế tham số). Bài viết đề cập đến việc tiếp cận quá trình thiết kế lớp

mái lớn che phủ một số không gian công cộng trong đô thị như: các không gian trưng

bày mua sắm công cộng, quảng trường và các không gian chức năng khác. Trọng tâm

là tập trung vào việc tối ưu hóa quá trình thiết kế nhằm hướng tới một lớp mái có hiệu

quả cao trong việc chống lại các tác động xấu của môi trường.

Tại Việt Nam, GS.TS Nguyễn Hữu Dũng đã có những nghiên cứu về cấu trúc

của vỏ công trình kiến trúc. Các hội thảo khoa học toàn quốc “Kiến trúc nhiệt đới

40

Việt Nam – Định hướng và giải pháp” 2005, “Vật liệu xây dựng và kiến trúc nhiệt

đới” 2005 và “Bệnh nhiệt đới của công trình kiến trúc – Công nghệ và giải pháp”

2006 cũng đã có những nội dung liên quan.

Về nội dung liên quan đến hệ vỏ kép (DSF), khái niệm DSF xuất hiện vào đầu

năm 1849 và được áp dụng đầu tiên vào công trình công ty Steiff, Đức vào năm 1903.

Le Corusier đã thiết kế những cửa sổ rất lớn (một trong số đó cao hai tầng) với hai

lớp, tòa nhà Cité de Refuge, với những ống nhiệt đặt giữa hai lớp để ngăn sự chảy từ

xuống của dòng khí. Một công trình khác sử dụng DSF là Occidental Chemical Centre

(tòa nhà thương mại Hooker), đây là tòa nhà sử dụng DSF đầu tiên ở Bắc Mỹ. Hệ lớp

vỏ có thể tự động xoay để dẫn ánh sáng ban ngày vào công trình bên cạnh việc hấp

thụ năng lượng bức xạ. Điều đó mang lại hiệu ứng ống nhiệt, không khí ấm di chuyển

lên đến đỉnh, nơi nó được thu lại trong mùa lạnh và loại bỏ trong mùa nóng. Sau đó,

hàng loạt các nghiên cứu về DSF đã được công bố như bài viết "Le Corbusier and

the "Mur Neutralisant": An Early Experiment in Double Envelope Construction" của

Bryan, Harvey (1991), hay bài viết "The Tectonics of the Double Skin: Green

Building or Just more Hi-Tech Hi-Jinx?" của Meyer Boake, Terri (2002). Ngoài ra,

trong cuốn sách “Building and Environment” (2010) cũng có bài "The fluid

mechanics of the natural ventilation of a narrow-cavity double-skin facade" của

Mingotti, Nicola; Chenvidyakarn Torwong; Woods A. W đề cập đến những vấn đề

tương tự.

Về việc ứng dụng các phần mềm mô phỏng trong thiết kế kiến trúc,

PGS.TS.KTS. Nguyễn Anh Tuấn (Khoa Kiến trúc, Trường Đại học Bách khoa - Đại

học Đà Nẵng) đã có bài báo trên Tạp chí Kiến trúc số 07-2015 với tựa đề “Ứng dụng

các công cụ và phần mềm mô phỏng trong đổi mới đào tạo kiến trúc theo hướng bền

vững”. Tác giả nhận định việc sử dụng các công cụ và phần mềm mô phỏng trong

đào tạo giúp giảng viên dễ truyền tải những nội dung khoa học đến sinh viên đồng

thời giảm bớt chi phí và thời gian đào tạo do phải làm thí nghiệm hay khảo sát. Trong

thực tiễn hành nghề, giới KTS đang dần dần thừa nhận và áp dụng từng phần các

công cụ và phần mềm mô phỏng, đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt của chủ đầu tư và

các tiêu chuẩn, quy chuẩn “xanh”.

41

* Đánh giá kết quả đạt được của các nghiên cứu liên quan:

Các nghiên cứu đã phân tích ở trên đều liên quan đến một hoặc nhiều nội dung

của đề tài. Có những nghiên cứu về lớp vỏ công trình và giải pháp về thiết kế hệ vỏ

kép hoặc mặt đứng nhằm giảm thiểu tác động xấu của môi trường. Tuy nhiên, dường

như chưa có nghiên cứu đề cập một cách có hệ thống việc thiết kế mặt đứng nhà phố

theo phương pháp định lượng để giải quyết mối quan hệ giữa kiến trúc với khí hậu

để có được điều kiện tiện nghi vi khí hậu tốt nhất.

1.5 Các vấn đề trọng tâm cần giải quyết

Cần thiết lập mặt đứng nhà phố thích ứng dưới các tác động của khí hậu bên

ngoài và đảm bảo tiện nghi bên trong nhà tại TP.HCM. Thiết kế và xây dựng mặt

đứng nhà phố hiện nay chưa chú trọng đến vấn đề ứng xử với khí hậu địa phương dẫn

đến chưa đảm bảo hiệu quả . Bên cạnh đó, để xử lý tác động xấu của nắng hướng

Tây, các giải pháp tự phát và tạm thời được sử dụng đã làm ảnh hưởng bến bộ mặt

toàn tuyến phố.

Cần một cách thức tiếp cận mới dưới góc nhìn của KTS đối với các phương

pháp thiết kế định lượng. Các phương pháp thiết kế định lượng hiện nay có tính chất

khô khan, khó hiểu với KTS. Do đó, quá trình thiết kế mặt đứng nhà phố còn mang

nặng cảm tính và dựa vào kinh nghiệm là chính. Các giải pháp kiến trúc sư đưa ra

hầu như chưa được chứng minh tính hiệu quả.

42

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC CHO MẶT ĐỨNG NHÀ PHỐ THÍCH

ỨNG VỚI ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU TP.HCM ỨNG DỤNG PPTS

2.1 Cơ sở pháp lý

Hiện nay, luật quy hoạch, luật xây dựng hay luật về bảo vệ môi trường đã chỉ

rõ các nội dung liên quan đến thiết kế bền vững. Nhà nước ta cũng đã có các chương

trình TKNL cũng như chiến lược bảo vệ môi trường để tiết kiệm tài nguyên quốc gia.

Đây là cơ sở pháp lý quan trọng của luận án trong việc đề xuất các giải pháp về cấu

trúc MĐĐL nhà phố.

Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia số 09:2017/BXD về các công trình xây dựng sử

dụng năng lượng hiệu quả nêu rõ yêu cầu về mặt kỹ thuật đối với lớp vỏ và các trang

thiết bị sử dụng trong các công trình được xây dựng mới cũng như các công trình

được cải tạo. Trong đó, 2 chỉ số quan trọng của lớp vỏ gồm chỉ số truyền nhiệt qua

tường và mái là OTTV và chỉ số phản xạ BXMT là SRI. Ngoài ra các chỉ số khác như

chỉ số tỉ lệ diện tích cửa và tường WWR và hệ số che nắng SC... cũng được quy định

rõ. Trong đó, việc sử dụng có hiệu quả lớp vỏ công trình để đảm bảo tiện nghi nhiệt

bên trong công trình được đề cập nhưng không có các công trình đặc thù như nhà phố

TMDV.

TP.HCM đã ban hành nhiều quy định, quy chế liên quan đến mặt đứng nhà

phố. Năm 2007, UBND TP.HCM đã ban hành Quy định số 135/2007/QĐ-UBND về

kiến trúc nhà liên kế trong khu đô thị hiện hữu trên địa bàn TP.HCM. Quy định này

nêu rõ khu đô thị hiện hữu có hình thái khu đất theo dạng lô phố, với kiến trúc hiện

trạng chủ yếu là các loại nhà ở liên kế, nhà biệt thự và một số loại công trình khác

xen kẽ. Khi thiết kế kiến trúc nhà liên kế phải đảm bảo sự thống nhất, hài hòa về hình

thức, cao độ nền, chiều cao chuẩn ở vị trí mặt tiền nhà trên từng đoạn phố, tuyến phố

hoặc khu đô thị. Số tầng cao hoặc khoảng vượt ra của ban công phụ thuộc vào độ

rộng lộ giới. Ngoài ra trong quy định này còn nêu rõ về các tiêu chí cho trục đường

thương mại - dịch vụ như sau:

43

- Thuộc khu vực trung tâm thành phố, trung tâm quận - huyện hoặc là trục giao

thông quan trọng nối liền các trung tâm khu vực;

- Hiện trạng hoặc định hướng phát triển kinh tế - xã hội là trục đường tập trung

nhiều các hoạt động thương mại - dịch vụ ở mặt tiền đường;

- Chiều rộng lòng đường đảm bảo làn xe ôtô đậu và lưu thông, có vỉa hè đủ

rộng để đậu xe máy và người đi bộ lưu thông (trừ trường hợp tuyến đi bộ thương mại

được xác định cụ thể bởi cấp thẩm quyền).

Ngày 28 tháng 6 năm 2013, UBND TP.HCM cũng ra Quyết định số 3457/QĐ-

UBND về duyệt “Quy chế quản lý không gian, kiến trúc cảnh quan đô thị khu trung

tâm hiện hữu TP.HCM (930ha)”. Trong đó, những quy định riêng về về cao độ, màu

sắc, cảnh quan, mật độ xây dựng… của các công trình cho từng khu trong trung tâm

như phân khu 1, phân khu 2, khu vực quanh công viên 23/9, khu Tân Cảng, khu Ba

Son, khu bến Bạch Đằng… đã được nêu rõ. Quy chế này hướng dẫn công tác quản lý

cải tạo, chỉnh trang, bảo tồn và triển khai xây dựng công trình và quản lý kiến trúc

cảnh quan trong khu vực quận 1, một phần quận 3, quận 4, quận Bình Thạnh TP.HCM

trên cơ sở Đồ án quy hoạch chi tiết xây dựng đô thị (quy hoạch phân khu) tỷ lệ 1/2000

và thiết kế đô thị được duyệt cho các phân khu (Khu Lõi trung tâm Thương mại Tài

chính, Khu Trung tâm Văn hóa - Lịch sử, Khu bờ Tây sông Sài Gòn, Khu Thấp tầng,

Khu Lân cận CBD) của khu trung tâm hiện hữu TP.HCM.

Bên cạnh đó, Quyết định số 836/QĐ-UB-VX năm 1994 liên quan đến “Quy

định về hoạt động quảng cáo ngoài trời trên địa bàn thành phố Hồ Chí Minh” cũng

được ban hành. Quy định này có mục đích bảo vệ lợi ích của người tiêu dùng, bảo vệ

trật tự an toàn xã hội, bảo vệ mỹ quan và cảnh quan môi trường thành phố, bảo vệ

văn hóa dân tộc đồng thời khắc phục các thiếu sót và đưa hoạt động quảng cáo ngoài

trời trên địa bàn thành phố đi vào nề nếp, phù hợp với công tác phát triển đô thị. Về

việc lắp đặt bảng quảng cáo, QCVN 17:2013/BXD của Bộ Xây dựng quy định về Quy

chuẩn kỹ thuật quốc gia về phương tiện quảng cáo ngoài trời cũng đã có nêu rõ các

quy chuẩn kỹ thuật về kích thước và vị trí lắp đặt đối với bảng quảng cáo tại công

trình nhà ở riêng lẻ. Tuy nhiên, QCVN này vẫn chưa có đề cập đến vấn đề kỹ thuật

lắp đặt bảng quảng cáo để đảm bảo tiện nghi bên trong công trình.

44

2.2 Cơ sở lý luận

2.2.1 Mối quan hệ giữa kiến trúc và khí hậu

Hội thảo khoa học “Kiến trúc nhiệt đới Việt Nam – Định hướng và giải pháp

lần thứ nhất, Bộ xây dựng, 2005 [2] có nhận định: kiến trúc và khí hậu có mối quan

hệ qua lại 2 chiều. Trong đó, các điều kiện khí hậu (tham số khí hậu) là không thay

đổi dẫn đến kiến trúc cần ứng xử về công năng để hạn chế các tác động bất lợi và

phát huy các ưu điểm trong sử dụng cũng như tổ chức không gian hình khối. Ngược

lại, kiến trúc có thể làm thay đổi hoặc điều tiết vi khí hậu bên trong nhà cũng như vi

khí hậu liền kề phía ngoài nhà [34]. Các xu hướng kiến trúc đương đại ngày nay đều

cố gắng cân bằng mối quan hệ giữa kiến trúc và khí hậu để mang lại hiệu quả tối ưu

(Sơ đồ 2.1).

Sơ đồ 2.1 Mối quan hệ giữa kiến trúc và khí hậu [5]

Kiến trúc là sản phẩm của con người có tính lịch sử nhằm tạo ra không gian

có thể sinh sống và giao tiếp cộng đồng. Khí hậu là sản phẩm của tự nhiên, được tạo

ra dưới dự biến đổi không ngừng của bầu khí quyển, dựa trên các quy luật vật lý và

đặc trưng của các vùng miền trên trái đất. Hai sản phẩm này dường như thuộc hai lĩnh

vực hoàn toàn khác nhau, tuy nhiên chúng lại có mối liên hệ rất chặt chẽ [34]. Đây

không phải là sự liên hệ một chiều mà là một chuỗi tuần hoàn các hành động và phản

ứng của con người đến sự thay đổi của khí hậu, là mối quan hệ qua lại hai chiều.

Mục đích chính của kiến trúc là thiết lập một lớp vỏ nhằm tạo nên không gian

vật lý cũng như môi trường xã hội và thẩm mĩ nơi con người sinh sống. Ảnh hưởng

45

của kiến trúc lên khí hậu thông thường là rất nhỏ và cục bộ, chỉ diễn ra tại không gian

bên trong và một phần không gian cận kề bên ngoài công trình.

Tuy nhiên với sự phát triển của khoa học và công nghệ, sự liên kết trực tiếp

này dường như bị làm cho suy yếu. Trong các thời đại trước, các nguồn năng lượng

chính phục vụ cho hoạt động của tòa nhà có nguồn gốc chuyển đổi từ mặt trời. Ở một

số trường hợp thì sự chuyển đổi này là trực tiếp. Ở một số trường hợp khác, sự chuyển

đổi này là gián tiếp, ví dụ như luồng gió - được tạo ra bởi sự khác biệt nhiệt độ giữa

các bề mặt trái đất – được tận dụng để điều chỉnh lượng nhiệt trong các tòa nhà hay

cảm giác nhiệt của con người. Sự khác biệt về nhiệt độ giữa các bề mặt này là do sự

tiếp nhận năng lượng mặt trời khác nhau. Trong thời đại ngày nay, đa số hoạt động

của các tòa nhà đều phụ thuộc vào một loại năng lượng khác – năng lượng của nguyên

liệu hóa thạch [34]. Nguồn nguyên liệu này được sử dụng nhiều do đạt được hiệu quả

rất cao trong việc tạo nên các dạng năng lượng khác nhau, đặc biệt là năng lượng điện

- một dạng năng lượng không thể thiếu để vận hành các hệ thống điều hòa không

khí. Tuy nhiên các nguồn nguyên liệu có một hạn chế lớn nhất đó chính là sự giới

hạn về số lượng trên trái đất.

Ngày nay, với sự phát triển ngày càng vượt bậc của công nghệ nhiên liệu hóa

thạch, có lẽ đỉnh điểm là sự lựa chọn bỏ qua hầu hết sự ảnh hưởng của các yếu tố khí

hậu. Điều này có vẻ là một nghịch lý tuy nhiên mối quan hệ giữa kiến trúc và khí hậu

sẽ được thay đổi theo một chiều hướng mới. Mặc dù là một dạng sản phẩm của khí

hậu địa phương, kiến trúc giờ đây có thể thay đổi chính nó để có thể điều chỉnh vi khí

hậu bên trong, cận kề công trình và hướng tới quy mô toàn cầu.

Biến đổi khí hậu (BĐKH) theo Công ước khung về BĐKH (UNFCCC) là sự

thay đổi của khí hậu do sự đóng góp trực hoặc gián tiếp từ các hoạt động của con

người làm thay đổi các thành phần của khí quyển, bổ sung thêm cho những biến động

khí hậu tự nhiên được quan trắc trong một thời gian khá dài. Nói một cách đơn giản

hơn đó là hiện tượng nhiệt độ của khí quyển trái đất tăng lên ngày càng cao do hiệu

ứng nhà kính dẫn đến các hiện tượng: Bão, giông lốc và mưa lớn; Lũ, lũ quét và sạt

lở đất; nắng nóng; mực nước biển dâng; sa mạc hóa và hạn hán. Các hiện tượng thời

46

tiết bất thường này có ảnh hưởng đến nhiều lĩnh vực đời sống, xã hội cũng như tác

động trực tiếp và gián tiếp đến kiến trúc.

Theo TS.KTS Vương Hải Long trên Tạp chí kiến trúc số tháng 3 năm 2022,

Các giải pháp liên quan đến kiến trúc nhằm thích ứng với BĐKH bao gồm giải pháp

chính sách, quản lý; giải pháp kiến trúc quy hoạch; giải pháp thiết kế kiến trúc sử

dụng không gian “xanh”; tiết kiệm tài nguyên và khai thác năng lượng tái tạo.

Mặt đứng nhà phố cũng có mối quan hệ qua lại với khí hậu địa phương. Do

đó, khi nghiên cứu về mặt đứng nhà phố, cần phải xem xét một hệ thống bao gồm cả

mặt đứng và các yếu tố khí hậu tác động. Trong nghiên cứu này, mối quan hệ trên

phải được giải quyết bằng phương pháp có tính định lượng nhằm bảo đảm hiệu quả

tiện nghi bên trong.

Trong giới hạn của luận án, yếu tố nhiệt và ánh sáng được chọn để giải quyết

mối quan hệ giữa kiến trúc với khí hậu

2.2.2 Kiến trúc thích ứng

Từ những năm đầu thế kỷ 20, khi các đô thị lớn trên thế giới lúc này đang đối

mặt với các vấn đề liên quan giữa công trình – tự nhiên và xã hội – con người vì suốt

một thời gian dài kiến trúc hiện đại thống lĩnh đã quá chú trọng trong việc tạo ra các

môi trường giả tạo, chạy theo chủ nghĩa có hình thức nhưng tiêu xài phung phí năng

lượng và tài nguyên thiên nhiên trái ngược với những vẻ trong ngoài hiện đại nhưng

vô cảm, nổi bật hơn hết là việc thiếu ứng xử với sinh thái tự nhiên (thiên nhiên, khí

hậu, môi trường) và sinh thái nhân văn (con người, văn hoá, xã hội).

Kiến trúc thích ứng (KTTU) đầu tiên đến từ nhiều quan điểm sơ khai từ những

năm đầu thế kỷ 20, như John Russkin kêu gọi xây dựng một mô hình phát triển dựa

trên sự hài hoà với các quy luật tìm thấy trong tự nhiên; William Morris quay về

những giá trị tìm thấy ở thủ công địa phương trong việc thuần hoá năng lượng;

Lethaby kêu gọi các KTS tôn trọng vẻ đẹp của các quy luật tự nhiên; Ebeneezer

Howard nỗ lực dung hoà sự phát triển giữa đô thị và nông thôn… Đặc biệt, những tư

tưởng kiến trúc thích ứng với sinh thái tự nhiên và nhân văn dung dị đầu tiên ẩn chứa

qua các tác phẩm kinh điển của các KTS lỗi lạc như “Năm nguyên tắc trong thiết kế

nhà ở” Le Corbusier, “Không gian gắn liền với thiên nhiên” Frank Lloyd Wright,

47

“Thiết kế tự bền vững” Buckminster Fuller… đến mức độ có thể khẳng định rằng

những tư tưởng này chính là tiền thân của KTTU hiện đại.

Cũng giai đoạn này ở các nước Âu, Mỹ đã bắt đầu nghiên cứu mối quan hệ

giữa kiến trúc và khí hậu, kiến trúc với bản địa… Đến những năm 30 trở lại, từ sự lý

giải sâu sắc về sinh học, người ta đã nhận thức được rằng: Chỉ có con người với tính

thích ứng cao mới có thể tồn tại trong các vùng khí hậu khác nhau trên trái đất và cho

rằng kiến trúc phải tuân thủ quá trình Khí hậu → Sinh vật → Kỹ thuật → Kiến trúc.

Lúc này hàng loạt các kiến trúc thích ứng tiên phong ra đời, phát triển mạnh mẽ và

ảnh hưởng quan trọng đến thiết kế kiến trúc sau này như: Thiết kế kiến trúc thích ứng

với khí hậu ở Đức năm 70, KTS Charles Correa, Ấn Độ đã nghiên cứu kết hợp tính

bản địa với thực tiễn vào thiết kế của mình và đề xuất phương pháp luận thiết kế

“Forms follow climate”… Trào lưu xây dựng công trình KTTU với sinh thái tự nhiên

và nhân văn tại châu Á có vẻ chậm bước so với Mỹ và châu Âu nhưng dần trên đà

phát triển mạnh mẽ.

Dựa trên sợi chỉ đỏ xuyên suốt kể trên, thuật ngữ “Kiến trúc thích ứng” dần

được hình thành, đó là lời giải đáp cho những gì mà mọi người hay ám chỉ tới khi họ

muốn nói về sự linh hoạt, sự tương tác và sự đáp ứng của các công trình kiến trúc đối

với sự thay đổi của môi trường và xã hội.

Lúc này một công trình thiết kế KTTU phải đạt được những nội dung: Lựa

chọn địa điểm xây dựng, đặt ra trong điều kiện sinh thái; tận dụng điều kiện khí hậu,

môi trường, vật liệu địa phương, năng lượng sạch; đảm bảo suất đầu tư; sử dụng vật

liệu kỹ thuật mới, sáng tạo, hình thức kiến trúc đa dạng, mật độ xây dựng gắn với

cảnh quan thiên nhiên, lựa chọn những giải pháp kỹ thuật phù hợp với thực tế; không

chỉ nghiên cứu bản thân công trình kiến trúc, mà còn cả môi trường, kết hợp một cách

hữu cơ các yếu tố: Thảm thực vật, sông, núi và kiến trúc với nhau, làm cho kiến trúc

trở thành một bộ phận của môi trường rộng lớn. Các công trình KTTU có thể sử dụng

các nguyên, vật liệu, cũng như các phương pháp xây dựng tiêu tốn ít năng lượng, tận

dụng những nguyên, vật liệu khai thác ở bản địa, kết hợp ánh sáng thông gió tự

nhiên…

2.2.3 Thiết kế bị động (passive design)

48

Thiết kế bị động là việc sử dụng cách thức tổ hợp thành phần, vật liệu và hình

dáng kiến trúc để làm giảm thiểu hoặc loại bỏ các nhu cầu sử dụng năng lượng chủ

động như làm mát, sưởi ấm, thông gió và chiếu sáng cơ học. Trong thiết kế bị động,

công tác quy hoạch định hướng không gian để kiểm soát lượng BXMT và tăng cường

ánh sáng ban ngày là rất quan trọng. Bên cạnh đó, điều chỉnh hình dạng và kết cấu

của tòa nhà để tạo điều kiện cho thông gió tự nhiên và sử dụng hiệu quả khối nhiệt

có thể giúp giảm nhiệt độ cao nhất bên trong.

Các tòa nhà thiết kế bị động có các đặc tính được điều chỉnh để phù hợp với

các điều kiện khí hậu bên ngoài và duy trì các điều kiện tiện nghi bên trong bằng cách

sử dụng các nguồn năng lượng một cách tối thiểu (Hình 2.1).

Thiết kế bị động tối đa hóa việc sử dụng các nguồn sưởi, làm mát và thông gió

“tự nhiên” để tạo điều kiện tiện nghi bên trong các tòa nhà. Các yếu tố như BXMT,

không khí ban đêm mát mẻ và chênh lệch áp suất không khí được khai thác để thay

đổi môi trường bên trong mà không sử dụng đến hệ thống cơ hoặc điện. Ngược lại

với thiết kế bị động là “thiết kế chủ động” - các hệ thống cơ điện trong tòa nhà được

sử dụng để tạo điều kiện tiện nghi, như lò sưởi và thiết bị làm lạnh, thông gió cơ khí,

chiếu sáng điện ... Các tòa nhà nói chung thường sẽ chứa cả các giải pháp chủ động

và bị động.

Hình 2.1 Thiết kế bị động tận dụng các nguồn năng lượng tự nhiên [72]

Hệ thống lai (hybrid) sử dụng hệ thống chủ động để hỗ trợ các giải pháp bị

động như thông gió thu hồi nhiệt, hệ thống nhiệt mặt trời, máy bơm địa nhiệt, ... Do

đó, thiết kế kiến trúc nên hướng tới việc tối đa hóa tiềm năng của các giải pháp bị

49

động, trước khi đưa ra các hệ thống lai hoặc hệ thống chủ động. Điều này có thể làm

giảm chi phí và giảm năng lượng tiêu thụ của tòa nhà.

Thiết kế bị động có thể bao gồm việc làm mát bị động, sưởi ấm bị động và

thông gió bị động (hoặc thông gió tự nhiên). Qua đó, các yếu tố về địa điểm, cảnh

quan, phương hướng, khối tích, che nắng, lựa chọn vật liệu, lưu nhiệt, vật liệu cách

nhiệt, bố cục bên trong, vị trí của các khe hở cho phép sự xâm nhập của BXMT, ánh

sáng và thông gió cần được xem xét [72].

Một tòa nhà thấp tầng được thiết kế theo hướng đón gió chủ đạo với các lỗ mở

ở cả hai phía, và nhận ánh sáng mặt trời xuyên qua giữa tòa nhà sẽ làm giảm nhu cầu

chiếu sáng nhân tạo và thông gió cơ khí. Với các tòa nhà cao tầng hơn, hệ thống thông

gió kết hợp ở các tầng có thể được sử dụng để đưa không khí trong lành vào nhà và

có thể sử dụng hành lang hoặc sân trong để cho phép ánh sáng vào trung tâm của mặt

bằng.

Khó khăn phát sinh khi các tòa nhà có các thành phần hoặc không gian ngăn

chặn ánh sáng và các luồng không khí di chuyển vào trong hoặc bị hạn chế không thể

mở cửa sổ vì các vấn đề về tiếng ồn hoặc chất lượng không khí. Điều này dẫn đến

việc cần đưa ra các giải pháp bị động phức tạp hơn, chẳng hạn như tường giữ nhiệt,

ống khói mặt trời (hoặc ống khói nhiệt), mê cung nhiệt ...

Tình hình còn phức tạp hơn nữa đối với các điều kiện khí hậu khác nhau, sự

thay đổi mùa và sự chuyển đổi từ ngày sang đêm, do đó thiết kế bị động có thể phải

cho phép các phương thức hoạt động khác nhau. Ví dụ như cần thiết kế để thu nhiệt

bên ngoài để giữ nhiệt ở bên trong với các nước ôn đới - cách nhiệt bên ngoài và thoát

nhiệt bên trong với các nước nhiệt đới.

Thông thường, các vấn đề này có thể được xử lý thông qua các biện pháp như

ô văng, cửa chớp, mái che cho phép ánh sáng mặt trời vào tòa nhà ở các tầng thấp

vào mùa đông nhưng chặn ánh nắng mùa hè ở cao hơn. Các giải pháp lưu nhiệt có

thể được sử dụng để lưu nhiệt vào ban ngày và sau đó có thể thoát nhiệt ra bên ngoài

vào ban đêm. Ngay cả những cây có khả năng rụng lá cũng có thể được sử dụng trong

thiết kế bị động, lá của chúng che nắng cho các tòa nhà vào mùa hè, nhưng sau đó

cho phép BXMT xuyên qua các cành trần của chúng trong mùa đông.

50

Nhiệt trong công trình có liên quan đến hoạt động của con người, các hoạt

động của hệ thống máy móc hoặc sự bố trí các vật dụng bên trong. Ví dụ, trong một

văn phòng nhỏ từ 5 đến 9 người với số lượng thiết bị được lắp đặt vừa phải, có thể sử

dụng biện pháp lưu nhiệt vào ban ngày và sau đó để thoát nhiệt ra ngoài và làm mát

khi tòa nhà không có người vào ban đêm. Điều này có thể không thực hiện được với

một tòa nhà như bệnh viện liên tục có người ở.

Giải pháp thiết kế bị động cần được xem xét sớm ngay từ khâu lên ý tưởng,

đòi hỏi sự làm việc chặt chẽ và tích hợp của toàn bộ nhóm thiết kế với các lãnh vực

khác nhau. Đối với cách làm truyền thống theo từng bước, trong đó KTS thiết kế một

tòa nhà rồi chuyển giao cho kỹ sư tính kết cấu và cuối cùng là các kỹ sư điện nước

thì khó có thể đạt được kết quả như ý [72].

Thiết kế bị động có thể là sự tham gia của cả những người sử dụng công trình

như việc phải tự mở cửa sổ, tắt đèn, điều chỉnh cửa gió ... Điều này đòi hỏi sự hướng

dẫn để những người sử dụng có thể hiểu được tòa nhà và vận hành nó một cách hiệu

quả.

Hiệu ứng đảo nhiệt đô thị là một hiệu ứng được tìm thấy trong môi trường đô

thị, nơi bề mặt cứng và hấp thụ nhiệt chiếm ưu thế dẫn đến nhiệt độ môi trường cao

hơn so với môi trường nông thôn. Người ta nhận thấy rằng chỉ cần lựa chọn các vật

liệu có màu sáng hơn phản xạ bức xạ mặt trời thay vì hấp thụ nó có thể làm giảm

đáng kể nhiệt độ đô thị và do đó nhu cầu về các hệ thống chủ động để cung cấp khả

năng làm mát được giảm đi [72].

2.2.4 Tiện nghi vi khí hậu

Điều kiện tiện nghi (ĐKTN) là tình trạng của môi trường xung quanh thoả mãn

các yêu cầu lao động, sinh hoạt của con người. Có rất nhiều yếu tố của môi trường

xung quanh tác động đến con người tạo nên ĐKTN là nhiệt độ, độ ẩm, vận tốc gió,

BXMT, âm thanh, màu sắc, ánh sáng, mùi vị, các yếu tố vệ sinh, các yếu tố kinh tế,

tính ổn định của công trình (rung, dao động...), việc cơ giới hoá và tính an toàn của

thiết bị sử dụng, trạng thái tâm sinh lí...

Do đặc tính cá nhân của con người nên những yếu tố tạo nên ĐKTN ở một số

người này lại không thích hợp với những người khác. Vì thế, thông thường, kết luận

51

một môi trường đạt ĐKTN là có khoảng 70 - 80% số người thoả mãn với môi trường

đó. ĐKTN có tính đến tác động của tất cả các yếu tố kể trên được gọi là ĐKTN chung.

Trong trường hợp chỉ tính đến tác động của từng yếu tố riêng biệt được gọi là ĐKTN

riêng biệt như ĐKTN nhiệt, ĐKTN ánh sáng... Ví dụ, theo định nghĩa của Hội kĩ thuật

sưởi ấm, thông gió và điều hoà không khí Hoa Kỳ thì ĐKTN nhiệt là tình trạng của

môi trường được phản ánh bởi trạng thái có ý thức của con người biểu thị cảm giác

thoả mãn với nhiệt độ của môi trường xung quanh.

Các yếu tố thuộc điều kiện tiện nghi thường được xác định thông qua các tính

toán vật lý kiến trúc. Đây là một ngành khoa học ứng dụng nghiên cứu những đặc

điểm liên quan đến nhiệt ẩm, âm thanh và ánh sáng của các thành phần kiến trúc công

trình (mặt đứng, mái, cửa sổ, vách ngăn…), không gian phòng, các công trình và

nhóm công trình kiến trúc. Mối quan tâm chủ yếu của nó là nhu cầu về nhiệt, âm và

chiếu sáng tự nhiên của người sử dụng. Vật lý kiến trúc bị ràng buộc bởi những nhu

cầu của công trình phải tạo ra môi trường tiện nghi bên trong bảo vệ con người chống

lại những tác động bất lợi của điều kiện khí hậu, đồng thời tận dụng những ưu thế mà

điều kiện khí hậu có thể mang lại. Như vậy thiết kế kiến trúc dựa trên cơ sở nghiên

cứu vật lý kiến trúc là tìm kiếm những giải pháp liên quan đến nhiệt, âm và chiếu

sáng để kiến trúc có thể thích ứng với điều kiện khí hậu ở mức độ cao nhất và tạo ra

(b)

(a)

môi trường tiện nghi cho các hoạt động sống của con người.

Hình 2.2 Vùng tiện nghi của Olgyay (a) và biểu đồ sinh khí hậu của Givoni (b)

52

(a)

(b)

Hình 2.3 Các đường đồng mức nhiệt độ (a) Biểu đồ cảm giác nhiệt (b)

Liên quan đến ĐKTN, KTS Olgyay người Hungari là người đầu tiên phác thảo

các vùng tiện nghi trong kiến trúc. Baruch Givoni người Israel với quyển sách “Man,

Climate and Architecture” cũng đã có nghiên cứu liên quan đến nội dung này đặc

biệt là biểu đồ sinh khí hậu (Hình 2.2) và phương pháp cộng biểu đồ.

Tại Việt Nam, GS. TSKH. Phạm Ngọc Đăng đã có những nghiên cứu về đường

đồng mức nhiệt độ không khí ngoài nhà và vùng tiện nghi nhiệt tại Hà Nội cũng như

biểu đồ cảm giác nhiệt (Hình 2.3).

Hình 2.4 Biểu đồ sinh khí hậu (Nguồn: Phạm Đức Nguyên, 2012)

53

Năm 2005, PGS.TS. Phạm Đức Nguyên đã dựa trên cơ sở tiếp thu và so sánh

với các nghiên cứu liên quan để kiến nghị BĐSKH xây dựng Việt Nam. Trong đó,

đường màu đỏ là của Givoni cho các nước đang phát triển có khí hậu nóng, đường

màu xanh là của Markus & Morris, các đường đen là chuyển đổi nghiên cứu của các

tác giả Việt Nam (Hình 2.4). BĐSKH xây dựng Việt Nam có các đường giới hạn như

sau: Vùng tiện nghi (kí hiệu: 4): giới hạn độ ẩm (giới hạn dưới 20%, giới hạn trên

90%), giới hạn nhiệt độ (giới hạn dưới 200C, giới hạn trên 350C); Vùng mát khô (kí

hiệu: 5) và mát ẩm (kí hiệu: 6). Vùng mát khô và mát ẩm là vùng có nhiệt độ nằm

trong giới hạn tiện nghi, nhưng độ ẩm quá thấp (  20%, V5) hoặc quá cao ( =90-

100%, V6) nằm ở phía dưới và phía trên của vùng tiện nghi.

Khí hậu TP.HCM đạt phần lớn 77.1% thuộc vùng 4 (tiện nghi), 16% thuộc vùng

6 (mát) và chỉ có 6.4% thuộc vùng 7 (nóng) (Hình 2.5). Do đó, thiết kế sinh khí hậu

cho nhà phố tại TP.HCM chỉ cần tập trung vào giải quyết chống nóng cho các nhà

phố chịu ảnh hưởng nhiều bởi nắng hướng Tây.

Hình 2.5 Tần suất xuất hiện(% năm) kiểu thời tiết theo các vùng sinh khí hậu (Nguồn : Phạm Đức Nguyên, 2012)

Tiện nghi nhiệt: Là cảm giác hài lòng về nhiệt độ của cơ thể con người. Tiện

nghi nhiệt đạt được khi có sự cân bằng trao đổi nhiệt giữa cơ thể và môi trường. Như

vậy, tiện nghi nhiệt chịu sự chi phối của 2 yếu tố: bản thân con người và yếu tố môi

trường. Trên thực tế 2 yếu tố kể trên được chia làm 6 nhân tố chính, ảnh hưởng đến

sự trao đổi nhiệt giữa con người và môi trường, cũng chính là ảnh hưởng đến tiện

nghi nhiệt (ASHRAE 55). Trong đó, 2 nhân tố liên quan đến tập tính của bản thân

con người là trang phục, nhiệt sinh lý. 4 nhân tố liên quan đến điều kiện môi trường

là nhiệt độ không khí (air temperature), nhiệt độ bức xạ (radiant temperature) của các

bề mặt bao quanh, vận tốc không khí (air speed) và độ ẩm không khí (humidity). Ví

54

dụ nếu có quá nhiều độ ẩm trong không khí có thể gây cảm thấy ẩm ướt và khó chịu,

nếu có quá ít thì mắt, cổ họng, da bị khô nên cũng gây cảm giác khó chịu. Không khí

ngột ngạt, cũ, hay không khí di chuyển quá nhanh cũng đều có thể gây khó chịu - một

làn gió làm mát trong mùa hè mang cảm giác dễ chịu nhưng có thể là đem đến cảm

giác lạnh khó chịu trong mùa đông.

Tiện nghi ánh sáng: Là cảm giác hài lòng, dễ chịu về khả năng nhìn của mắt

người trong không gian sử dụng. Ánh sáng là một trong những yếu tố môi trường có

vai trò quan trọng, ảnh hưởng lớn đến năng suất làm việc và sức khỏe của con người.

Những người làm việc trong môi trường đầy đủ ánh sáng, không gian thoải mái sẽ có

xu hướng vui vẻ, hòa đồng và dễ hài lòng trong công việc, giảm tỷ lệ bệnh tật và các

dị tật về mắt. Ngược lại, những người làm việc trong môi trường ánh sáng tù túng

(thiếu ánh sáng tự nhiên) thì họ sẽ có xu hướng hay cáu gắt, căng thẳng và dễ mắc

các bệnh liên quan về mắt (Tạp chí Kiến trúc, 10-2019).

Cũng như tiện nghi nhiệt, tiện nghi ánh sáng phụ thuộc vào 2 yếu tố con người

và môi trường bao quanh. Yếu tố chủ quan của con người có thể kể đến như độ tuổi,

giới tính, văn hóa, chủng tộc, yêu cầu về thẩm mỹ… Yếu tố về môi trường bao gồm

3 điều kiện chính sau:

Độ chiếu sáng (độ rọi – Illuminance) được định nghĩa như lượng ánh sáng

nhận được trên một đơn vị diện tích. Độ chiếu sáng cần phải phù hợp với hoạt động

của người ở, cũng như là mục đích sử dụng của tòa nhà;

Độ chói (Luminance) được định nghĩa như cường độ ánh sáng cảm nhận bởi

mắt người, của một nguồn sáng trên một đơn vị diện tích theo một phương xác định.

Nói một cách ngắn gọn, khi mắt người nhìn vào một bề mặt cố định (góc nhìn cố

định), độ chói cho biết độ mạnh của ánh sáng nhận thấy bởi mắt;

Độ hoàn màu (Color Rendering Index – CRI) là chỉ số cho biết độ trung thực

về màu sắc của không gian/vật thể của ánh sáng so với ánh sáng tự nhiên của mặt

trời. Ánh sáng có độ hoàn màu càng cao sẽ tạo cảm giác không gian trong suốt, màu

sắc trung thực, dễ chịu.

Theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 09:2017/BXD, tiêu chuẩn Việt Nam

TCVN 7114-1:2008, quy chuẩn xây dựng Việt Nam QCVN 12:2014/BXD và quyết

55

định của Bộ Y tế QĐ/BYT 3733/2002, tiêu chuẩn về ánh sáng trong phòng được rút

ra như trong Bảng 2.1.

Bảng 2.1 Tiêu chuẩn ánh sáng trong phòng (Nguồn: QCVN 12:2014/BXD)

Yêu cầu

STT Không gian chức năng

Chỉ số hoàn

Mật độ công

Giới hạn hệ số

Độ rọi (lux) Độ đồng đều

màu

suất (W/m2)

chói lóa

≥80

≤13

Phòng khách

≥300

0.7

≥80

≤8

Phòng ngủ

≥100

0.7

≥80

≤13

Phòng bếp, phòng ăn

≥500

0.7

≥60

≤7

Hành lang, ban công

≥100

0.5

≥60

≤7

Tầng hầm (đỗ xe)

≥70

0.5

Ngoài ra, tiện nghi âm thanh cũng là một trong các ĐKTN, là cảm giác yên

bình, thoải mái của một cá nhân sống hoặc hoạt động trong không gian liên quan đến

môi trường âm thanh nội tại và bên ngoài (giao thông tạo ra tiếng ồn, thiết bị, hoạt

động, khu phố). Tiện nghi âm thanh là cung cấp sự thoải mái về âm thanh bao gồm

giảm thiểu tiếng ồn xâm nhập và để duy trì sự hài hòa âm thanh trong các không gian

sống. Trong giới hạn của luận án, khả năng ngăn chặn tiếng ồn của mặt đứng không

được lựa chọn tính toán.

2.2.5 Phương pháp tham số

Hình 2.6 Quá trình thử các giá trị khác nhau của tham số để tìm đầu ra mong muốn

Trong toán học, khoa học máy tính, và các chuyên ngành liên quan, “thuật

toán” (Algorithm) là một phương pháp hiệu quả để giải quyết một vấn đề thể hiện

dưới dạng một chuỗi hữu hạn các hướng dẫn. Các thuật toán được sử dụng để tính

56

toán, xử lý dữ liệu và các lĩnh vực khác. Mỗi thuật toán là danh sách các hướng dẫn

cũng như các quy định để hoàn thành một nhiệm vụ. Bắt đầu từ một trạng thái ban

đầu, các hướng dẫn mô tả các cách thức tính toán thông qua một loạt các bước liên

tiếp, cuối cùng chấm dứt ở trạng thái kết thúc. Việc chuyển đổi các bước kế tiếp nhau

có thể không nhất thiết phải xác định, một số thuật toán có thể được gọi là thuật toán

ngẫu nhiên, kết hợp ngẫu nhiên.

Trong giới hạn của luận án này, thiết kế kiến trúc theo phương pháp tham số

được xem là phương pháp thiết kế dựa trên tư duy “thuật toán”, biểu diễn mối quan

hệ giữa trạng thái kiến trúc đầu vào và trạng thái kiến trúc đầu ra (kết quả) bằng hàng

loạt các bước kế tiếp nhau quy định bởi mối liên hệ, công thức… giữa các các tham

số. Khi cho các tham số thay đổi giá trị sẽ có sự thay đổi kết quả. So sánh các kết quả

với nhau nhằm tìm ra kết quả mong muốn với giá trị các tham số tương ứng, dựa trên

kết quả này để xây dựng giải pháp kiến trúc (Hình 2.6).

Xây dựng hệ thống tham số (HTTS) là việc xác định một tập hợp các tham số

của hệ thống bao gồm số lượng và mối quan hệ giữa các tham số nhằm thỏa mãn yêu

cầu khảo sát, đánh giá trạng thái cuối cùng hoặc kết quả mong muốn đầu ra. Xây

dựng HTTS cho kiến trúc chính là công việc lượng hóa, tham số hóa kiến trúc rồi

thử các giá trị khác nhau của tham số để tìm ra các giá trị phù hợp, tối ưu → giá trị

này giúp kiến trúc đạt trạng thái mong muốn.

“Hình thể của một ngôi nhà không phải là vô định hình, không phải là dạng

tự do mà trái lại việc xây dựng nó sẽ theo những ranh giới xác định tùy thuộc và

những nhu cầu của cuộc sống. Hình thể hay hình thức của nó được quyết định vào

những tiến trình trong cuộc sống.” (Frederick Kiesler, 1960).

Thiết kế tham số không phải là quá to tát xa lạ với giới KTS. Từ kim tự tháp

cổ đại đến những công trình đương đại, tòa nhà được thiết kế và xây dựng với việc

cân nhắc trước sự thay đổi của lực tác động, thời tiết, công nghệ, nhu cầu sử dụng, cá

tính, thiết đặt, văn hóa và tâm trạng… Máy tính không phải là thứ phát minh ra việc

thiết kế tham số hay định nghĩa lại hoặc tuyên bố mới về xu hướng kiến trúc này, nó

chỉ cung cấp một công cụ hữu hiệu mà qua đó KTS có thể thiết kế và xây dựng những

57

công trình mang tính cách mạng có độ chính xác cao về tính chất cũng như số lượng

các thành phần để phù hợp hơn với các điều kiện ràng buộc.

Hình 2.7: Đường cong spline (Nguồn: Autodesk, 2017)

Hội nghị được tổ chức bởi Trung tâm kiến trúc Boston (năm 1964) đã chỉ rõ

rằng kỷ nguyên điện tử đã ảnh hưởng sâu sắc đến việc thiết kế công trình. Lúc này,

việc sử dụng máy tính để tính toán biên dạng phức tạp và giả lập hành trình bày theo

thời gian thực trong ngành công nghiệp hàng không đã làm mê hoặc giới KTS. Tuy

nhiên, mãi đến những năm 1980 mới có những bước tiến đột phá và thiết kế tham số

mới trở nên thực sự mang lại lợi ích cho giới kiến trúc. Sự tiến bộ trong lĩnh vực

nghiên cứu hình thái cấu trúc của động và thực vật đã góp phần đẩy mạnh thực hành

thiết kế tham số.

Trong tự nhiên từ lâu đã hình thành các hệ thống cấu trúc phức tạp mà qua đó

các kiến trúc sư, nhà thiết kế đã học tập và áp dụng vào việc xây dựng cấu trúc, mô

hình tổ chức đô thị, công trình kiến trúc. Ví dụ Louis Sullivan, Mies van der Rohe và

những KTS khác bị ảnh hưởng, cuốn hút bởi các tác phẩm về hình thái học trong tự

nhiên của Goethe (Metamorphosis of Plants, 1790), E.S. Russell (Form and function,

1916) và R.H. Francé (Plants as inventors, 1920)… Mặc dù “hình thái học” đã được

D’Arcy Thompson nghiên cứu, phân tích sâu sắc trong tác phẩm “On Growth and

Form” (xuất bản 1917, tái bản 1942) cùng với mô hình toán học của các mẫu cấu trúc

sinh học được phát triển bởi Alan Turing (1952) và Aristid Lindenmayer (1968), hình

thái học vẫn trở thành một ngành khoa học buồn chán, khó hiểu giữa thế kỷ XX. Theo

lý thuyết về “ hình thức chảy” (flowing forms) của Kiesler, rất khó để có thể đo vẽ

chính xác chi tiết những cấu trúc sống và các mô hình phức tạp của đời sống hữu cơ.

Tuy nhiên, trong tác phẩm “The Fractal Geometry of Nature” (Benoit Mandelbrot,

58

1982) và lý thuyết về Fractal của K. J. Falconer (1990), máy tính nổi lên như một

công cụ để mô phỏng sự hình thành các dạng sinh học (hình thái học). Một số yếu tố

hay điều kiện ảnh hưởng đến sự phát triển của các sinh vật biển và thực vật đơn giản

khác có thể đo được như ánh sáng, dòng hải lưu, dinh dưỡng... qua đó có thể phân

tích, xây dựng lại bằng các mô hình tham số trong máy tính. Tương tự trong kiến

trúc, các nhà thiết kế cuối những năm 1980 đến giữa những năm 1990 bắt đầu sử

dụng máy tính cùng với phần mềm được phát triển bên ngành hàng không và điện

ảnh để mô phỏng hình thái kiến trúc, tăng sự sinh động cho phương án thiết kế.

KTS Greg Lynn là nhà lý luận và thiết kế tiên phong trong việc sử dụng máy

tính để tạo ra kiến trúc “Blob” và “Fold” nổi tiếng của ông. Cuốn sách Animate Form

(1999) của ông đã nghiên cứu lịch sử và đưa ra các hướng dẫn về việc phát triển các

hình thái kiến trúc bằng cách sử dụng các các mã và hệ thống thông tin di truyền qua

mô phỏng trên máy tính. Các đường cong spline (Hình 2.7) là một ví dụ về hệ thống

tham số đơn giản và súc tích. Đường cong loại này bao gồm các điểm nút và các

“vector” định hướng. Hình dáng spline có thể được đẩy, kéo dài và thay đổi để tạo ra

một đường cong liên tục qua nội suy giá trị “vector” và điểm nút.

Thiết kế kiến trúc theo PPTS được ứng dụng chủ yếu qua công tác tạo hình và

Thiết kế

kiến trúc

theo PPTS

công tác đánh giá hiệu quả sử dụng (Hình 2.8).

Hình 2.8 Thiết kế kiến trúc theo PPTS và 2 nhánh ứng dụng

Tạo hình kiến trúc theo PPTS hay còn gọi là Kiến trúc tham số (parametric

architecture). Có thể xem hình dáng bên ngoài của kiến trúc (hình khối, màu sắc…)

59

là một hệ thống gồm nhiều thành phần có mối quan hệ mật thiết với nhau, biểu diễn

các mối quan hệ và đặc tính các thành phần đó thành 1 HTTS. Kết quả đầu ra hay

hình dáng công trình của HTTS này được mô phỏng trên máy tính một cách trực

quan. Khi thay đổi giá trị của các tham số kiến trúc thì vẻ bề ngoài của công trình

cũng thay đổi mang đến hiệu quả về thẩm mỹ công trình cũng khác nhau. Trong quá

trình thay đổi các tham số theo một trình tự định trước, ta sẽ chọn được kiểu dáng

công trình phù hợp với mong muốn sáng tác.

Kiến trúc tham số giúp KTS có thêm công cụ và chất liệu nhằm tìm ra hướng

đi mới mang hơi thở của thời đại. Lúc này, KTS chỉ cần thiết lập hệ thống tham số

cho hình dáng kiến trúc, máy tính sẽ gợi ý hàng loạt hình dáng phù hợp với hệ thống

tham số đó. Các hình dáng này mang tính ngẫu nhiên và phức tạp mà con người khó

có thể nghĩ ra và người thiết kế chỉ cần chọn lấy một phương án ưng ý nhất. Xu hướng

kiến trúc này có các đặc điểm: (i) Là sản phẩm tất yếu của thời đại công nghiệp 4.0

liên quan đến tự động hóa và trí thông minh nhân tạo (AI), máy tính mang chức năng

“gợi ý”; (ii) Tất cả các thử nghiệm về tạo hình kiến trúc đều được thực hiện trên máy

tính, giảm thiểu chi phí và sai sót không cần thiết; (iii) Có thể chia sẻ HTTS của công

trình với các KTS khác, giúp tiết kiệm thời gian và công sức [29].

Việc áp dụng PPTS tỏ ra hiệu quả đối với tất cả các quy mô của dự án thiết kế

từ các chi tiết trang trí nhỏ cho đến thiết kế cả một không gian đô thị rộng lớn. Quy

mô dự án thiết kế càng lớn thì Kiến trúc tham số càng tỏ rõ tính hiệu quả của nó.

Đánh giá mức độ hiệu quả của phương án kiến trúc theo PPTS hay còn gọi

là Thiết kế kiến trúc dựa trên hiệu quả (performance-based building design). Đây là

một phương pháp tiếp cận để giải quyết các khía cạnh phức tạp trong việc thiết kế,

xây dựng các tòa nhà, từ nhà ở riêng lẻ đến các chung cư cao cấp hay các cao ốc văn

phòng nhằm đạt hiệu quả cao. Một công trình được xây dựng theo cách này phải đáp

ứng được các yêu cầu về tính hiệu quả và phải được đo lường một cách chính xác,

định lượng ví dụ như hiệu quả về mặt năng lượng, hiệu quả trong khả năng chịu tải

địa chấn, hiệu quả về mặt sử dụng… Điều này khá mới so với các phương pháp thiết

kế kiến trúc truyền thống nặng về định tính, ước lượng và dựa vào kinh nghiệm của

KTS là chính. Cách tiếp cận này cung cấp sự tự do để phát triển các công cụ và

60

phương pháp để đánh giá tính hiệu quả toàn bộ vòng đời của quá trình xây dựng, từ

kinh tế, công năng, thẩm mỹ…

Mô phỏng các quá trình sử dụng của phương án kiến trúc ví dụ: các luồng giao

thông tách biệt trong công trình, sự tiện nghi của người sử dụng tại các phòng chức

năng, các nguồn năng lượng tự nhiên, nhân tạo vào ra công trình… để chọn ra giải

pháp kiến trúc tiệm cận đến khả năng sử dụng tối ưu, nâng cao hiệu quả cho công tác

thiết kế.

Trong quá trình thiết kế, yêu cầu về mặt sử dụng năng lượng, sự tiện nghi cũng

như công năng của công trình kiến trúc là các vấn đề rất quan trọng bởi vì những yếu

tố này tác động thường xuyên và lâu dài đến người sử dụng, ảnh hưởng không nhỏ

đến hiệu suất làm việc. Hiệu quả trong sử dụng không chỉ là việc sử dụng năng lượng

hiệu quả mà còn phải đảm bảo môi trường tiện nghi, đảm bảo công năng. Khi áp dụng

PPTS trong thiết kế, hiệu quả sử dụng có thể được nhận biết một cách trực quan và

chính xác, qua đó có thể đánh giá và chọn được giải pháp tối ưu theo yêu cầu.

PPTS có độ chính xác và tin cậy cao trong việc áp dụng vào thiết kế kiến trúc

do hoàn toàn mang tính định lượng và trực quan (Hình 2.9).

Hình 2.9 Tính ưu việt của phương pháp tham số

Các mối quan hệ trong và ngoài công trình kiến trúc được biểu diễn bằng con

số cụ thể, kết quả đầu vào được thay đổi tuyến tính và với sự trợ giúp đắc lực của các

công cụ máy tính, kết quả đầu ra cũng biến đổi tương ứng, các công cụ đó cũng giúp

chọn ra được kết quả tối ưu.

61

PPTS có thể được sử dụng để giải quyết mối quan hệ giữa khí hậu và kiến trúc.

Đây là công cụ để số hóa và định lượng hóa mối quan hệ giữa khí hậu và kiến trúc

bằng cách chia nhỏ mối quan hệ chung thành nhiều mối quan hệ riêng để nghiên cứu

và tính toán với độ chính xác cao. Ngoài ra, PPTS là công cụ hữu hiệu để KTS sáng

tác nhằm đạt hiệu quả về thẩm mỹ và sử dụng như đã đề cập ở trên.

2.3 Cơ sở thực tiễn

2.3.1 Nhà ở hiệu quả năng lượng và thân thiện môi trường

Hiện nay trên thế giới, các quốc gia đều rất chú trọng đến công tác bảo vệ môi

trường và TKNL. Đức là quốc gia dẫn đầu thế giới về khoa học kỹ thuật nói chung

và kỹ thuật môi trường nói riêng, trong đó có công nghệ năng lượng. Công nghệ này

có thể ứng dụng trong thực tiễn cuộc sống, đem lại hiệu quả cao và những lợi ích

thiết thực cho cộng đồng.

Hình 2.10 Nhà thụ động đầu tiên trên thế giới tại thành phố Darmstadt (Đức) (Nguồn: Passivhaus Institut – PHI, 2016)

Năm 1991, ngôi nhà thụ động đầu tiên trên thế giới đã được hoàn thành ở thành

phố Darmstadt thuộc tiểu bang Hessen miền Trung nước Đức, gồm bốn căn nhà cao

2,5 tầng (3 tầng phía trước và 2 tầng phía sau, mái dốc) với tổng diện tích sàn 156

m2/căn kiểu khối ghép, được thiết kế và thi công bởi GS.TS Wolfgang Feist và cộng

sự (Hình 2.10). Năng lượng tiêu thụ cho việc sưởi ấm chỉ ở mức 15 kWh/m2 năm,

bằng 1/5 so với các ngôi nhà TKNL khác tại Đức.

Ngoài ra, để đánh giá tính hiệu quả năng lượng và thân thiện môi trường, nhiều

quốc gia và tổ chức đã ban hành các Bộ tiêu chuẩn về công trình xanh. Nổi bật là

62

LEED - một giấy chứng chỉ được cấp bởi Hội đồng Công trình xanh Hoa Kỳ (U.S.

Green Building Council), một tổ chức phi chính phủ chuyên đánh giá các công trình,

tòa nhà đạt chuẩn thân thiện với môi trường. Ở TP.HCM, đã có một số công trình

được cấp chứng nhận này, điển hình như công trình Deutsches Haus ở đường Lê

Duẩn. Đây là nơi làm việc của nhiều cơ quan hành chính, tổ chức doanh nghiệp lớn

của Việt Nam và Cộng Hòa Liên Bang Đức ở TP.HCM (Hình 2.11).

Hình 2.11 Công trình Deutsches Haus đạt chứng nhận LEED ở TP.HCM (Nguồn: Deutsches Haus Việt Nam - www.deutscheshausvietnam.com)

2.3.2 Ứng dụng hệ vỏ kép (DSF) vào kiến trúc

Hình 2.12 Tính chất di chuyển của dòng không khí trong hệ DFS [51]

Hệ vỏ kép (DFS) là một hệ vỏ bao che công trình gồm hai tấm vỏ vật liệu được

ngăn cách bởi một khoảng không khí có thể lưu thông ở giữa. Tấm vỏ thứ nhất có

chức năng bao che chính cho ngôi nhà và tấm vỏ thứ hai có vai trò cách nhiệt, ngăn

cản nhiệt bức xạ truyền trực tiếp vào trong công trình. Khi hoạt động, hệ vỏ kép tùy

thuộc loại kết cấu, loại vật liệu mà có thể mang đến nhiều lợi ích: lọc không khí, cách

63

âm hiệu quả, chống chói, bảo vệ…Vật liệu tấm vỏ thứ hai có thể là kính, gỗ, kim loại

hay cây xanh, mỗi loại lại mang đến một hiệu quả theo một cách khác nhau [23].

Có thể chia hệ DSF thành các loại dựa trên hình thức thông gió bao gồm: thông

gió tự nhiên, thông gió cơ học, thông gió kết hợp. Ngoài ra, dựa vào tính chất di

chuyển của dòng không khí trong DFS, có thể chia thành 5 kiểu: hút khí (a), bơm khí

(b), đối lưu không khí trong buồng kín (c), màn khí bên ngoài (d), màn khí bên trong

(e) (Hình 2.12).

DSF đã được chứng minh tính hữu ích và quan trọng trong việc phát triển của

kiến trúc hiện tại [51]. Nhược điểm duy nhất của DFS được cho là chi phí đầu tư ban

đầu sẽ cao hơn hệ một lớp vỏ bao che truyền thống. Tuy nhiên, nhiều chuyên gia đồng

tình rằng sử dụng hệ DSF có thể tiết kiệm chi phí hơn về lâu dài. Tính hiệu quả được

thể hiện qua khả năng TKNL, giúp giảm một nửa chi phí bảo trì các thiết bị bên trong

và tạo môi trường vi khí hậu tốt hơn cho người sử dụng[51].

Hình 2.13 Xử lý nhiệt và thông gió trong công trình GSW Headquaters, Berlin, Đức (Nguồn: Austin Walker | ARCH 3230 | Fall 2012)

Tại Berlin, công trình GSW Headquaters, được thiết kế bởi KTS Sauerbruch

Hutton, được thi công từ năm 1995 đến 1999. Công trình cao 22 tầng với bề rộng là

11m, được trang bị ống nhiệt DSF ở mặt đứng hướng Tây. Với bề rộng lớn, công

trình sử dụng phương pháp thông gió chéo, không khí vào từ mặt phía đông qua các

cửa sổ di chuyển sang mặt phía Tây. Ở đây, một ống nhiệt cao 20 tầng tạo luồng khí

64

thẳng đứng, đưa nhiệt nóng từ bên trong ra bên ngoài. Lớp vỏ phía Đông gồm các

cửa sổ ba lớp kính, hoạt động tự động hoặc điều khiển bằng tay, ở giữa là tấm rèm.

Còn ở phía Tây, lớp vỏ gồm hai lớp kính, lớp ngoài dày 10mm và khoảng giữa

rộng 0,9m. Nhờ vào các tấm cửa chớp linh động ở mặt đông, không khí tươi được

truyền vào không gian bên trong. Vào mùa nóng, tất cả cửa sổ đóng lại, các khoang

không khí giữa hai lớp vỏ tạo thành vùng đệm nhiệt để ngăn chặn nguồn nhiệt từ bức

xạ bên ngoài. Vào mùa đông, vùng không khí này có vai trò giữ nhiệt, không cho hơi

nóng thất thoát ra bên ngoài, qua đó giữ ấm cho không gian bên trong (Hình 2.13).

2.3.3 Thiết kế kiến trúc ứng dụng PPTS

Trên thế giới, việc thiết kế kiến trúc theo PPTS để mang lại hiệu quả thẩm mỹ

cũng như hiệu quả về năng lượng đã trở nên phổ biến. Việc thiết kế và xây dựng công

trình thông minh có thể tự biến đổi các tham số kiến trúc (tự biến đổi chính nó) để

thích ứng được với điều kiện khí hậu không còn là những ý tưởng quá xa lạ, điển hình

nhất phải kể đến là “mặt đứng thông minh” (intelligent/smart facades).

Hình 2.14 Tòa nhà Hội đồng mới (CH2) thành phố Melbourne, Australia (Nguồn: mickpearce.com)

Theo PGS.TS. Khuất Tân Hưng nhận định trên Tạp chí Kiến trúc, 8 – 2016,

một trong những giải pháp mặt đứng thông minh được áp dụng khá phổ biến là loại

có cấu trúc vỏ 2 lớp, có thể được tích hợp với hệ thống chắn nắng, hệ thống điều

khiển chiếu sáng tự nhiên và hệ thống thông gió (Hình 2.14). Lớp bên trong thường

là vách kính cố định với các ô cửa sổ có thể mở được khi cần, còn lớp bên ngoài là

65

lớp vỏ động (hệ thống lam chắn nắng hoặc màn chắn nắng động lực), có thể đóng mở

linh hoạt để chắn nắng và lấy ánh sáng tự nhiên tùy thuộc góc chiếu của mặt trời.

Hình 2.15 Vật dụng nội thất được thiết kế kiểu dáng theo PPTS (Nguồn: KTS. Nguyễn Trọng Thụy)

Ở Việt Nam, một số KTS đã từng bước sử dụng PPTS vào thiết kế kiến trúc

đặc biệt là ở mảng tạo hình kiến trúc. Mặc dù chỉ mới dừng lại ở việc thiết kế các

công trình nhỏ lẻ, các vật dụng nội thất hay các đồ án sinh viên nhưng hiệu quả thẩm

mỹ mang lại là không nhỏ (Hình 2.15).

2.4 Cơ sở ứng dụng PPTS cho mặt đứng nhà phố thích ứng với điều kiện khí hậu

Quá trình thiết kế kiến trúc theo PPTS bao gồm nhiều bước để thử các giá trị

khác nhau của tham số (thử sai), trong đó các bước quan trọng nhất bao gồm việc

chuẩn bị dữ liệu đầu vào (cấu trúc hóa hệ thống kiến trúc, tham số hóa cấu trúc, mô

hình tham số hóa và biến thể), mô phỏng và xử lý các dữ liệu đầu ra ( tìm giá trị thích

hợp của tham số) → chi tiết hóa giải pháp kiến trúc (Hình 2.16).

Hình 2.16 Quá trình thiết kế kiến trúc theo PPTS

2.4.1 Cấu trúc hóa mặt đứng nhà phố (xác định cấu trúc hệ thống)

Từ điển Larousse của Pháp định nghĩa từ "cấu trúc" (structure) là "cách sắp

xếp giữa các bộ phận của một tập hợp cụ thể hay trừu tượng", hay là "việc tổ chức

các bộ phận của một hệ thống làm cho nó có một tính cố kết mạch lạc và mang tính

đặc trưng thường xuyên". Từ "structure" trong tiếng Pháp có xuất xứ từ Latin

"structura - struere", nghĩa là "xây dựng - kiến tạo". Từ điển Encarta 99 của Mỹ cũng

66

định nghĩa từ "structure" trong tiếng Anh là "một tập hợp các bộ phận có mối quan

hệ liên kết với nhau của bất cứ một sự vật phức hợp nào; một bộ khung". Theo từ

điển tiếng Việt, "cấu trúc" có nghĩa là "toàn bộ nói chung những quan hệ bên trong

giữa các thành phần tạo nên một chỉnh thể".

Một sự vật hoặc một hệ thống bất kì thường được cấu tạo bởi nhiều thành

phần. Việc phân tích đặc tính cũng như mối quan hệ giữa các thành phần này chính

là phân tích cấu trúc của hệ thống, hoặc gọi là “cấu trúc hóa” hệ thống, hay là một

việc làm bằng phương pháp cấu trúc. “Cấu trúc” được thể hiện rõ qua ví dụ về chủ

nghĩa cấu trúc (tiếng Pháp: structuralisme) trong nghiên cứu văn học, nghệ thuật và

xã hội cho rằng sự phân tích, đánh giá hệ thống phải đi vào bên trong các biểu hiện

bề mặt để đạt tới các cấu trúc sâu hơn, căn bản hơn. Chủ nghĩa cấu trúc đặc biệt quan

tâm đến các mối quan hệ giữa những yếu tố của cấu trúc hơn là đến bản thân các yếu

tố đó. Có thể nói tất cả những biện pháp mà chủ nghĩa cấu trúc thường dùng, từ việc

đi tìm các mối liên hệ bên trong của văn bản, việc xác định mức độ cấu trúc của tác

phẩm đến việc mô hình hoá một văn bản riêng biệt hay cấu trúc nghệ thuật của một

nhóm tác phẩm, thậm chí của cả một trào lưu, một thời đại văn hoá đều nhằm mục

tiêu: phân tích hệ thống những quan hệ của các yếu tố tạo thành chỉnh thể nghệ thuật.

Công trình kiến trúc là một hệ thống và việc xác định cấu trúc của hệ thống

kiến trúc cũng là việc tìm ra các thành phần cấu trúc chính ảnh hưởng lớn đến bản

chất của hệ thống sau đó phân tích các đặc điểm cũng như mối liên hệ giữa các thành

phần này với nhau. Cấu trúc hệ thống kiến trúc là sự sắp xếp, tổ chức các thành phần

Mối quan hệ ngoại vi

Cấu trúc của hệ thống kiến trúc

Hệ thống kiến trúc

Đặc điểm các thành phần

Tập hợp các thành phần tạo nên hệ thống

Mối quan hệ giữa các thành phần

Mối quan hệ nội tại

này tùy theo nhu cầu về sử dụng, thẩm mỹ… của con người (Hình 2.17).

Hình 2.17 Cấu trúc hóa một hệ thống kiến trúc

Do đó, cấu trúc hóa mặt đứng nhà phố là việc xác định các thành phần chính

cấu thành nên mặt đứng và tìm ra đặc tính, mối liên hệ giữa các thành phần đó.

67

Theo kết quả khảo sát các nhà phố, có nhiều TPN và TPĐ, tuy nhiên chỉ có

một số thành phần ảnh hưởng đáng kể đến vi khí hậu bên trong nhà, được gọi là các

thành phần cần được quan tâm. Đó là các thành phần xuất hiện với tần suất cao trên

mặt đứng nhà phố được khảo sát và có diện tích bề mặt tương đối lớn. Thông thường,

sự bố trí các TPN và TPĐ trong mặt đứng trên thực tế là rất đa dạng và tương đối

phức tạp, do đó việc chọn ra các thành phần cần được quan tâm sẽ giảm thiểu thời

gian nghiên cứu và kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng cho nhiều trường hợp

khác nhau.

Tổng cộng, có 18 thành phần chi tiết của mặt đứng nhà phố. Trong đó, có 9

TPN (Bảng 1.5) và 9 TPĐ (Bảng 1.6). Tuy nhiên, dựa vào khảo sát và đánh giá tính

nổi trội, có thể gộp các thành phần tương tự nhau và bỏ bớt các thành phần không nổi

trội để rút ra được 8 thành phần cần quan tâm (3 TPN và 5 TPĐ) của mặt đứng, có

MĐĐL

THÀNH PHẦN NGANG

THÀNH PHẦN ĐỨNG

Sân trống

Lối đi bộ

Vòm lá cây xanh

Sân trống

Tường ngoài

Vòm lá cây xanh

Bồn hoa

Cửa sổ

Hệ khung quảng cáo

Thảm cỏ

Cửa đi

Ban công và lô gia

Thành phần quan tâm

Ban công

Cổng rào

Tường mặt đứng

Lô gia

Cửa sổ và cửa đi

Bồn cây ban công

Hệ lam che

Phần mái tại cao độ chuẩn

Sân thượng

Hệ lam đứng

Hệ khung quảng cáo

Ô văng, mái hắt

Vật dụng nội thất

ảnh hưởng đáng kể đến vi khí hậu bên trong công trình như thể hiện trong Hình 2.18.

Hình 2.18: 8 thành phần cần được quan tâm của mặt đứng nhà phố

68

8 thành phần cần quan tâm (Hình 2.13) được khảo sát dựa trên dữ liệu thực tế

của 201 căn nhà, nhằm đánh giá một cách cụ thể về cấu tạo, vật liệu, khoảng cách, vị

trí…. Qua đó có thể rút ra được các đặc điểm chung và mối quan hệ giữa các thành

phần với nhau để làm cơ sở cho quá trình cấu trúc hóa mặt đứng nhà phố

Tường mặt đứng, trong luận án này, được quy ước trùng với ranh lộ giới do

không nhiều công trình nhà phố lấn ra hoặc lùi vào so với ranh lộ giới (Bảng 1.4).

Đặc điểm nổi trội của tường mặt đứng bao gồm cấu tạo, vật liệu và độ rỗng mặt tường.

Trong đó quy ước các công trình nhà phố sử dụng vật liệu gạch nung truyền thống

cho tường và sơn nước sáng màu là chủ yếu. Độ rỗng mặt tường là đại lượng biểu

diễn tỉ lệ phần trăm giữa lỗ tường (bao gồm cửa sổ, cửa đi, lỗ thông gió) và diện tích

tường. Kết quả khảo sát cho thấy đa số công trình sử dụng tường dày 200mm cho mặt

Cấu tạo

Độ rỗng

250 200 150 100 50 0

Khác

~ 25%

~ 55%

~ 75%

~ 95%

1 lớp gạch 200

1 lớp gạch 100

2 lớp gạch 100

tiền và số nhà có độ rỗng mặt tường 55% là nhiều nhất (Hình 2.19).

Hình 2.19 Số lượng nhà phố theo độ rỗng và các kiểu cấu tạo tường mặt đứng

Hầu như tất cả công trình được khảo sát đều có cửa sổ và cửa đi ở mặt tiền.

Thành phần cấu trúc này ngoài việc ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng KGSD bên

Vật liệu lỗ cửa đi

Vật liệu lỗ cửa sổ

200 150 100 50 0

1 lớp gỗ

Khác

Kính 1 lớp

Kính 2 lớp

Lá sách gỗ

Kính 1 lớp

Kính 2 lớp

Lá sách gỗ

2 Lớp gỗ kính

trong nhà còn có vai trò quan trọng trong vấn đề thoát hiểm.

Hình 2.20 Số lượng nhà phố theo các loại vật liệu lỗ cửa

Có những công trình bảng quảng cáo được phủ kín mặt đứng nhưng vẫn có

ban công và cửa ra ban công nhằm tạo nên khoảng đệm phía trước KGSD. Các đặc

69

điểm quan trọng của thành phần cấu trúc này bao gồm vật liệu lỗ cửa (Hình 2.20), độ

rỗng của ô văng hay mái hắt (Hình 2.21), vị trí cửa trên mặt đứng (Hình 2.22). Việc

phân mặt đứng ra thành các ô ABCD là để xác định các thành phần kiến trúc thường

ở vị trí các ô nào trên mặt đứng, chia mặt đứng thành các ô càng nhỏ, càng nhiều thì

vị trí các thành phần càng chính xác (độ phân giải càng lớn). Diện tích cửa đã được

Ô văng, mái hắt cửa đi

Ô văng, mái hắt cửa sổ

200 100 0

Đặc

Không có

Rỗng 75 %

Rỗng 50 %

Rỗng 25 %

Rỗng 75%

Rỗng 50%

Rỗng 25%

khảo sát ở phần trên liên quan đến độ rỗng tường mặt đứng (Hình 2.19).

Hình 2.21 Số lượng nhà phố theo độ rỗng ô văng và mái hắt

Cao độ 6 Cao độ 5 Cao độ 4 Cao độ 3 Cao độ 2 Cao độ 1

Tầng 6 Tầng 5 Tầng 4 Tầng 3 Tầng 2 Tầng 1

A B C D Tọa độ vị trí mặt đứng

Hình 2.22 Vị trí cửa sổ và cửa đi trên mặt đứng và số lần xuất hiện tại các ô vị trí

Lô gia và ban công là các TPN với các đặc điểm có ảnh hưởng nhiều đến

KGSD như độ vươn của ban công, độ lùi của lô gia, vật liệu và độ rỗng của lan can

Độ vươn

Độ lùi

0,5 - 0,9 m

1 -1 ,2 m

1,3 - 1,5 m

0,5 - 0,9 m 1 -1,2 m 1,3 - 1,5 m 1,6 - 4 m

cũng như vị trí của chúng trên mặt đứng.

Hình 2.23 Số lượng nhà phố theo độ vươn ban công và độ lùi lô gia

70

Vẫn quy ước lấy ranh lộ giới làm chuẩn theo lý do đã nêu trên, kết quả khảo

sát các đặc điểm này được thống kê theo các Hình 2.23, Hình 2.24 và Hình 2.25.

Trong 201 căn nhà phố, có ít nhà có ban công hay lô gia vươn ra hay lùi vào một

khoảng từ 1,3 – 1,5m. Nguyên nhân chính là không nhiều tuyến đường có bề rộng

lớn hơn 20m chịu ảnh hưởng bởi nắng hướng Tây được khảo sát và đa số nhà phố

Vật liệu

Độ rỗng

150

100

~ 35 %

~ 65%

~ 95%

Sắt

Inox

Kính

Gạch

tuân thủ quy định về độ vươn ban công.

Hình 2.24 Số lượng nhà phố theo vật liệu và độ rỗng mặt lan can

Mái hắt nhô ra so với ranh lộ giới

Không có phần nhô ra

Sê nô BTCT thu nước mưa nhô ra so với ranh lộ giới

Hình 2.25 Vị trí ban công (/lô gia) trên mặt đứng với số lần xuất hiện tại các ô vị trí

Hình 2.26 Số lượng nhà phố theo các kiểu mái che tại cao độ chuẩn mặt tiền

Phần mái che tại cao độ chuẩn mặt tiền và mái che sân thượng là thành phần

thuộc nhóm TPN cũng có ảnh hưởng đáng kể lên KGSD. Trong đó cao độ chuẩn mặt

tiền được nêu rõ trong Quy định số 135/2007/QĐ-UBND về kiến trúc nhà liên kế

trong khu đô thị hiện hữu trên địa bàn TP.HCM. Phần mái này thường kết hợp với sê

71

nô thu nước và phần mái hắt nhằm chắn nước mưa tạt vào tường mặt đứng (Hình

Độ rỗng mái che sân thượng

Vật liệu mái che sân thượng

100

36 34 32 30

Tôn

Khung gỗ Kính cường

Ngói

lực

Beton cốt thép

~ 35 %

~ 65 %

2.26). Với mái che sân thượng, các đặc điểm về độ rỗng và vật liệu như Hình 2.27.

Hình 2.27 Số lượng nhà phố theo độ rỗng và vật liệu mái che

Hệ khung quảng cáo là thành phần thuộc nhóm TPĐ với các đặc điểm quan

trọng như khoảng cách đến công trình, vật liệu bảng, vị trí trên mặt đứng, độ rỗng.

Theo QCVN17:2013/BXD, bảng quảng cáo được xem là phương tiện để thể hiện các

sản phẩm quảng cáo trên nhiều chất liệu và kích thước khác nhau, bao gồm bảng,

biển, panô và hộp đèn được treo, lắp đặt độc lập hoặc gắn vào công trình xây dựng

có sẵn. Bảng quảng cáo tấm lớn có diện tích một mặt từ 40𝑚2 trở lên, bảng quảng

Khoảng cách xa nhất của hệ khung đến ranh lộ giới

100

0,2 - 0,6 m

1,1 - 1,7 m

> 1,7 m

cáo tấm nhỏ có diện tích một mặt dưới 40𝑚2.

Hình 2.28 Số lượng nhà phố theo khoảng cách xa nhất của hệ khung quảng cáo đến ranh lộ giới

Bảng quảng cáo đặt tại mặt tiền nhà ở được chia làm 2 loại gồm bảng quảng

cáo ngang và bảng quảng cáo dọc. Luận án này chỉ xét đến trường hợp bảng quảng

cáo ngang do số lượng các nhà phố có loại bảng quảng cáo dọc rất ít.

Thêm nữa, loại bảng quảng cáo dọc chỉ được phép nhô ra khỏi tường nhà ở tối

đa 0, 2m nên ảnh hưởng không đáng kể đến tác động của khí hậu lên công trình. Theo

quy định đối với bảng quảng cáo ngang, mỗi tầng chỉ được đặt 1 bảng với chiều cao

tối đa 2m. Đối với chiều ngang, bảng quảng cáo không được vượt quá giới hạn chiều

ngang mặt tiền nhà ở và mặt ngoài bảng quảng cáo nhô ra khỏi mặt tường tối đa 0.2m.

Về cao độ, các bảng được quy định ốp sát vào ban công, mép dưới trùng với mép

72

dưới của sàn ban công hoặc mái hiên. Số liệu thống kê các đặc điểm của hệ khung

150

100

Alu khung nhôm

Mica khung gỗ

Tôn khung thép

Khác

quảng cáo được thể hiện qua các kết quả như sau:

Hình 2.29 Số lượng nhà phố theo vật liệu bảng quảng cáo

Với quy ước lấy mốc là ranh lộ giới để làm chuẩn, tiến hành thu thập số liệu

về khoảng cách từ bảng quảng cáo đến ranh lộ giới. Vì ranh lộ giới thường trùng với

trục của tường mặt đứng nên khoảng cách này được xem như là khoảng cách từ bảng

quảng cáo đến tường mặt đứng. Hình 2.28 cho thấy chỉ có khoảng 10% bảng quảng

cáo nằm cách công trình trên 1,7m. Nguyên nhân là theo quy định chung của thành

phố thì độ vươn của ban công không vượt quá 1.4m và bảng quảng cáo không nhô ra

quá 0.2m so với ban công.

Số liệu thống kê còn cho thấy vật liệu cấu tạo nên bảng quảng cáo chủ yếu là

hệ khung nhôm ốp tấm alu, không nhiều bảng quảng cáo sử dụng tấm tôn với hệ

Tầng 4

Cao độ 10

Cao độ 9

Cao độ 8

Tầng 3

Cao độ 7

Cao độ 6

Cao độ 5

Tầng 2

Cao độ 4

Cao độ 3

Cao độ 2

Tầng 1

Cao độ 1

A B C D

khung thép và các chất liệu khác như tấm bạt, mica... (Hình 2.29).

Hình 2.30 Vị trí bảng quảng cáo trên mặt đứng với số lần xuất hiện tại các ô vị trí

Do quy định mép dưới của bảng quảng cáo phải trùng mép dưới tầng 2, cao

không quá 2m nên đa số bảng quảng cáo ở vị trí cao độ 4 như Hình 2.30. Độ rỗng

bảng quảng cáo từ 0-35%, tuy nhiên hầu hết đều có độ rỗng rất thấp, chủ yếu là đặc.

73

Điều này dẫn đến mức độ đưa gió vào công trình thấp (một số công trình có cửa tầng

trệt không mở hết tường mặt đứng nên phần còn lại có gắn quảng cáo ở thấp).

Hệ lam che là một TPĐ được khảo sát. Đây là thành phần quan trọng được bố

trí bên ngoài hoặc bên trong tường mặt đứng, ảnh hưởng lớn đến cấu trúc nếu có xuất

hiện. Theo dữ liệu khảo sát, đa số các nhà phố nếu có hệ lam thì đều được bố trí bên

Cao độ 12

Cao độ 11

Tầng 4

Cao độ 10

Cao độ 9

Cao độ 8

Tầng 3

Cao độ 7

Cao độ 6

Cao độ 5

Tầng 2

Cao độ 4

Cao độ 3

Cao độ 2

Tầng 1

Cao độ 1

A B C D

ngoài tường mặt đứng.

Hình 2.31 Vị trí hệ lam che trên mặt đứng và số lần xuất hiện tại các ô vị trí

Hệ lam che được làm bằng các kiểu dáng (bố trí các thanh lam theo chiều dọc,

ngang, gạch hoa gió/hệ lưới) và vật liệu khác nhau (Hình 2.32) làm giảm những tác

động xấu lên mặt đứng như bức xạ nhiệt, ánh nắng mặt trời trực tiếp, ô nhiễm tiếng

ồn, ô nhiễm ánh sáng, bụi và khói các phương tiện lưu thông trên đường. Bên cạnh

đó, hệ lam che có những khoảng hở (độ rỗng) theo chủ đích nhằm đưa những yếu tố

Vật liệu lam che

Kiểu lam che

Dọc

Ngang

Khác

Sắt

Inox

Nhôm

Gỗ

Beton Dây leo

Gạch hoa gió

có lợi vào công trình như gió, ánh sáng gián tiếp (Hình 2.33).

Hình 2.32 Số lượng nhà phố theo các kiểu và vật liệu lam che

74

Độ rỗng lam che

35 - 50 %

>50 - 75 %

Hình 2.33 Số lượng nhà phố theo độ rỗng hệ lam che

Sân trống trước nhà (nếu có) là TPN quan trọng vì có khả năng thiết kế để

giảm phản xạ các BXMT lên tường mặt đứng nên có tác động lớn đến KGBT. Các

đặc điểm của phần sân trống ảnh hưởng đến quá trình phản xạ này là vật liệu bề mặt

và độ lùi so với ranh lộ giới (diện tích mặt sân). Đa phần bề mặt sân trống được lát

bằng gạch không nung “terrazzo”, số ít dùng bê tông hoặc đá nhám. Dựa trên khảo

Khoảng cách gần nhất từ vòm lá đến tường mặt đứng

100

Bồn cây ban công

1,2 - 2 m

2 - 4 m

4 - 5 m

sát về khoảng lùi (Bảng 1.4), đa số sân trống trước nhà có độ lùi từ 1,4-4m.

Cao độ 15

Cao độ 14

Tầng 5

Cao độ 13

Cao độ 12

Cao độ 11

Tầng 4

Cao độ 10

Cao độ 9

Cao độ 8

Tầng 3

Cao độ 7

Cao độ 6

Cao độ 5

Tầng 2

Cao độ 4

Cao độ 3

Cao độ 2 Cao độ 1

Tầng 1

A B C D

Hình 2.34 Số lượng nhà phố theo khoảng cách từ vòm lá đến tường mặt đứng

Hình 2.35 Vị trí vòm lá trên mặt đứng với số lần xuất hiện tại các ô vị trí

75

Trong 201 nhà phố được khảo sát, thành phần cây xanh trồng trên sân trống

trước nhà rất ít xuất hiện nhưng cây xanh trên vỉa hè xuất hiện khá nhiều. Do đó, có

thể khảo sát các đặc điểm của cây xanh trên vỉa hè để áp dụng chung cho cây xanh

trong sân do chúng có tác dụng tương tự nhau trong việc giảm thiểu tác động của môi

trường đến mặt đứng. Bộ phận quan trọng của cây xanh là của vòm lá bao gồm vị trí,

khối tích, độ rỗng. Thông thường những cây có tán thì độ rỗng thấp còn những cây

không có tán thì độ rỗng cao. Độ rỗng vòm lá được lựa chọn trung bình là 55%. Các

thông số còn lại cần khảo sát là vị trí vòm lá, thể hiện bằng khoảng cách gần nhất đến

mặt đứng và khối tích của vòm lá, thể hiện qua tần suất xuất hiện trên mặt đứng công

trình nhà phố. Ngoài ra, thành phần bồn cây ban công cũng ảnh hưởng đến vi khi hậu

trong công trình nên cũng được tiến hành khảo sát.

Hình 2.34 cho thấy đa phần vòm lá cây xanh (nếu có) cách công trình một

khoảng từ 1,2-2m. Điều này có thể được lý giải bởi đa số các tuyến phố đều có độ vỉa

hè dưới 6m (như trên). Hơn nữa, trong 201 công trình được khảo sát, có hơn 80 căn

nhà có trồng cây tại ban công nhằm trang trí cho công trình cũng như giảm BXMT

lên tường mặt đứng.

Trên mặt đứng, cao độ của vòm lá cây xanh đa số từ vị trí cao độ 4 đến cao độ

7, không có nhiều cây thấp ngang tầng 1 cũng như tầng 4 hoặc 5 (Hình 2.35).

2.4.2 Tham số hóa cấu trúc (biểu diễn cấu trúc thành tham số)

Với PPTS, kiến trúc cần được tham số hóa (biểu diễn) thành 1 HTTS. Thay

đổi giá trị các tham số sẽ làm kiến trúc thay đổi trạng thái. Giá trị của các tham số khi

kiến trúc đạt trạng thái mong muốn gọi là giá trị tham số tối ưu hoặc hoàn thiện.

Hệ thống kiến trúc (trong giới hạn của luận án) là một hệ thống gồm công trình

kiến trúc và môi trường khí hậu quanh nó (mục 2.2). Đây là một hệ thống có nhiều

thành phần gồm các thành phần nội tại (thành phần kiến trúc: tường, cửa sổ, mái...)

và thành phần ngoại vi (các yếu tố khí hậu: nắng, gió, mưa...). Các thành phần này có

các đặc điểm riêng và có mối quan hệ bên trong và bên ngoài khác nhau được chia

làm 2 loại gồm các mối quan hệ ngoại vi và các mối quan hệ nội tại (Hình 2.36). Các

mối quan hệ ngoại vi là các mối quan hệ của kiến trúc với các yếu tố khí hậu. Các

mối quan hệ nội tại là các mối quan hệ bên trong bản thân kiến trúc, là quan hệ giữa

76

các thành phần kiến trúc với nhau. Các đặc điểm và mối quan hệ ngoại vi được biểu

diễn bởi HTTS tác động, các đặc điểm và mối quan hệ nội tại được biểu diễn bởi

HTTS nội tại. Một HTTS của cấu trúc kiến trúc là sự kết hợp giữa HTTS tác động và

Nội tại (kiến trúc)

Ngoại vi (khí hậu)

(kiến trúc)

(thành phần kiến trúc)

(khí hậu)

(yếu tố khí hậu)

(Tham số kiến trúc)

(Tham số khí hậu)

HTTS nội tại (Hình 2.37).

Biểu diễn

Hình 2.36 Mối quan hệ giữa các thành phần trong hệ thống kiến trúc

Hình 2.37 Xây dựng hệ thống tham số cho cấu trúc

Tham số kiến trúc là các cơ sở dữ liệu về bản thân công trình kiến trúc như

kích thước tổng, số tầng cao, độ nghiêng, độ vặn xoắn… hoặc các dữ liệu về tính

chất, đặc điểm của các thành phần, cấu kiện kiến trúc như vật liệu, màu sắc, hình

dáng, khả năng cách nhiệt... Ngoài ra, tham số kiến trúc có thể là một dạng dữ liệu

biểu diễn mối quan hệ giữa các thành phần kiến trúc như khoảng cách giữa các cấu

kiện, tỉ lệ lỗ cửa và mặt tường, độ rỗng hệ chắn nắng…

Tham số khí hậu là các cơ sở dữ liệu về khí hậu như nhiệt độ, độ ẩm, lượng

mưa, lượng nắng, tốc độ gió … xuất hiện trong thời gian dài ở một vùng miền xác

77

định. Theo tổ chức Khí tượng Thế giới (World Meteorological Organization - WMO),

khí hậu trong nghĩa hẹp thường định nghĩa là "thời tiết trung bình" trong khoảng thời

gian truyền thống là 30 năm, các số liệu thường xuyên được đưa ra là các biến đổi về

nhiệt độ, lượng mưa và gió. Khí hậu trong nghĩa rộng hơn là một trạng thái, gồm

thống kê mô tả của hệ thống khí hậu.

Trong giới hạn của luận án, việc thay đổi giá trị các tham số để tìm ra kết quả

chỉ diễn ra đối với các tham số kiến trúc, các tham số khí hậu được cho là cố định.

Hệ thống tham số tác động (HTTSTĐ) là HTTS của những yếu tố ảnh hưởng

đến các thành phần kiến trúc gồm (i) yếu tố tự nhiên, (ii) xã hội, (iii) công nghệ, (iv)

quy hoạch và (v) thẩm mỹ. Nghiên cứu này chỉ xem xét một số yếu tố khí hậu (ánh

sáng, bức xạ…). Do đó, có thể gọi các tham số trong HTTSTĐ là tham số khí hậu.

HTTSTĐ được xác định như sau:

Các dạng tác động Nguồn tác động 1 Nguồn tác động 2 Nguồn tác động 3 …

Tên các HTTSTĐ

HTTSTĐ 1

Dạng tác động 1

HTTSTĐ 2

Dạng tác động 2

Không có

HTTSTĐ 3

Dạng tác động 3

Không có

…

Bảng 2.2 Các nguồn tác động trong dạng tác động

Yếu tố tác động 1

Yếu tố tác động 2

Yếu tố tác động 3

...

Tên tham số

Tham số đặc trưng tsA

Không có

Tham số đặc trưng tsB

Tham số đặc trưng tsC

Không có

...

Dạng tác động Nguồn tác động 1

Nguồn tác động 3

Nguồn tác động 2

…

Bảng 2.3 Tham số hóa đặc tính nổi trội các nguồn tác động

HTTSTĐ 1

Dạng tác động 1

tsa

tsb

tsc

tsa

tsb

tsc

HTTSTĐ 2

Dạng tác động 2

tsa

tsb

tsc

HTTSTĐ 3

Dạng tác động 3

tsb

tsc

tsa

tsb

tsc

…

Bảng 2.4 Biểu diễn các dạng tác động thành hệ thống tham số tác động (HTTSTĐ) Tên HTTSTĐ

- Xác định các nguồn tác động nổi trội (nguồn tác động 1, nguồn tác động 2, nguồn

tác động 3…) trong các dạng tác động (Bảng 2.2);

78

- Xác định đặc tính nổi trội của các nguồn tác động và tham số hóa các đặc tính đó

thành các tham số đặc trưng (tsA, tsB, tsC…) (Bảng 2.3)

- Biểu diễn các dạng tác động thành HTTS tác động dựa vào kết quả 2 bước ở trên

gồm các dạng tác động và các tham số đặc trưng (Bảng 2.4).

Hệ thống tham số nội tại (HTTSNT) là các mối quan hệ và các đặc tính nổi

trội của các thành phần bên trong bản thân của kiến trúc. Các mối quan hệ và đặc tính

này được biểu diễn bằng một hệ thống gồm một số lượng các tham số gọi là HTTSNT.

Các tham số trong HTTSNT có thể được gọi là tham số kiến trúc. Mỗi dạng kiến

trúc có HTTSNT khác nhau. Khi cho giá trị các tham số này thay đổi thì kiến trúc

cũng thay đổi và dạng kiến trúc cũng thay đổi theo. HTTSNT được xác định như sau:

Tên dạng

Thành phần 1

Thành phần 2

Thành phần 3

Thành phần 4

...

Tên HTTSNT

HTTSNT1

Dạng kiến trúc 1

Không có

HTTSNT2

Dạng kiến trúc 2

Không có

HTTSNT3

Dạng kiến trúc 3

...

Bảng 2.5 Các thành phần nổi trội trong từng dạng kiến trúc

Tên tham số

Thành phần 1

Thành phần 2

Thành phần 3

Thành phần 4

...

Tham số đặc trưng ts1

Tham số đặc trưng ts2

Không có

Tham số đặc trưng ts3

Không có

...

Bảng 2.6 Các các tham số đặc trưng của thành phần kiến trúc

Tên dạng

Thành phần 1

Thành phần 2

Thành phần 3

Thành phần 4

...

Tên HTTSNT

HTTSNT1

Dạng kiến trúc 1

ts1

ts2

ts3

ts1

ts2

HTTSNT2

Dạng kiến trúc 2

ts1

ts2

ts1

ts3

ts1

HTTSNT3

Dạng kiến trúc 3

ts1

ts2

ts3

ts1

ts2

ts1

ts3

ts1

Bảng 2.7 Hệ thống tham số nội tại (HTTSNT) ứng với từng dạng

- Phân dạng kiến trúc cho phù hợp với mục đích nghiên cứu.

- Lập bảng các thành phần nổi trội trong từng dạng (Bảng 2.5)

- Lập bảng đặc trưng của các thành phần nổi trội và biểu diễn các đặc trưng đó

thành các tham số đặc trưng (ví dụ ts1, ts2, ts3 …) (Bảng 2.6)

- Lập bảng HTTSNT tương ứng với từng dạng

79

Hệ thống tham số chung cho hệ thống kiến trúc là sự kết hợp của 1 HTTSTĐ

và 1 HTTSNT như Bảng 2.8. Trong luận án này, các tham số khí hậu được quy ước

là cố định và chỉ xét đến sự biến đổi giá trị của các tham số kiến trúc để đánh giá hiệu

quả vi khí hậu bên trong. Do đó, xây dựng HTTS cho cấu trúc mặt đứng nhà phố

được hiểu là xây dựng HTTSNT cho cấu trúc đó.

HTTSTĐ2/dạng tác động 2

Cấu trúc

Thành phần 1

Thành phần 2

Yếu tố tác động 1

Yếu tố tác động 2

Bảng 2.8 Biểu diễn hệ thống tham số của kiến trúc ứng với dạng kiến trúc 1 kết hợp với dạng tác động 2 HTTSNT1/dạng kiến trúc 1

Hệ thống tham số

ts1

ts2

ts3

ts1

ts2

tsa

tsb

tsc

Cơ sở đề xuất các giá trị khảo sát của tham số để tìm giá trị thích hợp

PPTS là phương pháp thử với hàng loạt các giá trị khác nhau của tham số để

tìm giá trị thích hợp nhất. Dưới sự trợ giúp của máy tính và phần mềm lập trình, quá

trình thử các giá trị này diễn ra một cách liên tục và tuyến tính để thu được giá trị tối

ưu của tham số. Tuy nhiên, do giới hạn về tài nguyên và thời gian nghiên cứu, luận

án chỉ tiến hành thử một số giá trị khảo sát của tham số. Các giá trị tham số được lựa

chọn khảo sát bao gồm các giá trị cực đoan và giá trị hiện trạng.

Ban công và lô gia

Sân trống Vòm lá cây

Cửa sổ và cửa đi

xanh

Tường mặt đứng

Hệ khung quảng cáo

Hệ lam che

Lan can

Độ vươn và độ lùi

Phần mái sân thượng hoặc mái che tại cao độ chuẩn

Thành phần Đặc tính

Độ rộng 0,5 – 0,9 m

Độ lùi 1,4-4m

Khoảng cách

1–1,2 m

Từ cây đến tường 1,2-2m 2 – 4 m

Vật liệu

Gạch nung

Kính 1 lớp

thép

Từ bảng quảng cáo đến tường 1,1 – 1,7 m 0,2–0,6 m Tấm nhựa mạ kim loại

4-6m gạch không nung

Độ rỗng

55%

Kim loại Bê tông cốt Gạch 65% 35%

Cấu tạo

65% 0%

55% 75% 1 lớp gạch 200

Không có ô văng

Không nổi trội

Bê tông Kim loại 35 – 50% 50 -75% Ngang Dọc

Ghi chú

Nổi trội thứ 1 Thành phần đứng

Nổi trội thứ 2 Thành phần ngang

Bảng 2.9 Đặc điểm chung của 8 thành phần mặt đứng nhà phố

80

Giá trị hiện trạng của tham số thu được qua quá trình khảo sát hiện trạng và

phân tích số liệu về mặt đứng nhà phố tại các khu vực ở TP.HCM để rút ra đặc điểm

chung như Bảng 2.9. Các đặc điểm này được dùng làm cơ sở để phân tích và nhận

định hệ thống mặt đứng nhà phố trên hiện trạng, xây dựng HTTS phù hợp và tính

toán mô phỏng để tìm ra giá trị hiệu quả nhất.

Các bước tham số hóa cấu trúc:

- Xác định HTTSTĐ

- Xác định HTTSNT

- Kết hợp HTTSTĐ và HTTSNT thành HTTS cho cấu trúc (trong giới hạn của

luận án, HTTSNT chính là HTTS của cấu trúc kiến trúc).

- Chọn các giá trị khảo sát cho tham số trong HTTS.

2.4.3 Mô phỏng trên máy tính

Phần mềm EnergyPlus được USDOE (Bộ Năng lượng Hoa Kỳ) bắt đầu phát

triển từ 1996 và ra mắt vào năm 2001. Có thể xem đây là phần mềm tính toán và mô

phỏng năng lượng toàn diện, bao gồm mô phỏng bức xạ nhiệt, hoạt động của các hệ

thống HVAC, dự tính tổng năng lượng tiêu thụ, mô phỏng chi phí và vòng đời dự án,

mô phỏng ánh sáng tự nhiên để TKNL, dự đoán lượng khí thải CO2, NOx, CO…

Tuy nhiên, EnergyPlus không có giao diện sử dụng thân thiện và được xem

như một nền tảng bao gồm các phương pháp tính toán và các phương pháp mô

phỏng… để các bên khác sử dụng và tạo nên phần mềm của riêng mình. Hiện nay,

rất nhiều phần mềm mô phỏng năng lượng danh tiếng sử dụng mã nguồn của

EnergyPlus để làm lõi tính toán như DesignBuilder, Openstudio… Phần mềm

DesignBuilder được lựa chọn để làm giao diện người dùng trong việc mô phỏng.

Phần mềm này hỗ trợ rất tốt cho giới KTS vì tính trực quan, dễ sử dụng và các gói

lập trình cộng thêm. Giá trị đầu vào bao gồm dữ liệu về khí hậu địa phương và mô

hình năng lượng (mô hình định lượng) của tòa nhà, kết quả đầu ra là rất nhiều các giá

trị về năng lượng. Tuy nhiên, trong luận án này, chỉ có lượng BXMT, thông gió và

ánh sáng tự nhiên được tập trung nghiên cứu.

81

Mô phỏng nhiệt: phần mềm Energy Plus có khả năng cho ra các giá trị về

BXMT bao gồm lượng nhiệt xuyên qua lỗ rỗng trên lớp vỏ, lượng nhiệt truyền qua

kết cấu, tổng lượng nhiệt nhận được bên trong công trình…

Mô phỏng ánh sáng tự nhiên ban ngày: phần mềm Energy Plus có khả năng

cho ra các giá trị về ánh sáng tự nhiên ban ngày như độ rọi, cường độ ánh sáng trong

các tòa nhà. Ngoài ra, đường chuyển động biểu kiến của mặt trời và bóng đổ cũng

được mô phỏng và tính toán để cho ra các kết quả trực quan. Đối với nghiên cứu này,

ánh sáng ban đêm không được xem xét.

Mô phỏng sự thông gió: phần mềm DesignBuilder (với module CFD) có thể

biểu diễn sự thông gió rất chính xác và trực quan thông qua các vector gió hoặc màu

sắc khác nhau. Các dữ liệu về vận tốc gió tại điểm khảo sát, áp lực gió lên tường,

hướng gió được thể hiện cụ thể và chính xác dựa số lần thực hiện mô phỏng và độ

phân giải khác nhau.

Các bước mô phỏng:

- Nhập vị trí địa điểm và dữ liệu thời tiết của địa điểm (tải về từ trang web của

các tổ chức thu thập dữ liệu uy tín) vào phần mềm.

- Nhập mô hình năng lượng của công trình bao gồm các vùng không gian khảo

sát, vỏ bao che, vách ngăn chia, vật liệu, hệ thống HVAC, mẫu hoạt động của

con người trong vùng không gian khảo sát…

- Phát lệnh cho máy tính chạy mô phỏng để thu được các kết quả về ánh sáng,

nhiệt, năng lượng, thông gió, nhiệt, dự toán chi phí…

- Xuất kết quả mô phỏng vào các phần mềm phân tích dữ liệu và lưu trữ.

2.4.4 Xử lý dữ liệu mô phỏng

Các dữ liệu được xuất ra từ các phần mềm mô phỏng như lượng BXMT (kW),

vận tốc gió (m/s) hay độ rọi (lux) được gọi là những dữ liệu thô. Dữ liệu ở dạng thô

không đem lại nhiều giá trị hữu ích đối với tổ chức/doanh nghiệp hay KTS mà cần

xử lý thông qua quá trình thu thập và chuyển nó thành thông tin có thể sử dụng được.

Sau khi thu thập, dữ liệu lần lượt trải qua các bước lọc, sắp xếp, phân tích, lưu trữ và

sau đó được trình bày ở định dạng có thể đọc được. Có ba phương pháp xử lý dữ liệu

phổ biến – thủ công, cơ học và điện tử:

82

Xử lý dữ liệu thủ công - Trong phương pháp này, dữ liệu được xử lý thủ công.

Toàn bộ quá trình thu thập dữ liệu, lọc, sắp xếp, tính toán và phân tích đều được thực

hiện với sự can thiệp của con người mà không sử dụng bất kỳ thiết bị điện tử hay

phần mềm tự động hóa nào khác. Đây là một phương pháp chi phí thiết bị thấp nhưng

sai số cao, chi phí nhân công cao và mất nhiều thời gian.

Xử lý dữ liệu cơ học - Dữ liệu được xử lý một cách cơ học thông qua việc sử

dụng các thiết bị và máy móc. Chúng có thể bao gồm các thiết bị đơn giản như máy

tính, máy đánh chữ, máy in… Một số thao tác xử lý dữ liệu đơn giản có thể được thực

hiện với phương pháp này. Xử lý cơ học ít lỗi hơn nhiều so với xử lý dữ liệu thủ công,

nhưng sự gia tăng của dữ liệu đã làm cho phương pháp này trở nên phức tạp và khó

khăn hơn.

Xử lý dữ liệu điện tử - Dữ liệu được xử lý bằng công nghệ hiện đại sử dụng

phần mềm và chương trình xử lý dữ liệu. Phương pháp này tốn kém nhất nhưng tốc

độ xử lý nhanh nhất với độ tin cậy và độ chính xác cao nhất của kết quả đầu ra.

2.5 Bài học kinh nghiệm về kiến trúc thích ứng ứng dụng PPTS

2.5.1 Bài học về giải quyết mối quan hệ giữa kiến trúc và khí hậu ứng dụng PPTS

Yashar Gharachamani Asl có bài viết: Applying parametric design in order to

meet the environmental goals” (Ứng dụng thiết kế tham số nhằm hướng tới các mục

tiêu môi trường). Các vấn đề về môi trường, sự giảm sút các nguồn năng lượng do

công nghiệp hóa gây ra vào cuối thiên niên kỷ thứ 3 cũng như việc sử dụng các nguồn

năng lượng không hiệu quả đã tạo điều kiện cho các phương pháp mới và các khái

niệm mới trong quá trình thiết kế ví dụ như phương pháp thiết kế tham số. Bằng cách

sử dụng những tiến bộ mới, sự hiệu quả trong sử dụng năng lượng được nâng cao và

do đó hạn chế việc lãng phí các nhiên liệu hóa thạch. Một trong những chiến lược

quan trọng nhất trong quá trình thiết kế là hoàn thiện các phần mềm tham số tiên tiến

nhằm đánh giá sự hiệu quả trước khi xây dựng. Trong hội thảo quốc tế lần thứ 13 của

Tổ chức quốc tế về mô phỏng hiệu quả năng lượng của công trình, Ralph Evins và

Daniel Knott đã có bài liên quan:“Using comfort criteria and parametric analysis to

drive passive building design” (Sử dụng tiêu chuẩn tiện nghi và phân tích tham số

trong quá trình thiết kế bị động cho công trình). Cũng tại hội thảo này, Elliot J.

83

Glassman và Christoph Reinhart viết bài “Facade optimization using parametric

design and future climate scenarios” (Tối ưu hóa mặt đứng ứng dụng thiết kế tham

số và các kịch bản khí hậu tương lai) với lập luận rằng các phần mềm thiết kế tham

số, các công cụ mô phỏng năng lượng và các thuật toán tối ưu hóa cho phép tuỳ biến

các cấu kiện riêng lẻ hoặc toàn bộ công trình xây dựng sẽ giúp giảm thiểu sử dụng

năng lượng dự kiến. Các ứng dụng khác cho việc tối ưu hóa bao gồm tạo ra các hình

thức xây dựng mới dựa trên các tiêu chí về hiệu suất hoặc đạt được mức TKNL tối

đa cho số tiền đầu tư ban đầu tối thiểu. Bài báo này đề xuất các giải pháp tối ưu cho

mặt đứng thích ứng với điều kiện môi trường xung quanh và điều kiện nay luôn thay

đổi theo thời gian.

Cụ thể hơn, Rossano Albatici và Francesco Passerini đã có nghiên cứu: “Hình

dáng công trình và các yêu cầu về nhiệt: một cách tiếp cận tham số trong điều kiện

khí hậu nước Ý” [42]. Trong đó, có đề cập đến việc sử dụng PPTS trong thiết kế Sinh

khí hậu để giải quyết mối quan hệ giữa kiến trúc và khí hậu nhằm đảm bảo các điều

kiện tiện nghi trong nhà và giảm thiểu năng lượng yêu cầu. Trong mối quan hệ đó,

hình dạng tòa nhà đóng vai trò quan trọng nên cần được nghiên cứu.

Hình 2.38 Tham số đặc trưng về hình dáng tòa nhà: số tầng, tiết diện, hướng [42].

Với 16 khối mô đun cơ bản, tác giả biến đổi hình dáng tòa nhà thành 4 dạng

dựa vào cách sắp xếp các khối mô đun này. Các khối mô đun chính là các thành

phần cấu trúc của tòa nhà và sự thay đổi cấu trúc sẽ dẫn đến sự thay đổi về điều

84

kiện vi khí hậu bên trong. Qua đó, tác giả đã phân tích các kết quả để tìm được hình

dáng tối ưu ứng với giá trị thích hợp của các tham số hình dạng (Hình 2.38).

Ở Việt Nam, xác định hình dáng và các kích thước hợp lý của ngôi nhà theo

các hướng sao cho tổng năng lượng BXMT chiếu lên các bề mặt kết cấu bao che của

nó là nhỏ nhất đã được Trần Ngọc Chấn, Phạm Quốc Quân và Đỗ Trần Hải nghiên

cứu với kết quả là:

+ Nhà có mặt bằng hình chữ nhật thì hướng nhà hợp lý để giảm thiểu BXMT

là hướng Bắc - Nam (trục nhà nằm theo hướng Đông - Tây).

+ Nhà quay về hướng Đông Nam – Tây Bắc thì mặt bằng tối ưu là hình vuông.

Mặt bằng hình chữ nhật không được khuyến khích và mặt bằng càng dẹt càng bất lợi.

Đồng thời, các tác giả đã đưa ra các công thức xác định kích thước H (chiều

cao), B (chiều rộng) và L (chiều dài) tối ưu về BXMT cho nhà có mặt bằng hình chữ

nhật, hướng Bắc – Nam. Các tác giả đã tính toán H, B, L tối ưu của nhà mặt bằng

hình chữ nhật có thể tích V khác nhau quay về hướng Bắc - Nam cho Hà Nội.

Ngoài ra, một nghiên cứu về “Phân tích tham số cho tính hiệu quả của các lựa

chọn thiết kế mặt đứng với việc chiếu sáng trong không gian văn phòng” do Hui Shen

và Athanasios Tzempelikos thực hiện năm 2010 đã cho thầy cửa sổ là thành phần

quan trọng nhất trên mặt đứng một tòa nhà thương mại. Hình dạng, kích thước và tính

chất quang học của chúng xác định điều kiện ánh sáng ban ngày trong nhà và sự thoải

mái về thị giác [45]. Thiết kế mặt đứng tòa nhà bằng kính được tối ưu hóa có thể cải

thiện việc khai thác ánh sáng ban ngày và tiết kiệm đáng kể điện năng tiêu thụ cho

chiếu sáng. Mô hình một không gian văn phòng được thiết lập để nghiên cứu với các

tham số đặc trưng và các giá trị tham số để khảo sát như sau (Hình 2.39):

Hình 2.39 Mô hình một không gian văn phòng để nghiên cứu [45].

85

- Kích thước cơ bản 4x4x3m, cao độ của cửa sổ là 0.8m trùng với cao độ của

mặt phẳng làm việc. Chọn 9 điểm khảo sát trên mặt phẳng làm việc

- Địa điểm khảo sát: Chicago, New York and Los Angeles

- Tham số độ rỗng tường (tỉ lệ giữa diện tích cửa và tổng diện tích tường) với 4

giá trị để khảo sát: 15%, 30%, 50% và 70%

- Tham số độ trong suốt của cửa kính: 80%, 60% và 40%

- Tham số về hướng: Đông, Tây, Nam, Bắc

Sau khi tính toán và thử với các giá trị tham số khác nhau, các tác giả có thể

rút ra được các giá trị tham số thích hợp cho các trường hợp khác nhau. Các giá trị

này có thể làm cơ sở cho để xuất các giải pháp kiến trúc phù hợp (Hình 2.40).

Hình 2.40 Kết quả tính toán ánh sáng với các giá trị tham số khác nhau [45].

2.5.2 Bài học về tạo hình kiến trúc ứng dụng PPTS

Năm 2010, Roland Hudson đã hoàn thành luận án tiến sĩ “Những cách tiếp cận

thiết kế tham số trong kiến trúc” tại đại học Bath, Anh [74]. Trong đó, tác giả đã

nghiên cứu về các cách thức ứng dụng PPTS trong tạo hình kiến trúc và áp dụng vào

các công trình thực tế để minh chứng. Công trình sân vận động Lansdowne Road

Stadium (LRS) đã được áp dụng thiết kế tham số và các thông tin của dự án được

xuất bản năm 2008 (Hình 2.41). Các bước tiến hành ứng dụng PPTS như sau:

- Giai đoạn thiết kế ban đầu, ứng dụng PPTS để phát triển giải quyết vấn đề.

- Trong các giai đoạn sau của thiết kế: “đề xuất mô hình, đánh giá và sửa đổi”

- Chia sẻ mô hình tham số giữa các kiến trúc sư và kỹ sư.

86

Hình 2.41 Công trình sân vận động Lansdowne Road Stadium (LRS) [74].

Công trình được cấu trúc hóa thành các thành phần với các điểm điều khiển,

thay đổi các điểm điều khiển theo một chiến thuật định trước sẽ tạo ra các hình dáng

và phương án kiến trúc khác nhau (Hình 2.42).

Hình 2.42 Mô hình và phương thức điều khiển các điểm nút [74].

Năm 2013, Wassim Jabi xuất bản quyển sách“Parametric Design for

Architecture”(Thiết kế tham số cho kiến trúc) chỉ ra rằng KTS thường sử dụng các

công cụ hỗ trợ máy tính để giúp họ hình dung ý tưởng của họ và xây dựng các mô

hình thiết kế của họ. Tuy nhiên, phần lớn các mô hình này được xây dựng theo cách

mà nó làm cho họ khó khăn để thay đổi tương tác. Phần mềm thiết kế tham số giải

quyết vấn đề này bằng cách cho phép các KTS xác định các mối quan hệ giữa các

tham số khác nhau của mô hình thiết kế của họ. Lợi thế là một nhà thiết kế sau đó có

87

thể thay đổi một số tham số và phần còn lại của mô hình sẽ phản ứng và cập nhật phù

hợp và theo cách thống nhất dựa trên các quy tắc liên kết đặt trước. Thông qua mô tả

chi tiết các kỹ thuật tham số khác nhau, cuốn sách này cung cấp một hướng dẫn thiết

thực để tạo ra các giải pháp hình học cho các tình huống khác nhau, bao gồm các

hướng dẫn từng bước rõ ràng cho phép người đọc hiểu cả khái niệm chung và thuật

toán tính toán.

2.6 Khả năng thực hiện

Hai vấn đề trọng tâm được rút ra ở chương 1 (cần nghiên cứu mặt đứng nhà

phố thích ứng với điều kiện khí hậu và ứng dụng phương pháp thiết kế định lượng)

hoàn toàn có có khả năng giải quyết được dựa trên các cơ sở khoa học ở chương 2.

Các cơ sở khoa học này bao gồm cơ sở về pháp lý, cơ sở lý luận về mối quan hệ giữa

kiến trúc và khí hậu, cơ sở về tiện nghi vi khí hậu, các cơ sở thực tiễn và cơ sở về

thiết kế kiến trúc ứng dụng PPTS. Trong đó, cơ sở cho việc chuẩn bị dữ liệu đầu vào

và cơ sở cho việc xử lý các dữ liệu đầu ra của PPTS được phân tích một cách chi tiết

qua quá trình xây dựng HTTS cho cấu trúc kiến trúc. Ngoài ra, trên cơ sở sử dụng

phần mềm mô phỏng Energy Plus của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, dữ liệu mô phỏng đầu

ra mang tính định lượng, có độ tin cậy và độ chính xác cao.

PPTS là một công cụ làm việc hữu ích, có thể giúp KTS chọn ra phương án

hiệu quả hoặc thích hợp nhất trong một loạt các phương án kiến trúc có hiệu quả khác

nhau, được tạo ra khi cho giá trị các tham số kiến trúc thay đổi. Quá trình này phần

lớn được thực hiện dưới sự trợ giúp của máy tính giúp giảm thiểu chi phí và thời gian

không cần thiết.

88

CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT MẶT ĐỨNG NHÀ PHỐ THÍCH ỨNG VỚI ĐIỀU

KIỆN KHÍ HẬU TP.HCM ỨNG DỤNG PPTS

3.1 Quan điểm

Góp phần giải quyết mối quan hệ giữa kiến trúc và khí hậu một cách định

lượng nhằm hướng đến “thiết kế kiến trúc hiệu quả” (performance-based building

design) qua xây dựng mặt đứng nhà phố thích ứng với điều kiện khí hậu TP.HCM

ứng dụng PPTS.

Trong đó, mặt đứng là bộ phận kết nối giữa kiến trúc và khí hậu, bao gồm các

thành phần vật chất nhân tạo và các lớp không gian đệm trên mặt đứng, đây được

xem là một bộ lọc (filter) các yếu tố tác động. Tùy vào sự tác động khác nhau mà bộ

lọc này cần thay đổi thông qua việc lựa chọn và tổ chức các thành phần nhằm đạt hiệu

quả cao về tiện nghi vi khí hậu và giảm được năng lượng tiêu thụ của tòa nhà. Tính

thích ứng với điều kiện khí hậu của mặt đứng nhà phố tương đồng với khả năng thay

đổi bộ lọc để khuyếch đại tác động tốt và giảm nhẹ tác động xấu. Mặt đứng nhà phố

thích ứng có tính định lượng dựa trên cơ sở cấu trúc hóa (phân tích thành một hệ

thống cấu trúc), tham số hóa cấu trúc (xây dựng HTTS cho cấu trúc), xây dựng mô

hình tham số hóa, xác định các biến thể và lựa chọn các giá trị khảo sát. Tính hiệu

quả được chứng minh thông qua việc xây dựng phương pháp tính mức độ thích ứng

với điều kiện khí hậu của cấu trúc. Các yếu tố tác động được lựa chọn nghiên cứu là

3 yếu tố gồm BXMT, ánh sáng và gió với mức độ tác động nhiều và nổi trội lên mặt

đứng.

3.2 Nguyên tắc

Quan điểm mục tiêu được đảm bảo qua nguyên tắc sau:

Nguyên tắc đảm bảo tính định lượng thông qua PPTS, bao gồm xác định các

dữ liệu đầu vào có tính định lượng và xử lý các dữ liệu đầu ra. Các dữ liệu này dùng

để mô phỏng và tính toán trong PPTS.

89

Nguyên tắc đảm bảo tính linh hoạt và đa dạng trong sáng tác kiến trúc thông

qua hệ thống các biến thể phù hợp, có thể áp dụng được trong nhiều trường hợp khác

nhau.

Nguyên tắc đảm bảo tính thích ứng với điều kiện khí hậu thông qua việc tính

toán các khả năng làm việc của cấu trúc.

3.3 Hệ thống tiêu chí

Hệ thống các tiêu chí phù hợp với quan điểm và nguyên tắc đề ra gồm: (1) tiêu

chí về cấu trúc hóa, (2) tiêu chí về tính định lượng, (3) tiêu chí về tính thích ứng.

3.3.1 Tiêu chí về cấu trúc hóa

- Lựa chọn các thành phần trong cấu trúc

Những thành phần cấu trúc cần quan tâm lựa chọn là những thành phần có tác

động đáng kể đến tiện nghi vi khí hậu trong nhà, bao gồm các thành phần có bề mặt

tiếp xúc lớn, có vị trí quan trọng và xuất hiện nhiều trên các nhà phố. Trong mặt đứng

nhà phố có rất nhiều thành phần vật chất bao gồm các TPN, TPĐ (Bảng 1.5, Bảng

1.6)… và các khoảng không gian đệm. Các thành phần này trên thực tế rất đa dạng

về đặc điểm cũng như có mối liên hệ phức tạp với nhau. Trong thiết kế, không phải

tất cả thành phần mà chỉ một số thành phần sẽ đóng vai trò quan trọng và nổi bật

trong quá trình tổ hợp không gian kiến trúc.

- Phân chia các lớp MĐ trong cấu trúc

Phân chia các lớp trong mặt đứng theo tổ hợp các thành phần có vị trí gần nhau

và liên hệ với nhau trong khả năng làm việc của cấu trúc.Mặt đứng nhà phố cần được

phân chia thành các lớp MĐ dựa trên số lần các tác động bên ngoài bị ngăn chặn bởi

các thành phần cấu trúc trước khi vào đến KGBT. Thông thường, một lớp MĐ được

coi là xuất hiện trong cấu trúc khi trong lớp MĐ đó có các TPĐ và TPN đóng vai trò

ngăn chặn trực tiếp các tác động. Ngoài ra, một lớp MĐ được coi là bán xuất hiện

trong cấu trúc khi đóng vai trò ngăn chặn gián tiếp các tác động như phản xạ, tán xạ…

3.3.2 Tiêu chí về tính định lượng của cấu trúc

Tính định lượng của cấu trúc được thể hiện qua HTTS của cấu trúc (bao gồm

các tham số về độ lớn, khoảng cách, độ rỗng, độ nghiêng,..) và các giá trị khảo sát

90

của tham số dùng để tính toán và mô phỏng. Các tham số và giá trị khảo sát của tham

số được lựa chọn thông qua các điều kiện sau:

- Lựa chọn tham số nổi trội:

Trong quan hệ kiến trúc và khí hậu như đã đề cập ở chương 2, có rất nhiều

tham số bao gồm các tham số kiến trúc và tham số khí hậu nhưng chỉ một số lượng ít

các tham số đóng vai trò quan trọng và quyết định đến kết quả đầu ra trong quá trình

thực hiện. Ứng với mỗi hệ thống có các đối tượng tính toán và mô phỏng khác nhau

và sẽ có tập hợp các tham số nổi trội tương ứng. Các đối tượng tính toán của nghiên

cứu này được lựa chọn là bức xạ nhiệt, thông gió và ánh sáng tự nhiên nên cần xây

HTTS nổi trội cho phù hợp. Đây là tiêu chí quan trọng và cần kiểm soát trong quá

trình xây dựng giải pháp.

- Xác định các giá trị khảo sát của các tham số:

Việc thay đổi giá trị khảo sát của các tham số để mô phỏng và tính toán đầu ra

luôn phải nằm trong khoảng giới hạn cho phép do các ràng buộc về pháp lý cũng như

giới hạn về thời gian và tài nguyên máy tính. Trong khoảng giới hạn đó, NCS đề xuất

chỉ xem xét một số các điểm giá trị bao gồm điểm giá trị hiện trạng, điểm giá trị tới

hạn và điểm giá trị tham khảo. Mặc dù kết quả thu được có thể không phải là tối ưu

nhưng vẫn có thể đánh giá tính hiệu quả của từng phương án. Điều này giúp đơn giản

hóa, giảm thiểu thời gian tính toán cũng như tiết kiệm tài nguyên máy tính để tiến

hành mô phỏng. Ngoài ra, việc mô phỏng cần được tiến hành riêng biệt từng tham

số. Trong mỗi lần mô phỏng, chỉ thay đổi giá trị của một tham số trong khi các tham

số còn lại sẽ được giữ nguyên giá trị mặc định. Sau khi có kết quả, các tham số tiếp

theo mới lần lượt được thay đổi để thực hiện các mô phỏng tiếp theo.

3.3.3 Tiêu chí về tính thích ứng với điều kiện khí hậu

Dựa trên sự đóng góp của mặt đứng để giảm năng lượng tiêu thụ, tính thích

ứng của mặt đứng với các điều kiện khí hậu tại TP.HCM được đề xuất đánh giá qua

2 điều kiện là đảm bảo tiện nghi nhiệt và đảm bảo tiện nghi ánh sáng. Trong đó, tiện

nghi nhiệt là tiêu chí cần được ưu tiên hơn so với tiện nghi ánh sáng trên cơ sở mức

độ sử dụng năng lượng điện. Những trường hợp kết quả mô phỏng có trị số không

quá chênh lệch về tiện nghi nhiệt thì xem xét đến tiện nghi ánh sáng. Những trường

91

hợp kết quả mô phỏng chung có khác biệt không đáng kể thì lựa chọn phương án đơn

giản và tiết kiệm nhất. Các điều kiện này được đánh giá thông qua việc xem xét các

khả năng của cấu trúc như khả năng cách nhiệt, khả năng thông gió, khả năng thông

sáng...

Theo số liệu điều tra các nhà dân dụng ở Hà Nội, Đà Nẵng và TP.HCM do Bộ

Xây dựng và tổ chức IFC tiến hành [25], cơ cấu sử dụng năng lượng điện trong công

trình công cộng ở nước ta thường theo thứ tự như sau: (1) điều hòa không khí; (2)

chiếu sáng; (3) thiết bị điện; (4) nước nóng; (5) thang máy; ..., Còn cơ cấu sử dụng

năng lượng đối với nhà ở thường theo thứ tự là: (1) điều hòa không khí; (2) nước

nóng; (3) thiết bị điện; (4) chiếu sáng; (5) thang máy ... Cũng theo số liệu điều tra

này, tiêu thụ điện của hệ thống thiết bị điều hòa không khí chiếm tỷ lệ lớn nhất.

- Đảm bảo tiện nghi nhiệt:

Tính thích ứng về mặt tiện nghi nhiệt của mặt đứng được đề xuất là khả năng

ngăn chặn BXMT (cách nhiệt) kết hợp với khả năng thông gió trong mặt đứng. Các

yếu tố ảnh hưởng đến tiện nghi nhiệt bao gồm nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ gió, chế độ

nắng… Với đặc điểm khí hậu tại TP.HCM và đặc biệt là với các nhà phố hướng Tây,

BXMT (trực xạ) là yếu tố ảnh hưởng nhiều nhất và quan trọng nhất lên tiện nghi nhiệt

trong nhà. Với các nhà phố thấp tầng thì cơ hội để nhận được các luồng gió mạnh là

không nhiều, tuy nhiên tính chất thông thoáng của cấu trúc cũng giúp giải phóng một

lượng nhiệt được tích tụ bên trong các khoảng đệm giữa các lớp MĐ.

- Đảm bảo tiện nghi ánh sáng:

Tính thích ứng về mặt tiện nghi ánh sáng được xác định thông qua khả năng

truyền dẫn ánh sáng của cấu trúc (thông sáng). Khi đó, độ rọi trong phòng trên mặt

phẳng khảo sát là có ảnh hưởng nhiều nhất. Dựa trên cơ sở ở chương 2 (Bảng 2.1),

độ rọi được lấy làm tiêu chuẩn trong các phòng ngủ là 100 lux.

3.4 Đề xuất mặt đứng nhà phố thích ứng với điều kiện khí hậu TP.HCM ứng

dụng PPTS

3.4.1 Cấu trúc hóa mặt đứng nhà phố và các tổ hợp khác nhau

Mặt đứng nhà phố được đề xuất cấu trúc hóa thành một hệ mặt đứng đa lớp

(MĐĐL) được xác định thông qua các kiến trúc thành phần, các đặc trưng về hình

92

thể, vật liệu, các mối liên hệ về tương quan, vị trí và phạm vi tác động. Khi đó, cấu

trúc MĐĐL nhà phố được tạo bởi các lớp mặt đứng (lớp MĐ) và các khoảng đệm

giữa các lớp bao gồm lớp MĐ chính, lớp MĐ phụ bên trong, lớp MĐ phụ bên ngoài,

LỚP MĐ CHÍNH

LỚP MĐ PHỤ BÊN TRONG

LỚP MĐ PHỤ BÊN NGOÀI

các khoảng đệm bên trong và các khoảng đệm bên ngoài (Hình 3.1, Hình 3.2).

RANH LỘ GIỚI

KHOẢNG ĐỆM

LỚP MĐ CHÍNH

LỚP MĐ PHỤ BÊN TRONG

LỚP MĐ PHỤ BÊN NGOÀI

Hình 3.1 Cấu trúc MĐĐL nhà phố và các lớp MĐ

Hình 3.2 Mặt cắt cấu trúc MĐĐL nhà phố

Lớp mặt đứng chính luôn xuất hiện trong cấu trúc bao gồm tường mặt đứng

và các thành phần thuộc tường mặt đứng như cửa sổ, cửa đi, lỗ trống. Lớp MĐ chính

có tính phổ biến nhất và tính truyền thống, đáp ứng yêu cầu bao che ở mức cơ bản

93

cho KGBT. Với đa số các nhà phố được khảo sát thuộc khu vực trung tâm cũ, lớp

MĐ chính trùng với ranh lộ giới. Chỉ một số ít nhà phố lùi vào so với ranh lộ giới,

khi đó lớp MĐ chính cũng được lùi vào tương ứng.

Lớp mặt đứng phụ bên trong được tạo thành bởi các thành phần sát kề bên

trong tường mặt đứng. Lớp MĐ này hợp với lớp MĐ chính một khoảng cách tạo

thành khoảng đệm bên trong.

Lớp mặt đứng phụ bên ngoài được tạo thành bởi các thành phần sát kề bên

ngoài lớp MĐ chính, đóng vai trò quan trọng trong quan hệ với các yếu tố tác động

lên cấu trúc. Với các nhà phố được khảo sát có tường mặt đứng trùng với ranh lộ giới,

lớp MĐ này thường nằm ngoài lớp MĐ chính một khoảng cách không lớn hơn khoảng

cách của các thành phần được phép nhô ra trên các tuyến đường. Đối với các nhà phố

lùi vào so với ranh lộ giới, lớp MĐ này sẽ bao gồm các thành phần thuộc khoảng lùi.

Thông thường, lớp MĐ phụ bên ngoài có càng nhiều thành phần thì ảnh hưởng của

các yếu tố tác động lên KGBT càng nhỏ. Do đó, các giải pháp kiến trúc cần tận dụng

tối đa cơ hội để bố trí và tổ chức các thành phần cấu trúc trong lớp MĐ này. Lớp MĐ

phụ bên ngoài hợp với lớp MĐ chính một khoảng cách thông thường từ vài xen-ti-

Lớp MĐ chính

Lớp MĐ phụ bên trong

Lớp MĐ phụ bên ngoài

Ban công và lô gia

Hệ lam bên trong

Tường mặt đứng

Hệ lam ngoài

Khoảng đệm bên trong

Cửa sổ, cửa đi

Phần mái tại cao độ chuẩn

THÀNH PHẦN ĐỨNG

Hệ khung quảng cáo

THÀNH PHẦN NGANG

Mặt sân trống

KHOẢNG ĐỆM

Vòm lá cây xanh

Khoảng đệm bên ngoài

mét đến 1,4 mét tạo thành khoảng đệm bên ngoài.

Hình 3.3 Các thành phần cấu trúc và mối liên hệ trong các lớp MĐ

Các lớp MĐ trong MĐĐL đều thuộc sở hữu tư nhân nên được quyền chủ động

thay đổi. Các thành phần thuộc sở hữu công cộng thuộc khoảng lưu không như vỉa

94

hè, cây xanh công cộng ... không thuộc đối tượng nghiên cứu nhưng sẽ là các thành

phần ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình nghiên cứu mặt đứng ứng dụng PPTS.

Mỗi lớp MĐ gồm một số thành phần trong 8 thành phần cấu trúc cần quan

tâm. Lớp MĐ chính gồm thành phần tường mặt đứng và cửa. Lớp MĐ phụ bên trong

gồm hệ lam và khoảng đệm bên trong. Cuối cùng là lớp MĐ phụ bên ngoài gồm ban

công/lô gia, hệ lam ngoài, phần mái tại cao độ chuẩn, hệ khung quảng cáo, mặt sân

trống và cây xanh trong khoảng lùi (nếu có) và khoảng đệm bên ngoài. (Hình 3.3).

Có thể chia MĐĐL thành 3 loại dựa trên số lớp MĐ xuất hiện: loại MĐĐL có

(c)

(a)

(b)

1 lớp (Hình 3.4a), loại MĐĐL có 2 lớp (Hình 3.4b), loại MĐĐL có 3 lớp (Hình 3.4c).

Hình 3.4 Các loại MĐĐL nhà phố theo số lớp MĐ

Một lớp MĐ được coi là xuất hiện hoặc bán xuất hiện trong MĐĐL nhà phố

khi lớp MĐ đó được tạo thành bởi các TPĐ và TPN có khả năng ngăn cản 1 phần tác

động bên ngoài.

Loại MĐĐL có 1 lớp: các tác động bên ngoài bị ngăn cản 1 lần trước khi vào

đến KGBT, có 1 lớp MĐ xuất hiện.

Loại MĐĐL có 2 lớp: các tác động bên ngoài bị ngăn cản 2 lần trước khi vào

đến KGBT, có 2 lớp MĐ xuất hiện.

Loại MĐĐL có 3 lớp: các tác động bên ngoài bị ngăn cản 3 lần trước khi vào

đến KGBT, có 3 lớp MĐ xuất hiện.

Trong giới hạn của nghiên cứu này, nhà phố được chọn khảo sát là những ngôi

nhà chịu ảnh hưởng nhiều bởi nắng hướng Tây, tức là các thành phần thuộc 2 mặt

bên hầu như không ảnh hưởng nên không được xem xét. Mỗi loại MĐĐL kể trên sẽ

có nhiều cách sắp xếp các TPĐ và TPN trong mỗi lớp vỏ.

95

Kết quả dữ liệu khảo sát cho thấy, lớp MĐ chính xuất hiện trong tất cả các nhà

phố, do đó sự xuất hiện của các lớp MĐ phụ bên trong và bên ngoài tạo thành 4 kiểu

sắp xếp gồm kiểu K1, kiểu K2 (2 kiểu) và kiểu K3 (Bảng 3.1).

Bảng 3.1 Bốn kiểu sắp xếp các lớp MĐ

Loại 1 lớp

Loại 2 lớp

Loại 3 lớp

Kiểu sắp xếp các lớp MĐ ứng với các loại MĐĐL

K2

K1

K3

Lớp MĐ chính

Lớp MĐ phụ bên trong

Lớp MĐ phụ bên ngoài

Ghi chú: x-có xuất hiện và ảnh hưởng đến cấu trúc MĐĐL; o-không xuất hiện

Mỗi kiểu sắp xếp trên lại có cách tổ hợp các TPN và TPĐ khác nhau tạo thành

các trường hợp cấu trúc khác nhau. Tổ hợp các cách sắp xếp và gộp các trường hợp

tương tự nhau thành 12 trường hợp cấu trúc MĐĐL nhà phố, tuy nhiên, trong khu

vực khảo sát chỉ một số trường hợp cấu trúc là phố biến. (Bảng 3.2).

Bảng 3.2 Mười hai trường hợp cấu trúc dựa trên tổ hợp các thành phần MĐĐL

Lớp MĐ phụ bên ngoài

STT

Trường hợp

Sơ đồ sắp xếp các TPN và TPĐ trên các lớp MĐ

Lớp MĐ chính

Tính phổ biến

Lớp MĐ phụ bên trong

TPN TPĐ

x o o o

x

1 K1

x x o o

x

2 K2-1

x o x x

x

3 K2-2

x o x o x 4 K2-3

96

Lớp MĐ phụ bên ngoài

STT

Trường hợp

Sơ đồ sắp xếp các TPN và TPĐ trên các lớp MĐ

Lớp MĐ chính

Tính phổ biến

Lớp MĐ phụ bên trong

TPN TPĐ

x o x x 5 K2-4

o hoặc x/2

x o x x x 6 K2-5

x o x x/2 x 7 K2-6

x o x/2 x

x

8 K2-7

x x x x 9 K3-1

x x x o 10 K3-2

97

Lớp MĐ phụ bên ngoài

STT

Trường hợp

Sơ đồ sắp xếp các TPN và TPĐ trên các lớp MĐ

Lớp MĐ chính

Tính phổ biến

Lớp MĐ phụ bên trong

TPN TPĐ

x x x 11 K3-3

o hoặc x/2

Ghi chú: x-có xuất hiện và ảnh hưởng đến cấu trúc MĐĐL; x/2-bán xuất hiện; o-không xuất hiện

x x x x 12 K3-4

Hình 3.5 Phân tích mặt đứng nhà phố phức tạp thành các trường hợp cấu trúc

Đối với các nhà phố có mặt đứng phức tạp, cần tách thành các phần mặt

đứng riêng biệt. Khi đó, mỗi phần mặt đứng sẽ là một trường hợp cấu trúc khác

nhau. Một mặt đứng có thể là tổ hợp nhiều trường hợp cấu trúc. Hình 3.5 là ví dụ về

98

việc phân tích một mặt đứng phức tạp thành 4 phần mặt đứng riêng biệt gồm phần

mặt đứng thứ 1, phần mặt đứng thứ 2, phần mặt đứng thứ 3, phần mặt đứng thứ 4

tương ứng với 4 trường hợp cấu trúc là trường hợp K2-2, trường hợp K1, trường hợp

K2-2 và trường hợp K2-3.

3.4.2 Tham số hóa cấu trúc MĐĐL nhà phố và các giá trị khảo sát

Cấu trúc MĐĐL theo PPTS cần được tham số hóa (biểu diễn) thành một hệ

thống các tham số. Xây dựng và lựa chọn các tham số phù hợp cho HTTS thông qua

tham số hóa các đặc điểm, mối liên hệ các thành phần cấu trúc, tiêu chí về tính định

lượng của cấu trúc (bao gồm tính nổi trội các tham số và khoảng giá trị giới hạn).

Sơ đồ 3.1 Các bước xây dựng HTTS cho cấu trúc

Tham số về kích thước (tskt) là các tham số đại diện cho chiều dài, khoảng

cách, kích thước, độ dày của các thành phần cấu trúc cũng như mức độ xa gần hoặc

vị trí giữa các thành phần đó. Các tham số này sẽ được thay đổi giá trị để kiểm tra kết

quả đầu ra. Với sự trợ giúp của máy tính và các phần mềm mô phỏng, sự thay đổi này

có thể được lập trình biến thiên một cách liên tục từ giá trị nhỏ nhất đến giá trị lớn

nhất cho phép. Tuy nhiên, trong giới hạn của luận án cũng như để tiết kiệm tài nguyên

máy tính, các điểm giá trị của các tham số về kích thước được chọn để kiểm tra như

trong nội dung Bảng 3.3.

Tham số về độ rỗng (tsđr) của 1 bề mặt là tham số đại diện cho tỉ số giữa phần

diện tích lỗ rỗng trên bề mặt với diện tích tổng của bề mặt đó. Các tham số này đóng

vai trò rất quan trọng trong tính toán kết quả đầu ra. Trong giới hạn của luận án, NCS

chọn 3 giá trị độ rỗng để khảo sát là 80%, 50% và 20%.

99 Bảng 3.3 Hệ thống các tham số cho cấu trúc MĐĐL nhà phố

Đối tượng tính toán

Giá trị tham số để khảo sát

STT Tên tham số kiến

trúc

Giá trị 1

Loại tham số

Bức xạ nhiệt

Ánh sáng

Giá trị 2

Giá trị 3

Thông gió

1 Vật liệu mặt tường

tsđtn

Giữ nguyên

2 Độ rỗng mặt tường

tsđr

Giá trị gốc Sơn nước màu nhạt 40%

tsđtn

1 lớp

Cấu tạo lớp tường

20 Thêm 1 lớp bên trong

tsđtn Kính 1 lớp Kính 2 lớp

Vật liệu lỗ cửa

tsđtn

Sắt kính Giữ nguyên

Kính low-e

Cấu tạo cửa

tsđtn Bê tông Giữ nguyên

Vật liệu lam che

tsđr

50%

tsgn

ngang

tskt

1.2m

0.5

0.9

1.4

tsđtn

Giữ nguyên

Độ rỗng lam che Độ nghiêng thanh lam Độ vươn ban công (lô gia) Vật liệu ban công (lô gia)

tsđtn

Giữ nguyên

Vật liệu mái che

tsđr

Gạch ceramic Bê tông cốt thép 65%

tskt

1.4m

0.7

1.1

1.7

tsđr

tskt

2.5

Độ rỗng mái che Khoảng cách khung quảng cáo Độ rỗng khung quảng cáo Độ lùi sân trong

tsđtn

Xi măng

16 Vật liệu sân trong

4 m Gạch terrazzo

tskt

1.2

tsđr

55%

Khoảng cách vòm lá Độ rỗng vòm lá Ghi chú: x là nổi trội

Tham số là các hệ số đặc trưng về nhiệt (tsđtn) như phản xạ, truyền nhiệt...

Các hệ số này sẽ thay đổi giá trị nếu màu sắc, vật liệu hoặc cấu tạo lớp của các thành

phần cấu trúc được thay đổi. Dựa trên nguyên tắc và các tiêu chí về giữ gìn ở trên,

vật liệu và màu sắc bề mặt của các thành phần cấu trúc được giữ nguyên trong quá

trình tính toán mô phỏng. Giá trị của tham số dạng này được biến đổi thông qua việc

thay đổi cấu tạo lớp bên trong của thành phần cấu trúc. Thành phần quan trọng nhất

100

của MĐĐL ảnh hưởng đáng kể đến khả năng cách nhiệt của MĐĐL chính là tường

mặt đứng, do đó NCS đề xuất 2 trường hợp để kiểm tra đầu ra, gồm giữ nguyên hiện

trạng và thêm 1 lớp cách nhiệt bên trong tường mặt đứng.

Tham số về góc nghiêng (tsgn) của một bề mặt trong cấu trúc MĐĐL là độ

lớn của góc hợp bởi bề mặt đó so với mặt phẳng chuẩn (mặt đứng hoặc mặt ngang).

Tham số góc nghiêng trong luận án này chỉ dùng cho góc nghiêng của hệ che nắng

bao gồm góc nghiêng của mặt ban công (lô gia), góc nghiêng của mái tại cao độ chuẩn

mặt tiền, góc nghiêng của hệ lam che (hệ lam đứng hoặc ngang). Tuy nhiên, theo

khảo sát thì hầu hết nhà phố đều có mặt ban công (lô gia) và phần mái tại cao độ

chuẩn mặt tiền nằm ngang. Do đó, NCS chỉ thay đổi góc nghiêng của hệ lam (phương

đứng và phương ngang) để tính toán mô phỏng kết quả đầu ra. Giá trị góc nghiêng

được chọn để tính toán là 0, 45, 90 độ.

Cấu trúc MĐĐL nhà phố đã được phân tích và sau đó được biểu diễn thành

một HTTS gồm 18 tham số (Bảng 3.3). Tùy theo các mục tiêu tính toán khác nhau

mà các tham số nổi trội được xác định và các giá trị dùng để khảo sát của tham số

tương ứng được đề xuất.

3.4.3 Mô hình tham số hóa cấu trúc và các biến thể

Dựa trên các kết quả về cấu trúc hóa và tham số hóa MĐĐL nhà phố, mô hình

tham số hóa cho cấu trúc MĐĐL nhà phố (parametric model of structure of multi-

layers façade) đã được đề xuất (Hình 3.6).

Mô hình thể hiện cấu trúc của MĐĐL nhà phố với 3 lớp MĐ bao gồm lớp MĐ

chính, lớp MĐ phụ bên trong và lớp MĐ phụ bên ngoài. Trong đó, lớp MĐ chính

đóng vai trò là lớp bao che cơ bản và hầu như xuất hiện ở tất cả các nhà phố. Các lớp

MĐ phụ mang ý nghĩa là thành phần thêm vào của cấu trúc MĐĐL nhưng có ảnh

hướng lớn đến điều kiện vi khí hậu bên trong nhà. Mô hình cũng thể hiện được các

thành phần cấu trúc chi tiết, mối liên hệ và sự bố trí của các thành phần này vào các

lớp mặt đứng.

Tính thích ứng của mặt đứng thể hiện ở khả năng biến đổi linh hoạt các lớp MĐ

tùy vào các trường hợp cấu trúc và tình huống tác động. Sự linh hoạt này là kết quả

của việc thêm bớt, tăng giảm các thành phần cấu trúc trong các lớp MĐ như ban công,

101

lô gia, hệ lam bên trong và ngoài, hệ dây leo… một cách tương đối tự do, đa dạng và

mềm dẻo nhưng vẫn trong giới hạn cho phép. Thông thường, lớp MĐ phụ bên ngoài

chịu ràng buộc về vị trí (khoảng cách giữa tường mặt đứng đến mép ngoài cùng của

nhà) theo quy định của pháp luật về độ vươn của ban công và phần nhô ra trên tuyến

phố và thường nằm bên ngoài ranh lộ giới. Đối với các trường hợp không thể phát

triển và bố trí lớp MĐ phụ bên ngoài (quy định về phần nhô ra của nhà cho lộ giới

nhỏ) thì các giải pháp cấu trúc cần tạo nên khoảng đệm bên trong bằng cách bố trí

TƯỜNG MẶT ĐỨNG

CỬA SỔ, CỬA ĐI

HỆ LAM

BAN CÔNG VÀ LÔ GIA

PHẦN MÁI TẠI CAO ĐỘ CHUẨN

HỆ KHUNG QUẢNG CÁO

MẶT SÂN TRỐNG

VÒM LÁ CÂY XANH

LỚP MĐ PHỤ BÊN NGOÀI

LỚP MĐ CHÍNH

LỚP MĐ PHỤ BÊN TRONG

KHOẢNG ĐỆM

THÀNH PHẦN ĐỨNG

THÀNH PHẦN NGANG

lớp MĐ phụ bên trong.

Hình 3.6 Mô hình cấu trúc định lượng cho MĐĐL nhà phố với HTTS và các giá trị khảo sát

Ngoài ra, mô hình còn đảm bảo tính định lượng và có thể làm đầu vào cho PPTS

thông qua một HTTS và các giá trị khảo sát của tham số. Các giá trị khảo sát sẽ được

mô phỏng một cách lần lượt để cho ra các dữ liệu đầu ra khác nhau. Các dữ liệu đầu

ra sẽ được xử lý để tìm kết quả phù hợp nhất.

Mô hình được đề xuất ở trên là mô hình gốc cho trường hợp chung nhất của

cấu trúc MĐĐL nhà phố. Mô hình khi áp dụng cho các trường hợp cấu trúc cụ thể thì

cần được biến đổi cho phù hợp về số lượng và sự sắp xếp các thành phần cấu trúc dẫn

102

đến HTTS cũng được biến đổi theo tạo nên các biến thể của mô hình. Khi đó, mô

hình và hệ thống biến thể có thể đáp ứng được các đòi hỏi khác nhau trong kiến trúc.

Các biến thể của mô hình và HTTS tương ứng được xây dựng thông qua các

bước như sau (Sơ đồ 3.2):

Bước 1: Xác định loại MĐĐL nhà phố dựa trên kết quả phân loại ở chương 3.

Mỗi loại MĐĐL này có các trường hợp cấu trúc khác nhau trong 12 trường hợp cấu

trúc ở trên (Bảng 3.2).

Bước 2: Với mỗi trường hợp cấu trúc, so sánh và đối chiếu với mô hình gốc để

thêm vào hoặc bớt đi các thành phần cấu trúc cho phù hợp, từ đó xác định được thành

phần cấu trúc của biến thể tương ứng.

Bước 3: Căn cứ HTTS của mô hình gốc để xây dựng HTTS và khoảng giá trị khảo

XÁC ĐỊNH LOẠI MĐĐL (Dựa trên kết quả phân loại ở chương 3)

XÂY DỰNG HỆ THỐNG THAM SỐ VÀ KHOẢNG GIÁ TRỊ KHẢO SÁT CHO CÁC BIẾN THỂ (Dựa trên mô hình gốc hình 3.6)

XÁC ĐỊNH CÁC THÀNH PHẦN CẤU TRÚC CỦA CÁC BIẾN THỂ (Dựa trên 12 cách tổ hợp các thành phần cấu trúc)

sát cho các biến thể.

Sơ đồ 3.2 Các bước xác định 12 biến thể và giá trị đề xuất cho HTTS

Qua các bước trên, có thể xác định loại MĐĐL 1 lớp có 1 trường hợp cấu trúc

là K1 (Bảng 3.2), tương ứng với 1 biến thể. Loại MĐĐL 2 lớp có 7 trường hợp cấu

trúc là K2-1, K2-2, K2-3, K2-4, K2-5, K2-6 và K2-7 (Bảng 3.2), tương ứng với 7

biến thể. Loại MĐĐL 3 lớp có 4 trường hợp cấu trúc là K3-1, K3-2, K3-3 và K3-4

(Bảng 3.2), tương ứng với 4 biến thể. Như vậy, có tổng cộng 12 biến thể của mô hình

cấu trúc MĐĐL cần được nghiên cứu và đề xuất.

Biến thể K1

Biến thể K1 thuộc loại cấu trúc MĐĐL có 1 lớp MĐ chính, không có các thành

phần thuộc các lớp MĐ khác như ban công, hệ lam ... so với mô hình gốc. Do đó,

HTTS cho biến thể này với các giá trị khảo sát được đề xuất như Hình 3.7.

103

Hình 3.7 Các thành phần cấu trúc và HTTS cho biến thể K1

Biến thể K2-1

Biến thể K2-1 thuộc loại cấu trúc MĐĐL 2 lớp có lớp MĐ bên trong. HTTS

cho biến thể này với các giá trị khảo sát được đề xuất như Hình 3.8.

Hình 3.8 Các thành phần cấu trúc và HTTS cho biến thể K2-1

Biến thể K2-2

Hình 3.9 Các thành phần cấu trúc và HTTS cho biến thể K2-2

104

Biến thể K2-2 thuộc loại cấu trúc MĐĐL 2 lớp có đủ TPN và TPĐ thuộc lớp

MĐ bên ngoài. HTTS cho biến thể này với các giá trị khảo sát như Hình 3.9.

Biến thể K2-3

Biến thể K2-3 thuộc loại cấu trúc MĐĐL 2 lớp chỉ có TPN thuộc lớp MĐ bên

ngoài. HTTS cho biến thể này với các giá trị khảo sát được đề xuất như Hình 3.10.

Hình 3.10 Các thành phần cấu trúc và HTTS cho biến thể K2-3

Biến thể K2-4

Hình 3.11 Các thành phần cấu trúc và HTTS cho biến thể K2-4

Biến thể K2-4 thuộc loại cấu trúc MĐĐL 2 lớp chỉ có TPĐ thuộc lớp MĐ bên

ngoài. HTTS cho biến thể này với các giá trị khảo sát được đề xuất như Hình 3.11.

Biến thể K2-5

Biến thể K2-5 thuộc loại cấu trúc MĐĐL 2 lớp có cây xanh trên sân trống phía

trước. HTTS cho biến thể này với các giá trị khảo sát được đề xuất như Hình 3.12.

105

Hình 3.12 Các thành phần cấu trúc và HTTS cho biến thể K2-5

Biến thể K2-6

Biến thể K2-6 thuộc loại cấu trúc MĐĐL 2 lớp có cây xanh trên sân trống phía

trước. HTTS cho biến thể này với các giá trị khảo sát được đề xuất như Hình 3.13.

Hình 3.13 Các thành phần cấu trúc và HTTS cho biến thể K2-6

Biến thể K2-7

Biến thể K2-7 thuộc loại cấu trúc MĐĐL 2 lớp có cây xanh trên sân trống phía

trước. HTTS cho biến thể này với các giá trị khảo sát được đề xuất như Hình 3.14.

106

Hình 3.14 Các thành phần cấu trúc và HTTS cho biến thể K2-7

Biến thể K3-1

Biến thể K3-1 thuộc loại cấu trúc MĐĐL có 3 lớp có đầy đủ các TPN và TPĐ

thuộc lớp MĐ bên ngoài. HTTS cho biến thể này với các giá trị khảo sát được đề xuất

như Hình 3.15.

Hình 3.15 Các thành phần cấu trúc và HTTS cho biến thể K3-1

Biến thể K3-2

Biến thể K3-2 thuộc loại cấu trúc MĐĐL có 3 lớp chỉ có TPN thuộc lớp MĐ

bên ngoài. HTTS cho biến thể này với các giá trị khảo sát được đề xuất như Hình

3.16.

107

Hình 3.16 Các thành phần cấu trúc và HTTS cho biến thể K3-2

Biến thể K3-3

Biến thể K3-3 thuộc loại cấu trúc MĐĐL có 3 lớp chỉ có TPĐ thuộc lớp MĐ

bên ngoài. HTTS cho biến thể này với các giá trị khảo sát được đề xuất như Hình

3.17.

Hình 3.17 Các thành phần cấu trúc và HTTS cho biến thể K3-3

Biến thể K3-4

Biến thể K3-4 thuộc loại cấu trúc MĐĐL có 3 lớp có đầy đủ tất cả các thành

phần như mô hình gốc. HTTS cho biến thể này với các giá trị khảo sát được đề xuất

như Hình 3.18.

108

Hình 3.18 Các thành phần cấu trúc và HTTS cho biến thể K3-4

3.4.4 Phương pháp tính mức độ thích ứng của cấu trúc qua dữ liệu mô phỏng và

kết quả tính toán

Sơ đồ 3.3 Tính mức độ thích ứng qua khả năng làm việc của cấu trúc

Để đánh giá mức độ thích ứng của cấu trúc sau khi có các dữ liệu mô phỏng

đầu ra (dữ liệu thô), phương pháp tính mức độ thích ứng của cấu trúc đã được đề xuất.

Phương pháp tính này dựa trên sơ sở tính toán định lượng các khả năng làm việc của

cấu trúc gồm khả năng ngăn chặn BXMT(cách nhiệt), khả năng thông gió và khả

năng truyền dẫn ánh sáng (thông sáng) (Sơ đồ 3.3).

Khả năng ngăn chặn BXMT (cách nhiệt) được đề xuất tính toán dựa trên việc

so sánh tổng BXMT truyền vào đến KGBT trong trường hợp có cấu trúc và trường

hợp không có cấu trúc. Tổng BXMT truyền qua cấu trúc trong một khoảng thời gian

là kết quả của việc mô phỏng bằng phần mềm EnergyPlus với các đầu vào mặc định

109

bao gồm: tập tin dữ liệu thời tiết tại phường Tân Sơn Hòa, quận Tân Bình, TP.HCM;

nhà phố dùng làm mẫu có 1 tầng trệt để kinh doanh (cửa có thể đóng hoặc mở) và 3

tầng lầu để ở (cửa luôn đóng) với các KGSD phía trước lần lượt là không gian TMDV,

phòng ngủ 1, phòng ngủ 2 và phòng ngủ 3; nhà phố này có mặt tiền theo hướng chính

Tây và thời gian mô phỏng được lấy là ngày mùa hè 15 tháng 7.

Đại lượng thể hiện khả năng ngăn chặn BXMT của cấu trúc MĐĐL được đề

xuất tính toán dựa trên công thức tính phần trăm như sau:

KNNBXi= (BXT0-BXTi)/BXT0 x100%

Tương đương với:

Trong đó:

• KNNBXi: khả năng ngăn bức xạ, là đại lượng đặc trưng cho mức độ BXMT

bị ngăn chặn bởi MĐĐL trước khi truyền vào đến KGBT; Trong luận án này,

i có 12 giá trị tương ứng với 12 trường hợp cấu trúc.

Hình 3.19 Mô tả trường hợp gốc và kết quả mô phỏng BXMT

• BXT0: là lượng BXMT truyền vào đến không gian bên trong nhà khi không

có các thành phần cấu trúc MĐĐL trong khoảng thời gian tính toán (gọi là

trường hợp gốc). BTX0 là tổng BXMT truyền vào các không gian sử dụng

riêng biệt đó là TMDV, phòng ngủ 1, phòng ngủ 2 và phòng ngủ 3 và được

tính toán như sau:

110

BXT0 = 14.102 + 9.356 + 9.292 + 9.287 = 42.038 kW (Hình 3.19)

• BXTi: là tổng lượng BXMT truyền vào các không gian sử dụng riêng biệt

trong nhà (TMDV, phòng ngủ 1, phòng ngủ 2 và phòng ngủ 3) ứng với từng

trường hợp cấu trúc MĐĐL trong khoảng thời gian tính toán:

BTXi = BXTTMDV + BXTPN1 + BXT PN2 + BXT PN3

Tương tự, khả năng thông gió trong cấu trúc được đề xuất đánh giá bằng cách

so sánh vận tốc gió tại điểm khảo sát (điểm được chọn nằm sát phía ngoài tường mặt

đứng tại tầng 3 có cao độ 8m so với mặt đất) sau khi xuyên qua cấu trúc vào đến

tường mặt đứng và vận tốc gió bên ngoài (Hình 3.20). Các giải pháp thông gió cho

toàn bộ tòa nhà trên cơ sở vận tốc gió tại điểm khảo sát cần được tiến hành qua những

nghiên cứu khác. Vận tốc gió là kết quả mô phỏng bằng phần mềm DesignBuilder và

module CFD với đầu vào mặc định là nhà phố được dùng làm mẫu ở trên và vận tốc

ĐIỂM KHẢO SÁT

gió bên ngoài là 5 m/s.

Hình 3.20 Vị trí điểm khảo sát vận tốc gió và kết quả mô phỏng gió xung quanh nhà phố

Đại lượng thể hiện khả năng thông gió trong cấu trúc MĐĐL được đề xuất

tính toán dựa trên công thức tính phần trăm như sau:

KNTGi= (Vi/V0) x100%

Tương đương với:

111

Trong đó:

• KNTGi: là đại lượng đặc trưng cho mức độ gió tự nhiên có thể xuyên qua cấu

trúc MĐĐL để vào đến tường MĐ. Trong luận án này, i có 12 giá trị tương

ứng với 12 trường hợp cấu trúc.

• V0: vận tốc gió bên ngoài, là đầu vào cho mô phỏng gió. V0 = 5m/s

• Vi: vận tốc gió tại điểm khảo sát ứng với các trường hợp cấu trúc khác nhau.

Căn cứ vào khả năng ngăn chặn BXMT và khả năng thông gió trong cấu trúc,

NCS đề xuất đánh giá mức độ đảm bảo tiện nghi nhiệt như Bảng 3.4.

Trong cùng 1 điều kiện sáng ngoài nhà, độ rọi của ánh sáng trong phòng chịu

ảnh hưởng khác nhau bởi các trường hợp cấu trúc MĐĐL khác nhau. Mỗi trường hợp

cấu trúc có khả năng truyền dẫn một lượng ánh sáng xuyên qua khác nhau. Khả năng

truyền dẫn ánh sáng của cấu trúc MĐĐL được đề xuất tính toán dựa trên công thức

tính phần trăm như sau:

KNTASi = (ĐRi/ ĐR0) x 100%

Tương đương với:

Trong đó:

• KNTASi: là đại lượng đặc trưng cho mức độ ánh sáng tự nhiên có thể xuyên

qua MĐĐL để vào đến KGBT. Trong luận án này, i có 12 giá trị tương ứng

với 12 trường hợp cấu trúc.

• ĐR0: độ rọi tại vị trí khảo sát trên một mặt phẳng trong KGBT theo trường

hợp gốc. Chọn phòng ngủ 1 là không gian cứng bên trong nhà để khảo sát, dựa

trên kết quả mô phỏng ĐR0 = 1095 lux (điểm khảo sát có tọa độ 9x8 trên mặt

phẳng nằm ngang cách sàn 0.75m) (Hình 3.21),

• ĐRi: độ rọi trung bình tại các vị trí khảo sát bên trong các KGSD riêng biệt

(TMDV, phòng ngủ 1, phòng ngủ 2 và phòng ngủ 3) trong khoảng thời gian

tính toán: ĐRi = (ĐRPN1 + ĐR PN2 + ĐR PN3)/3

112

ĐIỂM KHẢO SÁT

Hình 3.21 Kết quả mô phỏng ánh sáng cho trường hợp gốc

Khả năng truyền dẫn ánh sáng của cấu trúc để thỏa mãn độ rọi trong phòng

ngủ theo tiêu chuẩn 100 lux: (100/1095)x100% = 9.132 %.

Dựa vào khả năng ngăn chặn BXMT, khả năng thông gió và khả năng truyền

dẫn ánh sáng của cấu trúc MĐĐL nhà phố, mức độ đáp ứng các tiêu chí về tính thích

ứng được đề xuất như Bảng 3.4. Trong đó, có 4 mức độ đánh giá cho mỗi tiêu chí

riêng biệt và đánh giá chung từ thấp đến cao như sau: Kém → Đạt → Khá → Tốt.

Bảng 3.4 Đề xuất mức độ đáp ứng tiêu chí về tính thích ứng

Đảm bảo tiện nghi nhiệt

Đánh giá tính THÍCH ỨNG

Khả năng ngăn chặn BMXT

Khả năng thông gió

Đánh giá nhiệt

Đảm bảo tiện nghi ánh sáng Đánh giá ánh sáng Tốt

Khả năng truyền dẫn ánh sáng 30-50%

Khá

15-30%

Tốt

≥20%

Tốt

Đạt

>85%

9.132 - 15%

Kém

< 9.132%

Khá

< 20 %

Khá

>9.132%

Tốt/khá/đạt

Khá

Tốt

30-50%

Khá

15-30%

Khá

≥20%

Khá

Đạt

70-85%

9.132 - 15%

Kém

< 9.132%

Đạt

< 20 %

Đạt

>9.132%

Tốt/khá/đạt

Đạt

Tốt

30-50%

Khá

15-30%

≥20%

Đạt

50-70%

9.132 - 15%

Kém

< 9.132%

< 20 %

Kém

>9.132%

Tốt/khá/đạt

Kém

<50%

≥0 %

Kém

Tốt/khá/đạt/kém

Kém

Ghi chú: 4 mức độ đánh giá từ cao đến thấp: Tốt → Khá → Đạt → Kém

113

Kết quả áp dụng phương pháp tính mức độ thích ứng để tìm giá trị tham số

thích hợp cho cấu trúc MĐĐL nhà phố

Thiết kế mặt đứng nhà phố ứng dụng PPTS là các bước thử sai để tìm ra giá

trị thích hợp cho HTTS của cấu trúc MĐĐL. Quá trình này dựa trên các kết quả về

xây dựng dữ liệu đầu vào (cấu trúc hóa MĐĐL, tham số hóa cấu trúc, mô hình tham

số hóa, các biến thể) và cách thức xử lý dữ liệu mô phỏng đầu ra (phương pháp tính

mức độ thích ứng của cấu trúc) (Hình 3.21).

Xây dựng dữ liệu đầu vào

Mô phỏng trên máy tính

Xử lý dữ liệu đầu ra

Cấu trúc hóa

Tập tin dữ liệu thời tiết

Tiêu chí

Tham số hóa

Phần mềm mô phỏng DesignBuilder và EnergyPlus

Phương pháp tính mức độ thích ứng

Mô hình định lượng và các biến thể

Dữ liệu mô phỏng đầu ra

Giá trị thích hợp của các tham số

Hình 3.22 Thiết kế mặt đứng nhà phố thích ứng ứng dụng PPTS

Giá trị thích hợp cho HHTS của biến thể có thể xác định thông qua các bước thử

các giá trị khảo sát khác nhau của tham số như sau (sơ đồ 3.4):

Bước 1: Lần lượt gán giá trị khảo sát cho các tham số của biến thể. HTTS với một

giá trị cụ thể sẽ là đầu vào cho các công cụ mô phỏng.

Bước 2: Tiến hành mô phỏng theo các giá trị khảo sát của tham số để xuất dữ liệu

mô phỏng đầu ra.

Bước 3: Sử dữ liệu mô phỏng đầu ra và áp dụng phương pháp tính mức độ thích

ứng của cấu trúc.

Bước 4: So sánh kết quả của phương pháp tính với tiêu chí. Nếu cấu trúc đạt hiệu

quả theo tiêu chí, các giá trị cụ thể được gán vào HTTS là thích hợp. Nếu cấu trúc

không đạt hiệu quả, các giá trị cụ thể được gán vào HTTS là không thích hợp. Khi

đó, phải quay về bước gán các giá trị khác vào HTTS để tiếp tục kiểm tra. Trong

PPTS với sự trợ giúp của máy tính, các giá trị này tự động biến thiên đều đặn và liên

tục trong vùng khảo sát và kết quả thu được cũng rất trực quan.

Bước 5: Lập bảng tổng hợp 12 biến thể (tương ứng với 12 trường hợp) của mô

hình cấu trúc MĐĐL và các giá trị tham số thích hợp cho từng biến thể.

114

KHÔNG ĐẠT

SO SÁNH KẾT QUẢ TÍNH VỚI TIÊU CHÍ

TIẾN HÀNH MÔ PHỎNG VÀ XUẤT DỮ LIỆU ĐẦU RA

ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP TÍNH MỨC ĐỘ THÍCH ỨNG

LẦN LƯỢT GÁN GIÁ TRỊ KHẢO SÁT CHO CÁC THAM S CỦA BIẾN THỂ

ĐẠT

GÍA TRỊ THÍCH HỢP CHO HTTS CỦA BIẾN THỂ

BẢNG TỔNG HỢP 12 BIẾN THỂ VÀ CÁC GIÁ TRỊ THÍCH HỢP ĐỀ XUẤT CHO HTTS

Sơ đồ 3.4 Các bước tìm giá trị thích hợp cho HTTS

12 biến thể của cấu trúc MĐĐL nhà phố được xác định và HTTS cho mỗi biến

thể được xây dựng theo sơ đồ 3.2. Ngoài ra, các giá trị thích hợp cho HTTS cũng đã

được tính toán đề xuất theo sơ đồ 3.4 (kết quả mô phỏng và quá trình tính toán ở phần

Phụ lục 2). Bảng 3.5 là bảng tổng hợp các kết quả đó với các cột là các biến thể và

các dòng là hệ thống các tham số, nút giao giữa cột và dòng là các giá trị thích hợp

cho tham số.

115

ể h t

n ế i b

2 1

a ủ c

S T T H o h c

p ợ h

h c í h t ị r t

á i g

c á c

p ợ h

g n ổ T 5 3

g n ả B

116

3.5 Chi tiết hóa giải pháp kiến trúc mặt đứng nhà phố thích ứng với điều kiện

khí hậu TP.HCM dựa trên giá trị thích hợp của tham số tìm được

Chi tiết hóa các giải pháp kiến trúc mặt đứng nhà phố thích ứng có tính định

lượng được xây dựng dựa trên các biến thể và các giá trị thích hợp của hệ thống tham

số ở mục 3.4. Mỗi loại nhà phố với cấu trúc MĐĐL khác nhau sẽ có các giải pháp về

mặt cấu trúc không gian và cấu tạo các thành phần chi tiết khác nhau.

Các giải pháp kiến trúc mặt đứng có thể được dùng để cải tạo các công trình nhà

phố trên các tuyến phố cũ, lâu đời hoặc cũng có thể áp dụng vào việc thiết kế, lên ý

tưởng cho các công trình trên các tuyến phố mới, dự án. Các giá trị thích hợp của hệ

thống tham số được đề xuất theo PPTS. KTS và nhà thiết kế có thể dựa vào đó để

chọn một giá trị phù hợp với phương án của mình.

3.5.1 Đối với loại mặt đứng có 1 hoặc 2 lớp với lớp MĐ phụ bên trong

Đây là các loại cấu trúc chỉ có một lớp mặt đứng bao gồm tường mặt đứng và

cửa (trường hợp K1) hoặc có thêm lớp MĐ phụ bên trong (trường hợp K2-1). Khi đó,

tường mặt đứng chịu ảnh hưởng trực tiếp bởi bức xạ của nắng hướng Tây và các bức

xạ gián tiếp phản xạ từ mặt đường, mặt vỉa hè. Đây là các nhà phố có điểm chung là

nằm trên các tuyến đường nhỏ hẹp có có bề rộng nhỏ hơn 12m, thông thường là 7m

và bị hạn chế bố trí các thành phần nhô ra khỏi ranh lộ giới. Theo quy định đối với

các tuyến đường nhỏ thì không được có các bộ phận công trình nhô ra khỏi ranh lộ

giới hoặc chỉ được nhô 1 khoảng cách nhỏ. Điều này dẫn đến các thành phần bên

ngoài ranh lộ giới nếu có cũng không phát huy được nhiều tác dụng. Các giải pháp

cấu trúc cho trường hợp này là cần ưu tiên giảm bớt một phần diện tích thuộc KGBT

để tăng cường các khoảng đệm trên mặt đứng bằng cách bố trí các lớp cấu tạo cho

tường và cửa, thêm một số thành phần vật chất hoặc lùi tường mặt đứng vào bên trong

ranh lộ giới một khoảng nhất định để chuyển về loại cấu trúc khác hiệu quả hơn. Các

giải pháp về cấu tạo không gian và chi tiết được đề xuất như nội dung sau:

- Tường mặt đứng được cấu tạo gồm 2 lớp gạch 110mm cách nhau 110mm, bố trí

lỗ cửa tại lớp tường thứ 2 trùng với lỗ cửa của lớp tường thứ nhất. Giải pháp này

tạo lớp đệm không khí ở giữa tạo ra sự giảm truyền nhiệt qua kết cấu. Ngoài ra,

117

có thể xây tường đơn dày 330 hoặc ốp thêm 1 lớp cách nhiệt bên trong cho tường

220mm trên hiện trạng như Bảng 3.6.

- Hệ lam hoặc cây leo được bố trí bên trong tường mặt đứng và cách tường khoảng

từ 0.2 -2m. Giải pháp này có ưu điểm là dễ tiếp cận để vệ sinh hoặc chăm sóc hệ

lam che hoặc cây leo phía bên trong.

- Hệ lam hoặc cây leo được bố trí sát mặt ngoài tường mặt đứng, cách tường không

quá 0.2m như Quyết định 04/2008/QĐ-BXD. Tuy nhiên, giải pháp này có nhược

điểm là khó tiếp cận để vệ sinh hoặc chăm sóc hệ lam che và cây leo bên ngoài.

- Hệ thống cửa 2 lớp (trong chớp ngoài kính) được đề xuất sử dụng. Hệ thống cửa

này tạo khoảng không khí giữa 2 lớp cửa, cộng với độ nghiêng của các thanh

chớp thích hợp có thể hạn chế BXMT làm nóng lên các đồ vật bên trong dẫn đến

hiệu quả hơn về tiện nghi nhiệt. Ngoài ra, ánh sáng vẫn có thể xuyên qua 1 phần

để vào KGBT.

- Có thể kết hợp bố trí thêm lô gia và tường 2 lớp ở các tầng. Những nhà phố loại

này cần giảm bớt một phần nhỏ diện tích sử dụng bên trong để thuận tiện cho

việc bố trí các khoảng đệm, điều này giúp hạn chế những bất lợi do nắng hướng

Tây.

- Tường ngoài các tầng 1 và tầng 3 lùi vào so với ranh lộ giới từ 1,5 - 3m nhằm tạo

các không gian đệm trước các tầng. Các tầng không được lùi vào thì áp dụng các

giải pháp ở trên.

- Tường ngoài các tầng 2 và tầng 3 lùi vào so với ranh lộ giới từ 1,5 - 3m kết hợp

với một số tấm chắn nắng phía trước.

- Tường ngoài tầng 1 lùi vào so với ranh lộ giới 1 khoảng từ 1-2m, mặt trong các

tầng 2,3,4 sử dụng hệ lam hoặc cây leo cách tường ngoài các tầng 2,3,4 một

khoảng từ 1-2m. Giải pháp này có ưu điểm là dễ tiếp cận để vệ sinh hoặc chăm

sóc hệ lam che hoặc cây leo phía bên trong.

- Tường mặt đứng các tầng 1,2,3 lùi vào so với ranh lộ giới 1 khoảng 1,5-3m kết

hợp các hệ lam hoặc cây leo tại vị trí thích hợp. Tầng 4 sử dụng tường 2 lớp.

118

- Hệ lam che hoặc cây leo hình chữ L được sử dụng cho tầng trên cùng. KGSD

tầng trên cùng cần được chống nóng phía trước bằng hệ che nắng chữ L và phía

trên bằng hệ thống mái hoặc lam che sân thượng (nếu có).

- Hệ lam che hoặc cây leo nằm ngang được gắn ở tầng trên cùng tại cao độ chuẩn

mặt tiền vươn ra bên ngoài tường mặt đứng 1 khoảng từ 2,5 – 4m. Giải pháp này

cần được sự cho phép và cần được kiến nghị bổ sung vào quy định riêng đối với

các tuyến đường chịu nắng hướng Tây.

- Hệ lam che hoặc cây leo được bố trí nằm ngang tại vị trí cao độ chuẩn mặt tiền,

nối 2 dãy nhà đối diện. Giải pháp này cần được sự cho phép và cần được kiến

nghị bổ sung vào quy định riêng đối với các tuyến đường nhỏ chịu nắng hướng

Tây.

3.5.2 Đối với loại mặt đứng 2 lớp với lớp MĐ phụ bên ngoài

Đây là loại cấu trúc phổ biến trên các tuyến phố bao gồm các trường hợp cấu

trúc là K2-2, K2-3, K2-4, K2-5, K2-6, K2-7. Các nhà phố có MĐĐL loại này đã có

sẵn một khoảng đệm bên ngoài với hình thức sắp xếp các thành phần khác nhau. Do

đó, các giải pháp cho loại cấu trúc này chủ yếu là chỉnh sửa, thay đổi một mức độ nhỏ

các thành phần cấu trúc sẵn có thuộc 2 lớp MĐ nhằm tìm ra một giá trị phù hợp và

hiệu quả nhất cho HTTS. Các giải pháp về cấu tạo không gian và chi tiết được đề xuất

như nội dung sau:

- Hệ lan can và lam che bằng kính được gắn ở mép trên và mép dưới ban công.

Giữa phần kính trên và dưới của mỗi tầng có khoảng hở để không khí lưu thông

và không vi phạm quy định về khoảng nhô ra ngoài ranh lộ giới.

- Hệ chắn nắng hoặc cây leo hình chữ L được sử dụng tại mỗi tầng (bảng 3.6). Hệ

chắn nắng chữ L này đảm bảo che nắng hiệu quả mà vẫn tạo được khoảng thông

thoáng phía trước công trình và không che chắn tầm nhìn ra đường phố.

- Hệ chắn nắng hoặc cây leo hình chữ L lớn được sử dụng cách tầng. Hiệu quả che

nắng tương đối tốt và đảm bảo cho phía trước 1 số tầng hoàn toàn thông thoáng.

- Hệ chắn nắng có các thanh lam ngang hoặc dây leo suốt chiều cao các tầng lầu

được gắn cố định ngoài tường mặt đứng. Đây là giải pháp 2 lớp MĐ cơ bản nhằm

119

tạo 1 khoảng đệm đủ lớn để lớp không khí ở giữa lưu thông dễ dàng. BXMT khi

xuyên qua lớp MĐ bên ngoài đã bị giảm thiểu khi đến lớp MĐ chính.

3.5.3 Đối với loại mặt đứng có 3 lớp

Đây loại nhà phố có khá nhiều các thành phần bên trong và bên ngoài tường

mặt đứng gồm các trường hợp cấu trúc K3-1, K3-2, K3-3 và K3-4. Khi đó, bức xạ

khi xuyên qua cấu trúc đa phần đã được giảm thiểu trước khi vào đến KGBT. Các

trường hợp có thành phần cây xanh ở sân trống (K3-4) sẽ giúp giảm đáng kể lượng

bức xạ trực tiếp và lượng bức xạ gián tiếp phản xạ từ mặt đường. Trường hợp cấu

trúc có cả lớp lam che bên ngoài và bên trong tường mặt đứng sẽ có khả năng ngăn

chặn BXMT nhiều nhất nhưng ngược lại sẽ làm giảm đi lượng ánh sáng tự nhiên vào

KGBT. Do đó, giải pháp cấu trúc chủ yếu là tăng khả năng truyền dẫn ánh sáng vào

KGBT bằng cách tạo các “bẫy sáng” hoặc bố trí thêm hệ thống giếng trời ở giữa nhà

để tăng cường lấy sáng và thông thoáng cho các trường hợp này. Ngoài ra, với trường

hợp không có thành phần ngang (K3-3), cần bổ sung các giải pháp chắn nắng cho

tầng trên cùng Các giải pháp về cấu tạo không gian và chi tiết được đề xuất như nội

dung sau:

- Bố trí các thành phần ngang và đứng có các đặc điểm và giá trị được đề xuất như

bảng tổng hợp các biến thể

- Bố trí thêm hệ lam ngang tại vị trí cao độ chuẩn mặt tiền

- Sử dụng hệ thống “bẫy sáng” để lấy ánh sáng tự nhiên từ phía trước vào KGBT

*Tổng hợp các giải pháp kiến trúc mặt đứng thích ứng với khoảng giá trị đề xuất

của các tham số

Các giải pháp bao gồm cấu tạo không gian và chi tiết cho các loại nhà phố có cấu

trúc MĐĐL khác nhau (các trường hợp cấu trúc ở chương 3) cùng với khoảng giá trị

đề xuất cho HTTS được tổng hợp thành 1 bảng (Bảng 3.6). Trong đó, mỗi hàng thể

hiện một giải pháp và các cột là thông tin của giải pháp đó. Người thiết kế kiến trúc

có thể dựa vào bảng này để lựa chọn giải pháp cải tạo cũng như xây mới nhà phố cho

phù hợp.

120

g n ứ h c í h t

ố h p

à h n L Đ Đ M c ú r t

u ấ c

p á h p

i ả i g

c á c

p ợ h

g n ổ t

g n ả B 6 3

g n ả B

121

122

123

3.6 Ví dụ minh chứng

Để minh chứng cho tính hiệu quả sau khi áp dụng các kết quả đề xuất cho việc

cải tạo và xây mới, nhà phố số 174, Trần Quốc Thảo, Quận 3 (đã khảo sát ở chương

1) được lựa chọn. Nhà phố này thuộc tuyến đường TMDV sầm uất, lộ giới 30m, có

quy mô 4 tầng với tầng trệt là không gian kinh doanh và 3 tầng trên để ở (Hình 3.23).

Công trình chịu ảnh hưởng nặng nề bởi nắng hướng Tây tuy nhiên các biện pháp chắn

nắng, chống nóng còn mang tính tự phát, chưa được áp dụng một cách triệt để, không

đảm bảo hiệu quả cũng như làm mất mỹ quan tuyến phố.

Nhà phố được chọn thuộc loại MĐĐL có 2 lớp với lớp MĐ phụ bên ngoài.

Nếu không tính thành phần chắn nắng phát sinh và có tính chất tạm thời như mành

LỚP MĐ BÊN NGOÀI

LỚP MĐ CHÍNH

PHỎNG NGỦ 3

PHÒNG NGỦ 2

PHÒNG NGỦ 1

TMDV

tre, nhôm, kính… ở phía trước thì cấu trúc này thuộc trường hợp K2-3 (Bảng 3.2).

Hình 3.23 Nhà phố hiện trạng được chọn với mặt cắt và hình ảnh mặt đứng

Nhà phố này có 2 lớp MĐ và các thành phần cấu trúc với đặc điểm như sau:

• Lớp mặt đứng chính: tường mặt đứng có vật liệu mặt tường là sơn nước xám

nhạt, độ rỗng mặt tường 40%, sử dụng tường gạch 1 lớp thông thường dày

200mm. Vật liệu lỗ cửa là kính 1 lớp thông thường, có sử dụng rèm cửa phía

trong.

• Lớp mặt đứng phụ bên ngoài: Hệ ban công nhô ra 1.2m, tường cánh gà 2 bên

ban công được tạo độ rỗng dưới 50% bề mặt theo quy định. Mặt trước ban

124

công tầng 2 sử dụng hệ nhôm kính, mặt trước ban công tầng 3, 4 sử dụng các

mành tre nhằm chắn nắng hướng Tây.

• Vỉa hè trước nhà dùng vật liệu gạch không nung “Terrazzo”, rộng 3.5m, không

có cây xanh công cộng phía trước.

Từ các các đặc điểm này, mô hình năng lượng của nhà phố hiện trạng được dựng

lại dựa trên phần mềm mô phỏng DesignBuilder như Hình 3.24

Hình 3.24 Mô hình năng lượng cấu trúc MĐĐL nhà phố được chọn

Thông qua phần mềm, kết quả mô phỏng về BXMT, sự thông gió trong cấu trúc

và độ rọi ánh sáng trong các phòng khảo sát được thể hiện như Hình 3.25 và Hình

3.26. Hình 3.27.

Hình 3.25 Lượng BXMT qua lỗ rỗng (trái) và qua tường (phải) của MĐĐL hiện trạng

125

Hình 3.26 Sự chuyển động của gió khi đến cấu trúc hiện trạng

Hình 3.27 Độ rọi vào các phòng ngủ 1,2,3 của nhà phố hiện trạng

Với kết quả mô phỏng, các khả năng của cấu trúc MĐĐL hiện trạng được tính

toán như sau:

o Khả năng ngăn chặn BXMT của cấu trúc MĐĐL hiện trạng:

BXT HT = BXTTMDV + BXTPN1 + BXT PN2 + BXT PN3

= 3.71 + 1.26 + 1.29 +1.29 = 7.55 kW

KNNBX HT = (BXT0/5x4-BXT HT)/(BXT0/5x4)x100%

= (42.038/5x4-7.55)/(42.038)/5x4)x100% = 77.55%

o Khả năng thông gió của cấu trúc MĐĐL hiện trạng:

KNTG HT = (VHT/V0) x100% = 0.1/5 x 100% = 2%

o Khả năng truyền dẫn ánh sáng của cấu trúc MĐĐL hiện trạng:

ĐR HT = (ĐRPN1 + ĐR PN2+ ĐR PN3)/3 = (204+213+217)/3 = 211.33 lux

KNTAS HT = ĐRHT/ ĐR0 x 100% = 211.33/1095 = 19.3 %

126

Với kết quả trên, có thể nhận thấy điểm bất lợi nhất của cấu trúc MĐĐL nhà

phố được chọn là ở khả năng thông gió trong cấu trúc thấp. Nguyên nhân là do các

ban công chạy suốt bề ngang và tường 2 bên ban công gây cản trở dòng khí di chuyển

dọc theo tường mặt đứng, hạn chế khả năng làm mát tường mặt đứng bằng khí. Theo

kết quả mô phỏng thông gió (Hình 3.26), dòng khí hầu như không chạm được vào bề

mặt tường do không có chênh lệch áp suất trong không gian đệm ở ban công và không

gian bên ngoài. Các tấm lam chắn nắng bằng bê tông cốt thép phía dưới mép ban công

mỗi tầng là thành phần quan trọng nhất trên hiện trạng giúp giảm được nhiều BXMT

trực tiếp. Tuy nhiên biện pháp này vẫn chưa đủ hiệu quả nhất là khoảng thời gian từ

15h trở đi khi mặt trời xuống thấp dẫn đến người dân phải dùng các mành tre để bổ

sung. Các mành tre này gần như đặc kín dẫn đến không gian bên trong nhà giảm ánh

sáng mạnh. Dựa trên các khả năng của cấu trúc đã được tính toán và đánh giá theo hệ

thống tiêu chí đã được xây dựng thì nhà phố hiện trạng có tính thích ứng với điều

kiện khí hậu ở mức đạt.

3.6.1 Áp dụng cho công trình cải tạo

Nhà phố được điều chỉnh và cải tạo theo các giá trị thích hợp cho HTTS của

biến thể K2-3 (Bảng 3.5, Bảng 3.6). Khi đó, nhà phố sau khi cải tạo vẫn có quy mô 1

tầng trệt 3 tầng lầu, có các lớp MĐ và thành phần cấu trúc với đặc điểm như sau:

• Lớp mặt đứng chính: tường mặt đứng được giữ nguyên màu sơn và cấu tạo.

Thay thế vật liệu lỗ cửa là kính 2 lớp low-e (Double low-e spec sel tint 6/6mm

air) để hạn chế tối đa bức xạ nhiệt, không cần dùng đến mành tre mà vẫn đảm

bảo độ rọi tiêu chuẩn.

• Lớp mặt đứng phụ bên ngoài: thêm thành phần khung quảng cáo với độ rỗng

mặt bảng quảng cáo là 0% (đặc), có vị trí từ mép dưới ban công lầu 1 lên đến

mép dưới cửa sổ lầu 1 và điều chỉnh khoảng cách đến mép công trình là 0.2m.

• Vỉa hè giữ nguyên vật liệu gạch không nung “Terrazzo”, rộng 3.5m, không có

cây xanh công cộng phía trước.

Dựa trên dữ liệu đầu vào là giá trị đề xuất cho HTTS của biến thể K2-2 ứng

với các đặc điểm ở trên, kết hợp với dữ liệu đầu vào mặc định trong phần mềm Energy

Plus, cấu trúc MĐĐL nhà phố cải tạo được mô phỏng để cho ra các kết quả như Hình

127

3.28, Hình 3.29. Kết quả này bao gồm lượng BXMT qua các lỗ cửa và qua tường, độ

rọi trên mặt phẳng khảo sát ở các phòng trong nhà. Sự thông gió trong cấu trúc cải

tạo được lấy lại kết quả trên hiện trạng vì sự cải tạo không ảnh hưởng đến khả năng

thông gió của cấu trúc.

Hình 3.28 Lượng BXMT qua lỗ rỗng (trái) và qua tường (phải) nhà phố cải tạo

Hình 3.29 Độ rọi vào các phòng ngủ 1,2,3 của nhà phố cải tạo

Với kết quả mô phỏng, các khả năng của cấu trúc MĐĐL cải tạo được tính toán

như sau:

o Khả năng ngăn chặn BXMT của cấu trúc MĐĐL:

BXT CT = BXTTMDV + BXTPN1 + BXT PN2 + BXT PN3

= 3.71 + 0.02 + 0.02 + 0.02 = 3.78 kW

KNNBX CT = (BXT0/5x4-BXT CT)/(BXT0/5x4)x100%

= (42.038/5x4-3.78)/(42.038)/5x4)x100% = 88.76%

o Khả năng thông gió của cấu trúc MĐĐL hiện trạng:

KNTG CT = KNTG HT = (VHT/V0) x100% = 0.1/5 x 100% = 2%

128

o Khả năng truyền dẫn ánh sáng của cấu trúc MĐĐL:

ĐR CT = (ĐRPN1 + ĐR PN2 + ĐR PN3)/3 = (119+128 + 125)/3 = 124 lux

KNTAS CT = ĐR CT/ ĐR0 x 100%

= 124/1095 = 11.32 %

Kết quả tính toán cho thấy, khả năng ngăn chặn bức xạ của cấu trúc MĐĐL được

cải thiện đáng kể từ 77.55% lên đến 88.76% và khả năng thông gió được giữ nguyên,

khi đó mức độ đáp ứng tiêu chí tiện nghi nhiệt từ mức đạt lên mức khá. Tuy nhiên,

khả năng truyền dẫn ánh sáng lại bị giảm từ 19.3% xuống còn 11.32% tức là mức độ

đáp ứng tiêu chí tiện nghi ánh sáng bị giảm từ mức khá xuống mức đạt.

Như vậy, mức độ thích ứng với điều kiện khí hậu của cấu trúc sau khi cải tạo được

tăng lên mức khá.

3.6.2 Áp dụng cho công trình xây mới

Đối với công trình xây mới trên khu đất của nhà phố đươc chọn, giải pháp cấu

trúc MĐĐL cần khắc phục được hạn chế về mặt thông gió trong cấu trúc hiện trạng,

đảm bảo được các tiêu chí khác và đạt hiệu quả cao hơn. Quy mô công trình xây mới

vẫn là 4 tầng trong đó tầng trệt để dùng để kinh doanh và 3 tầng lầu dùng để ở. Bề

rộng mặt tiền công trình là 4m với tầng trệt cao 4m còn các tầng lầu cao 3,2m (chiều

cao tầng tính từ mặt sàn tầng này lên mặt sàn tầng trên). Ngôi nhà không có sân

thượng mà chỉ có 1 tum cầu thang để tiếp cận sàn mái và cũng là vị trí có thể tạo ra

sự thông thoáng.

Đối với tuyến đường có lộ giới 30m, các thành phần được nhô ra so với ranh

lộ giới một khoảng tối đa là 1.4m. Khoảng không gian này mang tính chất quan trọng,

là khoảng không gian đệm nên cần tận dụng tối đa và bố trí các thành phần một cách

khoa học, đảm bảo các khả năng của cấu trúc. Giải pháp cấu trúc được chọn khi xây

mới là sự kết hợp giữa biến thể K2-1 và biến thể K2-3. Khi đó, ban công được bố trí

ở mỗi tầng để thoát hiểm, không băng hết bề ngang nhà mà chỉ chiếm 1 phần nhỏ tại

vị trí cửa đi phía trước. Điều này giúp cho dòng khí không bị cản trở khi lưu thông

qua cấu trúc ở các tầng khác nhau của tòa nhà, góp phần làm mát bề mặt tường mặt

đứng một cách đáng kể.

129

Ngoài ra, lớp mặt đứng bên ngoài được tạo thành bằng cách bố trí một hệ lam

che phía ngoài tường mặt đứng làm hệ chắn nắng như Hình 3.30. Hệ lam che này là

một tập hợp các thanh lam đứng và các thanh chịu lực nằm ngang bằng vật liệu gỗ

nhân tạo (conwood) được sản xuất bằng các máy cơ khí chính xác liên kết với nhau

bằng ngàm và ốc vít. Khoảng cách các thanh đứng là 300mm, mỗi thanh dày 35mm.

Ngoài ra để đảm bảo độ rỗng trung bình của hệ là 50% (theo giá trị đề xuất của biến

thể), các tấm gỗ conwood hình vuông nhỏ sẽ được thêm vào một cách ngẫu nhiên

trên bề mặt hệ lam (Hình 3.30) và khoảng cách từ hệ lam đến tường mặt đứng được

chọn là 1.4m. Vật liệu lỗ cửa là kính 1 lớp thông thường, độ rỗng mặt tường (tỉ lệ

giữa diện tích lỗ cửa và diện tích toàn bức tường) được chọn là (3.005/12.803) x100%

= 23.5%.

Mô hình năng lượng cho công trình xây mới được thiết lập bằng phần mềm

DesignBuilder như sau:

Hình 3.30 Mặt cắt và phối cảnh của công trình xây mới

Dựa trên dữ liệu đầu vào là giá trị của hệ thống tham số ở trên kết hợp với dữ

liệu đầu vào mặc định trong phần mềm Energy Plus, cấu trúc MĐĐL được mô phỏng

để cho ra các kết quả như Hình 3.31, Hình 3.32, Hình 3.33. Kết quả này bao gồm

lượng BXMT, sự thông gió trong cấu trúc và độ rọi trên mặt phẳng khảo sát trong các

phòng trong nhà.

130

Hình 3.31 Lượng BXMT qua lỗ rỗng (trái) và qua tường (phải) nhà phố xây mới

Hình 3.32 Sự chuyển động của gió khi đến nhà phố xây mới

Hình 3.33 Độ rọi vào các phòng ngủ 1,2,3 của nhà phố xây mới

Dựa trên kết quả mô phỏng, các khả năng của cấu trúc MĐĐL cho công trình xây

mới như sau:

o Khả năng ngăn chặn BXMT của cấu trúc MĐĐL xây mới:

BXT XM = BXTTMDV + BXTPN1 + BXT PN2 + BXT PN3

= 2.91 + 0.86 + 0.04 + 0.92 = 4.73 kW

131

KNNBX XM = (BXT0/5x4-BXT XM)/(BXT0/5x4)x100%

= (42.038/5x4-4.73)/(42.038/5x4)x100% = 85.9%

o Khả năng thông gió của cấu trúc MĐĐL xây mới:

KNTG XM = (VXM/V0) x100% = 2.42/5 x 100% = 48.4%

o Khả năng truyền dẫn ánh sáng của cấu trúc MĐĐL xây mới:

ĐR XM = (ĐRPN1 + ĐRPN2 + ĐRPN3)/3 = (172+171+212)/3 = 185 lux

KNTAS XM = ĐR K4/ ĐR0 x 100% = 185/1095 = 16.9 %

Kết quả tính toán cho thấy, khả năng ngăn chặn bức xạ của cấu trúc xây mới là

85.9% cùng với khả năng thông gió là 48.4%. Điều này giúp cho mức độ đáp ứng

tiêu chí tiện nghi nhiệt ở mức tốt. Khả năng truyền dẫn ánh sáng là 16.9% chỉ đáp

ứng tiêu chí ánh sáng ở mức khá. Tuy nhiên, dựa trên hệ thống tiêu chí đã được xây

dựng, đánh giá chung cho tiêu chí thích ứng với điều kiện khí hậu vẫn là mức tốt.

Như vậy, cấu trúc MĐĐL nhà phố xây mới theo mô hình và giải pháp đề xuất thì

đạt hiệu quả cao hơn hiện trạng, cải thiện tính thích ứng từ mức đạt lên mức tốt.

3.7 Bàn luận

Theo lịch sử phát triển, kiến trúc đã thay đổi chính nó để phù hợp với sự thay

đổi của bối cảnh thời đại. Các quan điểm, phong cách kiến trúc không phù hợp sẽ bị

đào thải. Thời cổ đại, kiến trúc chủ yếu biểu hiện sức mạnh của quyền lực. Thời trung

đại, phục hưng, kiến trúc lại biểu hiện sức mạnh của tôn giáo. Đến thời hiện đại sau

chiến tranh, kiến trúc hiện đại lại đề cao công năng, sự module hóa, công nghiệp hóa...

Với thời đại công nghiệp 4.0 ngày nay, kiến trúc cũng không nằm ngoài xu hướng kĩ

thuật số, thiết kế định lượng và tối ưu hiệu quả. Người KTS ngoài khả năng sáng tạo

đáp ứng về mặt thẩm mỹ còn cần trang bị cho mình các kiến thức mới, các công nghệ

mới, công cụ mới cho phù hợp, trong đó thiết kế định lượng là quan trọng trong xu

hướng kiến trúc hiệu quả. Luận án đã đề xuất cách tiếp cận mới trong việc sử dụng

PPTS vào kiến trúc nói chung và nghiên cứu áp dụng vào mặt đứng nhà phố nói riêng.

Cách tiếp cận này có thể áp dụng vào các hệ thống khác, các yêu cầu và các thể loại

kiến trúc khác nhau.

Các dữ liệu đầu vào cho PPTS bao gồm việc cấu trúc hóa MĐĐL nhà phố,

tham số hóa cấu trúc, xây dựng mô hình cấu trúc định lượng và các biến thể đã được

132

đề xuất và xây dựng hợp lý, tuy nhiên có thể mở rộng nghiên cứu theo các nội dung

như sau:

Cấu trúc hóa MĐĐL nhà phố trong luận án không phải là sự khô cứng, gò bó,

áp đặt trong thiết kế mặt đứng nhà phố mà thực chất là nghiên cứu điển hình của thực

tế sinh động nhằm giảm tải khối lượng nghiên cứu. Các chi tiết phức tạp, không có

ảnh hưởng đáng kể đến mục tiêu nghiên cứu đã được loại bỏ. KTS cần linh hoạt thêm

bớt các thành phần cấu trúc để tìm ra các biến thể phù hợp với thiết kế của mình sau

đó tăng giảm các đặc tính của thành phần cấu trúc trên cơ sở so sánh với các giá trị

tham số thích hợp được đề xuất cho biến thể đó.

Mặt đứng nhà phố ở các thành phố lớn tại Việt Nam, đặc biệt là các khu vực

trung tâm cũ rất đa dạng và phức tạp cả về mức độ cấu trúc lẫn hình thức, phong cách

kiến trúc. Theo nghiên cứu về “đa dạng cảnh quan tuyến phố” của Nguyễn Thị Bích

Ngọc (2015), các tuyến phố trong khu vực trung tâm cũ cần đảm bảo được yếu tố đa

dạng cảnh quan theo các cách thức thiết kế đa dạng [24]. Với kiểu mặt đứng phức

tạp, luận án cũng đã đề xuất được việc cần phân tích thành nhiều mảng mặt đứng,

mỗi mảng mặt đứng thuộc 1 trường hợp cấu trúc khác nhau. Tuy nhiên, khi thiết kế

nhà phố, KTS không nên lạm dụng thiết kế mặt đứng quá phức tạp, quá nhiều mảng

miếng, điều này có lợi trong việc tạo sự đa dạng, sinh động nhưng gây khó khăn trong

việc hòa nhập với bối cảnh chung toàn tuyến phố.

Đối với kết quả tham số hóa cấu trúc, việc xác định các thành phần nổi trội để

tìm tham số nổi trội trong quá trình xây dựng HTTS cho cấu trúc cần được chứng

minh rõ ràng hơn qua các kết quả mô phỏng. Để nhận định 1 thành phần hoặc 1 tham

số là nổi trội hoặc không nổi trội cần phải so sánh các kết quả mô phỏng với nhau

nhằm đánh giá mức độ ảnh hưởng đến điều kiện tiện nghi. Ngoài ra, khoảng giới hạn

cần được mở rộng và các giá trị khảo sát của tham số cần phải được tăng cường về

số lượng. Trong giới hạn của luận án này, việc thay đổi giá trị khảo sát của các tham

số đã được thực hiện một cách thủ công và ít lần (từ 2 đến 4 giá trị cho mỗi tham số)

dẫn đến thời gian thu được kết quả khá dài và các kết quả đạt được chỉ thể hiện mức

độ hiệu quả hơn và gần đạt đến kết quả tối ưu. Các nghiên cứu cần mở rộng cho việc

sử dụng các ngôn ngữ lập trình, qua đó, máy tính có thể tự động thay đổi một cách

133

tuyến tính các giá trị tham số trong khoảng giới hạn, sử dụng phương pháp cộng biểu

đồ và tự động tìm được kết quả tối ưu.

Xử lý các dữ liệu mô phỏng đầu ra thông qua xây dựng phương pháp tính

mức độ thích ứng của cấu trúc. Ngoài 3 khả năng làm việc của cấu trúc MĐĐL nhà

phố được đề xuất trong luận án là khả năng ngăn chặn BXMT, khả năng thông gió và

khả năng truyền dẫn ánh sáng, cần thiết phải nghiên cứu thêm các khả năng khác như

khả năng ngăn chặn tiếng ồn xâm nhập, khả năng chống bụi, khả năng cách âm…

Mặt khác, để đánh giá các khả năng của cấu trúc ngoài việc áp dụng các quy chuẩn,

tiêu chuẩn của Việt Nam thì có thể tham khảo và nghiên cứu thêm về các bộ tiêu

chuẩn công trình xanh như LEED (Hoa Kỳ), EDGE (IFC), LOTUS (Việt Nam)…

Các bộ tiêu chuẩn này hiện nay khá phổ biến và nhiều quốc gia đã coi như là một luật

nhằm phát triển phong trào công trình xanh ở các nơi trên thế giới.

PPTS trong luận án ngoài khả năng áp dụng cho mặt đứng nhà phố thích ứng

nói riêng thì có thể được áp dụng cho các điều kiện và yêu cầu khác của kiến trúc nói

chung. Qua đó các phương án kiến trúc có thể được chứng minh một cách định lượng

trong việc đảm bảo hiệu quả ở nhiều khía cạnh và mục tiêu khác nhau của thiết kế

kiến trúc.

Luận án được thực hiện dựa trên cơ sở số liệu được đo đạc và khảo sát thực

tế, phương pháp tính toán mang tính định lượng cũng như sử dụng phần mềm mô

phỏng có độ tin cậy cao. Tuy nhiên, vì số lượng các giá trị khảo sát còn ít (chỉ khảo

sát một số các giá trị cực đoan trong khoảng giá trị giới hạn) nên kết quả thu được

chưa phải là kết quả tối ưu. Trong đề tài “Tối ưu hóa tiện nghi nhiệt trong căn hộ

chung cư được thông gió tự nhiên”, PGS.TS.KTS. Nguyễn Anh Tuấn (Khoa Kiến

trúc, Trường Đại Học Bách Khoa – Đại học Đà Nẵng) đã nghiên cứu và bước đầu tạo

ra công cụ tính toán tối ưu dựa trên mô phỏng. Ngoài ra, ông cũng tiến hành đo đạc

các thông số khí hậu thực tế qua nhiều năm để kết luận “Mô hình căn hộ trong

EnergyPlus sau nhiều lần hiệu chỉnh đã cho ra kết quả mô phỏng rất gần với kết

quả quan trắc thực tế”. Điều này chứng tỏ các kết quả mô phỏng bằng phần mềm

EnergyPlus được sử dụng trong đề tài trên và trong luận án này là đáng tin cậy và

chính xác cao. Mặt khác, việc ứng dụng phương pháp tối ưu hóa trong toán học (bài

134

toán tìm cực đại, cực tiểu của hàm số) vào việc phát triển các ứng dụng nhằm thiết kế

tối ưu hóa trong xây dựng cũng được đề xuất. Tác giả Nguyễn Anh Tuấn đã đưa ra

hai trường hợp nghiên cứu điển hình để minh họa cho phương pháp thiết kế này. Thứ

nhất là một công trình chung cư thông gió tự nhiên được tối ưu hóa thiết kế bằng

thuật tìm kiếm bầy đàn, giúp cải thiện tối đa tiện nghi nhiệt. Thứ hai là một bài toán

tối ưu hóa đa mục tiêu, trong đó một công trình nhà ở có điều hòa không khí được tối

ưu hóa bằng một thuật toán tiến hóa giúp giảm thiểu năng lượng tiêu thụ trong khi

vẫn đảm bảo giá thành xây dựng hợp lý.

Kết quả nghiên cứu của luận án đã được tập trung cho trường hợp bất lợi nhất

ở TP.HCM, đó là (i) mặt đứng nhà phố theo hướng chính Tây; (ii) thời gian vào tháng

7 là mùa nóng; và (iii) nhà phố thấp tầng nên ít nhận được các luồng gió so với nhà ở

cao tầng.

Ngoài ra, các nghiên cứu sau này có thể mở rộng phạm vi nghiên cứu ở các

khu vực khác của TP.HCM như khu vực mở rộng kết nối hoặc khu vực mới dự án

(Hình 1.9). Khi đó, kết quả luận án có thể được sử dụng cho việc cải tạo lại mặt đứng

các loại nhà phố trong các tuyến phố hiện hữu, sao cho đạt được hiệu quả cao. Đối

với công trình hiện hữu, có thể tra bảng tổng hợp các biến thể (Bảng 3.5), sau đó thực

hiện những thay đổi nhỏ nhất lên cấu trúc theo các giá trị đề xuất cho HTTS để mang

lại hiệu quả tối đa. Đối với công trình được xây mới trên tuyến phố hiện hữu, mặt

đứng nhà phố cần được áp dụng theo trường hợp cấu trúc phổ biến nhất trên toàn

tuyến. Điều này nhằm không phá vỡ đi cảnh quan cũng như nét đặc trưng của tuyến

phố, đảm bảo sự thân thiện với cư dân và du khách. Đối với các nhà phố trên tuyến

phố cổ, phải đảm bảo giữ gìn cấu trúc hiện có một cách tối đa, hạn chế phá bỏ hoặc

bớt đi các thành phần cấu trúc mà chỉ thêm vào các thành phần mang tính linh hoạt,

dễ lắp đặt, dễ thay thế. Ngoài ra, với các nhà phố, tuyến phố tại các khu đô thị mới,

người thiết kế và chủ đầu tư cần chọn những dạng cấu trúc MĐĐL phù hợp với mong

muốn và thích ứng với điều kiện khí hậu đặc trưng của thành phố.

Những nghiên cứu tiếp theo có thể liên quan đến các giải pháp quản lý xây

dựng nhà phố để có thể đưa các đề xuất của luận án vào thực tiễn trong quá trình xây

dựng phát triển nhà phố giúp thích ứng với điều kiện khí hậu ứng dụng PPTS.

135

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1. Kết luận

Các kết quả của luận án bao gồm kết quả nghiên cứu mặt đứng nhà phố thích

ứng ứng dụng phương pháp tham số (các kết quả về cấu trúc hóa, tham số hóa, phương

pháp tính các giá trị thích hợp cho HTTS) và chi tiết hóa giải pháp kiến trúc mặt đứng

có tính định lượng. Qua đó, mục đích của luận án đã đạt được. Hai vấn đề trọng tâm

của luận án được rút ra ở chương 1 gồm (1) cần thiết lập mặt đứng nhà phố thích ứng

với điều kiện khí hậu để đảm bảo tiện nghi bên trong và (2) tiếp cận thiết kế định

lượng cho mặt đứng đã được giải quyết thỏa đáng. Các dữ liệu đầu vào cho PPTS

được xây dựng qua việc cấu trúc hóa MĐĐL, thể hiện qua việc khảo sát, phân tích

các thành phần, mối liên hệ các thành phần của hệ thống và tổ hợp thành các trường

hợp cấu trúc. Ngoài ra, việc tham số hóa cấu trúc được thể hiện thông qua việc hoàn

thành xây dựng HTTS, các khoảng giá trị khảo sát cho HTTS, mô hình tham số hóa

cho cấu trúc và các biến thể. Tiến hành mô phỏng trên máy tính, xử lý các dữ liệu mô

phỏng đầu ra thông qua xây dựng phương pháp tính mức độ thích ứng của cấu trúc

và tìm giá trị thích hợp cho các tham số. Cuối cùng, chi tiết hóa giải pháp kiến trúc

mặt đứng thích ứng được xây dựng thông qua các giá trị tham số tìm được. KTS có

thể dựa trên kết quả này để hướng đến “thiết kế kiến trúc dựa trên hiệu quả” một cách

linh hoạt.

Đối với việc cấu trúc hóa mặt đứng, việc khảo sát hiện trạng mặt đứng nhà

phố trên các tuyến đường ở khu vực trung tâm là đủ theo giới hạn phạm vi nghiên

cứu. Mặt đứng nhà phố được đơn giản hóa, phân tích loại bỏ các thành phần ảnh

hưởng không đáng kể, tập trung vào các thành phần cần quan tâm, khảo sát tìm ra

mối liên hệ và các đặc tính chung của các thành phần. Qua đó mặt đứng nhà phố được

để xuất cấu trúc hóa thành một hệ MĐĐL là một tập hợp các thành phần kiến trúc và

các khoảng không gian đệm trên mặt đứng nhà phố, được chia thành 3 lớp gồm lớp

mặt đứng chính, lớp mặt đứng phụ bên ngoài và lớp mặt đứng phụ bên trong. Dựa

trên số lớp MĐ xuất hiện trong cấu trúc, có thể chia cấu trúc MĐĐL thành 3 loại: loại

136

cấu trúc có 1 lớp MĐ (K1), loại cấu trúc có 2 lớp MĐ (K2) và loại cấu trúc có 3 lớp

MĐ (K3). Mỗi loại cấu trúc trên lại được chia thành nhiều trường hợp cấu trúc dựa

trên sự sắp xếp các thành phần trên các lớp MĐ đó. Có tổng cộng 12 trường hợp cấu

trúc là K1, K2-1, K2-2, K2-3, K2-4, K2-5, K2-6, K2-7, K3-1, K3-2, K3-3, K3-4.

(Bảng 3.2)

Đối với các nhà phố có mặt đứng phức tạp và thay đổi liên tục theo chiều cao

công trình, cần chia mặt đứng thành nhiều phần mặt đứng riêng biệt. Mỗi phần mặt

đứng sẽ thuộc các trường hợp cấu trúc khác nhau (dựa vào Bảng 3.2) và có thể áp

dụng biến thể và giải pháp cấu trúc theo phần mặt đứng tương ứng.

Cấu trúc MĐĐL đã được tham số hóa hay biểu diễn thành một hệ thống các

tham số. Thông qua việc xem xét đến tính nổi trội của tham số và khoảng giá trị giới

hạn của tham số, HTTS gồm 18 tham số cùng với giá trị khảo sát cho từng tham số

đã được xây dựng. Trên cơ sở đó, mô hình tham số hóa của cấu trúc được đề xuất và

12 biến thể của mô hình cũng đã được thiết lập cho phù hợp với các trường hợp cấu

trúc thông qua việc thêm bớt các thành phần so với mô hình gốc (Mục 3.4.3). Mô

hình tham số hóa này có thể đại diện cho cấu trúc MĐĐL nhà phố và là dữ liệu đầu

vào cho mô phỏng thông qua một hệ thống các tham số và các giá trị tham khảo trong

giới hạn cho phép.

Phương pháp tính mức độ thích ứng cho cấu trúc đã được đề xuất thông qua

tính toán 3 khả năng làm việc của cấu trúc bao gồm khả năng ngăn chặn BXMT, khả

năng thông gió và khả năng truyền dẫn ánh sáng với 4 mức đánh giá từ thấp đến cao

là: kém, đạt, khá, tốt. Các khả năng của cấu trúc được tính toán dựa trên việc so sánh

kết quả mô phỏng về BXMT, thông gió và chiếu sáng tại KGBT của cấu trúc với

trường hợp gốc (trường hợp không có cấu trúc phía trước). Giá trị thích hợp cho các

tham số của mỗi biến thể được tìm ra thông qua phương pháp tính mức độ thích ứng.

Chi tiết hóa giải pháp kiến trúc mặt đứng nhà phố thích ứng được xây dựng

dựa trên các giá trị thích hợp của tham số tìm được và minh chứng tính hiệu quả thông

qua việc áp dụng vào một công trình nhà phố cụ thể. Mức độ thích ứng của cấu trúc

MĐĐL nhà phố hiện trạng đã được tính toán và dẫn đến kết quả là không đạt hiệu

quả cao. Sau khi cải tạo hoặc xây mới theo mô hình và giải pháp đề xuất, mức độ

137

thích ứng của cấu trúc cũng được tính toán và dẫn đến kết quả là đạt hiệu quả cao.

Hai kết quả tính toán đầu ra được so sánh và có thể kết luận là nhà phố sau khi được

cải tạo hoặc xây mới theo mô hình và giải pháp đề xuất có hiệu quả cao hơn nhiều so

với nhà phố đó trên hiện trạng.

2. Kiến nghị

Để các kết quả của luận án có thể ứng dụng rộng rãi vào thực tế và phát huy

hiệu quả, luận án có những kiến nghị sau:

Trong tương lai gần, nhà phố TMDV vẫn là thể loại công trình chiếm số lượng

nhiều nhất tại TP.HCM. Các nhà phố này được phân bố đều và rộng khắp trên các

tuyến đường chính cũng như các con hẻm nhỏ. Việc thay thế loại công trình nhà phố

bằng một thể loại khác nếu diễn ra sẽ phải tiến hành trong một khoảng thời gian rất

dài dẫn đến vai trò của nhà phố tại TP.HCM rất lớn đặc biệt là thành phần mặt đứng.

Kết quả về mặt đứng nhà phố thích ứng có thể được sử dụng trong công tác thiết kế

nhằm phát triển kiến trúc nhà phố thích ứng phù hợp với chủ trương và phong trào

tiết kiệm năng lượng quốc gia. Ngoài ra, kết quả nghiên cứu về PPTS cũng có thể áp

dụng rộng rãi vào các tình huống, điều kiện, nhu cầu khác nhau của kiến trúc nhằm

thống nhất với các xu hướng về đô thị sinh thái, công trình xanh, xu hướng “thiết kế

kiến trúc dựa trên hiệu quả” và sự phát triển của công nghệ thời đại 4.0.

- KTS cần nâng cao sự quan tâm, ý thức và trách nhiệm đối với vấn đề thiết

kế kiến trúc hiệu quả dựa trên định lượng và năng lượng công trình. Ngoài việc sử

dụng thành thạo các công cụ về tạo hình, tạo dáng, diễn họa kiến trúc trên máy tính,

sinh viên và người hành nghề cũng cần được bồi dưỡng, đào tạo thêm về các công cụ

mô phỏng, tính toán định lượng cho phù hợp với thời đại mới. Xây dựng các câu lạc

bộ, đội, nhóm chuyên nghiên cứu và tuyên truyền, tạo nguồn lực cho hoạt động phong

trào, thể hiện năng lực chuyên môn cho các KTS. Ngoài ra, thành lập các giải thưởng

kiến trúc để phát hiện tài năng cùng những nỗ lực của các KTS trẻ đóng góp vào công

cuộc xây dựng và phát triển nền kiến trúc.

- Để đạt được sự đồng bộ trên quy mô lớn, chính quyền thành phố cần xây

dựng cơ chế, chính sách, hành lang pháp lý phù hợp, vận động các nhà phát triển bất

động sản tham gia tích cực vào công cuộc phát triển thiết kế có tính định lượng. Cơ

138

chế này cần được áp dụng cho kiến trúc nói chung và mặt đứng nhà phố trên các

tuyến phố nói riêng nhằm đảm bảo được khả năng thích ứng với điều kiện khí hậu ở

TP.HCM, đồng thời sử dụng tiết kiệm và hiệu quả năng lượng. Mỗi tuyến phố cần có

các nghiên cứu sâu và rộng để xây dựng bộ tiêu chuẩn quy phạm cụ thể đối với từng

trường hợp cấu trúc MĐĐL nhà phố tại TP.HCM. Công việc này đòi hỏi mức độ đầu

tư không nhỏ nhưng hiệu quả mang lại là rất lớn, đầu tiên là hiệu quả về thẩm mỹ,

tiếp theo là hiệu quả về điều kiện tiên nghi trong nhà.

Đối với các nhà phố theo hướng Tây trên các tuyến phố nhỏ hẹp, điều kiện để

phát triển lớp mặt đứng bên ngoài bị hạn chế cũng như không có các thành phần công

cộng trong khoảng lưu không. Các nhà phố này chịu ảnh hưởng nặng nề bởi BXMT

gây khó khăn trong các vấn đề về TKNL và đảm bảo điều kiện tiện nghi. Do đó, thành

phố cần có những chính sách, văn bản riêng cho phù hợp với các trường hợp này.

KH 01

CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ LIÊN

QUAN ĐẾN LUẬN ÁN

Bài báo khoa học

1. Phạm Thanh Trà, “Phương pháp tham số và việc xây dựng hệ thống tham số cho

kiến trúc”, Tạp chí Xây dựng, 11, 68, 2018, ISSN 0866-8762.

2. Phạm Thanh Trà, Lê Thị Hồng Na, “Nhận diện các dạng cấu trúc không gian mặt

đứng nhà phố TPHCM”, Tạp chí Xây dựng, 12, 37, 2018, ISSN 0866-8762.

3. Phạm Thanh Trà, “Khái niệm về cấu trúc không gian bao che kiến trúc và cấu trúc

không gian mặt đứng nhà phố”, Tạp chí Kiến trúc - Hội KTSVN, 3, 76, 2019, ISSN

0866-8617.

Đề tài khoa học

1. Phạm Thanh Trà, “Thực trạng cấu trúc không gian mặt đứng nhà phố thương mại

tại TP.HCM”, Đề tài cấp trường ĐH Bách Khoa – ĐH Quốc gia TP.HCM, nghiệm

thu 2019, mã số đề tài T-KTXD-2018-54.

TLTK 1

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tài liệu tiếng Việt

[1] Chính phủ, Quyết định số 153/2004/QĐ-TTg ngày 17/8/2004 Về việc ban hành

Định hướng Chiến lược phát triển bền vững ở Việt Nam, Chương trình Nghị sự

21 của Việt Nam, 2004.

[2] Bộ Xây dựng, Tập hợp các bài viết tại Hội thảo khoa học “Kiến trúc nhiệt đới

Việt Nam – Định hướng và giải pháp lần thứ nhất, NXB Xây dựng, 2005.

[3] Viện kiến trúc nhiệt đới, Hội thảo khoa học “Vật liệu xây dựng và kiến trúc

nhiệt đới”, Hà Nội, Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội, 2005.

[4] Bộ Xây dựng , Hội thảo khoa học “Bệnh nhiệt đới của công trình kiến trúc –

Công nghệ và giải pháp”, Hà Nội, 2006.

[5] Hội kiến trúc sư Việt Nam, Chuyên đề “Kiến trúc nhiệt đới Việt Nam”, Hà Nội,

2007.

[6] Nguyễn Minh Sơn, "Kính trong mối quan hệ với Kiến trúc nhiệt đới", Tạp chí

Khoa học Kiến trúc – Xây dựng, 2014.

[7] Nguyễn Minh Sơn, "Sinh thái hóa Kiến trúc - Mô hình kiến trúc tự điều tiết,"

Tạp chí Kiến trúc, 2014.

[8] Nguyễn Minh Sơn, “Phòng và chữa bệnh Nhiệt đới trong việc Bảo tồn tôn tạo

các di sản Kiến trúc,” trong Kỷ yếu hội thảo "Tính liên ngành trong bảo tồn di

tích" - Viện bảo tồn di tích, 2009.

[9] Nguyễn Minh Sơn, “Phát triển Kiến trúc nhiệt đới trong chiến lược bảo vệ môi

trường và chương trình sử dụng năng lượng tiết kiệm hiệu quả”, Hà Nội, 2008.

[10] Nguyễn Minh Sơn, Nguyễn Ngọc Khanh, Trần Vân Anh, "Nghiên cứu cấu tạo

kiến trúc trên cơ sở lựa chọn vật liệu mới theo hướng phù hợp điều kiện khí hậu

nhiệt đới Việt Nam," Viện kiến trúc nhiệt đới, Hà Nội, 2005.

TLTK 2

[11] Lê Thị Hồng Na và Nguyễn Đại Nhẫn, "Các giải pháp kiến trúc cải thiện chất

lượng môi trường sống trong nhà phố tại Tp.HCM," Tạp chí Xây dựng Việt

Nam, no. 5, pp. 104-108, 2017.

[12] Lê Thị Hồng Na và Phan Văn Vàng, "Hiện trạng Bảng quảng cáo trong kiến

trúc nhà phố TPHCM," Tạp chí Xây dựng Việt Nam, no. 10, pp. 40-43, 2017.

[13] Lê Thị Hồng Na và Đỗ Đại Thắng, "Phân tích hiện trạng kiến trúc nhà phố tại

TP.HCM," Tạp chí Xây dựng Việt Nam, no. 4, pp. 117-120, 2017.

[14] Lê Thị Hồng Na, "Những quy định hiện hành về kiến trúc xây dựng nhà phố tại

TP.HCM," Tạp chí Xây dựng Việt Nam, no. 10, pp. 75-78, 2017.

[15] Lê Thị Hồng Na (CNĐT), "Các giải pháp kiến trúc nhằm cải thiện chất lượng

môi trường sống trong nhà phố tại thành phố Hồ Chí Minh" Mã số:

66/2015/HĐĐH-SKHCN, Đề tài NCKH cấp thành phố, Sở KHCN TP.HCM,

2017.

[16] Nguyễn Anh Tuấn, "Thiết kế kiến trúc xanh với hỗ trợ bởi các công cụ mô

phỏng hiệu năng công trình (BPS)," Tạp chí Kiến trúc, no. 05, pp. 13-18, 2012.

[17] Nguyễn Anh Tuấn, Lê Thị Kim Dung, Phan Tiến Vinh, "Nghiên cứu ứng dụng

phương pháp tối ưu hóa vào thiết kế nhà ở cho người thu nhập thấp," Mã số:

Đ2015-02-131, Đề tài cấp ĐH Đà Nẵng, 2016.

[18] Nguyễn Anh Tuấn, Trương Nguyễn Song Hạ, "Nghiên cứu chuyển hóa các giải

pháp thiết kế thụ động của kiến trúc dân gian vào thiết kế kiến trúc mới," Mã

số: T2019-02-32, Đề tài cấp cơ sở, 2019.

[19] Phạm Ngọc Đăng, Các giải pháp thiết kế công trình xanh ở Việt Nam, Nhà xuất

bản Xây dựng, 2014.

[20] Bộ Khoa học và Công nghệ Việt Nam , TCVN 5687:2010 Thông gió – điều

hòa không khí – tiêu chuẩn thiết kế, Hà Nội.

[21] Ngô Huy Ánh, Nguyễn Mạnh Liên, Góp phần nghiên cứu về cảm giác nhiệt

trong điều kiện khí hậu mùa hè ở Việt Nam, Vi khí hậu công trình, 1984.

TLTK 3

[22] Phạm Đức Nguyên, Phát triển kiến trúc bền vững, kiến trúc xanh ở Việt Nam,

Hà Nội: Nhà xuất bản tri thức, 2015.

[23] Lê Thị Hồng Na, Nguyễn Đại Nhẫn, “Đánh giá hiện trạng sử dụng double-skin

trong nhà phố tại Thành phố Hồ Chí Minh”. Đề tài cấp ĐHBK – ĐHQG

TP.HCM, 2014.

[24] Nguyễn Thị Bích Ngọc, Thiết kế đa dạng cảnh quan tuyến phố thương mại dịch

vụ khu trung tâm cũ Tp. Hồ Chí Minh, Luận án tiến sĩ, trường Đại học Kiến

trúc TP.HCM, 2015.

[25] Phạm Thị Hải Hà, "Giải pháp kiến trúc thụ động theo phương pháp tính hiệu

quả năng lượng lớp vỏ bao che nhà chung cư cao tầng tại Hà Nội," Luận án tiến

sĩ, Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội, 2018.

[26] Nguyễn Trọng Khang, Nguyễn Tuấn, Hướng dẫn thiết kế bao che cho các công

trình kiến trúc nhằm sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, Đề tài nghiên

cứu khoa học.

[27] Trương Thị Thanh Trúc, Hướng dẫn thiết kế tường bao che cho công trình cao

ốc thích ứng điều kiện khí hậu và sắc thái đô thị tỉnh Bình Dương, Đề tài nghiên

cứu khoa học.

[28] Võ Thị Trâm Anh, Hình học phi Euclid và Kiến trúc đương đại, Luận văn thạc

sỹ, trường Đại học Kiến trúc TP Hồ Chí Minh, 2010.

[29] Tô Bảo Thanh, Kiến trúc tham số (Parametricism), Luận văn thạc sỹ, trường

Đại học Kiến trúc TP Hồ Chí Minh, 2012.

[30] Trần Minh Đức , Bước đầu tiếp cận nguồn gốc của sự hài hòa trong nghệ thuật

kiến trúc, Luận văn thạc sỹ, Trường Đại học Kiến trúc TP Hồ Chí Minh, 2009.

Tài liệu tiếng Anh

[31] Le Thi Hong Na, Park Jin-Ho. and Cho Min-Jung, "Lessons from Vietnamese

Urban Street Houses for Contemporary High-rise Housing," Open House

International, vol. 38, no. 2, pp. 31-46, 2013.

TLTK 4

[32] Le Thi Hong Na and Nguyen Dang Hoang Nhat Truong, "Assessment of Roof

Architecture of Street Houses in Some Central Districts of Ho Chi Minh City,"

in ICSCEA 2019, Springer, Ho Chi Minh City, 2019.

[33] K. A. Z. Sarieh Zareaian, "The Role of Climate Factors on Designing and

Constructing Buildings," Bulletin of Environment, Pharmacology and Life

Sciences, no. Academy for Environment and Life Sciences, India, 2013.

[34] D. Pearlmutter, "Architecture and Climate: The Environmental," Geography

Compass, no. Institutes for Desert Research, Ben-Gurion University of the

Negev, 2007.

[35] Peter Droege , Climate design, USA: ORO, 2010.

[36] Wassim Jabi , Parametric Design for Architecture, UK: Laurence King, 2013.

[37] Rabee M. Reffat and Edward L. Harkness, "Environmental comfort criteria:

weighting and integration," Journal of performance of constructes facilities, no.

8, pp. 104 - 108, 2001.

[38] Mark Dekay , Sun, Wind, and Light: Architectural Design Strategies, USA:

Wiley, 2014.

[39] Norbert Lechner, Heating, Cooling, Lighting: Sustainable Design Methods for

Architects, USA: Wiley, 2008.

[40] Michael Boduch and Warren Fincher , "Standards of human comfort: relative

and absolute," in UTSoA - Meadows seminar fall , 2009.

[41] Yashar Gharachamani Asl , "Applying parametric design in order to meet the

environmental goals," Kuwait chapter of Arabian journal of business and

management review, vol. 3, no. 11, pp. 184 - 191, 2014.

[42] Rossano Albatici and Francesco Passerini, "Building shape and heating

requirements: a parametric approach in Italian climatic conditions," in Central

Europe towards Sustainable Buiding - CESB10 Prague, 2010.

[43] Amr Sayed H., Yoshiro Hiroshi, M. Abdelsamei E, "Indoor natural ventilation

using evaporating cooling strategies in the Egyptian housing: A review and new

TLTK 5

approach," IACSIT International journal of engineering and technology, vol. 4,

no. 3, pp. 229 - 233, 2012.

[44] Maureen TrebilCock, Beatriz Piderit, Muriel Diaz, Tobias Hatt, Rodrigo

Figueroa, Daniela Besser, Cristian Muñoz, Ariel Bobadilla Roberto Arriagada

, "Parametric analysis of school classroom typologies energy performance," in

PLEA2013 - 29th Conference, Sustainable Architecture for a renewable future,

Munich, Germany, 2013.

[45] Hui Shen and Athanasios Tzempeilikos , "A parametric analysis for the impact

of facade design options on the daylighting performance of office spaces," in

International High Performance Buildings Conference, Purdue, July 12-15.

[46] Michela Turrin, Peter von Buelow, Axel Kilian, Rudi Stouffs, "Performative

skins for passive climatic comfort A parametric design process," Automation in

Contruction, no. 22, pp. 36 - 50, 2012.

[47] Cairns Regional Council, Sustainable tropical building design guidelines for

commercial buildings, Cairns - Australia, 2011.

[48] CBCA, Technical fact sheet - Thermal comfort, British, 2013.

[49] José N. Beirão, Pirouz Nourian, Bardia Mashhoodi , "Parametric urban design:

an interactive sketching system for shaping neighborhoods," in Respecting

Fragile Places: 29th eCAADe Conference Proceedings, eCAADe:

Conferences. pp. 225-234, Ljubljana, Slovenia: University of Ljubljana,

Faculty of Architecture, 2011.

[50] Allen LaSala , Generative design and Parametric modeling advanced

computational modeling, Texas- USA: Thornton Tomasetti, 2012.

[51] Mostafa M. S. Ahmed, Ali K. Abel-Rahman, Ahmed Hamza H. Ali, and M.

Suzuki, “Double Skin Façade: The State of Art on Building Energy Efficiency”,

in Journal of Clean Energy Technologies, Vol. 4, No. 1, January 2016.

[52] Ralph Evins and Daniel Knott, "Using comfort criteria and parametric analysis

to drive passive building design," in Proceedings of BS2013: 13th Conference

TLTK 6

of International Building Performance Simulation Association, August 26-28,

pp. 784 - 792, Chambéry, France, 2013.

[53] Margit Rudy, "Sun and climate modeling for thermal simulation," in Building

Simulation ’97 – International conference of IBPSA, pp. 347 -354, Prague:

International building performance simulation Association, 1997.

[54] Cindy Regnier, Guide to Setting Thermal Comfort Criteria and Minimizing

Energy Use in Delivering Thermal Comfort, USA: EERE Information Center,

2012.

[55] Andrew Lundberg, Parametric analysis of the potential effects of climate

change on the performance of a house designed to Passivhaus standards in

Ireland, Northern Ireland: A thesis submitted for the degree of Master of

Science, University of Ulster School of The Built Environment, 2009.

[56] Julian (Jialiang) Wang, Bio-inspired Kinetic Envelopes: Integrating BIM into

Biomimicry for Sustainable Design, USA: Boston Society of Architects, 2011.

[57] Elliot J. Glassman and Christoph Reinhart, "Facade optimization using

parametric design and future climate scenarios," in Proceedings of BS2013:

13th Conference of International Building Performance Simulation

Association, August 26-28, pp. 1585 - 1592, Chambéry, France, 2013.

[58] Wang Na, Guidelines for socio-climatic design of semi-open entrance spaces

of tropical high-rise apartments, National University of Singapore: A thesis

submitted for the degree of Master of Arts in Architecture, 2005.

[59] Emanuele Naboni, "Integration of Outdoor Thermal and Visual Comfort in

Parametric Design," in 30th International Plea Conference Cept University,

Ahmedabad, India, 2014.

[60] Mohamed M. Saleh, and Khalid S. Al-Hagla, Parametric Urban Comfort

Envelope An Approach toward a Responsive Sustainable Urban Morphology,

World Academy of Science, Engineering and Technology, International

Scholarly and Scientific Research & Innovation 6(11) , 2012.

TLTK 7

[61] M. Turrin, E. Van Den Ham, A Killian & Sariyildiz, Integrated design of a large

span roof: a parametric investigation on structural morphology, thermal

comfort and daylight, UK: The University of Nottingham, 2010.

[62] S. Reiter & A. De Herde, "Qualitative and quantitative criteria for comfortable

urban public spaces," in Research in building physics, Proceedings of the 2nd

International Conference on Building Physics, pp. 1001 - 1009, A.A Balkema,

Belgium, 2003.

[63] Carl Fiocchi, Simi Hoque, Mohammad Shahadat , "Climate Responsive Design

and the Milam Residence," in Sustainability, 3, pp. 2289 - 2306, 2011.

[64] Jorma Säteri , Performance criteria of buildings for health and comfort, The

Netherlands: CIB General Secretariat, 2004.

[65] Marc Ottelé, The green building envelope: vertical greening, The Netherlands:

SiecaRepro, 2011.

[66] Tarana A. Solaiman, Uncertainty estimation of extreme precipitations under

climate change: a non-parametric approach, Canada: University of Western

Ontario - Electronic Thesis and Dissertation Repository, 2011.

[67] Pil Kirstin Brix Lauridsen and Steffen Petersen , Integrating Indoor Climate,

Daylight and Energy Simulations in Parametric Models and Performance-

Based Design, Denmark: Proceedings of the Third International Workshop on

Design in Civil and Environmental Engineering, 2014.

[68] Kudasinghe, KSKNJ; Jayathilaka, HMLB; Gunaratne, SR. "Evolution of the

Sri Lankan Shophouse: Reconsidering Shophouses for Urban Areas". General

Sir John Kotelawala Defence University. Retrieved 17 August 2020.

[69] Zwain, Akram; Bahauddin, Azizi (1 December 2017). "The Traditional

Courtyard Architectural Components of Eclectic Style Shophouses, George

Town, Penang". International Transaction Journal of Engineering,

Management, & Applied Sciences & Technologies. Archived from the original

on 31 July 2019. Retrieved 31 July 2019.

TLTK 8

[70] Tirapas, Chamnarn. "Bangkok Shophouse: An Approach for Quality Design

Solutions". School of Architecture and Design, King Mongkut’s University of

Technology Thonburi. Retrieved 31 July 2019.

[71] Han, Sun Sheng (2005). "Global city making in Singapore: A real estate

perspective". Progress in Planning. Elsevier. Retrieved 31 March 2012.

[72] Home Quality Mark One, Technical Manual SD239, England, Scotland &

Wales, published by BRE in 2018

[73] A. Patnaik, Thermal and sound insulation materials from waste wool and

recycled polyester fibers and their biodegradation studies, South Africa: Nelson

Mandela Metropolitan University, 2015.

[74] Roland Hudson, “Strategies for parametric design in architecture”. A thesis

submitted for the degree of Doctor of Philosophy, University of Bath,

Department of Architecture and Civil Engineering, 2010

PHỤ LỤC

Phụ lục 1: HIỆN TRẠNG MẶT ĐỨNG NHÀ PHỐ TP.HCM……………..…PL 1

PL1.1: Phiếu khảo sát…………………………………………………………..PL 1

PL1.2: Hình ảnh mặt đứng và địa chỉ các nhà phố được khảo sát……………PL 6

Phụ lục 2: DỮ LIỆU MÔ PHỎNG VÀ TÍNH TOÁN ĐỂ TÌM GIÁ TRỊ THÍCH HỢP CHO HỆ THỐNG THAM SỐ CỦA CÁC BIẾN THỂ…………………PL 24

PL2.1: Biến thể K1..…………………………………………………………..PL 24

PL2.2: Biến thể K2-1..……………………………… ………………………..PL 29

PL2.3: Biến thể K2-2..………………………… ……………………………..PL 34

PL2.4: Biến thể K2-3..………………………… ……………………………..PL 41

PL2.5: Biến thể K2-4..………………………… ……………………………..PL 46

PL2.6: Biến thể K2-5..………………………… ……………………………..PL 52

PL2.7: Biến thể K2-6..………………………… ……………………………..PL 59

PL2.8: Biến thể K2-7..………………………… ……………………………..PL 65

PL2.9: Biến thể K3-1..………………………… ……………………………..PL 71

PL2.10: Biến thể K3-2..………………………… … ………………………..PL 79

PL2.11: Biến thể K3-3..………………………… …… ……………………..PL 85

PL2.12: Biến thể K3-4..……………………… ……… ……………………..PL 91

PL 1

PHỤ LỤC 1:

KHẢO SÁT HIỆN TRẠNG MẶT ĐỨNG NHÀ PHỐ TẠI TP.HCM

PL1.1 Phiếu khảo sát

Để khảo sát hiện trạng mặt đứng nhà phố trên các tuyến phố TMDV tại

khu vực trung tâm cũ TP.HCM, NCS đã tiến hành khảo sát thực tế 201 căn nhà

phố. Đây là số lượng mẫu tương đối hợp lý và khả thi do những thông tin cần

thiết cho nghiên cứu hiện trạng mặt đứng nhà phố hầu hết đều ở bên ngoài công

trình và không cần xin phép sự đồng ý của chủ nhà. Một số thông tin khác như

số lượng sân trong hoặc cảm giác tiện nghi bên trong nhà được tiến hành qua

một công việc điều tra khác. Các mẫu điều tra chia đều trên các tuyến phố trong

khu vực nghiên cứu.

Những nhà phố TMDV được chọn để khảo sát là những công trình được

xây dựng theo quy định pháp lý hiện hữu đặc biệt là quy định về kiến trúc nhà

liên kế trong khu đô thị hiện hữu trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh ban hành

theo Quyết định số 135/2007/QĐ-UBND ngày 08 tháng 12 năm 2007, chú

trọng các tuyến đường có lộ giới từ 8m trở lên chịu ảnh hưởng nhiều bởi nắng

hướng Tây. Bên cạnh đó chỉ chọn khảo sát các nhà phố thương mại dịch vụ

(TMDV) với các tầng dưới kinh doanh, các tầng trên để ở.

Mẫu phiếu khảo sát được lập như sau:

PL 2

PL 3

PL 4

PL 5

PL 6

PL1.2 Hình ảnh MĐĐL và địa chỉ các căn nhà phố được khảo sát

Hình ảnh các căn nhà phố được khảo sát

Tuyến đường

148

140A

140

126

122

116

n ậ u Q

112A

104

u ệ i D g n a u Q n ầ r T

PL 7

10A

296Bis

272

3 n ậ u Q

ỹ S n ă V ê L

PL 8

208

196

188

186

178

174

3 n ậ u Q

o ả h T c ố u Q n ầ r T

168

144

142

114

110

106

3 n ậ u Q

n ề i H g n ợ ư h T n ễ y u g N

PL 9

104

102

100

PL 10

116

114

122

n ậ u Q

130

128

n i s r e Y

154

150

144

n ậ u Q

n o c

ỳ K

PL 11

142

138

136

134

132

130

128

120

114

105

107

109A

n ậ u Q

, e t t e m l a C

PL 12

102

104

1 n ậ u Q

h n í h C c ứ Đ ó h P

PL 13

195

203

205

207

211

213

1 n ậ u Q

n ô T h n á h T ê L

217

219

223

PL 14

225

227

235

239

245

237

239

241-243

1 n ậ u Q

243

259

261

, i ã r T n ễ y u g N

PL 15

265

361

135

141

143

145

147

149

n ậ u Q , c ắ B ô C

230

228

226

n ậ u Q

u ể i B n ễ y u g N

PL 16

212

210

208

186

178

170

172

168

166

122

120F

120E

5 n ậ u Q

g n ọ r T h n ì B n ầ r T

PL 17

120D

120Bis

185

187

203B

5 n ậ u Q

241

150

g n o h P g n ồ H ê L

5 n ậ u Q

, t ạ Đ n ẫ M h n ỳ u H

PL 18

n ậ u Q

m â T u ê i h N

PL 19

5 n ậ u Q

, a ĩ h g N u ữ H

i ù B

85-87

PL 20

163

167

169

171

173

n ậ u Q

, i ả h K n ấ u T n ầ r T

175

177

179

PL 21

185

143

132A

112

112A

110C

110B

110A

5 n ậ u Q

h n ì B n A

108

106

100

PL 22

62A

PL 23

16B

12A

PL 24

PHỤ LỤC 2: DỮ LIỆU MÔ PHỎNG VÀ TÍNH TOÁN ĐỂ TÌM GIÁ TRỊ THÍCH HỢP CHO HỆ THỐNG THAM SỐ CỦA CÁC BIẾN THỂ

PL2.1 BIẾN THỂ K1

PL2.1.1 Mô phỏng BXMT

Kính 1 lớp low-e 3mm

Kính 2 lớp thường 6_13mm air

Kính 2 lớp Low-e (Double low-e spec sel tint 6_6mm air)

Tường 1 lớp

Tường 2 lớp

Vỉa hè 2,5m

Vỉa hè 4m

Vỉa hè 6m

Vỉa hè xi-măng

PL 25

Cửa sổ 20%

Cửa sổ 55%

Cửa sổ 40%

Cửa sổ 70%

PL2.1.2 Mô phỏng ánh sáng trong phòng

Kính 1 lớp low-e 3mm

Kính 2 lớp thường 6_13mm air

Kính 2 lớp Low-e (Double low-e spec sel tint 6_6mm air)

Cửa sổ 20%

Cửa sổ 40%

Cửa sổ 55%

PL 26

Cửa sổ 70%

Bảng 1: Kết quả mô phỏng tương ứng với các giá trị của tham số

Giá trị tham số dùng để tính toán và mô phỏng kết quả đầu ra

Tên tham số

STT

Loại tham số và các đại lượng được mô phỏng

kiến trúc

Giá trị 1

Giá trị 2

Giá trị 3

Giá trị gốc trên hiện trạng

tskt

4 m

2.5

Độ rộng vỉa hè

4.681

4.710

4.681

4.685

Lượng bức xạ vào KGKD

tsđtn

Xi măng

Gạch terrazzo

Vật liệu vỉa hè

4.681

4.756

(hệ số phản xạ)

Lượng bức xạ vào KGKD

tskt

1.2

Khoảng cách vòm lá

tsđr

55%

Độ rỗng vòm lá

tskt

1.4m

0.7

1.1

1.7

Khoảng cách khung quảng cáo

tsđr

Độ rỗng khung quảng cáo

tskt

1.2m

0.5

0.9

1.4

PL 27

Độ vươn ban công (lô gia)

tsđtn

Gạch ceramic

Giữ nguyên

Vật liệu ban công, lô gia (hệ số phản xạ)

tsđtn

Sơn nước màu nhạt

Giữ nguyên

Vật liệu mặt tường

40%

tsđr

2.167

1.006

2.767

4.322

Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1

Độ rỗng mặt tường

Độ rọi phòng ngủ 1

318

115

353

617

tsđtn

1 lớp

Thêm 1 lớp bên trong

Cấu tạo lớp tường

Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1-

-0.254

-0.103

Wall gains (kW)

Kính 2 lớp

tsđtn

Kính 1 lớp thường

Double low- e spec sel tint 6/6mm air

Kính 1 lớp low-e 3mm

Blue 6/13mm air

Vật liệu lỗ cửa

2.167

1.418

0.711

2.647

Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1

Độ rọi phòng ngủ 1

318

218

172

379

Sắt kính

tsđtn

Cấu tạo cửa

Giữ nguyên

tsđtn

Bê tông cốt thép

Giữ nguyên

Vật liệu mái che

100%

tsđr

Độ rỗng mái che

tsđtn

Bê tông

Vật liệu lam che

Giữ nguyên

PL 28

tsđr

65%

Độ rỗng lam che

tsgn

Độ nghiêng thanh lam

PL2.1.3 Mô phỏng thông gió qua cấu trúc

o Khả năng ngăn chặn BXMT của cấu trúc MĐĐL:

BXT K1 = BXTTMDV + BXTPN1 + BXT PN2 + BXT PN3

= 4.681 + ((1.006 + 0.711)/2)x3 = 7.2565 kW

KNNBXK1 = (BXT0-BXT K1)/BXT0 x 100%

= (42.038-7.2565)/42.038 x 100% = 82.74%

o Khả năng thông gió của cấu trúc MĐĐL

KNTG K1 = (VK1/V0) x100% = 1.34/5 x 100% = 26.8%

o Khả năng truyền dẫn ánh sáng của cấu trúc MĐĐL:

ĐR K1 = (ĐRPN1 + ĐR PN2 + ĐR PN3)/3 = (((115+172)/2)x3)/3= 143.5 lux

KNTASK1 = ĐR K1/ ĐR0 x 100% = 143.5/1095 = 13.1 %

Đối chiếu các kết quả tính toán với Bảng 3.4, có thể đánh giá mức độ đáp ứng tiêu

chí về tính thích ứng của biến thể K1 sau khi gán các giá trị thích hợp là mức khá.

PL 29

PL2.2 BIẾN THỂ K2-1

PL2.2.1 Mô phỏng BXMT

Độ rỗng lam trong 35%

Độ rỗng lam trong 50%

Độ rỗng lam trong 80%

Kính 1 lớp low-e 3mm

Kính 2 lớp thường 6_13mm air

Kính 2 lớp Low-e (Double low-e spec sel tint 6_6mm air)

Tường 1 lớp

Tường 2 lớp

Vỉa hè 2,5m

PL 30

Vỉa hè 4m

Vỉa hè 6m

Vỉa hè xi-măng

Cửa sổ 20%

Cửa sổ 55%

Cửa sổ 40%

Cửa sổ 70%

PL2.2.2 Mô phỏng ánh sáng trong phòng

Độ rỗng lam trong 35%

Độ rỗng lam trong 50%

Độ rỗng lam trong 80%

PL 31

Kính 1 lớp low-e 3mm

Kính 2 lớp thường 6_13mm air

Kính 2 lớp Low-e (Double low-e spec sel tint 6_6mm air)

Cửa sổ 20%

Cửa sổ 40%

Cửa sổ 55%

Cửa sổ 70%

Bảng 2: Kết quả mô phỏng tương ứng với các giá trị của tham số

Giá trị tham số dùng để tính toán và mô phỏng kết quả đầu ra

Tên tham số

STT

Loại tham số và các đại lượng được mô phỏng

kiến trúc

Giá trị 1

Giá trị 2

Giá trị 3

Giá trị gốc trên hiện trạng

tskt

4 m

2.5

Độ rộng vỉa hè

4.681

4.710

4.681

4.685

Lượng bức xạ vào KGKD

PL 32

tsđtn

Xi măng

Gạch terrazzo

Vật liệu vỉa hè

4.681

4.756

(hệ số phản xạ)

Lượng bức xạ vào KGKD

tskt

1.2

Khoảng cách vòm lá

tsđr

55%

Độ rỗng vòm lá

tskt

1.4m

0.7

1.1

1.7

Khoảng cách khung quảng cáo

tsđr

Độ rỗng khung quảng cáo

tskt

1.2m

0.5

0.9

1.4

Độ vươn ban công (lô gia)

tsđtn

Gạch ceramic

Giữ nguyên

Vật liệu ban công, lô gia (hệ số phản xạ)

tsđtn

Sơn nước màu nhạt

Giữ nguyên

Vật liệu mặt tường

tsđr

40%

2.167

1.006

2.767

4.322

Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1

Độ rỗng mặt tường

Độ rọi phòng ngủ 1

318

115

353

617

tsđtn

1 lớp

Thêm 1 lớp bên trong

Cấu tạo lớp tường

-0.254

-0.103

Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1-

PL 33

Wall gains (kW)

Kính 2 lớp

tsđtn

Kính 1 lớp thường

Double low- e spec sel tint 6/6mm air

Kính 1 lớp low-e 3mm

Blue 6/13mm air

Vật liệu lỗ cửa

2.167

1.418

0.711

2.647

Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1

Độ rọi phòng ngủ 1

318

218

172

379

tsđtn

Sắt kính

Cấu tạo cửa

Giữ nguyên

tsđtn

Bê tông cốt thép

Giữ nguyên

Vật liệu mái che

tsđr

100%

Độ rỗng mái che

tsđtn

Bê tông

Giữ nguyên

Vật liệu lam che bên trong

tsđr

65%

1.13

1.52

0.07

Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1

Độ rỗng lam che bên trong

Độ rọi phòng ngủ 1

170

251

65 tsgn

Độ nghiêng thanh lam bên trong

o Khả năng ngăn chặn BXMT của cấu trúc MĐĐL:

BXT K2-1 = BXTTMDV + BXTPN1 + BXT PN2 + BXT PN3

= 4.68 + 0.07 + 0.07 + 0.04 = 4.86 kW

KNNBXK2-1 = (BXT0-BXT K2-1)/BXT0 x 100%

= (42.038-4.86)/ 42.038 x 100% = 88.4%

o Khả năng thông gió của cấu trúc MĐĐL

PL 34

KNTG K2-1 = KNTG K1 = (VK1/V0) x100% = 1.34/5 x 100% = 26.8%

o Khả năng truyền dẫn ánh sáng của cấu trúc MĐĐL:

ĐR K2-1 = (ĐRPN1 + ĐR PN2 + ĐR PN3)/3 = 65 lux

KNTASK2-1 = ĐR K2-1/ ĐR0 x 100% = 65/1095 = 5.94%

Đối chiếu các kết quả tính toán với Bảng 3.4, có thể đánh giá mức độ đáp ứng tiêu

chí về tính thích ứng của biến thể K2-1 sau khi gán các giá trị thích hợp ở mức khá.

PL2.2.3 Mô phỏng thông gió qua cấu trúc

PL2.3 BIẾN THỂ K2-2

PL2.3.1 Mô phỏng BXMT

Ban công 0,5m

Ban công 0,9m

Ban công 1,2m

PL 35

Ban công 1,4m

Kính 1 lớp low-e 3mm

Kính 2 lớp Low-e (Double low-e spec sel tint 6_6mm air)

Kính 2 lớp thường 6_13mm air

Lam che 35%

Lam che 45 độ

Lam che 50%

Lam che 80%

Lam che 90 độ

Mái 20%

Mái 65%

Mái 80%

PL 36

Mái 100%

Tường 1 lớp

Tường 2 lớp

Vỉa hè 2,5m

Vỉa hè 4m

Vỉa hè 6m

Vỉa hè xi-măng

Cửa sổ 20%

Cửa sổ 40%

Cửa sổ 55%

Cửa sổ 75%

PL 37

PL2.3.2 Mô phỏng ánh sáng trong phòng

Ban công 0,5m

Ban công 0,9m

Ban công 1,2m

Ban công 1,4m

Kính 1 lớp low-e 3mm

Kính 2 lớp Low-e (Double low-e spec sel tint 6_6mm air)

Kính 2 lớp thường 6_13mm air

Lam che 35%

Lam che 45 độ

Lam che 50%

Lam che 80%

Lam che 90 độ

PL 38

Mái 20%

Mái 65%

Mái 80%

Mái 100%

Cửa sổ 20%

Cửa sổ 40%

Cửa sổ 55%

Cửa sổ 75%

Bảng 3: Kết quả mô phỏng tương ứng với các giá trị của tham số

Giá trị tham số dùng để tính toán và mô phỏng kết quả đầu ra

Tên tham số

Loại tham số và các đại lượng được mô phỏng

STT

Giá trị 1

Giá trị 2 Giá trị

kiến trúc

3 Giá trị gốc trên hiện trạng

tskt

2.5

4 m

Độ rộng vỉa hè

4.690

4.662

4.664

4.662

Lượng bức xạ vào KGKD

PL 39

tsđtn

Xi măng

Vật liệu vỉa hè

Gạch terrazzo

4.662

4.737

(hệ số phản xạ)

Lượng bức xạ vào KGKD

1.2

tskt

Khoảng cách vòm lá

55%

tsđr

Độ rỗng vòm lá

1.4m

0.7

1.1

1.7

tskt

Khoảng cách khung quảng cáo

tsđr

Độ rỗng khung quảng cáo

1.2m

0.5

0.9

1.4

tskt

1.742

1.735

1.761

1.741

Độ vươn ban công (lô gia)

Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1

Độ rọi phòng ngủ 1

202

213

205

tsđtn

Giữ nguyên

Vật liệu ban công, lô gia

Gạch ceramic

tsđtn

Giữ nguyên

Vật liệu mặt tường

Sơn nước màu nhạt

40%

10 Độ rỗng mặt

tsđr

tường

1.742

0.088

2.016

2.211

Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1

202

223

215

Độ rọi phòng ngủ 1

1 lớp

tsđtn

Cấu tạo lớp tường

Thêm 1 lớp bên trong

-0.141

-0.123

Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1-

Wall gains (kW)

tsđtn

Kính 2 lớp

Vật liệu lỗ cửa

Kính 1 lớp thường

Blue 6/13mm air

Double low-e spec sel tint

Kính 1 lớp low-e 3mm

PL 40

6/6mm air

1.742

1.002

0.082

2.128

Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1

Độ rọi phòng ngủ 1

202

141

185

231

Cấu tạo cửa

tsđtn

Sắt kính

Giữ nguyên

tsđtn

Giữ nguyên

Vật liệu mái che

Bê tông cốt thép

tsđr

Độ rỗng mái che

1.742

1.967

1.735

1.734

Lượng bức xạ vào phòng ngủ 3

Độ rọi phòng ngủ 3

203

221

206

222

tsđtn

Bê tông

Giữ nguyên

Vật liệu lam che

tsđr

65%

Độ rỗng lam che

1.742

0.082

1.576

1.738

Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1

Độ rọi phòng ngủ 1

202

107

215

tsgn

Độ nghiêng thanh lam

1.742

1.368

1.333

Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1

Độ rọi phòng ngủ 1

202

181

194

PL2.3.3 Mô phỏng thông gió qua cấu trúc

o Khả năng ngăn chặn BXMT của cấu trúc MĐĐL:

BXT K2-2 = BXTTMDV + BXTPN1 + BXT PN2 + BXT PN3

PL 41

= 4.662+((1.742+1.742+0.082+1.576+1.368)/5)x2 + 1.742 = 9.008 kW

KNNBXK2-2 = (BXT0-BXT K2-2)/BXT0 x 100%

= (42.038-9.008)/ 42.038 x 100% = 78.57%

o Khả năng thông gió của cấu trúc MĐĐL

KNTG K2-2 = (VK2-2/V0) x100% = 1.19/5 x 100% = 23.8%

o Khả năng truyền dẫn ánh sáng của cấu trúc MĐĐL:

ĐR K2-2 = (ĐRPN1 + ĐR PN2 + ĐR PN3)/3

= (((202+202+185+107+181)/5)x2 +203)/3= 184.6 lux

KNTAS K2-2 = ĐR K2-2/ ĐR0 x 100%= 93.5/1095 = 16.86 %

Đối chiếu các kết quả tính toán với Bảng 3.4, có thể đánh giá mức độ đáp ứng tiêu

chí về tính thích ứng của biến thể K2-2 sau khi gán các giá trị thích hợp là mức khá.

PL2.4 BIẾN THỂ K2-3

PL2.4.1 Mô phỏng BXMT

Ban công 0,5m

Ban công 0,9m

Ban công 1,4m

Kính 1 lớp low-e 3mm

Kính 2 lớp thường 6_13mm air

Kính 2 lớp Low-e (Double low-e spec sel tint 6_6mm air)

PL 42

Mái 20%

Mái 65%

Mái 80%

Tường 1 lớp

Tường 2 lớp

Vỉa hè 2,5m

Vỉa hè 4m

Vỉa hè 6m

Vỉa hè xi-măng

Cửa sổ 20%

Cửa sổ 55%

Cửa sổ 75%

PL 43

PL2.4.2 Mô phỏng ánh sáng trong phòng

Ban công 0,5m

Ban công 0,9m

Ban công 1,2m

Kính 1 lớp low-e 3mm

Ban công 1,4m

Kính 2 lớp Low-e (Double low-e spec sel tint 6_6mm air)

Kính 2 lớp thường 6_13mm air

Mái 20%

Mái 65%

Mái 80%

Mái 100%

Cửa sổ 20%

PL 44

Cửa sổ 55%

Cửa sổ 75%

Bảng 4: Kết quả mô phỏng tương ứng với các giá trị của tham số

Giá trị tham số dùng để tính toán và mô phỏng kết quả đầu ra

Loại tham số và các đại lượng được mô phỏng

STT

Giá trị 1

Giá trị 2

Tên tham số kiến trúc

Giá trị 3

Độ rộng vỉa hè

Giá trị gốc trên hiện trạng 4 m 4.668

2.5 4.696

4 4.668

6 4.671

tskt Lượng bức xạ vào KGKD tsđtn

Xi măng

Vật liệu vỉa hè (hệ số phản xạ)

Gạch terrazzo 4.668

4.743

Lượng bức xạ vào KGKD tskt

1.2

4 tsđr tskt

55% 1.4m

20 0.7

55 1.1

80 1.7

tsđr

tskt

1.2m

0.5

0.9

1.4

2.152

2.161

2.156

2.149

Khoảng cách vòm lá Độ rỗng vòm lá Khoảng cách khung quảng cáo Độ rỗng khung quảng cáo Độ vươn ban công (lô gia)

Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1 Độ rọi phòng ngủ 1 tsđtn

333 Giữ nguyên

331

289

315 Gạch ceramic

PL 45

tsđtn

Giữ nguyên

Vật liệu ban công, lô gia Vật liệu mặt tường Độ rỗng mặt tường

Sơn nước màu nhạt 40% 2.152

20 0.091

55 2.778

70 2.9

349 1 lớp

315

364

tsđr Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1 Độ rọi phòng ngủ 1 tsđtn

Cấu tạo lớp tường

-0.195

115 Thêm 1 lớp bên trong -0.166

Kính 2 lớp

Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1- Wall gains (kW) tsđtn

Kính 1 lớp thường

Vật liệu lỗ cửa

2.152

Blue 6/13mm air 1.410

Double low-e spec sel tint 6/6mm air 0.808

Kính 1 lớp low-e 3mm 2.628

315 1 lớp cửa

214 Giữ nguyên

167

371

Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1 Độ rọi phòng ngủ 1 tsđtn

tsđtn

Giữ nguyên

Cấu tạo cửa Vật liệu mái che

Độ rỗng mái che

Bê tông cốt thép 0% 2.137

80 2.466

35 2.456

20 2.454

312 Bê tông

344 Giữ nguyên

324

316

tsđr Lượng bức xạ vào phòng ngủ 3 Độ rọi phòng ngủ 3 tsđtn

tsđr tsgn

65% 0

35 0

50 45

80 90

Vật liệu lam che Độ rỗng lam che Độ nghiêng thanh lam

o Khả năng ngăn chặn BXMT của cấu trúc MĐĐL:

BXT K2-3 = BXTTMDV + BXTPN1 + BXT PN2 + BXT PN3

= 4.668 + ((2.152 + 0.091 + 0.808)/3)x2 + 2.137 = 8.839 Kw

KNNBXK2-3 = (BXT0-BXT K2-3)/BXT0 x 100%

PL 46

= (42.038-8.839)/ 42.038 x 100% = 78.97%

o Khả năng thông gió của cấu trúc MĐĐL

KNTG K2-3 = (VK2-3/V0) x100% = 0.45/5 x 100% = 9%

o Khả năng truyền dẫn ánh sáng của cấu trúc MĐĐL:

ĐR K2-3 = (ĐRPN1 + ĐR PN2 + ĐR PN3)/3

= (((315+115+167)/3)x2 +312)/3 = 427.77 lux

KNTASK2-3 = ĐR K2-3/ ĐR0 x 100% = 93.5/1095 = 39 %

Đối chiếu các kết quả tính toán với Bảng 3.4, có thể đánh giá mức độ đáp ứng tiêu

chí về tính thích ứng của biến thể K2-1 sau khi gán các giá trị thích hợp ở mức đạt.

PL2.4.3 Mô phỏng thông gió qua cấu trúc

PL2.5 BIẾN THỂ K2-4

PL2.5.1 Mô phỏng BXMT

Kính 1 lớp low-e 3mm

Kính 2 lớp thường 6_13mm air

Kính 2 lớp Low-e (Double low-e spec sel tint 6_6mm air)

PL 47

Lam che 35%

Lam che 45 độ

Lam che 50%

Lam che 80%

Lam che 90 độ

Tường 1 lớp

Tường 2 lớp

Vỉa hè 2,5m

Vỉa hè 4m

Vỉa hè 6m

Vỉa hè xi-măng

Cửa sổ 20%

Cửa sổ 40%

Cửa sổ 55%

Cửa sổ 70%

PL 48

PL2.5.2 Mô phỏng ánh sáng trong phòng

Kính 1 lớp low-e 3mm

Kính 2 lớp thường 6_13mm air

Kính 2 lớp Low-e (Double low-e spec sel tint 6_6mm air)

Lam che 35%

Lam che 45 độ

Lam che 50%

Lam che 80%

Lam che 90 độ

Cửa sổ 20%

PL 49

Cửa sổ 40%

Cửa sổ 55%

Cửa sổ 70%

Bảng 5: Kết quả mô phỏng tương ứng với các giá trị của tham số

Giá trị tham số dùng để tính toán và mô phỏng kết quả đầu ra

Tên tham số

STT

Giá trị 1

Giá trị 2

kiến trúc

Loại tham số và các đại lượng được mô phỏng

Giá trị 3

Giá trị gốc trên hiện trạng

Độ rộng vỉa hè

tskt

4 m

2.5

4.667

4.698

4.667

4.670

Lượng bức xạ vào KGKD

Vật liệu vỉa hè

tsđtn

Xi măng

Gạch terrazzo

(hệ số phản xạ)

4.667

4.740

Lượng bức xạ vào KGKD

tskt

1.2

Khoảng cách vòm lá

Độ rỗng vòm lá

tsđr

55%

tskt

1.4m

0.7

1.1

1.7

Khoảng cách khung quảng cáo

tsđr

Độ rỗng khung quảng cáo

tskt

1.2m

0.5

0.9

1.4

Độ vươn ban công (lô gia)

PL 50

tsđtn

Vật liệu ban công, lô gia

Gạch ceramic

Giữ nguyên

tsđtn

Vật liệu mặt tường

Sơn nước màu nhạt

Giữ nguyên

tsđr

40%

Độ rỗng mặt tường

1.756

0.082

2.219

2.588

Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1

221

253

296

Độ rọi phòng ngủ 1

tsđtn

1 lớp

Cấu tạo lớp tường

Thêm 1 lớp bên trong

-0.185

-0.158

Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1-

Wall gains (kW)

Vật liệu lỗ cửa

tsđtn

Kính 2 lớp

Kính 1 lớp thường

Double low- e spec sel tint 6/6mm air

Kính 1 lớp low-e 3mm

Blue 6/13mm air

1.756

1.133

0.649

2.146

Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1

221

139

119

263

Độ rọi phòng ngủ 1

Cấu tạo cửa

tsđtn

Sắt kính

Giữ nguyên

Vật liệu mái che

tsđtn

Bê tông cốt thép

Giữ nguyên

100%

tsđr

Độ rỗng mái che

Vật liệu lam che

tsđtn

Bê tông

Giữ nguyên

Độ rỗng lam che

tsđr

65%

PL 51

1.756

0.101

1.589

1.800

Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1

221

139

252

Độ rọi phòng ngủ 1

tsgn

Độ nghiêng thanh lam

1.756

1.376

1.337

Lượng bức xạ vào p.ngủ 1

221

177

185

Độ rọi phòng ngủ 1

PL2.5.3 Mô phỏng thông gió qua cấu trúc

o

Khả năng ngăn chặn BXMT của cấu trúc MĐĐL:

BXT K2-4

= BXTTMDV + BXTPN1 + BXT PN2 + BXT PN3

= 4.667 + ((1.756+ 0.649 + 1.589 +1.376)/4)x3 = 8.6945 kW

KNNBXK2-4

= (BXT0-BXT K2-4)/BXT0 x 100%

= (42.038-8.6945)/ 42.038 x 100% = 79.32%

o

Khả năng thông gió của cấu trúc MĐĐL

KNTG K2-4 = (VK2-4/V0) x100% = 1.86/5 x 100% = 37.2%

o

Khả năng truyền dẫn ánh sáng của cấu trúc MĐĐL:

ĐR K2-4

= (ĐRPN1 + ĐR PN2 + ĐR PN3)/3

= (((221+119+139+177)/4)x3)/3

= 164 lux

PL 52

KNTASK2-4

= ĐR K2-4/ ĐR0 x 100%

= 164/1095 = 14.98%

Đối chiếu các kết quả tính toán với Bảng 3.4, có thể đánh giá mức độ đáp ứng

tiêu chí về tính thích ứng của biến thể K2-4 sau khi gán các giá trị thích hợp ở

mức khá.

PL2.6 BIẾN THỂ K2-5

PL2.6.1 Mô phỏng BXMT

Ban công 0,5m

Ban công 0,9m

Ban công 1,4m

Độ rỗng vòm lá 20%

Độ rỗng vòm lá 80%

Khoảng cách vòm lá 1,2m

Khoảng cách vòm lá 2m

Khoảng cách vòm lá 4m

Kính 2 lớp Low-e (Double low-e spec sel tint 6_6mm air)

PL 53

Kính 1 lớp low-e 3mm

Lam che 35%

Kính 2 lớp thường 6_13mm air

Lam che 45 độ

Lam che 50%

Lam che 70%

Lam che 90 độ

Mái 20%

Mái 65%

Mái 80%

Mái 100%

Tường 1 lớp

PL 54

Tường 2 lớp

Vỉa hè 2,5m

Vỉa hè 4m

Vỉa hè 6m

Vỉa hè xi-măng

Cửa sổ 20%

Cửa sổ 55%

Cửa sổ 70%

PL2.6.2 Mô phỏng ánh sáng trong phòng

Ban công 0,5m

Ban công 0,9m

Ban công 1,4m

PL 55

Độ rỗng vòm lá 20%

Độ rỗng vòm lá 80%

Khoảng cách vòm lá 1.2m

Khoảng cách vòm lá 2m

Khoảng cách vòm lá 4m

Kính 2 lớp Low-e (Double low-e spec sel tint 6_6mm air)

Kính 1 lớp low-e 3mm

lam che 35%

Kính 2 lớp thường 6_13mm air

Lam che 45 độ

Lam che 50%

lam che 70%

PL 56

Lam che 90 độ

Mái 65%

Mái 20%

Mái 80%

Mái 100%

Cửa sổ 20%

Cửa sổ 55%

Cửa sổ 70%

Bảng 6: Kết quả mô phỏng tương ứng với các giá trị của tham số

Giá trị tham số dùng để tính toán và Kết quả mô phỏng

Loại tham số và các đại lượng được mô phỏng

STT

Giá trị 1

Giá trị 2

Tên tham số kiến trúc

Giá trị 3

Độ rộng vỉa hè

Giá trị gốc trên hiện trạng 4 m 3.357

2.5 3.609

4 3.357

6 3.360

tskt Lượng bức xạ vào KGKD

PL 57

tsđtn

Xi măng

Vật liệu vỉa hè (hệ số phản xạ)

Gạch terrazzo 3.357

3.651

Khoảng cách vòm lá

2m 0.023

1.2 0.022

2 0.023

4 0.033

56

Độ rỗng vòm lá

55% 0.023

20 0.016

55 0.023

80 0.027

57

1.4m

Lượng bức xạ vào KGKD tskt Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1 Độ rọi phòng ngủ 1 tsđr Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1 Độ rọi phòng ngủ 1 tskt

0.7

1.1

1.7

Khoảng cách khung quảng cáo

tsđr

Độ rỗng khung quảng cáo

Độ vươn ban công (lô gia)

1.2m 0.023

0.5 0.023

0.9 0.024

1.4 0.024

48 tskt Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1 Độ rọi phòng ngủ 1 tsđtn

Gạch ceramic Giữ nguyên

tsđtn

Giữ nguyên

Vật liệu ban công, lô gia (hệ số phản xạ) Vật liệu mặt tường Độ rỗng mặt tường

Sơn nước màu nhạt 40% 0.023

20 0.010

55 0.030

70 0.035

50

1 lớp

tsđr Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1 Độ rọi phòng ngủ 1 tsđtn

Cấu tạo lớp tường

-0.155

Thêm 1 lớp bên trong -0.137

Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1- Wall gains (kW) tsđtn

Vật liệu lỗ cửa

Kính 2 lớp

Kính 1 lớp thường

Double low-e spec

Kính 1 lớp

PL 58

0.023

Blue 6/13mm air 0.013

sel tint 6/6mm air 0.008

low-e 3mm 0.030

58

13 14

Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1 Độ rọi phòng ngủ 1 tsđtn tsđtn

Giữ nguyên Giữ nguyên

Cấu tạo cửa Vật liệu mái che Độ rỗng mái che

Sắt kính Bê tông cốt thép 0% 0.028

80 0.040

35 0.033

20 0.030

120 tsđr Lượng bức xạ vào phòng ngủ 3 Độ rọi phòng ngủ 3 tsđtn

Bê tông

Giữ nguyên

Vật liệu lam che Độ rỗng lam che

65% 0.023

80 1.758

35 0.022

50 0.090

48

166

Độ nghiêng thanh lam

0 0.023

45 0.021

90 0.017

48 tsđr Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1 Độ rọi phòng ngủ 1 tsgn Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1 Độ rọi phòng ngủ 1

PL2.6.3 Mô phỏng thông gió qua cấu trúc

o Khả năng ngăn chặn BXMT của cấu trúc MĐĐL:

BXT K2-5 = BXTTMDV + BXTPN1 + BXT PN2 + BXT PN3

= 3.357+((0.033+0.027+0.023+0.035+0.030+0.023+0.023)/7)x2 + 0.040

PL 59

= 3.4524 Kw

KNNBXK2-5 = (BXT0-BXTK2-5)/BXT0 x 100%

= (42.038-3.4524)/ 42.038 x 100% = 91.78%

o Khả năng thông gió của cấu trúc MĐĐL

KNTG K2-5 = (VK2-5/V0) x100% = 2.18/5 x 100% = 43.6%

o Khả năng truyền dẫn ánh sáng của cấu trúc MĐĐL:

ĐR K2-5 = (ĐRPN1 + ĐR PN2 + ĐR PN3)/3

= (((56+57+48+50+58+48+48)/7)x2 +120)/3 = 74.76 lux

KNTASK2-5 = ĐR K2-5/ ĐR0 x 100% = 93.5/1095 = 6.83 %

Đối chiếu các kết quả tính toán với Bảng 3.4, có thể đánh giá mức độ đáp ứng tiêu

chí của biến thể K2-5 sau khi gán các giá trị thích hợp ở mức khá

PL2.7 BIẾN THỂ K2-6

PL2.7.1 Mô phỏng BXMT

Ban công 0,5m

Ban công 0,9m

Ban công 1,2m

Ban công 1,4m

Độ rỗng vòm lá 20%

Độ rỗng vòm lá 80%

PL 60

Khoảng cách vòm lá 1,2m

Khoảng cách vòm lá 4m

Kính 2 lớp Low-e (Double low-e spec sel tint 6_6mm air)

Kính 1 lớp low-e 3mm

Kính 2 lớp thường 6_13mm air

Mái 20%

Mái 65%

Mái 80%

Mái 100%

Tường 1 lớp

Tường 2 lớp

Vỉa hè 2,5m

PL 61

Vỉa hè 4m

Vỉa hè 6m

Vỉa hè xi-măng

Cửa sổ 20%

Cửa sổ 55%

Cửa sổ 70%

PL2.7.2. Mô phỏng ánh sáng trong phòng

Ban công 0,5m

Ban công 0,9m

Ban công 1,2m

Ban công 1,4m

Độ rỗng vòm lá 20%

Độ rỗng vòm lá 80%

PL 62

Khoảng cách vòm lá 1,2m

Khoảng cách vòm lá 4m

Kính 2 lớp Low-e (Double low-e spec sel tint 6_6mm air)

Kính 1 lớp low-e 3mm

Mái 20%

Kính 2 lớp thường 6_13mm air

Mái 65%

Mái 80%

Mái 100%

Cửa sổ 20%

Cửa sổ 55%

Cửa sổ 70%

PL 63

Bảng 7: Kết quả mô phỏng tương ứng với các giá trị của tham số

Loại tham số và các đại lượng được mô phỏng

Giá trị tham số dùng để tính toán và Kết quả mô phỏng Giá trị 2 Giá trị 1

STT

Tên tham số kiến trúc

Giá trị 3

Độ rộng vỉa hè

4 3.290

6 3.293

Giá trị gốc trên hiện trạng 4 m 3.290

2.5 3.309

Vật liệu vỉa hè

Xi măng

tskt Lượng bức xạ vào KGKD tsđtn

Gạch terrazzo 3.290

3.334

Khoảng cách vòm lá

4 0.044

2 0.029

2m 0.029

1.2 0.026

Độ rỗng vòm lá

111 80 0.038

63 55 0.029

63 55% 0.029

72 20 0.022

109 1.7

63 1.1

63 1.4m

46 0.7

Lượng bức xạ vào KGKD tskt Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1 Độ rọi phòng ngủ 1 tsđr Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1 Độ rọi phòng ngủ 1 tskt

Khoảng cách khung quảng cáo Độ rỗng khung quảng cáo Độ vươn ban công (lô gia)

80 1.4 0.028

50 0.9 0.030

0% 1.2m 0.029

20 0.5 0.032

tsđr tskt Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1 Độ rọi phòng ngủ 1 tsđtn

63 Gạch ceramic

71 Giữ nguyên

tsđtn

Vật liệu ban công, lô gia (hệ số phản xạ) Vật liệu mặt tường

Độ rỗng mặt tường

Sơn nước màu nhạt 40% 0.029

Giữ nguyên 20 0.014

55 0.033

70 0.038

tsđr Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1 Độ rọi phòng ngủ 1

72

PL 64

tsđtn

1 lớp

Cấu tạo lớp tường

-0.158

Thêm 1 lớp bên trong -0.156

Vật liệu lỗ cửa

Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1- Wall gains (kW) tsđtn

Double low-e spec sel tint 6/6mm air

Kính 2 lớp Blue 6/13mm air

Kính 1 lớp thường

0.029

0.015

0.009

Kính 1 lớp low-e 3mm 0.035

Cấu tạo cửa

Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1 Độ rọi phòng ngủ 1 tsđtn

63 Sắt kính

71 tsđtn

Vật liệu mái che

Độ rỗng mái che

Bê tông cốt thép 0% 0.027

39 Giữ nguyên Giữ nguyên 80 0.043

35 0.033

20 0.031

Vật liệu lam che Độ rỗng lam che Độ nghiêng thanh lam

tsđr Lượng bức xạ vào phòng ngủ 3 Độ rọi phòng ngủ 3 tsđtn tsđr tsgn

97 Bê tông 65% 0

138 Giữnguyên 35 0

107 50 45

96 80 90

Ghi chú: giá trị in đậm là giá trị chọn cho tham số

PL2.7.3 Mô phỏng thông gió qua cấu trúc

o Khả năng ngăn chặn BXMT của cấu trúc MĐĐL

PL 65

BXTK2-6 = BXTTMDV + BXTPN1 + BXT PN2 + BXT PN3

= 3.290 + ((0.044 + 0.038 + 0.032 + 0.038 + 0.035)/5)x2 + 0.033

= 3.3978 Kw

KNNBXK2-6 = (BXT0-BXT K2-6)/BXT0 x 100%

= (42.038-3.3978)/ 42.038 x 100% = 91.9%

o Khả năng thông gió của cấu trúc MĐĐL

KNTG K2-6 = (VK2-6/V0) x100% = 0.88/5 x 100% = 17.6%

o Khả năng truyền dẫn ánh sáng của cấu trúc MĐĐL:

ĐR K2-6 = (ĐRPN1 + ĐR PN2 + ĐR PN3)/3

= (((111+109+71+72+71)/5)x2 +107)/3 = 93.5 lux

KNTASK2-6 = ĐR K2-6/ ĐR0 x 100% = 93.5/1095 = 8.54 %

Đối chiếu các kết quả tính toán với Bảng 3.4, có thể đánh giá mức độ đáp ứng tiêu

chí về tính thích ứng của biến thể K2-6 sau khi gán các giá trị thích hợp ở mức đạt.

PL2.8 BIẾN THỂ K2-7

PL2.8.1 Mô phỏng BXMT

Độ rỗng vòm lá 20%

Độ rỗng vòm lá 80%

Khoảng cách vòm lá 1,2m

Khoảng cách vòm lá 2m

Khoảng cách vòm lá 4m

Kính 2 lớp Low-e (Double low-e spec sel tint 6_6mm air)

PL 66

Kính 1 lớp low-e 3mm

Kính 2 lớp thường 6_13mm air

Lam che 35%

Lam che 45 độ

Lam che 80%

Lam che 50%

Lam che 90 độ

Tường 1 lớp

Tường 2 lớp

Vỉa hè 2,5m

Vỉa hè 4m

Vỉa hè 6m

PL 67

Vỉa hè xi-măng

Cửa sổ 20%

Cửa sổ 55%

Cửa sổ 70%

PL2.8.2 Mô phỏng ánh sáng trong phòng

Độ rỗng vòm lá 20%

Độ rỗng vòm lá 80%

Khoảng cách vòm lá 1,2m

Khoảng cách vòm lá 2m

Khoảng cách vòm lá 4m

Kính 2 lớp Low-e (Double low-e spec sel tint 6_6mm air)

PL 68

Kính 1 lớp low-e 3mm

Lam che 35%

Kính 2 lớp thường 6_13mm air

Lam che 45 độ

Lam che 50%

Lam che 80%

Lam che 90 độ

Cửa sổ 20%

Cửa sổ 55%

Cửa sổ 70%

PL 69

Bảng 8: Kết quả mô phỏng tương ứng với các giá trị của tham số

Loại tham số và các đại lượng được mô phỏng

STT

Giá trị tham số dùng để tính toán và mô phỏng kết quả đầu ra Giá trị 1

Giá trị 2

Tên tham số kiến trúc

Giá trị 3

Độ rộng vỉa hè

Giá trị gốc trên hiện trạng 4 m 3.262

4 3.262

6 3.265

2.5 3.281

tskt Lượng bức xạ vào KGKD tsđtn

Xi măng

Vật liệu vỉa hè (hệ số phản xạ)

Gạch terrazzo 3.262

3.306

2m 0.029

2 0.029

4 0.041

1.2 0.023

Khoảng cách vòm lá

Độ rỗng vòm lá

48 55% 0.029

48 55 0.029

73 80 0.028

49 20 0.016

Lượng bức xạ vào KGKD tskt Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1 Độ rọi phòng ngủ 1 tsđr Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1 Độ rọi phòng ngủ 1 tskt

48 1.4m

48 1.1

50 1.7

22 0.7

tsđr

tskt

1.2m

0.9

1.4

0.5

tsđtn

Giữ nguyên

Gạch ceramic

Khoảng cách khung quảng cáo Độ rỗng khung quảng cáo Độ vươn ban công (lô gia) Vật liệu ban công, lô gia (

tsđtn

Giữ nguyên

Vật liệu mặt tường Độ rỗng mặt tường

Sơn nước màu nhạt 40% 0.029

20 0.031

55 0.038

70 0.046

tsđr Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1 Độ rọi phòng ngủ 1 tsđtn

48 1 lớp

69

Cấu tạo lớp tường

12 Thêm 1 lớp bên trong

PL 70

-0.155

-0.151

Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1-

Kính 2 lớp

Wall gains (kW) tsđtn

Vật liệu lỗ cửa

Kính 1 lớp thường

0.029

Blue 6/13mm air 0.015

Double low-e spec sel tint 6/6mm air 0.009

Kính 1 lớp low-e 3mm 0.035

48 Sắt kính

30 Giữ nguyên

57 Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1 Độ rọi phòng ngủ 1 tsđtn

Giữ nguyên

tsđtn

Cấu tạo cửa Vật liệu mái che

Bê tông cốt thép 100% Bê tông

20 Giữ nguyên

tsđr tsđtn

Độ rỗng mái che Vật liệu lam che Độ rỗng lam che

65% 0.029

35 0.015

50 0.026

80 0.028

48 0 0.029

28 0 0.029

33 45 0.026

42 90 0.024

Độ nghiêng thanh lam

tsđr Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1 Độ rọi phòng ngủ 1 tsgn Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1 Độ rọi phòng ngủ 1

48

PL2.8.3 Mô phỏng thông gió qua cấu trúc

PL 71

o Khả năng ngăn chặn BXMT của cấu trúc MĐĐL:

BXT K2-7 = BXTTMDV + BXTPN1 + BXT PN2 + BXT PN3

= 3.262 + ((0.041 + 0.028 + 0.046 + 0.035 + 0.029+0.029)/6)x3

= 3.366 kW

KNNBXK2-7 = (BXT0-BXT K2-7)/BXT0 x 100%

= (42.038-3.366)/ 42.038 x 100% = 92%

o Khả năng thông gió của cấu trúc MĐĐL

KNTG K2-7 = (VK2-7/V0) x100% = 2.6/5 x 100% = 52%

o Khả năng truyền dẫn ánh sáng của cấu trúc MĐĐL:

ĐR K2-7 = (ĐRPN1 + ĐR PN2 + ĐR PN3)/3

= (((73+50+69+57+48+48)/6)x3)/3 = 57.5 lux

KNTASK2-7 = ĐR K2-7/ ĐR0 x 100% = 57.5/1095 = 5.25 %

Đối chiếu các kết quả tính toán với Bảng 3.4, có thể đánh giá mức độ đáp ứng tiêu

chí về tính thích ứng của biến thể K2-7 sau khi gán các giá trị thích hợp ở mức khá.

PL2.9 BIẾN THỂ K3-1

PL2.9.1 Mô phỏng BXMT

Độ rỗng lam trong 35%

Độ rỗng lam trong 50%

Độ rỗng lam trong 80%

PL 72

Ban công 0,5m

Ban công 0,9m

Ban công 1,2m

Ban công 1,4m

Kính 1 lớp low-e 3mm

Kính 2 lớp Low-e (Double low-e spec sel tint 6_6mm air)

Kính 2 lớp thường 6_13mm air

Lam che 35%

Lam che 45 độ

Lam che 50%

Lam che 80%

Lam che 90 độ

PL 73

Mái 20%

Mái 65%

Mái 80%

Mái 100%

Tường 1 lớp

Tường 2 lớp

Vỉa hè 2,5m

Vỉa hè 4m

Vỉa hè 6m

Vỉa hè xi-măng

Cửa sổ 20%

Cửa sổ 40%

PL 74

Cửa sổ 55%

Cửa sổ 75%

PL2.9.2 Mô phỏng ánh sáng trong phòng

Độ rỗng lam trong 35%

Độ rỗng lam trong 50%

Độ rỗng lam trong 80%

Ban công 0,5m

Ban công 0,9m

Ban công 1,2m

Ban công 1,4m

Kính 1 lớp low-e 3mm

Kính 2 lớp Low-e (Double low-e spec sel tint 6_6mm air)

PL 75

Kính 2 lớp thường 6_13mm air

Lam che 35%

Lam che 45 độ

Lam che 50%

Lam che 80%

Lam che 90 độ

Mái 20%

Mái 65%

Mái 80%

Mái 100%

Cửa sổ 20%

Cửa sổ 40%

PL 76

Cửa sổ 55%

Cửa sổ 75%

Bảng 9: Kết quả mô phỏng tương ứng với các giá trị của tham số

Giá trị tham số dùng để tính toán và mô phỏng kết quả đầu ra

Tên tham số

Loại tham số và các đại lượng được mô phỏng

STT

Giá trị 1

Giá trị 2 Giá trị

kiến trúc

3 Giá trị gốc trên hiện trạng

4 m

2.5

tskt

Độ rộng vỉa hè

4.662

4.690

4.662

4.664

Lượng bức xạ vào KGKD

Xi măng

tsđtn

Gạch terrazzo

Vật liệu vỉa hè

4.662

4.737

(hệ số phản xạ)

Lượng bức xạ vào KGKD

1.2

tskt

Khoảng cách vòm lá

55%

tsđr

Độ rỗng vòm lá

1.4m

0.7

1.1

1.7

tskt

Khoảng cách khung quảng cáo

tsđr

Độ rỗng khung quảng cáo

1.2m

0.5

0.9

1.4

tskt

1.742

1.735

1.761

1.741

Độ vươn ban công (lô gia)

Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1

PL 77

Độ rọi phòng ngủ 1

202

213

205

tsđtn

Giữ nguyên

Vật liệu ban công, lô gia

Gạch ceramic

tsđtn

Giữ nguyên

Vật liệu mặt tường

Sơn nước màu nhạt

10 Độ rỗng mặt

tsđr

40%

tường

1.742

0.088

2.016

2.211

Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1

202

223

215

Độ rọi phòng ngủ 1

1 lớp

tsđtn

Cấu tạo lớp tường

Thêm 1 lớp bên trong

-0.141

-0.123

Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1-

Wall gains (kW)

tsđtn

Kính 2 lớp

Vật liệu lỗ cửa

Kính 1 lớp thường

Blue 6/13mm air

Kính 1 lớp low-e 3mm

Double low-e spec sel tint 6/6mm air

1.742

1.002

0.082

2.128

Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1

Độ rọi phòng ngủ 1

202

141

185

231

Cấu tạo cửa

tsđtn

Sắt kính

Giữ nguyên

tsđtn

Giữ nguyên

Vật liệu mái che

Bê tông cốt thép

tsđr

Độ rỗng mái che

1.742

1.967

1.735

1.734

Lượng bức xạ vào phòng ngủ 3

Độ rọi phòng ngủ 3

203

221

206

222

tsđtn

Bê tông

Giữ nguyên

Vật liệu lam che

tsđr

65%

Độ rỗng lam che

1.742

0.082

1.576

1.738

Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1

Độ rọi phòng ngủ 1

202

107

215

PL 78

tsgn

Độ nghiêng thanh lam

1.742

1.368

1.333

Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1

Độ rọi phòng ngủ 1

202

181

194

tsđtn

Bê tông

Giữ nguyên

16’

Vật liệu lam che bên trong

17’

tsđr

65%

0.03

0.08

0.11

Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1

Độ rỗng lam che bên trong

Độ rọi phòng ngủ 1

118

200

18’

tsgn

Độ nghiêng thanh lam bên trong

PL2.9.3 Mô phỏng thông gió qua cấu trúc

o Khả năng ngăn chặn BXMT của cấu trúc MĐĐL:

BXT K3-1 = BXTTMDV + BXTPN1 + BXT PN2 + BXT PN3

= 4.66 + 0.08 + 0.04 + 0.04 = 4.82 kW

KNNBXK3-1 = (BXT0-BXT K3-1)/BXT0 x 100%

= (42.038-4.82)/ 42.038 x 100% = 88.53%

o Khả năng thông gió của cấu trúc MĐĐL

KNTG K3-1 = KNTG K2-1 = (VK2-1/V0) x100% = 1.19/5 x 100% = 23.8%

PL 79

o Khả năng truyền dẫn ánh sáng của cấu trúc MĐĐL:

ĐR K3-1 = (ĐRPN1 + ĐR PN2 + ĐR PN3)/3 = 118 lux

KNTASK3-1 = ĐRK3-1/ ĐR0 x 100% = 118/1095 = 10.78 %

Đối chiếu các kết quả tính toán với Bảng 3.4, có thể đánh giá mức độ đáp ứng tiêu

chí về tính thích ứng của biến thể K3-1 sau khi gán các giá trị thích hợp ở mức tốt.

PL2.10 BIẾN THỂ K3-2

PL2.10.1 Mô phỏng BXMT Độ rỗng lam trong 35%

Độ rỗng lam trong 50%

Độ rỗng lam trong 80%

Ban công 0,5m

Ban công 0,9m

Ban công 1,4m

Kính 1 lớp low-e 3mm

Kính 2 lớp thường 6_13mm air

Kính 2 lớp Low-e (Double low-e spec sel tint 6_6mm air)

PL 80

Mái 20%

Mái 65%

Mái 80%

Tường 1 lớp

Tường 2 lớp

Vỉa hè 2,5m

Vỉa hè 4m

Vỉa hè 6m

Vỉa hè xi-măng

Cửa sổ 20%

Cửa sổ 55%

Cửa sổ 75%

PL2.10.2 Mô phỏng ánh sáng trong phòng

PL 81

Độ rỗng lam trong 35%

Độ rỗng lam trong 50%

Độ rỗng lam trong 80%

Ban công 0,5m

Ban công 0,9m

Ban công 1,2m

Kính 1 lớp low-e 3mm

Ban công 1,4m

Kính 2 lớp Low-e (Double low-e spec sel tint 6_6mm air)

Kính 2 lớp thường 6_13mm air

Mái 20%

Mái 65%

PL 82

Mái 80%

Mái 100%

Cửa sổ 20%

Cửa sổ 55%

Cửa sổ 75%

Bảng 10: Kết quả mô phỏng tương ứng với các giá trị của tham số

Giá trị tham số dùng để tính toán và mô phỏng kết quả đầu ra

Loại tham số và các đại lượng được mô phỏng

STT

Giá trị 1

Giá trị 2

Tên tham số kiến trúc

Giá trị 3

Độ rộng vỉa hè

Giá trị gốc trên hiện trạng 4 m 4.668

2.5 4.696

4 4.668

6 4.671

tskt Lượng bức xạ vào KGKD tsđtn

Xi măng

Vật liệu vỉa hè (hệ số phản xạ)

Gạch terrazzo 4.668

4.743

Lượng bức xạ vào KGKD tskt

1.2

4

Khoảng cách vòm lá Độ rỗng vòm lá

tsđr tskt

55% 1.4m

20 0.7

55 1.1

80 1.7

PL 83

tsđr

1.2m

0.5

0.9

1.4

tskt

2.161

2.156

2.149

2.152

Khoảng cách khung quảng cáo Độ rỗng khung quảng cáo Độ vươn ban công (lô gia)

Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1 Độ rọi phòng ngủ 1 tsđtn

333 Giữ nguyên

331

289

Giữ nguyên

tsđtn

Vật liệu ban công, lô gia Vật liệu mặt tường Độ rỗng mặt tường

315 Gạch ceramic Sơn nước màu nhạt 40% 2.152

20 0.091

55 2.778

70 2.9

349 1 lớp

315

364

tsđr Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1 Độ rọi phòng ngủ 1 tsđtn

Cấu tạo lớp tường

-0.195

115 Thêm 1 lớp bên trong -0.166

Kính 2 lớp

Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1- Wall gains (kW) tsđtn

Kính 1 lớp thường

Vật liệu lỗ cửa

2.152

Blue 6/13mm air 1.410

Double low-e spec sel tint 6/6mm air 0.808

Kính 1 lớp low-e 3mm 2.628

315 1 lớp cửa

214 Giữ nguyên

167

371

Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1 Độ rọi phòng ngủ 1 tsđtn

tsđtn

Giữ nguyên

Cấu tạo cửa Vật liệu mái che

Độ rỗng mái che

Bê tông cốt thép 0% 2.137

80 2.466

35 2.456

20 2.454

tsđr Lượng bức xạ vào phòng ngủ 3 Độ rọi phòng ngủ 3

312

344

324

316

PL 84

tsđtn

Bê tông

Giữ nguyên

Vật liệu lam che bên trong

65%

35 0.06

50 0.1

80 1.57

tsđr Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1

Độ rỗng lam che bên trong

Độ rọi phòng ngủ 1 tsgn

0

51 0

141 45

264 90

Độ nghiêng thanh lam bên trong

PL2.10.3 Mô phỏng thông gió qua cấu trúc

o Khả năng ngăn chặn BXMT của cấu trúc MĐĐL:

BXT K3-2 = BXTTMDV + BXTPN1 + BXT PN2 + BXT PN3

= 4.67 + 0.1 + 0.1 + 1.28 = 6.15 kW

KNNBXK3-2 = (BXT0-BXT K3-2)/BXT0 x 100%

= (42.038-6.15)/ 42.038 x 100% = 85.37%

o Khả năng thông gió của cấu trúc MĐĐL

KNTG K3-2 = KNTG K2-2 = (VK2-2/V0) x100% = 0.45/5 x 100% = 9%

o Khả năng truyền dẫn ánh sáng của cấu trúc MĐĐL:

ĐR K3-2 = (ĐRPN1 + ĐR PN2 + ĐR PN3)/3 = 141 lux

KNTASK3-2 = ĐR K3-2/ ĐR0 x 100% = 141/1095 = 12.88 %

PL 85

Đối chiếu các kết quả tính toán với Bảng 3.4, có thể đánh giá mức độ đáp ứng tiêu

chí về tính thích ứng của biến thể K3-2 sau khi gán các giá trị thích hợp ở mức khá.

PL2.11 BIẾN THỂ K3-3

PL2.11.1 Mô phỏng BXMT

Độ rỗng lam trong 35%

Độ rỗng lam trong 50%

Độ rỗng lam trong 80%

Kính 1 lớp low-e 3mm

Kính 2 lớp thường 6_13mm air

Kính 2 lớp Low-e (Double low-e spec sel tint 6_6mm air)

Lam che 35%

Lam che 45 độ

Lam che 50%

PL 86

Lam che 80%

Lam che 90 độ

Tường 1 lớp

Tường 2 lớp

Vỉa hè 2,5m

Vỉa hè 4m

Vỉa hè 6m

Vỉa hè xi-măng

Cửa sổ 20%

Cửa sổ 40%

Cửa sổ 55%

Cửa sổ 70%

PL 87

PL2.11.2 Mô phỏng ánh sáng trong phòng

Độ rỗng lam trong 35%

Độ rỗng lam trong 50%

Độ rỗng lam trong 80%

Kính 1 lớp low-e 3mm

Kính 2 lớp thường 6_13mm air

Kính 2 lớp Low-e (Double low-e spec sel tint 6_6mm air)

Lam che 35%

Lam che 45 độ

Lam che 50%

Lam che 80%

Lam che 90 độ

Cửa sổ 20%

PL 88

Cửa sổ 40%

Cửa sổ 55%

Cửa sổ 70%

Bảng 11: Kết quả mô phỏng tương ứng với các giá trị của tham số

Giá trị tham số dùng để tính toán và mô phỏng kết quả đầu ra

Tên tham số

STT

Giá trị 1

Giá trị 2

kiến trúc

Loại tham số và các đại lượng được mô phỏng

Giá trị 3

Giá trị gốc trên hiện trạng

Độ rộng vỉa hè

tskt

4 m

2.5

4.667

4.698

4.667

4.670

Lượng bức xạ vào KGKD

Vật liệu vỉa hè

tsđtn

Xi măng

Gạch terrazzo

(hệ số phản xạ)

4.667

4.740

Lượng bức xạ vào KGKD

tskt

1.2

Khoảng cách vòm lá

Độ rỗng vòm lá

tsđr

55%

tskt

1.4m

0.7

1.1

1.7

Khoảng cách khung quảng cáo

tsđr

Độ rỗng khung quảng cáo

tskt

1.2m

0.5

0.9

1.4

Độ vươn ban công (lô gia)

PL 89

tsđtn

Vật liệu ban công, lô gia

Gạch ceramic

Giữ nguyên

tsđtn

Vật liệu mặt tường

Sơn nước màu nhạt

Giữ nguyên

tsđr

40%

Độ rỗng mặt tường

1.756

0.082

2.219

2.588

Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1

221

253

296

Độ rọi phòng ngủ 1

tsđtn

1 lớp

Cấu tạo lớp tường

Thêm 1 lớp bên trong

-0.185

-0.158

Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1-

Wall gains (kW)

Vật liệu lỗ cửa

tsđtn

Kính 2 lớp

Kính 1 lớp thường

Double low-e spec sel tint 6/6mm air

Kính 1 lớp low-e 3mm

Blue 6/13mm air

1.756

1.133

0.649

2.146

Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1

221

139

119

263

Độ rọi phòng ngủ 1

Cấu tạo cửa

tsđtn

Sắt kính

Giữ nguyên

Vật liệu mái che

tsđtn

Bê tông cốt thép

Giữ nguyên

100%

tsđr

Độ rỗng mái che

Vật liệu lam che

tsđtn

Bê tông

Giữ nguyên

Độ rỗng lam che

tsđr

65%

PL 90

1.756

0.101

1.589

1.800

Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1

221

139

252

Độ rọi phòng ngủ 1

tsgn

Độ nghiêng thanh lam

1.756

1.376

1.337

Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1

221

177

185

Độ rọi phòng ngủ 1

16’

tsđtn

Bê tông

Giữ nguyên

Vật liệu lam che bên trong

17’

tsđr

65%

0.07

0.1

0.04

Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1

Độ rỗng lam che bên trong

119

190

Độ rọi phòng ngủ 1

18’

tsgn

Độ nghiêng thanh lam bên trong

PL2.11.3 Mô phỏng thông gió qua cấu trúc

o Khả năng ngăn chặn BXMT của cấu trúc MĐĐL:

BXT K3-3 = BXTTMDV + BXTPN1 + BXT PN2 + BXT PN3

PL 91

= 4.67 + 0.07 + 0.09 + 0.05 = 4.88 kW

KNNBX K3-3 = (BXT0-BXT K3-3)/BXT0 x 100%

= (42.038-4.88)/ 42.038 x 100% = 88.39%

o Khả năng thông gió của cấu trúc MĐĐL

KNTG K3-3 = KNTG K2-3 = (VK2-3/V0) x100% = 1.86/5 x 100% = 37.2%

o Khả năng truyền dẫn ánh sáng của cấu trúc MĐĐL:

ĐR K3-3 = (ĐRPN1 + ĐR PN2 + ĐR PN3)/3 = 119lux

KNTAS K3-3 = ĐR K3-3/ ĐR0 x 100% = 119/1095 = 10.87 %

Đối chiếu các kết quả tính toán với Bảng 3.4, có thể đánh giá mức độ đáp ứng tiêu

chí về tính thích ứng của biến thể K3-3 sau khi gán các giá trị thích hợp ở mức tốt.

PL2.12 BIẾN THỂ K3-4

PL2.12.1 Mô phỏng BXMT Độ rỗng lam trong 35%

Độ rỗng lam trong 50%

Độ rỗng lam trong 80%

Ban công 0,5m

Ban công 0,9m

Ban công 1,4m

PL 92

Độ rỗng vòm lá 20%

Độ rỗng vòm lá 80%

Khoảng cách vòm lá 1,2m

Khoảng cách vòm lá 2m

Khoảng cách vòm lá 4m

Kính 2 lớp Low-e (Double low-e spec sel tint 6_6mm air)

Kính 1 lớp low-e 3mm

Lam che 35%

Kính 2 lớp thường 6_13mm air

Lam che 45 độ

Lam che 50%

Lam che 70%

PL 93

Lam che 90 độ

Mái 20%

Mái 65%

Mái 80%

Mái 100%

Tường 1 lớp

Tường 2 lớp

Vỉa hè 2,5m

Vỉa hè 4m

Vỉa hè 6m

Vỉa hè xi-măng

Cửa sổ 20%

PL 94

Cửa sổ 55%

Cửa sổ 70%

PL2.12.2 Mô phỏng ánh sáng trong phòng

Độ rỗng lam trong 35%

Độ rỗng lam trong 50%

Độ rỗng lam trong 80%

Ban công 0,5m

Ban công 0,9m

Ban công 1,4m

Độ rỗng vòm lá 20%

Độ rỗng vòm lá 80%

Khoảng cách vòm lá 1.2m

PL 95

Khoảng cách vòm lá 2m

Khoảng cách vòm lá 4m

Kính 2 lớp Low-e (Double low-e spec sel tint 6_6mm air)

Kính 1 lớp low-e 3mm

lam che 35%

Kính 2 lớp thường 6_13mm air

Lam che 45 độ

Lam che 50%

lam che 70%

Lam che 90 độ

Mái 65%

Mái 20%

PL 96

Mái 80%

Mái 100%

Cửa sổ 20%

Cửa sổ 55%

Cửa sổ 70%

Bảng 12: Kết quả mô phỏng tương ứng với các giá trị của tham số

Giá trị tham số dùng để tính toán và Kết quả mô phỏng

Loại tham số và các đại lượng được mô phỏng

STT

Giá trị 1

Giá trị 2

Tên tham số kiến trúc

Giá trị 3

Độ rộng vỉa hè

Giá trị gốc trên hiện trạng 4 m 3.357

2.5 3.609

4 3.357

6 3.360

tskt Lượng bức xạ vào KGKD tsđtn

Xi măng

Vật liệu vỉa hè (hệ số phản xạ)

Gạch terrazzo 3.357

3.651

Khoảng cách vòm lá

2m 0.023

1.2 0.022

2 0.023

4 0.033

55%

Lượng bức xạ vào KGKD tskt Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1 Độ rọi phòng ngủ 1 tsđr

PL 97

0.023

0.016

0.023

0.027

Độ rỗng vòm lá

1.4m

0.7

1.1

1.7

Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1 Độ rọi phòng ngủ 1 tskt

Khoảng cách khung quảng cáo

tsđr

Độ rỗng khung quảng cáo

Độ vươn ban công (lô gia)

1.2m 0.023

0.5 0.023

0.9 0.024

1.4 0.024

Gạch ceramic Giữ nguyên

tskt Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1 Độ rọi phòng ngủ 1 tsđtn

tsđtn

Giữ nguyên

Vật liệu ban công, lô gia (hệ số phản xạ) Vật liệu mặt tường Độ rỗng mặt tường

Sơn nước màu nhạt 40% 0.023

20 0.010

55 0.030

70 0.035

1 lớp

tsđr Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1 Độ rọi phòng ngủ 1 tsđtn

Cấu tạo lớp tường

-0.155

Thêm 1 lớp bên trong -0.137

Vật liệu lỗ cửa

Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1- Wall gains (kW) tsđtn

Kính 1 lớp thường

Kính 2 lớp Blue 6/13mm air

0.023

0.013

Double low-e spec sel tint 6/6mm air 0.008

Kính 1 lớp low-e 3mm 0.030

Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1 Độ rọi phòng ngủ 1 tsđtn tsđtn

13 14

Giữ nguyên Giữ nguyên

Cấu tạo cửa Vật liệu mái che

Sắt kính Bê tông cốt thép 0%

tsđr

PL 98

0.028

0.040

0.033

0.030

Độ rỗng mái che

120

Bê tông

Giữ nguyên

Lượng bức xạ vào phòng ngủ 3 Độ rọi phòng ngủ 3 tsđtn

Vật liệu lam che Độ rỗng lam che

65% 0.023

80 1.758

35 0.022

50 0.090

166

Độ nghiêng thanh lam

0 0.023

45 0.021

90 0.017

16’

tsđr Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1 Độ rọi phòng ngủ 1 tsgn Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1 Độ rọi phòng ngủ 1 tsđtn

Bê tông

Giữ nguyên

Vật liệu lam che bên trong

17’

65%

35 0.01

50 0.01

80 0.02

Độ rỗng lam che bên trong

48

18’

tsđr Lượng bức xạ vào phòng ngủ 1 Độ rọi phòng ngủ 1 tsgn

Độ nghiêng thanh lam bên trong

PL2.12.3 Mô phỏng thông gió qua cấu trúc

o Khả năng ngăn chặn BXMT của cấu trúc MĐĐL:

PL 99

BXT K3-4 = BXTTMDV + BXTPN1 + BXT PN2 + BXT PN3

= 4.67 + 0.1 + 0.13 + 1.49 = 6.39 kW

KNNBX K3-4 = (BXT0-BXT K3-4)/BXT0 x 100%

= (42.038-6.39)/ 42.038 x 100%

= 84.8%

o Khả năng thông gió của cấu trúc MĐĐL

KNTG K3-4 = KNTG K2-4 = (VK2-4/V0) x100%

= 2.18/5 x 100% = 43.6%

o Khả năng truyền dẫn ánh sáng của cấu trúc MĐĐL:

ĐR K3-4 = (ĐRPN1 + ĐR PN2 + ĐR PN3)/3 = 48 lux

KNTAS K3-4 = ĐR K3-4/ ĐR0 x 100%

= 48/1095 = 4.4 %

Đối chiếu các kết quả tính toán với Bảng 3.4, có thể đánh giá mức độ đáp ứng tiêu

chí về tính thích ứng của biến thể K3-4 sau khi gán các giá trị thích hợp ở mức đạt.