Luận án Tiến sĩ Kiến trúc: Khai thác thông gió tự nhiên trong Nhà ở cao tầng tại các đô thị Duyên hải Nam Trung Bộ hướng đến tiết kiệm năng lượng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

-----------------------

PHAN TIẾN VINH

KHAI THÁC THÔNG GIÓ TỰ NHIÊN TRONG NHÀ Ở

CAO TẦNG TẠI CÁC ĐÔ THỊ DUYÊN HẢI NAM

TRUNG BỘ HƯỚNG ĐẾN TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG

- PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KIẾN TRÚC

Thành phố Hồ Chí Minh - 2019

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

-----------------------

PHAN TIẾN VINH

KHAI THÁC THÔNG GIÓ TỰ NHIÊN TRONG NHÀ Ở

CAO TẦNG TẠI CÁC ĐÔ THỊ DUYÊN HẢI NAM

TRUNG BỘ HƯỚNG ĐẾN TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG

- PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG

Chuyên ngành: KIẾN TRÚC

Mã số: 9.58.01.01

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KIẾN TRÚC

Người hướng dẫn khoa học:

PGS. TS. KTS TRỊNH DUY ANH

Thành phố Hồ Chí Minh - 2019

Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Tôi xin chịu trách

nhiệm về tính xác thực của các số liệu và kết quả được công bố trong trong Luận án.

Lời cảm ơn

Trước hết, tôi xin chân thành cám ơn sự hướng dẫn quý báu của PGS.TS.KTS

Trịnh Duy Anh. Thầy đã tận tâm dẫn dắt tôi trên con đường học tập và nghiên cứu khoa

học.

Tôi xin cám ơn Ban giám hiệu, Viện đào tạo Sau đại học, Khoa Kiến trúc (Trường

Đại học Kiến trúc Thành phố Hồ Chí Minh); TS. KTS Nguyễn Anh Tuấn (Trường Đại

học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng); các thầy cô, các nhà khoa học, các chuyên gia, đồng

nghiệp, … đã giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu và thực hiện Luận án.

Cuối cùng, xin cám ơn gia đình đã luôn là nguồn động viên và tạo điều kiện cho

tôi hoàn thành Luận án này.

iii

MỤC LỤC

Lời cam đoan ................................................................................................................. i

Lời cảm ơn .................................................................................................................... ii

MỤC LỤC ................................................................................................................... iii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT .......................................................................... xi

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU .................................................................................... xii

DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................................ xiii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ................................................................... xvi

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

0.1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI .................................................................................... 1

0.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU ............................................................................. 3

0.3. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU .......................................................................... 3

0.4. PHẠM VI NGHIÊN CỨU ................................................................................ 3

0.5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI ............................... 3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHAI THÁC THÔNG GIÓ TỰ NHIÊN TRONG

NHÀ Ở CAO TẦNG HƯỚNG ĐẾN TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG - PHÁT TRIỂN

BỀN VỮNG .................................................................................................................. 5

1.1. PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG VÀ KIẾN TRÚC BỀN VỮNG .......................... 5

1.1.1. Bối cảnh ra đời và các khái niệm về phát triển bền vững ........................ 5

Bối cảnh ............................................................................................. 5

Các khái niệm về phát triển bền vững ............................................... 5

1.1.2. Kiến trúc bền vững ................................................................................... 7

Khái niệm ........................................................................................... 7

Xu hướng phát triển kiến trúc bền vững trên thế giới ....................... 8

1.1.3. Phát triển kiến trúc bền vững tại Việt Nam .............................................. 8

Kiến trúc bền vững trong các công trình kiến trúc truyền thống ....... 8

Thực trạng và xu hướng phát triển kiến trúc bền vững tại Việt Nam 9

1.2. KIẾN TRÚC NHÀ Ở CAO TẦNG ................................................................ 10

1.2.1. Nhà ở cao tầng ........................................................................................ 10

Khái niệm ......................................................................................... 10

Ưu nhược điểm ................................................................................ 10

1.2.2. Kiến trúc nhà ở cao tầng trên thế giới, Việt Nam và các đô thị Duyên hải

Nam Trung Bộ ..................................................................................................... 11

Thực trạng xây dựng và xu hướng phát triển nhà ở cao tầng tại các đô

thị trên thế giới ................................................................................................ 11

Thực trạng xây dựng và xu hướng phát triển Nhà ở cao tầng tại các đô

thị Việt Nam ................................................................................................... 12

Thực trạng phát triển của nhà ở cao tầng tại các đô thị Duyên hải Nam

Trung Bộ ......................................................................................................... 12

1.3. THÔNG GIÓ TỰ NHIÊN TRONG CÔNG TRÌNH ...................................... 13

1.3.1. Thông gió trong công trình ..................................................................... 13

Đặc tính lý hóa của môi trường không khí ...................................... 13

Thông gió trong công trình .............................................................. 14

1.3.2. Thông gió tự nhiên trong công trình ...................................................... 15

Khái niệm ......................................................................................... 15

Gió và sự biến thiên vận tốc gió theo chiều cao .............................. 15

Các hình thức thông gió tự nhiên .................................................... 16

Vai trò của thông gió tự nhiên ......................................................... 18

Một số rào cản đối với thiết kế thông gió tự nhiên trong công trình 18

1.4. TIỆN NGHI NHIỆT TRONG CÔNG TRÌNH ............................................... 19

1.4.1. Phương trình cân bằng nhiệt của cơ thể và môi trường ......................... 19

Sự sản sinh nhiệt của cơ thể con người (nhiệt sinh lý) .................... 19

Các hình thức trao đổi nhiệt giữa cơ thể và môi trường .................. 20

Phương trình cân bằng nhiệt của cơ thể và môi trường ................... 20

1.4.2. Khái niệm tiện nghi nhiệt ....................................................................... 21

Khái niệm ......................................................................................... 21

Các yếu tố ảnh hưởng đến tiện nghi nhiệt ....................................... 21

1.4.3. Các mô hình dự đoán tiện nghi nhiệt ..................................................... 21

1.5. KHAI THÁC THÔNG GIÓ TỰ NHIÊN TRONG CÔNG TRÌNH HƯỚNG

ĐẾN TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG - PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG ........................ 22

1.5.1. Năng lượng sử dụng trong công trình .................................................... 22

1.5.2. Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong công trình .................. 22

Tính cấp thiết của sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong công

trình xây dựng ................................................................................................. 22

Một số hướng nghiên cứu về hiệu năng trong công trình ................ 23

1.5.3. Vấn đề tiết kiệm năng lượng và phát triển bền vững trong xây dựng .... 23

1.5.4. Khai thác thông gió tự nhiên trong công trình hướng đến tiết kiệm năng

lượng - phát triển bền vững .................................................................................. 24

1.6. TỔNG QUAN VỀ CÁC NGHIÊN CỨU ĐÃ CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN

ĐỀ TÀI .................................................................................................................... 25

1.6.1. Trên các bài báo khoa học, các đề tài nghiên cứu khoa học và các tham

luận hội thảo khoa học ......................................................................................... 25

Lý thuyết cơ bản về thông gió tự nhiên ........................................... 25

Các mô hình trong nghiên cứu thông gió tự nhiên .......................... 25

Các giải pháp thiết kế và tiêu chuẩn của thông gió tự nhiên ........... 26

Ứng dụng thông gió tự nhiên tại các loại hình kiến trúc nhà ở ....... 26

1.6.2. Các luận án Tiến sĩ ................................................................................. 27

1.6.3. Đánh giá chung về các công trình nghiên cứu có liên quan đề tài ......... 29

1.7. MỘT SỐ VẤN ĐỀ CÒN TỒN TẠI CẦN ĐƯỢC NGHIÊN CỨU ............... 29

1.7.1. Những vấn đề tồn tại về khai thác thông gió tự nhiên trong Nhà ở cao

tầng tại các đô thị Duyên hải Nam trung bộ ........................................................ 29

1.7.2. Những vấn đề nghiên cứu chính của Luận án ........................................ 29

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CHO KHAI

THÁC THÔNG GIÓ TỰ NHIÊN TRONG NHÀ Ở CAO TẦNG TẠI CÁC ĐÔ THỊ

DUYÊN HẢI NAM TRUNG BỘ ............................................................................... 30

2.1. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................................................. 30

2.1.1. Phương pháp khảo sát - quan trắc thực tế .............................................. 30

2.1.2. Phương pháp điều tra xã hội học ............................................................ 30

2.1.3. Phương pháp phân tích - tổng hợp ......................................................... 30

2.1.4. Phương pháp mô hình hóa ...................................................................... 31

2.1.5. Phương pháp mô phỏng trên máy tính ................................................... 31

2.1.6. Phương pháp khảo sát thực nghiệm ....................................................... 31

2.2. CÁC CƠ SỞ KHOA HỌC ............................................................................. 31

2.2.1. Cơ sở về pháp lý ..................................................................................... 31

Văn bản pháp quy về phát triển bền vững ở Việt Nam ................... 31

Văn bản pháp quy về thiết kế kiến trúc hướng đến hiệu quả năng lượng

trong công trình ở Việt Nam ........................................................................... 31

Các Quy chuẩn và Tiêu chuẩn thiết kế liên quan đến nhà ở cao tầng và

thông gió tự nhiên tại Việt Nam ..................................................................... 32

2.2.2. Cơ sở về lý luận ...................................................................................... 33

Thiết kế kiến trúc nhà ở cao tầng ..................................................... 33

Tính toán thông gió tự nhiên trong công trình................................. 34

Mô hình tiện nghi nhiệt trong công trình ......................................... 41

Phân tích khí hậu trong thiết kế kiến trúc ........................................ 46

Tổng quan về một số giải pháp thiết kế kiến trúc và giải pháp kỹ thuật

nhằm khai thác hiệu quả thông gió tự nhiên cho công trình........................... 47

Tiện nghi về gió và vận tốc gió ....................................................... 48

Sử dụng phương pháp Computational Fluid Dynamics và phần mềm

AutoDesk CFD trong nghiên cứu thông gió tự nhiên..................................... 49

2.2.3. Cơ sở về thực tiễn ................................................................................... 54

Vị trí địa lý, đặc điểm địa hình và đặc điểm khí hậu của vùng Duyên

hải Nam Trung Bộ .......................................................................................... 54

Định hướng phát triển của nhà ở cao tầng tại các đô thị Duyên hải Nam

Trung Bộ trong quy hoạch chung xây dựng thành phố .................................. 55

Khai thác thông gió tự nhiên trong nhà ở cao tầng tại các đô thị Duyên

hải Nam Trung Bộ .......................................................................................... 56

Áp dụng một số công cụ đánh giá Công trình Xanh trong giai đoạn

thiết kế ở Việt Nam ......................................................................................... 60

2.2.4. Một số bài học kinh nghiệm về khai thác thông gió tự nhiên trong kiến

trúc nhà ở .............................................................................................................. 60

Một số giải pháp thiết kế nhằm khai thác thông gió tự nhiên trong kiến

trúc nhà ở truyền thống Việt Nam .................................................................. 60

Tổ chức thông gió tự nhiên trong các chung cư ở Trung Quốc ...... 63

Tổ hợp chung cư The Interlace ở Singapore ................................... 64

vii

Khu chung cư Tái định cư Làng cá Nại Hiên Đông, Đà Nẵng ........ 66

CHƯƠNG 3: CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ......................................................... 67

3.1. ĐỊNH HƯỚNG KHAI THÁC THÔNG GIÓ TỰ NHIÊN............................. 67

3.1.1. Xác định thời điểm có điều kiện thời tiết thích hợp cho khai thác thông

gió tự nhiên trong công trình................................................................................ 67

Thành phố Đà Nẵng ......................................................................... 67

Thành phố Quy Nhơn ...................................................................... 69

Thành phố Nha Trang ...................................................................... 70

3.1.2. Đề xuất vận tốc gió tiện nghi nhằm khai thác thông gió tự nhiên cho Nhà

ở cao tầng tại các đô thị Duyên hải Nam Trung Bộ ............................................. 72

Kết quả khảo sát thực nghiệm ......................................................... 72

Đánh giá các kết quả thu được và đề xuất Vận tốc gió tiện nghi cho

vùng Duyên hải Nam Trung Bộ...................................................................... 73

3.1.3. Đề xuất chiến lược thông gió làm mát cho Nhà ở cao tầng tại các đô thị

Duyên hải Nam Trung Bộ .................................................................................... 74

Các chiến lược TG làm mát cơ bản ................................................. 74

Cơ sở đề xuất chiến lược TG cho vùng Duyên hải Nam Trung Bộ 75

Đề xuất chiến lược TG cho vùng Duyên hải Nam Trung Bộ .......... 75

Định hướng chung cho thiết kế theo chiến lược TG ngày và đêm của

vùng Duyên hải Nam Trung Bộ...................................................................... 76

3.2. MỘT SỐ NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ NHẰM KHAI THÁC HIỆU QUẢ

THÔNG GIÓ TỰ NHIÊN CHO NHÀ Ở CAO TẦNG TẠI CÁC ĐÔ THỊ DUYÊN

HẢI NAM TRUNG BỘ .......................................................................................... 76

3.2.1. Sử dụng công cụ mô phỏng trong thiết kế .............................................. 76

3.2.2. Thiết kế mặt bằng ................................................................................... 77

Hình dạng mặt bằng ......................................................................... 77

Giải pháp phân khu chức năng trên mặt bằng ................................. 78

Tương quan kích thước phòng hợp lý ............................................. 80

Hình thức mặt bằng tầng điển hình ................................................. 85

Giải pháp sử dụng lô gia trong thiết kế nhà ở cao tầng ................... 97

Định hướng sử dụng vách ngăn không gian trong căn hộ ............. 102

viii

Định hướng bố trí trang thiết bị nội thất trong căn hộ ................... 102

3.2.3. Thiết kế hình khối ................................................................................. 102

3.2.4. Thiết kế quy hoạch tổng mặt bằng ....................................................... 103

Lựa chọn hướng gió đến tối ưu cho hiệu quả thông gió tự nhiên.. 103

Lựa chọn hướng nhà ...................................................................... 107

Xác định vùng quẩn gió sau các khối nhà cao tầng ....................... 108

Nguyên tắc chung và định hướng trong thiết kế tổng mặt bằng khu nhà

ở cao tầng nhằm khai thác hiệu quả TGTN .................................................. 112

Một số giải pháp tăng cường hiệu quả thông gió tự nhiên trên tổng mặt

bằng ....................................................................................................... 117

3.2.5. Thiết kế vỏ bao che............................................................................... 121

3.2.6. Giải pháp cửa cho căn hộ ..................................................................... 125

Cửa mặt ngoài căn hộ .................................................................... 125

Cửa bên trong căn hộ ..................................................................... 133

3.3. CÁC KIẾN NGHỊ VỀ KHAI THÁC VẬN HÀNH THÔNG GIÓ TỰ NHIÊN

TRONG NHÀ Ở CAO TẦNG TẠI CÁC ĐÔ THỊ DUYÊN HẢI NAM TRUNG BỘ

...................................................................................................................... 136

3.3.1. Lựa chọn giải pháp vận hành khai thác ................................................ 136

Các giải pháp vận hành .................................................................. 136

Lựa chọn giải pháp vận hành khai thác thông gió tự nhiên cho loại hình

nhà ở cao tầng ở vùng Duyên hải Nam Trung bộ ......................................... 137

3.3.2. Các giải pháp về quản lý ...................................................................... 138

3.3.3. Một số giải pháp khác nâng cao nhận thức cho cư dân ........................ 138

CHƯƠNG 4: BÀN LUẬN VỀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .................................... 140

4.1. KHẢ NĂNG ÁP DỤNG CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN

VÀO THỰC TIỄN THIẾT KẾ KIẾN TRÚC NHÀ Ở CAO TẦNG TẠI CÁC ĐÔ

THỊ DUYÊN HẢI NAM TRUNG BỘ ................................................................. 140

4.2. HIỆU QUẢ TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG VÀ HƯỚNG ĐẾN PHÁT TRIỂN

BỀN VỮNG TRONG KIẾN TRÚC KHI ÁP DỤNG CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

...................................................................................................................... 141

4.3. KHẢ NĂNG ÁP DỤNG CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CHO CÁC ĐÔ THỊ

KHÁC Ở VIỆT NAM ........................................................................................... 142

4.4. KẾT HỢP THÔNG GIÓ TỰ NHIÊN VỚI SỬ DỤNG CÁC THIẾT BỊ LÀM

MÁT CÓ MỨC TIÊU HAO NĂNG LƯỢNG THẤP NHẰM TIẾT KIỆM NĂNG

LƯỢNG, HƯỚNG ĐẾN PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG ......................................... 142

4.5. NHỮNG HẠN CHẾ CỦA KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ............................... 143

KẾT LUẬN ............................................................................................................... 145

KIẾN NGHỊ .............................................................................................................. 150

DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

PHỤ LỤC 1: BIẾN THIÊN VẬN TỐC GIÓ THEO CHIỀU CAO.

PHỤ LỤC 2: MẶT BẰNG TẦNG ĐIỂN HÌNH CỦA MỘT SỐ DỰ ÁN NHÀ Ở

CAO TẦNG TẠI VIỆT NAM (HÀ NỘI, ĐÀ NẴNG VÀ TP. HỒ CHÍ MINH).

PHỤ LỤC 3: SO SÁNH KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THÔNG GIÓ TỰ NHIÊN

TRONG CÔNG TRÌNH BẰNG ỐNG KHÍ ĐỘNG VÀ PHẦN MỀM

AUTODESK CFD 2017.

PHỤ LỤC 4: SỐ LIỆU VỀ QUI MÔ TỈNH LỴ, DÂN SỐ VÀ KHÍ HẬU CỦA MỘT

SỐ THÀNH PHỐ VÙNG DUYÊN HẢI NAM TRUNG BỘ.

PHỤ LỤC 5: QUAN TRẮC MÔI TRƯỜNG TẠI CÁC CĂN HỘ CHUNG CƯ CAO

TẦNG Ở THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG.

PHỤ LỤC 6: ĐIỀU TRA XÃ HỘI HỌC VỀ “THỰC TRẠNG VÀ NHU CẦU SỬ

DỤNG THÔNG GIÓ TỰ NHIÊN TRONG CÁC CHUNG CƯ CAO TẦNG

TẠI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG”.

PHỤ LỤC 7: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ THÔNG GIÓ TỰ NHIÊN VÀ CÁC ĐỀ

XUẤT CẢI TẠO NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ THÔNG GIÓ TỰ NHIÊN

CHO KHU CHUNG CƯ TÁI ĐỊNH CƯ LÀNG CÁ NẠI HIÊN ĐÔNG, ĐÀ

NẴNG.

PHỤ LỤC 8: SỐ LIỆU THỜI TIẾT VÀ BIỂU ĐỒ PHÂN TÍCH VÙNG TIỆN NGHI

CỦA THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG, THÀNH PHỐ QUY NHƠN VÀ THÀNH

PHỐ NHA TRANG.

PHỤ LỤC 9: KHẢO SÁT VỀ “VẬN TỐC GIÓ TIỆN NGHI CHO VÙNG DUYÊN

HẢI NAM TRUNG BỘ”.

PHỤ LỤC 10: NGHIÊN CỨU MINH HỌA VỀ LỰA CHỌN HƯỚNG NHÀ CHO

NHÀ Ở CAO TẦNG TẠI ĐÀ NẴNG.

PHỤ LỤC 11: HÌNH THỨC BỐ CỤC TỔNG MẶT BẰNG CỦA MỘT SỐ DỰ ÁN

NHÀ Ở CAO TẦNG TẠI VIỆT NAM.

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

ASHRAE : American Society of Heating, Refrigerating

and Air-Conditioning Engineers (Hiệp hội kỹ sư điều hòa không khí, làm lạnh và sưởi

ấm Hoa Kỳ).

BXMT : Bức xạ mặt trời

CC : Chung cư

CFD : Computational Fluid Dynamics

DHNTB : Duyên hải Nam Trung Bộ

KTBV : Kiến trúc bền vững

KTX : Kiến trúc xanh

MBTĐH : Mặt bằng tầng điển hình

NCS : Nghiên cứu sinh

NOCT : Nhà ở cao tầng

PGS : Phó giáo sư

PTBV : Phát triển bền vững

SKH : Sinh khí hậu

TG : Thông gió

TGTN : Thông gió tự nhiên

TKNL : Tiết kiệm năng lượng

TMB : Tổng mặt bằng

TNN : Tiện nghi nhiệt

TS : Tiến sĩ

VBC : Vỏ bao che

VTGTN : Vận tốc gió tiện nghi

xii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU

: Độ ẩm tuyệt đối (kg/m3) D

: Dung ẩm (g/kg kk. khô) d

G : Lưu lượng thông gió (m3/s)

: Nhiệt trở quần áo (clo) Iclo

(1 clo = 1.55 m2°C/W = 0.88 ft2.hr.°F/Btu)

: K Tương quan kích thước phòng

L : Chiều rộng của vùng quẩn gió sau khối nhà

: M Lượng nhiệt sinh lý (Met)

(1 Met = 50 kcal/ m2.h = 18.4 Btu/ft2 = 58.2 W/m2)

m : Bội số thông gió (Không thứ nguyên)

: Q Thể tích phòng hoặc công trình (m3)

: Độ ẩm tương đối (%) RH

: Nhiệt độ hiệu quả Thq

: Nhiệt độ hiệu quả hiệu chỉnh Thqhc

: Nhiệt độ hiệu quả mới Thq

: Nhiệt độ tác dụng To

: Nhiệt độ tổng hợp tiện nghi Ttien-nghi

: Vận tốc gió tại cao độ H (m/s) VH

: Vận tốc gió tức thời tại thời điểm (t) v(t)

: Vận tốc gió tại điểm X (m/s) VX

α : Góc gió đến bề mặt nhà

ρ : Trọng lượng riêng của không khí ẩm (kg/m3)

: Nhiệt độ tổng hợp ΣH

xiii

Số hiệu

STT

Nội dung

Trang

bảng

Bảng 2.1 Tên, sơ đồ mặt bằng và đặc điểm của các hình thức MBTĐH

Bảng 2.2 Thống kê diện tích các căn hộ điển hình

Bảng 3.1

Số liệu về số giờ tiện nghi theo tháng và năm của Đà Nẵng

Bảng 3.2

Số liệu về số giờ tiện nghi theo tháng và năm của Quy Nhơn

Bảng 3.3

Số liệu về số giờ tiện nghi theo tháng và năm của Nha Trang

Bảng 3.4 Các số liệu về môi trường vi khí hậu trong thời gian khảo sát

Tỷ lệ (%) số người có cảm giác tiện nghi với vùng giá trị vận tốc

Bảng 3.5

gió từ 1.7m/s đến 3.1 m/s

Trường gió trong các trường hợp nghiên cứu tương quan kích thước

Bảng 3.6

Trường gió trên MBTĐH, mặt bằng căn hộ và mặt cắt - Căn hộ loại

Bảng 3.7

10 Bảng 3.8 Giá trị vận tốc gió tại điểm A, điểm B và điểm C - Căn hộ loại I

Trường gió trên MBTĐH, mặt bằng căn hộ và mặt cắt - Căn hộ loại

11 Bảng 3.9

12 Bảng 3.10 Giá trị vận tốc gió tại điểm A, điểm B và điểm C - Căn hộ loại II

Trường gió trên mặt bằng căn hộ, mặt bằng và mặt cắt của phòng

13 Bảng 3.11

ngủ 1

101

14 Bảng 3.12 Sự chênh lệch của VTBx trong các trường hợp (căn hộ giữa)

Trường gió trên mặt bằng căn hộ trong nghiên cứu góc gió đến tối

15 Bảng 3.13

104

ưu

Kích thước L (đơn vị a) trong các trường hợp thay đổi kích thước

16 Bảng 3.14

110

y và z

17 Bảng 3.15 Kích thước L (đơn vị a) trong các trường hợp thay đổi α (°)

110

Kích thước tương đối L (đơn vị %) trong các trường hợp thay đổi

18 Bảng 3.16

111

α (°)

Trường gió trên TMB xếp hàng song song trong các trường hợp

19 Bảng 3.17

116

gió đến

20 Bảng 3.18 Trường gió trên TMB so le trong các trường hợp gió đến

116

DANH MỤC CÁC BẢNG

Số hiệu

STT

Nội dung

Trang

bảng

21 Bảng 3.19 Trường gió trên TMB chu vi trong các trường hợp gió đến

117

Trường gió trên mặt cắt trong các trường hợp kích thước và vị trí

22 Bảng 3.20

119

khoảng rỗng trên mặt cắt của công trình

23 Bảng 3.21 Đặc điểm trường gió sau lớp VBC

122

Tỷ lệ tương đối của VTBTĐ và VMaxTĐ của trường gió trong trường

24 Bảng 3.22

124

hợp có VBC (lam đặt ngang) so với không có VBC

Tỷ lệ tương đối của VTBTĐ và VMaxTĐ của trường gió trong trường

25 Bảng 3.23

124

hợp có VBC (lam đặt đứng) so với không có VBC

Trường gió trong các trường hợp cửa sổ đẩy, mở 2 cánh trên mặt

26 Bảng 3.24

127

bằng

Giá trị vận tốc gió VTB và VMax trên bề mặt cửa sổ trong các trường

27 Bảng 3.25

127

hợp cửa đẩy, mở 2 cánh trên mặt bằng

Trường gió trong các trường hợp cửa sổ đẩy, mở 2 cánh trên mặt

28 Bảng 3.26

128

cắt

Giá trị vận tốc gió VTB và VMax trên bề mặt cửa sổ trong các trường

29 Bảng 3.27

128

hợp cửa đẩy, mở 2 cánh trên mặt cắt

Trường gió trên mặt cắt phòng ngủ trong các trường hợp góc xoay

30 Bảng 3.28

128

31 Bảng 3.29 Giá trị vận tốc gió trong các trường hợp góc xoay β

129

32 Bảng 3.30 Trường gió trên mặt bằng trong trường hợp vị trí cửa đi mở 2 cánh 131

Giá trị vận tốc gió VTB và VMax trong các trường hợp cửa đi mở 2

33 Bảng 3.31

131

cánh

34 Bảng 3.32 Trường gió trên mặt bằng trong trường hợp vị trí cửa đi mở 1 cánh 131

Giá trị vận tốc gió VTB và VMax trong các trường hợp cửa đi mở 1

35 Bảng 3.33

132

cánh

Vận tốc gió trung bình trên từng nhóm tầng- vận tốc tham chiếu là

36 Bảng 3.34

133

3m/s

37 Bảng 3.35 Diện tích cửa lấy gió - so với S1 - của các nhóm tầng trong NOCT 133

Trường gió trong phòng trong các trường hợp vị trí tương đối của

38 Bảng 3.36

134

cửa gió vào và gió ra

xiv

Số hiệu

Nội dung

STT

Trang

bảng

Tổng số giờ tiện nghi trong năm của Đà Nẵng, Qui Nhơn và Nha

39 Bảng KL.1

145

Trang

40 Bảng PL 1.1 Các loại địa hình và giá trị δ, a tương ứng

41 Bảng PL 1.2 Giá vận tốc gió theo chiều cao H (m) - Trường hợp Vz = 3m/s

42 Bảng PL 1.3 Giá vận tốc gió theo chiều cao H (m) - Trường hợp Vz = 5m/s

43 Bảng PL 3.1 Độ chênh về giá trị vận tốc Δv (m/s)

44 Bảng PL 4.1 Tỉnh lỵ và quy mô của các tỉnh, thành phố thuộc Vùng DHNTB

45 Bảng PL 5.1 Các thông số kỹ thuật của các thiết bị quan trắc

46 Bảng PL 5.2 Tổng hợp số liệu quan trắc tại các CC cao tầng ở Đà Nẵng

Kết quả mô phỏng trường gió trong công trình của các phương án

47 Bảng PL7.1

thiết kế Khu CC Làng cá Nại Hiên Đông

Số liệu nhiệt độ trung bình và nhiệt độ tiện nghi theo tháng của Đà

48 Bảng PL 8.1

Nẵng

49 Bảng PL 8.2 Biểu đồ tiện nghi SKH của Đà Nẵng theo tháng

Số liệu nhiệt độ trung bình và nhiệt độ tiện nghi theo tháng của

50 Bảng PL 8.3

Quy Nhơn

51 Bảng PL 8.4 Biểu đồ tiện nghi SKH của Quy Nhơn theo tháng

Số liệu nhiệt độ trung bình và nhiệt độ tiện nghi theo tháng của Nha

52 Bảng PL 8.5

Trang

53 Bảng PL 8.6 Biểu đồ tiện nghi SKH của Nha Trang theo tháng

54 Bảng PL 9.1 Các thông số kỹ thuật của các thiết bị quan trắc

Tỷ lệ (%) số người bắt đầu có cảm nhận có gió đến tương ứng với

55 Bảng PL 9.2

các giá trị vận tốc gió

56 Bảng PL 9.3 Tỷ lệ (%) số người có cảm giác tiện nghi với giá trị vận tốc gió

57 Bảng PL 9.4 Tỷ lệ (%) số người có cảm giác bất tiện nghi với giá trị vận tốc gió

xvi

STT Số hiệu hình

Nội dung hình vẽ, đồ thị.

Trang

Hình 0.1

Sơ đồ nghiên cứu của Luận án

Sự biến thiên của vận tốc gió theo chiều cao của các dạng địa

Hình 1.1

hình

Hình 1.2

Đặc điểm luồng gió khi thổi đến công trình

Hình 2.1

Các biểu đồ SKH do V. Olgyay và B. Givoni đề xuất

Vùng tiện nghi khí hậu do B. Givoni đề xuất cho vùng khí hậu

Hình 2.2

nóng tại các nước đang phát triển

Hình 2.3

Một số đề xuất về vùng tiện nghi khí hậu của Mỹ và Châu Âu 43

Biểu đồ SKH do PGS. Phạm Đức Nguyên đề xuất năm 2004

Hình 2.4

và 2012

Hình 2.5

Vùng tiện nghi đề xuất của TS. Nguyễn Anh Tuấn

Hình 2.6

Mặt bằng các căn hộ điển hình trong nghiên cứu

a. MBTĐH - CC Nại Hiên Đông, Đà Nẵng

Hình 2.7

b. MBTĐH - CC Vĩnh Điềm Trung, Nha Trang

c. MBTĐH CC Blue House, Đà Nẵng

a. MBTĐH CC NestHome, Đà Nẵng

Hình 2.8

b. MBTĐH CC Simona, Quy Nhơn

a. MBTĐH - CC Azura

Hình 2.9

b. MBTĐH - Khối căn hộ cao cấp -Hilton Bạch Đằng

Hình 2.10 Mặt bằng tổng thể khu phố cổ Hội An

Hình 2.11 Mặt bằng CC Vườn Sao Bắc Kinh, Trung Quốc

Hình 2.12 Mặt bằng CC Taidong, Thượng Hải, Trung Quốc

Hình 2.13

Tổ hợp CC The Interlace, Singapore

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 2.14

Khu chung cư Tái định cư Làng cá Nại Hiên Đông, Đà

Biểu đồ nhiệt độ trung bình, nhiệt độ tiện nghi theo tháng của

Hình 3.1

Đà Nẵng

Biểu đồ nhiệt độ trung bình, nhiệt độ tiện nghi theo tháng của

Hình 3.2

Quy Nhơn

Nẵng

STT Số hiệu hình

Nội dung hình vẽ, đồ thị.

Trang

Biểu đồ về nhiệt độ trung bình và nhiệt độ tiện nghi theo tháng

Hình 3.3

của Nha Trang

Tỷ lệ số người bắt đầu có cảm nhận về gió đến tại các giá trị

Hình 3.4

vận tốc gió

Tỷ lệ (%) số người có cảm giác bất tiện nghi với từng giá trị

Hình 3.5

vận tốc gió

Tỷ lệ (%) số người có cảm giác tiện nghi với từng giá trị vận

Hình 3.6

tốc gió

Phương pháp luận trong thiết kế với sự hỗ trợ của công cụ mô

Hình 3.7

phỏng

Hình 3.8

Các giải pháp bố trí lõi giao thông - kỹ thuật trên MBTĐH

Vị trí các lớp không gian chức năng trên mặt bằng căn hộ điển

Hình 3.9

hình

Hình 3.10 Mô hình trong nghiên cứu tương quan kích thước K

Vận tốc VA trong các trường hợp nghiên cứu tương quan kích

Hình 3.11

thước K

Giá trị vận tốc gió trung bình VTB-AB cho các trường hợp

Hình 3.12

nghiên cứu tương quan kích thước K

Hình 3.13

Giá trị vận tốc VO - Trường hợp TG xuyên phòng, α = 45°

Hình 3.14

Giá trị vận tốc VO - Trường hợp TG xuyên phòng, α = 90°

Hình 3.15

Giá trị vận tốc VO - Trường hợp TG xuyên phòng, α = 135°

Hình 3.16

Giá trị vận tốc VO - Trường hợp TG một mặt, α = 45°

Hình 3.17

Giá trị vận tốc VO - Trường hợp TG một mặt, α = 90°

Hình 3.18

Giá trị vận tốc VO - Trường hợp TG một mặt, α = 135°

Hình 3.19

Các hình thức MBTĐH cơ bản - Trường hợp căn hộ loại I

Hình 3.20

Các hình thức MBTĐH cơ bản - Trường hợp căn hộ loại II

Giá trị vận tốc tại các điểm A, B và C trong các trường hợp giá

Hình 3.21

trị của α (căn hộ loại I)

Hình 3.22

Giá trị vận tốc cực đại tại cửa ra vào căn hộ loại I

Giá trị vận tốc tại các điểm A, B và C trong các trường hợp giá

Hình 3.23

trị của α (căn hộ loại II)

xvii

STT Số hiệu hình

Nội dung hình vẽ, đồ thị.

Trang

Hình 3.24

Giá trị vận tốc cực đại tại cửa ra vào căn hộ loại II

Hình 3.25 Mặt bằng căn hộ và vị trí lấy giá trị vận tốc gió trên cửa sổ

Hình 3.26

100

Vận tốc gió trung bình VTBx

Hình 3.27

100

Vận tốc gió trung bình VTBy

Hình 3.28

101

Sự chênh lệch của VTBx trong các trường hợp (căn hộ giữa)

Vị trí các căn hộ trên MBTĐH: a. Căn hộ loại I, b. Căn hộ loại

Hình 3.29

103

Hình 3.30

105

Giá trị vận tốc VB ứng với các trường hợp góc đến α

Hình 3.31

106

Giá trị vận tốc VD ứng với các trường hợp góc đến α

Giá trị vận tốc trung bình VTB ứng với các trường hợp góc đến

Hình 3.32

106

Các thông số kích thước của mô hình nghiên cứu vùng quẩn

Hình 3.33

109

gió

Biểu đồ về sự biến thiên của L khi thay đổi chiều dài y và chiều

Hình 3.34

110

cao z

Hình 3.35

Biểu đồ về sự biến thiên của L khi thay đổi thay đổi α (°)

111

Hình 3.36

Giao diện của công cụ tính toán vùng khuất gió L trên Excel

112

Hình 3.37

Các hình thức bố cục TMB dạng tuyến

113

Các hình thức bố cục TMB dạng nhóm: a. Hình thức xếp hàng

Hình 3.38

song song; b. Hình thức so le; c. Hình thức chu vi; d. Hình thức

113

hỗn hợp

Hình 3.39 Mô hình trong nghiên cứu VBC

121

Hình 3.40

123

Các giá trị vận tốc gió VA, VB tại điểm A và B

Các giá trị vận tốc gió trung bình VTB và cực đại VMax của

Hình 3.41

123

trường gió trường gió sau lớp VBC

Các vị trí mở và góc xoay của cánh cửa sổ theo phương ngang

Hình 3.42

126

(mặt bằng) và phương đứng (mặt cắt)

Hình 3.43

Các vị trí mở của cửa đi trong nghiên cứu

129

Hình 3.44

Vị trí của các cửa gió vào phòng và các cửa gió ra khỏi phòng 134

Hình 3.45

Sơ đồ quy trình vận hành thủ công trong khai thác TGTN

137

Hình 3.46

Sơ đồ quy trình vận hành tự động trong khai thác TGTN

137

xviii

STT Số hiệu hình

Nội dung hình vẽ, đồ thị.

Trang

64 Hình PL 3.1 Kích thước mô hình dùng trong thí nghiệm

65 Hình PL 3.2 Vị trí lấy kết quả trong thí nghiệm

66 Hình PL 3.3 Kết quả vận tốc gió tại các điểm khảo sát

67 Hình PL 3.4 Kết quả trường gió trong mô phỏng bằng AutoDesk CFD 2017

Trường gió trên mặt cắt mô hình của thí nghiệm trên ống khí

68 Hình PL 3.5

động và mô phỏng trên phần mềm AutoDesk CFD 2017

Kết quả vận tốc gió tại các điểm khảo sát của thí nghiệm trên

69 Hình PL 3.6

ống khí động và mô phỏng trên phần mềm AutoDesk CFD 2017

70 Hình PL 3.7 Biểu đồ về độ chênh về giá trị vận tốc Δv (m/s)

71 Hình PL 4.1

Số liệu khí hậu tại một số thành phố thuộc vùng DHNTB

72 Hình PL 5.1 Các thiết bị được sử dụng trong quá trình quan trắc môi trường

Kết quả quan trắc từ 26/4/2017 đến 30/4/2017 - tại CC Nại

73 Hình PL 5.2

Hiên Đông

Kết quả quan trắc từ 1/5/2017 đến 27/5/2017 - tại CC Nại Hiên

74 Hình PL 5.3

Đông

Kết quả quan trắc từ 6/6/2017 đến 23/6/2017 - tại CC Nại Hiên

75 Hình PL 5.4

Đông

Kết quả quan trắc - nhiệt độ T và độ ẩm RH - từ 4/6/2017 đến

76 Hình PL 5.5

26/6/2017 - tại CC Nại Hiên Đông

Kết quả quan trắc - nhiệt độ T và độ ẩm RH - từ 4/7/2017 đến

77 Hình PL 5.6

12/7/2017 - tại CC NestHome

Kết quả quan trắc - nhiệt độ T và độ ẩm RH - từ 15/7/2017 đến

78 Hình PL 5.7

26/7/2017-tại CC HAGL LakeView

Nội dung Phiếu khảo sát “Thực trạng và nhu cầu sử dụng

79 Hình PL 6.1

TGTN trong các CC cao tầng”

Đặc điểm của nhóm đối tượng tham gia khảo sát theo: nơi cư

80 Hình PL 6.2

trú, giới tính, nhóm tuổi và nghề nghiệp

81 Hình PL 6.3 Mức độ nhận thức của người dân về những lợi ích của TGTN

82 Hình PL 6.4 Các giải pháp TG được cư dân sử dụng

Thời điểm (theo tháng trong năm) được cư dân mở cửa để

83 Hình PL 6.5

TGTN

xix

STT Số hiệu hình

Nội dung hình vẽ, đồ thị.

Trang

84 Hình PL 6.6 Thời điểm (theo giờ trong ngày) được cư dân mở cửa để TGTN

85 Hình PL 6.7 Xu hướng lựa chọn giải pháp TG làm mát cho căn hộ

a. MBTĐH khối 12T1, 12T2 và 12T3; b. MBTĐH khối 12T4

86 Hình PL 7.1

và 12T5

Mặt bằng căn hộ khảo sát (Tầng 10, khối nhà 12T4) và vị trí các

87 Hình PL 7.2

điểm khảo sát (cao độ + 1.1m so với sàn nhà)

88 Hình PL 7.3

Giá trị vận tốc gió tại các điểm khảo sát A, B, C và D

Tần suất trung bình của gió theo các hướng của từng tháng tại

89 Hình PL 8.1

Đà Nẵng

Tần suất trung bình và vận tốc trung bình của gió theo các

90 Hình PL 8.2

hướng của từng tháng tại Đà Nẵng

91 Hình PL 8.3 Nhiệt độ theo từng giờ trong ngày của Đà Nẵng-năm 2005

92 Hình PL 8.4 Độ ẩm theo từng giờ trong ngày của Đà Nẵng - năm 2005

Biểu đồ phân tích vùng tiện nghi của Đà Nẵng (có 8760 điểm,

93 Hình PL 8.5

mỗi điểm tương ứng với điều kiện nhiệt độ và độ ẩm của 1 giờ

trong năm)

Tần suất trung bình của gió theo các hướng của từng tháng tại

94 Hình PL 8.6

Quy Nhơn

Tần suất trung bình và vận tốc trung bình của gió theo các

95 Hình PL 8.7

hướng của từng tháng tại Quy Nhơn

96 Hình PL 8.8 Nhiệt độ theo từng giờ trong ngày của Quy Nhơn - năm 2003

97 Hình PL 8.9 Độ ẩm theo từng giờ trong ngày của Quy Nhơn - năm 2003

Biểu đồ phân tích vùng tiện nghi của Quy Nhơn (có 8760

98 Hình PL 8.10

điểm, mỗi điểm tương ứng với điều kiện nhiệt độ và độ ẩm của

1 giờ trong năm)

Tần suất trung bình của gió theo các hướng của từng tháng tại

99 Hình PL 8.11

Nha Trang

Tần suất trung bình và vận tốc trung bình của gió theo các

100 Hình PL 8.12

hướng của từng tháng tại Nha Trang

101 Hình PL 8.13 Nhiệt độ theo từng giờ trong ngày của Nha Trang - năm 1995

trong căn hộ

STT Số hiệu hình

Nội dung hình vẽ, đồ thị.

Trang

102 Hình PL 8.14 Độ ẩm theo từng giờ trong ngày của Nha Trang - năm 1995

Biểu đồ phân tích vùng tiện nghi của Nha Trang (có 8760

103 Hình PL 8.15

điểm, mỗi điểm tương ứng với điều kiện nhiệt độ và độ ẩm của

1 giờ trong năm)

Sơ đồ vị trí các thiết bị - đối tượng khảo sát - người thực hiện

104 Hình PL 9.1

khảo sát

105 Hình PL 9.2

Phiếu khảo sát “VTGTN cho người Việt Nam”

106 Hình PL 9.3

Phiếu trả lời về tiện nghi về gió

Số người bắt đầu có cảm nhận về gió đến ứng với các giá trị

107 Hình PL 9.4

vận tốc gió

Số người có cảm giác tiện nghi ứng với từng giá trị của vận

108 Hình PL 9.5

tốc gió

Số người có cảm giác bất tiện nghi ứng với từng giá trị của vận

109 Hình PL 9.6

tốc gió

110 Hình PL 10.1 Hoạt động biểu kiến của mặt trời tại Đà Nẵng

111 Hình PL 10.2 Đề xuất hướng nhà NOCT tại Đà Nẵng theo yêu cầu che nắng

Bức xạ trung bình (W/m2/ngày) trên mặt đứng 8 hướng tại Đà

112 Hình PL 10.3

Nẵng

Tổng cường độ trực xạ trung bình (W/m2/ngày) trên mặt đứng

113 Hình PL 10.4

chính và mặt sau (của mặt chính) theo 8 hướng tại Đà Nẵng

Tổng cường độ trực xạ và tán xạ trung bình (W/m2/ngày) trên

114 Hình PL 10.5

mặt đứng 8 hướng tại Đà Nẵng

Tổng cường độ trực xạ trung bình (W/m2/ngày) trên 2 mặt

115 Hình PL 10.6

đứng chính của Đà Nẵng theo 8 hướng của công trình

116 Hình PL 10.7 Đề xuất hướng nhà NOCT theo yêu cầu hạn chế BXMT

Tổng tần suất gió trên 2 mặt của công trình trong các trường

117 Hình PL 10.8

hợp bố trí hướng chính của NOCT

Đề xuất hướng nhà NOCT tại Đà Nẵng theo yêu cầu khai thác

118 Hình PL 10.9

gió

119 Hình PL 10.10 Tổng hợp hướng tốt cho NOCT tại Đà Nẵng theo các yêu cầu

120 Hình PL 10.11 Thứ tự ưu tiên các hướng tốt nên chọn cho NOCT tại Đà Nẵng

xxi

MỞ ĐẦU

0.1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Từ giữa thế kỷ thứ XX, nhân loại đã phải đối diện với nhiều thách thức mang tính

toàn cầu, như: khủng hoảng năng lượng, cạn kiệt tài nguyên, ô nhiễm môi trường, nghèo

đói, … và đặc biệt là hiện tượng biến đổi khí hậu toàn cầu. Trong bối cảnh đó, phát triển

bền vững (PTBV) đã trở thành xu hướng phát triển tất yếu và là quốc sách hàng đầu của

nhiều quốc gia trên thế giới, trong đó có Việt Nam.

Xây dựng, đặc biệt là xây dựng và phát triển tại các đô thị, là ngành sử dụng nhiều

tài nguyên và tiêu tốn nhiều năng lượng trong suốt vòng đời tồn tại của công trình (có

thể tiêu thụ tới 70% vật liệu tự nhiên và hơn 40% tổng năng lượng tiêu thụ của mỗi

quốc gia [9]). Vì vậy, phát triển xây dựng bền vững - hay kiến trúc bền vững (KTBV)

- là giải pháp có vai trò then chốt trong việc đạt được mục tiêu PTBV chung của các

quốc gia.

KTBV là kiến trúc hướng đến tính thích ứng và nhạy cảm với môi trường, sử dụng

hợp lý các nguồn tài nguyên, năng lượng, thân thiện và góp phần bảo tồn môi trường

sinh thái trong suốt vòng đời của công trình xây dựng. Có nhiều giải pháp thiết kế hướng

đến KTBV, trong đó, khai thác thông gió tự nhiên (TGTN) là một trong những giải

pháp cơ bản và quan trọng nhất. Đây cũng là giải pháp mà cha ông ta đã áp dụng hàng

ngàn năm nay cho các công trình kiến trúc. TGTN trong các công trình - nhằm tạo ra

các không gian tiện nghi, thân thiện cho người sử dụng - nếu được khai thác tốt, sẽ hạn

chế tối đa việc sử dụng các thiết bị thông gió (TG) làm mát, mang lại hiệu quả tiết kiệm

năng lượng (TKNL) cao, hạn chế ảnh hưởng đến môi trường và hướng đến KTBV.

Trong KTBV, vấn đề sử dụng hợp lý, tiết kiệm các nguồn năng lượng trong suốt

vòng đời của công trình là một tiêu chí quan trọng nhằm hướng đến sự PTBV.

Chung cư (CC) là một loại hình kiến trúc nhà ở phổ biến tại các đô thị lớn trên thế

giới. Theo “Chiến lược phát triển Nhà ở quốc gia đến năm 2020 và tầm nhìn đến năm

2030” [26], CC là loại hình nhà ở được “chú trọng phát triển” tại các đô thị Việt Nam.

Theo [26], tỷ lệ Nhà CC ở các dự án phát triển Nhà ở đô thị đến năm 2020 cho các đô

thị đặc biệt (như: Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh) và đô thị loại I-II (như thành phố

Đà Nẵng) lần lượt là 90% và 60%. Như vậy, CC - trong đó có CC cao tầng - sẽ là loại

hình nhà ở phát triển mạnh mẽ tại các đô thị lớn của Việt Nam trong thời gian tới.

Hiện nay, việc khai thác TGTN cho các dự án Nhà ở cao tầng (NOCT) đã và đang

được triển khai xây dựng ở Việt Nam vẫn còn rất hạn chế, như: sử dụng giải pháp TG

nhân tạo là chủ đạo; hiệu quả TGTN cho các phòng ở trong căn hộ chưa cao; một số

phòng chức năng không được chiếu sáng tự nhiên và TGTN; … Một số nguyên nhân

chính của việc chưa khai thác hiệu quả TGTN cho các CC cao tầng: nhận thức của cộng

đồng về vai trò và ý nghĩa của các giải pháp TGTN hướng đến PTBV còn hạn chế; sự

bị động của các giải pháp TGTN trong việc kiểm soát các điều kiện vi khí hậu trong

nhà; nhà thiết kế cần có những kiến thức chuyên môn sâu về lĩnh vực TG và đầu tư

nhiều thời gian để đưa ra được các giải pháp TGTN tối ưu; chưa có một hệ thống lý

thuyết hoàn chỉnh về thiết kế TGTN trong NOCT hoặc các Tiêu chuẩn thiết kế TGTN

trong NOCT để nhà thiết kế có thể áp dụng; …

Vùng Duyên hải Nam Trung bộ (DHNTB) có khí hậu cơ bản là nhiệt đới gió mùa,

không có mùa Đông lạnh [5]. Theo nghiên cứu về sinh khí hậu (SKH) của PGS. Phạm

Đức Nguyên, Đà Nẵng và Nha Trang (là 2 đô thị lớn thuộc vùng DHNTB) có tỷ lệ về

thời gian thời tiết nằm trong vùng dễ chịu trong năm lần lượt là 85.42% và 99.08% [19].

Điều này cho thấy tiềm năng sử dụng giải pháp TGTN cho các công trình tại vùng

DHNTB là rất lớn. Các khảo sát ban đầu và điều tra xã hội học - do nghiên cứu sinh

(NCS) thực hiện (Phụ lục 6) - cho thấy, TGTN là giải pháp được cư dân tại các công

trình NOCT ưu tiên sử dụng để làm mát công trình.

Từ những năm cuối của thế kỷ XX, các đô thị của vùng DHNTB đã có những

bước phát triển mạnh mẽ. Nhiều khu đô thị, khu nhà ở - trong đó có các dự án NOCT -

đã và đang được triển khai thực hiện. Số lượng các dự án NOCT tại các đô thị lớn của

vùng (Đà Nẵng, Nha Trang, Qui Nhơn, …) có xu hướng tăng trong thời gian tới. Do

đó, nếu đưa ra được các giải pháp thiết kế TGTN cho NOCT hợp lý sẽ mang lại hiệu

quả cao về TKNL.

Với định hướng PTBV của Việt Nam và bối cảnh thực tiễn (tiềm năng khai thác

TGTN và xu hướng phát triển của loại hình NOCT) của vùng DHNTB, thiết kế kiến

trúc nhằm khai thác hiệu quả TGTN cho loại hình NOCT nhằm TKNL, hướng đến

PTBV là nhu cầu xuất phát từ thực tiễn và vô cùng cấp thiết.

Xuất phát từ các lý do trên, NCS đã chọn đề tài “Khai thác thông gió tự nhiên

trong Nhà ở cao tầng tại các đô thị Duyên hải Nam Trung Bộ hướng đến tiết kiệm năng

lượng - phát triển bền vững” làm Luận án tiến sĩ Kiến trúc.

0.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

- Mục tiêu nghiên cứu tổng thể: Khai thác TGTN trong NOCT tại các đô thị

DHNTB nhằm TKNL, hướng đến PTBV cho loại hình kiến trúc NOCT nói riêng và

mục tiêu PTBV nói chung của Việt Nam.

- Mục tiêu nghiên cứu cụ thể của luận án:

+ Định hướng khai thác TGTN trong NOCT tại các đô thị DHNTB hướng

đến TKNL, PTBV.

+ Đề xuất các nguyên tắc thiết kế nhằm khai thác hiệu quả TGTN trong

NOCT tại các đô thị DHNTB hướng đến TKNL, PTBV.

+ Đề xuất các kiến nghị về khai thác vận hành TGTN trong NOCT tại các

đô thị DHNTB hướng đến TKNL, PTBV.

0.3. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

- Kiến trúc NOCT.

- TGTN trong NOCT.

0.4. PHẠM VI NGHIÊN CỨU

- Giới hạn về không gian: Các đô thị thuộc vùng DHNTB (nghiên cứu minh họa

cho 3 đô thị của vùng là: Đà Nẵng - Quy Nhơn - Nha Trang)

- Giới hạn về thời gian: giai đoạn đến năm 2030 tầm nhìn đến năm 2050.

0.5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

- Ý nghĩa khoa học của Đề tài: Luận án đã đưa ra phương pháp luận thiết kế, một

số nguyên tắc chung về thiết kế TGTN cho kiến trúc NOCT hướng đến TKNL và PTBV.

Qua đó, góp phần bổ sung cho lý luận về thiết kế TGTN cho công trình kiến trúc nói

chung và loại hình kiến trúc NOCT nói riêng.

- Ý nghĩa thực tiễn của Đề tài: tiềm năng khai thác TGTN cho công trình, nhu cầu

sử dụng giải pháp TGTN để làm mát căn hộ và nhu cầu xây dựng NOCT cho các đô thị

lớn của vùng DHNTB là rất lớn. Các giải pháp thiết kế nhằm khai thác hiệu quả TGTN

cho công trình sẽ có nhiều cơ hội để ứng dụng vào thực tiễn thiết kế hiện nay của khu

vực, góp phần vào việc TKNL, sự PTBV cho kiến trúc và sự PTBV chung cho vùng

DHNTB. Kết quả nghiên cứu cũng là tài liệu hữu ích cho công tác đào tạo kiến trúc sư,

là tài liệu tham khảo cho các nhà quản lý quy hoạch - kiến trúc, nhà thiết kế, nhà đầu

tư, … trong quá trình lập dự án, xét duyệt, thi công xây dựng và vận hành khai thác

công trình NOCT.

Sơ đồ nghiên cứu của Luận án - xem Hình 0.1.

Hình 0.1: Sơ đồ nghiên cứu của Luận án

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHAI THÁC THÔNG GIÓ TỰ NHIÊN

TRONG NHÀ Ở CAO TẦNG HƯỚNG ĐẾN TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG -

PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG

1.1. PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG VÀ KIẾN TRÚC BỀN VỮNG

1.1.1. Bối cảnh ra đời và các khái niệm về phát triển bền vững

Bối cảnh

Sự phát triển kinh tế - xã hội của nhiều nước trên thế giới, ngay từ giữa thế kỷ XX,

đã phải phải đối diện với nhiều thách thức, như: khủng hoảng năng lượng, cạn kiệt tài

nguyên, ô nhiễm môi trường, … và đặc biệt là hiện tượng biến đổi khí hậu. Đây thật sự

là những đe dọa có tính toàn cầu cho môi trường sinh thái trên trái đất, sự phát triển của

các quốc gia, thậm chí là ảnh hưởng đến sự sinh tồn của các thế hệ tương lai.

Trong bối cảnh đó, các quốc gia trên thế giới cần phải có những suy nghĩ và hành

động để cứu trái đất, đảm bảo cho sự sinh tồn và phát triển của các thế hệ tương lai.

Các khái niệm về phát triển bền vững

Những nội hàm của PTBV xuất hiện từ rất sớm cùng với sự phát triển của nền văn

minh nhân loại. Nhưng đến những thập niên đầu của thế kỷ XX, các nội hàm này mới

phát triển và trở thành những hành động cụ thể hay các trào lưu của các tổ chức trong

xã hội. Tiên phong cho các trào lưu này là các tổ chức hoạt động vì môi trường ở Tây

Âu và Bắc Mỹ.

Thuật ngữ “PTBV” lần đầu tiên xuất hiện trong “Chiến lược bảo tồn thế giới” do

Hiệp hội bảo tồn thiên nhiên và tài nguyên thiên nhiên thế giới (IUCN) phối hợp với

Chương trình môi trường Liên hiệp quốc (UNEP) và Quỹ bảo vệ động vật hoang dã thế

giới (WWF) xuất bản vào năm 1980. Theo báo cáo này, “Để sự phát triển là bền vững,

ngoài yếu tố kinh tế, phải tính đến các yếu tố xã hội và yếu tố sinh thái”, trong đó nhấn

mạnh đến góc độ bền vững về sinh thái “một trong những vấn đề tiên quyết cho sự

PTBV là bảo tồn các nguồn tài nguyên cho sự sống” [63].

Khái niệm PTBV chính thức được công bố trong Báo cáo Brundtland của Ủy ban

Môi trường và Phát triển thế giới WCED vào năm 1987 (Báo cáo “Our common

future”). Báo cáo này đã đưa ra một định nghĩa rõ ràng về PTBV, đó là: “PTBV là sự

phát triển đáp ứng các nhu cầu của hiện tại mà không làm tổn hại đến khả năng đáp

ứng nhu cầu của các thế hệ tương lai”. Theo đó, PTBV phải đảm bảo hiệu quả của phát

triển kinh tế, công bằng xã hội và bảo vệ - bảo tồn môi trường. Đây là định nghĩa về

PTBV được sử dụng rộng rãi trong thời gian gần đây.

Năm 1992, tại Hội nghị về Môi trường và phát triển của Liên hiệp quốc (UNCED)

được tổ chức tại Rio de Janeiro - Bazil, khái niệm về PTBV lại được nhắc đến và nhấn

mạnh đến tầm quan trọng của sự cân bằng của 3 yếu tố: môi trường - xã hội - kinh tế.

Tại Hội nghị này, đại diện của hơn 178 quốc gia và tổ chức phi chính phủ tham dự đã

thông qua các văn bản quan trọng, như: Tuyên bố Rio về môi trường và phát triển (gọi

tắc là Tuyên bố Rio) với 27 nguyên tắc đảm bảo cho sự PTBV trên thế giới; Chương

trình nghị sự 21 (Agenda 21); [119] … Chương trình nghị sự 21 về PTBV đã thật sự

trở thành chiến lược phát triển của toàn cầu trong thế kỷ XXI.

Tại Hội nghị thượng đỉnh thế giới về PTBV tại Johannesburg, Nam Phi (còn gọi

là Hội nghị Rio+10 hay Hội nghị Johannesburg) năm 2002, các nước và tổ chức phi

chính phủ tham dự đã tổng kết 10 năm thực hiện Tuyên bố Rio và Chương trình nghị

sự 21 cũng như xác định các mục tiêu ưu tiên tiếp tục thực hiện trong thời gian tới. Tại

Hội nghị Johannesburg 2002, các quốc gia tham dự đã đưa ra quyết sách liên quan tới

các vấn đề về nước, năng lượng, sức khỏe, nông nghiệp và sự đa dạng sinh thái; đồng

thời cam kết thực hiện các chiến lược về PTBV tại mỗi nước trước năm 2005.

Năm 2012, Hội nghị thượng đỉnh thế giới về PTBV tại Rio de Janeiro - Bazil (còn

gọi là Hội nghị Rio + 20) đã thông qua bản Tuyên bố “Tương lai mà chúng ta muốn

có” (“The Future We want”) và những cam kết hành động để hướng đến sự PTBV, với

sự đồng thuận của 193 nước thành viên của Liên Hiệp Quốc. Tuyên bố gồm các nội

dung như: thiết lập các mục tiêu PTBV; sử dụng khái niệm kinh tế xanh như là một

công cụ để đạt được sự PTBV; thúc đẩy Chương trình môi trường của Liên Hiệp Quốc

và thiết lập các diễn đàn mới cho PTBV; xúc tiến đánh giá các báo cáo về hợp tác bền

vững; thực hiện các bước tăng trưởng tổng sản phẩm quốc nội GDP; đẩy mạnh các

chiến lược phát triển tài chính bền vững; chú trọng đến sự bình đẳng giới; nhận thức về

tầm quan trọng của các cam kết tự nguyện, hướng đến PTBV; … [120].

Năm 2015, Hội nghị thượng đỉnh thế giới về PTBV của Liên Hiệp Quốc được tổ

chức tại New York với sự tham gia của các đoàn, đại diện cho 193 nước. Hội nghị đã

thông qua Văn kiện “Chuyển đổi thế giới của chúng ta: Chương trình nghị sự PTBV

đến năm 2030” (“Transforming our world: the 2030 Agenda for Sustainable

Development”) bao gồm 17 mục tiêu và 169 tiêu chí, nhằm đạt được ba thành tựu là:

chấm dứt nghèo đói; đấu tranh với tình trạng bất bình đẳng và không luật pháp; giải

quyết tình trạng biến đổi khí hậu. Một lần nữa, khái niệm PTBV tiếp tục được khẳng

định ở sự tích hợp và cân bằng của 3 yếu tố: kinh tế, xã hội và môi trường [121].

Như vậy, PTBV là sự phát triển nhằm đáp ứng các nhu cầu của hiện tại mà không

làm ảnh hưởng đến khả năng đáp ứng nhu cầu của thế hệ tương lai. PTBV phải đảm

bảo sự cân bằng của ba yếu tố: Xã hội - Môi trường - Kinh tế.

1.1.2. Kiến trúc bền vững

Khái niệm

KTBV là kiến trúc hướng đến sự hạn chế tối đa các tác động tiêu cực đến môi

trường của công trình xây dựng bằng việc sử dụng hợp lý và hiệu quả vật liệu xây dựng,

năng lượng và các không gian chức năng. KTBV sử dụng cách tiếp cận có kiểm soát

đối với năng lượng và bảo tồn sinh thái trong toàn bộ vòng đời của công trình kiến trúc.

Từ cuối thế kỷ XX, trên thế giới xuất hiện nhiều xu hướng kiến trúc có liên quan

đến môi trường, sinh thái, như: Kiến trúc sinh thái (Ecologic Architecture); Kiến trúc

môi trường (Environmental Architecture); Kiến trúc xanh (Green Building); KTBV

(Sustainable Architecture); Kiến trúc có hiệu quả năng lượng (Energy - Efficient

Building) [18].

Cùng với thuật ngữ KTBV, chúng ta còn thường gặp thuật ngữ Kiến trúc xanh

(KTX). KTX là thiết kế kiến trúc nhằm góp phần tạo ra các Công trình xây dựng xanh.

“Công trình xanh là những công trình hướng đến sự tăng cường hiệu quả sử dụng các

nguồn tài nguyên - như: năng lượng, nước và vật liệu - đồng thời giảm những tác động

của công trình xây dựng đến sức khỏe con người và môi trường trong suốt vòng đời của

công trình, từ chọn vị trí xây dựng, thiết kế, xây dựng, vận hành, bảo trì và phá hủy

công trình” [121].

Khái niệm “Xanh” ở đây có ý nghĩa là sự bền vững về môi trường, bền vững của

hệ sinh thái, bền vững về tài nguyên, về năng lượng và về môi trường sống bên trong

cũng như bên ngoài công trình của con người. Như vậy, KTX cũng chính là KTBV.

Như vậy, KTBV - một tên gọi khác là KTX - là kiến trúc hướng đến tính thích

ứng và nhạy cảm với môi trường, sử dụng hợp lý các nguồn tài nguyên, năng lượng,

thân thiện và góp phần bảo tồn môi trường sinh thái trong suốt vòng đời của công trình

xây dựng.

Xu hướng phát triển kiến trúc bền vững trên thế giới

Bối cảnh nhân loại phải đối diện với những thách thức có tính toàn cầu, đã đặt ra

cho kiến trúc phải giải quyết đồng thời các vấn đề như: sử dụng hợp lý các nguồn tài

nguyên, TKNL, tránh gây ô nhiễm môi trường, ứng phó với hiện tượng biến đổi khí

hậu, ... Và, việc lựa chọn định hướng PTBV cho xây dựng là xu hướng tất yếu của kiến

trúc Thế giới nói chung và kiến trúc Việt Nam nói riêng.

Ở một số quốc gia phát triển, hệ thống lý luận về thiết kế KTBV và thực tiễn xây

dựng đã phát triển và đạt được nhiều thành tựu. Từ những năm 90 của thế kỷ XX, các

nước đã xây dựng các hệ thống, phương pháp hay công cụ để đánh giá các công trình

xanh, như: BREEAM của Anh (1990), LEED của Mỹ (1995), CASBEE của Nhật Bản

(2001), GREEN STAR của Úc (2003), GREEN MARK của Singapore (2005), GBI

(Green Building Index) của Malaysia (2008), GBL (Green Building Label) của Trung

Quốc, … Tính đến tháng 3 năm 2012, đã có 191 hệ thống đánh giá chính thức được ghi

nhận. Con số thực tế (bao gồm những hệ thống chưa được ghi nhận hoặc đang phát

triển) là hơn 600 hệ thống hoặc công cụ [31].

1.1.3. Phát triển kiến trúc bền vững tại Việt Nam

Kiến trúc bền vững trong các công trình kiến trúc truyền thống

Văn hóa Việt Nam thuộc loại văn hóa gốc nông nghiệp điển hình, cuộc sống con

người phụ thuộc rất nhiều vào tự nhiên. Chính vì thế, trong cách ứng xử với môi trường

tự nhiên, cha ông ta luôn có ý thức tôn trọng và ước mong sống hài hòa với tự nhiên

[23].

Quan niệm và cách ứng xử này được thể hiện rất rõ qua các đặc trưng cơ bản của

kiến trúc truyền thống Việt Nam, đó là: kiến trúc được thiết kế hài hòa, thích ứng và

thân thiện với môi trường; các công trình kiến trúc là một yếu tố hữu cơ của cảnh quan

tự nhiên, hòa quyện vào tự nhiên thành một thể thống nhất; tận dụng các yếu tố có lợi

và hạn chế các yếu tố bất lợi của tự nhiên để tạo ra môi trường tiện nghi nhất cho con

người; … Đây cũng chính là những nguyên tắc cơ bản của khái niệm KTBV hiện nay.

Như vậy, KTBV đã được hình thành và phát triển từ hàng ngàn năm trong kiến trúc

truyền thống Việt Nam.

Trong kiến trúc nhà ở truyền thống Việt Nam, từ xa xưa, cha ông ta đã đúc kết

được nhiều kinh nghiệm như: “Lấy vợ hiền hòa, làm nhà hướng Nam”, “trước trồng

cau, sau trồng chuối”, sử dụng phên dậu để che nắng, hiên nhà làm không gian chuyển

tiếp, khai thác các yếu tố cây xanh mặt nước để cải thiện vi khí hậu trong nhà, … [39].

Thực trạng và xu hướng phát triển kiến trúc bền vững tại Việt Nam

Nhận thức được tầm quan trọng của vấn đề PTBV và sự nhạy cảm của môi trường

Việt Nam đối với các thách thức toàn cầu, chính phủ Việt Nam luôn tích cực tham gia

và thực hiện đúng các cam kết và tuyên bố của các Hội nghị thượng đỉnh thế giới về

PTBV. Theo Quyết định số 153/2004/QĐ-TTg ngày 17 tháng 8 năm 2004, Thủ tướng

Chính phủ đã ban hành “Định hướng chiến lược PTBV ở Việt Nam” (Chương trình Nghị

sự 21 của Việt Nam).

Trong lĩnh vực xây dựng, các cơ quan quản lý nhà nước về xây dựng đã ban hành

nhiều văn bản pháp quy, triển khai các hoạt động hướng đến PTBV, như:

- Chính phủ ban hành Nghị định số 102/2003/NĐ-CP về việc “Sử dụng năng lượng

tiết kiệm và hiệu quả” (trong đó - ở chương III - nêu vấn đề sử dụng năng lượng trong

các tòa nhà).

- Bộ Xây dựng ban hành Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 09: 2017/BXD “Các

công trình xây dựng sử dụng năng lượng hiệu quả”.

- Bộ Xây dựng đã ban hành “Chương trình hành động của ngành xây dựng ứng

phó với biến đổi khí hậu và nước biển dâng” vào năm 2011; giao cho Hội môi trường

xây dựng Việt Nam (VACEE) “Xây dựng chiến lược quốc gia về phát triển công trình

xanh đến năm 2020, tầm nhìn đến năm 2030” [9].

Cùng với sự phát triển về cơ chế chính sách, các tổ chức nghiên cứu và hoạt động

trong lĩnh vực KTBV - KTX đã được thành lập tại Việt Nam, như: Hội đồng Công trình

Xanh Việt Nam (năm 2007); Hội đồng Xây dựng Xanh Việt Nam (năm 2011); Hội đồng

KTX Việt Nam (năm 2012).

Hoạt động hướng đến sự bền vững trong kiến trúc thời gian qua diễn ra vô cùng

sôi nổi: tập huấn nâng cao nhận thức về PTBV trong kiến trúc; các cuộc thi và giải

thưởng KTX; các chính sách của các địa phương thúc đẩy KTBV phát triển; các chương

trình hành động và các nghiên cứu liên quan đến KTBV; …

Trong “Tuyên ngôn KTX Việt Nam” của Hội Kiến trúc sư Việt Nam (ngày

27/4/2011) đã nhấn mạnh: “KTX là con đường để tạo lập môi trường sống bền vững

cho con người. Đó là hướng phát triển của KTX Việt Nam vì cuộc sống tốt đẹp hôm

nay, không tổn hại đến cuộc sống mai sau và vì sự phát triển trường tồn của đất nước”.

Như vậy, KTBV hay KTX - hiện nay đã thực sự trở thành một trào lưu, một xu

thế phát triển tất yếu của kiến trúc Việt Nam.

1.2. KIẾN TRÚC NHÀ Ở CAO TẦNG

1.2.1. Nhà ở cao tầng

Khái niệm

NOCT là CC cao tầng hoặc các phức hợp kiến trúc cao tầng có chức năng nhà ở,

có từ 9 tầng đến 40 tầng. Trong đó:

- CC cao tầng là loại hình nhà ở phục vụ nhiều hộ gia đình, có phương tiện giao

thông theo phương đứng chủ yếu là thang máy. Mỗi gia đình sống biệt lập trong từng

căn hộ khép kín và sử dụng chung các hệ thống giao thông (thang máy, thang bộ, hành

lang, …), hệ thống hạ tầng kỹ thuật và các tiện ích công cộng.

- Phức hợp kiến trúc cao tầng có chức năng nhà ở là các công trình kiến trúc đa

chức năng, gồm: trung tâm thương mại, văn phòng cho thuê, khách sạn, … kết hợp với

nhà ở.

Ưu nhược điểm

a. Ưu điểm

- Tiết kiệm đất xây dựng trong đô thị.

- Mật độ xây dựng thấp, tạo được các không gian thoáng cho đô thị và tăng diện

tích cho các yếu tố cảnh quan (cây xanh, mặt nước, không gian công cộng, …).

- Hệ số sử dụng đất cao.

- Tạo sự hiện đại và điểm nhấn cảnh quan cho kiến trúc đô thị.

- Tập trung các hoạt động của con người; tiết kiệm không gian và thời gian đi lại;

tăng hiệu suất làm việc, tiết kiệm kinh phí đầu tư, khai thác tối đa hạ tầng kỹ thuật, …

- Thuận lợi cho việc phát triển các tòa nhà đa chức năng trong đô thị.

- Phù hợp với lối sống đô thị, hiện đại.

b. Nhược điểm

- Khó khăn trong việc tổ chức thoát người khi có sự cố.

- Tính toán kết cấu phức tạp.

- Gây nên một số tác động tiêu cực về môi trường trong nhà ở và trong đô thị: môi

trường không khí loãng (ở trên cao) ảnh hưởng đến sức khỏe; hấp thụ nhiều bức xạ mặt

trời (BXMT); tải trọng gió theo phương ngang lớn; …

- Gây nên một số trạng thái tâm lý tiêu cực cho cư dân, như: lo lắng về vấn đề an

toàn, chóng mặt, lo sợ, cảm giác cô đơn, ... [12], [24].

1.2.2. Kiến trúc nhà ở cao tầng trên thế giới, Việt Nam và các đô thị Duyên

hải Nam Trung Bộ

Thực trạng xây dựng và xu hướng phát triển nhà ở cao tầng tại các đô

thị trên thế giới

Từ cuối thế kỷ XIX, cùng với sự phát triển kinh tế - xã hội - khoa học - kỹ thuật,

sự bùng nổ dân số và đặc biệt là quá trình đô thị hóa, kiến trúc cao tầng đã bước vào

giai đoạn phát triển mạnh mẽ và trở thành một trào lưu kiến trúc thế giới. Công trình

đầu tiên xuất hiện năm 1885 tại thành phố Chicago (Mỹ) là Ngôi nhà Công ty bảo hiểm

gia đình có 10 tầng và cao 55m.

Sang thế kỷ XX, kiến trúc cao tầng trở thành yếu tố tượng trưng cho các đô thị

hiện đại. Chicago (Mỹ) là nơi phát sinh và mở đầu cho kỷ nguyên kiến trúc nhà cao

tầng. Theo thống kê, từ năm 1990, các công trình kiến trúc nhà cao tầng của Thế giới

tập trung chủ yếu ở Mỹ. Trong sau năm 1990 và đặc biệt là trong những thập niên đầu

của thế kỷ XXI đã chứng kiến sự phát triển mạnh mẽ của kiến trúc cao tầng tại các quốc

gia Châu Á và Trung Cận Đông, như: Các tiểu vương quốc Ả rập thống nhất (Burj

Dubai, cao 828 m), Hàn Quốc (Lotte World II Tower, cao 510 m), Đài Loan (Taipei

101, cao 508 m), Trung Quốc, Malaysia, …

Các kiến trúc cao tầng chủ yếu là các công trình đa chức năng, với các công năng

chủ yếu như: văn phòng, khách sạn, nhà ở, thương mại, …

Một số công trình NOCT (hoặc các phức hợp có chức năng nhà ở) trên thế giới,

như: Price Tower (Mỹ, năm 1956, 19 tầng, cao 58m); John Hancok Center (Mỹ, năm

1970, 100 tầng, cao 343.5m); St Luke’s Garden (Nhật, năm 1994, 51 tầng, cao 220.63

m); Petronas Tower (Malaysia, 1998, 88 tầng, cao 451.9m); Highcliff Tower (Hồng

Kông, 2002, 73 tầng, cao 253.4m); 21st Century Tower (Các tiểu vương quốc Ả rập

Thống nhất, 2003, 55 tầng, cao 270m); Q1 Tower (Úc, 2005, 79 tầng, cao 322.5m); …

[12], [15].

Theo thống kê của [115], “100 Công trình nhà ở có chiều cao lớn nhất thế giới

hiện nay” là các tòa nhà siêu cao tầng và tập trung nhiều nhất tại các quốc gia với số

lượng như sau: Các tiểu vương quốc Ả rập Thống nhất (27 tòa nhà); Hàn Quốc (20 tòa

nhà); Hồng Kông (8 tòa nhà); Úc, Panama (7 tòa nhà); Singapore (5 tòa nhà); …

Xu hướng phát triển của NOCT trên thế giới sẽ tiếp tục phát triển trong những

thập niên tiếp trên thế giới, đặc biệt tại các nước như: Trung Quốc, Các tiểu vương quốc

Ả rập Thống nhất, Ảrập Xê út, …

Thực trạng xây dựng và xu hướng phát triển Nhà ở cao tầng tại các đô

thị Việt Nam

Trước năm 1975, tại Sài Gòn đã xuất hiện một số CC và ký túc xá cao tầng. Từ

những năm đầu của thập niên 90 thế kỷ XX, một số công trình NOCT đã xuất hiện tại

Tp. Hồ Chí Minh và Hà Nội. Với sự phát triển đô thị, trong thập niên đầu của thế kỷ

XXI đã chứng kiến sự phát triển mạnh về số lượng các Khu đô thị mới, cùng với nó là

nhiều NOCT được đầu tư và xây dựng. Theo “Chiến lược phát triển Nhà ở quốc gia

đến năm 2020 và tầm nhìn đến năm 2030”, tỷ lệ nhà ở CC trong các dự án phát triển

nhà ở đô thị đến năm 2020 được quy định từ 40% đến 90% tùy theo loại đô thị [26].

Như vậy, cùng với sự phát triển của các đô thị, sự phát triển kinh tế - văn hóa - xã

hội, nhu cầu ở của người dân đô thị, chiến lược phát triển loại hình kiến trúc nhà ở, …

nhà CC - trong đó có CC cao tầng hay NOCT - sẽ có xu hướng phát triển mạnh trong

thời gian tới tại các đô thị Việt Nam, đặc biệt là tại các đô thị lớn (đô thị loại đặc biệt,

đô thị loại I và đô thị loại II).

Thực trạng phát triển của nhà ở cao tầng tại các đô thị Duyên hải Nam

Trung Bộ

Từ những năm cuối thế kỷ XX, các thành phố thuộc khu vực DHNTB - đặc biệt

là tại các thành phố lớn, như: Đà Nẵng, Nha Trang, Quy Nhơn, ... - đã có những bước

phát triển mạnh mẽ về quy hoạch, xây dựng và phát triển đô thị. Nhiều khu dân cư mới

- với nhiều loại hình nhà ở đa dạng như: CC, nhà liên kế, biệt thự - được hình thành,

đáp ứng nhu cầu ở và tiện nghi ngày càng cao của người dân đô thị. Nhiều dự án NOCT

đã và đang được đầu tư xây dựng.

Một số dự án tiêu biểu tại các đô thị:

- Thành phố Đà Nẵng: CC Azura (34 tầng, hoàn thành xây dựng vào năm 2012),

CC Đà Nẵng Plaza (18 tầng, năm 2010), CC Indochina Tower (Tháp căn hộ cao 25

tầng, năm 2008), CC Vĩnh Trung Plaza (20 tầng, năm 2007), CC HAGL-LakeView (32

tầng, năm 2013), CC Làng cá Nại Hiên Đông (12 tầng, năm 2013), CC Blue House (9

tầng, năm 2011), CC Blooming Tower (35 tầng, đang xây dựng), CC Fhome (27 tầng,

năm 2016), CC Mường Thanh - Sơn Trà (40 tầng, năm 2017), Vinpearl Condotel

Riverfront Đà Nẵng (36 tầng, năm 2018), …

- Thành phố Quy Nhơn: CC Hoàng Anh - Đầm sinh thái Đống Đa (15 tầng, năm

2011); CC Long Thịnh (10 tầng, năm 2016); CC Simona Home (9 tầng, năm 2017); …

- Thành phố Nha Trang: Khu phức hợp Nha Trang Center (19 tầng, năm 2011);

CC tại Khu đô thị Vĩnh Điềm Trung (9 tầng, năm 2014); CC CT1 - Khu đô thị VCN

Phước Hải (9 tầng, năm 2017); CC HQC (15 - 18 tầng); Dự án CC Mường Thanh Thiên

Triều (45 tầng); Dự án CC Syrena Nha Trang Bay (20 tầng); Dự án CC Butterfly Nha

Trang (19 tầng); …

- Thành phố Phan Thiết: theo thống kê của NCS, hiện nay chỉ có 1 dự án NOCT

được xây dựng tại khu vực này là CC Phú Tài (14 tầng, năm 2017).

1.3. THÔNG GIÓ TỰ NHIÊN TRONG CÔNG TRÌNH

1.3.1. Thông gió trong công trình

Đặc tính lý hóa của môi trường không khí

a. Trạng thái không khí:

Không khí trong bầu khí quyển là một hỗn hợp cơ học của nhiều chất khí mà chủ

yếu là khí Nitơ (N2 - chiếm 78,08% thể tích), Oxi (O2 - chiếm 20,95% thể tích) và một

ít hơi nước. Ngoài ra, trong không khí còn chứa một lượng nhỏ các chất khí khác, như

cacbonic CO2, các khí trơ (Acgon, Nêon, Hêli, Kripton, Xênon, Ôzon,…).

Trong thực tế, do sinh hoạt, quá trình sản xuất của con người hoặc do thiên tai (núi

lửa, bão cát, cháy rừng, …) trong thành phần không khí có thể có các vi trùng, chất khí

độc hại, bụi, ... [6].

b. Các thông số vật lý của không khí ẩm:

Không khí ẩm là hỗn hợp không khí hoàn toàn khô và hơi nước.

- Độ ẩm tuyệt đối của không khí là lượng hơi nước tính bằng kg chứa trong 1m3

không khí ẩm.

Ký hiệu: D; đơn vị: kg/m3

- Độ ẩm tương đối (hay mức độ no hơi nước) của không khí là tỷ số của Độ ẩm

tuyệt đối D và Độ ẩm tuyệt đối bão hòa Dbh ở cùng nhiệt độ.

Ký hiệu: RH; đơn vị: %

- Dung ẩm là lượng hơi nước tính bằng gam trong một khối không khí ẩm có trọng

lượng phần khô là 1kg.

Ký hiệu: d; đơn vị: g/kg k.k.khô

- Trọng lượng riêng của không khí ẩm là trọng lượng không khí (bao gồm phần

khô và hơi nước) trên một đơn vị thể tích.

Ký hiệu: ρ, đơn vị: kg/m3 [6], [22].

Thông gió trong công trình

TG là lĩnh vực khoa học kỹ thuật có liên quan đến nhiều ngành, như: kiến trúc,

xây dựng, nhiệt kỹ thuật, thủy khí động lực, an toàn lao động, cơ khí chế tạo, …

TG trong công trình có chức năng làm cho môi trường không khí bên trong công

trình - với các thông số về: nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ chuyển động của không khí, thành

phần không khí, … - đáp ứng được yêu cầu về tiện nghi của người sử dụng.

Khai thác các yếu tố tự nhiên để TG cho công trình hướng đến tiện nghi cho người

sử dụng đã được nhiều dân tộc trên thế giới áp dụng phổ biến từ hàng ngàn năm nay.

Tùy theo đặc điểm tự nhiên của các vùng miền, họ đã có những giải pháp thiết kế khác

nhau, như: vị trí xây dựng, hướng nhà, bố trí không gian chức năng, cấu tạo cửa đi - cửa

sổ, tháp đón gió, … Tuy nhiên, các giải pháp trên chỉ là những kinh nghiệm được đúc

kết qua nhiều thế hệ.

Đến thế kỷ XVIII, khi nền sản xuất công nghiệp ra đời và phát triển - đánh dấu

bằng sự xuất hiện của máy hơi nước - thì TG mới trở thành đối tượng nghiên cứu của

các nhà khoa học trên thế giới và trở thành một ngành chuyên môn riêng biệt. Một số

nhà khoa học có nhiều cống hiến và đặt nền tảng cho lĩnh vực chuyên môn TG phải kể

đến: N. A. Lovou, A. A. Xablukov (người đầu tiên chế tạo ra quạt máy vào thế kỷ 19);

I. I. Flavisky (người đầu tiên nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số môi trường không

khí đến cảm giác nhiệt của con người); A. K. Pavlosky; V. M. Traplin; A. N.

Xeliverstov; A. V. Nhesterenko; G. Kraft; K. Petsold; V. Keys; … [6].

Như vậy, TG trong công trình là lĩnh vực khoa học kỹ thuật nghiên cứu về sự

chuyển động của không khí bên trong công trình hay sự trao đổi không khí giữa bên

trong và bên ngoài công trình nhằm đáp ứng các yêu cầu về tiện nghi cho người sử

dụng.

Hệ thống TG trong công trình gồm 2 loại:

- Hệ thống TGTN: là hệ thống TG dựa vào các nguồn lực tự nhiên (như: áp lực

gió hoặc sức đẩy nổi của không khí).

- Hệ thống TG nhân tạo (TG cơ khí): là hệ thống TG dựa vào các thiết bị nhân tạo

(như: quạt hút, quạt thổi, thiết bị lọc bụi, thiết bị sấy - làm mát không khí, …).

Hai hệ thống TG trên đều có những ưu điểm và nhược nhất định. Trong các công

trình kiến trúc, tùy theo đặc điểm, tính chất và yêu cầu cụ thể để chọn một trong hai hệ

thống hoặc kết hợp cả hai hệ thống trên.

1.3.2. Thông gió tự nhiên trong công trình

Khái niệm

TGTN là hiện tượng chuyển động của khối không khí trong công trình dưới tác

dụng của các lực tự nhiên như áp lực của gió hoặc áp lực nhiệt của không khí.

Gió và sự biến thiên vận tốc gió theo chiều cao

a. Đặc điểm của gió ở lớp biên khí quyển:

Gió là một hiện tượng vật lý có sự thay đổi liên tục và không theo qui luật. Đặc

điểm ngẫu nhiên đó của gió là do chuyển động rối (turbulence) của các phần tử không

khí. Ở lớp biên khí quyển, các vật cản trên bề mặt trái đất và các luồng gió do hiệu ứng

đẩy nổi của nhiệt tạo nên chuyển động rối. Càng lên cao, độ rối càng giảm.

Vận tốc gió tức thời v tại một thời điểm (t) được xác định bằng công thức:

v(t) = 𝑣 + v’(t) (1)

Trong đó: : giá trị vận tốc trung bình. 𝑣

v’(t) : đại lượng biến thiên của gió [41].

Giá trị vận tốc gió thay đổi theo chiều cao và được xác định theo quy luật hàm

logarit hoặc hàm số mũ. Độ cao, mà từ đó vận tốc gió không thay đổi, gọi là độ cao

Gradient - ký hiệu HG. HG phụ thuộc vào đặc điểm của địa hình - xem Hình 1.1.

Hình 1.1. Sự biến thiên của vận tốc gió theo chiều cao của các dạng địa hình [87]

Vận tốc gió VH tại độ cao H (m) được xác định theo công thức:

(2)

Trong đó: + VH là vận tốc gió ở cao độ H (m)

+ Vz là vận tốc gió ở cao độ tham chiếu Hz

+ δ: chiều dày lớp biên khí quyển.

+ a: hệ số mũ (được xác định bằng thực nghiệm) [44].

(Xem Phụ lục 1)

b. Đặc điểm luồng gió xung quanh công trình:

Khi thổi đến công trình, gió sẽ bị phân tán tại các cạnh của của công trình tạo nên

các vùng đón gió có áp lực dương (+), vùng quẩn gió có áp lực âm (-). Hình 1.2 thể hiện

đặc điểm luồng gió khi thổi đến một công trình có dạng khối hộp chữ nhật.

Các hình thức thông gió tự nhiên

a. TG nhờ áp lực khí động (wind driven ventilation):

Chuyển động của khối không khí được tạo ra do sự chênh lệch áp suất giữa mặt

đón gió (áp lực +) và mặt khuất gió (áp lực -). Khi gió thổi đến công trình sẽ tạo ra áp

lực gió dương (+) trên mặt đón gió và áp lực gió âm (-) trên mặt khuất gió của công

trình. Nếu trên các bề mặt công trình có khoảng mở (cửa, khe hở, …), theo nguyên lý

cân bằng áp suất, gió sẽ đi xuyên qua.

Hình 1.2. Đặc điểm luồng gió khi thổi đến công trình [44]

Đặc trưng cho độ lớn áp lực gió (do gió thổi đến gây ra tại các điểm trên bề mặt

công trình) là hệ số áp lực gió (wind pressure coefficient) Cp. Cp phụ thuộc vào vị trí

của cửa (trên phương đứng và phương ngang của công trình), góc gió đến, tương quan

kích thước công trình. Cp được xác định bằng thực nghiệm trên ống khí động hoặc mô

phỏng [112].

Lưu lượng TG Gw do áp lực khí động - trong trường hợp TG xuyên phòng - phụ

thuộc vào diện tích cửa và độ chênh áp suất ΔPw.

Δ𝑃𝑤 = 𝜌0𝑣2Δ𝐶𝑝 (3)

Trong đó: 𝜌0: khối lượng riêng của không khí (kg/m3)

𝑣 : vận tốc gió đến (m/s)

Δ𝐶𝑝 = Cpi - Cpo (với Cpi, Cpo là hệ số áp lực gió vào và ra) [112].

b. TG nhờ áp lực nhiệt (stack ventilation, buoyancy driven ventilation):

Chuyển động của khối không khí được tạo ra do sự chênh lệch nhiệt độ giữa bên

trong và bên ngoài công trình; không khí ở nơi có nhiệt độ cao (+) sẽ chuyển động lên

cao và không khí ở nơi có nhiệt độ thấp (-) hơn tràn vào chiếm chỗ.

Lưu lượng TG Gb - do áp lực nhiệt - phụ thuộc vào độ chênh lệch nhiệt độ, diện

tích cửa, vật cản và độ chênh lệch áp suất ΔPb.

∆𝑇 𝑇𝑖

∆𝐻 (4) Δ𝑃𝑏 = 𝜌0𝑔

Trong đó: g: gia tốc trọng trường

ΔH: Khoảng cách theo phương đứng của cửa trên và cửa dưới

ΔT = Ti - To (với Ti, To là nhiệt độ trong và ngoài nhà) [112].

Trong các công trình dân dụng được TGTN, độ chênh lệch về nhiệt độ giữa trong

nhà và ngoài nhà là nhỏ. Vì vậy, hiệu quả TG nhờ chênh lệch nhiệt độ trong công trình

là không đáng kể.

Vai trò của thông gió tự nhiên

- Tăng lưu lượng không khí trao đổi giữa trong và ngoài nhà nhằm tạo tiện nghi

vi khí hậu tốt cho người sử dụng (giảm nhiệt độ; thải các chất khí độc hại, bụi, vi trùng,

hơi nước; …)

- TKNL dùng cho các thiết bị TG, làm mát, làm sạch không khí.

- Tăng tốc độ chuyển động của khối không khí trong ngoài nhà, nhằm tăng cường

trao đổi nhiệt bằng đối lưu, bốc hơi mồ hôi, …

- Hạn chế gió thổi vào phòng khi điều kiện không khí ngoài nhà không đảm bảo.

- Tăng tỷ lệ diện tích trong phòng có gió thổi qua.

- Tạo môi trường thân thiện với con người. Hạn chế các bệnh gây ra do thường

xuyên sử dụng máy điều hòa không khí.

Một số rào cản đối với thiết kế thông gió tự nhiên trong công trình

Thiết kế TGTN và khai thác TGTN cho các công trình mang lại rất nhiều ưu điểm.

Trong đó, ưu điểm lớn nhất của TGTN là khả năng TKNL và thân thiện với môi trường.

Điều này có ý nghĩa đặc biệt quan trong trong bối cảnh khủng hoảng năng lượng, cạn

kiệt tài nguyên, ô nhiễm môi trường và xu hướng PTBV hiện nay trên thế giới. Tuy

nhiên, việc áp dụng các giải pháp thiết kế TGTN cho các công trình kiến trúc còn nhiều

khó khăn và hạn chế.

a. Các khó khăn và hạn chế trong quá trình vận hành công trình

Công trình kiến trúc có áp dụng các giải pháp TGTN có thể tồn tại một số khó

khăn và hạn chế sau: sự thâm nhập của các yếu tố bất lợi (loại động vật, côn trùng, sâu

bọ, mưa tạt, tiếng ồn, bụi, khói, các chất độc hại, mùi, …); BXMT chiếu vào làm nóng

không khí và các vật dụng trong nhà; gây ra gió lùa trong nhà; nhận thức về ý nghĩa và

vai trò của TGTN trong công trình của một bộ phận người dân còn hạn chế; …

b. Các khó khăn và hạn chế trong quá trình thiết kế công trình

Một số khó khăn và hạn chế trong quá trình thiết kế công trình TGTN, như: một

số nguyên tắc thiết kế ảnh hưởng đến giải pháp TGTN trong công trình (nguyên tắc

thiết kế phòng cháy - khói, âm học trong kiến trúc - ngăn chặn tiếng ồn bên ngoài truyền

vào nhà); sự không thống nhất giữa giải pháp vận hành hệ thống TGTN hợp lý của

người sử dụng với giải pháp của người thiết kế ở từng thời điểm khác nhau; những giải

pháp hay thiết bị nhằm đáp ứng nhu cầu về che nắng, sự riêng tư và ánh sáng ban ngày

có khả năng hạn chế sự TGTN trong công trình; việc thiết kế ra một hệ thống TGTN

vận hành tối ưu, ít phụ thuộc vào yếu tố người sử dụng, gặp khó khăn do sự thiếu thiện

chí của chủ đầu tư và người sử dụng công trình; thiếu các công cụ thiết kế có tính pháp

lý và hiệu quả cho TGTN.

c. Các khó khăn và hạn chế khác

- Các yêu cầu thiết kế về vỏ bao che (VBC) của TGTN có thể mâu thuẫn (gây

xung đột) với ý tưởng thiết kế tổng thể của công trình.

- TGTN phụ thuộc rất nhiều vào các điều kiện môi trường bên ngoài, và rất khó

khăn trong kiểm soát điều kiện môi trường trong nhà (độ ẩm, kiểm soát tiếng ồn, kiểm

soát chất lượng không khí, thu hồi nhiệt, vấn đề an ninh, mưa tạt, …). Điều này dẫn đến

nhiều rủi ro cho người thiết kế trong việc kiểm soát điều kiện không khí trong nhà và

khó mang lại sự hài lòng cho khách hàng. Vì vậy, giải pháp thiết kế TG cơ khí thường

được chọn do dễ thiết kế, hạn chế rủi ro cho người thiết kế và là giải pháp chủ động

trong kiểm soát điều kiện môi trường trong nhà.

- Thiết kế một công trình được TGTN đòi hỏi nhiều công sức của người thiết kế

hơn là TG nhân tạo [6], [13], [41].

1.4. TIỆN NGHI NHIỆT TRONG CÔNG TRÌNH

1.4.1. Phương trình cân bằng nhiệt của cơ thể và môi trường

Sự sản sinh nhiệt của cơ thể con người (nhiệt sinh lý)

Trong cơ thể con người, hầu hết các quá trình sinh hóa liên quan đến sản sinh tế

bào, chuyển hóa năng lượng và làm việc cơ bắp đều sinh ra nhiệt. Các quá trình xảy ra

khi chuyển hóa thức ăn thành các nhu cầu nguyên liệu của cơ thể và các dạng hữu ích

của năng lượng được gọi là sự trao đổi chất (Metabolism). Sự sản sinh nhiệt metabolism

có thể chia thành 2 loại:

- Metabolism cơ bản: là sự sinh nhiệt sinh trưởng, dùng cho sự phát triển, tái tạo

và hoạt động của các cơ quan trong cơ thể.

- Metabolism cơ bắp: là sự sinh nhiệt của cơ bắp trong khi làm việc có ý thức.

Lượng nhiệt được sản sinh nêu trên được cơ thể sử dụng hay thải ra môi trường

xung quanh theo các dạng truyền nhiệt, như: bức xạ, đối lưu, dẫn nhiệt hoặc bay hơi.

Khi con người ở trạng thái nghỉ ngơi, mức độ sử dụng năng lượng của cơ thể là

thấp nhất, lượng nhiệt trao đổi và lượng nhiệt thải ra đều ở mức tối thiểu. Khi cơ thể

tăng cường các hoạt động thể chất hay tinh thần, sự chuyển hóa để cung cấp năng lượng

cũng tăng theo tương ứng.

“Lượng nhiệt cơ thể sinh ra do sự chuyển hóa là Lượng nhiệt sinh lý”, ký hiệu là

M, đơn vị tính: Met (Metabolism).

(1 Met = 50 kcal/ m2.h = 18,4 Btu/ft2 = 58,2 W/m2) [18].

Các hình thức trao đổi nhiệt giữa cơ thể và môi trường

Nhiệt độ sâu trong cơ thể người phải được giữ cân bằng và ổn định trong một

phạm vi hẹp - khoảng 37°C. Để đảm bảo sự ổn định này, lượng nhiệt thừa trong cơ thể

được thải (hay trao đổi) ra môi trường bằng các hình thức sau:

- Sự trao đổi nhiệt do đối lưu: là sự trao đổi nhiệt giữa cơ thể người và không khí

xung quanh.

- Sự trao đổi nhiệt do dẫn nhiệt: là sự trao đổi nhiệt do sự tiếp xúc trực tiếp giữa

cơ thể người và các bề mặt (của các vật thể) trong công trình.

- Sự trao đổi nhiệt do bức xạ: là sự trao đổi nhiệt bức xạ giữa mặt da và các bề mặt

xung quanh dưới dạng sóng điện từ.

- Sự trao đổi nhiệt do bay hơi: là sự trao đổi nhiệt do sự bay hơi và lấy nhiệt xảy

ra trên mặt da (hoặc mồ hôi) và trong phổi (khi hít thở) [18].

Phương trình cân bằng nhiệt của cơ thể và môi trường

Sự cân bằng nhiệt của cơ thể và môi trường xảy ra khi lượng nhiệt sản sinh bằng

lượng nhiệt thải ra. Sự cân bằng này thể hiện qua phương trình sau:

M = NBH ± NĐL ± NDN± NBX± NT (5)

Trong đó: M, NBH, NĐL, NDN, NBX, NT lần lượt là lượng nhiệt sinh lý, lượng

nhiệt thải bằng bay hơi, lượng nhiệt nhận hoặc thải bằng đối lưu, lượng nhiệt nhận hoặc

thải bằng dẫn nhiệt, lượng nhiệt nhận hoặc thải bằng bức xạ, lượng nhiệt thừa tích lũy

trong cơ thể [18].

1.4.2. Khái niệm tiện nghi nhiệt

Khái niệm

Tiện nghi nhiệt (TNN) là “trạng thái tinh thần thoải mái với môi trường nhiệt; đó

là điều kiện khi các cảm xúc nhiệt mặt da và phần thụ cảm nhiệt của não chịu kích thích

ít nhất” [18].

Theo tiêu chuẩn ASHRAE 55-2010 (ASHRAE: American Society of Heating,

Refrigerating and Air-Conditioning Engineers), TNN là “điều kiện của cảm giác thể

hiện sự thõa mãn với môi trường nhiệt và được quyết định bởi các đánh giá chủ quan

của con người” [43].

Các yếu tố ảnh hưởng đến tiện nghi nhiệt

Hai khái niệm về TNN nêu trên đều nhấn mạnh yếu tố chủ quan về cảm giác nhiệt

của các đối tượng được khảo sát. Theo các nghiên cứu, TNN phụ thuộc vào các yếu tố

sau: nhiệt độ không khí, nhiệt độ bức xạ, áp suất hơi nước, vận tốc chuyển động của

không khí, nhiệt trở quần áo, mức nhiệt sinh lý, độ tuổi, giới tính, chủng tộc, độ cao,

thời gian trong ngày, vị trí địa lý, chế độ ăn uống, … [18], [33], [92].

1.4.3. Các mô hình dự đoán tiện nghi nhiệt

- Mô hình trạng thái tĩnh (Steady state heat balance comfort model): là mô hình

dự đoán cảm giác nhiệt trung bình của số đông người được khảo sát trong môi trường

có các điều kiện ổn định về nhiệt độ, độ ẩm, vận tốc gió, trạng thái vận động, trạng thái

vận động, … Mô hình này được phát triển bởi Fanger và thường áp dụng cho các phòng

sử dụng điều hòa không khí.

- Mô hình hai cực (Two-node model): Mô hình này xem cơ thể người gồm 2 cực

(là “cực da” và “cực lõi”) để dự đoán các phản ứng tâm sinh lý của đối tượng được khảo

sát đối với môi trường ổn định hoặc thay đổi, cho các hoạt động nhẹ và trung bình trong

điều kiện lạnh đến rất nóng. Mô hình này được Stolwijk và Hardy giới thiệu lần đầu

vào năm 1966.

- Mô hình thích ứng (Adaptive thermal comfort model): là mô hình dự đoán nhiệt

độ tiện nghi trong nhà căn cứ vào các yếu tố thời tiết ngoài nhà (chủ yếu là nhiệt độ

không khí ngoài nhà). Mô hình này phát triển dựa vào kết quả nghiên cứu cho rằng

“Con người thích nghi tốt với môi trường thông qua các điều tiết tâm sinh lý và điều

chỉnh cá nhân. Do vậy, TNN của một người không cố định mà thay đổi theo thời tiết”.

Các nghiên cứu theo mô hình này đều xây dựng mối liên hệ giữa nhiệt độ tiện nghi và

nhiệt độ trung bình tháng của không khí ngoài nhà [33].

1.5. KHAI THÁC THÔNG GIÓ TỰ NHIÊN TRONG CÔNG TRÌNH HƯỚNG

ĐẾN TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG - PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG

1.5.1. Năng lượng sử dụng trong công trình

Năng lượng sử dụng trong công trình xây dựng bao gồm năng lượng sử dụng trong

suốt vòng đời của công trình:

- Giai đoạn xây dựng (Manufacturing phase): bao gồm năng lượng sử dụng cho

quá trình sản xuất, vận chuyển vật liệu xây dựng và trang thiết bị trong công trình, năng

lượng sử dụng trong quá trình xây dựng và cải tạo công trình, …

- Giai đoạn sử dụng (Use phase): bao gồm năng lượng sử dụng để duy trì điều kiện

tiện nghi cho công trình, bảo dưỡng thường xuyên của công trình. Cụ thể là là năng

lượng sử dụng để sưởi ấm, TG, điều hòa không khí, nước nóng, chiếu sáng, các trang

thiết bị phục vụ tiện nghi của con người và công việc, …

- Giai đoạn phá hủy (Demolition phase): bao gồm năng lượng dùng để phá hủy

công trình (khi công trình đã hết hạn sử dụng), vận chuyển vật liệu thải ra khỏi công

trình, hoàn trả hiện trạng khu đất để phục vụ các mục đích khác, …

Theo các nghiên cứu về năng lượng trong vòng đời công trình, năng lượng sử

dụng trong giai đoạn sử dụng công trình chiếm từ 80% đến 90% của tổng mức năng

lượng tiêu thụ của công trình (năng lượng sử dụng trong giai đoạn xây dựng công trình

chiếm từ 10% đến 20%) [79].

1.5.2. Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong công trình

Tính cấp thiết của sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong công

trình xây dựng

Ngày nay, vấn đề năng lượng đã và đang đặt ra những thách thức lớn cho sự phát

triển của mỗi quốc gia và nhân loại, đó là: cạn kiệt các nguồn năng lượng hóa thạch;

giá của các loại năng lượng sơ cấp tăng cao; ứng phó với hiện tượng biến đổi khí hậu

trong sử dụng năng lượng; ấn đề an ninh năng lượng quốc gia; khả năng tiếp cận năng

lượng cho tất cả mọi người; ...

Trong bối cảnh đó, vấn đề sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả đã trở thành

chính sách quan trọng hàng đầu của các quốc gia. Và việc sử dụng năng lượng tiết kiệm

và hiệu quả trong các công trình xây dựng đã trở nên cấp thiết và là xu hướng tất yếu

trong các chính sách phát triển nhằm hướng đến sự PTBV cho đất nước.

Một số hướng nghiên cứu về hiệu năng trong công trình

Nghiên cứu hiệu năng công trình nhằm đưa ra các giải pháp thiết kế và xây dựng

các công trình kiến trúc có khả năng TKNL sử dụng trong suốt vòng đời của công trình

hoặc hướng đến công trình có mức tiêu thụ năng lượng bằng không. Đây là vấn đề đang

được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu.

Một số hướng nghiên cứu chính hiện nay:

- Sử dụng các công cụ mô phỏng hiệu năng trong quá trình thiết kế và sử dụng.

- Nghiên cứu cải thiện hiệu năng cho công trình ở giai đoạn thiết kế xây mới hoặc

cải tạo công trình.

- Nghiên cứu định mức năng lượng cho các loại hình công trình kiến trúc.

- Nghiên cứu các giải pháp TKNL cho công trình trong quá trình vận hành khai

thác: chiếu sáng tự nhiên, TGTN, sưởi ấm, …

- Phát triển các hệ thống vận hành thông minh cho công trình.

Trong đó, nghiên cứu các giải pháp thiết kế kiến trúc nhằm khai thác hiệu quả

TGTN, hạn chế sử dụng năng lượng - TKNL là một trong những giải pháp cơ bản, quan

trọng và hiệu quả nhất cho các thể loại công trình xây dựng, đặc biệt là loại hình công

trình NOCT.

1.5.3. Vấn đề tiết kiệm năng lượng và phát triển bền vững trong xây dựng

TKNL có vai trò quan trọng, góp phần bảo đảm an ninh năng lượng, giảm phát

thải khí nhà kính (tác nhân gây biến đổi khí hậu toàn cầu), bảo vệ môi trường sinh thái,

sử dụng hợp lý các nguồn tài nguyên năng lượng của các quốc gia. Do đó, TKNL là

một trong những giải pháp then chốt trong chiến lược PTBV của các quốc gia.

Ở Việt Nam, vấn đề khai thác hợp lý và sử dụng có hiệu quả các nguồn tài nguyên

thiên nhiên - trong đó có TKNL - là các mục tiêu cụ thể được nêu trong “Chương trình

Nghị sự 21 của Việt Nam” và “Chiến lược PTBV Việt Nam, giai đoạn 2011-2020” [25],

[27].

Xây dựng là ngành tiêu tốn nhiều năng lượng trong suốt vòng đời tồn tại của công

trình, có thể tới 40% tổng năng lượng tiêu thụ của mỗi quốc gia [9]. Vì vậy, thiết kế xây

dựng các công trình sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả là một giải pháp cơ bản

và quan trọng nhất nhằm hướng đến sự PTBV trong kiến trúc xây dựng nói riêng và

mục tiêu PTBV nói chung của các quốc gia.

Với định hướng PTBV, Việt Nam đã ban hành nhiều văn bản pháp quy về thiết kế

kiến trúc hướng đến hiệu quả năng lượng trong công trình (mục 2.2.1.2). Đây là những

cơ sở pháp lý quan trọng để thiết kế các công trình kiến trúc TKNL hướng đến PTBV.

Trong các bộ công cụ đánh giá công trình xanh phổ biến hiện nay, các tiêu chí về

sử dụng năng lượng hiệu quả, tận dụng và tái tạo nguồn năng lượng, … đều có số điểm

rất cao trong thang điểm đánh giá, như: mục năng lượng - trong công cụ LOTUS MFR,

công cụ đánh giá dùng cho Nhà CC trên 4 tầng của Hội đồng công trình xanh Việt Nam

- có số điểm là 31 (chiếm 28.7% tổng số điểm); tiêu chí về Tận dụng và tái tạo nguồn

năng lượng - trong công cụ LEED (của Mỹ) - có số điểm là 35 (chiếm 31,8% tổng số

điểm); …

Như vậy, TKNL là giải pháp then chốt để hướng đến PTBV cho công trình và việc

TKNL trong vòng đời của công trình là một tiêu chí quan trọng để xác định một công

trình PTBV.

1.5.4. Khai thác thông gió tự nhiên trong công trình hướng đến tiết kiệm

năng lượng - phát triển bền vững

TGTN trong công trình - sử dụng các nguồn lực tự nhiên để tạo sự chuyển động

cho không khí trong nhà - sẽ tạo ra môi trường tiện nghi và thân thiện cho người sử

dụng, … đồng thời thay thế hoặc hạn chế việc sử dụng các thiết bị TG làm mát cho

công trình. Vì vậy, khai thác hiệu quả TGTN trong công trình sẽ góp phần quan trọng

trong việc TKNL trong quá trình sử dụng công trình.

Khai thác TGTN trong công trình hướng đến TKNL - PTBV, bao gồm các bước

lựa chọn vị trí xây dựng, đưa ra giải pháp thiết kế (quy hoạch và kiến trúc) công trình,

lựa chọn chiến lược TG cho công trình và giải pháp vận hành trong quá trình sử dụng

công trình nhằm khai thác tối đa các nguồn lực tự nhiên (áp lực gió, sức đẩy nổi không

khí - trong đó, tập trung vào nghiên cứu áp lực gió); hạn chế việc sử dụng các nguồn

năng lượng hóa thạch; tạo môi trường tiện nghi, thân thiện, tự nhiên cho người sử dụng;

hạn chế các tác hại cho môi trường. Các mục tiêu này đều hướng đến mục tiêu tổng

quát, đó là sự PTBV cho công trình kiến trúc nói riêng và cho đô thị nói chung.

1.6. TỔNG QUAN VỀ CÁC NGHIÊN CỨU ĐÃ CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN

ĐẾN ĐỀ TÀI

Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, hệ thống lý thuyết cơ bản về TG nói

chung, TGTN trong kiến trúc, đã được hình thành và phát triển. TGTN, với việc sử

dụng nguồn lực tự nhiên (năng lượng gió, sức đẩy nổi của không khí), là một trong

những giải pháp cơ bản nhất để hướng đến hạn chế sử dụng các nguồn năng lượng, thân

thiện môi trường và sự PTBV cho công trình kiến trúc.

Đến thế kỷ XVIII, TG mới trở thành đối tượng nghiên cứu của các nhà khoa học

trên thế giới và trở thành một ngành chuyên môn riêng biệt. Kỹ thuật về TG trong công

trình được các nhà khoa học Việt Nam bắt đầu nghiên cứu từ những năm 60 của thế kỷ

XX. Nội dung tài liệu được các tác giả trong nước xuất bản chủ yếu là hệ thống hóa các

lý thuyết về TG do các nhà khoa học Phương Tây (như: Nga, Đức, Mỹ, Pháp, …) công

bố hoặc nghiên cứu đề xuất một số vấn đề liên quan mang tính đặc thù của kiến trúc -

khí hậu Việt Nam.

1.6.1. Trên các bài báo khoa học, các đề tài nghiên cứu khoa học và các tham

luận hội thảo khoa học

Các nghiên cứu về TGTN đã được công bố tập trung vào các nội dung sau:

Lý thuyết cơ bản về thông gió tự nhiên

- Đặc điểm và các ảnh hưởng của gió đến công trình, tác dụng của TGTN đối với

vi khí hậu trong nhà (nhiệt độ, TNN, TKNL, …), …

- Các hình thức TGTN trong công trình, các công thức tính toán lưu lượng TG,

phương pháp tính toán TGTN, … [6], [13], [18], [22], [41].

Các mô hình trong nghiên cứu thông gió tự nhiên

- Các mô hình trong nghiên cứu TGTN và đánh giá so sánh các mô hình này: Mô

hình phân tích; Mô hình kinh nghiệm; Mô hình thí nghiệm (mô hình thí nghiệm tỷ lệ

nhỏ và mô hình thí nghiệm tỷ lệ thực); Mô hình đa vùng; Mô hình vùng; Mô hình lưới;

Mô hình Computational Fluid Dynamics (CFD); …

- Sử dụng các cách tiếp cận khác nhau trong nghiên cứu TGTN cho các loại hình

công trình kiến trúc.

- Thiết lập các phương pháp đánh giá TGTN cho công trình, như: kết hợp mô hình

CFD với mô hình kết hợp nhiệt và dòng khí, CFD với mô hình thí nghiệm trên tỷ lệ

thực, mô hình CFD với thực nghiệm trên ống khí động, …

- Các phần mềm sử dụng trong nghiên cứu TGTN theo các mô hình: AIOLOS

(mô hình lưới); Fluent 5.5, CFX-4 (mô hình CFD); …

[13], [41], [45], [49], [50], [52], [58], [61], [64], [92].

Các giải pháp thiết kế và tiêu chuẩn của thông gió tự nhiên

- Giải pháp về quy hoạch: lựa chọn địa điểm xây dựng, vị trí, hướng, hình dạng

công trình, điều kiện địa hình cảnh quan, …

- Giải pháp thiết kế kiến trúc công trình nhằm khai thác TGTN trong công trình:

hình dáng của VBC công trình, mái; chức năng và vị trí của các không gian chức năng;

vị trí và kích thước các cửa TG, TG với sân trong, sử dụng không gian thông tầng để

TG; tháp gió; TG cho gác mái; …

- Các chiến lược TGTN (TG ban ngày, TG ban đêm, TG ngày và đêm) ứng với

các điều kiện địa lý, khí hậu khác nhau (như: khí hậu nóng ẩm của Singapore,

Malaysia,…)

- Các giải pháp kỹ thuật cho TGTN: Kỹ thuật TG trong kiến trúc truyền thống (sử

dụng tháp gió - wind towers, chụp gió - wind catchers, hệ thống dẫn và làm mát không

khí trong lòng đất, …); các thiết bị hay công nghệ vận hành nhằm tăng cường TGTN

cho công trình ở những điều kiện khí hậu cụ thể (tuabin TG đỉnh mái, các công nghệ

điều khiển trong quá trình vận hành khai thác TGTN trong công trình, kết hợp TGTN

và hệ thống điều hòa không khí tùy theo từng thời điểm trong năm, hệ thống vận hành

- điều khiển TGTN sử dụng các cảm biến về: nhiệt độ, CO2, chất lượng không khí,

hướng và tốc độ gió, mưa, bảo vệ cửa sổ, chống bức xạ, độ ẩm, …; sử dụng mô hình

nhiệt mặt trời (The Solar thermal model); hình khối dạng rỗ (có các khoảng rỗng cho

không khí đi qua); …

- Các tiêu chuẩn về thiết kế TGTN trong công trình của các quốc gia.

[13], [18], [22], [41], [47], [55], [58], [59], [61], [70], [80], [81], [82], [96], [103], [105].

Ứng dụng thông gió tự nhiên tại các loại hình kiến trúc nhà ở

- Khả năng áp dụng TGTN và các trường hợp ứng dụng các nguyên tắc TGTN

cho công trình thực tế tại các vùng khí hậu khác nhau. Cụ thể: nhà ở đơn lẻ (tại Bồ Đào

Nha, Bỉ, Pháp), nhà CC thấp tầng tại Ý, Ấn Độ, …; nhà ở vùng nông thôn tại Trung

Quốc; nhà ở đơn lẻ tại Thái Lan; … [41], [75], [88], [101].

- Sử dụng TGTN để đảm bảo TNN, giảm tiêu thụ năng lượng cho các loại hình

nhà ở đơn lẻ tại Brazil [82], nhà cao tầng (có mặt đứng 2 lớp) ở Đức [74].

- Đề xuất các giải pháp thiết kế TGTN: đề xuất chiến lược và một số giải pháp

thiết kế TGTN nhằm cải thiện hiệu quả TGTN cho CC thấp tầng; chiến lược TGTN cho

công trình nhà ở thấp tầng tại Hy Lạp; đề xuất các giải pháp sử dụng sân trong để cải

thiện TGTN cho nhà liên kế, biệt thự; hệ thống lám mát thụ động cho các CC tại Bắc

Kinh và Thượng Hải; tối ưu hóa thiết kế mặt đứng cho nhà ở được TGTN tại Singapore;

… [35], [56], [76], [80], [90], [95], [97].

- Đánh giá các phương án thiết kế đã có của các dự án nhà ở thực tế để đề xuất các

phương án thiết kế chi tiết tối ưu. [13]

- Đề xuất các giải pháp thiết kế nhằm tăng cường TGTN cho NOCT: ống TG ở

Bangkok [77], ở Singapore [78], …; khoảng thông tầng lấy sáng (Light wells) [69],

chiến lược thiết kế nhằm tối ưu hóa TGTN cho NOCT tại Chongqing (Trung Quốc)

[107], đưa ra một số nguyên tắc về mặt lý thuyết chung cho việc thiết kế đáp ứng yêu

cầu NOCT trong điều kiện khí hậu thành phố Hồ Chí Minh [16]; …

1.6.2. Các luận án Tiến sĩ

- TS. Nguyễn Anh Tuấn bảo vệ Luận án tiến sĩ “Nhà ở bền vững ở Việt Nam: các

chiến lược thiết kế thích ứng khí hậu nhằm tối ưu hóa tiện nghi nhiệt” tại trường Đại

học Liege (Bỉ) vào năm 2013 [92]. Nội dung chính của Luận án gồm: (1) Phát triển mô

hình TNN cho người Việt sống trong các công trình được TGTN; (2) Phát triển một

công cụ đơn giản dùng để phân tích khí hậu trong thiết kế; (3) Phân tích hiệu năng nhiệt

và TNN cho các trường hợp nghiên cứu là 3 loại hình nhà ở phổ biến (nhà liên kế, biệt

thự và CC) ở 3 thành phố lớn của Việt Nam (Hà Nội, Đà Nẵng và thành phố Hồ Chí

Minh); (4) Đề xuất các chiến lược thiết kế thích ứng khí hậu nhằm cải thiện TNN (trong

đó có trình bày một số chiến lược thiết kế nhằm tăng cường làm mát công trình bằng

TGTN); (5) Đề xuất các chiến lược thiết kế thích ứng khí hậu nhằm tối ưu hóa TNN.

- TS. Phạm Thị Hải Hà bảo vệ Luận án tiến sĩ “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” tại trường Đại học Xây dựng vào năm 2018 [14]. Nội dung chính của Luận án

gồm: (1) Đề xuất khái niệm về hệ số hiệu quả năng lượng kiến trúc lớp VBC; (2) Nghiên

cứu phương pháp tính hệ số hiệu quả năng lượng kiến trúc lớp VBC của nhà CC cao

tầng tại Hà Nội; (3) Các giải pháp kiến trúc thụ động trên cơ sở tính hệ số hiệu quả năng

lượng kiến trúc lớp VBC (trong đó có nêu nội dung về lựa chọn hướng và hình dạng

nhà bảo đảm chế độ TGTN hiệu quả cao nhất).

- TS. Abel E. Tablada De La Torre bảo vệ Luận án tiến sĩ “Hình dạng của các

công trình nhà ở mới trong trung tâm lịch sử của Havana cổ hướng đến thông gió tự

nhiên và tiện nghi nhiệt cho công trình” tại trường Đại học Katholieke Leuven (Bỉ) vào

năm 2006 [90]. Nội dung chính của Luận án gồm: (1) Đo đạc các thông số vi khí hậu

và khảo sát cảm giác nhiệt của cư dân tại 3 công trình có sân trong ở khu Havana cổ;

(2) Thực hiện mô phỏng - để so sánh - dòng không khí chuyển động và TNN trong công

trình bằng các chương trình CFD và Building Energy Simulation; (3) Đề xuất những

hướng dẫn thiết kế chung về hình dáng công trình và thiết kế sân trong bên nhằm tăng

cường TGTN và TNN bên trong nhà ở tại khu trung tâm lịch sử của Havana cổ hoặc

các thành phố có mật độ cao và những điều kiện khí hậu tương tự (khí hậu nóng ẩm)

khác.

- TS. Tommy Kleiven bảo vệ Luận án tiến sĩ “Natural Ventilation in Buildings”

tại trường Đại học Khoa học và Công nghệ Na Uy vào năm 2003 [67]. Nội dung chính

của Luận án: (1) phân tính định tính hiệu quả TGTN ở 3 công trình hiện hữu (là các

công trình: cao tầng, nhiều tầng và thấp tầng - tương ứng tại Đức, Đan Mạch và Na Uy)

theo các yếu tố: vị trí, môi trường xây dựng; hướng và hình dạng; mặt bằng; mặt cắt;

mặt đứng; vật liệu và đặc điểm giải pháp TG; nội thất; … (2) Nêu lên các yếu tố có ảnh

hưởng lớn nhất đến hiệu quả TGTN trong công trình và đề xuất một số giải pháp nâng

cao hiệu quả TGTN ở: mặt đứng; mái; mặt bằng và mặt cắt; nội thất.

- TS. Atch Sreshthaputra bảo vệ Luận án tiến sĩ “Building design and operation

for improving thermal comfort in naturally ventilated buildings in a hot-humid climate”

tại trường Đại học Texas A&M (Mỹ) vào năm 2003 [84]. Nội dung chính của Luận án

gồm: (1) Quan trắc các thông số môi trường tại 2 ngôi chùa (có số tuổi là 100 năm và 5

năm) ở Bangkok, Thái Lan; (2) Sử dụng các chương trình HEATX và DOE-2 để mô

phỏng các trường hợp nghiên cứu (ứng với các giải pháp thiết kế và chiến lược TG);

(3) Đề xuất 2 mẫu chùa dùng cho thiết kế các chùa xây mới và cải tạo các chùa hiện

hữu; (4) Đề xuất các hướng dẫn thiết kế mới hay cải tạo và quản lý vận hành các công

trình được TGTN ở vùng khí hậu nóng ẩm.

1.6.3. Đánh giá chung về các công trình nghiên cứu có liên quan đề tài

Qua quá trình tổng hợp một số tài liệu liên quan, NCS nhận định: chưa có luận án,

luận văn, bài báo hoặc báo cáo tham luận ở trong và ngoài nước nghiên cứu về vấn đề

“Khai thác Thông gió tự nhiên trong Nhà ở cao tầng tại các đô thị Duyên hải Nam

Trung Bộ hướng đến tiết kiệm năng lượng - phát triển bền vững” như đề tài Luận án.

1.7. MỘT SỐ VẤN ĐỀ CÒN TỒN TẠI CẦN ĐƯỢC NGHIÊN CỨU

1.7.1. Những vấn đề tồn tại về khai thác thông gió tự nhiên trong Nhà ở cao

tầng tại các đô thị Duyên hải Nam trung bộ

- TGTN là một giải pháp thiết kế kiến trúc thụ động cơ bản và quan trong nhất

nhằm hướng đến KTBV. Tuy nhiên, trong các dự án NOCT hiện nay ở Việt Nam nói

chung và tại các đô thị DHNTB nói riêng, vấn đề khai thác TGTN chưa thật sự được

quan tâm ở giai đoạn thiết kế và giai đoạn khai thác vận hành công trình.

- Để có cơ sở khai thác TGTN, cần có những đánh giá về tiềm năng khai thác

TGTN trong NOCT tại các đô thị DHNTB.

- Cần có các nghiên cứu đề xuất một số định hướng khai thác TGTN trong NOCT

tại các đô thị DHNTB làm kim chỉ nam cho quá trình thiết kế và khai thác vận hành

công trình.

- Các nguyên tắc thiết kế cơ bản cho loại hình NOCT tại các đô thị DHNTB, nhằm

khai thác hiệu quả TGTN.

- Các giải pháp vận hành hệ thống TGTN cho loại hình NOCT, tại các đô thị

DHNTB, hướng đến TKNL và PTBV.

1.7.2. Những vấn đề nghiên cứu chính của Luận án

- Định hướng khai thác TGTN trong NOCT tại các đô thị DHNTB hướng đến

TKNL và PTBV.

- Đề xuất một số nguyên tắc thiết kế (quy hoạch và kiến trúc) nhằm khai thác hiệu

quả TGTN cho NOCT tại các đô thị DHNTB hướng đến TKNL và PTBV.

- Đề xuất giải pháp vận hành hệ thống TGTN trong NOCT tại các đô thị DHNTB

hướng đến TKNL và PTBV.

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CHO

KHAI THÁC THÔNG GIÓ TỰ NHIÊN TRONG NHÀ Ở CAO TẦNG TẠI

CÁC ĐÔ THỊ DUYÊN HẢI NAM TRUNG BỘ

2.1. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1.1. Phương pháp khảo sát - quan trắc thực tế

Phương pháp khảo sát thực tế được tiến hành để đưa ra được các đánh giá tổng

quan về tình hình đầu tư xây dựng NOCT tại khu vực nghiên cứu. Bằng các thiết bị

quan trắc, NCS ghi lại các thông số vi khí hậu về nhiệt độ, độ ẩm, vận tốc gió, … để

đưa ra một số đánh giá về thực trạng khai thác TGTN trong NOCT tại các đô thị.

2.1.2. Phương pháp điều tra xã hội học

Phương pháp điều tra xã hội học được tiến hành để đưa ra được các đánh giá tổng

quan về các vấn đề như: nhận thức của cư dân về vai trò TGTN trong công trình, đánh

giá của cư dân về thực trạng và nhu cầu sử dụng TGTN trong NOCT.

2.1.3. Phương pháp phân tích - tổng hợp

- Tìm và đọc các tài liệu liên quan đến vấn đề nghiên cứu của Luận án:

+ Nội dung các vấn đề liên quan: khái niệm PTBV; KTBV; kiến trúc nhà ở

và NOCT; TG và TGTN trong công trình; TNN; sử dụng năng lượng tiết kiệm

trong công trình; đặc điểm điều kiện tự nhiên, khí hậu, kinh tế, văn hóa, xã hội;

các văn bản pháp quy liên quan; kinh nghiệm về khai thác TGTN trong NOCT

trên thế giới; …

+ Các loại tài liệu: các sách xuất bản; các luận án tiến sĩ; các bài báo khoa

học; các bài tham luận hội thảo, hội nghị; các giáo trình; thông tin trên các website;

hồ sơ thiết kế kiến trúc các công trình; số liệu quan trắc thực tế; …

+ Nguồn tài liệu chính: nhà xuất bản; tài liệu hội thảo, hội nghị; tạp chí khoa

học; thư viện số (Springer, IEEEXplore, …); website; công ty tư vấn thiết kế; hình

ảnh và số liệu quan trắc của NCS; …

- Phân tích đánh giá về các nội dung trong tài liệu có liên quan đến các vấn đề

nghiên cứu nêu trên.

- Tổng hợp các nội dung đã phân tích đánh giá ở trên để hệ thống lại thành hệ

thống lý thuyết cơ bản, tổng quan về tình hình nghiên cứu liên quan đến nội dung của

Luận án, xác định các vấn đề còn tồn tại cần tiếp tục được nghiên cứu và đưa ra được

các cơ sở khoa học mang tính thực tiễn cho vấn đề nghiên cứu của Luận án.

2.1.4. Phương pháp mô hình hóa

Đối tượng nghiên cứu (các khu CC, các công trình kiến trúc, các phòng chức năng

trong công trình, các vật thể liên quan, …) được xây mô hình 2D và 3D trên máy tính

bằng phần mềm AutoCad 2017.

Các mô hình được sử dụng cho các phân tích đánh giá hoặc được chuyển qua các

phần mềm mô phỏng khác theo yêu cầu của nghiên cứu.

2.1.5. Phương pháp mô phỏng trên máy tính

Sử dụng các phần mềm mô phỏng trên máy tính để phân tích, tính toán và đưa ra

kết quả theo yêu cầu của nghiên cứu. Đây là phương pháp nghiên cứu chính để đưa ra

các kết quả của Luận án. NCS chọn phần mềm Autodesk CFD 2017 cho việc thực hiện

các mô phỏng tính toán.

2.1.6. Phương pháp khảo sát thực nghiệm

Trong Luận án, NCS sử dụng phương pháp khảo sát thực nghiệm trên một nhóm

đối tượng cụ thể để tổng hợp và đưa ra vùng vận tốc gió tiện nghi (VTGTN) cho cư dân

vùng khí hậu DHNTB.

2.2. CÁC CƠ SỞ KHOA HỌC

2.2.1. Cơ sở về pháp lý

Văn bản pháp quy về phát triển bền vững ở Việt Nam

- Quyết định số 153/2004/QĐ-TTg, ngày 17 tháng 8 năm 2004 của Thủ tướng

Chính phủ, về việc ban hành “Định hướng chiến lược PTBV ở Việt Nam (Chương trình

Nghị sự 21 của Việt Nam)”.

- Quyết định số 432/QĐ-TTg, ngày 12 tháng 4 năm 2012 của Thủ tướng Chính

phủ, về việc “Phê duyệt Chiến lược PTBV Việt Nam, giai đoạn 2011-2020”.

Văn bản pháp quy về thiết kế kiến trúc hướng đến hiệu quả năng lượng

trong công trình ở Việt Nam

- Luật số 50/2010/QH12, ngày 17 tháng 6 năm 2010 của Quốc hội, về “Sử dụng

năng lượng tiết kiệm và hiệu quả”.

- Nghị định số 21/2011/NĐ-CP, ngày 29 tháng 3 năm 2011 của Chính phủ, về

“Quy định chi tiết và biện pháp thi hành Luật Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu

quả”.

- Quyết định số 79/2006/QĐ-TTg, ngày 14 tháng 4 năm 2006 của Thủ tướng

Chính phủ, về việc “Phê duyệt Chương trình mục tiêu quốc gia về Sử dụng năng lượng

tiết kiệm và hiệu quả, giai đoạn 2006 - 2015”.

- Quyết định số 1427/2012/QĐ-TTg, ngày 2 tháng 10 năm 2012 của Thủ tướng

Chính phủ, về việc “Phê duyệt Chương trình mục tiêu quốc gia về Sử dụng năng lượng

tiết kiệm và hiệu quả giai đoạn 2012 - 2015”.

- Quyết định số 1393/2012/QĐ-TTg, ngày 25 tháng 9 năm 2012 của Thủ tướng

Chính phủ, về việc “Phê duyệt Chiến lược quốc gia về Tăng trưởng xanh”.

- Thông tư số 15/2017/TT-BXD, ngày 28 tháng 12 năm 2017 của Bộ xây dựng,

về việc ban hành QCVN 09:2017/BXD về “Các công trình xây dựng sử dụng năng

lượng hiệu quả”.

Các Quy chuẩn và Tiêu chuẩn thiết kế liên quan đến nhà ở cao tầng và

thông gió tự nhiên tại Việt Nam

- Quyết định số 04/2008/QĐ-BXD, ngày 3 tháng 4 năm 2008 của Bộ trưởng Bộ

Xây dựng, về việc Ban hành Quy chuẩn xây dựng Việt Nam QCXDVN 01:2008 “Quy

chuẩn xây dựng Việt Nam - Quy hoạch xây dựng”. Quy chuẩn nêu các nội dung về quy

hoạch: các đơn vị ở, cây xanh, giao thông đô thị, thiết kế đô thị, …

- Quyết định số 26/2004/QĐ-BXD, ngày 2 tháng 11 năm 2004 của Bộ trưởng Bộ

Xây dựng, về việc ban hành Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 323:2004 “Nhà

ở cao tầng-Tiêu chuẩn thiết kế”. Trong tiêu chuẩn này có nêu một số yêu cầu về quy

hoạch tổng thể, nội dung và giải pháp thiết kế, yêu cầu về thiết kế TG, …

- Thông tư số 05/2015/TT-BXD, ngày 25 tháng 4 năm 2015 của Bộ trưởng Bộ

Xây dựng, về việc ban hành Quy chuẩn Việt Nam QCVN 04-01:2015/BXD “Quy chuẩn

kỹ thuật quốc gia về Nhà ở và Công trình công cộng – Phần 1: Nhà ở”. Trong quy

chuẩn có nêu các yêu cầu về thiết kế TG và điều hòa không khí trong công trình.

- Thông tư số 29/2009/TT-BXD, ngày 14 tháng 8 năm 2009 của Bộ trưởng Bộ

Xây dựng, về việc ban hành Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 02:2009/BXD “Số liệu

điều kiện tự nhiên dùng trong xây dựng”. Trong quy chuẩn này có nêu các đặc điểm

khí hậu của cùng DHNTB (Vùng IIA), các số liệu khí hậu như: nhiệt độ, độ ẩm, vận tốc

gió trung bình tháng và năm, tần suất gió trung bình trên 8 hướng, …

- Thông tư số 07/2010/TT-BXD, ngày 28 tháng 7 năm 2010 của Bộ trưởng Bộ

Xây dựng, về việc ban hành Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 06:2010/BXD “An

toàn cháy cho nhà và công trình”. Quy chuẩn có nêu một số quy định về thiết kế kiến

trúc, quy hoạch nhằm bảo đảm an toàn cháy cho công trình, quy định bảo vệ chống khói

cho công trình, quy định về khoảng cách phòng chống cháy giữa các công trình, ...

- Quyết định số 02/2004/QĐ-BXD, ngày 25 tháng 2 năm 2004 của Bộ trưởng Bộ

Xây dựng, về việc ban hành Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 306:2004 “Nhà

ở và công trình công cộng - Các thông số vi khí hậu trong phòng”. Tiêu chuẩn có nêu

quy định các thông số vi khí hậu ứng với các trạng thái hoạt động sinh lý bình thường

của con người trong công trình, quy định điều kiện tiện nghi vi khí hậu, các yêu cầu về

kiểm tra và phương pháp đo vi khí hậu, …

- TCVN 5687: 2010 “Thông gió - Điều hòa không khí - Tiêu chuẩn thiết kế”, do

Bộ Khoa học và Công nghệ ban hành. Tiêu chuẩn nêu các quy định chung, các điều

kiện tính toán TG, thiết kế TG, … cho công trình.

2.2.2. Cơ sở về lý luận

Thiết kế kiến trúc nhà ở cao tầng

a. Các không gian chức năng chính trong kiến trúc NOCT

Trong kiến trúc NOCT, ngoài chức năng chính là nhà ở và phục vụ chức năng ở,

có thể có thêm các chức năng khác, như: trung tâm thương mại - dịch vụ; văn phòng

cho thuê; trung tâm thương mại - giải trí, … Các loại không gian chức năng chính trong

các công trình NOCT được chia thành các loại sau:

- Không gian chức năng giao tiếp: sảnh chính tòa nhà, các sảnh phụ, sảnh tầng,

phòng đa năng (sinh hoạt cộng đồng, hội họp, …), sinh hoạt công cộng, …

- Không gian chức năng thương mại dịch vụ công cộng: chỗ để xe, dịch vụ công

cộng, thương mại, văn hóa, …

- Không gian chức năng quản lý hành chính: phòng ban quản lý, quản lý kỹ thuật

ngôi nhà, bảo vệ.

- Không gian chức năng văn phòng: các văn phòng làm việc.

- Không gian chức năng ở: các căn hộ.

- Không gian chức năng giao thông: cầu thang bộ, thang máy, hành lang.

- Không gian kỹ thuật: kỹ thuật điện, nước, thông tin liên lạc, thu gom rác, … [3].

b. Thành phần không gian chức năng của tầng điển hình và căn hộ

Tầng điển hình được xem xét ở đây là các tầng được bố trí cho các căn hộ - không

gian chức năng ở.

- Thành phần không gian chính của các tầng điển hình, gồm: các căn hộ; hành

lang, sảnh tầng - không gian sinh hoạt công cộng; hệ thống cầu thang (thang máy, thang

bộ, thang thoát hiểm, …); hệ thống kỹ thuật.

- Thành phần không gian chức năng trong căn hộ: sảnh căn hộ; phòng khách –

sinh hoạt chung; các phòng ngủ; phòng ăn; bếp; các phòng vệ sinh; sân phơi; lô gia;

kho chứa đồ; …

Giải pháp tổ hợp không gian kiến trúc cho NOCT bao gồm các giải pháp phân khu

chức năng theo chiều cao (theo các tầng nhà), giải pháp phân khu chức năng trên tầng

điển hình, giải pháp phân khu chức năng trong các căn hộ, giải pháp tổ hợp hình khối,

… Các giải pháp này đều ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả TGTN trong NOCT.

c. Các hình thức mặt bằng tầng điển hình của NOCT

Một công trình NOCT có nhiều mặt bằng khác nhau, như: mặt bằng các tầng hầm,

mặt bằng các tầng ở, mặt bằng sân thượng,… Trong đó, mặt bằng các tầng ở (mặt bằng

bố trí các căn hộ) thường giống nhau và được gọi chung là mặt bằng tầng điển hình

(MBTĐH).

Hình thức MBTĐH trong thiết kế các NOCT rất đa dạng và phong phú. Căn cứ

theo hình dạng mặt bằng và hình thức giao thông tiếp cận đến các căn hộ, MBTĐH có

các hình thức cơ bản sau:

- Nhóm các mặt bằng dạng hình chữ nhật (hoặc tương tự hình chữ nhật): hành

lang giữa - đóng; hành lang giữa - mở; hành lang bên; hành lang kết hợp giếng trời.

- Nhóm các mặt bằng dạng hình vuông (hoặc tròn, chữ thập, đa giác đều,…):

phóng xạ; phóng xạ kết hợp giếng trời. (Xem Bảng 2.1)

MBTĐH của một số dự án NOCT tại 3 đô thị lớn của Việt Nam (Hà Nội, thành

phố Hồ Chí Minh và Đà Nẵng) - xem Phụ lục 2.

Tính toán thông gió tự nhiên trong công trình

a. Các đại lượng trong tính toán TGTN

- Thể tích của phòng hay công trình: Q (m3).

- Lưu lượng thể tích của không khí vào và ra: QV, QR (m3/h).

- Trọng lượng riêng của không khí vào và ra: ρV, ρ R (kg/m3).

- Lưu lượng trọng lượng của không khí vào và ra: PV, PR; kg/s

b. Các giả thiết tính toán

- Trong điều kiện ổn định, trong cùng một đơn vị thời gian, trọng lượng của khối

không khí thổi vào nhà bằng trọng lượng của khối không khí từ trong nhà thoát ra: PV

= PR hoặc VV ρ V = VR ρ R.

- Tổng lượng nhiệt của không khí vào nhà và bên trong nhà bằng lượng nhiệt do

không khí ra mang theo [6], [41].

Tên

Sơ đồ mặt bằng

Đặc điểm

1 Hành lang

Sử dụng hành lang để tiếp cận các căn hộ. Các

giữa –

căn hộ được bố trí hai bên hành lang. Hành lang

đóng

được đóng kín hoàn toàn.

2 Hành lang

Sử dụng hành lang để tiếp cận các căn hộ. Các

giữa - mở

căn hộ được bố trí hai bên hành lang. Điểm cuối

hoặc một số điểm giữa của hành lang được mở

thoáng để lấy sáng và TGTN cho công trình.

3 Hành lang

Sử dụng hành lang để tiếp cận các căn hộ. Các

bên

căn hộ được bố trí về một phía của hành lang.

4 Hành lang

Các căn hộ được bố trí ở một hoặc hai bên

kết hợp

hành lang. Mặt bằng được bố trí thêm các giếng

giếng trời

trời để lấy sáng và TGTN cho công trình.

Phóng xạ

Nút giao thông (sảnh thang máy, thang bộ)

được bố trí ở trung tâm khối nhà. Các căn hộ được

bố trí xung quanh nút giao thông này.

Phóng xạ

Là hình thức phóng xạ có bổ sung các giếng

kết hợp

trời trên mặt bằng để lấy sáng và TGTN cho công

giếng trời

trình.

Ghi chú:

Bảng 2.1: Tên, sơ đồ mặt bằng và đặc điểm của các hình thức MBTĐH

c. Các đại lượng tính toán

Tính toán TGTN trong công trình thường xác định các giá trị:

* Lưu lượng TG:

Lưu lượng TG là thể tích của không khí (m3) trao đổi giữa trong và ngoài nhà

trong một đơn vị thời gian (s). Ký hiệu G, đơn vị tính: m3/s

Trong trường hợp tổng quát, lưu lượng TG được xác định bằng công thức sau:

2(∆𝑃𝑤+∆𝑃𝑏) 𝜌0

(6) 𝐺 = (𝐴𝐶𝑑)𝑛√

√𝛴

1 (𝐴𝑖𝐶𝑑𝑖)2

Với (𝐴𝐶𝑑)𝑛 = , trong đó 𝐴𝑖 và 𝐶𝑑𝑖 là diện tích và hệ số lưu dòng của

khoảng mở thứ i [111].

Trong trường hợp TG xuyên phòng do áp lực khí động: 𝐺𝑤 = 𝐶𝑑𝐴𝑤𝑣√∆𝐶𝑝 (7)

2 , trong đó Ai và Ao là diện

2 =

𝐴𝑤

𝐴𝑜

1 2 + 𝐴𝑖

Với Aw được xác định theo công thức

tích cửa gió vào và cửa gió ra [41].

* Bội số TG:

Bội số TG là được xác định bằng tỷ số giữa lưu lượng TG (G, m3/s) và thể tích

khối không khí của phòng (Q, m3) trong một đơn vị thời gian.

Ký hiệu m; đơn vị tính: giá trị không có thứ nguyên.

* Trường gió trong công trình:

Trường gió là khái niệm dùng để thể hiện sự phân bố của luồng không khí chuyển

động trong không gian nghiên cứu. Đại lượng đặc trưng của trường gió là vector vận

tốc gió tại các điểm trong không gian vùng nghiên cứu. Giá trị của vector vận tốc gió

được thể hiện qua: vận tốc gió (ký hiệu V, đơn vị tính: m/s) và hướng của vector (chỉ

hướng chuyển động của dòng không khí).

d. Một số mô hình tính toán TGTN phổ biến

Các quá trình vật lý liên quan đến TGTN rất phức tạp và việc giải thích vai trò của

các quá trình này đến hiệu quả của TG là nhiệm vụ rất khó khăn. Hiện nay. đã có nhiều

mô hình tính toán TG khác nhau được nghiên cứu phát triển.

d1. Mô hình phân tích (Analytical models)

Mô hình phân tích được dựa trên các phương trình cơ bản của cơ lưu chất và truyền

nhiệt, như: các phương trình bảo toàn về khối lượng, năng lượng, mômen và các thành

phần hóa học. Mô hình này cần sự đơn giản hóa các điều kiện biên về hình học và nhiệt

của dòng lưu chất để đạt được kết quả. Các phương trình cuối cùng đạt được trong từng

trường hợp có thể không áp dụng được cho các trường hợp khác nếu không được bổ

sung, hiệu chỉnh. Tuy nhiên, phương pháp luận và kết quả gần đúng có thể tương tự

trong các trường hợp khác.

Mặc dù các kết quả có độ chính xác chưa cao hoặc không cung cấp nhiều thông

tin, ngày nay, mô hình phân tích vẫn được sử dụng rộng rãi do các đặc điểm của nó là:

đơn giản, không cần sử dụng máy tính và phù hợp với việc phân tích định tính.

d2. Mô hình kinh nghiệm (Empirical models)

Tương tự như mô hình phân tích, mô hình kinh nghiệm dựa trên các phương trình

bảo toàn về khối lượng, năng lượng và các thành phần hóa học. Trong nhiều trường

hợp, dữ liệu của đo đạc thực nghiệm và ưu điểm của phương pháp mô phỏng trên máy

tính cũng được sử dụng trong nghiên cứu mô hình kinh nghiệm để xác định các hệ số

trong các trường hợp cụ thể.

Những mô hình kinh nghiệm đơn giản thường dùng các công thức đơn giản để

tính toán lưu lượng TG hoặc vận tốc trung bình của không khí trong công trình có hình

dạng đơn giản và được giả định là 1 vùng (single zone), bỏ qua các vách ngăn bên trong.

Các biểu thức dựa vào các thông số của dòng khí, như: sự khác nhau về nhiệt độ, vận

tốc gió và biên độ giao động để tính toán lưu lượng dòng khí hoặc vận tốc không khí

trong một công trình. Mô hình này có ưu điểm là tính toán nhanh nhưng chỉ có thể áp

dụng trong một số trường hợp nhất định.

Những ứng dụng của mô hình kinh nghiệm đã chứng minh đây là một công cụ có

hiệu quả, kinh tế của các nhà thiết kế và kỹ sư trong việc thiết kế TG cho công trình.

Sau một vài thập niên phát triển, theo các thống kê trong thời gian gần đây, mô hình

này ít được sử dụng và ít đóng góp cho các tài liệu nghiên cứu chuyên sâu.

d3. Mô hình thí nghiệm (Experimental models)

* Mô hình thí nghiệm tỷ lệ nhỏ (Small-scale experimental models)

Mô hình thí nghiệm trên tỷ lệ thu nhỏ sử dụng các kỹ thuật đo đạc trên các mô

hình công trình thu nhỏ để dự đoán hay đánh giá TG trong công trình. Mô hình này cho

phép thu được kết quả về hiệu quả TG thực bằng các đo đạc trực tiếp các đại lượng về

nhiệt của dòng khí trên mô hình thu nhỏ nếu các dòng khí trong mô hình tương tự với

thực tế.

Để đạt được sự tương đương của dòng không khí giữa mô hình thí nghiệm thu nhỏ

và công trình thực, các tham số không thứ nguyên quan trọng của dòng không khí trong

mô hình thí nghiệm trên tỷ lệ thu nhỏ (như: số Reynolds, số Grashof, số Prandtl, …) và

công trình thực phải như nhau. Khi truyền nhiệt trong các phòng được TG, rất khó để

cho các số Reynolds và số Grashof giống nhau.

Mô hình thí nghiệm trên tỷ lệ thu nhỏ rất hiệu quả và kinh tế trong nghiên cứu TG

trong công trình. Theo nghiên cứu tổng quan Qingyan Chen [46], mô hình này chủ yếu

được sử dụng để đánh giá lại các kết quả thu được nhờ các mô hình phân tích, mô hình

kinh nghiệm và mô hình số.

* Mô hình thí nghiệm tỷ lệ thực (Full-scale experimental models)

Mô hình thí nghiệm trên tỷ lệ thực đã được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu TG

công trình. Cũng như mô hình thí nghiệm trên tỷ lệ thu nhỏ, mô hình thí nghiệm trên tỷ

lệ thực chủ yếu sử dụng các dữ liệu thu được để kiểm chứng mức độ chính xác của các

mô hình số, đặc biệt là mô hình CFD.

Mô hình thí nghiệm trên tỷ lệ thực có thể chia thành 2 loại:

- Thí nghiệm trong phòng thí nghiệm (Laboratory experiment): sử dụng một

khoang (chamber) và môi trường trong đó để giả định một phòng hay một công trình

một tầng có nhiều phòng. Các điều kiện biên về nhiệt của dòng khí có thể được chủ

động điều chỉnh. Trong các nghiên cứu có liên quan đến điều kiện gió ngoài nhà thì

khoang này được đặt trong một ống khí động (wind tunnel). Giải pháp dùng ống khí

động là giải pháp cần kinh phí thực hiện rất lớn.

- Đo đạc trên thực địa (In-situ mearusement): Đối với những công trình có quy mô

lớn, nhiều tầng thì rất khó để tạo ra mô hình tỉ lệ thực cho nghiên cứu. Giải pháp ở đây

là đo đạc, quan trắc trên một công trình đang tồn tại - có những đặc điểm tương đồng

với công trình cần thiết kế - để đưa ra các kết luận về hiệu quả TG. Giải pháp này có

một số hạn chế: rất khó kiểm soát các điều kiện biên cho thí nghiệm, thường xảy ra hiện

tượng nhiễu loạn trong quá trình thí nghiệm đo đạc, kết quả đo đạc của công trình này

có thể không áp dụng được cho các công trình tương tự gần đó, …

Những năm vừa qua, mô hình thí nghiệm trên tỷ lệ thực được sử dụng trong rất

nhiều nghiên cứu. Các ứng dụng gần đây cho thấy, mô hình thí nghiệm trên tỷ lệ thực

đã mang lại các kết quả gần với thực tế trong công trình nhất. Tuy nhiên, đây là mô hình

tốn nhiều kinh phí và tốn thời gian thực hiện.

Xu hướng hiện nay thường sử dụng mô hình thí nghiệm trên tỷ lệ thực để có các

dữ liệu dùng để đánh giá các mô hình số (như mô hình CFD), sau đó sử dụng các kết

quả đánh giá trên mô hình số để đưa ra các dự báo về hiệu quả TG và thiết kế hệ thống

TG. Trong 2 loại mô hình thí nghiệm trên tỷ lệ thực, đo đạc trên thực địa được sử dụng

phổ biến hơn.

d4. Mô hình đa vùng (Multizone models)

Mô hình đa vùng chủ yếu được sử dụng để dự đoán tốc độ thay đổi không khí và

sự phân bố các luồng không khí trong các công trình (có hay không sử dụng hệ thống

TG cơ khí). Ngoài ra, mô hình này còn được sử dụng để tính toán hiệu quả TG, nhu cầu

năng lượng, trao đổi chất ô nhiễm, khói bụi, …

Mô hình đa vùng dựa trên phương trình bảo toàn khối lượng, năng lượng và thành

phần hóa học của các chất. Các giả thiết cho mô hình: không khí ở trạng thái tĩnh (bỏ

qua động lượng của không khí) và không khí trong một vùng có sự đồng nhất về nhiệt

độ và thành phần hóa học. Mô hình đa vùng điển hình dùng để tính toán sự trao đổi

không khí và các chất gây ô nhiễm giữa các vùng (phòng) trong công trình và giữa bên

trong và bên ngoài công trình.

Sử dụng mô hình đa vùng trong nghiên cứu cho kết quả có độ chính xác không

cao. Vấn đề này có thể giải quyết bằng việc kết hợp mô hình đa vùng với mô hình vùng

(zonal models) và mô hình CFD. Tuy nhiên, mô hình đa vùng vẫn là công cụ hiệu quả,

đặc biệt là tính toán luồng không khí trong các công trình có quy mô lớn.

d5. Mô hình vùng (Zonal models)

Mô hình vùng được dùng để dự đoán sự phân bố nhiệt độ không khí trong phòng.

Mô hình chia phòng thành một số các khối (cell), thường nhiều hơn 1000 cho một không

gian ba chiều. Nhiệt độ được tính toán cho từng khối để thể hiện tính không đồng nhất

khi phân bố trong không gian của không khí.

Mô hình vùng được phát triển dựa trên các đo đạc các luồng khí hoặc phương trình

cân bằng khối lượng và năng lượng. Trong đó, sử dụng phương trình cân bằng khối

lượng và năng lượng được sử dụng phổ biến hơn. Các ứng dụng trong những năm gần

đây, chủ yếu là với các luồng khí trong phòng có động năng nhỏ (do không chú ý đến

việc giải phương trình động năng).

Các nhà nghiên cứu thường tích hợp mô hình vùng với các mô hình động lượng

khác (về truyền nhiệt, hơi ẩm, chất ô nhiễm, …) để tính toán sự phân bố nhiệt độ, độ

ẩm và vùng ô nhiễm trong phòng. Ngoài ra, với việc tích hợp mô hình vùng với các mô

hình khác cho phép các nhà nghiên cứu tính toán công suất làm mát hay sưởi ấm của

hệ thống sưởi - TG - điều hòa không khí trong công trình.

Hiện nay, ứng dụng của mô hình này trong nghiên cứu rất ít, chủ yếu là nghiên

cứu để phát triển về lý thuyết mô hình.

d6. Mô hình lưới (Network models)

Mô hình lưới TG của một một công trình được biểu diễn bằng một mạng lưới

(network) gồm các nút (nodes), mỗi nút thể hiện một phòng trong nhà hoặc môi trường

ngoài nhà. Sự tương tác giữa các vùng khác nhau được thể hiện bằng các đường dẫn

(flow path) nối các nút tương ứng. Như vậy, các phòng trong công trình được thể hiện

bằng các nút và cửa thông được thể hiện bằng các đường dẫn. Tương tác với môi trường

bên ngoài được thể hiện bằng đường dẫn nối nút bên trong và nút bên ngoài. Tất cả các

nút đều được gán một giá trị áp suất.

Lưu lượng TG qua công trình phụ thuộc sự khác nhau về áp lực giữa hai bên lỗ

TG. Giá trị áp lực tại các nút ngoài nhà (các cửa trên tường ngoài nhà) đã xác định. Cần

phải xác định giá trị áp lực của các nút trong nhà nhằm xác định được lưu lượng TG và

hướng gió di chuyển qua từng cửa.

Mỗi dòng khí di chuyển qua một cửa trong công trình sẽ được biểu diễn bằng một

phương trình với biến số là các điểm áp lực tại nút. Với một công trình có nhiều phòng

(nhiều cửa), để tính được lưu lượng TG, cần giải một hệ phương trình. Thông thường

biến số nhiều hơn số phương trình. Vì vậy, trong mô hình lưới cần sử dụng máy tính để

giải hệ phương trình này. Mô hình lưới có thể được tích hợp với các phần mềm mô

phỏng khác để tính toán lưu lượng TG, trao đổi nhiệt, trao đổi năng lượng.

Hiện nay, mô hình lưới là một trong những mô hình được sử dụng rất phổ biến

trong nghiên cứu và tính toán thiết kế TG cho công trình.

d7. Mô hình CFD

Mô hình CFD dựa trên việc giải quyết các phương trình vi phân từng phần về bảo

toàn khối lượng, động lượng, năng lượng, thành phần và độ rối của không khí. Mô hình

này cho các kết quả về sự phân bố áp suất không khí, vận tốc không khí, nhiệt độ không

khí, sự tập trung của hơi nước, chất ô nhiễm và các tham số về độ rối ở trong và ngoài

nhà.

Đây là phương pháp nghiên cứu đòi hỏi những kiến thức chuyên sâu về cơ lưu

chất ở người dùng và cấu hình máy tính phải đủ mạnh. Ngày nay, với việc cấu hình máy

tính ngày càng mạnh và giao diện của các chương trình CFD thân thiện với người dùng,

mô hình CFD ngày càng trở nên phổ biến trong nghiên cứu và thiết kế về TG.

Trong nghiên cứu lý thuyết về TGTN, hiện đang có rất nhiều các công cụ để mô

phỏng, phân tích, tính toán và thiết kế. Các phần mềm thường sử dụng một trong 2 mô

hình: mô hình lưới hoặc mô hình CFD. Một số công cụ và phần mềm sử dụng phổ biến

như: Aiolos, Comis, EnergyPlus, Ansys CFX, Phoenics, Autodesk CFD,…

[36], [41], [50].

Các mô hình tính toán nêu trên đều có những ưu điểm và hạn chế nhất định. Trong

đó, mô hình CFD là mô hình được sử dụng phổ biến nhất trong các nghiên cứu về TG

được công bố trên thế giới. Theo thống kê của Quingyan Chen (vào năm 2009), có 70%

các công bố về TGTN - trong vòng 10 năm gần nhất - có sử dụng mô hình CFD [50].

Ngày nay, cùng với sự phát triển về cấu hình máy tính, sự ra đời của nhiều phần mềm

CFD có tính thân thiện với người dùng, mô hình CFD càng trở nên phổ biến trong các

nghiên cứu về TG trong công trình.

Mô hình tiện nghi nhiệt trong công trình

a. Một số chỉ số đánh giá TNN được sử dụng phổ biến

- Nhiệt độ hiệu quả thq (Effective temperature - ET): đánh giá môi trường theo

nhiệt độ, độ ẩm và vận tốc của gió (có thể được xác định theo “biểu đồ dải lụa”).

- Nhiệt độ hiệu quả hiệu chỉnh thqhc (Corective Effective temperature - CET): so

với thq, thqhc có xét thêm nhiệt độ bức xạ (xác định theo nhiệt độ bức xạ trung bình hoặc

* (New Effective temperature - ET*): đánh giá môi

nhiệt độ cầu đen).

- Nhiệt độ hiệu quả mới thq

trường theo nhiệt độ không khí khô, độ ẩm, nhiệt độ bức xạ và vận tốc của gió.

[18], [22].

- Nhiệt độ tổng hợp (H): là chỉ số điều kiện để đánh giá trạng thái nhiệt của vi

khí hậu theo nhiệt độ không khí, nhiệt độ trung bình của các bề mặt kết cấu, dung ẩm

và vận tốc của gió [2].

- Nhiệt độ tác dụng (Operative Temperature - To) tích hợp nhiệt độ không khí,

nhiệt độ bức xạ và tốc độ gió vào trong một chỉ số duy nhất. Trong điều kiện lặng gió

(Va<0.2m/s), có thể xem To = 1/2(Ta + Tr); trong đó Ta và Tr lần lượt là nhiệt độ không

khí và nhiệt độ bức xạ trung bình. To được áp dụng trong hầu hết các nghiên cứu mới

nhất của Mỹ (ASHRAE 55), Châu Âu (EN 15251) và quốc tế (ISO 7730) thay vì nhiệt

độ không khí Ta [33].

b. Một số mô hình TNN trên thế giới

- Năm 1963, V. Olgyay đề xuất biểu đồ SKH dành cho công dân Mỹ trong vùng

khí hậu ôn hòa. Biểu đồ này tích hợp các yếu tố: nhiệt độ, độ ẩm, vận tốc gió và BXMT

(Hình 2.1a).

- Năm 1973, Koenisgberger và đồng sự đề xuất biểu đồ dải lụa, dựa trên cơ sở

nghiên cứu trước đó của Bedford. Các tác giả đã đề xuất vùng tiện nghi cho các vùng

khí hậu nhiệt đới.

- Từ năm 1976 đến nay, B. Givoni đã tiến hành nghiên cứu lý thuyết và thực

nghiệm để thành lập Biểu đồ SKH dựa trên các nghiên cứu của ông ở Mỹ, châu Âu,

Israel (Hình 2.1b) và các nước đang phát triển có khí hậu nóng ẩm (Hình 2.2).

a. Biểu đồ SKH của V. Olgyay b. Biểu đồ SKH của B. Givoni

Hình 2.1. Các biểu đồ SKH do V. Olgyay và B. Givoni đề xuất [18]

a. Khi lặng gió b. Khi vận tốc gió là 2m/s

Hình 2.2. Vùng tiện nghi khí hậu do B. Givoni đề xuất cho vùng khí hậu nóng tại các

nước đang phát triển [18]

- ASHRAE 55 - 2010 đề xuất một mô hình thích ứng để xác định vùng tiện nghi

cho các công trình TGTN với các điều kiện: mức nhiệt sinh lý M = 1,0 đến 1,3 Met;

nhiệt trở quần áo Iclo được tự do thích ứng với điều kiện không khí trong phòng (Hình

2.3a) [43].

- EN 15251 - 2007 (tiêu chuẩn của Châu Âu) đề xuất một mô hình thích ứng để

xác định vùng tiện nghi cho công dân châu Âu ở trong các công trình TGTN (không

dùng điều hoà hoặc sưởi) - xem Hình 2.3b. Trong đó: Tc là nhiệt độ vận hành tiện nghi

và Trm là nhiệt độ ngoài nhà trung bình; I, II, III tương ứng với 3 mức độ tiện nghi từ

cao đến thấp.

a. Theo ASHRAE [43] b: Theo EN 15251 – 2007. Giới hạn trên

(nét liền) và dưới (nét đứt) [33]

Hình 2.3. Một số đề xuất về vùng tiện nghi khí hậu của Mỹ và Châu Âu

- Các nhà nghiên cứu ở Châu Á cũng đã có các công trình nghiên cứu, với cách

tiếp cận hiện đại, đề xuất mô hình TNN cho 1 số quốc gia.

c. Một số mô hình TNN ở Việt Nam

- Năm 1966, giáo sư Phạm Ngọc Đăng đã nghiên cứu TNN cho Hà Nội dựa trên

phương pháp ET và chỉ số điều kiện ΣH.

- Năm 2004, PGS. Phạm Đức Nguyên - dựa trên một điều tra quy mô nhỏ - đề

xuất Biểu đồ SKH xây dựng cho Việt Nam với 9 vùng SKH từ: Rất lạnh -Lạnh -Lạnh

vừa -Tiện nghi -Mát khô -Mát ẩm -Nóng -Rất nóng ẩm -Rất nóng khô (Hình 2.4a).

- Năm 2012, PGS. Phạm Đức Nguyên - dựa trên các nghiên cứu của Givoni - đã

kiến nghị Biểu đồ SKH xây dựng cho Việt Nam với 9 vùng SKH từ: Rất lạnh - Lạnh -

Hơi lạnh - Tiện nghi - Mát khô - Mát ẩm - Nóng vừa - Rất nóng ẩm - Rất nóng khô

(xem hình 2.4b). Tuy nhiên, kiến nghị này hoàn toàn chưa được kiểm chứng cho người

Việt Nam.

a. Biểu đồ SKH năm 2004 [19] b. Biểu đồ SKH năm 2012 [18]

Hình 2.4. Biểu đồ SKH do PGS. Phạm Đức Nguyên đề xuất năm 2004 và 2012

- TCXDVN 306: 2004 đề xuất vùng tiện nghi vi khí hậu tương ứng với miền nhiệt

độ trung hòa (ttrung hòa) cho cảm giác tiện nghi, dễ chịu. Và:

19,80C  ttrung hòa < 25,5C [2].

- Năm 2013, TS. Nguyễn Anh Tuấn đã đề xuất mô hình TNN dành cho người Việt

Nam trong điều kiện làm việc tĩnh (không được phép có các điều chỉnh cá nhân - thường

gặp trong các công trình sử dụng điều hòa không khí) và trong điều kiện tự do (được

phép có các điều chỉnh cá nhân - thường gặp trong các công trình được TGTN).

Vùng TNN trên biểu đồ SKH do TS. Nguyễn Anh Tuấn đề xuất (Hình 2.5) được

xây dựng dựa trên mô hình trạng thái tĩnh của Fanger và các điều chỉnh cho khí hậu

nóng ẩm.

Hình 2.5. Vùng tiện nghi đề xuất của TS. Nguyễn Anh Tuấn [92]

Vùng tiện nghi (Comfort) trong Hình 2.5 được thiết lập cho một người bình

thường ở trạng thái làm việc tĩnh (ngồi làm việc) có lượng nhiệt sinh lý M = 1 Met, vận

tốc không khí V = 0.15m/s, nhiệt trở quần áo Iclo = 0.5 clo vào mùa Hè và Iclo = 1.0 clo

vào mùa Đông. 80% số người được hỏi cho cảm giác hài lòng về TNN. Ngoài vùng tiện

nghi, tác giả của mô hình này cũng đã đề xuất các chiến lược nhằm cải thiện điều kiện

TNN như: TGTN, làm mát bằng bay hơi trực tiếp, sưởi ấm thụ động bằng ánh nắng mặt

trời,... [92].

Trong điều kiện được tự do điều chỉnh, mô hình này được gọi là mô hình TNN

thích ứng. Mô hình này được TS. Nguyễn Anh Tuấn nghiên cứu dựa trên cơ sở dữ liệu

của 5.176 phiếu điều tra (được tiến hành ở nhiều nước trong khu vực Đông Nam Á) và

áp dụng cho các công trình được TGTN. Mô hình này xây dựng công thức thể hiện mối

liên quan giữa nhiệt độ tổng hợp tiện nghi Ttien-nghi (gọi tắt là nhiệt độ tiện nghi) và nhiệt

độ trung bình tháng của không khí ngoài nhà TTB-thang như sau.

Ttien-nghi = 0.341 x TTB-thang + 18,38 (8) [92].

d. Lựa chọn mô hình TNN cho nghiên cứu TGTN trong Nhà ở cao tầng tại các đô

thị DHNTB

Trong nghiên cứu về TGTN cho công trình NOCT, tiêu chí về TNN là một tiêu

chí quan trọng để đánh giá hiệu quả của TGTN.

Căn cứ vào đặc điểm, tính chất công năng và đối tượng sử dụng của NOCT và đặc

điểm các mô hình TNN của các học giả đã đề xuất (nêu ở mục 2.2.2.3b và 2.2.2.3c),

NCS lựa chọn mô hình TNN thích ứng của TS. Nguyễn Anh Tuấn cho nghiên cứu trong

Luận án này.

Phân tích khí hậu trong thiết kế kiến trúc

a. Thiết kế sinh khí hậu trong kiến trúc

Thiết kế SKH trong kiến trúc là quá trình thiết kế có xem xét điều kiện tự nhiên

tại địa điểm xây dựng nhằm hướng đến sự thích ứng với điều kiện tự nhiên, tạo môi

trường tiện nghi cho người sử dụng, giảm thiểu các tác động tiêu cực đến môi trường

sinh thái.

b. Các phương pháp phân tích sinh khí hậu phổ biến

- Phân tích số liệu theo trung bình giờ/năm: các số liệu về nhiệt độ và độ ẩm, được

tính trung bình cho từng giờ trong năm, được đưa vào Biểu đồ SKH để xác định tần

suất xuất hiện của chúng tương ứng với các vùng SKH. Việc xác định các số liệu có thể

được thực hiện theo 2 cách:

+ Lấy các số liệu trung bình cho nhiều năm (20 năm, 30 năm, …).

+ Lấy các số liệu của một năm điển hình.

- Phân tích theo biến trình tháng: đặt các số liệu về nhiệt độ và độ ẩm trung bình

của mỗi ngày (hoặc cực đại và cực tiểu trung bình tháng của nhiệt độ và độ ẩm) vào

Biểu đồ SKH. Nối các điểm tương ứng các ngày trong tháng để tạo ra 12 đường biến

thiên tháng của nhiệt ẩm. Các đường biến thiên này cho phép xác định thời gian xuất

hiện khí hậu trong các vùng SKH [18], [92].

c. Sử dụng các kết quả phân tích khí hậu vào thiết kế

Quá trình phân tích các yếu tố vật lý của khí hậu trong mối tương quan với điều

kiện tiện nghi (mà công trình tạo ra cho người sử dụng) sẽ giúp cho nhà thiết kế lựa

chọn được các chiến lược thiết kế, giải pháp thiết kế và giải pháp vận hành công trình

một cách hợp lý và hiệu quả.

Đối với thiết kế TGTN cho công trình, các kết quả về thời gian tiện nghi (theo

từng giờ trong năm), thời gian cần TG làm mát để tiện nghi, … sẽ là cơ sở quan trọng

để đề xuất chiến lược thiết kế, giải pháp thiết kế và giải pháp vận hành TGTN.

Trong Luận án này, NCS lựa chọn phương pháp phân tích số liệu theo trung bình

giờ/năm (lấy các số liệu của một năm điển hình) và mô hình TNN thích ứng để thực

hiện các nghiên cứu liên quan.

Tổng quan về một số giải pháp thiết kế kiến trúc và giải pháp kỹ thuật

nhằm khai thác hiệu quả thông gió tự nhiên cho công trình

Các lý thuyết về thiết kế TGTN cho công trình nói chung đã được nhiều tác giả

nghiên cứu và công bố.

a. Một số giải pháp thiết kế kiến trúc hướng đến TGTN cho công trình

* Quy hoạch tổng mặt bằng (TMB):

- Vị trí xây dựng (đồng bằng, trung du, miền núi, ven sông, ven biển, ven hồ, đô

thị, nông thôn, công trình độc lập, một quần thể các công trình, …) với những đặc điểm

địa hình khác nhau sẽ cho hiệu quả TGTN khác nhau.

- Hình dạng chung và hướng của công trình; sân trong.

- Giải pháp bố cục TMB.

- Các giải pháp thiết kế cảnh quan, với các yếu tố: cây xanh, mặt nước, công trình

kiến trúc nhỏ, …

- Giải pháp xử lý các bất tiện nghi do gió gây ra trên TMB.

* Thiết kế kiến trúc công trình:

- Chiến lược thiết kế nhằm tối ưu hóa TGTN cho công trình, tối ưu hóa thiết kế

mặt đứng cho nhà ở được TGTN, …

- Thiết kế lớp VBC, với các đặc điểm: chiều cao công trình, hình dạng mái, tương

quan kích thước công trình (dài - rộng - cao), các đặc điểm khác của lớp VBC (khoảng

lõm, cánh tường, số lớp, …), …

- Bố trí các không gian chức năng trên mặt bằng và mặt cắt công trình.

- Thiết kế các khoảng mở (cửa sổ, cửa đi, khoảng trống để TG lấy sáng, …) hợp

lý [10], [21], [22], [41], [66], [97], [107].

b. Một số giải pháp kỹ thuật hướng đến TGTN cho công trình

- Giải pháp TGTN trong nhà ở truyền thống của người thổ dân Mỹ (Native

American Tipi) với lớp VBC được may từ da trâu và phần mở lớn (đóng mở theo thời

tiết) để thoát khói ở trên đỉnh; hệ thống tháp gió làm mát thụ động của người Iran; sử

dụng các bẫy gió (Wind catchers - Malkaf) trong nhà ở của người Pakistan, Ai Cập, …;

hệ thống làm mát không khí bằng hệ thống hang động, lòng đất (ở Costozza, Vicenza,

Italy); …

- Giải pháp kỹ thuật mới dùng để tăng cường TGTN: dùng chụp hút gió (Chimney

cowls); dùng ống TG mặt trời (Solar chimney); sử dụng mặt đứng 2 lớp (Double skinned

facades); dùng ống TG; sử dụng khoảng thông tầng lấy sáng (Light wells) để TGTN;

hệ thống lám mát thụ động cho công trình; …

[41], [56], [66], [69], [74], [75], [77], [78], [95].

Tiện nghi về gió và vận tốc gió

a. Vai trò của vận tốc gió đối với tiện nghi vi khí hậu trong công trình

Gió có vai trò làm mát, giảm độ ẩm, đẩy không khí bị ô nhiễm trong phòng ra

ngoài. Vận tốc gió càng tăng sẽ làm tăng khả năng thoát nhiệt bằng đối lưu và bay hơi

mồ hôi cho con người, do đó sẽ mở rộng vùng TNN. Tuy nhiên khi vận tốc gió quá lớn

cũng sẽ dẫn đến một số bất tiện nghi về nhiệt và tiện nghi sinh hoạt.

VTGTN là giá trị vận tốc của không khí trong phòng tạo được môi trường tiện

nghi về chất lượng không khí, nhiệt độ, … và được đánh giá bằng ý kiến chủ quan của

con người. VTGTN sẽ là cơ sở để thiết kế, khai thác và vận hành hiệu quả hệ thống

TGTN cho công trình.

b. Một số nghiên cứu về ảnh hưởng của vận tốc gió tiện nghi của người sử dụng

trong công trình

- Phản ứng của cơ thể với vận tốc gió từ 0 - 1.5m/s và trên 1,5m/s [18].

- Trong Biểu đồ SKH, Givoni đề xuất vùng tiện nghi cho vùng khí hậu nóng ẩm

trong 2 trường hợp: lặng gió và 2m/s; PGS. Phạm Đức Nguyên đề xuất Biểu đồ SKH

cho Việt Nam với vận tốc gió tối đa về mùa hè là 2m/s [18].

- Thang cảm giác nhiệt cho người Việt Nam (trong TCXD VN 306:2004) được

nghiên cứu trong trường hợp vận tốc gió từ 0.3-0.5m/s [2].

- TS. Nguyễn Anh Tuấn tiến hành nghiên cứu để đề xuất mở rộng vùng TNN khi

vận tốc gió tương ứng là 0.4m/s, 0.8m/s và 1.0m/s [92].

- Ashrae 55-2010 đưa ra biểu đồ thể hiện mối liên hệ giữa nhiệt độ tiện nghi được

tăng thêm theo mức tăng của vận tốc gió, từ: 0 m/s đến 1.5m/s [43].

- VTGTN ở Âu Mỹ: 1,5m/s [18]. Trong tài liệu [18], PGS. Phạm Đức Nguyên

cũng đề xuất VTGTN cho Việt Nam 2m/s. Tuy nhiên, đề xuất này vẫn chưa được kiểm

chứng bằng thực nghiệm.

- Theo TCVN 5687: 2010, đề xuất ứng với mỗi 1°C tăng nhiệt độ (so với nhiệt độ

tiện nghi) cần tăng thêm vận tốc gió từ 0,5m/s đến 0.8m/s, nhưng không nên vượt quá

1.5m/s cho nhà dân dụng [1].

Như vậy, các nghiên cứu về vận tốc gió liên quan đến TNN đều có giá trị vận tốc

dưới 2m/s. Và chưa có một đề xuất VTGTN chính thức cho người Việt Nam nói chung

và người dân vùng DHNTB nói riêng.

Sử dụng phương pháp Computational Fluid Dynamics và phần mềm

AutoDesk CFD trong nghiên cứu thông gió tự nhiên

a. Giới thiệu về phương pháp Computational Fluid Dynamics

Computational Fluid Dynamics (CFD - Động lực học lưu chất trên máy tính) là

nhóm các phương pháp số dùng để phân tích, tính toán và dự đoán các thông số (nhiệt

độ, vận tốc, áp suất, …) của dòng lưu chất. CFD dựa vào việc giải các phương trình

Navier-Stokes, là các phương trình bảo toàn khối lượng, động lượng và năng lượng.

Kỹ thuật CFD được sử dụng rất rộng rãi trong rất nhiều lĩnh vực khoa học kỹ thuật

khác nhau, như: khí động lực học trong ngành sản xuất máy bay và phương tiện giao

thông bộ; thủy động lực trong ngành chế tạo tàu thủy; động cơ; kỹ thuật điện - điện tử;

các quá trình hóa học; môi trường bên trong và bên ngoài công trình; kỹ thuật hàng hải;

kỹ thuật môi trường; thủy lực và hải dương học; khí tượng; kỹ thuật về y học; … [41],

[93].

Theo thống kê của [111], hiện nay, có hàng trăm mã nguồn CFD miễn phí và mã

nguồn CFD thương mại:

- Một số mã nguồn miễn phí: ADFC; Applied Computational Fluid Dynamics;

Arb; CalculiX; CFD2D; CFD2k; Channelflow; CLAWPACK; Code_Saturne;

COOLFluiD; Diagonalized Upwind Navier Stokes; Dolfyn; Dune; Edge; …

- Một số mã nguồn thương mại: 6sigmaDC; Applied Computational Fluid

Dynamics; AcuSolve; ADINA-F; ADINA-FSI; ANANAS; ANSWER; Azore; CFD++;

CFD2000; CFD-FASTRAN; CFD-ACE; Cfdesign; CFX; CharLES; CONVERGE;

CoolitPCB; DLR – TAU; DQMoM; EasyCFD; FENSAP-ICE; …

Hiện nay, đã có nhiều nghiên cứu về phương pháp CFD trong nghiên cứu TGTN

trong công trình được công bố. Các nghiên cứu tập trung vào các nội dung sau:

- Lý thuyết về phương pháp CFD: khái niệm và các phương trình cơ bản của CFD;

các lý thuyết cơ bản của CFD; so sánh và đánh giá phương pháp CFD với các phương

pháp khác, như: mô hình thật (model mock-up), ống khí động (wind tunnel); mô hình

điểm/vùng (nodal/zonal models); … [41], [49], [83].

- Một số ứng dụng của phương pháp CFD

+ Ứng dụng phương pháp CFD để nghiên cứu các vấn đề chung như: TGTN,

TNN, hiệu quả năng lượng, … trong các công trình; đặc điểm luồng không khí

xung quanh công trình; đánh giá TNN trong công trình được TGTN; các hình thức

TGTN trong công trình (TGTN xuyên phòng, TG một mặt); đặc điểm luồng không

khí qua các khu nhà cao tầng tại các đô thị; ảnh hưởng của các yếu tố: vận tốc và

hướng gió, hình dạng công trình, hình dạng địa hình, hình dáng đô thị, … đến hiệu

quả TGTN; lý thuyết về nguyên tắc thiết kế TGTN trong nhà ở đô thị bền vững;

… [13], [34], [53], [57], [60], [73].

+ Ứng dụng phương pháp CFD để nghiên cứu đặc điểm các bộ phận trong

nhà đến hiệu quả TGTN, như: đặc điểm cấu tạo và cách thức bố trí cửa sổ; dạng

mái vòm; hiệu quả nhiệt năng của mái nhà bằng gỗ; đặc điểm tường rào, sân trong;

các thiết bị nâng cao hiệu quả TGTN; … [35], [45], [46], [48], [54], [62], [81],

[94].

+ Ứng dụng phương pháp CFD trong thiết kế thực tế: đánh giá hiệu quả TG

trong và ngoài công trình; thiết kế kiến trúc đảm bảo các yêu cầu về chiếu sáng tự

nhiên, TGTN ở các vùng khí hậu khác nhau; … [49], [59], [104].

- Kết hợp phương pháp CFD với các phương pháp khác trong nghiên cứu

+ Các nghiên cứu về sự kết hợp giữa phương pháp CFD với các phương pháp

khác như: phương pháp phân tích, phương pháp thí nghiệm trên mô hình tỷ lệ nhỏ;

thí nghiệm trong ống khí động; phương pháp kinh nghiệm; …

+ Sự phối hợp các phương pháp nêu trên nhằm mục đích nghiên cứu một số

vấn đề như: các hình thức TGTN, TG xuyên phòng - TG một mặt, TGTN trong

nhà cao tầng; TGTN nhờ áp lực đẩy nổi - trong không gian một tầng được liên hệ

với sân trong; các thiết bị tăng cường hiệu quả TGTN; …

[42], [64], [68], [72], [83], [98], [99], [100], [102], [106].

b. Lựa chọn phần mềm Autodesk CFD cho nghiên cứu

Hiện nay, nghiên cứu về TG bằng mô hình CFD có thể sử dụng nhiều phần mềm

(với hơn 57 mã nguồn miễn phí hoặc 75 mã nguồn thương mại), như: OpenFOAM;

SLFCFD; COOLFluiD; NaSt2D; SU2; Ananas; Autodesk Simulation CFD; Phoenics;

Ansys CFX; Ansys Fluent; EasyCFD; SimFlow; … [111].

Phần mềm AutoDesk CFD (của hãng Autodesk) là công cụ mô phỏng nhiệt và

động lực lưu chất trên máy tính. Phần mềm này có vai trò rất quan trọng trong các ngành

liên quan đến lưu chất, giúp người thiết kế hiểu rõ các quá trình của lưu chất trong giai

đoạn nghiên cứu phát triển sản phẩm. Giúp cho kỹ sư đưa ra quyết định tối ưu về thiết

kế trước khi xây dựng công trình hay sản xuất ra các sản phẩm.

Phần mềm Autodesk CFD đã có các phiên bản 2012, 2013, 2014, 2015, 2016,

2017, 2018 và 2019. Trong nghiên cứu và thiết kế xây dựng công trình, Autodesk CFD

thường được ứng dụng phổ biến trong các trường hợp sau:

- TG cơ khí: mô phỏng luồng không khí trong các không gian được điều khiển

bằng các hệ thống mạng lưới các miệng thổi, miệng hút, quạt, …

- Tải trọng gió tác động lên công trình.

- TGTN: mô phỏng các luồng không khí bên trong một phòng, một công trình

hoặc bên trong và bên ngoài công trình [108], [109].

Độ tin cậy của các kết quả mô phỏng trên Autodesk CFD phụ thuộc vào một số

yếu tố như: xây dựng mô hình nghiên cứu (mức độ chi tiết của mô hình), lựa chọn mô

hình rối, giải pháp lưới, sự độc lập của lưới đối với kết quả mô phỏng, ...

Autodesk Simulation CFD có một số ưu điểm, như: giao diện thân thiện, thuận lợi

cho người dùng trong quá trình nhập thông số đầu vào; thuận lợi trong việc trao đổi dữ

liệu với các phần mềm đồ họa khác hay các phần mềm mô phỏng hiệu năng khác; cho

kết quả tương đối đầy đủ và trực quan về các đại lượng TG trong công trình. Vì vậy,

NCS chọn phần mềm Autodesk Simulation CFD để thực hiện các mô phỏng trong quá

trình thực hiện Luận án.

c. Xây dựng mô hình và thiết lập các tham số tính toán cho mô phỏng trên

AutoDesk CFD

- Xây dựng mô hình: mô hình 3D được dựng trên phần mềm AutoCad 2017. Từ

mô hình 3D chuyển sang mô hình trên phần mềm AutoDesk CFD 2017.

- Thiết lập các tham số cho mô hình - Thực hiện mô phỏng

+ Gán các thông số vật liệu cho mô hình (Materials).

+ Gán các điều kiện biên cho mô hình (Boundary conditions). Sử dụng giá

trị vận tốc tham chiếu tại cao độ 10m là 3m/s (xem Phụ lục 1 - Bảng PL 1.2) hoặc

5m/s (xem Phụ lục 1 - Bảng PL 1.3).

+ Chọn mô hình rối (Turb.model): chọn mô hình rối là RNG k-ε (là mô hình

rối được hiệu chỉnh từ mô hình rối k-ε tiêu chuẩn bằng phương pháp

Renormalization Group - RNG) [73]. Đây là mô hình rối được đánh giá là cho kết

quả gần đúng nhất với các số liệu thí nghiệm và là mô hình thích hợp trong nghiên

cứu TGTN (bằng áp lực khí động) ở trong công trình [51], [89], [91].

+ Chọn giải pháp lưới: trong phương pháp CFD, miền nghiên cứu được chia

thành các phần tử (elements), góc của các phần tử là các nút (node). Các nút và

các phần tử tạo thành lưới (mesh). Lựa chọn giải pháp lưới là tự động Autosize.

Sự độc lập của lưới đối với kết quả mô phỏng được đảm bảo thông qua thiết lập

Enablen Adaptation. Kích hoạt tính năng kiểm tra độc lập của giải pháp lưới và

chọn giá trị cho Cycles to run (là số lần tự động điều chỉnh lưới cho phù hợp).

- Các mô phỏng được thực hiện trên máy tính có cấu hình như sau: Processor Intel

(R) Xeon (R) CPU E3-1220 v5 @ 3.00GHz; 64-bit Operating System; RAM 8.00 GB.

d. Đánh giá độ tin cậy của các mô phỏng trên AutoDesk CFD

Để đánh giá mức độ tin cậy của phần mềm AutoDesk CFD trong nghiên cứu

TGTN trong các công trình, NCS tiến hành so sánh kết quả thu được từ mô phỏng trên

AutoDesk CFD (với các tham số đầu vào được sử dụng trong các mô phỏng thuộc nội

dung nghiên cứu của Luận án) với kết quả thu được từ thí nghiệm trên ống khí động

(Wind tunnel).

- Thí nghiệm trên ống khí động được thực hiện tại Đại học Cardiff (Xứ Wales,

Vương quốc Anh) bởi nhóm tác giả, gồm: Yi Jiang, Donald Alexander, Huw Jenkins,

Rob Arthur, Quingyan Chen [65]. Mô hình công trình có dạng khối lập phương (với

kích thước các cạnh là H = 250mm, chiều dày tường 6mm, kích thước cửa mở ở mặt

đón gió và khuất gió là 84mm x 125 mm) đặt trong ống khí động có kích thước 2 m x

2 m và cao 1 m. Kết quả về vận tốc gió được ghi nhận tại các vị trí trên mặt cắt đi qua

chính giữa (giữa cửa gió vào và gió ra) của mô hình, tại 10 đường thẳng đứng (xem

Hình PL 3.1 và Hình PL 3.2).

- Xây dựng mô hình 3D trên phần mềm AutoCad 2017 với mô hình có kích thước

như mô hình dùng trong thí nghiệm trên ống khí động. Kích thước vùng nghiên cứu

(khối không khí quanh mô hình) là 7H x 7H, cao 3H. Thiết lập các tham số tính toán

(như mục 2.2.2.7c), gán các giá trị vận tốc cho mô phỏng là các số liệu về vận tốc gió

thu được tại vị trí -3H trong nghiên cứu của Yi Jiang.

Kết quả thu được cho thấy, mô phỏng TGTN trong công trình bằng Autodesk CFD

2017 (với việc lựa chọn các tham số đầu vào hợp lý - như đã trình bày ở mục 2.2.2.7c)

sẽ cho kết quả có sự tương đồng cao với kết quả từ thí nghiệm trên ống khí động. Như

vậy, phần mềm Autodesk CFD là phần mềm mô phỏng cho kết quả có độ tin cậy cao

trong nghiên cứu, mô phỏng TGTN trong công trình.

Nội dung chi tiết của nghiên cứu so sánh kết quả nghiên cứu TGTN trong công

trình bằng ống khí động và phần mềm Autodesk CFD - xem Phụ lục 3.

e. Lựa chọn đối tượng cho mô phỏng cho nghiên cứu

Để tiến hành các nghiên cứu của Luận án, NCS chọn NOCT có các đặc điểm

chính, như sau:

- Số tầng: 12 tầng hoặc được chọn theo mục đích nghiên cứu.

- Chiều cao các tầng: tầng 1: 3.900 mm; tầng điển hình: 3.200 mm.

- Cao độ nền tầng 1: 1.050mm.

- Hình thức MBTĐH và vị trí căn hộ được chọn tùy theo mục đích nghiên cứu.

- Mặt bằng căn hộ điển hình, gồm 2 loại:

+ Căn hộ Loại I: Căn hộ chỉ có một mặt tiếp giáp tự nhiên.

+ Căn hộ Loại II: Căn hộ chỉ có hai mặt tiếp giáp tự nhiên (mặt tiếp giáp thứ

hai được hình thành thông qua việc tạo các khe lấy sáng và TG trên mặt bằng).

Hình dạng và thành phần các phòng chức năng như Hình 2.6 và Bảng 2.2 (diện

tích các phòng trong căn hộ có thể được điều chỉnh theo yêu cầu của nghiên cứu).

+ Một số điều kiện biên cho trường hợp nghiên cứu: khối NOCT đứng độc

lập; chỉ mở cửa căn hộ nghiên cứu, các căn hộ khác đều đóng cửa hoàn toàn; mở

cửa của các không gian công cộng (hành lang, sảnh chính, sảnh tầng,…).

Căn hộ

STT

Tên phòng chức năng

loại I

loại II

Phòng khách

11.00

10.93

Phòng ngủ 1

10.05

10.10

Phòng ngủ 2

10.20

Bảng 2.2: Thống kê diện tích các căn hộ điển hình

Phòng ăn

8.84

10.85

Bếp

3.84

7.96

Vệ sinh 1

4.07

2.68

Vệ sinh 2

3.61

Ban công

5.40

Tường, hành lang & kỹ

a. Căn hộ loại I.

14.67

13.74

thuật

b. Căn hộ loại II

1.95

Sân phơi

Tổng diện tích

71.68

77.42

Hình 2.6. Mặt bằng các loại căn

hộ điển hình

2.2.3. Cơ sở về thực tiễn

Vị trí địa lý, đặc điểm địa hình và đặc điểm khí hậu của vùng Duyên hải

Nam Trung Bộ

a. Vị trí địa lý

Vùng DHNTB nằm trên dải đất ven biển Nam Trung Bộ, từ phía Nam đèo Hải

Vân đến tỉnh Bình Thuận. Ranh giới:

- Phía Bắc giáp Đèo Hải Vân

- Phía Nam giáp Đông Nam Bộ

- Phía Đông giáp Biển đông

- Phía Tây giáp Tây Nguyên

Diện tích: 44,4 nghìn km2 (13,4% diện tích cả nước)

Vùng DHNTB gồm 8 tỉnh và thành phố trực thuộc Trung ương: Đà Nẵng, Quảng

Nam, Quảng Ngãi, Bình Định, Phú Yên, Khánh Hòa, Ninh Thuận và Bình Thuận. Trong

đó có 4 huyện đảo là Hoàng Sa, Lý Sơn, Trường Sa và Phú Quý. Quy mô tỉnh lỵ của

các tỉnh thuộc Vùng DHNTB - xem Phụ lục 4 (Bảng PL 4.1).

b. Đặc điểm địa hình

DHNTB thuộc khu vực cận giáp biển. Địa hình ở đây bao gồm đồng bằng ven

biển và núi thấp, có chiều ngang theo hường Đông - Tây (trung bình 40 - 50km), hạn

hẹp hơn so với Bắc Trung Bộ và Tây Nguyên. Có hệ thống sông ngòi ngắn và dốc, bờ

biển sâu với nhiều đoạn khúc khuỷu, thềm lục địa hẹp. Các miền đồng bằng có diện tích

không lớn do các dãy núi phía Tây trải dọc theo hướng Nam tiến dần ra sát biển và có

hướng thu hẹp dần diện tích lại. Đồng bằng chủ yếu do sông và biển bồi đắp, khi hình

thành nên thường bám sát theo các chân núi.

c. Đặc điểm khí hậu

Vùng DHNTB nằm trong vùng khí hậu II A - Khí hậu DHNTB - bao gồm toàn

bộ vùng đồng bằng và đồi núi thấp dưới 100m thuộc các tỉnh, thành phố: Quảng Nam,

Quảng Ngãi, Bình Ðịnh, Phú Yên, Khánh Hòa, Ninh Thuận, Bình Thuận.

Vùng DHNTB có khí hậu cơ bản là nhiệt đới, gió mùa, không có mùa đông lạnh

(trừ phần phía Bắc còn có mùa Đông hơi lạnh).

- Nhiệt độ trung bình của các tháng từ 21.5°C đến 29.9°C.

- Nhiệt độ thấp nhất thường không dưới 10°C (thấp nhất tuyệt đối là 9.2°C, chỉ

xảy ra ở Đà Nẵng). Trong vùng không cần chống lạnh.

- Nhiệt độ cao nhất có thể vượt 40°C, như: 42.1°C ở Quy Nhơn vào tháng 7,

41.4°C ở Quảng Ngãi vào tháng 6.

- Do ảnh hưởng của biển, biên độ nhiệt độ ngày cũng như năm đều nhỏ. Biên độ

ngày của nhiệt độ không khí trung bình tháng từ 4.5°C đến 9.5°C.

- Độ ẩm tương đối của không khí trung bình tháng và năm khá cao, từ 70.4% đến

88.5%.

- Tổng số giờ nắng trung bình trong tháng từ 90 giờ đến 304 giờ.

- Vận tốc gió trung bình tháng từ 1 m/s đến 4.2 m/s.

- Phần ven biển chịu ảnh hưởng trực tiếp của bão.

- Lượng mưa trung bình trong năm từ 1.072 mm đến 2.466 mm [5].

Số liệu khí hậu của các thành phố theo từng tháng - xem Phụ lục 4 (hình PL 4.1).

Định hướng phát triển của nhà ở cao tầng tại các đô thị Duyên hải Nam

Trung Bộ trong quy hoạch chung xây dựng thành phố

- Điều chỉnh quy hoạch chung xây dựng thành phố Đà Nẵng đến năm 2030 tầm

nhìn 2050: trong định hướng phát triển không gian các khu dân cư đô thị, phát triển khu

ở đô thị tập trung mật độ cao tại 2 khu đô thị Hải Châu, Thanh Khê, cụ thể là xây dựng

các khu CC cao tầng theo hướng phát triển đô thị nén. Trong định hướng thiết kế đô thị:

khu vực đô thị cũ, phát triển các khối nhà cao tầng đa chức năng dọc các trục đường

chính đô thị; khu ven biển Đông được ưu tiên phát triển cao tầng [29].

- Điều chỉnh quy hoạch chung xây dựng thành phố Quy Nhơn và vùng phụ cận

đến năm 2035 tầm nhìn 2050: định hướng phát triển nhà cao tầng tại khu trung tâm hiện

hữu thành phố Quy Nhơn (trung tâm đô thị, các tuyến đường chính đô thị, dải ven biển

Quy Nhơn) [30].

- Điều chỉnh quy hoạch chung xây dựng thành phố Nha Trang, tỉnh Khánh Hòa

đến năm 2025: khu đô thị ven biển được định hướng chiều cao tầng tối đa là 40 tầng;

khu đô thị sinh thái phía Nam đường Phong Châu được định hướng phát triển thành khu

đô thị sinh thái, công viên sinh thái công cộng, kết hợp dịch vụ du lịch và khu đô thị

hành chính mới của Tỉnh. Tại đây, các khu đất xây dựng trung tâm thương mại không

có sự khống chế về chiều cao tầng. Ngoài ra, hầu hết các khu vực khác trong đô thị đều

có sự khống chế dưới 15 tầng [28]. Tuy nhiên trong điều chỉnh quy hoạch chung - đang

được các cơ quan chức năng thực hiện - đã có một số đề xuất về việc giới hạn chiều cao

tầng tại một số khu vực trong thành phố có thể lên đến 50-60 tầng.

Khai thác thông gió tự nhiên trong nhà ở cao tầng tại các đô thị Duyên

hải Nam Trung Bộ

a. Thực trạng thiết kế TGTN cho một số NOCT tại các đô thị DHNTB

- CC Nại Hiên Đông, Đà Nẵng (12 tầng); CC Vĩnh Điềm Trung, Nha Trang (9

tầng); CC HQC, Nha Trang (15-18 tầng); ...: Bố cục mặt bằng theo hình thức hành lang

giữa. Hành lang được lấy sáng và TG qua 2 đầu hành lang. Các phòng nằm ở biên của

công trình có 1 mặt tiếp giáp tự nhiên để TG - xem Hình 2.7a và Hình 2.7b.

- CC Blue House, Đà Nẵng (9 tầng): Bố cục mặt bằng theo hình thức hành lang

giữa. Hành lang được lấy sáng và TG qua 2 đầu hành lang và từ sảnh thang máy. Các

phòng nằm ở biên của công trình có 1 mặt tiếp giáp tự nhiên để TG. Các phòng chức

năng bên trong (vệ sinh, sân phơi, phòng ngủ) và hành lang tầng được TG và lấy sáng

thông qua các giếng trời (2 căn hộ sử dụng chung một giếng trời). Hiệu quả TGTN (và

cả chiếu sáng tự nhiên) cho các căn hộ đã có hiệu quả đáng kể so với CC Nại Hiên

Đông. Với các giếng trời này, các căn hộ và hành lang chính được TGTN theo hình

thức TG xuyên phòng - xem Hình 2.7c.

a b

Hình 2.7: a. MBTĐH CC Nại Hiên Đông; b. MBTĐH CC Vĩnh Điềm Trung;

c. MBTĐH CC Blue House, Đà Nẵng [St]

- CC NestHome, Đà Nẵng (9 tầng); CC Simona, Quy Nhơn (9 tầng): Bố cục mặt

bằng theo hình thức hành lang giữa. Hành lang được lấy sáng và TG qua 2 đầu hành

lang và từ sảnh thang máy. Các phòng nằm ở biên của công trình có 1 mặt tiếp giáp tự

nhiên để TG. Mặt bằng các tầng điển hình được tạo các lõm sâu vào với mục đích lấy

sáng, TGTN cho các phòng nằm sâu bên trong (phòng ngủ, bếp) đồng thời tạo sân phơi

nằm kín đáo bên trong. Xem Hình 2.8a và Hình 2.8b.

a b

Hình 2.8: a. MBTĐH CC NestHome; b. MBTĐH CC Simona [St]

- CC Azura, Đà Nẵng (34 tầng), Khu căn hộ cao cấp Hilton Bạch Đằng, Đà Nẵng

(21 tầng): Bố cục mặt bằng theo hình thức hành lang giữa. Hành lang đóng kín hai đầu.

Do yêu cầu tiện nghi cao và để chủ động kiểm soát điều kiện tiện nghi trong nhà, giải

pháp TG chủ đạo được sử dụng là TG nhân tạo. Các phòng nằm ở biên của công trình

có 1 mặt tiếp giáp tự nhiên để TGTN khi điều kiện không khí ngoài nhà phù hợp và

theo nhu cầu sử dụng của người sử dụng. Các phòng chức năng phụ bên trong (bếp và

vệ sinh) đều sử dụng TG và chiếu sáng nhân tạo - xem Hình 2.9a và Hình 2.9b.

Hình 2.9a. MBTĐH - CC Azura [St] Hình 2.9b. MBTĐH - Khối căn hộ cao

cấp - Hilton Bạch Đằng [St]

b. Thực trạng khai thác TGTN trong một số NOCT tại các đô thị DHNTB

Để đánh giá thực trạng môi trường vi khí hậu, thực trạng khai thác TGTN và nhu

cầu của người dân trong NOCT với việc sử dụng TGTN trong căn hộ - là cơ sở mang

tính thực tiễn cho các nghiên cứu và đề xuất tiếp theo - NCS đã tiến hành các quan trắc

và khảo sát thực tế sau:

b1. Quan trắc môi trường tại các căn hộ CC cao tầng ở thành phố Đà Nẵng

- Việc quan trắc được thực hiện với các mục tiêu sau: lấy số liệu thực tế các thông

số vi khí hậu trong các căn hộ CC cao tầng (gồm: nhiệt độ, độ ẩm và vận tốc gió); đưa

ra một số đánh giá ban đầu về thực trạng môi trường vi khí hậu trong các căn hộ.

- Địa điểm quan trắc được chọn tại 3 CC cao tầng tại Đà Nẵng, gồm: CC Nại Hiên

Đông (12 tầng); CC NestHome (9 tầng); CC HAGL LakeView (32 tầng).

- Thời điểm quan trắc: liên tục trong 24 giờ của một ngày; vào các tháng 5, tháng

6 và tháng 7.

- Kết quả quan trắc cho thấy: nhiệt độ trong phòng nằm trong khoảng 27.7°C đến

35.9°C, nhiệt độ trung bình trên 29.4°C; độ ẩm tương đối trong phòng nằm trong khoảng

từ 49.2% đến 88.7%, độ ẩm tương đối trung bình trên 68%; phần lớn thời gian quan

trắc, giá trị vận tốc gió trong phòng là 0 m/s, với có 7.7% thời gian quan trắc có giá trị

vận tốc gió khác 0 (với giá trị cực đại là 1.59 m/s).

Như vậy, môi trường vi khí hậu trong các căn hộ có nhiệt độ trung bình và độ ẩm

trung bình đều cao. Bên cạnh đó, phần lớn thời gian trong ngày là lặng gió. Chất lượng

TNN trong các căn hộ là không cao. Để nâng cao chất lượng TNN trong các căn hộ cho

người sử dụng, cần phải có các giải pháp thiết kế thụ động (như: TGTN) hoặc thiết kế

chủ động (như: hệ thống quạt, điều hòa không khí).

Nội dung và kết quả “Quan trắc môi trường tại các căn hộ CC cao tầng ở Đà

Nẵng” - được trình bày ở Phụ lục 5.

b2. Điều tra xã hội học ở các CC cao tầng ở thành phố Đà Nẵng:

- Khảo sát được thực hiện với mục tiêu điều tra thực trạng khai thác TGTN và nhu

cầu của người dân trong NOCT với việc sử dụng TGTN trong căn hộ.

- Địa điểm quan trắc được chọn tại 3 CC cao tầng tại Đà Nẵng, gồm: CC Nại Hiên

Đông (12 tầng), CC Blue House (9 tầng), CC Nest Home (9 tầng).

- Thời gian thực hiện khảo sát: 1/5/2017 đến 18/7/2017.

- Kết quả khảo sát cho thấy:

+ Hầu hết người dân nhận thức được một số lợi ích chính do TGTN mang

lại. Cụ thể là: 254 người được hỏi (77.7%) biết được hiệu quả làm mát không khí

của TGTN; 142 người (43.4%), 131 người (40.1%) và 129 người (39.4%) lần lượt

là số người biết được các lợi ích về tiết kiện điện, tạo môi trường thân thiện và

làm sạch không khí của TGTN.

+ Giải pháp làm mát không khí cho căn hộ hiện trạng được nhiều người chọn

nhất là mở cửa lấy gió tự nhiên - với 157 người (48%). Số liệu tương ứng với giải

pháp sử dụng máy lạnh là 28 người (8.6%).

+ Thời gian mở cửa lấy gió cho căn hộ gần như quanh năm, nhiều nhất là

vào các tháng 5, 6, 7, 8 và 9. Và giải pháp vận hành của người dân là chỉ mở cửa

khi có người ở nhà (với 201 phiếu chiếm 61.5%).

+ Phần lớn người dân (84% - 275 phiếu) lựa chọn giải pháp TGTN để làm

mát và thông thoáng cho căn hộ. Số liệu lựa chọn phương án sử dụng quạt máy và

máy lạnh là 23.9% và 11.3%.

Như vậy, có thể kết luận rằng, một bộ phận người dân đã có nhận thức về những

lợi ích do TGTN mang lại cho căn hộ và nhu cầu sử dụng TGTN để làm mát, thông

thoáng cho căn hộ trong các CC cao tầng hiện nay là rất lớn.

Nội dung điều tra xã hội học về “Thực trạng và nhu cầu sử dụng TGTN trong các

CC cao tầng tại thành phố Đà Nẵng” - được trình bày ở Phụ lục 6.

Áp dụng một số công cụ đánh giá Công trình Xanh trong giai đoạn thiết

kế ở Việt Nam

Từ những năm cuối của thế kỷ XX, KTBV - thiết kế xây dựng nên các Công trình

xanh - đã trở thành xu hướng phát triển tất yếu của kiến trúc trên thế giới. Cùng với sự

phát triển này, nhiều công cụ đánh giá công trình xanh đã được nghiên cứu và phát triển,

như: BREEAM của Anh (1990), LEED của Mỹ (1995), GREEN STAR của Úc (2003),

GREEN MARK của Singapore (2005), GBI của Malaysia (2008), …

Ở Việt Nam, trong xu hướng phát triển của KTBV, nhiều tổ chức đã được thành

lập, như: Hội đồng Công trình Xanh Việt Nam; Hội đồng Xây dựng Xanh Việt Nam;

Hội đồng KTX Việt Nam. Một số công cụ đánh giá công trình xanh phổ biến ở Việt

Nam gồm: LEED, LOTUS, EDGE, BCA GreenMark, GreenStar, …

Tính đến tháng 8/2013 Việt Nam chỉ có 41 công trình đã được cấp hoặc đang đăng

ký chứng nhận công trình xanh [116]. Trong xu thế PTBV hiện nay, số lượng các công

trình đăng ký và được cấp chứng nhận công trình xanh ngày càng tăng. Theo thống kê

của Hội đồng Công trình Xanh Việt Nam, đã có 53 chứng nhận LEED (từ năm 2010

đến năm 2018) và 21 chứng nhận LOTUS (từ năm 2012 đến năm 2018) được cấp cho

các công trình xây dựng ở Việt Nam. Trong giai đoạn 2015-2018, chỉ có 8% (trong số

135 dự án) đăng ký chứng nhận LEED và 5% (trong số 39 dự án) đăng ký chứng nhận

LOTUS là các dự án nhà CC [114].

Nhìn chung, các công cụ đánh giá đầu tập trung và cho điểm cao ở các tiêu chí

liên quan đến năng lượng (TKNL và sử dụng năng lượng sạch), thích ứng và thân thiện

với môi trường sinh thái, hạn chế phát thải ra môi trường, tạo tiện nghi vi khí hậu thân

thiện cho con người, … Vì vậy, khai thác TGTN, đáp ứng tốt các tiêu chí nêu trên, sẽ

là xu hướng tất yếu và là một trong những giải pháp quan trọng cho kiến trúc hướng

đến công trình xanh hay KTBV và đạt được các chứng nhận công trình xanh.

2.2.4. Một số bài học kinh nghiệm về khai thác thông gió tự nhiên trong kiến

trúc nhà ở

Một số giải pháp thiết kế nhằm khai thác thông gió tự nhiên trong kiến

trúc nhà ở truyền thống Việt Nam

a. Nhà ở nông thôn vùng đồng bằng Bắc bộ

Kiến trúc nhà ở nông thôn truyền thống vùng Đồng bằng Bắc Bộ bao gồm các

thành phần chính sau: nhà chính, nhà phụ, nhà bếp, sân, chuồng gia súc, vườn, ao, giếng

nước (hoặc bể nước), hàng rào, tường vây quanh, cổng ngõ. Nhà thường có kiểu bố cục

chữ Đinh, chữ Nhất, chữ Nhị, chữ Công, chữ Môn. Nhà chính, là nơi cư trú của gia

đình, thường có các đặc điểm sau: quay về hướng Nam hoặc Đông Nam, có bố cục gian

lẻ: 1, 3, 5, 7 gian cùng với 2 chái (rất ít nhà có số gian chẵn), có hiên trước nhà (có khi

cả hai đầu hồi hoặc xung quanh nhà), …[17] Đặc điểm kiến trúc nhà truyền thống phản

ánh khá rõ nét đặc điểm kinh tế, văn hóa của xã hội đương thời và là kinh nghiệm của

cha ông ta trong xây dựng nhà ở thích ứng với điều kiện tự nhiên.

Các giải pháp thiết kế nhằm khai thác TGTN - với mục tiêu làm mát và cải thiện

vi khí hậu - cho công trình:

- Chọn hướng cho khối nhà chính là hướng Nam (hoặc lệch về phía Đông Nam):

để đón gió mát về mùa hè và tránh gió lạnh về Đông (gió Bắc hay Đông Bắc).

- Kinh nghiệm “Trước trồng cau - sau trồng chuối”: trước (thường là hướng Nam)

trồng cau để đón gió mát từ hướng Nam thổi đến, sau trồng chuối để ngăn bớt gió Bắc

lạnh về mùa Đông.

- Sử dụng yếu tố cây xanh mặt nước để cải thiện vi khí hậu quanh nhà, làm mát

và làm sạch không khí trước khi thổi vào nhà. Việc trồng cây xanh trong vườn cũng chú

ý đến việc hướng dòng không khí (gió) đi vào nhà.

- Phên dậu trước hiên nhà - có chức năng chính là che mưa, che nắng - có cấu tạo

thoáng, để trống phía dưới, trống phía trên, thoáng giữa, … để có thể đón gió vào nhà.

- Cấu tạo tường trước hiên, cửa đi được mở các khoảng thoáng (dưới, giữa và trên)

để tận dụng tối đa gió mát vào từ hướng nhà chính.

- Cửa sổ sau nhà được mở (có diện tích nhỏ): mở ra về mùa Hè để đảm bảo TG

xuyên phòng cho nhà, đóng lại để ngăn gió lạnh về mùa Đông.

- Trong nhà chỉ dùng tường hoặc vách ngăn ngăn cách phòng ngủ cho nữ và nhà

kho với không gian chính. Việc hạn chế dùng vách ngăn ngăn chia không gian này tạo

sự thông thoáng cho nhà.

b. Nhà ở truyền thống Hội An - Nhà phố

Đô thị cổ Hội An được UNESCO công nhận là Di sản văn hóa Thế giới vào năm

1999. Những công trình cấu thành nên phố cổ Hội An gồm có: đường phố, hội quán,

miếu, nhà thời họ và nhà ở. Các công trình này tập trung ở 3 trục đường chính theo

hướng Đông - Tây là Bạch Đằng, Nguyễn Thái Học và Trần Phú (đoạn từ Chùa Cầu

đến Chợ Hội An) (xem hình 2.10).

Hình 2.10: Mặt bằng tổng thể khu phố cổ Hội An [38].

Điều kiện tự nhiên của Hội An có các đặc điểm chính sau:

- Chế độ gió có hai mùa rõ rệt: Gió mùa đông từ tháng 9 đến tháng 4 năm sau, gió

mùa hè từ tháng 4 đến tháng 9. Hướng gió thịnh hành mùa hè: Đông. Hướng gió thịnh

hành mùa Đông: Bắc và Tây Bắc.

- Nhiệt độ: không có mùa đông lạnh. Mùa khô từ khoảng tháng 2 đến tháng 8, mùa

mưa kéo dài từ tháng 9 đến tháng Giêng năm sau. Nhiệt độ trung bình năm là 25,6°C.

- Bão ở Hội An thường xuất hiện vào các tháng 9, 10, 11 hằng năm. Các cơn bão

thường kéo theo những trận mưa lớn gây lũ lụt toàn khu vực [117].

Với đặc điển về điều kiện tự nhiên và khí hậu nêu trên, nhà phố tại Hội An (là nhà

mặt phố thường kết hợp chức năng ở và kinh doanh) đã sử dụng 1 số giải pháp thiết kế

hướng đến khai thác TGTN cho công trình như sau:

- Quy hoạch đô thị:

+ Giao thông được tổ chức với 3 trục đường chính theo hướng Đông - Tây

là Bạch Đằng, Nguyễn Thái Học và Trần Phú. Các trục đường này có chức năng

như những kênh dẫn gió mát về mùa Hè (gió chủ đạo là gió Đông) vào khu phố

cổ.

+ Với vị trí ven sông, vào ban ngày, gió mát từ sông thổi vào đất liền. Các

trục đường nằm theo hướng Bắc - Nam, như: Lê Lợi, Hoàng Văn Thụ, Trần Quý

Cáp - và các đường hẻm nằm vuông góc với trục đường chính kéo dài ra tận sông

sẽ là các đường dẫn gió vào khu phố cổ.

- Thiết kế kiến trúc: Bố cục tổng thể - từ trước ra sau - gồm: nhà chính (nhà trước),

sân trong, nhà sinh hoạt (nhà sau) và sân sau. Nhà chính và nhà sinh hoạt được nối với

nhau bằng “nhà cầu”. Nhà phố ở phố cổ Hội An thường có 2 loại: nhà 1 tầng và nhà 2

tầng [38].

+ Sân trong: có tác dụng cải thiện vi khí hậu trong nhà, tạo TGTN nhờ chênh

lệch nhiệt độ cho công trình (ban ngày gió từ sân trong thổi ra và ban đêm gió từ

bên ngoài thổi vào).

+ Mặt cắt: chiều cao các khối nhà được bố trí hợp lý (chiều cao thấp dần về

phía sân trong) để tạo TGTN bằng áp lực khí động cho khối nhà sau.

+ Chi tiết cửa đi, cửa sổ, tường ván: cửa ra vào chính ở gian giữa là cửa bản

(mở vào trong), bên ngoài có thể có cửa lửng (mở ra ngoài). Hai gian bên sử dụng

tường ván, với đặc điểm có rãnh để trượt các tấm ván xếp ngang, tấm ván trên

cùng có gắn trục quay mở vào phía trong nhà. Thông thường cửa đi và tường ván

ở tầng 1 được mở để kinh doanh, vì thế, cửa mở tối đa để đón gió vào nhà. Cửa sổ

và cửa đi (ra ban công) ở tầng 2 thường làm bằng ván (nửa dưới) và song gỗ, con

tiện gỗ hay chớp (nửa trên) để lấy sáng và TG.

Tổ chức thông gió tự nhiên trong các chung cư ở Trung Quốc

a. CC Vườn Sao Bắc Kinh (30 tầng)

Dự án do Viện công nghệ Massachusetts MIT và Trường đại học Thanh Hoa thực

hiện. Nội dung chính của dự án là phân tích đánh giá hiệu quả che nắng, TGTN và sử

dụng năng lượng của phương án thiết kế đã có và đề xuất phương án thiết kế mới.

Phương án mới của dự án có mặt bằng như Hình 2.11. Phương án thiết kế mới có một

số ưu điểm mang lại hiệu quả cao trong TGTN như sau:

- Thiết kế hình thức mặt bằng theo dạng giật cấp sẽ tăng diện tích đón gió, tạo ra

các mặt áp suất âm - dương trên bề mặt công trình làm tăng hiệu quả của TGTN.

- Giao thông tiếp cận các căn hộ rất linh hoạt: thiết kế thang máy 3 tầng có 1 điểm

dừng (qua hai tầng dừng 1 tầng), từ đó theo hanh lang hay thang bộ tiếp cận với các căn

hộ dạng 1 tầng hay 2 tầng. Cách thiết kế này tạo ra các dạng mặt bằng căn hộ khác nhau

trong cùng 1 CC, tạo thuận lợi cho việc thiết kế TGTN xuyên phòng cho các căn hộ,

thiết kế TG và chiếu sáng tự nhiên cho các hành lang, … [13].

b. CC Taidong (16 tầng), Thượng Hải

Dự án được thực hiện với sự cộng tác của Nhóm thiết kế nhà Đô thị bền vững tại

Trung Quốc thuộc Viện công nghệ Massachusetts, Khoa Xây dựng Công trình thuộc

Trường Đại học Tongji và Viện nghiên cứu thiết kế Kiến trúc.

Phương án có một số ưu điểm sau: giao thông tiếp cận các căn hộ rất linh hoạt với

thiết kế thang máy 2 tầng có 1 điểm dừng, từ đó theo hanh lang hay thang bộ tiếp cận

với các căn hộ dạng 1 tầng (ở đầu hồi bên phải) hay 2 tầng. Cách thiết kế này tạo ra các

dạng mặt bằng khác nhau trong cùng 1 CC: kiểu hành lang bên ở tầng dưới và tầng trên

các căn hộ chiếm trọn bề rộng của khối CC. Điều này tạo thuận lợi cho việc thiết kế

TGTN xuyên phòng cho các căn hộ và hành lang (xem Hình 2.12).

a. Tầng trên của cụm - Mặt bằng các tầng 5, 8, 11, 14, 17, 20, 23 và 26

b. Tầng lưu thông của cụm - Mặt bằng các tầng 4, 7, 10, 13, 16, 19 và 22

c. Tầng dưới của cụm - Mặt bằng các tầng 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21 và 24

Hình 2.11: Mặt bằng CC Vườn Sao Bắc Kinh, Trung Quốc [13]

a. Mặt bằng tầng dưới b. Mặt bằng tầng trên

Hình 2.12: Mặt bằng CC Taidong, Thượng Hải, Trung Quốc [13]

Tổ hợp chung cư The Interlace ở Singapore

Tổ hợp CC The Interlace - nằm trên khu đất có diện tích 8 ha - gồm 31 khối CC

(chiều cao tối đa 6 tầng) xếp chồng tạo hình lục giác đều trên TMB. CC có 24 tầng; với

tổng diện tích sàn vào khoảng 170.000 m2; gồm 1.040 căn hộ các loại hộ (căn hộ có hai,

ba và bốn phòng ngủ; căn hộ Penthouse) và các nhà vườn, diện tích từ 75m2 đến 586

m2. Trong tổ hợp còn có các không gian chức năng khác, như: bể bơi, trung tâm thể

dục thể thao, khu mua sắm, khu vui chơi cho trẻ em, khu vườn, sân tennis, … Công

trình tạo ra 8 khoảng sân mở trên mặt bằng tầng trệt, các khu vườn trên sân thượng, các

khu vực không gian công cộng và riêng tư khác nhau cho cộng đồng dân cư - xem Hình

2.13 [110].

a. TMB CC b. Phối cảnh tổng thể CC

Hình 2.13: Tổ hợp CC The Interlace, Singapore [110]

Thiết kế của Tổ hợp CC The Interlace không tuân theo các nguyên tắc thiết kế CC

cao tầng truyền thống. Điểm độc đáo của công trình chính là bố cục hình khối với giải

pháp xếp chồng các khối, tạo các sân trong, các khoảng đóng mở trên khối, ... Mặt dù

dự án có mật độ cao, nhưng giải pháp bố cục này đã tạo được các không gian riêng cho

các nhóm cư dân, tạo các góc nhìn phong phú, các không gian tràn ngập cây xanh, …

Quá trình thiết kế có sự phân tích các yếu tố ánh nắng mặt trời, gió, các điều kiện khí

hậu và tích hợp các chiến lược thiết kế thụ động hướng đến hiệu quả năng lượng và bền

vững.

Trong thiết kế đã có một số giải pháp hướng đến khai thác hiệu quả TGTN cho

công trình, như:

- Giải pháp xếp chồng các khối (cao 6 tầng) của dự án đã tạo ra các khoảng trống

trên bề mặt khối để cho gió xuyên qua. Các khối nằm trước không chắn gió các khối

sau. Việc bố trí các khối dựa trên sự nghiên cứu đặc điểm gió của địa điểm xây dựng.

- Giải pháp bố cục khối tạo ra 8 sân trong. Điều này tạo thuận lợi cho TG nhờ hiệu

ứng đẩy nổi của không khí. Các sân trong này đều có các khoảng mở để đảm bảo TG

nhờ áp lực khí động.

- Các giải pháp sử dụng cây xanh trên mái; cây xanh - mặt nước cho các sân trong

và vườn trên cao; giải pháp che nắng cho công trình; … đã làm cho vi khí hậu trong

công trình rất thuận lợi cho việc khai thác TGTN.

Khu chung cư Tái định cư Làng cá Nại Hiên Đông, Đà Nẵng

Khu chung cư tái định cư Làng cá Nại Hiên Đông gồm 05 khối nhà CC cao 12

tầng (với 627 căn hộ) là khu nhà ở xã hội, được xây dựng tại phường Nại Hiên Đông,

quận Sơn Trà, thành phố Đà Nẵng - xem Hình 2.14.

b. Phối cảnh tổng thể CC

a. Tổng mặt bằng CC

Hình 2.14: Khu CC Tái định cư Làng cá Nại Hiên Đông, Đà Nẵng [7]

Một số giải pháp thiết kế góp phần mang lại hiệu quả TGTN cho khu CC Tái định

cư Làng cá Nại Hiên Đông: mật độ xây dựng thấp (34%), tạo được các khoảng trống

cho TGTN và không gian công cộng; bố cục TMB dạng chu vi có mở các khoảng trống

về các hướng Đông và hướng Bắc (hướng gió chủ đạo tại Đà Nẵng) để đón gió đến các

bề mặt CC; mặt bằng có dạng hình chữ nhật; MBTĐH có hành lang giữa, thoáng ở hai

đầu hành lang giúp tăng cường TGTN cho hành lang và các căn hộ; ...

Hiệu quả TGTN của khu CC Tái định cư Làng cá Nại Hiên Đông được NCS phân

tích và đánh giá bằng phần mềm AutoDesk CFD 2019 - xem Phụ lục 7.

CHƯƠNG 3: CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

3.1. ĐỊNH HƯỚNG KHAI THÁC THÔNG GIÓ TỰ NHIÊN

3.1.1. Xác định thời điểm có điều kiện thời tiết thích hợp cho khai thác thông

gió tự nhiên trong công trình

Thời điểm có thể khai thác TGTN cho công trình phụ thuộc vào điều kiện khí hậu

ngoài nhà, đó là: nhiệt độ, độ ẩm, vận tốc gió, tình trạng về thành phần không khí, tiếng

ồn, …Trong nội dung nghiên cứu, Luận án đi xác định thời điểm thuận lợi cho TGTN

dựa trên các thông số về nhiệt độ, độ ẩm và vận tốc gió ngoài nhà. Các yếu tố khác

(thành phần không khí, tiếng ồn, ánh sáng, …) được xem như đã đảm bảo các yêu cầu

về tiện nghi cho người sử dụng.

Các thông số (về nhiệt độ, độ ẩm và vận tốc gió ngoài nhà) theo từng giờ trong

năm hay các giá trị trung bình tháng được sử dụng - cùng với mô hình TNN thích ứng

đã chọn (mục 2.2.2.3d) để xác định các thời điểm tiện nghi hay sử dụng TGTN để đạt

tiện nghi cho công trình được TGTN.

Các phân tích được thực hiện cho 3 thành phố lớn ở đồng bằng DHNTB là: Đà

Nẵng, Quy Nhơn và Nha Trang.

Thành phố Đà Nẵng

a. Nhiệt độ tiện nghi theo từng tháng tại Đà Nẵng

Từ công thức (8) (mục 2.2.2.3c) và số liệu về nhiệt độ trung bình theo từng tháng

của Đà Nẵng (nguồn số liệu từ [5]), nhiệt độ tiện nghi của từng tháng trong năm tại Đà

Nẵng được thể hiện như Hình 3.1.

Hình 3.1: Biểu đồ nhiệt độ trung bình, nhiệt độ tiện nghi theo tháng của Đà Nẵng

Theo Hình 3.1, nhiệt độ trung bình của tháng thường thấp hơn nhiệt độ tiện nghi.

Riêng các tháng 5, 6, 7 và 8, nhiệt độ trung bình ngoài nhà cao hơn nhiệt độ tiện nghi.

Đây là các tháng cần tổ chức TG để tăng cường làm mát bằng đối lưu và bay hơi mồ

hôi. Đồng thời, cần kết hợp với TG cơ khí (như: quạt, điều hòa không khí) để tạo tiện

nghi cho người sử dụng.

b. Biên độ nhiệt độ ngày đêm

Biên độ nhiệt độ ngày đêm trung bình của Đà Nẵng không cao, từ 5.2°C đến 9.0°C.

Biên độ này đạt 9°C vào tháng 7 (xem Phụ lục 4 - Hình PL 4.1d).

c. Vận tốc gió trung bình trong tháng

Theo số liệu [5], tần suất xuất hiện gió (%) theo các hướng của từng tháng (xem

Phụ lục 8 - Hình PL8.1), tần suất xuất hiện trung bình và vận tốc trung bình của gió

theo các hướng tại Đà Nẵng được thể hiện như Hình PL8.2 (Phụ lục 8).

Hướng gió chủ đạo trong năm tại Đà Nẵng là hướng Đông (vào các tháng 3, 4, 5,

6, 7 và 8) và hướng Bắc (vào các tháng 9, 10, 11, 12 và tháng 2).

Vận tốc gió trung bình của tháng tại Đà Nẵng - theo các hướng - có giá trị từ 1.5

m/s đến 3.5 m/s (ứng với Cấp 1 đến Cấp 3 trong Thang cấp gió Beaufort [5]).

d. Kết quả phân tích về thời gian tiện nghi theo năm và tháng

Sử dụng dữ liệu thời tiết của 8.760 giờ trong năm [71], mô hình TNN và biểu đồ

tiện nghi SKH để xác định được kết quả về số giờ tiện nghi trong năm và từng tháng

của Đà Nẵng. Kết quả về số giờ tiện nghi, số giờ cần TG để đạt tiện nghi trong từng

tháng và năm của Đà Nẵng được tổng hợp ở Bảng 3.1.

Tháng

Cả

Nội dung

năm

Số giờ trong vùng

2 5 3

9 0 3

1 0 4

6 5 2

5 8 1

5 4 1

8 5 1

1 8 1

5 0 2

5 0 3

0 7 3

0 4 3

tiện nghi (TN)

7 0 2 . 3

Số giờ cần thông gió

6 8

4 1

9 2 1

0 0 2

8 6 2

3 4 2

4 3 2

6 2 2

3 6 2

8 3 2

để tiện nghi (TG)

7 1 9 . 1

Tổng số giờ tiện nghi

0 6 3

7 1 3

0 3 5

6 5 4

3 5 4

8 8 3

2 9 3

7 0 4

8 6 4

3 4 5

6 5 4

4 5 3

4 2 1 5

(TN + TG)

Bảng 3.1: Số liệu về số giờ tiện nghi theo tháng và năm của Đà Nẵng

Như vậy, tổng thời gian trong năm ở Đà Nẵng có thể khai thác TG làm mát để

đạt điều kiện tiện nghi là 5.124 giờ.

Xem biểu đồ tiện nghi SKH của Đà Nẵng theo từng tháng và năm tại Phụ lục 8

(Bảng PL 8.2 và Hình PL 8.5).

Thành phố Quy Nhơn

a. Nhiệt độ tiện nghi theo từng tháng tại Quy Nhơn

Từ công thức (8) và số liệu về nhiệt độ trung bình theo từng tháng của Quy Nhơn

(nguồn số liệu từ [5]), nhiệt độ tiện nghi của từng tháng trong năm tại Quy Nhơn được

thể hiện như Hình 3.2.

Hình 3.2: Biểu đồ nhiệt độ trung bình, nhiệt độ tiện nghi theo tháng của Quy Nhơn

Theo Hình 3.2, nhiệt độ trung bình của các tháng trong năm thường thấp hơn nhiệt

độ tiện nghi. Riêng các tháng 5, 6, 7, 8 và 9, nhiệt độ trung bình ngoài nhà cao hơn nhiệt

độ tiện nghi. Đây là các tháng cần tổ chức TG để tăng cường làm mát bằng đối lưu, bay

hơi mồ hôi. Đồng thời, cần kết hợp với TG cơ khí (như: quạt, điều hòa không khí) để

tạo tiện nghi cho người sử dụng.

b. Biên độ nhiệt độ ngày đêm

Biên độ nhiệt độ ngày đêm trung bình của Quy Nhơn không cao, từ 4.7°C đến

7.9°C. Biên độ này đạt 7.9°C vào tháng 8 (xem Phụ lục 4 - Hình PL 4.1d).

c. Vận tốc gió trung bình trong tháng

Theo số liệu [5], tần suất xuất hiện gió (%) theo các hướng của từng tháng (xem

Phụ lục 8 - Hình PL8.6), tần suất xuất hiện trung bình và vận tốc trung bình của gió

theo các hướng tại Quy Nhơn được thể hiện như Hình PL8.7 (Phụ lục 8).

Hướng gió chủ đạo trong năm tại Quy Nhơn là hướng Đông Nam (vào các tháng

3, 4, 5 và 6) và hướng Bắc (vào các tháng 1, 2, 9, 10, 11 và 12).

Vận tốc gió trung bình của tháng tại Quy Nhơn - theo các hướng - có giá trị từ 1.9

m/s đến 2.5 m/s (ứng với Cấp 1 đến Cấp 2 trong Thang cấp gió Beaufort [5]).

d. Kết quả phân tích về thời gian tiện nghi theo năm và tháng

Sử dụng dữ liệu thời tiết của 8.760 giờ trong năm [37], mô hình TNN và biểu đồ

tiện nghi SKH để xác định được kết quả về số giờ tiện nghi trong năm và từng tháng

của Quy Nhơn. Kết quả về số giờ tiện nghi, số giờ cần TG để đạt tiện nghi trong từng

tháng và năm của Quy Nhơn được tổng hợp ở Bảng 3.2.

Tháng

Cả

Nội dung

năm

Số giờ trong vùng

3 7 2

9 7 3

0 8 2

5 4 2

4 6 2

0 9 1

2 0 2

7 3 2

2 6 3

0 5 3

9 6 3

5 7 4

6 2 6 3

tiện nghi (TN)

Số giờ cần thông gió

9 1

8 5

4 5 1

7 8 2

7 6 2

5 9 2

5 1 3

4 8 2

4 5 2

0 9 2

2 1 2

1 4 4 2

để tiện nghi (TG)

Tổng số giờ tiện nghi

9 7 2

8 9 3

4 3 4

2 3 5

1 3 5

5 8 4

7 1 5

1 2 5

6 1 6

0 4 6

1 8 5

3 3 5

7 6 0 6

(TN + TG)

Bảng 3.2: Số liệu về số giờ tiện nghi theo tháng và năm của Quy Nhơn

Xem biểu đồ tiện nghi SKH của Quy Nhơn theo từng tháng và năm tại Phụ lục 8

(Bảng PL 8.4 và Hình PL 8.10).

Như vậy, tổng thời gian trong năm ở Quy Nhơn cần TG làm mát để đạt điều kiện

tiện nghi là 6.067 giờ.

Thành phố Nha Trang

a. Nhiệt độ tiện nghi theo từng tháng tại Nha Trang

Từ công thức (8) và số liệu về nhiệt độ trung bình theo từng tháng của Nha Trang

(nguồn số liệu [5]), nhiệt độ tiện nghi của từng tháng trong năm tại Nha Trang được thể

hiện như Hình 3.3.

Hình 3.3: Biểu đồ nhiệt độ trung bình, nhiệt độ tiện nghi theo tháng của Nha Trang

Theo Hình 3.3, nhiệt độ trung bình của tháng thường thấp hơn nhiệt độ tiện nghi.

Riêng các tháng 5, 6, 7 và 8, nhiệt độ trung bình ngoài nhà chỉ cao hơn nhiệt độ tiện

nghi từ 0.3°C đến 0.5°C. Như vậy, điều kiện SKH ở Nha Trang rất thuận lợi để tổ chức

TGTN làm mát cho công trình. Vào các thời điểm nhiệt độ cao hơn nhiệt độ tiện nghi,

cần tổ chức TG để tăng cường làm mát bằng đối lưu, bay hơi mồ hôi. Đồng thời, cần

kết hợp với TG cơ khí (như: quạt, điều hòa không khí) để tạo tiện nghi cho người sử

dụng.

b. Biên độ nhiệt độ ngày đêm

Biên độ nhiệt độ ngày đêm trung bình của Nha Trang không cao, từ 4.9°C đến

7.1°C. Biên độ này đạt 7.1°C vào tháng 8. (xem Phụ lục 4 - Hình PL 4.1d)

c. Vận tốc gió trung bình trong tháng

Theo số liệu về gió [5], tần suất xuất hiện gió (%) theo các hướng của từng tháng

(xem Phụ lục 8 - hình PL8.11), tần suất xuất hiện trung bình và vận tốc trung bình của

gió theo các hướng tại Nha Trang được thể hiện như Hình PL8.12 (Phụ lục 8).

Hướng gió chủ đạo trong năm tại Nha Trang là hướng Đông Nam (vào các tháng

4, 5, 6, 7 và 8) và hướng Tây Bắc (vào các tháng 9, 10 và 11).

Vận tốc gió trung bình của tháng tại Nha Trang - theo các hướng - có giá trị từ 1.4

m/s đến 4.3 m/s (ứng với Cấp 1 đến Cấp 3 trong Thang cấp gió Beaufort [5]).

d. Kết quả phân tích về thời gian tiện nghi theo năm và tháng

Sử dụng dữ liệu thời tiết của 8.760 giờ trong năm [37], mô hình TNN và biểu đồ

tiện nghi SKH để xác định được kết quả về số giờ tiện nghi trong năm và từng tháng

của Nha Trang. Kết quả về số giờ tiện nghi, số giờ cần TG để đạt tiện nghi trong từng

tháng và năm của Nha Trang được tổng hợp ở Bảng 3.3.

Xem biểu đồ tiện nghi SKH của Nha Trang theo từng tháng và năm tại Phụ lục 8

(Bảng PL 8.6 và Hình PL 8.15).

Như vậy, tổng thời gian trong năm ở Nha Trang cần TG làm mát để đạt điều kiện

tiện nghi là 6.863 giờ.

Tháng

Cả

Nội dung

năm

Số giờ trong vùng

4 5 5

6 0 5

2 0 4

1 6 2

3 7 1

9 7 1

9 9 1

3 6 2

1 4 3

9 8 4

7 9 5

7 3 1 4

tiện nghi (TN)

Bảng 3.3: Số liệu về số giờ tiện nghi theo tháng và năm của Nha Trang

Tháng

Cả

Nội dung

năm

Số giờ cần thông gió

5 6

9 8

8 5

3 5 2

0 0 3

3 2 3

8 8 2

1 2 3

5 8 2

9 8 2

8 9 2

7 5 1

6 2 7 2

để tiện nghi (TG)

Tổng số giờ tiện nghi

9 1 6

5 9 5

5 5 6

1 6 5

6 9 4

1 6 4

0 0 5

4 8 4

2 5 5

9 3 6

6 4 6

5 5 6

3 6 8 6

(TN + TG)

3.1.2. Đề xuất vận tốc gió tiện nghi nhằm khai thác thông gió tự nhiên cho

Nhà ở cao tầng tại các đô thị Duyên hải Nam Trung Bộ

Mục 2.2.2.6b đã giới thiệu đề xuất về VTGTN cho điều kiện Việt Nam là 2m/s.

Tuy nhiên, đề xuất này chưa được kiểm chứng bằng thực nghiệm. Hơn nữa, trong điều

kiện nhiệt độ và độ ẩm lớn đặc thù của vùng DHNTB, thực tế và các thực nghiệm ban

đầu đã cho thấy để đạt trạng thái tiện nghi về nhiệt, VTGTN cho người dân có thể đạt

giá trị cao hơn giá trị 2 m/s.

Để có cơ sở cho việc thiết kế và khai thác TGTN trong NOCT tại vùng DHNTB,

cần có nghiên cứu về dải vận tốc gió tạo được tạo tiện nghi cho cư dân.

NCS tiến hành một nghiên cứu thực nghiệm trên 602 người (sinh sống tại khu vực

DHNTB) để tìm ra một giá trị vận tốc gió - mà ở vận tốc đó - số người (đang ở trạng

thái nghỉ ngơi) có cảm giác tiện nghi là cao nhất. Nội dung chi tiết của nghiên cứu -

xem Phụ lục 9.

Kết quả khảo sát thực nghiệm

- Thống kê về số lượng người tham gia khảo sát: 602 người (546 nam và 56 nữ);

có độ tuổi từ 17 đến 24; là sinh viên đang học tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật,

Đại học Đà Nẵng.

- Đặc điểm về môi trường vi khí hậu trong quá trình khảo sát thực nghiệm được

thể hiện tại Bảng 3.4. Điều kiện nhiệt ẩm này (Bảng 3.4) hoàn toàn phù hợp với đặc

điểm số liệu khảo sát các thông số nhiệt ẩm thực tế tại các CC cao tầng hiện nay ở Đà

Nẵng (xem Phụ lục 5). Điều kiện về nhiệt độ và độ ẩm - trong phần lớn thời gian khảo

sát - đều vượt các thông số về TNN về mùa hè (được nêu trong Phụ lục A, TCVN

5687:2010 [1]).

Bảng 3.4: Các số liệu về môi trường vi khí hậu trong phòng tại thời điểm khảo sát

Thông số môi TA

TWBG

TBG

trường

Ghi chú:

(°C)

(%)

Giá trị

+ Nhiệt độ bầu ướt TWBG

Max

32.4 81.9

28.9

+ Nhiệt độ không khí TA

Min

28.9 59.3

26.8

+ Nhiệt độ bầu đen TBG

27.7

Trung bình

30.6 30.5 72.7

+ Độ ẩm tương đối RH

- Con người bắt đầu cảm nhận được gió đến với các vận tốc gió khác nhau. Trong

điều kiện nóng ẩm (như Bảng 3.4), giá trị vận tốc này có xu hướng tăng cao. Theo kết

quả khảo sát, giá trị vận tốc gió để người khảo sát bắt đầu có cảm nhận gió đến ghi nhận

từ 0 m/s đến 2.5 m/s.

Các kết quả chi tiết - xem Hình PL 9.4 và Bảng PL 9.2 (Phụ lục 9).

- VTGTN đối với từng người được ghi nhận theo dải giá trị vận tốc gió đến. Kết

quả về VTGTN được thể hiện trong Hình PL 9.5 (Phụ lục 9).

- Giá trị vận tốc gió ở ngưỡng bắt đầu gây cảm giác bất tiện nghi cho con người

được thể hiện trong Hình PL 9.6 (Phụ lục 9).

Đánh giá các kết quả thu được và đề xuất Vận tốc gió tiện nghi cho

vùng Duyên hải Nam Trung Bộ

- Kết quả cho thấy, trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm cao, để có trên 50% số người

được hỏi có cảm nhận có gió thổi đến thì giá trị vận tốc gió đến phải đạt từ 1m/s trở lên

- xem Hình 3.4.

- Ngưỡng giá trị vận tốc gió gây bất tiện nghi cho cư dân thể hiện ở Hình 3.5. Ở

ngưỡng vận tốc gió 3.0 m/s, có 50.6% số người được hỏi có cảm giác bất tiện nghi.

Hình 3.4: Tỷ lệ số người bắt đầu có cảm Hình 3.5: Tỷ lệ (%) số người có cảm giác

nhận có gió với từng giá trị vận tốc bất tiện nghi với từng giá trị vận tốc

- Tỷ lệ (%) số người có cảm giác tiện nghi với từng giá trị vận tốc gió được thống

kê như Hình 3.6, Bảng 3.5 và Bảng PL 9.3 (Phụ lục 9).

Hình 3.6: Tỷ lệ (%) số người có cảm giác tiện nghi với từng giá trị vận tốc gió

Bảng 3.5: Tỷ lệ (%) số người có cảm giác tiện nghi với vùng giá trị vận tốc gió từ

Giá trị

vận tốc

s / m 7 . 1

s / m 8 . 1

s / m 9 . 1

s / m 0 . 2

s / m 1 . 2

s / m 2 . 2

s / m 3 . 2

s / m 4 . 2

s / m 5 . 2

s / m 6 . 2

s / m 7 . 2

s / m 8 . 2

s / m 9 . 2

s / m 0 . 3

s / m 1 . 3

Tỷ lệ

đạt tiện

% 7 . 4

% 8 . 3 5

% 3 . 3 6

% 4 . 8 6

% 8 . 0 7

% 6 . 1 7

% 1 . 2 7

% 4 . 0 7

% 3 . 7 6

% 3 . 4 6

% 1 . 2 6

% 5 . 0 6

% 1 . 8 5

% 2 . 3 5

% 0 . 6 4

nghi 4

1.7m/s đến 3.1 m/s

Như vậy, trong vùng vận tốc gió từ 2.1 m/s đến 2.4 m/s sẽ có trên 70% số người

khảo sát có được cảm giác tiện nghi và tỷ lệ này gần như tương đương giữa các giá trị

vận tốc. Vì vậy, trong điều kiện nhiệt độ cao và độ ẩm cao, Luận án đề xuất vùng

VTGTN cho vùng DHNTB là dải vận tốc từ 2.1m/s đến 2.4 m/s.

3.1.3. Đề xuất chiến lược thông gió làm mát cho Nhà ở cao tầng tại các đô thị

Duyên hải Nam Trung Bộ

Các chiến lược TG làm mát cơ bản

Chiến lược TG làm mát có vai trò quan trọng trong việc đề xuất các giải pháp thiết

kế kiến trúc nhằm nâng cao hiệu quả TGTN cho công trình. Các chiến lược TG cơ bản

gồm:

- TG ban ngày (daytime - only ventilation).

- TG ban đêm (nighttime - only ventilation).

- TG cả ngày (full - day ventilation).

Việc lựa chọn chiến lược TG phụ thuộc chủ yếu vào đặc điểm khí hậu tại địa điểm

xây dựng. Chiến lược TG ban đêm thường được áp dụng cho vùng khí hậu nóng khô.

Với vùng khí hậu nóng ẩm, chiến lược TG cà ngày được đánh giá là hợp lý hơn so với

các chiến lược TG còn lại [18], [70], [96].

Cơ sở đề xuất chiến lược TG cho vùng Duyên hải Nam Trung Bộ

- Khí hậu vùng DHNTB có đặc điểm cơ bản là nhiệt đới gió mùa, không có mùa

Đông lạnh. Biên độ nhiệt độ giữa ngày và đêm của các tháng không lớn, trung bình từ

4.5°C (vào tháng 11, ở Tuy Hòa) đến 9.5°C (vào tháng 7, ở Quảng Ngãi). Trong khi đó,

độ ẩm tương đối lại rất cao, trung bình của các tháng đạt từ 70.4% đến 88.5%.

- Cư dân trong các căn hộ có thành phần rất đa dạng, họ có những điểm khác nhau

về: khả năng đầu tư các thiết bị làm mát trong căn hộ, nhu cầu TNN, nhu cầu thích ứng

với các điều kiện môi trường, lịch trình sinh hoạt hàng ngày, … Thời gian sử dụng căn

hộ - thời gian có người ở trong căn hộ - có thể là liên tục 24 giờ trong ngày. Cư dân có

xu hướng chỉ mở cửa để thông thoáng khi có người ở nhà.

- Các công trình được TGTN có độ chênh lệch nhiệt độ giữa trong và ngoài nhà

không lớn. Vì vậy, TGTN nhờ áp lực nhiệt gần như không đáng kể và TGTN nhờ áp

lực khí động đóng vai trò chủ đạo.

Đề xuất chiến lược TG cho vùng Duyên hải Nam Trung Bộ

Với đặc điểm không có mùa Đông lạnh và độ ẩm tương đối của các tháng trong

năm đều cao, giải pháp TGTN có thể được áp dụng để cung cấp không khí sạch, làm

giảm độ ẩm (tránh ẩm mốc) cho môi trường trong căn hộ. Vào các tháng có nhiệt độ

trung bình ngoài nhà cao hơn nhiệt độ tiện nghi (vào các tháng 5, 6, 7, 8 và 9), TGTN

có vai trò quan trọng trong việc giảm ẩm và tăng cường thải nhiệt bằng hình thức bay

hơi, hướng đến TNN cho cư dân. Vì vậy, TGTN có thể được sử dụng quanh năm trong

NOCT tại các đô thị DHNTB.

Do biên độ nhiệt độ giữa ngày và đêm nhỏ, hiệu quả TG làm mát bằng chiến lược

TG ban ngày và chiến lược TG ban đêm ở vùng DHNTB là tương đương.

Thời gian sử dụng các căn hộ trong NOCT - ứng với nhu cầu về thời gian sử dụng

TGTN để làm mát căn hộ - là liên tục 24 giờ trong ngày.

Vì vậy, chiến lược TG trong thiết kế được đề xuất cho vùng DHNTB là TG cả

ngày và liên tục trong 12 tháng của năm.

Định hướng chung cho thiết kế theo chiến lược TG ngày và đêm của

vùng Duyên hải Nam Trung Bộ

- Trong thiết kế quy hoạch TMB cần lựa chọn vị trí xây dựng, hướng chính cho

khối nhà, giải pháp tổ hợp khối, giao thông, cây xanh, … nhằm khai thác hiệu quả gió

ở các hướng đến căn hộ.

- Thiết kế mặt bằng hợp lý để tạo gió đến cho các phòng chức năng trong căn hộ,

trong đó hướng đến giải pháp TG xuyên phòng.

- Thiết kế các loại cửa hướng đến sự linh hoạt trong việc điều chỉnh lưu lượng TG,

vận tốc gió vào và ra khỏi phòng theo nhu cầu thích ứng của cư dân.

- Các giải pháp bố trí nội thất cần đảm bảo trường gió tối ưu trong căn hộ.

- Vật liệu sử dụng cho lớp VBC, đặc biệt là các vách ngăn trong căn hộ là các vật

liệu có nhiệt dung nhỏ (nhằm tránh việc hấp thụ nhiệt vào ban ngày và tỏa nhiệt vào

ban đêm).

- Cần sử dụng công cụ mô phỏng để đánh giá hiệu quả TGTN ở các bước thiết kế

để đưa ra các điều chỉnh kịp thời, nhằm hướng đến một giải pháp thiết kế tối ưu.

3.2. MỘT SỐ NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ NHẰM KHAI THÁC HIỆU QUẢ

THÔNG GIÓ TỰ NHIÊN CHO NHÀ Ở CAO TẦNG TẠI CÁC ĐÔ THỊ

DUYÊN HẢI NAM TRUNG BỘ

3.2.1. Sử dụng công cụ mô phỏng trong thiết kế

Ngày nay, trong xu thế phát triển của KTBV, việc sử dụng các công cụ mô phỏng

công trình ở giai đoạn thiết kế, nhằm hướng đến các phương án thiết kế tối ưu về năng

lượng, chiếu sáng, TGTN, âm thanh, truyền nhiệt, ... là vô cùng cần thiết.

Với các công cụ mô phỏng, hiệu quả TGTN trong công trình được đánh giá thông

qua các số liệu định lượng và hình ảnh trực quan. Đây là những cơ sở quan trọng để nhà

thiết kế kịp thời có những điều chỉnh ý tưởng thiết kế hướng đến hiệu quả tối ưu về

TGTN cho công trình trong quá trình vận hành thực tế. Vì vậy, trong các bước thiết kế

cần phối hợp việc đề xuất ý tưởng và sử dụng công cụ mô phỏng.

Các bước thiết kế có kết hợp với công cụ mô phỏng gồm:

- Tổng hợp dữ liệu phục vụ thiết kế.

- Đề xuất ý tưởng thiết kế.

- Xây dựng mô hình.

- Sử dụng công cụ (phần mềm) mô phỏng.

- Đánh giá hiệu quả TGTN của phương án thiết kế.

- Chọn phương án nếu đạt các tiêu chí đề ra (trong trường hợp không đạt thì quay

lại bước đề xuất ý tưởng thiết kế).

Phương pháp luận trong thiết kế với sự hỗ trợ của công cụ mô phỏng nhằm khai

thác hiệu quả TGTN cho công trình được thể hiện trong Hình 3.7.

Hình 3.7: Phương pháp luận trong thiết kế với sự hỗ trợ của công cụ mô phỏng

Với một số ưu điểm - được nêu ở mục 2.2.2.7b - AutoDesk CFD là phần mềm có

nhiều tiềm năng trở thành phần mềm mô phỏng TGTN phổ biến trong thiết kế công

trình tại Việt Nam.

3.2.2. Thiết kế mặt bằng

Hình dạng mặt bằng

Lựa chọn hình dáng mặt bằng cho NOCT phụ thuộc nhiều yếu tố, trong đó có hai

yếu tố cơ bản và quan trọng sau:

- Yêu cầu che nắng cho các căn hộ: vùng DHNTB có khí hậu nhiệt đới ẩm gió

mùa, thời gian nắng dài và lượng bức xạ dồi dào [5]. Vì vậy, yêu cầu che nắng là yêu

cầu quan trọng nhất trong thiết kế công trình. Trên mặt bằng của CCCT, số lượng các

căn hộ có hướng thuận lợi về che nắng (thường là các hướng Nam, Bắc và lân cận các

hướng này) phải lớn hơn các căn hộ có hướng bất lợi về che nắng (thường là các hướng

Tây, Đông và lân cận các hướng này). Với mặt bằng hình vuông, chiều dài 4 cạnh là

như nhau. Như vậy, số lượng căn hộ tiện nghi và bất tiện nghi về che nắng của công

trình là như nhau. Vì vậy, nên chọn mặt bằng có dạng hình chữ nhật, trong đó, có các

phòng ở chính của căn hộ được bố trí theo cạnh dài. Cạnh dài của mặt bằng đặt về

hướng Bắc - Nam hay lân cận các hướng này.

- Yêu cầu về TG: tương tự như yêu cầu về che nắng, với các cạnh dài của mặt

bằng hình chữ nhật sẽ tạo nên các mặt phẳng lớn để đón gió. Áp lực khí động do gió

gây ra trên bề mặt của mặt phẳng này - cũng chính là áp lực khí động lên bề mặt căn

hộ, lên bề mặt cửa đón gió; áp lực khí động của gió vào căn hộ - sẽ lớn hơn trong trường

hợp mặt bằng có hình vuông. Đồng thời, với mặt bằng hình chữ nhật, chiều dày của

khối công trình sẽ nhỏ hơn so với hình vuông (cùng 1 diện tích), điều này sẽ thuận lợi

cho các giải pháp thiết kế TG và chiếu sáng tự nhiên cho căn hộ, đặc biệt là các không

gian chức năng nằm sâu bên trong của mặt bằng. Với mặt bằng hình chữ nhật, với các

giải pháp về tổ chức giao thông tiếp cận căn hộ hợp lý có thể tổ chức TG xuyên phòng

cho các căn hộ.

Với điều kiện khí hậu của vùng DHNTB, để khai thác TGTN hiệu quả cho công

trình hướng đến KTBV, khi thiết kế nên chọn nhóm mặt bằng có dạng hình chữ nhật.

Giải pháp phân khu chức năng trên mặt bằng

a. Phân khu chức năng theo tầng nhà trong NOCT

Theo đặc điểm của loại hình công trình NOCT, phân chia không gian chức năng

theo các nhóm tầng, như sau:

- Các tầng hầm và bán hầm: để xe, dịch vụ công cộng, phòng kỹ thuật, quản lý kỹ

thuật, bảo vệ, …

- Tầng trệt: sảnh chính, các sảnh phụ, sảnh tầng, phòng đa năng, sinh hoạt công

cộng, ban quản lý hành chính, khu vực thương mại, dịch vụ công cộng.

- Các tầng lửng, tầng lân cận tầng trệt: thương mại, dịch vụ công cộng, ban quản

lý hành chính, …

- Các tầng ở: các căn hộ, hành lang, sảnh tầng, sinh hoạt công cộng.

- Các tầng kỹ thuật chuyển tiếp: phòng kỹ thuật (số tầng kỹ thuật chuyển tiếp phụ

thuộc vào chiều cao tầng và giải pháp kỹ thuật của từng tòa nhà), sinh hoạt công cộng.

- Tầng thượng và mái: căn hộ, phòng kỹ thuật trên mái, sinh hoạt công cộng.

b. Phân khu chức năng trên tầng điển hình trong NOCT

Thành phần các không gian chức năng chính trên MBTĐH của NOCT gồm: căn

hộ; hành lang, sảnh tầng, sinh hoạt cộng đồng; lõi giao thông - kỹ thuật (cầu thang, sảnh

thang, sảnh tầng, bộ phận kỹ thuật); … Trong một số trường hợp, MBTĐH có thể được

bố trí các không gian dành cho: cây xanh, sinh hoạt công cộng, …

Các giải pháp phân khu chức năng trên MBTĐH - căn cứ theo cách bố trí lõi giao

thông kỹ thuật - gồm có 3 hình thức: tập trung ở giữa; phân tán ra 2 đầu mặt bằng; phân

tán vào giữa mặt bằng (xem Hình 3.8).

1. Căn hộ; 2. Hành lang, sảnh tầng, sinh hoạt cộng đồng; 3. Lõi giao thông - kỹ thuật;

a. Tập trung; b. Phân tán ra 2 đầu mặt bằng; c. Phân tán vào giữa mặt bằng

Hình 3.8: Các giải pháp bố trí lõi giao thông - kỹ thuật trên MBTĐH

c. Phân khu chức năng trong căn hộ điển hình

Các căn hộ điển hình có ít nhất một mặt tiếp giáp với tự nhiên. Chiều rộng căn hộ

thường từ 2 gian trở lên. Hai gian này - nằm ở vị trí tiếp giáp mặt ngoài - ưu tiên bố trí

các phòng chức năng chính (như: phòng ngủ, phòng khách).

Theo chiều dài - từ mặt ngoài căn hộ đến hành lang của CC - các không gian có

thể được bố trí thành 5 lớp không gian - xem Hình 3.9.

Các không gian được bố trí vào các lớp như sau:

- Lớp không gian số 1: lô gia (hoặc ban công)

- Lớp không gian số 2: phòng ngủ (ưu tiên phòng ngủ chính), phòng khách.

- Lớp không gian số 3, 4: Phòng ngủ, phòng ăn, bếp, vệ sinh, kho đồ dùng.

- Lớp không gian số 5: bếp, vệ sinh, kho đồ dùng.

Ghi chú:

1. Lớp không gian số 1;

2. Lớp không gian số 2;

3. Lớp không gian số 3;

4. Lớp không gian số 4;

5. Lớp không gian số 5;

Hình 3.9: Vị trí các lớp không gian chức năng trên mặt bằng căn hộ điển hình

Để có thể khai thác tốt TGTN cho căn hộ, cần chú ý các giải pháp: giảm số lớp

không gian; trong trường hợp phải bố trí phòng ngủ vào các lớp 3 (hoặc 4) cần có các

giải pháp thiết kế tăng cường TGTN (như: giếng trời, khoét rãnh trên mặt bằng, …); sử

dụng các không gian mở; hạn chế sử dụng các vách ngăn kín; …

Tương quan kích thước phòng hợp lý

Trong phòng ở có dạng hình chữ nhật (hình dạng phổ biến nhất trong thiết kế CC),

kích thước bề ngang a và chiều sâu b, tương quan kích thước K của phòng là tỷ số giữa

b và a, K = b/a. Giá trị K có ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả về: chiếu sáng tự nhiên,

TNN, thẩm mỹ kiến trúc, tính thích dụng, … và hiệu quả TGTN.

a. Đối tượng và các trường hợp nghiên cứu

- Chọn NOCT có MBTĐH theo hình thức hành lang giữa (là hình thức MBTĐH

phổ biến của NOCT). Các nghiên cứu được thực hiện cho hai trường hợp là TG xuyên

phòng và TG một mặt. Căn hộ được chọn cho mô phỏng là Căn hộ loại II. Vị trí căn hộ

- xem Hình 3.10a.

- Phòng ở được chọn để nghiên cứu là Phòng ngủ 1 của căn hộ điển hình đặt tại

tầng 10. Mặt chính của căn hộ quay về hướng chính của CC. Hình dạng, kích thước và

các loại cửa trong phòng ngủ được thể hiện như Hình 3.10b.

a. Vị trí căn hộ trên MBTĐH

b. Mặt bằng phòng ngủ 1

Hình 3.10: Mô hình trong nghiên cứu tương quan kích thước K của phòng

Một số tham số kích thước:

+ α: là góc gió thổi đến (được tạo bởi đường thẳng tiếp tuyến mặt nhà và

hướng gió thổi đến).

+ Chọn a = 3.8m và b = K x a.

+ A và B là điểm giữa của chiều ngang phòng (nằm ở cao độ 1.1m so với

sàn nhà). O, nằm trên đoạn thẳng AB và OA = x (m), là vị trí của điểm khảo sát.

+ Cửa đi phòng ngủ: 0.8m x 2.2m. Cửa đi phòng vệ sinh: 0.6m x 2.0m. Cửa

sổ phòng ngủ: 1.6m x 1.5m (trong đó phần mở cửa để lấy gió, tối đa khi mở, là

0.8m x 0.9m) - xem Hình 3.10b

- Nghiên cứu được thực hiện trong các trường hợp:

+ 3 trường hợp hướng gió thổi đến, giá trị α là 45°, 90° và 135°.

+ 2 trường hợp về hình thức TG là: TG xuyên phòng (khi cửa đi và cửa vệ

sinh trong phòng ngủ được mở ra) và TG một mặt (khi cửa đi và cửa vệ sinh trong

phòng ngủ được đóng lại).

+ 4 trường hợp K (giá trị K tương ứng là 0.5, 1.0, 1.5 và 2.0).

Như vậy, có 24 mô phỏng được thực hiện độc lập để thu kết quả.

- Chọn vận tốc gió ở cao độ 10m là 3m/s - xem Bảng PL 1.2 (Phụ lục 1)

b. Các tiêu chí đánh giá và đại lượng tính toán

- Tiêu chí đánh giá hiệu quả TGTN trong căn hộ:

+ Vận tốc gió tại điểm O.

+ Trường gió trên mặt phẳng ở cao độ 1.1m của phòng ngủ.

- Đại lượng tính toán: xác định giá trị K để hiệu quả TGTN tối ưu.

c. Thực hiện mô phỏng

- Số lượng mô phỏng được thực hiện: 24.

- Thời gian trung bình để thực hiện 1 mô phỏng là 3.5 giờ.

d. Kết quả mô phỏng

- Giá trị vận tốc gió VA tại cửa phòng - xem Hình 3.11:

Hình 3.11: Vận tốc VA trong các trường hợp nghiên cứu tương quan kích thước K

+ Giá trị VA trong 24 trường hợp mô phỏng: cực đại là 1.715 m/s (trong

trường hợp TG xuyên phòng, α = 90°, K=2.0) và cực tiểu là 0.394 m/s (trong

trường hợp TG một mặt, α = 90°, K=0.5).

+ Giá trị VA tỷ lệ thuận với giá trị K. Trong tất cả các trường hợp nghiên

cứu, khi K = 0.5 thì giá trị VA đều thấp hơn 3 trường hợp còn lại.

Căn cứ vào kết quả giá trị vận tốc gió VA, đề xuất chọn giá trị K từ 1.5 đến 2.0.

- Kết quả trường gió trong phòng - xem Bảng 3.6.

STT K

α = 45°

α = 90°

α = 135°

Bảng 3.6: Trường gió trong các trường hợp nghiên cứu tương quan kích thước K

0.5

1.0

1.5

2.0

TG xuyên phòng

0.5

1.0

TG một mặt

STT K

α = 45°

α = 90°

α = 135°

1.5

2.0

- Giá trị vận tốc gió trung bình VTB-AB tại các điểm nằm trên đoạn thẳng AB - xem

Hình 3.12. Kết quả ở Hình 3.12 cho thấy, giá trị vận tốc VTB tỷ lệ nghịch với giá trị K.

Vì vậy, nên chọn K có giá trị nhỏ.

Hình 3.12: Giá trị vận tốc gió trung bình VTB-AB cho các trường hợp nghiên cứu tương

quan kích thước K

- Kết quả giá trị vận tốc VO tại điểm O (nằm trên đoạn thẳng AB) cho các trường

hợp nghiên cứu. Kết quả được thể hiện ở các Hình 3.13, 3.14, 3.15, 3.16, 3.17, 3.18.

Các đề xuất giá trị K sẽ dựa trên độ lớn vận tốc tại các điểm khảo sát và trường gió

trong phòng (Bảng 3.6).

+ TG xuyên phòng, α = 45° (xem Hình 3.13)

Hình 3.13: Giá trị vận tốc VO - Trường hợp TG xuyên phòng, α = 45°

Đề xuất giá trị K: từ 1.0 đến 2.0 và hợp lý nhất là 1.5.

+ TG xuyên phòng, α = 90° (xem Hình 3.14)

Hình 3.14: Giá trị vận tốc VO - Trường hợp TG xuyên phòng, α = 90°

Đề xuất giá trị K: từ 1.0 đến 2.0 và hợp lý nhất là 1.5 đến 2.0.

+ TG xuyên phòng, α = 135° (xem Hình 3.15)

Hình 3.15: Giá trị vận tốc VO - Trường hợp TG xuyên phòng, α = 135°

Khi x<1.5m, giá trị vận tốc tỷ lệ thuận với giá trị K. Khi x.1.5m, giá trị vận tốc

trong các trường hợp gần như tương đương. Vì vậy, đề xuất giá trị K: từ 1.5 đến 2.0.

+ TG một mặt, α = 45° (xem Hình 3.16)

Hình 3.16: Giá trị vận tốc VO - Trường hợp TG một mặt, α = 45°

Giá trị vận tốc trong các trường hợp là tương đương. Đề xuất giá trị K: phụ thuộc

vào các yếu tố khác.

+ TG một mặt, α = 90° (xem Hình 3.17)

Hình 3.17: Giá trị vận tốc VO - Trường hợp TG một mặt, α = 90°

Trường hợp K từ 1.0 đến 1.5 cho các giá trị vận tốc lớn hơn các trường hợp còn

lại. Đề xuất giá trị K: từ 1.0 đến 1.5.

+ TG một mặt, α = 135° (xem Hình 3.18)

Hình 3.18: Giá trị vận tốc VO - Trường hợp TG một mặt, α = 135°

Đề xuất giá trị K: từ 1.0 đến 2.0 và hợp lý nhất là 1.0.

e. Đề xuất lựa chọn tương quan kích thước phòng trong thiết kế

Căn cứ vào trường gió trong phòng và tổng hợp các đề xuất nêu trên, để đạt hiệu

quả TGTN cao cho phòng, giá trị K nên chọn là 1.5 hoặc lân cận giá trị này.

Hình thức mặt bằng tầng điển hình

Trong NOCT, hình thức thiết kế của mặt bằng, đặc biệt là MBTĐH, là một trong

các yếu tố quan trọng, ảnh hưởng đến hiệu quả TGTN của các căn hộ. Lựa chọn hình

thức MBTĐH hợp lý có vai trò quyết định trong việc tăng cường hiệu quả TGTN, hướng

đến TKNL và PTBV cho công trình NOCT.

a. Đối tượng và các trường hợp nghiên cứu

- Loại căn hộ trong CC: loại I và loại II.

+ Mặt bằng NOCT tương ứng với 6 hình thức MBTĐH cơ bản sử dụng căn

hộ loại I được lựa chọn cho nghiên cứu - xem Hình 3.19.

Hình 3.19: Các hình thức MBTĐH cơ bản - Trường hợp căn hộ loại I

a. Hành lang giữa - đóng; b. Hành lang giữa - mở; c. Hành lang bên; d. Hành lang kết

hợp giếng trời; e. Phóng xạ; f. Phóng xạ kết hợp giếng trời

+ Mặt bằng NOCT tương ứng với 6 hình thức MBTĐH cơ bản sử dụng căn

hộ loại II được lựa chọn cho nghiên cứu - xem Hình 3.20.

Hình 3.20: Các hình thức MBTĐH cơ bản - Trường hợp căn hộ loại II

a. Hành lang giữa - mở; b. Hành lang giữa - đóng; c. Hành lang bên; d. Hành lang kết

hợp giếng trời; e. Phóng xạ; f. Phóng xạ kết hợp giếng trời

- Nghiên cứu được thực hiện trong các trường hợp:

+ 2 trường hợp về loại căn hộ: căn hộ loại I và căn hộ loại II.

+ 6 trường hợp MBTĐH.

+ 3 trường hợp hướng gió thổi đến (α) là 45°, 90° và 135°.

Như vậy, có 36 mô phỏng được thực hiện độc lập để thu kết quả.

- Chọn vận tốc gió ở cao độ 10m là 3m/s - xem Bảng PL 1.2 (Phụ lục 1)

b. Các tiêu chí đánh giá và đại lượng tính toán

- Giá trị vận tốc gió tại điểm A, điểm B và điểm C (lần lượt là điểm giữa của các

phòng: phòng khách, phòng ngủ 1 và phòng ngủ 2). Các điểm A, B và C nằm trên mặt

phẳng có cao độ 1,1m so với sàn nhà (xem Hình 2.6).

- Trường gió trên Mặt bằng tầng 10 (ở cao độ 1,1m so với sàn tầng 10).

- Trường gió trên Mặt bằng căn hộ (ở cao độ 1,1m so với sàn tầng 10).

- Trường gió trên mặt cắt qua phòng khách và cửa vào của căn hộ.

c. Thực hiện mô phỏng

- Số lượng mô phỏng được thực hiện: 36.

- Thời gian trung bình để thực hiện 1 mô phỏng là 4 giờ.

d. Kết quả mô phỏng

- Căn hộ loại I

+ Trường gió trên MBTĐH, mặt bằng căn hộ và mặt cắt (xem Bảng 3.7).

Hình thức mặt

Mặt bằng tầng điển

Mặt bằng căn hộ Mặt cắt dọc căn hộ

bằng

hình

Khi α = 45°

Hành lang

giữa - đóng

Hành lang

giữa - mở

Hành lang bên

Bảng 3.7: Trường gió trên MBTĐH, mặt bằng căn hộ và mặt cắt - Căn hộ loại I

Hình thức mặt

Mặt bằng tầng điển

Mặt bằng căn hộ Mặt cắt dọc căn hộ

bằng

hình

Hành lang kết

hợp giếng trời

Phóng xạ

Phóng xạ kết

hợp giếng trời

Khi α = 90°

Hành lang

giữa - đóng

Hành lang

giữa - mở

Hành lang bên

Hành lang kết

hợp giếng trời

Phóng xạ

Hình thức mặt

Mặt bằng tầng điển

Mặt bằng căn hộ Mặt cắt dọc căn hộ

bằng

hình

Phóng xạ kết

hợp giếng trời

Khi α = 135°

III

Hành lang

giữa - đóng

Hành lang

giữa - mở

Hành lang bên

Hành lang kết

hợp giếng trời

Phóng xạ

Phóng xạ kết

hợp giếng trời

+ Giá trị vận tốc gió tại điểm A, điểm B và điểm C của các trường hợp

MBTĐH - xem Bảng 3.8.

Hình thức Mặt bằng tầng điển hình

Hành

Phóng

Vị trí

Góc gió

Hành lang

lang

Hành

Phóng

xạ và

khảo sát

đến α

kết hợp

giữa -

lang bên

xạ

giếng

giếng trời

đóng

mở

trời

0.032

0.368

45°

0.884

0.815

0.033

0.645

0.022

1.463

Vị trí A

90°

1.616

1.450

0.013

1.720

0.056

0.920

135°

1.242

1.219

0.046

1.037

0.016

0.062

45°

0.156

0.115

0.035

0.314

0.012

0.552

Vị trí B

90°

0.410

0.420

0.008

0.951

0.075

0.109

135°

0.252

0.420

0.067

0.422

0.002

0.006

45°

0.010

0.016

0.002

0.009

0.002

0.019

Vị trí C

90°

0.032

0.030

0.001

0.027

0.000

0.010

135°

0.020

0.011

0.000

0.009

Bảng 3.8: Giá trị vận tốc gió tại điểm A, điểm B và điểm C - Căn hộ loại I

- Căn hộ Loại II:

+ Trường gió trên MBTĐH, mặt bằng căn hộ và mặt cắt (xem Bảng 3.9).

Hình thức

Mặt bằng tầng điển

Mặt bằng căn hộ

Mặt cắt dọc căn hộ

mặt bằng

hình

I Khi α = 45°

Hành

lang giữa

- đóng

Hành

lang giữa

- mở

Hành

lang bên

Bảng 3.9: Trường gió trên MBTĐH, mặt bằng căn hộ và mặt cắt - Căn hộ loại II

Hình thức

Mặt bằng tầng điển

Mặt bằng căn hộ

Mặt cắt dọc căn hộ

mặt bằng

hình

Hành

lang kết

hợp giếng

trời

Phóng xạ

kết hợp

giếng trời

Khi α = 90°

Hành

lang giữa

- đóng

Hành

lang giữa

- mở

Hành

lang bên

Hành

lang kết

hợp giếng

trời

Hình thức

Mặt bằng tầng điển

Mặt bằng căn hộ

Mặt cắt dọc căn hộ

mặt bằng

hình

Phóng xạ

kết hợp

giếng trời

III

Khi α = 135°

Hành

lang giữa

- đóng

Hành

lang giữa

- mở

Hành

lang bên

Hành

lang kết

hợp giếng

trời

Phóng xạ

Hình thức

Mặt bằng tầng điển

Mặt bằng căn hộ

Mặt cắt dọc căn hộ

mặt bằng

hình

Phóng xạ

kết hợp

giếng trời

+ Giá trị vận tốc gió tại điểm A, điểm B và điểm C của các trường hợp

MBTĐH - xem Bảng 3.10.

Hình thức Mặt bằng tầng điển hình

Hành

Phóng

Vị trí

Góc gió

Hành lang

lang

Hành

Phóng

xạ và

khảo sát

đến α

kết hợp

giữa -

lang bên

xạ

giếng

giếng trời

đóng

mở

trời

45°

0.438

0.587

0.755

0.806

0.779

1.295

Vị trí A

90°

0.541

1.137

1.350

1.050

0.653

0.929

135°

0.187

0.648

0.921

0.829

0.365

0.395

45°

0.068

0.052

0.138

0.099

0.071

0.408

Vị trí B

90°

0.042

0.167

0.202

0.238

0.050

0.469

135°

0.055

0.113

0.085

0.106

0.178

0.106

45°

0.126

0.025

0.083

0.087

0.275

0.182

Vị trí C

90°

0.010

0.113

0.132

0.096

0.231

0.017

135°

0.088

0.078

0.093

0.123

0.248

0.282

Bảng 3.10: Giá trị vận tốc gió tại điểm A, điểm B và điểm C - Căn hộ loại II

e. Phân tích các kết quả mô phỏng

- Trường hợp MBTĐH với căn hộ điển hình loại I:

+ Giá trị vận tốc tại các điểm A, B và C trong trường hợp α (45°; 90° và

135°) cho căn hộ loại I - xem Hình 3.21.

+ Các kết quả mô phỏng về đặc điểm trường gió (Bảng 3.7) và sự biến thiên

về giá trị vận tốc gió tại các điểm khảo sát (Hình 3.21) đã cho thấy hiệu quả TGTN

của các hình thức MBTĐH tăng theo thứ tự như sau:

. Với dạng mặt bằng hình chữ nhật: (1). Hành lang giữa - đóng; (2). Hành

lang giữa - mở; (3). Hành lang kết hợp với giếng trời; (4). Hành lang bên. Với kiểu

Hành lang kết hợp với giếng trời, hiệu quả TGTN phụ thuộc vào vị trí, số lượng

và kích thước của giếng trời trên mặt bằng.

. Với dạng mặt bằng hình vuông: (1). Phóng xạ; (2). Phóng xạ - giếng trời.

Riêng đối với Phòng ngủ 2, do nằm sâu bên trong và chỉ có 1 cửa đi dùng để

TG, vận tốc gió trong phòng rất nhỏ và biến thiên không nhiều trong các trường

hợp nghiên cứu. Để khắc phục tình trạng này, cần bố trí thêm các khoảng trống để

gió vào và gió ra (như: cửa sổ, gạch bông gió, xây tường lửng, tạo khoảng trống

ở chân tường,…). Trong thiết kế CC cần hạn chế tối đa các phòng có đặc điểm

như phòng ngủ 2.

Hình 3.21: Giá trị vận tốc tại các điểm A, B và C trong các trường hợp giá trị của α

(căn hộ loại I)

+ Giá trị vận tốc cực đại tại cửa ra vào căn hộ loại I (trên mặt phẳng cao độ

1,1m) trong các trường hợp α (45°; 90° và 135°) - xem Hình 3.22.

Hình 3.22: Giá trị vận tốc cực đại tại cửa ra vào căn hộ loại I

+ Vận tốc gió ra tại cửa chính vào căn hộ (Hình 3.22) đã cho thấy hiệu quả

TGTN của các hình thức MBTĐH tăng theo thứ tự như sau:

. Với dạng mặt bằng hình chữ nhật: (1). Hành lang giữa - đóng; (2). Hành

lang giữa - mở; (3). Hành lang kết hợp với giếng trời; (4). Hành lang bên.

. Với dạng mặt bằng hình vuông: (1). Phóng xạ; (2). Phóng xạ - giếng trời.

- Trường hợp MBTĐH với căn hộ điển hình loại II:

+ Giá trị vận tốc các điểm A, B và C trong trường hợp α (45°; 90° và 135°)

cho căn hộ loại II - xem Hình 3.23.

Hình 3.23: Giá trị vận tốc tại các điểm A, B và C trong các trường hợp giá trị của α

(căn hộ loại II)

+ Giá trị vận tốc cực đại tại cửa ra vào căn hộ loại II (trên mặt phẳng cao độ

1,1m) trong các trường hợp α (45°; 90° và 135°) - xem Hình 3.24.

Hình 3.24: Giá trị vận tốc cực đại tại cửa ra vào căn hộ loại II

+ Hiệu quả TGTN trên MBTĐH trong trường hợp căn hộ loại II phù hợp với

kết quả thu được trong trường hợp căn hộ loại I - được thể hiện qua hầu hết các

kết quả ở Hình 3.23 và Hình 3.24.

+ Giá trị vận tốc gió tại các điểm khảo sát được tổng hợp ở Hình 3.23, do

đặc điểm mặt bằng có tạo các khoảng lõm trên mặt bằng, có 4 trường hợp (trên

tổng số 18 trường hợp khảo sát) ghi nhận sự thay đổi không đúng với kết quả thu

được trong trường hợp căn hộ loại I. Cụ thể là:

Giá trị vận tốc tại điểm C (α = 45°; α = 90°) và B (α = 135°) trong các trường

hợp MBTĐH là Phóng xạ và Phóng xạ - giếng trời.

Giá trị vận tốc tại điểm B (α = 45°) trong các trường hợp MBTĐH là Hành

lang giữa - đóng và Hành lang giữa - mở.

+ Kết quả về vận tốc gió ra cực đại tại cửa ra vào - thể hiện lưu lượng TG

trong phòng - hoàn toàn phù hợp với các kết quả thu được trong trường hợp căn

hộ loại I.

- Tóm lại, hiệu quả TGTN của các hình thức MBTĐH tăng theo thứ tự như sau:

+ Với dạng mặt bằng hình chữ nhật: (1). Hành lang giữa - đóng; (2). Hành

lang giữa - mở; (3). Hành lang kết hợp với giếng trời; (4). Hành lang bên. Với kiểu

Hành lang kết hợp với giếng trời, hiệu quả TGTN phụ thuộc vào vị trí, số lượng

và kích thước của giếng trời trên mặt bằng.

+ Với dạng mặt bằng hình vuông: (1). Phóng xạ; (2). Phóng xạ - giếng trời.

f. Đề xuất lựa chọn hình thức MBTĐH trong thiết kế NOCT nhằm nâng cao hiệu

quả TGTN ở vùng DHNTB

Trong thiết kế NOCT, lựa chọn hình thức MBTĐH phụ thuộc vào rất nhiều yếu

tố, như: đặc điểm về điều kiện tự nhiên, khí hậu; đặc điểm khu đất xây dựng; đặc điểm

về cảnh quan nhân tạo của khu vực lân cận khu đất xây dựng; đặc điểm, tính chất và

các yêu cầu thiết kế của công trình kiến trúc; ý tưởng thiết kế kiến trúc;... Trong trường

hợp tổng quát, hình thức MBTĐH trong thiết kế NOCT ở Việt Nam - nhằm khai thác

hiệu quả TGTN - cần đáp ứng các yêu cầu sau:

- Yêu cầu che nắng cho các căn hộ: nên chọn mặt bằng có dạng hình chữ nhật.

- Hiệu quả TGTN trên MBTĐH: Theo kết quả mô phỏng Hình thức hành lang bên

có hiệu quả TGTN tốt nhất. Tuy nhiên, hình thức MBTĐH này trong NOCT có một số

hạn chế sau: hệ số diện tích có ích của tầng điển hình (là tỷ số của diện tích các căn hộ

và diện tích sàn của mỗi tầng) thấp nhất trong 6 hình thức MBTĐH; tốn chi phí làm

VBC cho hành lang; vấn đề an toàn cho người sử dụng; …

Vì vậy, hình thức MBTĐH phù hợp, nhằm tăng cường hiệu quả khai thác TGTN

trong thiết kế NOCT cho điều kiện tại các đô thị DHNTB nói riêng (và có thể áp dụng

cho các đô thị ở Việt Nam nói chung) là hình thức Hành lang giữa - mở. Tùy theo điều

kiện và yêu cầu thực tế của từng dự án, có thể tăng mức độ mở trên mặt bằng hay kết

hợp giếng trời cho Hình thức hành lang giữa - mở.

Giải pháp sử dụng lô gia trong thiết kế nhà ở cao tầng

Lô gia là giải pháp được sử dụng phổ biến trong thiết kế NOCT, với các chức năng

chính như sau: không gian chuyển tiếp giữa trong và ngoài căn hộ, tạo hình khối mặt

đứng - thẩm mỹ kiến trúc, che nắng và chống nóng cho các phòng chức năng của căn

hộ, … Giải pháp thiết kế có sử dụng lô gia hoặc không sử dụng lô gia sẽ mang lại hiệu

quả TGTN khác nhau cho căn hộ.

a. Đối tượng và các trường hợp nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: CC cao 20 tầng; hình thức MBTĐH: hành lang giữa mở;

căn hộ loại I; cửa sổ (chiều rộng 1.200 mm và chiều cao 1.500 mm) có kích thước phần

cửa mở là 600 mm x 1500 mm, bệ cửa sổ cao 900 mm.

- Nghiên cứu được thực hiện trong các trường hợp:

+ Hướng gió thổi đến α: 90°

+ Căn hộ điển hình đặt tại các tầng: 5, 10, 15 và 20.

+ Vị trí của căn hộ trên mặt bằng: giữa và sát biên.

+ Giải pháp thiết kế: có lô gia và không có lô gia.

Như vậy, có 16 mô phỏng được thực hiện độc lập để thu kết quả.

- Chọn vận tốc gió ở cao độ 10m là 3m/s - xem bảng PL 1.2 (Phụ lục 1)

b. Các tiêu chí đánh giá và đại lượng tính toán

- Trường gió: mặt bằng căn hộ (cao độ 1.1m so với sàn nhà); mặt bằng phòng ngủ

1 (cao độ 1.1m so với sàn nhà); mặt cắt qua phòng ngủ 1 (qua vị trí giữa phòng).

- Vận tốc gió trung bình VTBx trên đoạn thẳng X1X2 (rộng 600mm) trên cửa sổ

(nằm trên mặt phẳng có cao độ 1.1m so với sàn nhà).

- Vận tốc gió trung bình VTBy trên đoạn thẳng Y1Y2 (cao 1.500mm) trên cửa sổ

(nằm trên mặt phẳng cắt qua căn hộ tại vị trí giữa phòng). Xem Hình 3.25.

Hình 3.25: Mặt bằng căn hộ và vị trí lấy giá trị vận tốc gió trên mặt cắt cửa sổ

a. Mặt bằng căn hộ - phòng ngủ không lô gia; b. Mặt bằng căn hộ - phòng ngủ có lô

gia; c. Mặt bằng cửa sổ và vị trí X1, X2; d. Mặt cắt qua cửa sổ và vị trí Y1, Y2

c. Thực hiện mô phỏng

- Số lượng mô phỏng được thực hiện: 16.

- Thời gian trung bình để thực hiện 1 mô phỏng là 7 giờ.

d. Kết quả mô phỏng và phân tích các kết quả mô phỏng

- Kết quả về trường gió trong căn hộ được tổng hợp ở Bảng 3.11.

Trường hợp nghiên

Các vị trí của trường gió

cứu

Mặt bằng

Mặt bằng căn hộ

Mặt cắt

ộ h

ô L

a i g

n ă C

g n ầ T

phòng ngủ 1

a i g ô l ó C 5 g n ầ T

a i g

ô l ó c g n ô h K

g n ằ b t ặ m a ữ i g m ằ N

0 1 g n ầ T

a i g ô l ó C

Bảng 3.11: Trường gió trên mặt bằng căn hộ, mặt bằng và mặt cắt của phòng ngủ 1

Trường hợp nghiên

Các vị trí của trường gió

cứu

Mặt bằng

Mặt bằng căn hộ

Mặt cắt

ộ h

ô L

a i g

n ă C

g n ầ T

phòng ngủ 1

a i g ô l

ó c g n ô h K

a i g ô l ó C 5 1 g n ầ T

a i g

ô l ó c g n ô h K

a i g ô l ó C 0 2 g n ầ T

a i g

ô l ó c g n ô h K

a i g ô l ó C 5 g n ầ T

0 1

a i g

ô l ó c g n ô h K

g n ằ b t ặ m n ê i b ở m ằ N

1 1

0 1 g n ầ T

a i g ô l ó C

Trường hợp nghiên

Các vị trí của trường gió

cứu

Mặt bằng

Mặt bằng căn hộ

Mặt cắt

ộ h

ô L

a i g

n ă C

g n ầ T

phòng ngủ 1

2 1

a i g

ô l ó c g n ô h K

3 1

a i g ô l ó C 5 1 g n ầ T

4 1

a i g ô l

ó c g n ô h K

5 1

a i g ô l ó C 0 2 g n ầ T

6 1

a i g

ô l ó c g n ô h K

100

- Vận tốc gió trung bình VTBx và VTBy của các trường hợp nghiên cứu được thể hiện

trên Hình 3.26 và Hình 3.27.

Hình 3.26: Vận tốc gió trung bình VTBx Hình 3.27: Vận tốc gió trung bình VTBy

e. Phân tích kết quả và đề xuất

Kết quả ở Bảng 3.11, Hình 3.26 và Hình 3.27 cho thấy:

101

- Trường gió trong phòng ngủ ở giải pháp thiết kế có lô gia trên mặt bằng (cao độ

1.1m) thường phân bố đều từ giữa ra hai phía của phòng; trường hợp không có lô gia

hướng gió thổi vào căn hộ - do ảnh hưởng của luồng gió trượt trên bề mặt CC - nên có

hướng thổi nghiên về một phía của phòng.

- VTBy của 2 trường hợp thiết kế có lô gia và không có lô gia gần như tương đương

nhau và giá trị có sự tăng theo chiều cao của công trình.

- Đối với các căn hộ nằm giữa mặt bằng của CC, VTBx của giải pháp thiết kế có lô

gia cao hơn so với giải pháp thiết kế không có lô gia. Độ chênh về giá trị VTBx giữa hai

giải pháp trên tăng tỷ lệ thuận với chiều cao tầng. Xem Bảng 3.12 và Hình 3.28.

- Đối với các căn hộ nằm sát biên mặt bằng của CC: ở chiều cao đến 3/4 chiều cao

công trình, VTBx của giải pháp thiết kế có lô gia và không có lô gia có sự biến thiên như

quy luật của trường hợp căn hộ nằm giữa CC. Riêng trường hợp căn hộ nằm sát biên và

không có lô gia (phòng ngủ căn hộ nằm ở sát biên ngoài cùng của mặt bằng và sát biên

trên cùng của mặt đứng công trình), giá trị VTBx và VTBy đều cho giá trị cao hơn trường

hợp căn hộ biên và có lô gia.

Bảng 3.12: Sự chênh lệch của

VTBx trong các trường hợp

5 g n ầ T

5 1 g n ầ T

0 2 g n ầ T

0 1 g n ầ T

(căn hộ giữa)

% 7 8 . 1

% 5 3 . 7

% 9 1 . 2 1

% 6 3 . 4 2

x B T V h c ệ l

h n ê h c ộ Đ

Hình 3.28: Sự chênh lệch của VTBx trong các trường

hợp (căn hộ giữa)

Như vậy, trong thiết kế NOCT, để tăng cường hiệu quả TGTN cho căn hộ (phân

bố của trường gió, giá trị vận tốc gió), nên bố trí các lô gia cho các căn hộ. Vận tốc gió

trung bình tại cửa vào VTBx của giải pháp thiết kế có lô gia sẽ cao hơn giải pháp không

có lô gia và tăng tỷ lệ thuận với chiều cao công trình (ví dụ: ở tầng 20, VTBx của giải

pháp thiết kế có lô gia sẽ cao hơn giải pháp không có lô gia xấp xỉ 25%).

102

Định hướng sử dụng vách ngăn không gian trong căn hộ

- Hạn chế tối đa việc sử dụng tường để ngăn chia không gian. Ưu tiên tổ chức các

không gian ở dạng mở.

- Sử dụng các vách ngăn thoáng: vách ngăn trang trí; dùng lam; lá sách; gạch bông

gió; tạo khoảng trống trên vách ngăn (chân, giữa và đỉnh vách); mở cửa; …

- Trong trường hợp phải dùng vách ngăn kín (dùng cho các phòng có sử dụng máy

điều hòa không khí) cần tổ chức các cửa sổ ở các vị trí hợp lý với yêu cầu công năng,

yêu cầu thẩm mỹ và vị trí hợp lý cho TGTN.

Định hướng bố trí trang thiết bị nội thất trong căn hộ

- Trang thiết bị được sử dụng theo nhu cầu sử dụng của cư dân.

- Hạn chế việc bố trí và sử dụng các vật dụng tạo ra các mảng có diện tích lớn,

chắn gió trong căn hộ.

- Khi bố trí vật dụng cần chú ý các luồng gió vào và ra trong phòng. Không bố trí

vật dụng che chắn các luồng gió này.

- Có thể sử dụng các vật dụng (có mảng diện tích lớn) để định hướng luồng gió

vào các vị trí khuất gió trên mặt bằng.

- Sử dụng các vật dụng có các khoảng trống để gió có thể đi qua.

3.2.3. Thiết kế hình khối

NOCT có 2 dạng hình khối cơ bản: hình khối dạng tháp (mặt bằng hình vuông

hoặc tương tự hình vuông) và hình khối dạng tấm (mặt bằng hình chữ nhật hoặc tương

tự hình chữ nhật). Để đạt được hiệu quả cao về TGTN - với việc lựa chọn mặt bằng

dạng hình chữ nhật (tiểu mục 3.2.2.1) - hình khối của NOCT có dạng tấm.

Để tổ hợp hình khối cho NOCT - tùy theo đặc điểm, yêu cầu cụ thể của từng dự

án, ý đồ thiết kế của nhà thiết kế, … - có thể sử dụng các giải pháp tổ hợp khối sau:

- Tổ hợp từ 1 khối đơn dạng tháp hay dạng tấm.

- Tổ hợp từ nhiều khối đơn (dạng tháp hay dạng tấm).

- Tổ hợp khối theo một trật tự (quy luật về vần luật) hay hình ảnh tượng trưng.

- Tổ hợp khối một cách ngẫu nhiên theo ý đồ của người thiết kế.

Nhằm khai thác hiệu quả TGTN cho một khu NOCT, cho từng khối NOCT, người

thiết kế cần có các giải pháp xử lý các khối cho NOCT, cụ thể như: tạo các khoảng rỗng

trên thân khối; tạo đế cho khối nhà, tạo các góc bo cho khối ở đế công trình; …

103

Thiết kế hình khối công trình góp phần quan trọng hướng đến 2 mục tiêu là: hiệu

quả thẩm mỹ kiến trúc và hiệu quả khai thác TGTN cho công trình. Trong thiết kế kiến

trúc NOCT nói chung, thích dụng (trong đó có yếu tố hiệu quả khai thác TGTN - góp

phần tạo tiện nghi cho công trình) là yêu cầu cơ bản và quan trọng hàng đầu. Vì vậy,

giải pháp thiết kế hình khối cần đảm bảo yếu tố thẩm mỹ trên cơ sở đã đáp ứng các yêu

cầu thích dụng (trong đó có hiệu quả TGTN) cho NOCT.

3.2.4. Thiết kế quy hoạch tổng mặt bằng

Lựa chọn hướng gió đến tối ưu cho hiệu quả thông gió tự nhiên

Hướng gió thổi đến bề mặt CC có ảnh hưởng lớn đến hiệu quả TGTN cho tổng

thể công trình nói chung và các căn hộ nói riêng.

a. Đối tượng và các trường hợp nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: hình thức MBTĐH hành lang giữa mở. Căn hộ điển hình

tại tầng 10; Căn hộ loại I và Căn hộ loại II; cửa sổ: rộng 1.200 mm, cao 500 mm; mở

600 mm; bệ cửa cao 900 mm - xem Hình 3.29.

- Nghiên cứu được thực hiện trong các trường hợp:

+ 2 trường hợp về loại căn hộ: Căn hộ loại I và Căn hộ loại II.

+ 8 trường hợp hướng gió thổi đến, tương ứng giá trị của α là 11.25°, 22.5°,

33.75°, 45°, 56.25°, 67.5°, 78.75° và 90°.

Như vậy, có 16 mô phỏng được thực hiện độc lập để thu kết quả.

- Chọn vận tốc gió ở cao độ 10m là 3m/s - xem bảng PL 1.2 (Phụ lục 1)

a. Căn hộ loại I, b. Căn hộ loại II.

Hình 3.29: Vị trí các căn hộ trên MBTĐH

b. Các tiêu chí đánh giá và đại lượng tính toán

- Trường gió trong phòng ngủ 1;

- Vận tốc gió VB tại B (điểm giữa của phòng ngủ 1);

- Vận tốc gió VD tại D (D là trung điểm của X1X2);

- Vận tốc gió trung bình VTB (tại các điểm nằm trên đoạn X1X2 - ở cao độ 1.1m so

với sàn nhà).

104

c. Thực hiện mô phỏng

- Số lượng mô phỏng được thực hiện: 16.

- Thời gian trung bình để thực hiện 1 mô phỏng là 4 giờ.

d. Kết quả mô phỏng và phân tích các kết quả mô phỏng

- Trường gió trên mặt bằng căn hộ được tổng hợp ở Bảng 3.13

Loại căn hộ

T T S

Loại 1

Loại 2

- Gió trượt trên bề

mặt cửa sổ.

- Gió đi từ hành lang

giữa vào căn hộ.

° 5 2 . 1 1

- Vận tốc gió trong

phòng nhỏ.

- Gió trượt trên bề

mặt cửa sổ.

- Gió đi từ hành lang

giữa vào căn hộ bắt

Bảng 3.13: Trường gió trên mặt bằng căn hộ trong nghiên cứu góc gió đến α tối ưu

° 5 . 2 2

đầu giảm.

- Vận tốc gió trong

phòng nhỏ.

- Gió từ ngoài vào

phòng qua cửa sổ.

- Không khí ở vùng

nhỏ sát cửa sổ và

° 5 7 . 3 3

tường biên bên phải

(ra đến cửa đi) là có

sự chuyển động.

- Vùng không khí

chuyển động (sát cửa

sổ và tường biên bên

° 5 4

phải ra đến cửa đi) tăng dần.

Loại căn hộ

T T S

Loại 1

Loại 2

- Vùng không khí

chuyển động (sát cửa

sổ và tường biên bên

105

° 5 2 . 6 5

phải ra đến cửa đi)

tiếp tục tăng.

- Vùng không khí

chuyển động (sát cửa

sổ và tường biên bên

° 5 . 7 6

phải ra đến cửa đi)

tiếp tục tăng.

- Trường gió trong

phòng đều.

- Vận tốc không khí

° 5 7 . 8 7

chuyển động trong

phòng đạt cực đại.

phòng tiếp tục tăng.

- Trường gió trong

phòng đều.

- Vận tốc không khí

° 0 9

chuyển động trong

phòng giảm so với α

phòng đạt cực đại.

= 78.75°.

- Vận tốc gió VB - xem Hình 3.30.

Hình 3.30: Giá trị vận tốc VB ứng với các trường hợp góc đến α

+ Khi α nhỏ hơn 56.25°: VB có giá trị nhỏ và chênh lệch không nhiều giữa

các trường hợp.

106

+ Khi α từ 56.25° trở lên: VB bắt đầu tăng nhanh khi α tăng. Đạt giá trị lớn

khi α từ 67.5° đến 90°. Đạt giá trị cực đại khi α từ 78.75° đến 90°.

Đề xuất: chọn α từ 67.5° đến 90°.

- Vận tốc gió VD - xem Hình 3.31.

+ Khi α nhỏ hơn hoặc bằng 56.25°: VB có giá trị nhỏ và như nhau trong các

trường hợp.

+ Khi α từ 56.25° trở lên: VB bắt đầu tăng nhanh khi α tăng trong trường hợp

Căn hộ loại 1 (đạt giá trị cực đại khi α bằng 90°) và gần như không thay đổi nhiều

trong trường hợp căn hộ loại 2 (đạt giá trị cực đại khi α bằng 56.25°).

Đề xuất: α từ 56.25° đến 90°.

Hình 3.31: Giá trị vận tốc VD ứng với các trường hợp góc đến α

- Vận tốc gió trung bình VTB - xem Hình 3.32.

Hình 3.32: Giá trị vận tốc trung bình VTB ứng với các trường hợp góc đến α

+ VB tăng khi α tăng.

+ Trong các trường hợp VB đạt cực đại khi α bằng 67.5° hoặc 78.75°. Sau đó

giảm khi α tiến đến 90°.

Đề xuất: chọn α có giá trị từ 67.5° đến 78.75°.

107

e. Xác định hướng gió đến thuận lợi cho khai thác TGTN của NOCT

Tổng hợp các đề xuất được nêu ở mục 3.2.4.1d, hướng gió mang lại hiệu quả

TGTN cao nhất cho NOCT có góc gió đến α từ 56.75° đến 90° và tối ưu nhất là 67.5°

đến 78.75°.

Lựa chọn hướng nhà

Lựa chọn hướng nhà (hướng của mặt đứng chính công trình) trong thiết kế kiến

trúc công trình có vai trò đặc biệt quan trọng đối với khả năng thích ứng khí hậu, khai

thác hiệu quả các điều kiện tự nhiên, tạo nên môi trường ở tiện nghi (tiện nghi về: nhiệt,

âm thanh, ánh sáng, chất lượng không khí, …) nhằm hướng đến KTBV cho công trình

xây dựng. Hướng nhà có ảnh hưởng trực tiếp đến việc lựa chọn các giải pháp thiết kế

kiến trúc và các giải pháp kỹ thuật khác cho công trình.

Với các đặc điểm về tự nhiên, khí hậu của các đô thị DHNTB, để các công trình

NOCT tiếp cận được KTBV, các giải pháp thiết kế cần phải hướng đến một số mục tiêu

chính, cụ thể là: bảo đảm che nắng và chống nóng cho công trình; khai thác tối đa khả

năng TGTN và chiếu sáng tự nhiên.

Trong thiết kế công trình nhằm thích ứng với điều kiện tự nhiên, việc xác định

hướng nhà phụ thuộc vào một số các cơ sở sau:

- Đặc điểm về điều kiện tự nhiên, khí hậu: BXMT, gió, địa hình, mưa, bão, … của

vị trí xây dựng.

- Đặc điểm khu đất xây dựng (vị trí, hình dạng, quy mô, kích thước, ...)

- Đặc điểm về cảnh quan nhân tạo của khu vực lân cận khu đất xây dựng.

- Đặc điểm, tính chất và các yêu cầu thiết kế của công trình kiến trúc.

- Ý tưởng thiết kế kiến trúc.

Trong các cơ sở trên, cơ sở về khí hậu - mà cụ thể là 2 yếu tố BXMT và gió - có

ý nghĩa đặc biệt quan trọng trong việc xác định hướng cho công trình. Đây là hai nhân

tố tự nhiên cơ bản nhất, quyết định đến việc hình thành khí hậu các vùng trên trái đất.

a. Các bước lựa chọn hướng nhà theo yêu cầu che nắng và hiệu quả TGTN

- Bước 1: Phân tích hoạt động biểu kiến của mặt trời tại địa phương. Lựa chọn

hướng nhà để hạn chế ánh nắng mặt trời chiếu trực tiếp vào căn hộ, đặc biệt là nắng Tây

- Đông và các tháng có nhiệt độ ngoài nhà cao hơn nhiệt độ tiện nghi.

108

- Bước 2: Xác định tổng trực xạ và tổng tán xạ trên 2 mặt đứng của CC (số liệu

trực xạ và tán xạ trên mặt đứng 8 hướng lấy từ [5] hoặc các Trạm khí tượng thủy văn

khu vực). Lựa chọn hướng chính của CC để tổng trực xạ và tổng tán xạ trên 2 mặt đứng

của CC là nhỏ nhất.

- Bước 3: Đề xuất hướng của CC để tổng tần suất xuất hiện của gió trên 2 mặt

chính của CC là lớn nhất. Kết hợp đề xuất này với giá trị góc gió đến α tối ưu (α có giá

trị từ 56.25° đến 90°) để lựa chọn hướng nhà tối ưu theo yêu cầu TGTN.

- Bước 4: Tổng hợp các lựa chọn ở các bước 1, 2 và 3 để lựa chọn hướng tối ưu

cho NOCT theo yêu cầu che nắng và TGTN.

b. Nghiên cứu minh họa về lựa chọn hướng nhà cho NOCT ở Đà Nẵng

Thực hiện các bước nghiên cứu (như mục 3.2.4.2a) cho trường hợp thành phố Đà

Nẵng. Kết quả cho thấy, cần chọn hướng chính của NOCT theo các hướng có thứ tự ưu

tiên như sau:

1. Từ Nam Tây Nam - Nam - Nam Đông Nam

2. Từ Nam Đông Nam đến Đông Nam

Nội dung “Nghiên cứu minh họa về lựa chọn hướng nhà cho NOCT tại Đà Nẵng”

- xem chi tiết tại Phụ lục 10.

Xác định vùng quẩn gió sau các khối nhà cao tầng

Việc xác định vùng quẩn gió sau các khối NOCT có vai trò rất quan trọng trong

thiết kế quy hoạch TMB, cụ thể là việc xác định: vị trí các khối nhà, khoảng cách giữa

các khối nhà, kích thước các khối nhà, …

Đã có một số nghiên cứu về vùng quẩn gió sau các khối nhà được nêu trong các

tài liệu, như: [11], [18], [22]. Các nghiên cứu này được thực hiện trên các mô hình ống

khí động, không chú ý đến yếu tố thay đổi về vận tốc gió theo chiều cao (với NOCT,

sự thay đổi về vận tốc gió theo chiều cao là đáng kể), các kết quả chưa đầy đủ các trường

hợp kích thước phù hợp của NOCT và góc đến của gió.

Bằng phương pháp CFD, Luận án đưa ra các dữ liệu cho việc xác định vùng quẩn

gió và đề xuất công cụ tính kích thước vùng quẩn gió sau các khối NOCT.

a. Đối tượng và các trường hợp nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu được chọn là NOCT có khối hộp chữ nhật với các kích

thước là rộng (x), dài (y) và cao (z), (mặt chính của NOCT sẽ nằm theo phương y).

109

+ Chọn khối lập phương cơ sở có kích thước là a.

+ Kích thước x = a trong NOCT thông thường có giá trị từ 22m đến 35m

(chiều rộng của khối nhà CC gồm: căn hộ phía trước và sau rộng từ 10m đến 16m;

hành lang, kỹ thuật rộng từ 2m đến 3m).

+ Chọn a = 26m, là chiều cao a tương đương 8 tầng của CC (3,2m/tầng).

- Chọn α (°) là góc gió thổi đến bề mặt CC; chiều rộng vùng quẩn gió sau CC là

L (m) - xem Hình 3.33.

- Nghiên cứu được thực hiện trong các trường hợp thay đổi về kích thước NOCT

và giá trị góc gió đến.

Hình 3.33: Các thông số kích thước của mô hình nghiên cứu vùng quẩn gió

a. Mặt bằng công trình; b. Mặt cắt công trình

+ Kích thước NOCT: giữ kích thước x = a không đổi, thay đổi các giá trị của

y và z. Cụ thể là: y = a, 2a, 3a, 4a và 5a; z = a, 2a, 3a, 4a và 5a (chiều cao 5a tương

đương với chiều cao 40 tầng). Cần thực hiện 25 mô phỏng cho các trường hợp

thay đổi kích thước NOCT (α = 90°).

+ Thay đổi góc gió đến α (bằng 22.5°, 45° và 67.5°) cho 6 trường hợp kích

thước (y = a, z = 5a; y = 5a, z = a; y = 2a, z = 2a; y = 2a, z = 4a; y = 4a, z = 2a; y

= 4a, z = 4a): thực hiện 18 mô phỏng.

Như vậy, có 43 mô phỏng được thực hiện độc lập để thu kết quả.

- Chọn vận tốc gió ở cao độ 10m là 5m/s - xem Bảng PL 1.3 (Phụ lục 1)

b. Thực hiện mô phỏng

- Số lượng mô phỏng được thực hiện: 43.

- Thời gian trung bình để thực hiện 1 mô phỏng là 0.75 giờ.

c. Kết quả xác định vùng quẩn gió sau các khối NOCT

110

- Chiều rộng vùng khuất gió L, khi α = 90°, trong các trường hợp kích thước công

trình được tổng hợp tại Bảng 3.14 và Hình 3.34.

Chiều rộng (y)

Chiều cao (z)

1.94

2.67

3.44

3.89

4.40

2.43

4.37

5.23

5.60

6.15

2.30

5.30

7.05

8.28

9.65

2.20

5.96

8.03

9.82

12.19

2.16

5.62

8.21

11.01

13.56

Bảng 3.14: Kích thước L (đơn vị a) trong các trường hợp thay đổi kích thước y và z

Hình 3.34: Biểu đồ về sự biến thiên của L khi thay đổi chiều dài y và chiều cao z

Các kết quả cho thấy, L tỷ lệ thuận với y và z.

- Chiều rộng vùng khuất gió L khi thay đổi góc gió đến α (°) được tổng hợp tại

Bảng 3.15 và Hình 3.35.

α°

0°

22.5°

45°

67.5°

90°

Kích thước công trình

Rộng 2a - Cao 2a

0.00

1.76

2.86

3.96

4.37

Rộng 2a - Cao 4a

0.00

2.23

3.90

5.48

5.96

Rộng 4a - Cao 2a

0.00

2.17

3.41

5.24

5.60

Rộng 4a - Cao 4a

0.00

3.82

5.98

8.93

9.82

Rộng a - Cao 5a

0.00

0.82

1.39

1.91

2.16

Rộng 5a - Cao a

0.00

1.67

2.84

3.95

4.40

Bảng 3.15: Kích thước L (đơn vị a) trong các trường hợp thay đổi α (°)

111

Hình 3.35: Biểu đồ về sự biến thiên của L khi thay đổi thay đổi α (°)

- Giá trị tương đối của chiều rộng vùng khuất gió L trong trường hợp thay đổi vận

tốc gió đến α (°) so với giá trị L trong trường hợp α = 90° được tổng hợp tại Bảng 3.16.

Sự biến thiên của giá trị L khi thay đổi góc đến α trong các trường hợp nghiên cứu

cho kết quả tương đương - với độ chênh lệch giữa giá trị cực đại và cực tiểu dưới 5.3%.

Giá trị tương đối của L trong các trường hợp α = 0°, 22.5°, 45°, 67.5° và 90° so với

trường hợp α = 90° lần lượt là 0%, 38.5%, 63.6%. 90.9% và 100%.

α°

0°

22.5°

45°

67.5°

90°

Kích thước công trình

Rộng 2a - Cao 2a

0.0%

40.2%

65.4%

90.6% 100.0%

Rộng 2a - Cao 4a

0.0%

37.4%

65.4%

91.9% 100.0%

Rộng 4a - Cao 2a

0.0%

38.8%

60.8%

93.6% 100.0%

Rộng 4a - Cao 4a

0.0%

38.9%

60.9%

90.9% 100.0%

Rộng a - Cao 5a

0.0%

38.0%

64.3%

88.3% 100.0%

Rộng 5a - Cao a

0.0%

37.9%

64.6%

89.9% 100.0%

Giá trị cực đại (Max)

0.0%

40.2%

65.4%

93.6% 100.0%

Giá trị cực tiểu (Min)

0.0%

37.4%

60.8%

88.3% 100.0%

Chênh lệch giữa Max và Min

0.0%

2.8%

4.6%

5.3%

0.0%

Giá trị trung bình

0.0%

38.5%

63.6%

90.9% 100.0%

Bảng 3.16: Kích thước tương đối L (đơn vị %) trong các trường hợp thay đổi α (°)

d. Công cụ tính toán kích thước vùng khuất gió

112

Dựa vào cơ sở dữ liệu là các kết quả mô phỏng được thể hiện trong Bảng 3.14 và

Bảng 3.16, sử dụng Excel để tạo công cụ tính toán chiều rộng vùng khuất gió L sau các

khối NOCT.

- Giá trị đầu vào: kích thước công trình (x, y, z) và góc gió thổi tới α.

- Các hàm - trong Excel - được sử dụng để tính toán theo các bước sau:

+ Xác định tương quan kích thước của y và z so với x.

+ Nội suy giá trị L trong trường hợp α = 90° tương ứng với tương quan kích

thước của công trình - Theo số liệu của Bảng 3.14.

+ Xác định độ giảm của L trong trường hợp α - như số liệu của Bảng 3.16.

- Kết quả đầu ra: giá trị L (m).

Giao diện của công cụ tính toán vùng khuất gió L - xem Hình 3.36.

Hình 3.36: Giao diện của công cụ tính toán vùng khuất gió L trên Excel

Ý nghĩa của công cụ: giúp nhà thiết kế xác định sơ bộ vùng quẩn gió sau các khối

nhà để đưa ra các giải pháp thiết kế quy hoạch TMB có thể tiệm cận nhất với phương

án thiết kế tối ưu.

Nguyên tắc chung và định hướng trong thiết kế tổng mặt bằng khu nhà

ở cao tầng nhằm khai thác hiệu quả TGTN

a. Các hình thức bố cục TMB

- Bố cục dạng đơn khối gồm một khối đơn độc lập.

- Bố cục dạng tuyến các đơn nguyên xếp thành tuyến (là đường thẳng, đường

cong, giật cấp) theo các yếu tố: trục giao thông, địa hình, mặt nước, … Các khối xếp

thành tuyến ở 2 hình thức là liên tục và tách rời - xem Hình 3.37.

113

Hình 3.37: Các hình thức bố cục TMB dạng tuyến: a. Dạng tuyến liên tục; b. Dạng

tuyến tách rời; c. Dạng tuyến tách rời - khối nhà nghiên một góc 30°

- Bố cục dạng nhóm gồm các đơn nguyên xếp thành nhóm. Bố cục dạng nhóm có

các hình thức chính sau: hình thức xếp hàng song song; hình thức so le; hình thức chu

vi; hình thức hỗn hợp; hình thức tự do [8], [32] - xem Hình 3.38.

Hình 3.38: Một số hình thức bố cục TMB dạng nhóm

a. Xếp hàng song song; b. So le; c. Chu vi; d. Hỗn hợp

Hình thức bố cục TMB của một số dự án NOCT trong thực tế tại các đô thị lớn

của Việt Nam - xem Phụ lục 11.

b. Một số nguyên tắc chung trong thiết kế TMB khu NOCT nhằm khai thác hiệu

quả TGTN

Lựa chọn hình thức bố cục TMB cho khu NOCT phụ thuộc nhiều yếu tố, như:

điều kiện tự nhiên, kinh tế - văn hóa - xã hội, ý tưởng tổ chức không gian, các yêu cầu

về kỹ thuật, … Một số nguyên tắt chung trong thiết kế TMB khu NOCT hướng đến hiệu

quả TGTN là:

- Phù hợp, khai thác có hiệu quả và có tính thích ứng với các đặc điểm tự nhiên:

khí hậu (mưa, nắng, gió, …), địa hình (ven sông, ven biển, ao hồ, núi đồi, …). Trong

đó, cần nghiên cứu kỹ các đặc điểm của gió tại vị trí xây dựng (hướng chủ đạo, tần suất,

vận tốc, …), lượng BXMT trên các mặt đứng theo các hướng, hoạt động biểu kiến của

mặt trời trong ngày, …

- Hài hòa với cảnh quan kiến trúc đô thị tại vị trí xây dựng. Đặc điểm các công

trình kiến trúc lân cận sẽ là cơ sở để đưa ra giải pháp thiết kế hợp lý cho TGTN.

- Đáp ứng được ý đồ về tổ chức không gian cho khu ở, đảm bảo cho các không

gian chức năng đáp ứng được nhu cầu của người dân. Trong đó, chú ý vấn đề tổ chức

các không gian công cộng phục vụ nhu cầu sinh hoạt cộng đồng của người dân, tăng

114

cường mối liên hệ láng giềng thân thiết của người dân, … Các không gian này là một

trong các yếu tố được sử dụng để nâng cao hiệu quả TGTN cho khu NOCT.

- Xác định khoảng cách hợp lý giữa các khối nhà nhằm đảm bảo các yêu cầu về

TGTN, chiếu sáng, phòng cháy chữa cháy, tầm nhìn và góc nhìn, … Đáp ứng các yêu

cầu về khoảng cách trong QCVN 01:2008 (Quy chuẩn xây dựng Việt Nam - Quy hoạch

Xây dựng) và QCVN 06:2010 (Quy chuẩn Kỹ thuật Việt Nam về an toàn cháy cho nhà

và công trình). Cần lưu ý về kích thước vùng khuất gió sau các khối nhà (mục 3.2.4.3).

- Đáp ứng được các yêu cầu về thẩm mỹ không gian kiến trúc cảnh quan chung và

thẩm mỹ kiến trúc của các khối nhà.

- Đảm bảo các tiện nghi khác cho khu NOCT, như: nhiệt độ, ánh sang, âm thanh,

chất lượng không khí, …

c. Định hướng thiết kế nhằm khai thác TGTN cho các hình thức bố cục TMB

- Bố cục dạng đơn: căn cứ trên các điều kiện tự nhiên của địa điểm xây dựng và ý

tưởng thiết kế để chọn hướng chính cho NOCT như đã phân tích ở mục 3.2.4.2.

- Bố cục dạng tuyến: căn cứ trên các điều kiện tự nhiên của địa điểm xây dựng và

ý tưởng thiết kế để chọn hướng chính cho NOCT như đã phân tích ở mục 3.2.4.2. Với

các tuyến có hướng không tốt cho TGTN thì sử dụng giải pháp tách rời các khối và

trong từng khối chỉnh hướng nhà cho tối ưu (mục 3.2.4.2). Với mặt bằng tuyến dạng

liên tục, cần mở các khoảng trống trên thân CC để gió xuyên qua, hạn chế việc thiết kế

CC tạo thành mảng tường lớn chắn gió.

- Bố cục dạng nhóm:

+ Việc nghiên cứu các hình thức của bố cục dạng nhóm được tiến hành trên

NOCT có các đặc điểm sau: kích thước của CC được chọn cho mô phỏng là x =

26m, y = 78m và z = 130m (khoảng 40 tầng); các khoảng cách các khối CC được

xác định theo QCVN 01:2008: khoảng cách giữa 2 cạnh dài của CC là 25m;

khoảng cách giữa 2 đầu hồi của CC là 15m [4]; Vận tốc gió tham chiếu (tại cao

độ 10m) là 5m/s; Tiêu chí đánh giá hiệu quả TGTN của các hình thức bố cục TMB

là trường gió tại các mặt phẳng có cao độ như sau: 1.1 m (tầng 1); 65 m (tầng 20)

và 127 m (tầng 40).

115

+ Hình thức xếp hàng song song: với các góc đến α khác nhau, hiệu quả

TGTN trên TMB là khác nhau. Kết quả trường gió trong một số trường hợp α

được thể hiện trong Bảng 3.17.

Qua phân tích các kết quả ở Bảng 3.17 (về vận tốc gió và hướng gió tại các

điểm trên các mặt phẳng xem xét; diện tích vùng lặng gió sau các khối nhà và khu

nhà; vùng có vận tốc gió gây bất tiện nghi cho người đi bộ, đi xe máy, …), hình

thức xếp hàng song song có trường gió trên mặt bằng tốt nhất khi α có giá trị từ

22.5° đến 45°, và tốt nhất khi α = 22.5°.

+ Hình thức so le: với các góc đến α khác nhau, hiệu quả TGTN trên TMB

là khác nhau. Kết quả trường gió trong một số trường hợp α được thể hiện trong

Bảng 3.18.

Qua phân tích các kết quả ở Bảng 3.18 (về vận tốc gió và hướng gió tại các

điểm trên các mặt phẳng xem xét; diện tích vùng lặng gió sau các khối nhà và khu

nhà; vùng có vận tốc gió gây bất tiện nghi cho người đi bộ, đi xe máy, …; …),

hình thức so le có trường gió trên mặt bằng tốt nhất khi α có giá trị từ 45° đến 90°,

và tốt nhất khi α = 67.5°.

+ Hình thức chu vi: với các góc đến α khác nhau, hiệu quả TGTN trên TMB

là khác nhau. Kết quả trường gió trong một số trường hợp α được thể hiện trong

Bảng 3.19.

Trường gió trên TMB phụ thuộc vào đặc điểm của các khoảng mở về: vị trí,

kích thước, góc gió thổi đến, … Khi tổ chức mặt bằng theo hình thức chu vi cần

bố trí khoảng mở này về hướng gió chủ đạo, tăng số lượng vị trí và kích thước

trong điều kiện cho phép, tạo thêm các khoảng rỗng trên thân khối nhà,… Theo

kết quả trong Bảng 3.19, hình thức chu vi có hiệu quả TGTN tốt nhất khi α có giá

trị từ 67.5° đến 90°, các khoảng mở trên khối hướng về hướng gió chủ đạo, tăng

kích thước khoảng mở, …

Đề xuất hướng của các khối NOCT khi bố cục TMB có dạng chu vi sẽ căn

cứ theo đặc điểm của gió chủ đạo của từng địa điểm xây dựng.

+ Hình thức hỗn hợp là hình thức kết hợp các hình thức cơ bản nêu trên.

+ Hình thức tự do là hình thức bố cục TMB ngẫu nhiên theo đặc điểm khu

đất hoặc ý tưởng của nhà thiết kế.

116

Hình thức hỗn hợp và hình thức tự do: về cơ bản, đây là sự kết hợp của 3

hình thức xếp hàng song song, hình thức so le và hình thức chu vi. Để đánh giá

hiệu quả TGTN của các hình thức này cần sử dụng phần mềm CFD để mô phỏng

cho các trường hợp cụ thể.

Trường gió trên các mặt phẳng nghiên cứu

(°)

Cao độ 1.1 m

Cao độ 65 m

Cao độ 127 m

2 22.5

4 67.5

Bảng 3.17: Trường gió trên TMB xếp hàng song song trong các trường hợp gió đến

Trường gió trên các mặt phẳng nghiên cứu

(°)

Cao độ 1.1 m

Cao độ 65 m

Cao độ 127 m

2 22.5

Bảng 3.18: Trường gió trên TMB so le trong các trường hợp gió đến

Trường gió trên các mặt phẳng nghiên cứu

(°)

Cao độ 1.1 m

Cao độ 65 m

Cao độ 127 m

4 67.5

117

Trường gió trên các mặt phẳng nghiên cứu

(°)

Cao độ 1.1 m

Cao độ 65 m

Cao độ 127 m

22.5

67.5

Bảng 3.19: Trường gió trên TMB chu vi trong các trường hợp gió đến.

Một số giải pháp tăng cường hiệu quả thông gió tự nhiên trên tổng mặt

bằng

a. Giải pháp hạn chế vùng quẩn gió sau NOCT

118

Với các công trình là NOCT, kích thước vùng khuất gió phía sau công trình là khá

lớn. Một giải pháp hiệu quả - để hạn chế vùng quẩn gió sau NOCT - là tạo các khoảng

rỗng trên khối nhà. Các khoảng rỗng trên khối nhà có các chức năng: cho gió xuyên qua

để hạn chế vùng khuất gió phía sau khối nhà, tạo hiệu quả thẩm mỹ cho hình khối kiến

trúc, tổ chức các không gian sinh hoạt cộng đồng cho cư dân, tổ chức các không gian

cảnh quan, …

- Đối tượng và các trường hợp nghiên cứu: CC có kích thước a x 5a x 5a, a x 3a x

5a, a x 4a x 4a; với a = 26m; khoảng rỗng có chiều cao 9m (tương đương 3 tầng - khoảng

1/3a) và chiều rộng = 1/5 chiều rộng của CC;

- Nghiên cứu được thực hiện trong các trường hợp:

+ 3 trường hợp kích thước CC: a x 5a x 5a, a x 3a x 5a, a x 4a x 4a.

+ 3 trường hợp thay đổi vị trí các khoảng rỗng: nằm ở giữa theo phương

ngang; theo phương đứng nằm ở các vị trí tương ứng tầng 1; 1/3 chiều cao tòa nhà

và 2/3 chiều cao tòa nhà. Các chiều cao này là (0 m, 43 m và 86 m) khi CC cao 5a

và (0 m, 34.5 m và 69 m) khi CC cao 4a.

+ Góc gió đến: chỉ xét 1 trường hợp α = 90°.

Như vậy, có 9 mô phỏng được thực hiện độc lập để thu kết quả.

+ Chọn vận tốc gió ở cao độ 10m là 5m/s - xem bảng PL 1.3 (Phụ lục 1)

- Các tiêu chí đánh giá:

+ Trường gió trên mặt cắt qua khoảng rỗng.

+ So sánh với trường gió trên mặt cắt qua CC không có khoảng rỗng.

- Thực hiện mô phỏng

+ Số lượng mô phỏng được thực hiện: 9.

+ Thời gian trung bình để thực hiện 1 mô phỏng là 0.5 giờ.

- Kết quả mô phỏng

+ Các kết quả mô phỏng cho thấy, chiều rộng vùng lặng gió sau khối nhà có

tạo khoảng rỗng là không đổi so với trường hợp khối đặc. Ảnh hưởng của các

khoảng rỗng trên mặt đứng công trình - tùy theo kích thước khoảng rỗng - chỉ có

tác dụng đến một vùng rất hẹp ngay phía sau khoảng rỗng. Vận tốc gió tại các

khoảng rỗng này thường tăng mạnh so với các vị trí khác trên mặt đứng. Vì vậy

119

trong thiết kế cần kiểm tra và có giải pháp xử lý phù hợp để tạo tiện nghi cho

không gian kiến trúc tại các khoảng rỗng này (xem Bảng 3.20).

Bảng 3.20: Trường gió trên mặt cắt trong các trường hợp kích thước và vị trí khoảng

Kích

Vị trí khoảng rỗng mặt cắt của công trình

thước

Đế công trình

1/3 chiều cao công trình 2/3 chiều cao công trình

x=a

y=5a

z=5a

x=a

y=3a

z=5a

x=a

y=4a

z=4a

rỗng trên mặt cắt của công trình

+ Khoảng rỗng trên thân khối tạo luồng gió đi qua khối nhà, hạn chế vùng

lặng gió sau khối NOCT. Khi chọn số lượng và vị trí của các khoảng rỗng trong

thiết kế - ngoài các yếu tố về tổ chức không gian chức năng, tổ chức hình khối

kiến trúc, các yêu cầu của hệ thống kỹ thuật trong công trình, … - phải căn cứ vào

đặc điểm bố cục TMB, đặc điểm bố cục mặt bằng các khối nhà, trường gió trên

TMB, trường gió trên tổng mặt cắt, … nhằm hướng đến một trường gió tối ưu cho

TMB của toàn khu NOCT.

b. Xử lý các vị trí bất tiện nghi về vận tốc gió trên TMB quanh các khối nhà

Trường gió trên TMB của công trình, vận tốc gió ở một số vị trí (ngay các góc

công trình, khe hẹp giữa 2 khối nhà, …) tăng mạnh (xem trường gió ở cao độ 1.1m của

các giải pháp bố cục TMB - Bảng 3.17, Bảng 3.18 và Bảng 3.19), giá trị này có thể tăng

gấp nhiều lần so với vận tốc trung bình của các ví trí lân cận. Vận tốc này gây bất tiện

nghi, thậm chí là nguy hiểm cho người đi bộ, đi xe đạp và đi xe máy trong điều kiện

vận tốc gió đến lớn.

Một số giải pháp xử lý hiện tượng bất tiện nghi cho công trình, như: tạo khối đế

cho công trình, bo (tròn hoặc vát xéo) các góc trên mặt bằng của công trình, …

120

c. Giải pháp quy hoạch chiều cao cho các khối nhà trong khu NOCT

Giải pháp quy hoạch chiều cao cho các khối nhà trong cụm NOCT là: về phía gió

chủ đạo trong năm bố trí các công trình thấp tầng rồi tăng dần độ cao tầng để hạn chế

thấp nhất vùng lặng gió cho các khối nhà nằm phía sau.

Để hạn chế ảnh hưởng của chiều cao tầng đến hiệu quả TGTN cho các khối nhà

phía sau cần phối hợp các giải pháp khác như: bố trí khối nhà so le, chọn giá trị góc gió

thổi đến phù hợp với đặc điểm bố cụ TMB của khu NOCT, tạo các khoảng trống trên

khối nhà để đón gió vào, …

d. Giải pháp khai thác yếu tố cây xanh - mặt nước

Sử dụng cây xanh trong thiết kế TMB để hướng dòng không khí đi vào khu NOCT,

cải thiện vi khí hậu trong và xung quanh công trình (hấp thụ CO2, tăng lượng hơi nước,

làm giảm nhiệt độ các bề mặt và không khí, lọc bụi, ngăn cản tiếng ồn, …) cho việc

TGTN, tạo hiệu quả thẩm mỹ cho cảnh quan kiến trúc của khu NOCT, … Việc bố trí

cây xanh cần dựa trên các phân tích về các trục giao thông đối nội và đối ngoại của khu

NOCT, các hướng gió chủ đạo cần đón và ý tưởng tổ chức không gian kiến trúc cảnh

quan.

Ngoài việc tạo ra giá trị thẩm mỹ cho không gian kiến trúc cảnh quan, yếu tố mặt

nước trong thiết kế TMB còn có tác dụng hấp thụ nhiệt độ, tăng độ ẩm cho không khí,

… làm cải thiện chất lượng không khí xung quang công trình, tạo điều kiện thuận lợi

cho việc tổ chức TGTN cho công trình.

e. Giải pháp khai thác yếu tố địa hình

Các đô thị DHNTB phần lớn đều nằm ven biển, sông và núi, vì vậy cần khai thác

yếu tố này trong thiết kế TMB nhằm nâng cao hiệu quả TGTN cho công trình.

- Vào ban ngày, gió sẽ từ mặt nước (sông, biển) sẽ thổi vào công trình. Đây là các

luồng gió mát cần khai thác cho TGTN, đặc biệt là vào mùa nóng. Cần có các giải pháp

để đón các luồng gió này vào các căn hộ CC.

- Vào ban đêm, gió sẽ từ sườn núi thổi về phía đồng bằng. Cần phân tích kỹ đặc

điểm của khu vực đồi núi để xác định được đặc điểm (về nhiệt độ, độ ẩm, thành phần

không khí, …) của dòng không khí thổi xuống từ sườn núi để đưa ra giải pháp đón gió

hay hạn chế gió thổi vào các căn hộ.

121

3.2.5. Thiết kế vỏ bao che

Để hiệu quả TGTN cho các căn hộ cao, trên VBC của công trình cần mở rộng diện

tích cửa đón gió và thoát gió theo yêu cầu về lưu lượng gió vào, vận tốc gió trong phòng,

trường gió trong phòng, … Việc mở cửa này ảnh hưởng đến các yêu cầu về chiếu sáng

tự nhiên, chức năng của các không gian, tầm nhìn từ căn hộ, hiệu quả thẩm mỹ của

VBC (mặt đứng kiến trúc) công trình, …

VBC công trình thường có 1, 2, 3, … lớp. Trong thiết kế NOCT, VBC thường có

2 lớp: lớp 1 là lớp tường - cửa - vách bao quanh công trình; lớp 2 là lớp lam, tường

trang trí, cửa,… tại một số vị trí của công trình. Trong đó lam (bê tông cốt thép, nhôm,

kính,…) thường được sử dụng tại các vị trí lô gia, cửa sổ, cửa đi, …

Trong phạm vi của Luận án, NCS tiến hành nghiên cứu điển hình về ảnh hưởng

của lam bê tông cốt thép (1 hình thức VBC được sử dụng phổ biến trong thiết kế NOCT)

đến trường gió và đưa ra một số khuyến cáo áp dụng trong thiết kế.

a. Đối tượng và các trường hợp nghiên cứu

- Một phòng ở có kích thước thông thủy là 4.000 mm x 4.000 mm x 3.600 mm;

cửa đi 900 mm x 2.200 mm; cửa sổ 2.400 mm x 1.500 mm (mở 2 cánh ở giữa, rộng

1.200 mm). Lam bê tông cốt thép có kích thước tiết diện là 250 mm x 100 mm. Xem

Hình 3.39.

Ghi chú:

- A1A2: Vị trí lấy giá trị vận tốc trên mặt

bằng (cao độ 1.1m).

- A1A = x.

- B1B2: Vị trí lấy giá trị vận tốc trên mặt cắt.

- B1B = y.

Hình 3.39: Mô hình trong nghiên cứu VBC

- Nghiên cứu được thực hiện trong các trường hợp:

+ 4 trường hợp đặt lam: lam đứng đặt ngang (LĐ-N); lam đứng đặt dọc (LĐ-

D); lam ngang đặt đứng (LN-Đ) và lam ngang đặt nằm (LN-N).

+ 4 trường hợp thay đổi khoảng cách giữa các lam là: 50, 100, 150 và 200.

+ 1 trường hợp góc gió đến: α = 90°.

Như vậy, có 16 mô phỏng được thực hiện độc lập để thu kết quả.

122

- Chọn vận tốc gió ở cao độ 10m là 5m/s - xem bảng PL 1.3 (Phụ lục 1)

b. Các tiêu chí đánh giá

- Trường gió trên mặt bằng (trong trường hợp bố trí lam đứng) và trường gió

trên mặt cắt (trong trường hợp bố trí lam ngang).

- Giá trị vận tốc VA, VB tương ứng tại các điểm A (trên đoạn A1A2) và B (trên

đoạn B1B2).

- Giá trị vận tốc trung bình VTB và cực đại VMax của các điểm A và B.

c. Thực hiện mô phỏng

- Số lượng mô phỏng được thực hiện: 16.

- Thời gian trung bình để thực hiện 1 mô phỏng là 1 giờ.

d. Kết quả mô phỏng

- Trường gió sau VBC trong các trường hợp nghiên cứu - Bảng 3.21.

LN-Đ-50

LN-Đ-100

LN-Đ-150

LN-Đ-200

LN-N-50

LN-N-100

LN-N-150

LN-N-200

t ắ c t ặ m n ê r t ó i g g n ờ ư r T

LĐ-N-50

LĐ-N-100

LĐ-N-150

LĐ-N-200

LĐ-D-50

LĐ-D-100

LĐ-D-150

LĐ-D-200

g n ằ b t ặ m n ê r t ó i g g n ờ ư r T

Bảng 3.21: Đặc điểm trường gió sau lớp VBC

Ghi chú: 50, 100, 150 và 200 là khoảng cách giữa 2 lam bê tông cốt thép.

123

- Các giá trị vận tốc gió của trường gió sau lớp VBC trong các trường hợp nghiên

cứu được thể hiện trong các biểu đồ ở Hình 3.40 và Hình 3.41.

a. VB, trường hợp Lam ngang -đặt đứng. b. VB, trường hợp Lam ngang - đặt nằm.

c. VA, trường hợp Lam đứng - đặt ngang. d. VA, trường hợp Lam đứng - đặt dọc.

Ghi chú: KL - Trường hợp không bố trí lam.

Hình 3.40: Các giá trị vận tốc gió VA, VB tại điểm A và B

a. Vận tốc VTB và VMax trên mặt bằng b. Vận tốc VTB và VMax trên mặt bằng

(đoạn A1A2). (đoạn B1B2).

Hình 3.41: Các giá trị vận tốc gió trung bình VTB và cực đại VMax của trường gió

trường gió sau lớp VBC.

- Độ rỗng của lớp VBC, ký hiệu: DR (đơn vị tính: %) được xác định bằng tỷ số

giữa diện tích khoảng rỗng và tổng diện tích lớp bề mặt của lớp VBC. Trương quan giá

trị DR với giá trị VTBTĐ và VMaxTĐ được thể hiện trong Bảng 3.22 và Bảng 3.23.

124

Bảng 3.22: Tỷ lệ tương đối của VTBTĐ và VMaxTĐ của trường gió trong trường hợp có

Giải

STT

pháp

-Đ-

-N-

VBC

100

150

200

100

150

200

100%

17%

29%

38%

44%

33%

50%

60%

67%

100%

27%

28%

37%

41%

43%

54%

60%

63%

Vtbtđ

37%

31%

46%

53%

62%

72%

78%

80%

Vmaxtđ 100%

VBC (lam đặt ngang) so với không có VBC

Bảng 3.23: Tỷ lệ tương đối của VTBTĐ và VMaxTĐ của trường gió trong trường hợp có

Giải

LĐ

STT

pháp

-N-

-D-

VBC

100

150

200

100

150

200

VBC (lam đặt đứng) so với không có VBC

DR 100% 17% 29% 38% 44% 33% 50% 60% 67%

Vtbtđ 100% 17% 21% 23% 30% 27% 43% 54% 61%

Vmaxtđ 100% 21% 32% 25% 32% 28% 55% 62% 71%

+ VTBTĐ: là vận tốc trung bình tương đối (%) của trường gió, được xác định bằng

tỷ số giữa vận tốc trung bình trong trường hợp có VBC và không có VBC;

+ VMaxTĐ: Vận tốc cực đại tương đối (%) của trường gió, được xác định bằng tỷ

số giữa vận tốc cực đại trong trường hợp có VBC và không có VBC;

Các kết quả thể hiện qua các Hình 3.40, Hình 3.41, Bảng 3.21, Bảng 3.22 và Bảng

3.23 cho thấy trường gió trong các trường hợp VBC của công trình có các đặc điểm:

- Đặc điểm về hình dáng và kích thước của VBC (lam đứng và lam ngang; lam

ngang hay dọc; …) sẽ quyết định đến đặc điểm trường gió sau lớp VBC.

- Đặc điểm trường gió trong các trường hợp nghiên cứu (không lam, có lam với

các độ rỗng khác nhau) là tương đồng, chỉ khác nhau về độ lớn của giá trị vận tốc tại

các điểm và mặt phẳng khảo sát.

- Vận tốc gió trung bình VTB tỷ lệ thuận với độ rỗng của lớp VBC. Độ biến thiên

của VTB còn phụ thuộc vào độ dày của lớp VBC (các trường hợp đặt lam đứng hay nằm,

ngang hay dọc).

Đề xuất sử dụng giải pháp VBC cho NOCT: sử dụng VBC theo yêu cầu TGTN

cần đảm bảo các yêu cầu của chiếu sáng tự nhiên, tầm nhìn cho các căn hộ và thẩm mỹ

125

kiến trúc cho ngoại thất công trình; độ rỗng của lớp VBC giảm dần theo độ cao của

công trình - đề xuất sẽ biến đổi theo nhóm tầng (có thể là 5 tầng/nhóm); độ rỗng có thể

thay đổi hình dạng theo ý tưởng thiết kế; hình dạng của VBC và độ rỗng có thể thay đổi

nhờ hệ thống trục xoay; …

Với các trường hợp VBC có các hình dạng khác nhau, cần sử dụng phần mềm

CFD để đánh giá hiệu quả TGTN và đưa ra giải pháp cụ thể.

3.2.6. Giải pháp cửa cho căn hộ

Cửa trong công trình kiến trúc có chức năng giao thông, lấy sáng tự nhiên, TGTN,

hiệu quả thẩm mỹ cho nội thất và ngoại thất công trình, … Trong thiết kế TGTN cho

công trình, cửa có vai trò quan trọng đến đặc điểm dòng không khí vào phòng, trường

gió trong phòng, lưu lượng TG, vận tốc gió vào và vận tốc gió ra.

Thiết kế cửa cho căn hộ cần xác định: số lượng và vị trí đặt cửa, hướng cửa, diện

tích cửa, hình thức đóng mở, …

Cửa mặt ngoài căn hộ

Cửa mặt ngoài của căn hộ bao gồm cửa sổ và cửa đi (ra ban công). Các cửa này

có chức năng đón gió vào và gió ra (trong trường hợp TG một mặt).

a. Cửa sổ

Cửa sổ trong NOCT có một số đặc điểm sau: hình thức đóng mở là cửa đẩy (có

rãnh theo phương ngang hoặc phương đứng) hoặc cửa xoay (góc xoay có thể điều chỉnh

và có chốt cố định cánh cửa); mở 1 cánh hoặc nhiều cánh; vị trí mở cửa theo yêu cầu

sử dụng hoặc ý tưởng thiết kế.

- Đối tượng nghiên cứu: CC 12 tầng; MBTĐH có dạng hành lang giữa - mở; sử

dụng căn hộ loại II; kích thước cửa sổ và các vị trí lấy giá trị vận tốc - xem Hình 3.42.

- Nghiên cứu được thực hiện trong các trường hợp:

+ 3 trường hợp góc gió đến α: 45°, 90° và 135°.

+ 4 trường hợp cửa đẩy, mở 2 cánh trên mặt bằng: 1 và 2; 2 và 3; 3 và 4; 1

và 4 (chiều cao khoảng mở: 1.125 mm; vị trí mở trên mặt cắt: 5, 6 và 7).

+ 4 trường hợp cửa đẩy, mở 2 cánh trên mặt mặt cắt: 5 và 6; 6 và 7; 7 và 8;

5 và 8 (chiều rộng khoảng mở: 600 mm; vị trí mở trên mặt bằng là 2 và 3).

126

+ 6 trường hợp thay đổi góc xoay của cửa sổ: 15°, 30°, 45°, 60°, 75° và 90°

(chiều rộng cánh: 600 mm tại vị trí mở 2 và 3; chiều cao cánh: 750 mm tại vị trí

mở 5 và 6)

Như vậy, có 32 mô phỏng được thực hiện độc lập để thu kết quả.

Ghi chú: + 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 và 8 tương ứng các vị trí mở cửa;

+ X1X2 và X3X4: Vị trí lấy giá trị vận tốc gió trên mặt bằng (ở cao độ 1.1 m

so với sàn nhà);

+ Y1Y2 và Y3Y4: Vị trí lấy giá trị vận tốc gió trên mặt cắt;

Hình 3.42: Các vị trí mở và góc xoay của cánh cửa sổ theo phương ngang (mặt bằng)

và phương đứng (mặt cắt): a. Mặt đứng cửa sổ; b. Mặt bằng cửa sổ; c. Mặt cắt cửa sổ

và góc nghiên β của cánh cửa so với tiếp tuyến của mặt cửa

- Chọn vận tốc gió ở cao độ 10m là 3m/s - xem bảng PL 1.2 (Phụ lục 1)

- Các tiêu chí đánh giá:

+ Trường gió trên mặt bằng phòng ngủ (cao độ 1.1 m so với sàn nhà).

+ Giá trị vận tốc trung bình VTB và vận tốc cực đại VMax trên mặt bằng (tại

các vị trí X1X2 và X3X4) và mặt cắt (tại các vị trí Y1Y2 và Y3Y4).

- Thực hiện mô phỏng

+ Số lượng mô phỏng được thực hiện: 32.

+ Thời gian trung bình để thực hiện 1 mô phỏng là 4.5 giờ.

- Kết quả mô phỏng:

+ Trường gió trên mặt bằng phòng ngủ, vận tốc VTB và VMax trên bề mặt cửa

sổ (vị trí X1X2 và X3X4) được thể hiện ở Bảng 3.24 và Bảng 3.25. Kết quả cho

thấy: trường gió và giá trị vận tốc gió thay đổi phụ thuộc vào đặc điểm căn hộ, vị

trí căn hộ, góc gió đến, vị trí cửa thoát gió, vị trí mở cửa trên mặt bằng, … Giá trị

vận tốc gió trung bình trong các trường hợp 1-2, 2-3 và 3-4 ở các trường hợp góc

127

gió đến là tương đương và đều cao hơn vận tốc gió trung bình trong trường hợp

1-4. Giá trị vận tốc cực đại trong các trường hợp có sự chênh lệch không nhiều.

Khi bố trí cửa phân tán, như trường hợp 1-4, sẽ cho trường gió đều, vận tốc gió

trung bình thấp. Vì vậy, đối với NOCT, ở các độ cao lớn và vận tốc gió lớn, nên

sử dụng giải pháp bố trí cửa trên mặt bằng là phân tán.

Vị trí mở cửa

1 và 2

2 và 3

3 và 4

1 và 4

45°

90°

135°

Bảng 3.24: Trường gió trong các trường hợp cửa sổ đẩy, mở 2 cánh trên mặt bằng

Bảng 3.25: Giá trị vận tốc gió VTB và VMax trên bề mặt cửa sổ trong các trường hợp

Vị trí mở cửa

Các giá trị vận tốc

(m/s)

1 và 2

2 và 3

3 và 4

1 và 4

0.75

0.90

0.97

1.00

VTB

45°

1.27

1.23

1.35

1.44

VMax

1.01

1.02

1.07

1.14

VTB

90°

1.45

1.52

1.53

1.67

VMax

0.87

1.24

0.97

0.91

VTB

135°

1.46

1.69

1.32

1.44

VMax

cửa đẩy, mở 2 cánh trên mặt bằng

+ Trường gió trên mặt cắt phòng ngủ, vận tốc VTB và VMax trên bề mặt cửa sổ (vị

trí Y1Y2 và Y3Y4) được thể hiện ở Bảng 3.26 và Bảng 3.27. Kết quả cho thấy: các

giá trị về vận tốc gió trung bình và vận tốc gió cực đại trong các trường hợp nghiên

cứu là tương đương. Theo kết quả trường gió trên mặt cắt, khi thiết kế NOCT nên

chọn ở vị trí thấp (vị trí 5 và 6) để có hiệu quả đối với người sử dụng trong phòng

và chọn cách bố trí phân tán (vị trí 5 và 8) để tạo trường gió đều cho phòng.

128

Vị trí mở cửa trên mặt cắt

5 và 6

6 và 7

7 và 8

5 và 8

90°

Bảng 3.26: Trường gió trong các trường hợp cửa sổ đẩy, mở 2 cánh trên mặt cắt

Bảng 3.27: Giá trị vận tốc gió VTB và VMax trên bề mặt cửa sổ trong các trường hợp

Vị trí mở cửa trên mặt cắt

Các giá trị vận tốc

STT

(m/s)

5 và 6

6 và 7

7 và 8

5 và 8

1.31

1.40

1.42

1.39

VTB

1.78

1.85

1.88

1.90

VMax

cửa đẩy, mở 2 cánh trên mặt cắt

+ Trường gió trên mặt cắt phòng ngủ, vận tốc VTB và VMax trên bề mặt cửa

sổ (vị trí Y1Y2) trong các trường hợp góc xoay β được thể hiện ở Bảng 3.28 và

Bảng 3.29. Các kết quả cho thấy, khi thiết kế NOCT góc xoay của cánh cửa nên

chọn từ 45° đến 75°; nên lấy giá trị là thấp nhất có thể (45°). Khi thiết kế cần lưu

ý khả năng chịu tải trọng gió của cánh cửa và tay chống, đặc biệt là các cửa nằm

ở các tầng cao có vận tốc gió ngoài nhà lớn.

Góc xoay β của cánh cửa

Trường

gió

15°

30°

45°

t ắ c t ặ

g n ằ b t ặ

Góc xoay β của cánh cửa

Trường

gió

60°

75°

90°

Bảng 3.28: Trường gió trên mặt cắt phòng ngủ trong các trường hợp góc xoay β

t ắ c t ặ

g n ằ b t ặ

129

Góc xoay β của cánh cửa trên mặt cắt

Các giá trị vận tốc

STT

(m/s)

15°

30°

45°

60°

75°

90°

0.79

1.33

1.50

1.48

1.46

1.38

VTB

1.07

1.74

1.90

1.96

1.97

1.79

VMax

Bảng 3.29: Giá trị vận tốc gió VTB và VMax trong các trường hợp góc xoay β

b. Cửa đi

Cửa đi ra ban công thường được thiết kế dạng cửa đẩy, mở 1 hoặc 2 cánh, với các

vị trí mở ở biên hoặc giữa - xem Hình 3.43.

- Đối tượng nghiên cứu: CC 12 tầng: MBTĐH có dạng hành lang giữa - mở; sử

dụng căn hộ loại II; kích thước cửa đi và các vị trí lấy giá trị vận tốc - xem Hình 3.43.

Ghi chú: + 1, 2, 3 và 4 tương ứng các vị trí mở cửa;

+ X5X6 và X7X8: vị trí lấy giá trị vận tốc gió trên mặt bằng (ở cao độ 1.1 m

so với sàn nhà);

Hình 3.43: Các vị trí mở của cửa đi trong nghiên cứu

a. Mặt đứng cửa đi; b. Mở cửa tại 2 cánh liền nhau; c. Mở 2 cánh tách rời.

- Nghiên cứu được thực hiện trong các trường hợp:

+ 3 trường hợp góc gió đến α: 45°, 90° và 135°.

+ 4 trường hợp cửa mở 2 cánh: 1 và 2; 2 và 3; 3 và 4; 1 và 4.

130

+ 4 trường hợp cửa mở 1 cánh: 1; 2; 3 và 4.

Như vậy, có 24 mô phỏng được thực hiện độc lập để thu kết quả.

- Chọn vận tốc gió ở cao độ 10m là 3m/s - xem bảng PL 1.2 (Phụ lục 1)

- Các tiêu chí đánh giá:

+ Trường gió trên mặt bằng phòng khách (cao độ 1.1 m so với sàn nhà).

+ Giá trị vận tốc trung bình VTB và cực đại VMax trên đoạn X5X6 và X7X7.

- Thực hiện mô phỏng: số lượng mô phỏng được thực hiện: 24; Thời gian trung

bình để thực hiện 1 mô phỏng là 4.5 giờ.

- Kết quả mô phỏng

+ Trường gió trên mặt bằng phòng khách và các giá trị vận tốc trong hợp cửa

đi mở 2 cánh được thể hiện trong Bảng 3.30 và Bảng 3.31. Kết quả cho thấy: đặc

điểm trường gió phụ thuộc vào góc gió đến và vị trí mở cửa; trong các trường hợp

bố trí cửa tập trung ở giữa (vị trí 2 và 3) và phân tán (vị trí 1 và 4); phòng khách

sẽ có trường gió đều; VTB trên đoạn X5X6 và X7X8 trong các trường hợp gió đến

là tương đương; VMax trên đoạn X5X6 và X7X8 trong các trường hợp phụ thuộc vào

vị trí cửa so với hướng gió thổi đến; khi mở cửa ở vị trí 1 và 4 sẽ có vận tốc cực

đại (hoặc tương đương) thổi vào nhà.

+ Trường gió trên mặt bằng phòng khách và các giá trị vận tốc trong hợp cửa

đi mở 1 cánh được thể hiện trong Bảng 3.32 và Bảng 3.33. Kết quả cho thấy: đặc

điểm trường gió phụ thuộc vào góc gió đến và vị trí mở cửa; trong các trường hợp

bố trí cửa, trường gió trong phòng khách gần như tương đồng; việc lựa chọn vị trí

mở sẽ phụ thuộc vảo việc bố trí vật dụng nội thất và đường giao thông trong phòng;

VTB trên đoạn X5X6 và X7X8 trong các trường hợp gió đến là tương đương. VTB

trên đoạn X5X6 và X7X8 trong các trường hợp phụ thuộc vào vị trí cửa so với

hướng gió thổi đến. Trong các trường hợp nghiên cứu, khi mở cửa ở vị trí 1 và 4

sẽ có vận tốc cực đại thổi vào nhà.

Đề xuất giải pháp bố trí cửa đi trong NOCT:

- Mở 1 cánh: bố trí ở vị trí biên của phòng.

- Mở nhiều cánh: tập trung vào vị trí giữa hoặc phân tán đều về 2 biên của cửa.

131

Vị trí mở cửa

1 và 2

2 và 3

3 và 4

1 và 4

45°

90°

135°

Bảng 3.30: Trường gió trên mặt bằng trong trường hợp vị trí cửa đi mở 2 cánh

Vị trí mở cửa

Các giá trị vận tốc

(m/s)

1 và 2

2 và 3

3 và 4

1 và 4

1.06

1.15

1.25

1.03

VTB

45°

1.33

1.44

1.69

1.68

VMax

1.67

1.62

1.64

1.63

VTB

90°

1.96

2.00

2.06

2.26

VMax

1.01

0.95

0.87

0.84

VTB

135°

1.31

1.25

1.11

1.33

VMax

Bảng 3.31: Giá trị vận tốc gió VTB và VMax trong các trường hợp cửa đi mở 2 cánh

Vị trí mở cửa

45°

90°

135°

Bảng 3.32: Trường gió trên mặt bằng trong trường hợp vị trí cửa đi mở 1 cánh

132

Vị trí mở cửa

Các giá trị vận tốc

(m/s)

0.95

1.08

1.15

1.19

VTB

45°

1.36

1.48

1.60

1.71

VMax

1.81

1.49

1.54

1.68

VTB

90°

2.36

2.09

2.15

2.44

VMax

0.93

0.94

0.87

0.83

VTB

135°

1.35

1.34

1.21

1.16

VMax

Bảng 3.33: Giá trị vận tốc gió VTB và VMax trong các trường hợp cửa đi mở 1 cánh

c. Diện tích cửa lấy gió

Trong trường hợp TG xuyên phòng, với giả định dòng không khí không nén, lưu

lượng TG do áp lực khí động được xác định bằng công thức: G = Ai 𝑣 (9)

Trong đó: + 𝑣: là vận tốc gió vào trung bình trên bề mặt cửa (m/s).

+ Ai: là diện tích của cửa được mở để đón gió (m2) [91]

Khi G không đổi, theo công thức (9) sự biến thiên của 𝑣 tỷ lệ nghịch với sự biến

thiên của Ai. 𝑣 biến thiên khi vận tốc gió Vv (tại các điểm trên bề mặt cửa) biến thiên.

Đối với NOCT, vận tốc gió Vv biến thiên theo quy luật hàm mũ và độ chênh lệch

giá trị Vv giữa các tầng là khá lớn. Vì vậy trong thiết kế cửa cần có sự thay đổi Ai - cụ

thể là diện tích phần cửa lấy gió - theo sự thay đổi chiều cao công trình.

Ai phụ thuộc vào một số yếu tố như: yêu cầu chiếu sáng tự nhiên, che nắng, chống

ồn, ý tưởng thiết kế hình khối kiến trúc công trình. Ai thay đổi diện tích theo từng nhóm

tầng - đề xuất là mỗi nhóm gồm 5 tầng (xấp xỉ 16m). Như vậy với nhà cao 40 tầng sẽ

có 8 lần thay đổi diện tích cửa ở các nhóm tầng N1, N2, N3, N4, N5, N6, N7 và N8. Vị trí,

chiều cao và vận tốc trung bình ở các nhóm tầng - xem Bảng 3.34.

Diện tích cửa của các nhóm tầng N1, N2, N3, N4, N5, N6, N7 và N8 lần lượt là A1,

A2, A3, A4, A5, A6, A7 và A8. Lấy diện tích A1 làm cơ sở, diện tích tương đối (so với

A1) của các nhóm tầng tiếp theo được tổng hợp trong Bảng 3.35.

133

STT

Nhóm tầng

Vị trí tầng:

T11

T16

T21

T26

T31

T36

đến

(Tn: Tầng thứ

T10

T15

T20

T25

T30

T35

T40

0 m

21 m

37 m

53 m

69 m

85 m

101 m

117 m

Chiều cao (m)

đến

20 m

36 m

52 m

68 m

84 m

100 m

116 m

132 m

2.05

2.69 2.98

3.19

3.36

3.50

3.63

3.74

VTB (m/s)

Bảng 3.34: Vận tốc gió trung bình trên từng nhóm tầng- vận tốc tham chiếu là 3m/s

STT

Nhóm tầng

N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8

Ký hiệu diện tích

A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8

Vận tốc gió trung bình tương

% 0 đối so với vận tốc của N1 1 0

% 1 3 1

% 5 4 1

% 5 5 1

% 4 6 1

% 1 7 1

% 7 7 1

% 2 8 1

Diện tích cửa tương đối so

0 0 1

% 6 7

% 9 6

% 4 6

% 1 6

% 9 5

% 7 5

% 5 5

với S1

Bảng 3.35: Diện tích cửa lấy gió - so với A1 - của các nhóm tầng trong NOCT

Cửa bên trong căn hộ

Cửa bên trong căn hộ gồm cửa đi và cửa sổ, có chức năng là cửa thoát gió hoặc

cửa đón gió vào (đối với các phòng chức năng không được TG trực tiếp).

a. Vị trí cửa:

Vị trí và kích thước các cửa bên trong căn hộ phụ thuộc yêu cầu thiết kế.

Khi thiết kế cửa bên trong căn hộ cần chú ý:

- Vị trí tương đối của cửa thoát gió so với cửa gió vào có tác dụng tạo nên trường

gió trong phòng (hướng dòng không khí khi đi xuyên qua phòng) và ảnh hưởng đến vận

tốc gió trong phòng.

- Khi dòng không khí xuyên suốt thì vận tốc dòng không khí sẽ cao hơn trong

trường hợp dòng không khí phải chuyển động quanh co.

- Trường gió trong phòng trong một số trường hợp vị trí cửa gió vào và gió ra

thông dụng - xem Hình 3.44 và Bảng 3.36.

134

Ghi chú:

- Kích thước phòng: 4 m x 4 m; cao 3.6m;

tường dày 200mm;

- Kích thước cửa: 800mm x 2200mm;

- V1 và V2: Cửa đón gió vào đặt ở vị trí số

1 và số 2 của phòng;

- R1, R2, …, R9: Cửa cho gió thoát ra đặt

ở vị trí số 1, 2, …, 9 của phòng.

Hình 3.44: Vị trí của các cửa gió vào phòng và các cửa gió ra khỏi phòng

Bảng 3.36: Trường gió trong phòng trong các trường hợp vị trí tương đối của cửa gió

Vị trí cửa

Vào 1 - Ra 1

Vào 1 - Ra 2

Vào 1 - Ra 3

Trường

gió

Vị trí cửa

Vào 1 - Ra 4

Vào 1 - Ra 5

Vào 1 - Ra 6

Trường

gió

Vị trí cửa

Vào 1 - Ra 7

Vào 1 - Ra 8

Vào 1 - Ra 9

Trường

gió

Vị trí cửa

Vào 2 - Ra 1

Vào 2 - Ra 2

Vào 2 - Ra 3

Trường

gió

Vị trí cửa

Vào 2 - Ra 4

Vào 2 - Ra 5

vào và gió ra

Trường

gió

135

b. Diện tích cửa:

Diện tích của cửa ảnh hưởng đến lưu lượng TG trong phòng, vận tốc dòng không

khí xuyên qua phòng. Trong thiết kế, diện tích cửa thoát gió được tính toán để điều tiết

trường gió và vận tốc gió trong phòng:

- Với diện tích cửa gió vào không đổi, để trường gió trong phòng rộng cần tăng

diện tích cửa ra.

- Để vận tốc gió xuyên phòng lớn cần giảm diện tích cửa gió ra.

c. Định hướng thiết kế một số loại cửa trong căn hộ:

- Cửa chính (ra vào căn hộ) có vai trò tạo sự ngăn cách giữa không gian công cộng

trong CC (hành lang, sảnh tầng, …) với không gian riêng tư của căn hộ. Trong trường

hợp căn hộ không có cửa sổ mở ra giếng trời hoặc hành lang, cửa chính là cửa có ảnh

hưởng quyết định đến giải pháp TG cho căn hộ là TG một mặt (khi đóng cửa) hay TG

xuyên phòng (khi mở cửa). Vì vậy, cửa chính nên có cấu tạo 2 lớp, gồm: lớp thứ nhất -

cửa thoáng (bằng lá sách, khung hoa sắt, …) và lớp thứ hai - kín (bằng pano gỗ, thép,

kính, …). Các lớp cửa được đóng mở một cách linh hoạt theo mục đích sử dụng để tạo

sự TG xuyên phòng cho căn hộ.

- Các cửa sổ hướng ra giếng trời hoặc ra hành lang là cửa có vai trò thoát gió ra

khi giải pháp TG trong phòng là do áp lực khí động hoặc do chênh lệch nhiệt độ. Các

cửa này nên có cấu tạo 2 lớp như cửa chính để linh hoạt trong sử dụng và khai thác hiệu

quả TGTN cho căn hộ.

- Các cửa trên các vách ngăn giữa các phòng cần bố trí hợp lý để đón gió vào, điều

tiết trường gió và vận tốc gió trong phòng, … dựa vào các kết quả nghiên cứu được thể

hiện ở mục 3.2.6.1 và 3.2.6.2.

136

3.3. CÁC KIẾN NGHỊ VỀ KHAI THÁC VẬN HÀNH THÔNG GIÓ TỰ NHIÊN

TRONG NHÀ Ở CAO TẦNG TẠI CÁC ĐÔ THỊ DUYÊN HẢI NAM

TRUNG BỘ

Khai thác vận hành TGTN cho công trình bao gồm các giải pháp vận hành, giải

pháp quản lý đóng mở hệ thống các loại cửa (khoảng mở) đón gió và thoát gió trong

công trình.

3.3.1. Lựa chọn giải pháp vận hành khai thác

Các giải pháp vận hành

Có ba giải pháp vận hành hệ thống TGTN cho công trình: vận hành thủ công; vận

hành tự động; kết hợp vận hành thủ công và vận hành tự động.

a. Vận hành thủ công

- Tùy theo đặc điểm môi trường vi khí hậu trong nhà (nhiệt độ, độ ẩm, vận tốc gió,

chất lượng không khí, …), cảm giác tiện nghi (nhu cầu về TNN) và khả năng thích ứng

của mình, các cư dân trong NOCT thực hiện - bằng thủ công - việc đóng mở hoặc điều

chỉnh mức độ đóng mở của các loại cửa trong công trình.

- Trong trường hợp các hoạt động thích ứng với môi trường và việc đóng mở các

loại cửa trong công trình của cư dân vẫn không đảm bảo TNN trong công trình, giải

pháp bật hệ thống TG nhân tạo sẽ được triển khai.

- Quy trình vận hành khai thác TGTN trong công trình - theo hình thức thủ công

- được thể hiện theo sơ đồ ở Hình 3.45.

Hình 3.45: Sơ đồ quy trình vận hành thủ công trong khai thác TGTN

b. Vận hành tự động

- Trong giải pháp vận hành tự động, các số liệu dự báo về thời tiết (nhiệt độ, độ

ẩm, hướng gió, vận tốc gió, mưa, lượng bức xạ, …) do các trạm khí tượng thủy văn khu

vực cung cấp được nhập hoặc kết nối trực tiếp với trung tâm điều khiển để đưa ra các

phương án vận hành hệ thống TGTN trong thời gian tới.

137

- Trong quá trình vận hành, các thiết bị quan trắc và cảm ứng sẽ được sử dụng để

liên tục ghi nhận số liệu thực tế của môi trường không khí trong công trình (nhiệt độ,

độ ẩm, vận tốc gió ngoài nhà, hướng gió, thời điểm trong ngày, …). Các số liệu này sẽ

được cập nhật thường xuyên về trung tâm điều khiển để đưa ra các giải pháp đóng mở

các cửa (lấy gió và thoát gió cho phù hợp với từng không gian công năng cụ thể trong

NOCT) và thực thi các giải pháp đóng mở này.

- Quy trình vận hành khai thác TGTN trong công trình - theo hình thức tự động -

được thể hiện theo sơ đồ ở Hình 3.46.

Hình 3.46: Sơ đồ quy trình vận hành tự động

c. Kết hợp vận hành thủ công và vận hành tự động

Tùy theo đặc điểm và yêu cầu của các công trình, giải pháp ở đây có sự kết hợp

linh hoạt hai hình thức vận hành thủ công và vận hành tự động.

Lựa chọn giải pháp vận hành khai thác thông gió tự nhiên cho loại

hình nhà ở cao tầng ở vùng Duyên hải Nam Trung bộ

Thành phần cư dân trong NOCT rất đa dạng về: độ tuổi, nghề nghiệp, sở thích, lối

sống, thu nhập bình quân, nhu cầu về tiện nghi,… Các căn hộ trong NOCT có sự khác

nhau về bố trí không gian chức năng, bố trí trang thiết bị nội thất, thiết bị TG làm mát,

… Và đặc biệt là có sự khác biệt về khả năng và nhu cầu thích ứng của từng cá nhân

với các thay đổi của môi trường tiện nghi trong căn hộ. Do đó, nhóm cư dân trong mỗi

căn hộ và từng cá nhân sống trong các căn hộ - ở từng thời điểm - có những nhu cầu

khác nhau về tiện nghi và hoạt động thích ứng. Vì vậy, giải pháp vận hành thủ công là

giải pháp phù hợp cho vận hành hệ thống TGTN trong NOCT.

Giải pháp vận hành tự động mang lại tiện nghi và chất lượng cuộc sống cao cho

người sử dụng. Tuy nhiên, giải pháp này còn một số hạn chế sau: hệ thống phức tạp,

138

chi phí lớn cho việc thiết kế, lắp đặt, vận hành và sửa chữa bảo trì cho toàn bộ hệ thống;

tiêu tốn năng lượng vận hành, ... Và, giải pháp vận hành tự động khó có thể đáp ứng

đồng thời nhu cầu tiện nghi của tất cả cư dân ở các căn hộ trong NOCT.

Giải pháp kết hợp vận hành thủ công và vận hành tự động vẫn mang các hạn chế

của giải pháp vận hành tự động như đã nêu ở trên.

Đối với loại hình NOCT, Luận án đề xuất sử dụng giải pháp vận thành thủ công

để đóng mở hệ thống các loại cửa (khoảng mở) đón gió và thoát gió trong công trình.

3.3.2. Các giải pháp về quản lý

Trong giai đoạn sử dụng, khai thác vận hành TGTN trong NOCT là việc thực hiện

đóng - mở các loại cửa trong công trình. Có 2 nhóm cửa cần vận hành là: cửa của các

không gian chung của cư dân (không gian công cộng) và cửa của các căn hộ (không

gian riêng tư).

- Việc khai thác sửa chữa, vận hành hệ thống kỹ thuật, bảo dưỡng công trình nói

chung (trong đó có hệ thống TGTN) cần giao cho đơn vị có trách nhiệm và nghiệp vụ

chuyên môn thực hiện - thường là Ban quản lý CC.

- Việc vận hành đóng mở cửa trong các không gian riêng tư: do cư dân trong từng

căn hộ thực hiện theo nhu cầu và khả năng thích ứng của cá nhân.

- Việc vận hành đóng mở cửa trong các không gian công cộng: do đội ngũ nhân

viên Ban quản lý CC hoặc có sự tham gia của người dân (ở từng tầng của NOCT) thực

hiện. Các cửa tại không gian công cộng thường xuyên được mở (diện tích và vị trí của

cửa khi thiết kế đã tính đến việc hạn chế các bất tiện nghi do vận tốc gió quá lớn gây

ra) và chỉ đóng lại khi có một số điều kiện bất tiện nghi: mưa, bão, ô nhiễm không khí,

ô nhiễm tiếng ồn, …

- Việc vận hành hệ thống đóng mở cửa theo hình thức tự động - nếu có - do đội

ngũ kỹ thuật thuộc Ban quản lý CC thực hiện.

3.3.3. Một số giải pháp khác nâng cao nhận thức cho cư dân

Cư dân trong NOCT là đối tượng sử dụng công trình, là người quyết định giải

pháp TG làm mát cho công trình và cũng là người trực tiếp vận hành khai thác. Theo

kết quả điều tra xã hội học về “Thực trạng và nhu cầu sử dụng TGTN trong các CC cao

tầng tại thành phố Đà Nẵng” (xem Phụ lục 6), vẫn còn một bộ phận người dân chưa

nhận thức được về các lợi ích của TGTN. Hơn nữa, những thông tin về ý nghĩa, vai trò

139

của các giải pháp vận hành hệ thống TGTN phù hợp với đặc điểm của từng công trình

cần phải cung cấp đầy đủ để cư dân có thể thực thi có hiệu quả các giải pháp vận hành.

Vì vậy, để khai thác vận hành TGTN trong NOCT đạt hiệu quả cao, đặc biệt là

khi chọn giải pháp vận hành thủ công, việc nâng cao nhận thức của người dân có ý

nghĩa vô cùng quan trọng. Một số giải pháp nâng cao nhận thức cho người dân:

- Cung cấp thông tin, kiến thức cơ bản về các giải pháp, ưu điểm, lợi ích, … của

TGTN trong công trình.

- Tư vấn cho người dân từ giai đoạn lựa chọn mua căn hộ.

- Tổ chức các buổi nói chuyện chuyên đề (về vấn đề khai thác TGTN trong căn

hộ) kết hợp trong các buổi sinh hoạt cộng đồng.

- Giới thiệu các căn hộ điển hình trong khai thác TGTN (các căn hộ có chất lượng

tiện nghi không khí trong phòng tốt, chi phí điện năng hàng tháng thấp, …);

- Tư vấn cho người dân về các giải pháp bố trí nội thất và giải pháp vận hành

TGTN cho căn hộ.

- Nâng cao ý thức của cư dân trong việc hạn chế ô nhiễm môi trường, TKNL, …

hướng đến PTBV.

140

CHƯƠNG 4: BÀN LUẬN VỀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

4.1. KHẢ NĂNG ÁP DỤNG CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN

VÀO THỰC TIỄN THIẾT KẾ KIẾN TRÚC NHÀ Ở CAO TẦNG TẠI CÁC

ĐÔ THỊ DUYÊN HẢI NAM TRUNG BỘ

Qua phân tích và đánh giá, Luận án đã khẳng định tiềm năng khai thác TGTN cho

thiết kế NOCT ở vùng DHNTB là rất lớn. Đồng thời, Luận án cũng đưa ra số liệu cụ

thể về thời gian có thể khai thác TGTN ở 3 thành phố lớn của vùng DHNTB (Đà Nẵng,

Quy Nhơn và Nha Trang). Đồng thời, kết quả điều tra xã hội học đã cho thấy nhu cầu

sử dụng TGTN để TG làm mát cho căn hộ trong NOCT là rất lớn, đặc biệt là đối với

các CC cao tầng dành cho đối tượng thu nhập trung bình và thu nhập thấp. Đây là những

cơ sở thực tiễn quan trọng để đề xuất áp dụng các giải pháp thiết kế nhằm khai thác

TGTN cho loại hình công trình NOCT ở vùng DHNTB.

Luận án đã đưa ra được một số nguyên tắc mang tính khái quát chung về các giải

pháp thiết kế nhằm khai thác hiệu quả TGTN cho NOCT, như: quy hoạch TMB, thiết

kế mặt bằng, thiết kế hình khối, VBC, cửa, ... Đồng thời, Luận án cũng đưa ra phương

pháp luận (thông các nghiên cứu điển hình) cho việc thiết kế TGTN cho kiến trúc

NOCT. Các nguyên tắc và phương pháp luận nêu trên - tùy vào đặc thù của mỗi dự án

- có thể dễ dàng được áp dụng vào quá trình thiết kế thực tế để đưa ra các phương án

thiết kế ban đầu đạt được hiệu quả cao về khai thác TGTN. Điều này có thể góp phần

rút ngắn thời gian mà nhà thiết kế dùng để nghiên cứu và đề xuất một phương án thiết

kế kiến trúc NOCT tối ưu về TGTN.

Luận án đề xuất việc sử dụng công cụ mô phỏng để đánh giá hiệu quả TGTN trong

quy trình thiết kế để có được phương án thiết kế tối ưu nhất. Cụ thể đó là phần mềm

Autodesk Simulation CFD. Với những ưu điểm nổi bậc (xem mục 2.2.2.7c) và đặc biệt

là chính sách cho phép một số đối tượng (sinh viên, giảng viên, nhà nghiên cứu,…)

dùng phần mềm có bản quyền trong thời hạn 3 năm của hãng Autodesk, phần mềm

Autodesk Simulation CFD có khả năng trở thành một phần mềm được sử dụng phổ biến

trong thực tiễn thiết kế TGTN cho công trình.

141

4.2. HIỆU QUẢ TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG VÀ HƯỚNG ĐẾN PHÁT TRIỂN

BỀN VỮNG TRONG KIẾN TRÚC KHI ÁP DỤNG CÁC KẾT QUẢ

NGHIÊN CỨU

Xu hướng thiết kế hướng đến công trình TKNL, công trình có hiệu suất sử dụng

năng lượng cao hay công trình có năng lượng bằng không đã trở thành tất yếu trong bối

cảnh hiện nay trên thế giới và Việt Nam.

Với đặc điểm về điều kiện tự nhiên thuận lợi, qua phân tích SKH, vùng DHNTB

là vùng có tiềm năng rất lớn để khai thác TGTN để tạo ra môi trường vi khí hậu tiện

nghi trong NOCT. Thời gian cần TGTN để đạt tiện nghi cho công trình chủ yếu tập

trung vào các tháng 4, 5, 6, 7 và 8 (đây là các tháng có nhiệt độ trung bình ngoài nhà

cao hơn nhiệt độ tiện nghi).

Theo kết quả phân tích, số giờ trong năm đạt tiện nghi của 3 thành phố Đà Nẵng,

Qui Nhơn và Nha Trang là: 3.207 giờ, 3.626 giờ và 4.137 giờ. Vào các thời điểm này,

tổ chức TGTN chủ yếu có tác dụng tăng cường trao đổi không khí giữa trong và ngoài

nhà. Thêm vào đó, nếu áp dụng các giải pháp TG hiệu quả, số giờ trong năm đạt tiện

nghi của 3 thành phố Đà Nẵng, Qui Nhơn và Nha Trang có thể tăng thêm lần lượt là:

1.917 giờ, 2.441 giờ và 2.726 giờ. Như vậy, với việc khai thác hiệu quả TGTN cho công

trình, tỉ lệ thời gian trong năm đạt điều kiện tiện nghi của các thành phố này rất cao, có

thể đạt đến 78.3% (trường hợp của Nha Trang). Đây cũng chính là thời gian TKNL tiêu

thụ cho các thiết bị như: quạt, điều hòa không khí, …

Loại hình kiến trúc NOCT có xu hướng phát triển mạnh và có số lượng dự án được

đầu tư xây dựng lớn tại các đô thị DHNTB. Với việc áp dụng hợp lý các kết quả nghiên

cứu của Luận án vào quá trình thiết kế kiến trúc và vận hành khai thác TGTN trong

NOCT, hiệu quả về TKNL là rất lớn và tăng tỷ lệ thuận với số lượng căn hộ.

TKNL trong quá trình sử dụng của công trình nói chung, là một trong những yếu

tố cơ bản và quan trọng để công trình đạt được tiêu chuẩn của một công trình KTBV.

Đồng thời, TKNL cũng là một trong những giải pháp then chốt để đạt được mục tiêu

PTBV nói chung.

Chính vì vậy, với việc áp dụng hiệu quả các kết quả nghiên cứu của Luận án,

TGTN cho NOCT sẽ mang lại hiệu quả TKNL rất lớn và góp phần vào mục tiêu PTBV

chung của vùng DHNTB và của quốc gia.

142

4.3. KHẢ NĂNG ÁP DỤNG CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CHO CÁC ĐÔ THỊ

KHÁC Ở VIỆT NAM

Các đô thị ở Việt Nam có những điểm tương đồng nhất định về:

- Đặc điểm tự nhiên, khí hậu.

- Đặc điểm kinh tế, văn hóa, xã hội.

- Trình độ phát triển của khoa học kỹ thuật.

Vì vậy, các kết quả nghiên cứu của Luận án (định hướng khai thác TGTN, phương

pháp luận trong thiết kế, một số nguyên tắc thiết kế và giải pháp vận hành nhằm khai

thác hiệu quả TGTN trong NOCT của vùng DHNTB - được nêu ở Chương 3) có thể

vận dụng cho nghiên cứu và tham khảo khi thiết kế các công trình NOCT tại các đô thị

khác ở Việt Nam.

Để việc áp dụng các kết quả nghiên cứu của Luận án cho các đô thị khác tại Việt

Nam có tính hợp lý và đạt hiệu quả tối ưu, cần có các nghiên cứu bổ sung về các đặc

trưng vị trí địa lý, đặc điểm về tự nhiên, khí hậu, kinh tế, văn hóa, xã hội, … của các đô

thị này (địa điểm xây dựng).

4.4. KẾT HỢP THÔNG GIÓ TỰ NHIÊN VỚI SỬ DỤNG CÁC THIẾT BỊ LÀM

MÁT CÓ MỨC TIÊU HAO NĂNG LƯỢNG THẤP NHẰM TIẾT KIỆM

NĂNG LƯỢNG, HƯỚNG ĐẾN PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG

Với khí hậu nhiệt đới, nóng ẩm, việc sử dụng các loại quạt để TG và làm mát trong

công trình nhà ở đã phổ biến ở Việt Nam. Sử dụng quạt mang lại những hiệu quả sau:

tăng vận tốc gió trong phòng; tăng cường làm mát nhờ quá trình thải nhiệt bằng bay hơi

mồ hôi; đẩy không khí nóng và không khí bị ô nhiễm ra khỏi phòng; …

So với các thiết bị TG và làm mát khác trong công trình, quạt (quạt bàn, quạt trần,

…) có một số ưu điểm sau:

- Định mức tiêu hao năng lượng thấp - trung bình từ 50w/h đến 70w/h (có thể thấp

hơn từ 10 đến 20 lần so với máy điều hòa không khí).

- Chi phí lắp đặt, vận hành và bảo trì đều thấp.

- Chủ động trong việc thay đổi hướng, vận tốc và trường gió trong phòng.

Hiệu quả của các giải pháp TGTN trong công trình phụ thuộc rất nhiều vào các

đặc điểm của gió, như: hướng gió, vận tốc gió, tần suất gió ở các hướng, … Đây là các

yếu tố không có tính ổn định. Hướng gió chủ đạo - một cơ sở quan trọng khi đề xuất

143

giải pháp thiết kế TGTN cho công trình - cũng thường có tần suất dưới 40%, cụ thể

như: hướng gió Tây Bắc ở Nha Trang có tần suất là 25.5%, hướng gió Đông ở Đà Nẵng

có tần suất là 23% và hướng gió Bắc ở Quy Nhơn có tần suất là 32%.

TGTN đạt hiệu quả cao nhất với giải pháp TG xuyên phòng. Tuy nhiên, số phòng

được TG xuyên phòng trong các căn hộ của NOCT là không nhiều và phụ thuộc vào

giải pháp thiết kế MBTĐH, giải pháp thiết kế nội thất căn hộ, giải pháp đóng mở các

loại cửa trong căn hộ.

Vì vậy, giải pháp thiết kế nhằm khai thác TGTN cho căn hộ sẽ không đạt được

hiệu quả như thiết kế ờ một số thời điểm trong ngày và ở một số vị trí trong căn hộ.

Để tăng cường hiệu quả và thời gian áp dụng các giải pháp TGTN thuần túy cho

căn hộ, giải pháp kết hợp TGTN với việc sử dụng các thiết bị làm mát có định mức tiêu

thụ năng lượng thấp (như: quạt bàn, quạt trần, …) là giải pháp hợp lý trong khai thác

TGTN trong NOCT. Thời điềm sử dụng các thiết bị này trong NOCT - với chiến lược

TG cả ngày và liên tục 12 tháng trong năm - là liên tục quanh năm.

4.5. NHỮNG HẠN CHẾ CỦA KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

Các kết quả nghiên cứu của Luận án là một đóng góp nhỏ cho hệ thống lý luận về

thiết kế quy hoạch, kiến trúc và thực tiễn xây dựng các dự án NOCT nhằm tạo ra môi

trường vi khí hậu tiện nghi, thân thiện cho con người, TKNL trong quá trình vận hành,

hướng đến PTBV. Một số hạn chế của kết quả nghiên cứu:

- Các nghiên cứu được thực hiện trong điều kiện tổng quát, với một số điều kiện

biên nhất định, như:

+ Các điều kiện về ánh sáng, âm thanh, thành phần không khí được giả định

đã đạt yêu cầu tiện nghi.

+ Đặc điểm môi trường xây dựng xung quanh công trình (như: địa hình, giải

pháp quy hoạch tổng thể, cây xanh, mật độ xây dựng, chiều cao tầng, …) được

đưa vào các mô phỏng thông qua sự biến thiên của giá trị vận tốc gió theo chiều

cao (cụ thể là chiều dày δ của lớp biên khí quyển và hệ số mũ a).

+ Khi xây dựng mô hình công trình cho phần mềm mô phỏng, công trình

kiến trúc được lượt bỏ các chi tiết nhỏ, trang thiết bị nội thất trong căn hộ, ...

Khi áp dụng các kết quả nghiên cứu vào thực tế (có các đặc điểm đặc thù thay đổi

so với trường hợp tổng quát), kết quả thu được sẽ có những sai số nhất định so với thực

144

tế. Vì vậy, trong thực tế thiết kế, ở giai đoạn thực hiện mô phỏng nhằm đánh giá hiệu

quả TGTN của phương án thiết kế, cần đảm bảo các điều kiện biên trong mô phỏng sát

với điều kiện thực tế của công trình.

- Kết quả nghiên cứu đạt được dựa trên các số liệu của các đô thị vùng DHNTB,

cụ thể là 3 thành phố lớn: Đà Nẵng, Qui Nhơn và Nha Trang. Vì vậy khi áp dụng cho

các đô thị khác ở Việt Nam, cần tiếp tục thực hiện các nghiên cứu bổ sung về đặc điểm

vị trí đị lý, điều kiện tự nhiên, khí hậu, xã hội, văn hóa, …

- Luận án đề xuất VTGTN cho vùng DHNTB - trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm

cao - là 2.1m/s đến 2.4m/s. Dải vận tốc này phù hợp với cư dân sinh ra và lớn lên ở

vùng DHNTB, cư dân đã quen với điều kiện nắng, nóng và nhiều gió của vùng ven

biển. Trong điều kiện vận tốc gió lớn (lớn hơn 2m/s), việc thải nhiệt bằng hình thức bay

hơi của cơ thể tăng. Tuy nhiên, cần lưu ý tình trạng mất nước của cơ thể có thể xảy ra

khi cư dân ở trong môi trường có vận tốc gió cao trong một thời gian dài. Vì vậy, cần

có các nghiên cứu tiếp theo về giới hạn thời gian tiện nghi ứng với từng giá trị VTGTN

ở các điều kiện cụ thể của nhiệt độ và độ ẩm.

145

KẾT LUẬN

1. Tiềm năng khai thác TGTN cho kiến trúc NOCT tại các đô thị DHNTB

hướng đến tiết kiệm năng lượng

Các đô thị vùng DHNTB có tiềm năng lớn trong việc khai thác TGTN cho công

trình NOCT. Thời gian trong năm công trình đạt điều kiện về TNN và thời gian cần TG

để đạt TNN ở 3 thành phố lớn của vùng DHNTB là rất lớn - xem Bảng KL.1.

STT

Thành phố

Số giờ trong

Số giờ cần TG

Tổng số giờ

Tỉ lệ thời gian

vùng tiện nghi

để tiện nghi

tiện nghi

tiện nghi trong

(TN)

(TG)

(TN + TG)

năm khi có TG

3.207

1.917

5.124

58.5%

Đà Nẵng

3.626

2.441

6.067

69.3%

Qui Nhơn

4.137

2.726

6.863

78.3%

Nha Trang

Bảng KL.1: Tổng số giờ tiện nghi trong năm của Đà Nẵng, Qui Nhơn và Nha Trang

Bằng các giải pháp thiết kế TGTN hợp lý, số giờ trong năm đạt tiện nghi của các

công trình NOCT tại vùng DHNTB có thể rất cao. Qua đó, mang lại kết quả cao về

TKNL sử dụng trong công trình hướng đến sự PTBV cho kiến trúc NOCT tại vùng

DHNTB.

2. Chiến lược TGTN cho công trình NOCT ở vùng DHNTB là TG cả ngày và

liên tục trong 12 tháng của năm.

3. Vận tốc gió tiện nghi cho người dân vùng DHNTB

NCS đề xuất giá trị VTGTN cho khu vực DHNTB - trong điều kiện nhiệt độ và

độ ẩm cao - là dải vận tốc từ 2.1m/s đến 2.4 m/s.

4. Một số nguyên tắc thiết kế NOCT nhằm khai thác hiệu quả TGTN

- Thiết kế mặt bằng:

+ Chọn nhóm mặt bằng có dạng hình chữ nhật cho NOCT để đạt hiệu quả

cao trong khai thác TGTN.

+ Giải pháp phân khu chức năng theo các tầng nhà, trên các MBTĐH và

trong các căn hộ phụ thuộc đặc điểm cụ thể của từng dự án.

+ Tương quan kích thước K của phòng hình chữ nhật (là tỷ số giữa chiều sâu

và chiều ngang) trong thiết kế NOCT nên chọn là 1.5 hoặc lân cận giá trị này.

146

+ Hình thức MBTĐH phù hợp trong thiết kế NOCT cho điều kiện tại các đô

thị DHNTB nói riêng (và có thể áp dụng cho các đô thị ở Việt Nam nói chung) là

hình thức Hành lang giữa - mở. Tùy theo điều kiện và yêu cầu thực tế của từng

dự án, có thể tăng mức độ mở trên mặt bằng hay kết hợp giếng trời cho Hình thức

hành lang giữa - mở.

+ Trong thiết kế NOCT, nên bố trí các lô gia cho các căn hộ. Vận tốc gió

trung bình tại cửa vào VTBx của giải pháp thiết kế có lô gia sẽ cao hơn giải pháp

không có lô gia và tăng tỷ lệ thuận với chiều cao công trình.

+ Định hướng sử dụng vách ngăn không gian trong căn hộ: hạn chế tối đa

việc sử dụng tường để ngăn chia không gian; ưu tiên tổ chức các không gian ở

dạng mở; sử dụng các vách ngăn thoáng; trong trường hợp phải dùng vách ngăn

kín, cần tổ chức các cửa sổ ở các vị trí hợp lý với yêu cầu công năng, yêu cầu thẩm

mỹ và vị trí hợp lý cho TGTN.

+ Định hướng bố trí trang thiết bị nội thất trong căn hộ: hạn chế việc bố trí

và sử dụng các vật dụng tạo ra các mảng có diện tích lớn; cần chú ý các luồng gió

vào và ra trong phòng; sử dụng các vật dụng có các khoảng trống; …

- Thiết kế hình khối:

+ Chọn hình khối dạng tấm để đạt hiệu quả TGTN cao cho NOCT.

+ Sử dụng các giải pháp tổ hợp hình khối sau: tổ hợp từ 1 khối đơn; tổ hợp

từ nhiều khối đơn; tổ hợp khối theo một trật tự hay hình ảnh tượng trưng; tổ hợp

khối một cách ngẫu nhiên.

- Thiết kế quy hoạch tổng mặt bằng:

+ Góc gió thổi đến bề mặt CC (α) mang lại hiệu quả TGTN cao nhất cho

NOCT khi có giá trị từ 67.5° đến 78.75°.

+ Lựa chọn hướng cho NOCT được thực hiện qua 4 bước: phân tích hoạt

động biểu kiến của mặt trời; xác định tổng trực xạ và tổng tán xạ trên 2 mặt đứng

của CC; đề xuất hướng của CC theo tổng tần suất xuất hiện của gió trên 2 mặt

chính của CC; tổng hợp các lựa chọn ở các bước trên để lựa chọn hướng tối ưu.

Theo nghiên cứu minh họa, hướng nhà tối ưu cho NOCT tại Đà Nẵng là: từ Nam

Tây Nam - Nam - Nam Đông Nam hoặc từ Nam Đông Nam đến Đông Nam.

147

+ Chiều rộng L của vùng quẩn gió sau các khối NOCT trong các trường hợp

thay đổi kích thước khối nhà được thể hiện trong Bảng 3.14, Bảng 3.15 và Bảng

3.16. Từ đó, Luận án đề xuất một công cụ tính chiều rộng L bằng Excel.

+ Có 3 hình thức bố cục TMB cơ bản, gồm: bố cục dạng đơn, bố cục dạng

tuyến và bố cục dạng nhóm (gồm hình thức xếp hàng song song; hình thức so le;

hình thức chu vi; hình thức hỗn hợp; hình thức tự do). Việc lựa chọn hình thức bố

cục TMB cần căn cứ trên các điều kiện tự nhiên, cảnh quan kiến trúc khu vực, đặc

điểm công trình, ý tưởng thiết kế, …Góc gió đến bề mặt khu NOCT sẽ có những

ảnh hưởng khác nhau đối với các hình thức bố cục TMB, cụ thể là: hình thức xếp

hàng song song có trường gió trên mặt bằng tốt nhất khi α có giá trị từ 22.5° đến

45°, và tốt nhất khi α = 22.5°; hình thức so le có trường gió trên mặt bằng tốt nhất

khi α có giá trị từ 45° đến 90°, và tốt nhất khi α = 67.5°; hình thức chu vi có hiệu

quả TGTN tốt nhất khi α có giá trị từ 67.5° đến 90°, các khoảng mở trên khối

hướng về hướng gió chủ đạo, tăng kích thước khoảng mở, …;

+ Một số giải pháp tăng cường hiệu quả TGTN trên TMB: tạo các khoảng

rỗng trên khối nhà để hạn chế vùng quẩn gió sau NOCT; xử lý hiện tượng bất tiện

nghi như trên TMB cho công trình, như: tạo khối đế cho công trình, bo (tròn hoặc

vát xéo) các góc trên mặt bằng của công trình, …; giải pháp quy hoạch chiều cao

cho các khối nhà trong cụm NOCT là: về phía gió chủ đạo trong năm bố trí các

công trình thấp tầng rồi tăng dần độ cao tầng để hạn chế thấp nhất vùng lặng gió

cho các khối nhà nằm phía sau; khai thác yếu tố cây xanh - mặt nước; khai thác

yếu tố địa hình; …

- Thiết kế vỏ bao che:

+ Đặc điểm về hình dáng và kích thước của VBC quyết định đến đặc điểm

trường gió sau lớp VBC.

+ Vận tốc gió trung bình VTB tỷ lệ thuận với độ rỗng và phụ thuộc vào độ

dày của lớp VBC.

+ Thiết kế VBC cho NOCT theo yêu cầu TGTN cần đảm bảo các yêu cầu

của chiếu sáng tự nhiên, tầm nhìn và thẩm mỹ kiến trúc cho ngoại thất công trình;

độ rỗng của lớp VBC giảm dần theo độ cao của công trình - đề xuất sẽ biến đổi

theo nhóm tầng (có thể là 5 tầng/nhóm); độ rỗng có thể thay đổi hình dạng theo ý

148

tưởng thiết kế; hình dạng của VBC và độ rỗng có thể thay đổi nhờ hệ thống trục

xoay; …

- Thiết kế cửa mặt ngoài căn hộ:

+ Cửa sổ: trường gió và giá trị vận tốc gió thay đổi phụ thuộc vào đặc điểm

căn hộ, vị trí căn hộ, góc gió đến, vị trí cửa thoát gió, vị trí mở cửa trên mặt bằng,

… Khi bố trí cửa phân tán trên mặt bằng, sẽ có trường gió đều, vận tốc gió trung

bình thấp. Trên mặt cắt của cửa, chọn phần mở ở vị trí thấp để có hiệu quả đối với

người sử dụng trong phòng và chọn cách bố trí phân tán để tạo trường gió đều cho

phòng. Trong trường hợp cửa lật, chọn góc xoay của cánh cửa từ 45° đến 75°.

+ Cửa đi: đặc điểm trường gió phụ thuộc vào góc gió đến và vị trí mở cửa.

Trong trường hợp cửa mở 2 cánh, khi bố trí cửa tập trung ở giữa hoặc phân tán,

phòng có trường gió đều; khi mở cửa ở vị trí biên của phòng, vận tốc sẽ đạt cực

đại khi thổi vào phòng. Trong hợp cửa đi mở 1 cánh, trường gió phụ thuộc vào

góc gió đến và vị trí mở cửa; khi mở cửa ở vị trí biên, vận tốc sẽ đạt cực đại khi

thổi vào phòng. Đề xuất giải pháp bố trí cửa đi trong NOCT: bố trí ở biên của

phòng khi cửa mở 1 cánh; bố trí tập trung ở giữa cửa hoặc phân tán đều về 2 biên

của cửa khi cửa mở nhiều cánh.

+ Diện tích cửa: Đối với NOCT, độ chênh lệch giá trị Vv giữa các tầng là

khá lớn. Khi thiết kế cửa cần có sự thay đổi diện tích phần cửa lấy gió (Ac) theo

sự thay đổi chiều cao công trình. Nhà cao 40 tầng có thể thiết kế 8 lần thay đổi

diện tích cửa theo các nhóm tầng N1, N2, N3, N4, N5, N6, N7 và N8. Lấy diện tích

cửa của nhóm tầng N1 là A1 làm cơ sở, diện tích tương đối (so với A1) của các

nhóm tầng lần lượt là 100%, 76%, 69%, 64%, 61%, 59%, 57% và 55%.

- Thiết kế cửa bên trong căn hộ:

+ Vị trí tương đối của cửa thoát gió so với cửa gió vào có tác dụng tạo nên

trường gió trong phòng và ảnh hưởng đến vận tốc gió trong phòng. Khi dòng

không khí xuyên suốt thì vận tốc dòng không khí sẽ cao hơn trong trường hợp

dòng không khí phải chuyển động quanh co. Trong quá trình bố trí cửa, cần chú ý

vị trí tương đối của cửa thoát gió so với cửa đón gió - xem Bảng 3.36.

+ Diện tích của cửa ảnh hưởng đến lưu lượng TG trong phòng, vận tốc dòng

không khí xuyên qua phòng. Trong thiết kế, diện tích cửa thoát gió được tính toán

149

để điều tiết trường gió và vận tốc gió trong phòng: với diện tích cửa gió vào không

đổi, để trường gió trong phòng rộng cần tăng diện tích cửa ra; để vận tốc gió xuyên

phòng lớn cần giảm diện tích cửa gió ra.

+ Định hướng thiết kế một số loại cửa trong căn hộ: cửa chính thường có ảnh

hưởng quyết định đến giải pháp TG cho căn hộ là TG một mặt hay TG xuyên

phòng. Vì vậy, cửa chính nên có cấu tạo 2 lớp, gồm: lớp thoáng và lớp kín. Các

lớp cửa được đóng mở một cách linh hoạt theo mục đích sử dụng để tạo sự TG

xuyên phòng cho căn hộ. Các cửa sổ hướng ra giếng trời hoặc ra hành lang là cửa

có vai trò thoát gió ra khi giải pháp TG trong phòng là do áp lực khí động hoặc do

chênh lệch nhiệt độ. Các cửa này nên có cấu tạo 2 lớp như cửa chính để linh hoạt

trong sử dụng và khai thác hiệu quả TGTN cho căn hộ. Các cửa trên các vách ngăn

giữa các phòng cần bố trí hợp lý để đón gió vào, điều tiết trường gió và vận tốc

gió trong phòng, …

5. Giải pháp chính về vận hành - khai thác:

- Có hai giải pháp vận hành hệ thống TGTN cho công trình: vận hành thủ công và

vận hành tự động. Đối với NOCT tại vùng DHNTB, Luận án đề xuất sử dụng giải pháp

vận hành thủ công.

- Các giải pháp về quản lý: cần phân biệt 2 nhóm cửa cần vận hành trong NOCT

là: cửa của các không gian chung của cư dân (không gian công cộng) và cửa của các

căn hộ (không gian riêng tư). Các không gian riêng tư do người dân vận hành và các

không gian công cộng do do đội ngũ nhân viên Ban quản lý CC (hoặc có sự tham gia

của người dân) vận hành.

- Để vận hành khai thác có hiệu quả TGTN trong NOCT, vấn đề nâng cao nhận

thức cho người dân có vai trò vô cùng quan trọng.

150

KIẾN NGHỊ

- Tiếp tục thực hiện các nghiên cứu đề xuất VTGTN cho các vùng địa lý khác của

Việt Nam, với những điều kiện khí hậu khác nhau, ở những điều kiện nhiệt ẩm khác

nhau. Từ đó, đề xuất VTGTN cho người Việt ứng với các vùng khí hậu và địa lý khác

nhau ở Việt Nam.

- Tiếp tục có các nghiên cứu những đặc trưng về vị trí địa lý, khí hậu của vùng

đồng bằng Bắc Bộ, Nam Bộ, … để có thể áp dụng kết quả nghiên cứu của Luận án vào

thực tế thiết kế và xây dựng NOCT tại các đô thị lớn trong vùng, như: Hà Nội, Hải

Phòng, thành phố Hồ Chí Minh, Bình Dương, Cần Thơ, …

- Các cơ quan quản lý sớm đưa ra các văn bản pháp qui (tiêu chuẩn thiết kế, hướng

dẫn thiết kế, …) về việc áp dụng các giải pháp thiết kế TGTN trong NOCT nhằm TKNL

vào thực tế, làm cơ sở cho nhà thiết kế triển khai thực hiện. Đồng thời có các cơ chế ưu

tiên đối với các dự án được thiết kế TGTN hiệu quả cho công trình về: giá đất, thuế sử

dụng đất, thuế thu nhập doanh nghiệp, …

- Đưa nội dung KTBV trở thành học phần bắt buộc trong đào tạo kiến trúc sư.

Trong đó, nội dung về khai thác TGTN cho loại hình NOCT là một chuyên đề tự chọn

cho sinh viên kiến trúc. Kết quả nghiên cứu cần được biên tập lại để có thể dễ dàng sử

dụng làm tài liệu tham khảo cho các nhà thiết kế, nhà quản lý kiến trúc quy hoạch và

chủ đều tư trong quá trình triển khai thực hiện dự án.

DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ

I. Các bài báo đã đăng trên Tạp chí trong nước

1. Phan Tien Vinh (2014), “Design solutions to the improvement of natural

ventilation for Low-rise apartment buildings in Danang city”, Journal of Science

and Technology - The University of Danang (ISSN 1859-1531), Vol. I, Issue

6(79), pp. 72-76.

2. Phan Tiến Vinh, Trịnh Duy Anh, Nguyễn Anh Tuấn (2016), “Đánh giá hiệu quả

thông gió tự nhiên ngoài nhà tại các Khu chung cư ở giai đoạn thiết kế Tổng mặt

bằng bằng phương pháp CFD”, Tạp chí Xây dựng và Đô thị (ISSN 1859-3119),

Số 48. 2016, tr. 80-84.

3. Phan Tiến Vinh, Trịnh Duy Anh, Nguyễn Anh Tuấn (2016), “Lựa chọn hướng

nhà trong thiết kế chung cư cao tầng tại Đà Nẵng theo hướng kiến trúc bền vững”,

Tạp chí Khoa học & Công nghệ ĐHĐN (ISSN 1859-1531), Số 11(108), Quyển 2,

tr. 269-273.

(Bài báo được trình bày tại Hội thảo Khoa học Quốc gia “Ứng dụng Công nghệ

mới trong Công trình Xanh - Lần thứ 2 (2nd ATiGB 2016)” tại Trường Cao đẳng

Công nghệ - Đại học Đà Nẵng)

4. Nguyễn Anh Tuấn, Lê Thị Kim Dung, Phan Tiến Vinh (2016), “Ứng dụng phương

pháp tối ưu hóa trong thiết kế công trình hiệu quả năng lượng”, Chuyên san Kỹ

thuật Công nghệ - Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ - Đại học Quốc gia TP

Hồ Chí Minh (ISSN 1859-0128), Số 19(3), tr. 98-106.

5. Nguyễn Anh Tuấn, Lê Thị Kim Dung, Phan Tiến Vinh (2016), “Đánh giá chất

lượng môi trường trong các căn hộ chung cư thu nhập thấp ở Đà Nẵng vào mùa

Hè”, Tạp chí Khoa học Kiến trúc và Xây dựng - ĐH Kiến trúc Hà Nội (ISSN

1859-350X), Số 23, tr. 20-25.

6. Phan Tiến Vinh (2017), “Đề xuất tương quan kích thước của phòng nhằm nâng

cao hiệu quả thông gió tự nhiên cho căn hộ chung cư cao tầng”, Tạp chí Khoa

học & Công nghệ Đại học Đà Nẵng (ISSN 1859-1531), Số 11(120), Quyển 3, tr.

117-121.

(Bài báo được trình bày tại Hội thảo Khoa học Quốc gia “Ứng dụng Công nghệ

mới trong Công trình Xanh - Lần thứ 3 (3rd ATiGB 2017)” tại Trường Cao đẳng

Công nghệ - Đại học Đà Nẵng)

II. Các bài báo đã đăng trên Kỷ yếu Hội thảo quốc tế

1. Tien Vinh PHAN, Duy Anh TRINH, Anh Tuan NGUYEN (2018), “Comparing

the natural ventilation efficiency of typical floor plan configurations in high-rise

apartment buildings in Vietnam”, The VII International Scientific and Technical

Conference “THE SOLUTION OF ENVIRONMENTAL PROBLEMS IN THE

CONSTRUCTION INDUSTRY AND REAL ESTATE”, no: ISBN 978-5-4323-

0261-8, pp. 31-32.

III. Các đề tài Nghiên cứu khoa học đã thực hiện

1. Đề tài cấp Đại học Đà Nẵng: “Nghiên cứu đề xuất các giải pháp thiết kế theo

hướng Kiến trúc xanh cho loại hình nhà chung cư cao tầng tại thành phố Đà Nẵng

- giai đoạn đến năm 2030”. Chủ nhiệm: Phan Tiến Vinh. Thành viên: Lưu Thiên

Hương. Mã số: Đ2013-06-09. Năm nghiệm thu: 2013. (Đạt kết quả: Khá).

2. Đề tài cấp cơ sở (cấp Trường): “Đề xuất giải pháp thiết kế và khai thác thông gió

tự nhiên cho chung cư cao tầng tại thành phố Đà Nẵng”. Chủ nhiệm: Phan Tiến

Vinh. Mã số: T2016 - 06 - 35. Năm nghiệm thu: 2016. (Đạt kết quả: Xuất sắc).

3. Đề tài cấp cơ sở (cấp Trường): “Đánh giá hiệu quả thông gió tự nhiên của các

hình thức mặt bằng chung cư cao tầng được thiết kế theo hướng kiến trúc bền

vững ở Việt Nam”. Chủ nhiệm: Phan Tiến Vinh. Mã số: T2017 - 06 - 75. Năm

nghiệm thu: 2018. (Đạt kết quả: Xuất sắc).

4. Đề tài cấp Đại học Đà Nẵng: “Nghiên cứu ứng dụng phương pháp tối ưu hóa vào

thiết kế nhà ở cho người thu nhập thấp”. Chủ nhiệm: Nguyễn Anh Tuấn. Thành

viên: Lê Thị Kim Dung, Phan Tiến Vinh. Mã số: Đ2015-02-131. Năm nghiệm

thu: 2016. (Đạt kết quả: Tốt).

TÀI LIỆU THAM KHẢO

TIẾNG VIỆT

1. Bộ Khoa học và Công nghệ (2010), TCVN 5687: 2010, Thông gió - Điều hòa

không khí - Tiêu chuẩn thiết kế, Hà Nội.

2. Bộ Xây dựng (2004), TCXD VN 306: 2004, Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam: Nhà

ở và công trình công cộng - Các thông số khí hậu trong phòng, Hà Nội.

3. Bộ Xây dựng (2004), TCXD VN 323: 2004, Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam: Nhà

ở cao tầng - Tiêu chuẩn thiết kế, Hà Nội.

4. Bộ Xây dựng (2008), QCVN 01: 2008/BXD, Quy chuẩn Xây dựng Việt Nam – Quy

hoạch xây dựng, Hà Nội.

5. Bộ Xây dựng (2009), QCVN 02: 2009/BXD, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia: Số liệu

điều kiện tự nhiên dùng trong xây dựng, Hà Nội.

6. Trần Ngọc Chấn (2011), Kỹ thuật thông gió, Nxb Xây dựng, Hà Nội.

7. Công ty cổ phần Tư vấn thiết kế Vinaconex Xuân Mai (2010), Hồ sơ thiết kế bản

vẽ thi công - Công trình: Khu tái định cư Làng cá Nại Hiên Đông, Hà Nội.

8. Phạm Hùng Cường, Lâm Quang Cường, Đặng Thái Hoàng, Phạm Thúy Loan,

Đàm Thu Trang (2009), Quy hoạch xây dựng Đơn vị ở, Nxb Xây dựng, Hà Nội.

9. Phạm Ngọc Đăng (2012), “Khung chiến lược quốc gia về phát triển xây dựng xanh

đến năm 2020, tầm nhìn đến năm 2030”, Tài liệu hội thảo “Phát triển công trình

xây dựng bền vững” tại Đà Nẵng (tháng 11/2012), Bộ xây dựng.

10. Phạm Ngọc Đăng, Nguyễn Việt Anh, Phạm Thị Hải Hà, Nguyễn Văn Muôn

(2014), Các giải pháp thiết kế công trình xanh ở Việt Nam, Nxb Xây dựng, Hà

Nội.

11. Phạm Ngọc Đăng, Phạm Đức Nguyên, Lương Minh (1981), Vật lý xây dựng -

Phần I: Nhiệt và Khí hậu, Nxb Xây dựng, Hà Nội.

12. Trần Xuân Đỉnh (2013), Thiết kế nhà cao tầng hiện đại (Modern Tall Building

Design), Tập I, Nxb Xây dựng, Hà Nội.

13. Leon Glicksman & Juintow Lin - Dịch giả: Trần Phú Thành (2014), Thiết kế nhà

ở đô thị bền vững tại Trung Quốc - Các nguyên tắc chủ đạo và nghiên cứu điển

hình về giảm sử dụng năng lượng, Nxb Đại học quốc gia Hà Nội, Hà Nội.

14. Phạm Thị Hải Hà (2018), 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 Xây dựng, Việt Nam.

15. Đặng Thái Hoàng, Nguyễn Văn Đỉnh, Nguyễn Đình Thi, Vũ Thị Ngọc Anh,

Nguyễn Trung Dũng, Đặng Liên Phương, Đoàn Trần Trung (2006), Giáo trình

Lịch sử kiến trúc Thế giới, Tập I, Nxb Xây dựng, Hà Nội.

16. Giang Ngọc Huấn (2008), “Giải pháp thiết kế nhà ở cao tầng đáp ứng yêu cầu

thông gió tự nhiên trong điều kiện khí hậu TP. Hồ Chí Minh”, Tạp chí Kiến trúc

Việt Nam, Số 8, tr. 80-81.

17. Vũ Tam Lang (2018), Kiến trúc cổ Việt Nam, Nxb Xây dựng, Hà Nội.

18. Phạm Đức Nguyên (2012), Kiến trúc sinh khí hậu: Thiết kế Sinh khí hậu trong

Kiến trúc Việt Nam, Nxb Xây dựng, Hà Nội.

19. Phạm Đức Nguyên (2012), Phát triển Kiến trúc bền vững, Kiến trúc xanh ở Việt

Nam, Nxb Xây dựng, Hà Nội.

20. Phạm Đức Nguyên (2017), “Thông gió đón không khí tự nhiên có kiểm soát – Đề

xuất mới trong thiết kế theo định hướng mở đón tự nhiên”, Tạp chí Kiến trúc, Số

1 (2017), tr. 60-65.

21. Phạm Đức Nguyên, Nguyễn Thu Hòa, Trần Quốc Bảo (2006), Các giải pháp Kiến

trúc khí hậu Việt Nam, Nxb Khoa học & Kỹ thuật, Hà Nội.

22. Nguyễn Tăng Thu Nguyệt, Việt Hà-Nguyễn Ngọc Giả (2014), Kiến trúc hướng

dòng thông gió tự nhiên, Nxb Xây dựng, Hà Nội.

23. Trần Ngọc Thêm (1999), Cơ sở văn hóa Việt Nam, Nxb Giáo dục, Hà Nội.

24. Nguyễn Đức Thiềm (2007), Nguyên lý thiết kế kiến trúc nhà dân dụng (Nhà ở &

Công trình công cộng), Nxb Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.

25. Thủ tướng chính phủ (2004), Quyết định số 153/2004/QĐ-TTg, ngày 17 tháng 8

năm 2004 về việc ban hành “Định hướng chiến lược phát triển bền vững ở Việt

Nam (Chương trình Nghị sự 21 của Việt Nam)”, Hà Nội.

26. Thủ tướng chính phủ (2011), Quyết định số 2127/QĐ-TTg ngày 30 tháng 11 năm

2011 về việc “Phê duyệt Chiến lược phát triển Nhà ở quốc gia đến năm 2020 và

tầm nhìn đến năm 2030”, Hà Nội.

27. Thủ tướng chính phủ (2012), Quyết định số 432/QĐ-TTg, ngày 12 tháng 4 năm

2012 về việc “Phê duyệt Chiến lược phát triển bền vững Việt Nam, giai đoạn

2011-2020”, Hà Nội.

28. Thủ tướng chính phủ (2012), Quyết định số 1396/QĐ-TTg ngày 25 tháng 9 năm

2012 về việc “Phê duyệt Điều chỉnh Quy hoạch chung thành phố Nha Trang, tỉnh

Khánh Hòa đến năm 2025”, Hà Nội.

29. Thủ tướng chính phủ (2013), Quyết định số 2357/QĐ-TTg ngày 4 tháng 12 năm

2013 về việc “Phê duyệt Điều chỉnh Quy hoạch chung thành phố Đà Nẵng đến

năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050”, Hà Nội.

30. Thủ tướng chính phủ (2015), Quyết định số 495/QĐ-TTg ngày 14 tháng 4 năm

2015 về việc “Phê duyệt Điều chỉnh Quy hoạch chung xây dựng thành phố Quy

Nhơn và vùng phụ cận đến năm 2035, tầm nhìn đến năm 2050”, Hà Nội.

31. Lê Thị Bích Thuận (2012), “Giới thiệu tiêu chí công trình xanh Việt Nam”, Tài

liệu hội thảo “Phát triển công trình xây dựng bền vững” tại Đà Nẵng (tháng

11/2012), Bộ xây dựng.

32. Đàm Thu Trang (2013), Thiết kế cảnh quan Khu ở, Nxb Xây dựng, Hà Nội.

33. Nguyễn Anh Tuấn (2012), “Đề xuất mô hình tiện nghi nhiệt áp dụng cho người

Việt Nam trong các tình huống và thể loại công trình khác nhau”, Tạp chí Khoa

học & Công nghệ Đại học Đà Nẵng, Số 5 (54), tr. 72-78.

34. Nguyễn Anh Tuấn (2013), “Phương pháp mới cho đánh giá tiện nghi nhiệt trong

công trình thông gió tự nhiên”, Tạp chí Khoa học & Công nghệ Đại học Đà Nẵng,

Số 5 (2013), tr. 91-95.

35. Nguyễn Anh Tuấn, Lê Thị Kim Dung (2014), “Cải thiện thông gió tự nhiên trong

nhà ở bằng sân trong”, Tạp chí Khoa học & Công nghệ Đại học Đà Nẵng, Số 3

(2014), tr. 68-71.

36. Nguyễn Anh Tuấn, Phan Tiến Vinh, Lê Thanh Hòa (2015), “Ứng dụng các công

cụ và phần mềm mô phỏng trong đổi mới đào tạo Kiến trúc theo hướng bền vững”,

Tạp chí Kiến trúc, Số 243-07-2015, tr. 66-70.

37. USAID (2015), Dữ liệu thời tiết của Quy Nhơn và Nha Trang, Tài liệu tập huấn

“Chương trình Năng lượng Sạch Việt Nam” của USAID tại Đà Nẵng.

38. Viện nghiên cứu Văn hóa Quốc tế - Trường Đại học Nữ Chiêu Hòa (2006), Kiến

trúc phố cổ Hội An - Việt Nam, Nxb Thế giới, Hà Nội.

39. Phan Tiến Vinh, Lưu Thiên Hương (2013), Nghiên cứu đề xuất các giải pháp thiết

kế chung cư cao tầng tại Đà Nẵng theo hướng Kiến trúc xanh - giai đoạn 2030,

Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Đại học Đà Nẵng, mã đề tài: Đ2013-06-09, Đà

Nẵng.

40. Ken Yeang (2011), Thiết kế với thiên nhiên, Nxb Tri thức, Tp. HCM.

TIẾNG ANH

41. Francis Allard (2002), Natural ventilation in buildings: A design handbook, James

&James (Science Publishers) Ltd., London.

42. Camille Allocca, Qingyan Chen, Leon R. Glickman (2003), “Design analysis of

single-sided natural ventilation”, Energy and Buildings, Vol. 35, pp. 785-795.

43. American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers

(2010), ASHRAE Standard 55-2010, Thermal environmental conditions for

human occupancy.

44. American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers

(2009), ASHRAE handbook - Fundamentals, Atlanta GA: ASHRAE Inc.

45. Omar S. Asfour, Mohamed B. Gadi (2008), “Using CFD to investigate ventilation

characteristics of vaults as wind-inducing devices in buildings”, Applied energy,

Vol. 85, pp. 1126-1140.

46. M.Z.I Bangalee, S.Y. Lin, J.J. Miau (2012), “Wind driven natural ventilation

through multiple windows of a buildings: A computational approach”, Energy and

Buildings, Vol. 45, pp. 317-325.

47. Y. Boukhris, L. Gharbi, N. Ghrab-Morcos (2014), “Influence of night natural

ventilation on Tunisian summer thermal comfort”, IEEE,

DOI:10.1109/IREC.2014.6826928

48. W. R. Chang (2006), “Effect of porous hedge on cross ventilation of s residential

building”, Building and Environment, Vol. 41, pp. 549-556.

49. Quinyan (Yan) Chen (2004), “Using computational tools to factor wind into

architectural environment design”, Energy and Buildings, Vol. 36, pp. 1197-1209.

50. Qingyan Chen (2009), “Ventilation performance prediction for buildings: A

method overview and recent applications”, Building and Environment, Vol. 44,

pp. 848-858.

51. G. Evola, V. Popov (2006), “Computational analysis of wind driven natural

ventilation in buildings”, Energy and Buildings, Vol. 38, pp. 491-501.

52. Tan Gang (2012), “Natural ventilation performance of single room building with

fluctuating wind speed and thermal mass”, Journal of Central South University,

Vol. 19, pp. 733-739, Central South University Press and Springer.

53. Y. Gao, W. K. Chow (2005), “Numerical studies on air flow around a cube”,

Journal of Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol. 93, pp. 115-135.

54. C.F. Gao, W.L. Lee (2011), “Evaluating the influence of openings configuration

on natural ventilation performance of residential units in Hong Kong”, Building

and Environment, Vol. 46, pp. 961-969.

55. V. Geros, M. Santamouris, A. Tsangrasoulis, G. Guarracino (1999),

“Experimental evaluation of night ventilation phenomena”, Energy and Buildings,

Vol. 29, pp. 141-154.

56. G. Carrilho da Graça, Q. Chen, L.R. Glicksman, L.K. Norford (2002), “Simulation

of wind driven ventilative cooling systems for an apartment building in Beijing

and Shanghai”, Energy and Buildings, Vol. 34, Issue 1, pp. 1-11.

57. Jian Hang, Yuguo Li (2012), “Macroscopic simulations of turbulent flows through

high-rise building arrays using a porous turbulence model”, Building and

Environment, Vol. 49, pp. 41-54.

58. Lim Chin Haw, Omidreza Saadatian, M.Y. Sulaiman, Sohif Mat, Kamaruzzaman

Sopian (2012), “Empirical study of a wind-induced natural ventilation tower

under hot and humid climatic conditions”, Energy and Buildings, Vol. 52, pp. 28-

59. Tomoko Hirano, Shinsuke Kato, Shuzo Murakami, Toshiharu Ikaga, Yasuyuki

Shiraishi (2006), “A study on a porous residential building model in hot and humid

regions: Part 1-the natural ventilation performance and cooling load reduction

effect of the building model”, Building and Environment, Vol. 41, pp. 21-32.

60. T. Van Hooff, B. Blocken (2010), “On the effect of wind direction and urban

surroundings on natural ventilation of a large semi-enclosed stadium”, Computers

& Fluids, Vol. 39, pp. 1146-1155.

61. T. Van Hooff, B. Blocken, L. Aanen, B. Bronsema (2011), “A venturi-shaped roof

for wind-induced natural ventilation of buildings: Wind tunnel and CFD

evaluation of different design configurations”, Building and Environment,

DOI:10.1016/j.buildenv.2011.02.009.

62. Shafqat Hussain, Patrick H. Oosthuizen (2012), “Numerical investigation of

buoyancy-driven natural ventilation in a simple atrium building and its effect on

the thermal comfort conditions”, Applied Thermal Engineering, Vol. 40, pp. 358-

372.

63. International Union for Conservation of Nature and Natural Resources IUCN,

United Nations Environment Programme UNEP, World Wildlife Fund WWF

(1980), World conservation strategy - Living resource conservation for

sustainable development, Switzerland.

64. Y. Ji, M. J. Cook, V. Hanby (2007), “CFD modelling of natural displacement

ventilation in an enclosure connected to an atrium”, Building and Environment,

Vol. 42, pp. 1158-1172.

65. Yi Jiang, Donald Alexander, Huw Jenkins, Rob Arthur, Qingyan Chen (2003),

“Natural ventilation in buildings: measurement in a wind tunel and numeriacal

simulation with large-eddy simulation”, Journal of Wind Engineering and

Industrial Aerodynamics, Vol. 91, pp. 331-353.

66. Naghman Khan, Yuehong Su, Saffa B. Riffat (2008), “A review on wind driven

ventilation techniques”, Energy and Buildings, Vol. 40, pp. 1586-1604.

67. Tommy Kleiven (2003), Natural Ventilation in Buildings, Luận án tiến sĩ, Trường

Đại học Khoa học và Công nghệ Na Uy, Na Uy.

68. Tomohiro Kobayashi, Mats Sandberg, Hisashi Kotani, Leif Claesson (2010),

“Experimental investigation ang CFD analysis of cross-ventilated flow through

single room detached house model”, Building and Environment, Vol. 45, pp.

2723-2734.

69. Hisashi Kotani, Ryuji Satoh, Toshio Yamanaka (2003), “Natural ventilation of

light well in high-rise apartment building”, Energy and Buildings, Vol. 35, Issue

4, pp. 427-434.

70. Tetsu Kubota, Doris Toe Hooi Chyee, Supian Ahmad (2009), “The effects of night

ventilation technique on indoor thermal environment for residential buildings in

hot-humid climate of Malaysia”, Energy and Buildings, Vol. 41, Issue 8, pp. 829-

839.

71. Meteotest (2013), DanangMoteonormTM2.epw, Switzerland.

72. Hamid Montazeri (2011), “Experimental and numerical study on natural

ventilation performance of various multi-opening wind catchers”, Building and

Environment, Vol. 46, pp. 370-378.

73. K.-S. Nikas, N. Nikolopoulos, A. Nikolopoulos (2010), “Numerical study of a

naturally cross-ventilated building”, Energy and Buildings, Vol. 42, pp. 422-434.

74. Till Pasquay (2004), “Natural ventilation in high-rise buildings with double

facades, saving or waste of energy”, Energy and Buildings, Vol. 36, Issue 4, pp.

381-389.

75. Ulrike Passe, Francine Battaglia (2015), Designing spaces for Natural ventilation:

An architect’s guide, Routledge (Taylor & Francis Group), New York and

London.

76. T. Peizhe, Z. Enxiang ; G. Guangling (2010), “Study on the Thermal Environment

in Building Atrium with Different Sections Under the Condition of Natural

Ventilation”, IEEE, DOI: 10.1109/ICIII.2010.317

77. Pimolsiri Prajongsan, Steve Sharples (2012), “Enhancing natural ventilation,

thermal comfort and energy savings in high - rise residential buildings in Bangkok

though the use of ventilation shafts”, Building and Environment, Vol. 50, pp. 104-

113.

78. R. Priyadarsini, K.W. Cheong, N.H. Wong (2004), “Enhancement of natural

ventilation in high-rise residential buildings using stack system”, Energy and

Buildings, Vol. 36, Issue 1, pp. 61-71.

79. T. Ramesh, Ravi Prakash, K.K. Shukla (2010), “Life cycle energy analysis of

buildings: An overview”, Energy and Buildings, Vol. 42, pp. 1592-1600.

80. M. Santamouris, A. Sfakianaki, K. Pavlou (2010), “On the efficiency of night

ventilation techniques applied to residential buildings”, Energy and Buildings,

Vol. 42, pp. 1309-1313.

81. Tzyy-hwang Shieh, Pei-Chi Chang, Che-ming Chiang, Chi-ming Lai (2010),

“Potential assessment of an innovative hybrid ventilator for building ventilation”,

Journal of Mechanical Science and Technology, Vol. 24 (11), pp. 2341-2345.

82. F. M. Silveira, L. C. Labaki (2012), “Use of natural ventilation in reducing

building energy consumption in single-family housing in Brazil”, IEEE, DOI:

10.1109/REDEC.2012.6416709

83. Praphanpong Somsila, Umphisak Teeboonma, Wirapan Seehanam (2010),

“Investigation of buoyancy air flow inside solar chimney using CFD technique”,

IEEE, DOI:10.1109/ESD.2010.5598862.

84. Atch Sreshthaputra (2003), Building design and operation for improving thermal

comfort in naturally ventilated buildings in a hot-humid climate, PhD Thesis,

Texas A&M University.

85. R. Srikonda, B. Ratnakar Dokiparty (2010), “Integration of natural ventilation by

thermal buoyancy in solar thermal modelling for conservation of thermal energy

in vernacular building in India”, IEEE, DOI:10.1109/ICEEA.2010.5596149

86. A. Stamou, I. Katsiris (2006), “Verification of a CFD model for indoor airflow

and heat transfer”, Building and Environment, Vol. 41, pp. 1171-1181.

87. Steve V. Szokolay (2004), In troduction to Architectural Science: The Basis of

Sustainable Design, Elsevier Science, Oxford.

88. Chalermwat Tantasavasdi, Jelena Srebric, Qingyan Chen (2001), “Natural

ventilation design for houses in Thailand”, Energy and Buildings, Vol. 33, pp.

815-824.

89. Yoshihide Tominaga, Ted Stathopoulos (2009), “Numerical simulation of

dispersion around an isolated cubic building: Comparision of various type of k-Ɛ

models”, Atmospheric Environment, Vol. 43, pp. 3200-3210.

90. Abel E. Tablada De La Torre (2006), Shape of new residental buildings in the

historical center of Old Havana to favour natural ventilation and thermal comfort,

PhD Thesis, Katholieke University Leuven, Belgique.

91. Nguyen Anh Tuan, Sigrid Reiter (2011), “The effect of ceiling configurations on

indoor air motion and ventilation flow rates”, Building and Environment, Vol. 46,

pp. 1211-1222.

92. Nguyen Anh Tuan (2013), Sustainable housing in Viet Nam: Climate responsive

design strategies to optimize thermal comfort, PhD Thesis, University of Liege,

Belgique.

93. H. K. Versteeg, W. Malalasekera (1995), An introduction to Computational Fluid

Dynamics - The finite volume method, Longman Scientific & Technical, England.

94. Giacomo Villi, Wilmer Pasut, Michele De Carli (2009), “CFD modelling and

thermal performance analysis of a wooden ventilated roof structure”, Building

Simulation, Vol. 2, Issue 3, pp. 215-228.

95. Phan Tien Vinh (2014), “Design solutions to the improvement of natural

ventilation for low-rise apartment buildings in Danang city”, Journal of Science

and Technology, The university of Danang, Number 6(79) 2014, Vol. I, pp. 72-

76.

96. Liping Wang, Nyuk Hien Wong (2007), “The impacts of ventilation strategies and

facade on indoor thermal environment for naturally ventilated residential

buildings in Singapore”, Building and Environment, Vol. 42, Issue 12, pp. 4006-

4015.

97. Liping Wang, Nyuk Hien Wong, Shuo Li (2007), “Facade design optimization for

naturally ventilated residential buildings in Singapore”, Energy and Buildings,

Vol. 39, pp. 954-961.

98. Liping Wang, Nyuk Hien Wong (2009), “Coupled simulations for naturally

ventilated rooms between building simulation (BS) and computational fluid

dynamics (CFD) for better prediction of indoor thermal environment”, Building

and Environment, Vol. 44, pp. 95-112.

99. Nyuk Hien Wong, Sani Heryanto (2004), “The study of active stack effect to

enhance natural ventilation using wind tunnel and computational fluid dynamics

(CFD) simulations”, Energy and Buildings, Vol. 36, pp. 668-678.

100. Han Xing; Yang Jie, Zhang Xu, Wang Xiaozhi (2011), “Numerical Study of

Natural Ventilation in High-rise Building: A Case Study”, IEEE,

DOI:10.1109/ICMTMA.2011.467

101. Lei Ya-ping, Lin Zhong-ping, Xiao Fu (2011), “Natural ventilation potential

analysis of rural residential buildings in China”, IEEE,

DOI:10.1109/ICEICE.2011.5777089

102. Yun Kyu Yi, Ning Feng (2013), “Dynamic integration between building energy

simulation (BES) and computational fluid dynamics (CFD) simulation for

building exterior surface”, Building Simulation, Vol. 6, Issue 3, pp. 297-308.

103. C. Yifei, W. Ku, D. Wenguang (2009), “Natural Ventilation Control System by

Fuzzy Control Technology”, IEEE, DOI:10.1109/ICINIS.2009.18

104. Wei You, Menghao Qin , Wowo Ding (2013), “Improving building facade design

using integrated simulation of daylighting, thermal performance and natural

ventilation”, Building Simulation, Vol. 6, Issue 3, pp. 269-282.

105. F. Yuying, H. Chen, W. Xin, L. Xing (2009), “Study on the Application of Hybrid

System in a Large Space Building”, IEEE, DOI:10.1109/ICEET.2009.94

106. Zhiqiang Zhai, Qingyan (Yan) Chen (2003), “Solution characters of iterative

coupling between energy simulation and CFD programs”, Energy and Buildings,

Vol. 35, pp. 493-505.

107. Chaobin Zhou, Zhiqiang Wang, Qingyan Chen, Yi Jiang, Jingjing Pei (2014),

“Design optimization and field demonstration of natural ventilation for high-rise

residential buildings”, Energy and Buildings, Vol. 82, pp. 457-465.

WEBSITES

108. Autodesk (2016), Autodesk CFD - Overview

http://www.autodesk.com/products/cfd/overview, ngày 2/5/2016.

109. Autodesk (2016), Autodesk Simulation CFD 2015 - Help,

http://help.autodesk.com/view/SCDSE/2015/ENU/?contextId=INTRODUCTIO

N, ngày 2/5/2016.

110. David Basulto (2009), The Interlace/OMA,

https://www.archdaily.com/34142/the-interlace-oma, ngày 9/4/2018.

111. CFD Online (2016), Codes, http://www.cfd-online.com/Wiki/Codes, ngày

3/5/2016.

112. Coolvent (2018), Basics of natural ventilation, http://coolvent.mit.edu/intro-to-

natural-ventilation/basics-of-natural-ventilation/, ngày 1/11/2018.

113. Greenbuildingindex (2018), What is a Green Building,

http://new.greenbuildingindex.org/whatandwhy, ngày 21/2/2018.

114. Hội đồng Công trình xanh Việt Nam VGBC (2019), Dữ liệu thị trường Công trình

xanh: Chứng nhận Lotus và Leed tính đến 2018, http://vgbc.vn, ngày 17/3/2019.

115. Skyscrapercenter (2015), 100 Tallest All-Residential Buildings by Height to

Architectural Top, http://skyscrapercenter.com/buildings?list=tallest100-

residential, ngày 14/11/2015.

116. Solidiance (2013), Is there a future for green buildings in Vietnam?,

http://www.solidiance.com/whitepaper/is-there-a-future-for-green-buildings-in-

vietnam.pdf, ngày 26/5/2016.

117. Thành phố Hội An (2018), Địa lý tự nhiên, http://hoian.gov.vn, ngày 29/3/2018.

118. Tổng cục thống kê (2016), Niên giám thống kê 2016, http://www.gso.gov.vn,

ngày 18/3/2018.

119. United Nations (2018), Agenda 21 https://sustainable-

development.un.org/outcomedocuments/agenda21, ngày 21/2/2018.

120. United Nations (2018), Future We Want - Outcome document, https://sustainable-

development.un.org/index.php?menu=1298, ngày 21/2/2018.

121. United Nations (2018), Transforming our world: The 2030 Agenda for

Sustainable Development, https://sustainable-

development.un.org/post2015/transformingourworld, ngày 21/2/2018.

PHỤ LỤC

PHỤ LỤC 1: BIẾN THIÊN VẬN TỐC GIÓ THEO CHIỀU CAO

Vận tốc gió VH tại độ cao H (m) được xác định theo công thức:

(2) [44].

Trong đó: + VH là vận tốc gió ở cao độ H (m)

+ Vz là vận tốc gió ở cao độ tham chiếu Hz

+ δ: chiều dày lớp biên khí quyển.

+ a: hệ số mũ.

δ và a được xác định bằng thực nghiệm - Xem Bảng PL 1.1.

Loại địa

Mô tả

hình

(m)

Trung tâm đô thị lớn, nơi có ít nhất 50% tòa nhà cao hơn 25m

0.33

460

trên chiều dài hơn 0.8 km hoặc hơn 10 lần chiều cao của các

cấu trúc đón gió.

Đô thị và ngoại ô, khu vực trồng cây hoặc các loại địa hình

0.22

370

khác có vật cản là các nhà ở đơn lẻ hoặc lớn hơn, trong phạm

vi 460m hoặc hơn 10 lần chiều cao của các cấu trúc đón gió.

Địa hình mở với các vật cản thưa thớt có chiều cao dưới 9m,

0.14

270

nơi đặt các trạm quan trắc khí tượng.

Khu vực bằng phẳng, không vật cản.

0.10

210

Bảng PL 1.1: Các loại địa hình và giá trị δ, a tương ứng [44]

Giá vận tốc gió theo chiều cao trong các trường hợp Vz:

Vz là vận tốc gió ở cao độ tham chiếu Hz (thường lấy 10m) ở trạm quan trắc khí

tượng (địa hình loại 3), nơi có chiều dày lớp biên khí quyển δz = 270m và hệ số mũ az

= 0.14. Trong điều kiện trung tâm các đô thị (địa hình loại 2), thì δ = 370m và a = 0.22

(xem Bảng PL 1.1).

H(m)

0.00 1.30 1.85 2.15 2.35 2.50 2.63 2.74 2.83 2.92 2.99 3.06

H(m)

100

105

110

3.13 3.19 3.25 3.30 3.35 3.40 3.44 3.49 3.53 3.57 3.61 3.64

H(m) 115

120

125

130

135

140

145

150

155

156

165

170

3.68 3.71 3.75 3.78 3.81 3.84 3.87 3.90 3.93 3.94 3.98 4.01

H(m) 175

180

185

190

195

200

205

210

215

220

225

230

4.04 4.06 4.09 4.11 4.13 4.16 4.18 4.20 4.22 4.24 4.27 4.29

H(m) 235

240

245

250

255

260

265

270

275

280

285

290

4.31 4.33 4.35 4.37 4.38 4.40 4.42 4.44 4.46 4.48 4.49 4.51

H(m) 295

300

305

310

315

320

325

330

335

340

345

350

4.53 4.54 4.56 4.58 4.59 4.61 4.63 4.64 4.66 4.67 4.69 4.70

Bảng PL 1.2: Giá vận tốc gió theo chiều cao H (m) - Trường hợp Vz = 3m/s

H(m)

0.00 2.16 3.08 3.58 3.92 4.17 4.38 4.56 4.72 4.86 4.99 5.11

H(m)

100

105

110

5.21 5.32 5.41 5.50 5.58 5.66 5.74 5.81 5.88 5.95 6.01 6.07

H(m) 115

120

125

130

135

140

145

150

155

156

165

170

6.13 6.19 6.25 6.30 6.35 6.40 6.45 6.50 6.55 6.56 6.64 6.68

H(m) 175

180

185

190

195

200

205

210

215

220

225

230

6.73 6.77 6.81 6.85 6.89 6.93 6.97 7.00 7.04 7.07 7.11 7.14

H(m) 235

240

245

250

255

260

265

270

275

280

285

290

7.18 7.21 7.24 7.28 7.31 7.34 7.37 7.40 7.43 7.46 7.49 7.52

H(m) 295

300

305

310

315

320

325

330

335

340

345

350

7.55 7.57 7.60 7.63 7.66 7.68 7.71 7.73 7.76 7.79 7.81 7.84

Bảng PL 1.3: Giá vận tốc gió theo chiều cao H (m) - Trường hợp Vz = 5m/s

PHỤ LỤC 2: MẶT BẰNG TẦNG ĐIỂN HÌNH CỦA MỘT SỐ DỰ ÁN NHÀ Ở

Tên các dự án tiêu biểu tại các đô thị lớn của Việt Nam

Hình

thức

MBT

Thành phố Hà Nội

Thành phố Đà Nẵng

Thành phố Hồ Chí Minh

ĐH

1 Hành

lang

giữa -

đóng

Azura (34T)

Vinhomes Times City

Park Hill -Park 3 (28T)

Skyway Resident

(19T+1H)

Hilton Bạch Đằng

Housing Complex CT1A

(21T + 2H)

(27T+2H)

Âu Cơ Tower

A(18T+1H)

Times City (27-35T)

Garden Tower

(28T+2H)

Botanic Towers (18T)

Vinata Tower (31T+2H)

Samland River View

Nghĩa Đô (17T+1H)

(12T+1H)

Times City Park Hill

Trường Thọ BNG

Premium (34T+H)

(15T+1H)

CAO TẦNG TẠI VIỆT NAM (HÀ NỘI, ĐÀ NẴNG VÀ TP. HỒ CHÍ MINH)

Hình

Tên các dự án tiêu biểu tại các đô thị lớn của Việt Nam

thức

MBT

Thành phố Hà Nội

Thành phố Đà Nẵng

Thành phố Hồ Chí Minh

ĐH

2 Hành

lang

giữa -

TĐC Làng cá Nại Hiên

Imperia Garden (27T)

mở

Heaven RiverView

Đông (12T)

(17T+1H)

FLC Garden Đại Mỗ

Homyland Riverside

F Home (26T+1H)

(33T)

(27T+1H)

NestHome (9T)

N04 Hoàng Đạo Thúy

(29T)

Tân Hương Tower - Tân

Phú (21T)

Indochina Riverside

Packexim 2 - Tây Hồ

Tower (25T)

Thành Thái Q10

(21T+2H)

(25T+1H)

Soho Premier (15T+1H)

Vinpearl Condotel Ngô

Gamuda (30T)

GoldView (33T+2H)

Quyền (36T + 3H)

Hình

Tên các dự án tiêu biểu tại các đô thị lớn của Việt Nam

thức

MBT

Thành phố Hà Nội

Thành phố Đà Nẵng

Thành phố Hồ Chí Minh

ĐH

Harmony Tower

Rivera Park (22T)

Carillon Hoàng Hoa

(16T+1/2H)

Thám (16T+1H)

Vinhomes-Gardenia -

Mỹ Đình (37T)

Metro Screc 2 (18T+1H)

Văn Phú Victoria - Hà

Đông (39T+2H)

Newton Residence (20T)

First Home Thủ Đức

Mỹ Đình Plaza 2

(16T+H)

(28T+3H)

An Bình City A2

(35T+2H)

Rubyland (18T+1H)

Vinhomes D'Capitale C6

Airport Tower (12T+2H)

(42T+H)

Hình

Tên các dự án tiêu biểu tại các đô thị lớn của Việt Nam

thức

MBT

Thành phố Hà Nội

Thành phố Đà Nẵng

Thành phố Hồ Chí Minh

ĐH

Gelexia Riverside

(31T+2H)

Đạt Gia Residence (21T)

FLC Green Home

(30T+1H)

Opal Riverside

(19T+1H)

Goldmark City

Green River (20T+1H)

(40T+2H)

Hưng Phát 2 - Silver Star

(12T+1H)

Eco Green City

(35T+1H)

Chương Dương Home B

Sun Square (34T+3H)

(12T)

3 Hành

lang

kết

Blue House (9T)

Thăng Long Victory

hợp

CC1 Jovita (18T+1H)

(25T)

giếng

trời

Hình

Tên các dự án tiêu biểu tại các đô thị lớn của Việt Nam

thức

MBT

Thành phố Hà Nội

Thành phố Đà Nẵng

Thành phố Hồ Chí Minh

ĐH

HAGL-LakeView

NOXH Bộ công an -

(32T + 1H)

Satra Eximland

HH1 (30T)

Plaza(18T+2H)

Era Lạc Long Quân A

TheLINK 345 Ciputra

(17T+2H)

(21T+1H)

4 Hành

lang

bên

Hòa Bình Green Park

(16T)

5 Phóng

xạ

Rainbow Văn Quán - Hà

Lapaz Tower (15T+1H)

Đông (27T+2H)

Him Lam - Chợ lớn C

(25T+2H)

Danang Plaza

Hà Nội Landmark 51

(19T+1H)

Saigon Land (18T+2H)

(51T+4H)

Hình

Tên các dự án tiêu biểu tại các đô thị lớn của Việt Nam

thức

MBT

Thành phố Hà Nội

Thành phố Đà Nẵng

Thành phố Hồ Chí Minh

ĐH

Housing Complex CT1A

Orient Apartment Q4

Monarchy (17T)

(27T+2H)

(18T+1H)

- Quang Nguyễn (18T)

Hà Nội Pragon - Happy

Tecco Towers (17T+1H)

Tower (30T+3H)

Peridot Building (14T)

Mipec Hà Đông (25T)

Saigon Pearl - Sapphire

Tower 1 (37T+H)

E4 Yên Hòa (25T+2H)

6 Phóng

xạ kết

hợp

giếng

trời

Diamon Flower

(36T+3H)

Khánh Hội 3 (11T+1H)

Hình

Tên các dự án tiêu biểu tại các đô thị lớn của Việt Nam

thức

MBT

Thành phố Hà Nội

Thành phố Đà Nẵng

Thành phố Hồ Chí Minh

ĐH

The Navita - Thủ Đức

(14T)

Unimax Hà Đông

(39T+2H)

Saigon Apartment

(20T+1H)

130 Nguyễn Đức Cảnh

Hoàng Anh 3 (26T+H)

(17T+2H)

[Nguồn ảnh: Sưu tầm]

PHỤ LỤC 3: SO SÁNH KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THÔNG GIÓ TỰ NHIÊN

TRONG CÔNG TRÌNH BẰNG ỐNG KHÍ ĐỘNG VÀ PHẦN MỀM AUTODESK

CFD 2017

1. Đặt vấn đề - Mục tiêu

Ngày nay, việc sử dụng các công cụ mô phỏng trong nghiên cứu về TG trong công

trình đã trở nên phổ biến. Trong các nội dung nghiên cứu của Luận án, NCS sử dụng

phần mềm Autodesk CFD (do hãng AutoDesk phát triển) để thực hiện các mô phỏng

tính toán và đưa ra các phân tích, đánh giá và kết luận.

Độ tin cậy của các kết quả mô phỏng - thu được từ mô phỏng trên Autodesk CFD

- phụ thuộc vào một số yếu tố như: xây dựng mô hình nghiên cứu (mức độ chi tiết của

mô hình), lựa chọn mô hình rối, giải pháp lưới, sự độc lập của lưới đối với kết quả mô

phỏng, …

Để đánh giá mức độ tin cậy của phần mềm AutoDesk CFD trong nghiên cứu

TGTN trong các công trình, NCS tiến hành so sánh kết quả thu được từ mô phỏng trên

AutoDesk CFD (với các tham số đầu vào được sử dụng trong các mô phỏng thuộc nội

dung nghiên cứu của Luận án) với kết quả thu được từ thí nghiệm trên ống khí động

(Wind tunnel).

2. Giới thiệu về kết quả thí nghiệm trên ống khí động

Thí nghiệm trên ống khí động được thực hiện tại Đại học Cardiff (Xứ Wales,

Vương quốc Anh) bởi nhóm tác giả, gồm: Yi Jiang, Donald Alexander, Huw Jenkins,

Rob Arthur, Quingyan Chen [65].

a. Thiết bị và đối tượng thí nghiệm

- Ống khí động có kích thước 2 m x 2 m và cao 1 m. Bề mặt trong ống khí động

được thiết kế để mô phỏng lớp không khí ở phần thấp trong một đô thị. Vận tốc gió tối

đa trong ống là 12 m/s.

- Thiết bị đo vận tốc gió bên trong và ngoài công trình là máy laser Doppler của

Dantec (có sai số là ± 0.05m/s).

- Mô hình công trình có dạng khối lập phương, với kích thước các cạnh là H, chọn

H = 250mm. Chiều dày tường 6mm, kích thước cửa mở ở mặt đón gió và khuất gió là

84mm x 125 mm (xem Hình PL 3.1). Thí nghiệm được thực hiện với hướng gió thổi

đến vuông góc với mặt phẳng đặt cửa.

Hình PL 3.1: Kích thước mô hình dùng trong thí nghiệm

b. Các kết quả

- Vận tốc gió được ghi nhận tại các vị trí trên mặt cắt đi qua chính giữa (giữa cửa

gió vào và gió ra) của mô hình, tại 10 đường thẳng đứng (trên mỗi đường thẳng, lấy kết

quả ở 18 điểm có độ cao từ 25 mm đến 250 mm) - xem Hình PL 3.2.

Hình PL 3.2: Vị trí lấy kết quả trong thí nghiệm

- Kết quả của thí nghiệm - xem Hình PL 3.3.

3. Kết quả mô phỏng bằng phần mềm AutoDesk CFD 2017

a. Xây dựng mô hình

- Xây dựng mô hình 3D trên phần mềm AutoCad 2017

+ Mô hình công trình: có kích thước như mô hình dùng trong thí nghiệm trên

ống khí động (hình PL 3.1).

+ Kích thước vùng nghiên cứu (khối không khí quanh mô hình) là 7H x 7H,

cao 3H.

- Từ mô hình 3D chuyển sang mô hình trên phần mềm AutoDesk CFD 2017.

b. Vị trí -H a. Vị trí -3H

c. Vị trí -H/2 d. Vị trí -H/25

e. Vị trí H/4 f. Vị trí H/2

h. Vị trí H + H/25 g. Vị trí 3H/4

j. Vị trí 2H i. Vị trí H + H/2

Hình PL 3.3: Kết quả vận tốc gió tại các điểm khảo sát [65]

b. Thiết lập các tham số cho mô hình - Thực hiện mô phỏng

- Gán các thông số vật liệu cho mô hình (Materials): không khí và công trình xây

gạch.

- Gán các điều kiện biên cho mô hình (Boundary conditions):

+ Chọn mặt phẳng trên mô hình để gán các thông số đầu vào của gió: đơn vị

vận tốc, hướng gió, giá trị vận tốc,… Vào lựa chọn Piecewise Linear (trong

Velocity Curve) để gán các giá trị vận tốc biến thiên theo chiều cao với các số liệu

về vận tốc gió thu được tại vị trí -3H trong nghiên cứu của Yi Jiang (Hình PL

3.3a).

+ Xác định mặt gió ra cho mô hình (đối diện với mặt gió vào): chọn điều

kiện biên là Static Gage Pressure, với giá trị áp suất là 0.

+ Các mặt còn lại của khối không khí được gán định dạng là Slip/Symmetry.

- Chọn mô hình rối (Turb.model): chọn mô hình rối là RNG k-ε (RNG k-ε là mô

hình rối được hiệu chỉnh từ mô hình rối k-ε tiêu chuẩn bằng phương pháp

Renormalization Group - RNG) [73]. Đây là mô hình rối được đánh giá là cho kết quả

gần đúng nhất với các số liệu thí nghiệm và là mô hình thích hợp trong nghiên cứu

TGTN (bằng áp lực khí động) ở trong công trình [51], [89], [91].

- Chọn giải pháp lưới: trong phương pháp CFD, miền nghiên cứu được chia thành

các phần tử (elements), góc của các phần tử là các nút (node). Các nút và các phần tử

tạo thành lưới (mesh). Lựa chọn giải pháp lưới là tự động - Autosize. Sự độc lập của

lưới đối với kết quả mô phỏng được đảm bảo thông qua thiết lập - Enablen Adaptation.

Kích hoạt tính năng kiểm tra độc lập của giải pháp lưới và chọn giá trị 3 cho Cycles to

run. Lựa chọn này cho phép thực hiện 3 lần tự động điều chỉnh lưới cho phù hợp. Cụ

thể là: số nút và số phần tử ban đầu và qua 3 lần tự điều chỉnh lần lượt là 14.699 - 35.480

- 51.361 - 56.718 và 60.668 - 157.237 - 233.858 -259.174.

Các mô phỏng được thực hiện trên máy tính có cấu hình như sau: Processor Intel

(R) Xeon (R) CPU E3-1220 v5 @ 3.00GHz; 64 - bit Operating System; RAM 8.00 GB.

c. Kết quả mô phỏng bằng phần mềm Autodesk CFD 2017

- Vận tốc gió được ghi nhận tại các vị trí tương tự như trong thí nghiệm trên ống

khí động, cụ thể là trên mặt cắt đi qua chính giữa (giữa cửa gió vào và gió ra) của mô

hình, tại 10 đường thẳng đứng (trên mỗi đường thẳng, lấy kết quả ở 18 điểm có độ cao

từ 25 mm đến 250 mm) - như Hình PL 3.2.

- Kết quả trường gió trên mặt bằng và mặt cắt qua mô hình nghiên cứu - xem Hình

PL 3.4.

a. Trường gió trên mặt bằng b. Trường gió trên mặt cắt

Hình PL 3.4: Kết quả trường gió trong mô phỏng bằng AutoDesk CFD 2017

- Các kết quả về giá trị vận tốc tại các điểm khảo sát được ghi lại để so sánh với

kết quả thu được trong thí nghiệm trên ống khí động.

4. So sánh và nhận xét

a. So sánh các kết quả

- Kết quả trường gió trên mặt cắt mô hình của thí nghiệm trên ống khí động và mô

phỏng trên phần mềm AutoDesk CFD 2017 được thể hiện trong Hình PL 3.5.

a. Thí nghiệm trên ống khí động b. Mô phỏng trên AutoDesk CFD 2017

Hình PL 3.5: Trường gió trên mặt cắt mô hình của thí nghiệm trên ống khí động và

mô phỏng trên phần mềm AutoDesk CFD 2017

- Giá trị vận tốc gió tại các điểm khảo sát của thí nghiệm trên ống khí động và mô

phỏng trên phần mềm AutoDesk CFD 2017 được thể hiện trong Hình PL 3.6.

a. Vị trí -3H b. Vị trí -H

c. Vị trí -H/2 d. Vị trí -H/25

e. Vị trí H/4 f. Vị trí H/2

g. Vị trí 3H/4 h. Vị trí H + H/25

i. Vị trí H + H/2 j. Vị trí 2H

Hình PL 3.6: Kết quả vận tốc gió tại các điểm khảo sát của thí nghiệm trên ống khí

động và mô phỏng trên phần mềm AutoDesk CFD 2017

b. Nhận xét về các kết quả so sánh

- Các kết quả so sánh thể hiện ở các Hình PL 3.5 và Hình PL 3.6 cho thấy sự tương

đồng cao về trường gió trong thí nghiệm trên ống khí động và mô phỏng trên AutoDesk

CFD 2017 trong tất cả các trường hợp xem xét.

- Độ chênh về giá trị vận tốc (Δv = VOKĐ - VCFD, m/s) tại các điểm khảo sát trong

thí nghiệm trên ống khí động (VOKĐ, m/s) so với mô phỏng trên AutoDesk CFD 2017

(VCFD, m/s) được thể hiện ở Bảng PL 3.1 và Hình PL 3.7.

Bảng PL 3.1: Độ chênh giá trị vận tốc Δv (m/s)

Cao

Vị trí lấy kết quả

độ

của

điểm

H

(m)

-3H

-H

-H/2

-H/25 H/4

H/2

3H/4

+H/25

+H/2

2H

0.087

0.083

-0.064

-0.051

0.046

0.121

0.148

0.109

-0.053

-0.138

0.025

0.006

0.065

0.040

0.018

0.120

0.144

0.018

0.103

-0.003

-0.069

0.05

0.008

0.035

0.018

0.056

0.187

-0.017

0.008

0.047

0.016

0.012

0.075

0.000

0.042

0.029

0.061

0.051

0.047

0.021

0.056

0.013

0.014

0.1

0.023

0.036

0.003

0.015

0.072

0.015

0.016

0.167

0.020

0.053

0.125

-0.004

0.032

0.015

-0.021

0.048

-0.003

0.007

0.077

0.054

0.074

0.15

0.000

0.034

0.019

-0.031

0.029

0.017

-0.019

0.018

0.074

0.124

0.175

0.002

0.038

0.005

-0.027

0.025

0.004

-0.024

-0.029

0.142

0.203

0.2

0.005

0.032

-0.011

-0.085

-0.067

-0.046

0.007

0.189

0.181

0.225

-0.001

0.023

-0.020

-0.203

-0.194

0.000

-0.145

0.005

0.033

0.25

-0.004

0.017

-0.016

-0.113

-0.835

-0.716

-0.532

-0.322

-0.129

-0.041

0.275

0.000

0.012

-0.020

-0.042

0.107

-0.097

-0.210

-0.183

-0.146

-0.064

0.3

-0.002

0.013

-0.032

-0.004

0.076

0.102

0.039

-0.036

-0.096

-0.056

0.325

0.008

0.016

-0.016

-0.001

0.061

0.074

0.057

0.018

-0.014

0.008

0.35

-0.002

0.028

-0.007

0.034

0.045

0.055

0.037

0.014

0.001

0.007

0.375

0.010

0.025

0.010

0.037

0.049

0.030

0.013

0.018

0.022

0.4

-0.001

0.047

0.023

0.044

0.043

0.040

0.039

0.033

0.019

0.042

0.45

0.001

0.056

0.043

0.053

0.044

0.051

0.045

0.036

0.040

0.046

0.5

Hình PL 3.7: Biểu đồ về độ chênh giá trị vận tốc Δv (m/s)

- Kết quả độ chênh về giá trị vận tốc Δv trong 180 trường hợp so sánh là: 84.4%

các trường hợp có Δv dưới ± 0.1m/s, trong đó có 66.7% các trường hợp có Δv dưới ±

0.05m/s (là sai số của thiết bị đo vận tốc gió trong thí nghiệm trên ống khí động). Riêng

tại cao độ 0.275m ở các vị trí: H/4, H/2 và 3H/4 có Δv lớn hơn 0.4m/s (chiếm 1.7%

trường hợp nghiên cứu); Các vị trí có Δv lớn hơn 0.4m/s đều nằm ngay trên đỉnh của

mô hình nghiên cứu.

5. Kết luận

- Mô phỏng TGTN trong công trình bằng Phần mềm Autodesk CFD 2017 (với

việc lựa chọn các tham số đầu vào hợp lý - như đã trình bày ở mục 3a và 3b) cho kết

quả có sự đồng nhất cao với kết quả từ thí nghiệm trên ống khí động.

- Phần mềm Autodesk CFD là phần mềm mô phỏng cho kết quả có độ tin cậy cao

trong nghiên cứu, mô phỏng TGTN trong công trình.

PHỤ LỤC 4: SỐ LIỆU VỀ QUI MÔ TỈNH LỴ, DÂN SỐ VÀ KHÍ HẬU CỦA MỘT

SỐ THÀNH PHỐ VÙNG DUYÊN HẢI NAM TRUNG BỘ

a. Nhiệt độ trung bình tháng (°C) b. Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối tháng (°C)

c. Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối tháng (°C) d. Biên độ ngày của nhiệt độ TB tháng (°C)

e. Độ ẩm tương đối của TB tháng và năm f. Vận tốc gió TB tháng (m/s)

(%)

g. Tổng số giờ nắng TB tháng (giờ) h. Lượng mưa TB tháng (mm)

Hình PL 4.1: Số liệu khí hậu tại một số thành phố thuộc vùng DHNTB (Nguồn số liệu

[5])

Bảng PL 4.1: Tỉnh lỵ và quy mô của các tỉnh, thành phố thuộc Vùng DHNTB (tính

đến ngày 31/12/2016) [118]

Tỉnh, Thành

Dân số

Thành

Thị

Diện tích

phố (thuộc

Tỉnh lỵ

Quận

Huyện

(ngàn

phố

xã

(km²)

Trung ương)

người)

Tp. Đà Nẵng

1.046,2

1.284,7

Quảng Nam

Tp. Tam Kỳ

1.487,7 10.575,0

Quảng Ngãi

Tp. Quảng Ngãi

1.251,5

5.152,3

Bình Định

Tp. Quy Nhơn

1.524,6

6.066,1

Phú Yên

Tp. Tuy Hòa

899,4

5.023,5

Khánh Hòa

Tp. Nha Trang

1.213,8

5.137,7

Tp. Phan Rang -

Ninh Thuận

601,4

3.355,2

Tháp Chàm

Bình Thuận

Tp. Phan Thiết

1.222,7

7.944,0

PHỤ LỤC 5: QUAN TRẮC MÔI TRƯỜNG TẠI CÁC CĂN HỘ CHUNG CƯ CAO

TẦNG Ở THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG

1. Mục tiêu quan trắc

- Lấy số liệu thực tế về một số thông số vi khí hậu trong các căn hộ CC cao tầng,

gồm: nhiệt độ T (°C), độ ẩm RH (%) và vận tốc V (m/s).

- Đưa ra một số đánh giá ban đầu về thực trạng môi trường vi khí hậu trong các

căn hộ. Đây là cơ sở mang tính thực tiễn cho các nghiên cứu và đề xuất tiếp theo.

2. Địa điểm và thời gian quan trắc

- Địa điểm quan trắc được chọn tại 3 CC cao tầng điển hình tại Đà Nẵng, gồm:

+ Căn hộ 12.03 - Khối nhà 12T4 - CC Nại Hiên Đông (12 tầng).

+ Căn hộ 306A - Khối nhà B4.2 - CC NestHome (9 tầng).

+ Căn hộ 702 - Khối nhà B - CC HAGL LakeView (32 tầng).

- Thời điểm quan trắc: liên tục trong 24 giờ của một ngày; vào các tháng 5, tháng

6 và tháng 7 (là các tháng có nhiệt độ trung bình tháng cao hơn nhiệt độ tiện nghi).

3. Thiết bị và vị trí đặt các thiết bị quan trắc

- Tên các thiết bị chính và thông số kỹ thuật, xem Bảng PL 5.1 và Hình PL 5.1.

- Vị trí lắp đặt các thiết bị quan trắc:

giữa phòng khách, ở cao độ 1.1m.

+ Máy Extech-RHT50 (đo nhiệt độ, độ ẩm không khí): được treo trên tường trong

phòng khách, ở cao độ 1.7m.

+ Máy Lutron AM-4203 (đo vận tốc gió và nhiệt độ không khí): đặt trên bàn, ở

Tên thiết bị

Chức năng

Phạm

Độ phân

Độ chính xác

Xuất

xứ

vi đo

giải

Digital

Đo vận tốc

0.1 m/s,

± (2% + 0.2

Đài

0.4

Anemometer

gió

≥ 10 m/s;

m/s)

Loan

đến

25.0

0.01 m/s,

Model : Lutron

m/s

< 10 m/s

AM-4203

Đo nhiệt độ

0°C -

0.1°C

± 0.8°C

không khí

50°C

Bảng PL 5.1: Thông số kỹ thuật của các thiết bị quan trắc

Tên thiết bị

Chức năng

Phạm

Độ phân

Độ chính xác

Xuất

vi đo

giải

xứ

Datalogger

Ghi dữ liệu Sử dụng thẻ nhớ SD có dung lượng 4

Đài

Loan

Model : Lutron

DL-9602SD

Đo nhiệt độ

-40°C

0.1°C

± 1°C (với nhiệt

Trung

(°C)

đến

độ đo từ 0°C

Quốc

Humidity/

70°C

đến 40°C

Temperature/Pre

Đo độ ẩm

0.1%

± 3,5% (20%

ssure Datalogger

tương đối

đến

đến 80%); và

Model: Extech

(%)

100%

± 5% (80% đến

100%)

a. Digital Anemometer

b. Datalogger

c. Humidity/

Model : Lutron AM-4203

Model : Lutron DL-9602SD

- RHT50

Temperature/Pressure

Model: Extech-RHT50

Datalogger

Hình PL 5.1: Các thiết bị được sử dụng trong quá trình quan trắc môi trường

4. Kết quả quan trắc

a. Căn hộ 12.03 - Khối nhà 12T4 - CC Nại Hiên Đông (12 tầng):

a. Nhiệt độ không khí T (°C) b. Vận tốc gió trong phòng V (m/s)

Hình PL 5.2: Kết quả quan trắc từ 26/4/2017 đến 30/4/2017 - tại CC Nại Hiên Đông

(Thiết bị quan trắc: Lutron AM-4203)

a. Nhiệt độ không khí T (°C)

b. Vận tốc gió trong phòng V (m/s)

Hình PL 5.3: Kết quả quan trắc từ 1/5/2017 đến 27/5/2017 - tại CC Nại Hiên Đông

(Thiết bị quan trắc: Lutron AM-4203)

a. Nhiệt độ không khí T (°C)

b. Vận tốc gió trong phòng V (m/s)

Hình PL 5.4: Kết quả quan trắc từ 6/6/2017 đến 23/6/2017 - tại CC Nại Hiên Đông

(Thiết bị quan trắc: Lutron AM-4203)

Hình PL 5.5: Kết quả quan trắc - nhiệt độ T và độ ẩm RH - từ 4/6/2017 đến 26/6/2017

- tại CC Nại Hiên Đông (Thiết bị quan trắc: Extech-RHT50)

b. Căn hộ 306A - Khối nhà B4.2 - CC NestHome (9 tầng):

Hình PL 5.6: Kết quả quan trắc - nhiệt độ T và độ ẩm RH - từ 4/7/2017 đến 12/7/2017

- tại CC NestHome (Thiết bị quan trắc: Extech-RHT50)

c. Căn hộ 702 - Khối nhà B - CC HAGL LakeView (32 tầng):

Hình PL 5.7: Kết quả quan trắc - nhiệt độ T và độ ẩm RH - từ 15/7/2017 đến

26/7/2017-tại CC HAGL LakeView (Thiết bị quan trắc: Extech-RHT50)

- Tổng hợp các kết quả quan trắc - xem Bảng PL 5.2.

Các thông số vi khí hậu trong căn hộ

Thiết

Địa điểm

Thời gian

bị quan

Tmax

Tav

Tmin

RHmax

RHav

RHmin

Vmax

quan trắc

trắc

(°C)

(%)

(m/s)

26/4/2017

Lutron

31.1 29.5 27.7

0.71

AM-

Bảng PL 5.2: Tổng hợp số liệu quan trắc tại các CC cao tầng ở Đà Nẵng

4203

30/4/2017

1/5/2017

Lutron

đến

33.8 30.6 27.7

1.59

AM-

4203

CC đến

27/5/2017

6/6/2017

Lutron

Nại

35.1 32.7 31.1

1.35

AM-

Hiên

4203

23/6/2017

4/6/2017

Extech-

35.9 32.5 29.5

82.2

49.2

đến Đông

RHT50

26/6/2017

đến

Extech-

33.0 30.6 28.4

82.1

73.4 60.2

RHT50

4/7/2017 CC đến NestHome 12/7/2017

Extech-

31.3 29.4 27.1

88.7

78.2 68.1

RHT50

15/7/2017 CC HAGL đến LakeView 26/7/2017

Ghi chú:

- Tmax, Tav và Tmin: lần lượt là nhiệt độ cực đại, trung bình và cực tiểu.

- RHmax, RHav và RHmin: lần lượt là độ ẩm tương đối cực đại, trung bình và cực tiểu.

- Vmax: vận tốc gió cực đại.

5. Một số đánh giá ban đầu về môi trường vi khí hậu trong các căn hộ

- Nhiệt độ trong phòng nằm trong khoảng 27.7°C đến 35.9°C, nhiệt độ trung bình

đều trên 29.4°C.

- Độ ẩm tương đối trong phòng nằm trong khoảng từ 49.2% đến 88.7%, độ ẩm

tương đối trung bình trên 68%.

- Vận tốc gió: trong phần lớn thời gian quan trắc, giá trị vận tốc gió trong phòng

là 0 m/s. Chỉ có 7.7% thời gian quan trắc có giá trị vận tốc gió khác 0, với giá trị cực

đại là 1.59 m/s.

Kết quả quan trắc cho thấy môi trường vi khí hậu trong các căn hộ có nhiệt độ

trung bình và độ ẩm trung bình đều cao. Điều kiện về nhiệt độ và độ ẩm - trong phần

lớn thời gian quan trắc - đều vượt các thông số về TNN về mùa hè (được nêu trong Phụ

lục A, TCVN 5687:2010 [104]). Bên cạnh đó, phần lớn thời gian trong ngày (82.3%

thời gian quan trắc - tại CC Nại Hiên Đông) là lặng gió. Vì vậy, chất lượng TNN hiện

nay trong các căn hộ là không cao.

Để nâng cao chất lượng TNN trong các căn hộ cho người sử dụng, cần phải có các

giải pháp thiết kế thụ động (như: TGTN) hoặc thiết kế chủ động (như: hệ thống quạt,

điều hòa không khí).

PHỤ LỤC 6: ĐIỀU TRA XÃ HỘI HỌC VỀ “THỰC TRẠNG VÀ NHU CẦU SỬ

DỤNG THÔNG GIÓ TỰ NHIÊN TRONG CÁC CHUNG CƯ CAO TẦNG TẠI

THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG”

1. Mục đích điều tra

- Tìm hiểu nhận thức của cư dân về hiệu quả và vai trò của TGTN tại các NOCT

trong xu hướng PTBV hiện nay.

- Tìm hiểu thực trạng khai thác TGTN tại các NOCT đã được xây dựng.

- Tìm hiểu nhu cầu sử dụng TGTN trong các căn hộ tại các NOCT.

2. Đối tượng khảo sát

- Cư dân trong các NOCT tại Đà Nẵng: Nại Hiên Đông (12 tầng), Blue House (9

tầng), Nest Home (9 tầng).

- Các đặc điểm của đối tượng khảo sát: giới tính (nam - nữ); nhóm tuổi (18-23; 24

- 40; 41-60; trên 60); nghề nghiệp (Công chức viên chức; Nhân viên văn phòng; Kinh

doanh; Công nhân; Nội trợ; và ngành nghề khác); …

- Tổng số Phiếu khảo sát phát ra: 500 phiếu. Trong đó: CC Nại Hiên Đông (200

phiếu), CC Blue House (150 phiếu), CC Nest Home (150 phiếu)

3. Thời gian, địa điểm tiến hành điều tra và người thực hiện khảo sát

- Thời gian: từ 1/5/2017 đến 18/7/2017.

- Địa điểm: CC Nại Hiên Đông, CC Blue House, CC Nest Home.

- Người đi phát phiếu và hướng dẫn điền thông tin vào phiếu khảo sát: ThS. KTS

Phan Tiến Vinh; ThS. KTS Đinh Nam Đức; ThS. KTS Lưu Thiên Hương; ThS. Cao

Thị Xuân Mỹ (Khoa Kỹ thuật Xây dựng, trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật, Đại học

Đà Nẵng); ThS. KTS Lê Hoàng Ngọc Phương (Khoa Công nghệ, Trường Cao đẳng

Bách khoa) và sinh viên lớp 14KT (thuộc Khoa Kỹ thuật Xây dựng, trường Đại học Sư

phạm Kỹ thuật, Đại học Đà Nẵng).

4. Bảng câu hỏi khảo sát - xem Hình PL 6.1.

5. Kết quả khảo sát

- Số lượng Phiếu khảo sát thu về: 327 phiếu. Trong đó: CC Nại Hiên Đông (169

phiếu), CC Blue House (69 phiếu), CC Nest Home (89 phiếu)

- Số liệu về đặc điểm đối tượng tham gia khảo sát - xem Hình PL 6.2.

Hình PL 6.1: Nội dung Phiếu khảo sát “Thực trạng và nhu cầu sử dụng TGTN trong

các CC cao tầng”

Hình PL 6.2: Đặc điểm của nhóm đối tượng tham gia khảo sát theo đặc điểm

a. Nơi cư trú; b. Giới tính; c. Nhóm tuổi; d. Nghề nghiệp

- Nhận thức về những lợi ích do TGTN mang lại - xem Hình PL 6.3.

Hình PL 6.3: Mức độ nhận thức của người dân về những lợi ích của TGTN

- Các giải pháp TG được cư dân sử dụng - xem Hình PL 6.4.

Hình PL 6.4: Các giải pháp TG được cư dân sử dụng

- Thời điểm (theo tháng trong năm) được cư dân mở cửa để TGTN - xem Hình PL

6.5.

Hình PL 6.5: Thời điểm (theo tháng trong năm) được cư dân mở cửa để TGTN

- Thời điểm (theo giờ trong ngày) được cư dân mở cửa để TGTN - xem Hình PL

6.6.

Hình PL 6.6: Thời điểm (theo giờ trong ngày) được cư dân mở cửa để TGTN

- Xu hướng lựa chọn giải pháp TG làm mát cho căn hộ của cư dân - xem Hình PL

6.7.

Hình PL 6.7: Xu hướng lựa chọn giải pháp TG làm mát cho căn hộ

PHỤ LỤC 7: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ THÔNG GIÓ TỰ NHIÊN VÀ CÁC ĐỀ

XUẤT CẢI TẠO NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ THÔNG GIÓ TỰ NHIÊN CHO

KHU CHUNG CƯ TÁI ĐỊNH CƯ LÀNG CÁ NẠI HIÊN ĐÔNG, ĐÀ NẴNG.

1. Giới thiệu về dự án

- Tên dự án: Khu chung cư tái định cư Làng cá Nại Hiên Đông - Đà Nẵng.

- Địa điểm xây dựng: phường Nại Hiên Đông, quận Sơn Trà, Đà Nẵng.

- Chủ đầu tư: Sở Xây dựng thành phố Đà Nẵng - Cty CP Vinaconex 25.

- Quy mô công trình:

+ Diện tích khu đất: 11.720 m2.

+ Mật độ xây dựng: 34%.

+ 05 khối nhà CC 12 tầng (kí hiệu 12T1, 12T2, 12T3, 12T4 và 12T5).

+ Tổng số căn hộ : 627 căn.

+ Tổng diện tích sàn: 47.760 m2.

- Khởi công: năm 2010. Hoàn thành xây dựng: năm 2013.

- Hình ảnh về công trình – xem Hình 2.14, Hình PL 7.1 và Hình PL 7.2.

a b

Hình PL 7.1: a. MBTĐH khối 12T1, 12T2 và 12T3; b. MBTĐH khối 12T4 và 12T5

a. Vị trí căn hộ trên MBTĐH khối nhà 12T5

b. Mặt bằng căn hộ

Hình PL 7.2: Mặt bằng căn hộ khảo sát (Tầng 10, khối nhà 12T4) và vị trí các điểm

khảo sát (cao độ + 1.1m so với sàn nhà)

2. Phương pháp đánh giá - Các bước thực hiện

a. Phương pháp:

Sử dụng phương pháp CFD để mô phỏng và đưa ra các kết quả định lượng về

trường gió và giá trị vận tốc gió tại các vị trí khảo sát.

- Lấy kết quả trường gió tại các vị trí sau:

+ Trên TMB: tại cao độ +1.7m (tầng trệt), +20.2m (tầng 7) và +36.2m (tầng

12).

+ Trên mặt bằng của khối 12T5: tại tầng 10 (cao độ +1.3m so với sàn nhà).

+ Trên mặt cắt của khối 12T5: tại vị trí cắt qua phòng khách và phòng ngủ.

- Lấy kết quả giá trị vận tốc gió tại các điểm khảo sát (có cao độ +1.3m so với sàn

nhà tầng 10) trong căn hộ:

+ Điểm A: là điểm giữa của phòng khách.

+ Điểm B: là điểm giữa của phòng ngủ 1.

+ Điểm C: là điểm giữa của phòng ngủ 2.

+ Điểm D: là điểm giữa của cửa chính vào căn hộ - xem Hình PL 7.2b.

Kết quả mô phỏng được phân tích để đưa ra các đánh giá về hiệu quả TGTN hoặc

các đề xuất cải tạo nhằm nâng cao hiệu quả TGTN.

b. Các bước thực hiện :

- Xây dựng mô hình: mô hình 3D được dựng trên phần mềm AutoCad 2019. Từ

mô hình 3D chuyển sang mô hình trên phần mềm AutoDesk CFD 2019. Thiết lập các

tham số và thực hiện mô phỏng - xem tiểu mục 2.2.2.7c. Chọn vận tốc gió tham chiếu

ở cao độ 10m là 3m/s và hướng gió thổi đến là hướng Đông - là hướng gió chủ đạo của

các tháng 3, 4, 5, 6, 7, 8 tại Đà Nẵng - cho mô phỏng.

- Thực hiện mô phỏng: các mô phỏng được thực hiện trên máy tính có cấu hình

như sau: Processor Intel Core i7 8550U (1.8GHz - 4GHz/8MB); 64-bit Operating

System; RAM 8 GB DDR4 2400MHz.

- Xuất kết quả mô phỏng theo yêu cầu nghiên cứu.

- Đánh giá, phân tích hoặc so sánh hiệu quả TGTN.

3. Hiệu quả TGTN của Khu chung cư tái định cư hiện hữu

- Kết quả mô phỏng trường gió của phương án thiết kế ban đầu được tổng hợp tại

Bảng PL 7.1.

- Một số ưu điểm của phương án thiết kế đã góp phần mang lại hiệu quả khai thác

TGTN cho công trình: mật độ xây dựng thấp (34%) tạo được các khoảng trống cho

TGTN; bố cục TMB dạng chu vi có mở các khoảng trống về các hướng Đông và hướng

Bắc (là hướng gió chủ đạo tại Đà Nẵng) để gió đến các bề mặt chung cư, trường gió

trên TMB tương đối đều; MBTĐH được bố trí theo hình thức hành lang giữa - mở giúp

tăng cường hiệu quả TGTN cho hành lang và các căn hộ; ...

- Các hạn chế của giải pháp thiết kế trong khai thác TGTN cho công trình: chưa

đảm bảo khoảng cách giữa các khối chung cư (cụ thể là giữa khối 12T3 với khối 12T2

và khối 12T5) theo quy chuẩn QCVN 01:2008; hướng chính của khối nhà 12T2 và 12T5

nằm theo hướng Đông - Tây, rất bất lợi về che nắng và hạn chế BXMT; một số vị trí

trên TMB - tại các góc của khối nhà - có giá trị vận tốc gió cao (đạt cực đại là 3.4 m/s -

cao hơn vận tốc gió tham chiếu ở cao độ 10m); góc xoay của cửa sổ (hành lang tầng,

phòng khách) là 30° nên hiệu quả TGTN ở hành lang tầng và trong căn hộ chưa cao;

cửa sổ phòng ngủ 2 thường xuyên đóng - do tiếp giáp trực tiếp với hành lang tầng - nên

phòng ngủ 2 không được TGTN; …

4. Hiệu quả TGTN của Phương án cải tạo

- Nhìn chung, phương án thiết kế quy hoạch và kiến trúc ban đầu của khu CC Làng

cá Nại Hiên Đông là hợp lý, phù hợp với đặc điểm khu đất xây dựng, quy mô công trình

và đạt được hiệu quả nhất định về TGTN.

- Để nâng cao hơn nữa hiệu quả TGTN - và để áp dụng minh họa một số kết quả

nghiên cứu của Luận án - NCS đề xuất một số giải pháp cải tạo và vận hành như sau:

+ Tăng độ lớn góc xoay của cửa sổ hành lang tầng và cửa sổ phòng khách từ

30° lên 75°.

+ Cửa sổ của phòng ngủ 2 (mở ra hành lang tầng) cần đảm bảo mở được cửa

để gió ra - vào, đồng thời đảm bảo sự riêng tư cho căn hộ. Giải pháp đề xuất là:

cửa chớp hiện trạng (1 cánh có gắn khung hoa sắt bảo vệ) được thay bằng cửa 2

lớp, gồm: lớp khung hoa sắt bảo vệ nằm ở mặt tường ngoài, cửa chớp kính đục

(với lá chớp nhỏ) nằm ở mặt tường trong).

+ Mặt bằng tầng trệt được vát góc tại các góc của khối nhà.

- Kết quả mô phỏng trường gió của phương án thiết kế cải tạo được tổng hợp tại

Bảng PL 7.1.

5. So sánh và bàn luận - xem Bảng PL 7.1.

- Kết quả mô phỏng trường gió trong công trình của phương án thiết kế ban đầu

và phương án thiết kế cải tạo được tổng hợp tại Bảng PL 7.1.

Bảng PL 7.1: Kết quả mô phỏng trường gió trong công trình của các phương án thiết

Kết quả mô phỏng - So sánh - Bàn luận

Nội dung

so sánh

Phương án thiết kế ban đầu

Phương án thiết kế cải tạo

1 Trường gió trên

TMB - cao độ +

1.7m (tầng trệt)

- Trường gió trên TMB của 2 phương án tương đối đều, các khối nhà

đều có gió đến bề mặt;

- Trong phương án thiết kế ban đầu, trên TMB, tại một số vị trí có

vận tốc gió lớn: các góc Đông Nam của khối 12T3 (3.4m/s), giữa

12T4 và 12T5 (3.3m/s).

- Trong phương án thiết kế cải tạo, vấn đề vận tốc gió lớn tại một số

vị trí trên TMB có được cải thiện, nhưng không đáng kể. Cụ thể là

vận tốc tại góc Đông Nam của khối 12T3 (3.37m/s), giữa 12T4 và

12T5 (3.25m/s).

kế Khu CC Làng cá Nại Hiên Đông

2 Trường gió trên

TMB - cao độ +

20.2m (tầng 7).

- Trường gió của 2 phương án là tương đương.

- Vận tốc gió tại hành lang các tầng trong phương án thiết kế cải tạo

tăng so với phương án thiết kế ban đầu.

3 Trường gió trên

TMB - cao độ +

36.2m

(tầng

12).

- Trường gió của 2 phương án là tương đương.

- Vận tốc gió tại hành lang các tầng trong phương án thiết kế cải tạo

tăng so với phương án thiết kế ban đầu.

4 Trường gió trên

MBTĐH - cao

độ 1.3m (so với

sàn tầng 10).

- Vận tốc gió tại hành lang các tầng trong phương án thiết kế cải tạo

tăng so với phương án thiết kế ban đầu.

5 Trường gió trên

MB căn hộ -

cao độ 1.3m (so

với sàn

tầng

10).

- Trường gió trong các phòng (trừ phòng vệ sinh) trong phương án

cải tạo đã có sự thay đổi rõ rệt về: vận tốc gió và vùng có gió.

6 Trường gió trên

mặt cắt qua cửa

vào căn hộ và

cửa sổ phòng

khách.

- Vận tốc gió vào cửa sổ của phòng khách và gió ra tại cửa chính căn

hộ đều tăng.

7 Trường gió trên

mặt cắt qua cửa

cửa sổ 2 phòng

ngủ.

- Vận tốc gió vào cửa sổ của phòng ngủ 1 tăng.

- Trường gió trong phòng ngủ 2 được cải thiện đáng kể (do có cửa

cho gió ra - cửa sổ của phòng ngủ 2).

- Vận tốc gió tại các điểm khảo sát trong căn hộ của phương án thiết kế ban đầu

và phương án thiết kế cải tạo được tổng hợp tại Hình PL 7.3. Kết quả cho thấy vận tốc

gió tại các điểm khảo sát của phương án thiết kế cải tạo đều cao hơn so với phương án

thiết kế ban đầu.

Hình PL 7.3: Giá trị vận tốc gió tại các điểm khảo sát A, B, C và D trong căn hộ.

6. Kết luận

-Phương án thiết kế quy hoạch và kiến trúc ban đầu của khu CC Làng cá Nại Hiên

Đông là hợp lý, phù hợp với đặc điểm khu đất xây dựng, quy mô công trình và đạt được

hiệu quả nhất định về TGTN.

- Với một số giải pháp cải tạo và vận hành (cửa sổ, góc xoay của cửa, …), hiệu

quả về TGTN trong khu CC Làng cá Nại Hiên Đông đã được cải thiện rõ rệt.

PHỤ LỤC 8: SỐ LIỆU THỜI TIẾT VÀ BIỂU ĐỒ PHÂN TÍCH VÙNG TIỆN NGHI

CỦA THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG, THÀNH PHỐ QUY NHƠN VÀ THÀNH PHỐ

NHA TRANG

1. SỐ LIỆU THỜI TIẾT CỦA THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG

Bảng PL8.1: Số liệu nhiệt độ trung bình và nhiệt độ tiện nghi theo tháng của Đà Nẵng

Tháng

Số liệu nhiệt độ

Nhiệt độ không khí

3 . 2 2

2 . 4 2

4 . 6 2

3 . 8 2

2 . 9 2

3 . 9 2

0 . 9 2

5 . 7 2

9 . 5 2

1 . 4 2

1 . 2 2

5 . 1 trung bình tháng (°C) 2

2 Nhiệt độ tiện nghi (°C)

0 . 6 2

7 . 5 2

6 . 6 2

4 . 7 2

0 . 8 2

3 . 8 2

4 . 8 2

3 . 8 2

8 . 7 2

2 . 7 2

6 . 6 2

9 . 5 2

(nguồn số liệu [5])

Hình PL 8.1: Tần suất trung bình của gió theo các hướng của từng tháng tại Đà Nẵng

(nguồn số liệu [5])

a. Tần suất trung bình (%) b. Vận tốc trung bình (m/s)

Hình PL 8.2: Tần suất trung bình và vận tốc trung bình của gió theo các hướng của

từng tháng tại Đà Nẵng (nguồn số liệu [5])

Hình PL 8.3: Nhiệt độ theo từng giờ trong ngày của Đà Nẵng-năm 2005 [71]

Hình PL 8.4: Độ ẩm theo từng giờ trong ngày của Đà Nẵng - năm 2005 [71]

Bảng PL8.2: Biểu đồ tiện nghi SKH của Đà Nẵng theo tháng

Tháng 1 Tháng 2 Tháng 3

Tháng 4 Tháng 5 Tháng 6

Tháng 7 Tháng 8 Tháng 9

Tháng 10 Tháng 11 Tháng 12

Hình PL 8.5: Biểu đồ tiện nghi SKH của Đà Nẵng (có 8760 điểm, mỗi điểm tương

ứng với điều kiện nhiệt độ và độ ẩm của 1 giờ trong năm)

2. SỐ LIỆU THỜI TIẾT CỦA THÀNH PHỐ QUY NHƠN

Bảng PL 8.3: Số liệu nhiệt độ trung bình và nhiệt độ tiện nghi theo tháng của Quy

Tháng

Số liệu nhiệt độ

Nhiệt độ không khí trung

2 . 3 2

0 . 4 2

5 . 5 2

5 . 7 2

1 . 9 2

8 . 9 2

9 . 9 2

5 . 8 2

8 . 6 2

4 . 5 2

8 . 3 2

bình tháng (°C)

Nhiệt độ tiện nghi (°C)

3 . 6 2

6 . 6 2

1 . 7 2

8 . 7 2

3 . 8 2

5 . 8 2

6 . 8 2

1 . 8 2

5 . 7 2

0 . 7 2

5 . 6 2

Nhơn (nguồn số liệu [5])

Hình PL 8.6: Tần suất trung bình của gió theo các hướng của từng tháng tại Quy

Nhơn (nguồn số liệu [5])

a. Tần suất trung bình (%) b. Vận tốc trung bình (m/s)

Hình PL 8.7: Tần suất trung bình và vận tốc trung bình của gió theo các hướng của

từng tháng tại Quy Nhơn (nguồn số liệu [5])

Hình PL 8.8: Nhiệt độ theo từng giờ trong ngày của Quy Nhơn - năm 2003 [37]

Hình PL 8.9: Độ ẩm theo từng giờ trong ngày của Quy Nhơn - năm 2003 [37]

Bảng PL8.4: Biểu đồ tiện nghi SKH của Quy Nhơn theo tháng

Tháng 1 Tháng 2 Tháng 3

Tháng 4 Tháng 5 Tháng 6

Tháng 7 Tháng 8 Tháng 9

Tháng 10 Tháng 11 Tháng 12

Hình PL 8.10: Biểu đồ tiện nghi SKH của Quy Nhơn (có 8760 điểm, mỗi điểm tương

ứng với điều kiện nhiệt độ và độ ẩm của 1 giờ trong năm)

3. SỐ LIỆU THỜI TIẾT CỦA THÀNH PHỐ NHA TRANG

Bảng PL 8.5: Số liệu nhiệt độ trung bình và nhiệt độ tiện nghi theo tháng của Nha

Tháng

Số liệu nhiệt độ

1 2

Nhiệt độ không khí trung

9 . 3 2

5 . 4 2

7 . 5 2

3 . 7 2

4 . 8 2

6 . 8 2

4 . 8 2

6 . 7 2

6 . 6 2

6 . 5 2

4 . 4 2

bình tháng (°C)

Nhiệt độ tiện nghi (°C)

5 . 6 2

7 . 6 2

1 . 7 2

7 . 7 2

1 . 8 2

8 . 7 2

5 . 7 2

1 . 7 2

7 . 6 2

Trang (nguồn số liệu [5])

Hình PL 8.11: Tần suất trung bình của gió theo các hướng của từng tháng tại Nha

Trang (nguồn số liệu [5])

a. Tần suất trung bình (%) b. Vận tốc trung bình (m/s)

Hình PL 8.12: Tần suất trung bình và vận tốc trung bình của gió theo các hướng của

từng tháng tại Nha Trang (nguồn số liệu [5])

Hình PL 8.13: Nhiệt độ theo từng giờ trong ngày của Nha Trang - năm 1995 [37]

Hình PL 8.14: Độ ẩm theo từng giờ trong ngày của Nha Trang - năm 1995 [37].

Bảng PL 8.6: Biểu đồ tiện nghi SKH của Nha Trang theo tháng

Tháng 1 Tháng 2 Tháng 3

Tháng 4 Tháng 5 Tháng 6

Tháng 7 Tháng 8 Tháng 9

Tháng 10 Tháng 11 Tháng 12

Hình PL 8.15: Biểu đồ tiện nghi SKH của Nha Trang (có 8760 điểm, mỗi điểm tương

ứng với điều kiện nhiệt độ và độ ẩm của 1 giờ trong năm)

PHỤ LỤC 9: KHẢO SÁT VỀ “VẬN TỐC GIÓ TIỆN NGHI CHO VÙNG DUYÊN

HẢI NAM TRUNG BỘ”

1. Thời gian và địa điểm thực hiện khảo sát

- Việc khảo sát được thực hiện vào các tháng 7 và 8 - là các tháng có nhiệt độ

trung bình cao hơn nhiệt độ tiện nghi. Thời gian cụ thể: từ 11/7/2017 đến 24/8/2017.

- Địa điểm thực hiện: Phòng thực hành thiết kế kiến trúc (Phòng B.104), Khoa Kỹ

thuật Xây dựng, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật, Đại học Đà Nẵng.

- Khảo sát được thực hiện bởi: ThS. KTS Phan Tiến Vinh, ThS. KTS Trần Vũ

Tiến và ThS. KTS Lê Thị Kim Anh (Khoa Kỹ thuật Xây dựng, Trường Đại học Sư

phạm Kỹ thuật, Đại Học Đà Nẵng).

2. Đối tượng tham gia khảo sát

- Người tham gia khảo sát là người hiện đang sinh sống, học tập và làm việc tại

Đà Nẵng. Và để có tính đại diện cho cư dân vùng DHNTB, NCS lựa chọn người tham

gia khảo sát xuất thân từ các tỉnh thành thuộc vùng DHNTB, như: Đà Nẵng, Quảng

Nam, Quảng Ngãi, Bình Định, Phú Yên, ...

- Đối tượng cụ thể: Sinh viên Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật - Đại học Đà Nẵng.

- Với yêu cầu là nghiên cứu VTGTN cho cư dân sống trong công trình kiến trúc

nhà ở, đặc điểm đối tượng tham gia khảo sát là: ở trạng thái ngồi, nghỉ ngơi, yên tĩnh.

Các thông số cụ thể:

+ Mức nhiệt sinh lý, M = 1.0 met = 60 W/m2;

+ Nhiệt trở quần áo, Icl =0.6 clo. Với các loại quần áo như: quần dài + áo

sơ mi ngắn tay (0.57clo) hoặc dài tay (0.61 clo); váy quá gối + áo sơ mi ngắn tay

(0.54 clo) hoặc dài tay (0.67 clo); …

3. Dụng cụ và thiết bị khảo sát:

- Tên các thiết bị chính và thông số kỹ thuật, xem Bảng PL 9.1.

Tên thiết bị

Chức năng

Phạm vi

Độ phân

Độ chính

Xuất

đo

giải

xác

xứ

DIGITAL

Đo vận tốc gió

0.4 –

0.1 m/s,

± (2% +

Đài

ANEMOMETER

25.0 m/s

≥ 10 m/s;

0.2 m/s)

Loan

Bảng PL 9.1: Thông số kỹ thuật của các thiết bị quan trắc

Tên thiết bị

Chức năng

Phạm vi

Độ phân

Độ chính

Xuất

đo

giải

xác

xứ

Model : Lutron

0.01 m/s,

AM-4203

< 10 m/s

Heat stress

Đo nhiệt độ

0.1°C

Trung

0°C -

WBGT Meter

bầu ướt (°C)

Quốc

50°C

Model: EXTECH

Đo nhiệt độ

0.1°C

Trong nhà:

0°C -

- HT30

bầu đen (°C)

80°C

± 2°C;

Ngoài nhà:

± 3°C;

0°C -

Đo nhiệt độ

± 1°C

0.1°C

50°C

không khí

(°C);

Đo độ ẩm

0% -

0.1%

± 3%

tương đối (%)

100%

Quạt ChingHai

Tạo vận tốc

Điện áp: 220 V (50 Hz);

Việt

gió

Sải cánh: 700mm;

Nam

Vận tốc gió cực đại: 6.1 m/s;

4. Sơ đồ bố trí các thiết bị cho khảo sát: (xem Hình PL 9.1)

Một số thông tin về việc lắp đặt thiết bị:

+ Quạt đặt cách đối tượng khảo sát 2.0 m.

+ Máy đo vận tốc gió đặt giữa quạt và đối tượng khảo sát, đồng thời đặt cách

quạt 1.6m. Máy đặt trên giá ở độ cao 1.1m.

Ghi chú:

2. Máy Lutron AM-4203.

3. Ghế ngồi của đối tượng khảo sát

4. Ghế ngồi của người thực hiện khảo sát

5. Bàn gỗ (dùng để đặt các thiết bị đo bức

xạ nhiệt độ mặt trời Extech HT30, điều

chỉnh vận tốc gió, ghi kết quả).

1. Quạt ChingHai.

Hình PL 9.1: Sơ đồ vị trí các thiết bị - đối tượng khảo sát - người thực hiện khảo sát

5. Quy trình thực hiện khảo sát

5.1. Bước 1: Lắp đặt thiết bị.

5.2. Bước 2: Chuẩn bị đối tượng khảo sát.

- Cho đối tượng khảo sát ngồi nghỉ ngơi ít nhất 5 phút trước khi tiến hành khảo

sát. Trong thời gian này, thực hiện các việc sau:

+ Trình bày mục tiêu của cuộc khảo sát.

+ Hướng dẫn ghi các thông tin cá nhân của đối tượng khảo sát (họ tên, độ

tuổi, giới tính và nghề nghiệp).

+ Giới thiệu rõ các biểu hiện của 3 mức tiện nghi vận tốc gió.

+ Hướng dẫn đối tượng khảo sát thể hiện cảm giác bằng cách đưa các

phiếu tương ứng: (-1) màu vàng; (0) màu xanh và (1) màu đỏ.

- Cho đối tượng khảo sát vào vị trí ngồi.

- Kiểm tra và đảm bảo vận tốc trong phòng khi bắt đầu khảo sát (trước khi thực

hiện việc tạo sự thay đổi của vận tốc gió trong phòng) là 0 m/s.

5.3. Bước 3: Thực hiện khảo sát

- Ghi các thông tin về thời gian khảo sát: ngày - tháng - năm, giờ - phút.

- Ghi các thông số vi khí hậu trong phòng tại thời điểm khảo sát: Twbg (Wet Bulb

Globe Temperature) - nhiệt độ bầu ướt (°C); Ta (Air Temperature) - nhiệt độ không khí

(°C); Tbg (Black Globe Temperature) - nhiệt độ bầu đen (°C); RH (Relative Humidity) -

độ ẩm tương đối của không khí (%).

- Điều chỉnh thiết bị thay đổi vận tốc gió.

- Ghi nhận cảm giác của các đối tượng khảo sát theo các mức tiện nghi. Khi đối

tượng khảo sát đưa các phiếu cảm giác tiện nghi (theo màu): bấm nút REC của máy

Lutron AM-4203 để ghi lại các giá trị Max và Min của vận tốc.

- Ghi kết quả tương ứng với các phiếu: Bắt đầu cảm nhận có gió đến (-1); Cảm

giác tiện nghi (0) và Bắt đầu cảm thấy bất tiện (1).

6. Phiếu khảo sát và Phiếu trả lời về tiện nghi về gió

Xem hình PL 9.2 và hình PL 9.3.

Hình PL 9.2: Phiếu khảo sát “VTGTN cho người Việt Nam”

(-1)

(0)

(1)

Bắt đầu có cảm nhận về gió

Tiện nghi

Bắt đầu khó chịu

Bắt đầu có cảm nhận về tác

Cảm giác dễ chịu, thoải mái

Bắt đầu xuất hiện một số

động của gió lên bề mặt da.

do: gió tác động lên bề mặt

cảm giác khó chịu, như:

da, cảm thấy mát hơn,

nóng hơn, tóc rối, áp lực gió

không khí trong lành hơn,

lên bề mặt da mạnh, quần

…

áo phất vào da, …

Hình PL 9.3: Phiếu trả lời về tiện nghi về gió

7. Kết quả khảo sát

- Thống kê về đối tượng tham gia khảo sát: 602 người (546 nam và 56 nữ); có độ

tuổi từ 17 đến 24.

- Số người được hỏi có cảm nhận có gió đến - xem Hình PL 9.4 và Bảng PL 9.2.

Hình PL 9.4: Số người bắt đầu có cảm nhận về gió đến ứng với các giá trị vận tốc

Bảng PL 9.2: Tỷ lệ (%) số người bắt đầu có cảm nhận có gió đến tương ứng với các

Vận tốc gió

1 . 0

2 . 0

3 . 0

4 . 0

5 . 0

6 . 0

7 . 0

8 . 0

9 . 0

1 . 1

2 . 1

m/s

Tỷ lệ (%)

số người

% 3 . 0

% 7 . 0

% 8 . 2

% 2 . 3

% 7 . 4

% 5 . 9

% 0 . 8

% 3 . 4

% 8 . 6

% 8 . 8

% 1 . 6

% 0 . 6

% 8 . 8

cảm nhận

có gió

Vận tốc gió

3 . 1

4 . 1

5 . 1

6 . 1

7 . 1

8 . 1

9 . 1

1 . 2

2 . 2

3 . 2

4 . 2

5 . 2

m/s

Tỷ lệ (%)

số người

% 6 . 7

% 0 . 4

% 5 . 3

% 8 . 3

% 5 . 2

% 5 . 3

% 7 . 1

% 5 . 1

% 5 . 0

% 3 . 0

% 0 . 0

% 7 . 0

cảm nhận

có gió

giá trị vận tốc

- Kết quả về tỷ lệ (%) số người có cảm giác tiện nghi với từng giá trị vận tốc gió

đến được thống kê trong Hình PL 9.5 và Bảng PL 9.3.

Hình PL 9.5: Số người có cảm giác tiện nghi ứng với từng giá trị của vận tốc gió

Giá trị

vận tốc

1 . 0

2 . 0

3 . 0

4 . 0

5 . 0

6 . 0

7 . 0

8 . 0

9 . 0

0 . 1

1 . 1

2 . 1

3 . 1

4 . 1

5 . 1

(m/s)

Tỷ lệ

đạt tiện

% 0 . 0

% 8 . 0

% 2 . 1

% 5 . 1

% 7 . 3

% 0 . 6

nghi

% 6 . 0 1

% 1 . 4 1

% 6 . 0 2

% 7 . 8 2

(%)

Giá trị

vận tốc

6 . 1

7 . 1

8 . 1

9 . 1

0 . 2

1 . 2

2 . 2

3 . 2

4 . 2

5 . 2

6 . 2

7 . 2

8 . 2

9 . 2

0 . 3

(m/s)

Tỷ lệ

đạt tiện

nghi

% 9 . 4 3

% 7 . 4 4

% 8 . 3 5

% 3 . 3 6

% 4 . 8 6

% 8 . 0 7

% 6 . 1 7

% 1 . 2 7

% 4 . 0 7

% 3 . 7 6

% 3 . 4 6

% 1 . 2 6

% 5 . 0 6

% 1 . 8 5

% 2 . 3 5

(%)

Giá trị

vận tốc

1 . 3

2 . 3

3 . 3

4 . 3

5 . 3

6 . 3

7 . 3

8 . 3

9 . 3

0 . 4

1 . 4

2 . 4

3 . 4

4 . 4

5 . 4

(m/s)

Tỷ lệ

đạt tiện

% 3 . 8

nghi

% 0 . 6 4

% 5 . 4 4

% 7 . 1 4

% 5 . 8 3

% 2 . 5 3

% 1 . 0 3

% 4 . 8 2

% 4 . 2 2

% 4 . 0 2

% 8 . 6 1

% 5 . 4 1

% 3 . 3 1

% 5 . 1 1

% 1 . 0 1

(%)

Bảng PL 9.3: Tỷ lệ (%) số người có cảm giác tiện nghi với giá trị vận tốc gió

Giá trị

vận tốc

6 . 4

7 . 4

8 . 4

9 . 4

0 . 5

1 . 5

2 . 5

3 . 5

4 . 5

5 . 5

6 . 5

7 . 5

8 . 5

9 . 5

0 . 6

(m/s)

Tỷ lệ

đạt tiện

% 8 . 6

% 1 . 6

% 8 . 5

% 0 . 5

% 0 . 4

% 0 . 3

% 3 . 2

% 5 . 1

% 7 . 0

% 3 . 0

% 0 . 0

nghi

(%)

- Kết quả về tỷ lệ (%) số người có ngưỡng cảm giác bất tiện nghi với từng giá trị

vận tốc gió đến được thống kê trong Hình PL 9.6 và Bảng PL 9.4.

Hình PL 9.6: Số người có cảm giác bất tiện nghi ứng với từng giá trị của vận tốc

Giá trị

vận tốc

7 . 1

8 . 1

9 . 1

0 . 2

1 . 2

2 . 2

3 . 2

4 . 2

5 . 2

6 . 2

7 . 2

8 . 2

9 . 2

0 . 3

(m/s)

Tỷ lệ đạt

bất tiện

% 5 . 0

% 0 . 0

% 8 . 0

% 5 . 2

% 8 . 1

% 2 . 4

% 7 . 4

% 8 . 4

% 3 . 3

% 3 . 4

% 8 . 3

% 2 . 7

% 0 . 8

nghi (%)

Giá trị

vận tốc

1 . 3

2 . 3

3 . 3

4 . 3

5 . 3

6 . 3

7 . 3

8 . 3

9 . 3

0 . 4

1 . 4

2 . 4

3 . 4

4 . 4

(m/s)

Bảng PL 9.4: Tỷ lệ (%) số người có cảm giác bất tiện nghi với giá trị vận tốc gió

Tỷ lệ đạt

bất tiện

% 7 . 2

% 0 . 4

% 5 . 3

% 3 . 5

% 5 . 1

% 0 . 6

% 3 . 2

% 5 . 3

% 3 . 2

% 2 . 1

% 2 . 2

% 3 . 1

% 8 . 1

nghi (%)

Giá trị

vận tốc

5 . 4

6 . 4

7 . 4

8 . 4

9 . 4

0 . 5

1 . 5

2 . 5

3 . 5

4 . 5

5 . 5

6 . 5

7 . 5

8 . 5

(m/s)

Tỷ lệ đạt

bất tiện

% 5 . 1

% 7 . 0

% 3 . 0

% 0 . 1

% 0 . 0

% 7 . 0

% 8 . 0

% 0 . 0

% 3 . 0

% 0 . 0

% 3 . 0

% 8 . 0

nghi (%)

PHỤ LỤC 10: NGHIÊN CỨU MINH HỌA VỀ LỰA CHỌN HƯỚNG NHÀ CHO

NHÀ Ở CAO TẦNG TẠI ĐÀ NẴNG

Đặc trưng khí hậu của Đà Nẵng là nhiệt đới, gió mùa, có mùa Đông không lạnh

(nhiệt độ thấp nhất trung bình là 19.1°C - vào tháng 1). Thiết kế kiến trúc các công trình

không cần giải pháp chống lạnh [5].

- Hoạt động biểu kiến của mặt trời tại Đà Nẵng có một số đặc điểm chính sau:

+ Mặt trời đi qua thiên đỉnh vào ngày 5/5 và ngày 9/8 hàng năm;

+ Trong các tháng 1, 2, 3, 9, 10, 11 và 12: mặt trời thường chuyển động lệch

hoàn toàn về phía Nam;

+ Trong các tháng 4, 5, 6, 7 và 8 (đây là các tháng có nhiệt độ trung bình

tháng cao hơn so với nhiệt độ tiện nghi) mặt trời thường chuyển động lệch về phía

Bắc. Góc phương vị của mặt trời hầu hết đều nhỏ hơn 115° và -115° [19] - xem

Hình PL 10.1. Đây là các tháng cần tránh BXMT trực tiếp.

Lựa chọn hướng nhà cần tránh tia nắng mặt trời chiếu vào các căn hộ, đặc biệt là

nắng hướng Tây và hướng Đông. Với các đặc điểm của hoạt động biểu kiến của mặt

trời tại Đà Nẵng, hướng chính của CCCT nên chọn hướng chính Nam hoặc lệch về phía

Nam Đông Nam và Nam Tây Nam (hình PL 10.2).

Hình PL 10.1: Hoạt động biểu kiến của Hình PL 10.2: Đề xuất hướng nhà NOCT

mặt trời tại Đà Nẵng [19] tại Đà Nẵng theo yêu cầu che nắng

Từ số liệu của [5], giá trị của cường độ trực xạ và cường độ tán xạ trung bình trong

năm trên mặt đứng 8 hướng của của công trình tại Đà Nẵng được thể hiện ở Hình PL

10.3. Tổng cường độ trực xạ trung bình (W/m2/ngày) trên mặt đứng chính và mặt sau

(của mặt chính) - gọi tắt là 2 mặt chính - theo 8 hướng tại Đà Nẵng được thể hiện ở

Hình PL 10.4. Tổng cường độ trực xạ và tán xạ trung bình (W/m2/ngày) trên mặt đứng

8 hướng tại Đà Nẵng được thể hiện ở Hình PL 10.5.

a. Cường độ trực xạ trung bình b. Cường độ tán xạ trung bình

Hình PL 10.3: Bức xạ trung bình (W/m2/ngày) trên mặt đứng 8 hướng tại Đà Nẵng

Hình PL 10.4: Tổng cường độ trực xạ trung Hình PL 10.5: Tổng cường độ trực xạ

bình (W/m2/ngày) trên mặt đứng chính và mặt và tán xạ trung bình (W/m2/ngày) trên

sau (của mặt chính) theo 8 hướng tại Đà Nẵng mặt đứng 8 hướng tại Đà Nẵng

Khi lựa chọn hướng nhà, cần hướng đến cường độ trực xạ và cường độ tán xạ trên

cả 2 mặt chính của NOCT có giá trị thấp nhất. Chú ý hạn chế cường độ trực xạ vào buổi

chiều.

Theo kết quả ở Hình PL 10.6, có thể tính tổng cường độ trực xạ và tán xạ trên 2

mặt đứng chính của NOCT tại Đà Nẵng khi hướng chính là Nam và Đông Nam, là nhỏ

nhất. Để tổng cường độ trực xạ và tán xạ trung bình trên 2 mặt đứng chính nhỏ hơn

4.616 W/m2/ngày (giá trị tại hướng Đông Nam) thì hướng nhà nên nằm từ hướng Nam

Tây Nam đến Đông Nam (xem Hình PL 10.7).

Hình PL 10.6: Tổng cường độ trực xạ trung Hình PL 10.7: Đề xuất hướng nhà

bình (W/m2/ngày) trên 2 mặt đứng chính của NOCT theo yêu cầu hạn chế BXMT

Đà Nẵng theo 8 hướng của công trình

Như vậy, để hạn chế ảnh hưởng của năng lượng BXMT, hướng chính của NOCT

tại Đà Nẵng nên chọn hướng chính Nam hoặc lệch về phía Đông Nam và Nam Tây

Nam (xem hình PL 10.7).

Từ số liệu của [5], tần suất xuất hiện gió (%) theo các hướng của từng tháng, tần

suất xuất trung bình và vận tốc trung bình của gió theo các hướng tại Đà Nẵng được thể

hiện như Phụ lục 8 (Hình PL 8.1 và Hình PL 8.2). Các kết luận về đặc điểm gió của Đà

Nẵng: Hướng gió chủ đạo trong năm là hướng Đông (tần suất 23%) và hướng Bắc (tần

suất 22.2%). Trong đó: gió hướng Đông có tần suất cao vào các tháng của mùa hè (các

tháng 3, 4, 5, 6, 7 và 8); gió hướng Bắc có tần suất cao vào các tháng của mùa đông

(các tháng 9, 10, 11, 12, 1 và 2). Hai hướng gió tiếp theo có tần suất lớn đó là hướng

Tây Bắc (16.4%) và hướng Đông Bắc (10.3%).

Theo đặc điểm vị trí và điều kiện tự nhiên: phía Bắc và phía Đông của Đà Nẵng

giáp biển, sông Hàn chạy dọc trung tâm thành phố theo hướng Bắc Nam. Vì vậy, cần

chú ý khai thác các hướng gió:

- Gió hướng Đông, hướng Bắc và hướng Đông Bắc (là gió mát thổi từ biển) vào

mùa hè.

- Gió hướng Bắc cần được khai thác có kiểm soát (bằng hình thức kiểm soát diện

tích cửa mở, cách đón gió, …) vào mùa Đông.

Từ kết quả về tần suất gió trung bình của các hướng trong năm (Phụ lục 8 - Hình

PL 8.2), có thể xác định tổng tần suất xuất hiện gió trên 2 mặt của công trình trong các

trường hợp bố trí hướng chính của nhà - xem Hình PL 10.8. Theo Hình PL 10.8, tổng

tần suất gió xuất hiện trên 2 mặt chính của NOCT lớn nhất khi NOCT quay về hướng

Bắc (Nam) đạt 30.6%, kế đến là các hướng Đông (Tây) đạt 26.9% và Đông Nam (Tây

Bắc) đạt 25.3%.

Kết hợp các kết quả phân tích về hướng gió đến tối ưu (khi α có giá trị từ 56.25°

đến 90°) và kết quả về tổng tần suất gió trên 2 mặt của công trình trong các trường hợp

bố trí hướng chính của NOCT (Hình PL 10.8) - để khai thác hiệu quả TGTN cho công

trình - mặt chính của NOCT tại Đà Nẵng là hướng chính Nam hoặc có thể lệch về các

hướng Tây Nam (từ chính Nam lệch về Tây Nam một góc 33.75°) và lệch về phía Đông

Bắc (từ chính Đông lệch về Đông Bắc một góc 33.75°), xem Hình PL 10.9.

Hình PL 10.8: Tổng tần suất gió trên 2 Hình PL 10.9: Đề xuất hướng nhà NOCT

mặt của công trình trong các trường hợp tại Đà Nẵng theo yêu cầu khai thác gió

bố trí hướng chính của NOCT

Tổng hợp các kết quả phân tích các hướng tốt cho NOCT tại Đà Nẵng theo các

yêu cầu về: che nắng, hạn chế bức xạ (trực xạ và tán xạ) trên mặt đứng và hiệu quả TG

theo hướng gió chủ đạo được thể hiện trên hình PL 10.10.

Từ kết quả trên, khi thiết kế NOCT tại Đà Nẵng cần thiết kế hướng chính của

NOCT theo các hướng có thứ tự ưu tiên như sau:

1. Từ Nam Tây Nam - Nam - Nam Đông Nam

2. Từ Nam Đông Nam đến Đông Nam

Xem hình PL 10.11.

Hình PL 10.10: Tổng hợp hướng tốt cho Hình PL 10.11:Thứ tự ưu tiên các hướng

NOCT tại Đà Nẵng theo các yêu cầu tốt nên chọn cho NOCT tại Đà Nẵng

PHỤ LỤC 11: HÌNH THỨC BỐ CỤC TỔNG MẶT BẰNG CỦA MỘT SỐ DỰ ÁN

NHÀ Ở CAO TẦNG TẠI VIỆT NAM

STT Hình thức Địa điểm xây dựng - Tên dự án - Quy mô

bố cục TMB

- Đà Nẵng: Lapaz Tower (15T+1H); Fusion Suites (21T + 1. Bố cục dạng

1H); Azura (34T); Vinpearl Condotel Ngô Quyền (36T + đơn khối

3H); Quang Nguyễn (18T); Hiyori Garden Tower

(28T+2H); Central Coast Đà Nẵng: 38T + 1H);

- Tp. HCM: Madison 15 Thi Sách (17T + 1H); Horizon

(24T + H); Waterina Suites (28T + H); La Astoria (21T);

Thịnh Vượng (15T + 1H);

2. Bố cục dạng

tuyến

2.1 Đường thẳng - Đà Nẵng: HAGL - LakeView (2 Block: 32T + 1H); Đà

(liền nhau, Nẵng Plaza (2Block: 19T+1H); Indochina Riverside Tower

tách rời, góc (25T + 1H); F Home (2Block: 26T+1H);

nghiên thay - Tp. HCM: De Capella (2 Block: 23T + 1H); Detesco (2

đổi) Block: 20T + H); D1 Mension (2 Block: 16T + 1H); VRG

River View (2 block: 15 & 19T + 2H); Water Bay Novaland

(12 Block: 39T + 1H); The Ascent (2 Block: 29T + 2H); Citi

Home (4 Block: 18T + 1H); Thủ Thiêm Sky (2 Block: 16-

20T + H);

2.2 Đường cong - Tp. HCM: Sarimi Sala (4 Block: 12T + 2H);

2.3 Giật cấp

3. Bố cục dạng

nhóm

3.1 Hình thức - Hà Nội: The Vesta - Hà Đông (6 Block: 19T + 1H);

xếp hàng - Đà Nẵng: Sun Home (3 Block: 10T);

song song - Tp. HCM: Estella Heights (4 Block: 33T + 1H);

3.2 Hình thức so - Tp. HCM: CC Bộ Công An (1 Block: 20T + 1H và 2

le Block: 19T + 1H);

STT Hình thức Địa điểm xây dựng - Tên dự án - Quy mô

bố cục TMB

3.3 Hình thức tổ - Tp. HCM: Thủ Thiêm Dragon (2 block: 23 T + H; 90°);

hợp theo một Homyland 3 (2 block: 18 T + 1H; 90°);

góc nghiên

3.4 Hình thức - Đà Nẵng: Harmony Tower (A: 16T +1H<đã xây>; B: 22T

chu vi + 2H; C: 30T + 3H); NestHome (8 Block: 9T); Blue House

(2Block: 9T); Monarchy (17T) – 3 Block; Hòa Bình Green

Đà Nẵng (2 Block + 1 block kết nối: 27 tầng + H); TĐC

Làng cá Nại Hiên Đông (5 Block: 12T);

- Tp. HCM: Palm Heights (3 block: 35 T + 3H); Citi Soho

(3 block: 35 T + 3H); Sarimi Sala (4 block: 12 T + 2H);

Saigon Mia (3 block: 18T + 1H); Căn hộ tái định cư Bình

Khánh (7 block: 18T); Thủ Thiêm Lakeview (9 block: 33T);

The CBD Premium Home (3 block: 21T + H);

3.5 Hình thức - Tp. HCM: Vista Verde (4 Block: 30T + H – Thẳng hang +

hỗn hợp Chu vi);

Luận án Tiến sĩ Kiến trúc: Khai thác thông gió tự nhiên trong Nhà ở cao tầng tại các đô thị Duyên hải Nam Trung Bộ hướng đến tiết kiệm năng lượng - phát triển bền vững

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

PHAN TIẾN VINH

KHAI THÁC THÔNG GIÓ TỰ NHIÊN TRONG NHÀ Ở

CAO TẦNG TẠI CÁC ĐÔ THỊ DUYÊN HẢI NAM

TRUNG BỘ HƯỚNG ĐẾN TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG

- PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KIẾN TRÚC

Thành phố Hồ Chí Minh - 2019

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

PHAN TIẾN VINH

KHAI THÁC THÔNG GIÓ TỰ NHIÊN TRONG NHÀ Ở

CAO TẦNG TẠI CÁC ĐÔ THỊ DUYÊN HẢI NAM

TRUNG BỘ HƯỚNG ĐẾN TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG

- PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG

Chuyên ngành: KIẾN TRÚC

Mã số: 9.58.01.01

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KIẾN TRÚC

Người hướng dẫn khoa học:

PGS. TS. KTS TRỊNH DUY ANH

Thành phố Hồ Chí Minh - 2019

Cao

Vị trí lấy kết quả

độ

của

điểm

H

H

(m)

-3H

-H

-H/2

-H/25 H/4

H/2

3H/4

+H/25

+H/2

2H

0.025

0.05

0.075

0.1

0.125

0.15

0.175

0.2

0.225

0.25

0.275

0.3

0.325

0.35

0.375

0.4

0.45

0.5

Tỉnh, Thành

Dân số

Thành

Thị

Diện tích

phố (thuộc

Tỉnh lỵ

Quận

Huyện

(ngàn

phố

xã

(km²)

người)

(-1)

(0)

(1)

Bắt đầu có cảm nhận về gió

Tiện nghi

Bắt đầu khó chịu