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

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:247

Thêm vào BST

Báo xấu

52
lượt xem 15
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của Luận án nhằm đề xuất các nguyên tắc thiết kế nhằm khai thác hiệu quả 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. Đề xuất các kiến nghị về khai thác vận hành TGTN trong NOCT tại các đô thị Duyên hải Nam Trung Bộ hướng đến TKNL, phát triển bền vững. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: 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
i 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.
ii 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
iv 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 trình18 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
v 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
vi 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
ix 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.
x 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.
xi 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 D : Độ ẩm tuyệt đối (kg/m3) d : Dung ẩm (g/kg kk. khô) G : Lưu lượng thông gió (m3/s) Iclo : Nhiệt trở quần áo (clo) (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) RH : Độ ẩm tương đối (%) Thq : Nhiệt độ hiệu quả Thqhc : Nhiệt độ hiệu quả hiệu chỉnh Thq* : Nhiệt độ hiệu quả mới To : Nhiệt độ tác dụng Ttien-nghi : Nhiệt độ tổng hợp tiện nghi VH : Vận tốc gió tại cao độ H (m/s) v(t) : Vận tốc gió tức thời tại thời điểm (t) VX : Vận tốc gió tại điểm X (m/s) α : Góc gió đến bề mặt nhà ρ : Trọng lượng riêng của không khí ẩm (kg/m3) ΣH : Nhiệt độ tổng hợp
xiii DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu STT Nội dung Trang bảng 1 Bảng 2.1 Tên, sơ đồ mặt bằng và đặc điểm của các hình thức MBTĐH 35 2 Bảng 2.2 Thống kê diện tích các căn hộ điển hình 54 3 Bảng 3.1 Số liệu về số giờ tiện nghi theo tháng và năm của Đà Nẵng 68 4 Bảng 3.2 Số liệu về số giờ tiện nghi theo tháng và năm của Quy Nhơn 70 5 Bảng 3.3 Số liệu về số giờ tiện nghi theo tháng và năm của Nha Trang 71 6 Bảng 3.4 Các số liệu về môi trường vi khí hậu trong thời gian khảo sát 73 Tỷ lệ (%) số người có cảm giác tiện nghi với vùng giá trị vận tốc 7 Bảng 3.5 74 gió từ 1.7m/s đến 3.1 m/s Trường gió trong các trường hợp nghiên cứu tương quan kích thước 8 Bảng 3.6 82 K Trường gió trên MBTĐH, mặt bằng căn hộ và mặt cắt - Căn hộ loại 9 Bảng 3.7 87 I 10 Bảng 3.8 Giá trị vận tốc gió tại điểm A, điểm B và điểm C - Căn hộ loại I 90 Trường gió trên MBTĐH, mặt bằng căn hộ và mặt cắt - Căn hộ loại 11 Bảng 3.9 90 II 12 Bảng 3.10 Giá trị vận tốc gió tại điểm A, điểm B và điểm C - Căn hộ loại II 93 Trường gió trên mặt bằng căn hộ, mặt bằng và mặt cắt của phòng 13 Bảng 3.11 98 ngủ 1 14 Bảng 3.12 Sự chênh lệch của VTBx trong các trường hợp (căn hộ giữa) 101 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
xiv 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 β 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
xv Số hiệu STT Nội dung 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 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ STT Số hiệu hình Nội dung hình vẽ, đồ thị. Trang 1 Hình 0.1 Sơ đồ nghiên cứu của Luận án 4 Sự biến thiên của vận tốc gió theo chiều cao của các dạng địa 2 Hình 1.1 16 hình 3 Hình 1.2 Đặc điểm luồng gió khi thổi đến công trình 17 4 Hình 2.1 Các biểu đồ SKH do V. Olgyay và B. Givoni đề xuất 42 Vùng tiện nghi khí hậu do B. Givoni đề xuất cho vùng khí hậu 5 Hình 2.2 43 nóng tại các nước đang phát triển 6 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 7 Hình 2.4 44 và 2012 8 Hình 2.5 Vùng tiện nghi đề xuất của TS. Nguyễn Anh Tuấn 45 9 Hình 2.6 Mặt bằng các căn hộ điển hình trong nghiên cứu 54 a. MBTĐH - CC Nại Hiên Đông, Đà Nẵng 10 Hình 2.7 b. MBTĐH - CC Vĩnh Điềm Trung, Nha Trang 57 c. MBTĐH CC Blue House, Đà Nẵng a. MBTĐH CC NestHome, Đà Nẵng 11 Hình 2.8 57 b. MBTĐH CC Simona, Quy Nhơn a. MBTĐH - CC Azura 12 Hình 2.9 58 b. MBTĐH - Khối căn hộ cao cấp -Hilton Bạch Đằng 13 Hình 2.10 Mặt bằng tổng thể khu phố cổ Hội An 62 14 Hình 2.11 Mặt bằng CC Vườn Sao Bắc Kinh, Trung Quốc 64 15 Hình 2.12 Mặt bằng CC Taidong, Thượng Hải, Trung Quốc 64 16 Hình 2.13 Tổ hợp CC The Interlace, Singapore 65 Khu chung cư Tái định cư Làng cá Nại Hiên Đông, Đà 17 Hình 2.14 66 Nẵng Biểu đồ nhiệt độ trung bình, nhiệt độ tiện nghi theo tháng của 18 Hình 3.1 67 Đà Nẵng Biểu đồ nhiệt độ trung bình, nhiệt độ tiện nghi theo tháng của 19 Hình 3.2 69 Quy Nhơn
xvii 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 20 Hình 3.3 70 của Nha Trang Tỷ lệ số người bắt đầu có cảm nhận về gió đến tại các giá trị 21 Hình 3.4 73 vận tốc gió Tỷ lệ (%) số người có cảm giác bất tiện nghi với từng giá trị 22 Hình 3.5 73 vận tốc gió Tỷ lệ (%) số người có cảm giác tiện nghi với từng giá trị vận 23 Hình 3.6 74 tốc gió Phương pháp luận trong thiết kế với sự hỗ trợ của công cụ mô 24 Hình 3.7 77 phỏng 25 Hình 3.8 Các giải pháp bố trí lõi giao thông - kỹ thuật trên MBTĐH 79 Vị trí các lớp không gian chức năng trên mặt bằng căn hộ điển 26 Hình 3.9 79 hình 27 Hình 3.10 Mô hình trong nghiên cứu tương quan kích thước K 80 Vận tốc VA trong các trường hợp nghiên cứu tương quan kích 28 Hình 3.11 81 thước K Giá trị vận tốc gió trung bình VTB-AB cho các trường hợp 29 Hình 3.12 83 nghiên cứu tương quan kích thước K 30 Hình 3.13 Giá trị vận tốc VO - Trường hợp TG xuyên phòng, α = 45° 84 31 Hình 3.14 Giá trị vận tốc VO - Trường hợp TG xuyên phòng, α = 90° 84 32 Hình 3.15 Giá trị vận tốc VO - Trường hợp TG xuyên phòng, α = 135° 84 33 Hình 3.16 Giá trị vận tốc VO - Trường hợp TG một mặt, α = 45° 84 34 Hình 3.17 Giá trị vận tốc VO - Trường hợp TG một mặt, α = 90° 85 35 Hình 3.18 Giá trị vận tốc VO - Trường hợp TG một mặt, α = 135° 85 36 Hình 3.19 Các hình thức MBTĐH cơ bản - Trường hợp căn hộ loại I 86 37 Hình 3.20 Các hình thức MBTĐH cơ bản - Trường hợp căn hộ loại II 86 Giá trị vận tốc tại các điểm A, B và C trong các trường hợp giá 38 Hình 3.21 94 trị của α (căn hộ loại I) 39 Hình 3.22 Giá trị vận tốc cực đại tại cửa ra vào căn hộ loại I 94 Giá trị vận tốc tại các điểm A, B và C trong các trường hợp giá 40 Hình 3.23 95 trị của α (căn hộ loại II)
xviii STT Số hiệu hình Nội dung hình vẽ, đồ thị. Trang 41 Hình 3.24 Giá trị vận tốc cực đại tại cửa ra vào căn hộ loại II 95 42 Hình 3.25 Mặt bằng căn hộ và vị trí lấy giá trị vận tốc gió trên cửa sổ 98 43 Hình 3.26 Vận tốc gió trung bình VTBx 100 44 Hình 3.27 Vận tốc gió trung bình VTBy 100 45 Hình 3.28 Sự chênh lệch của VTBx trong các trường hợp (căn hộ giữa) 101 Vị trí các căn hộ trên MBTĐH: a. Căn hộ loại I, b. Căn hộ loại 46 Hình 3.29 103 II 47 Hình 3.30 Giá trị vận tốc VB ứng với các trường hợp góc đến α 105 48 Hình 3.31 Giá trị vận tốc VD ứng với các trường hợp góc đến α 106 Giá trị vận tốc trung bình VTB ứng với các trường hợp góc đến 49 Hình 3.32 106 α Các thông số kích thước của mô hình nghiên cứu vùng quẩn 50 Hình 3.33 109 gió Biểu đồ về sự biến thiên của L khi thay đổi chiều dài y và chiều 51 Hình 3.34 110 cao z 52 Hình 3.35 Biểu đồ về sự biến thiên của L khi thay đổi thay đổi α (°) 111 53 Hình 3.36 Giao diện của công cụ tính toán vùng khuất gió L trên Excel 112 54 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 55 Hình 3.38 song song; b. Hình thức so le; c. Hình thức chu vi; d. Hình thức 113 hỗn hợp 56 Hình 3.39 Mô hình trong nghiên cứu VBC 121 57 Hình 3.40 Các giá trị vận tốc gió VA, VB tại điểm A và B 123 Các giá trị vận tốc gió trung bình VTB và cực đại VMax của 58 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 59 Hình 3.42 126 (mặt bằng) và phương đứng (mặt cắt) 60 Hình 3.43 Các vị trí mở của cửa đi trong nghiên cứu 129 61 Hình 3.44 Vị trí của các cửa gió vào phòng và các cửa gió ra khỏi phòng 134 62 Hình 3.45 Sơ đồ quy trình vận hành thủ công trong khai thác TGTN 137 63 Hình 3.46 Sơ đồ quy trình vận hành tự động trong khai thác TGTN 137