Thông gió tự nhiên cho nhà cao tầng bằng hiệu ứng Bernoulli: Ảnh hưởng của kích thước giếng trời lên phân bố áp suất bên dưới mái

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

10
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Thông gió tự nhiên cho nhà cao tầng bằng hiệu ứng Bernoulli: Ảnh hưởng của kích thước giếng trời lên phân bố áp suất bên dưới mái nghiên cứu thực nghiệm giải pháp dùng mái nhà để tăng cường hiệu ứng thông gió tự nhiên bằng giếng trời. Mái nhà có biên dạng có thể tạo hiệu ứng Bernoulli để tăng cường áp suất âm bên dưới mái và góp phần hút dòng khí lưu thông qua giếng trời.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Thông gió tự nhiên cho nhà cao tầng bằng hiệu ứng Bernoulli: Ảnh hưởng của kích thước giếng trời lên phân bố áp suất bên dưới mái

ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 5(90).2015 135 THÔNG GIÓ TỰ NHIÊN CHO NHÀ CAO TẦNG BẰNG HIỆU ỨNG BERNOULLI: ẢNH HƯỞNG CỦA KÍCH THƯỚC GIẾNG TRỜI LÊN PHÂN BỐ ÁP SUẤT BÊN DƯỚI MÁI VENTILATION OF BUILDINGS BASED ON BERNOULLI-ROOF: EFFECTS OF LIGHTWELLSIZE ON PRESSURE DISTRIBUTION ON THE ROOF SURFACE Nguyễn Quốc Ý Trường Đại học Bách khoa Tp HCM; nguyenquocy@hcmut.edu.vn Tóm tắt - Chúng tôi nghiên cứu thực nghiệm giải pháp dùng mái nhà Abstract - We have conducted experimental studies on using Bernoulli- để tăng cường hiệu ứng thông gió tự nhiên bằng giếng trời. Mái nhà roof to induce natural ventilation of buildings with lightwells. The roof has có biên dạng có thể tạo hiệu ứng Bernoulli để tăng cường áp suất âm a specific shape which enhances negative pressure below it. This bên dưới mái và góp phần hút dòng khí lưu thông qua giếng trời. negative pressure contributes to inducing airflow through the lightwell. Nghiên cứu này tập trung vào ảnh hưởng của kích thước giếng trời This study focuses on effects of lightwell size on pressure distribution on lên phân bố áp suất trên bề mặt mái. Thực nghiệm được tiến hành the lower surface of the roof. Experiments were conducted in an open trên mô hình nhà với giếng trời có dạng hình trụ tròn và mái tròn trong wind tunnel with small-scaled models of buildings having lightwells and hầm gió hở. Áp suất được đo ở nhiều điểm trên bề mặt dưới của mái Bernoulli-roofs. Pressure was measured at many points on the lower khi vận tốc gió, đường kính giếng trời, và chiều cao mái thay đổi. Kết surface of the roof under variations of wind speed, lightwell size, and roof quả cho thấy việc tăng kích thước giếng trời làm tăng áp suất trên bề height. The results show that as the size of the lightwell increases, mặt dưới của mái và do đó làm giảm hiệu quả thông gió tự nhiên của pressure on the surface of the roof increases; as a result, effectiveness giếng trời. Ảnh hưởng này càng lớn khi chiều cao mái càng nhỏ. of the roof is less. This effect is stronger when the roof height is less. Từ khóa - thông gió tự nhiên; giếng trời; nhà cao tầng; mái nhà; Key words - natural ventilation; lightwell, buildings; roof; negative áp suất âm. pressure. 1. Giới thiệu đến bốn lần so với khi không có mái. Nghiên cứu sau đó của Thông gió tự nhiên cho nhà ở có thể giúp tiết kiệm phần nhóm này [3] cho thấy khi chiều rộng nhà và mái tăng lên, điện năng tiêu thụ cho quạt điện hay máy điều hoà không áp suất bên dưới mái giảm. Haw và cộng sự [4] đo đạc và khí. Có nhiều giải pháp thông gió tự nhiên: dựa trên phân đánh giá đặc tính thông gió của mái nhà cao tầng có biên bố áp suất không khí xung quanh công trình do gió hay dựa dạng Bernoulli và lam thông gió được bố trí xung quanh. Kết vào chênh lệch nhiệt độ bên trong và bên ngoài công trình; quả của họ cho thấy mái nhà có thể cải thiện khả năng thông sử dụng giải pháp kiến trúc với các cửa lấy gió và thoát gió gió tự nhiên của toà nhà lên đến tám lần. hay sử dụng các thiết bị thông gió dựa trên hiệu ứng tự Các nghiên cứu đó, nhất là của Hooff và cộng sự [2, 3], nhiên, như quả cầu thông gió… cho thấy việc sử dụng mái nhà có thiết kế biên dạng hợp lý Trong trường hợp sử dụng giải pháp kiến trúc, yếu tố có thể tạo hiệu ứng thông gió tự nhiên hiệu quả. Tuy nhiên, quyết định chiều di chuyển của dòng khí xuyên qua công Hooff và cộng sự [2, 3] chưa khảo sát ảnh hưởng của hình trình và lưu lượng thông gió là chênh lệch áp suất giữa phần dạng và chiều cao mái nhà lên áp suất dưới mái. Bên cạnh đón gió và phần khuất gió của công trình. Chênh lệch áp đó, khi có thêm giếng trời, không gian bên dưới mái được suất cũng có thể được tạo ra nhờ hiệu ứng Bernoulli của mở rộng ra, nên phân bố áp suất bên dưới mái cũng có thể dòng khí di chuyển giữa các kết cấu của công trình. Nếu bỏ bị ảnh hưởng,như được miêu tả trên Hình 1. Khi đó, tương qua ảnh hưởng của trọng lực, hiệu ứng Bernoulli cho mối tác giữa gió và phần không khí bên trong giếng trời trở nên quan hệ giữa áp suất tĩnh p và vận tốc của dòng khí: phức tạp và hiệu quả tạo áp suất âm của mái có thể bị ảnh hưởng. Đó là các ảnh hưởng chính mà chúng tôi muốn khảo 𝑝 + 𝜌𝑉 2 /2 = ℎằ𝑛𝑔 𝑠ố (1) sát để bổ sung vào kết quả của Hooff và cộng sự nhằm có Trong đó 𝜌 là khối lượng riêng của không khí. Theo đó, được kiến thức sâu hơn về giải pháp thông gió này. khi diện tích dòng khí bị co hẹp, vận tốc dòng khí tăng và Trong nghiên cứu trước đây [5], chúng tôi đã khảo sát áp suất tĩnh giảm [1]. Khi V đủ lớn, p có thể đạt giá trị âm giải pháp dùng mái nhà để tạo ra áp suất âm trên đỉnh nhà, (nhỏ hơn áp suất khí quyển). tương tự như của Hooff và cộng sự [2], nhưng với nhiều kiểu Một số nghiên cứu đã dùng mái nhà để tạo hiệu ứng nhà và mái hơn để chọn ra kiểu nhà và mái phù hợp nhất cho Bernoulli [2, 3, 4]. Hooff và cộng sự [2] nghiên cứu giải pháp mục đích này. Các thí nghiệm được thực hiện với hai kiểu dùng mái nhà để tạo ra hiệu ứng áp suất âm giữa đỉnh và mái nhà: mặt cắt vuông, và mặt cắt tròn và hai kiểu mái: vuông của nhà cao tầng có mặt cắt vuông với mái vuông bằng thực và tròn với 04 kiểu kết hợp nhà – mái. Kết quả cho thấy kiểu nghiệm và tính toán số. Trong nghiên cứu của họ, không có nhà trụ tròn – mái tròn cho áp suất âm trên đỉnh nhà tốt nhất. lỗ thông gió trên đỉnh nhà. Phân bố áp suất bên dưới mái nhà Chiều cao tối ưu giữa mái nhà và đỉnh nhà tìm được từ thí được khảo sát theo vận tốc và hướng gió bên ngoài với ba nghiệm là bằng 2% đến 4% kích thước nhà. kiểu bố trí mái: không có van hướng dòng, có 4 van hướng Trong nghiên cứu này, chúng tôi khảo sát ảnh hưởng dòng, và có 36 van hướng dòng. Kết quả cho thấy việc sử của giếng trời lên áp suất trên mặt dưới của mái nhà. Áp dụng mái nhà này có thể làm giảm hệ số áp suất dưới mái suất này càng nhỏ thì khả năng hút không khí lưu thông qua
136 Nguyễn Quốc Ý giếng trời càng tốt. Để tập trung vào ảnh hưởng của kích thước giếng, chúng tôi xét trường hợp chưa có dòng khí lưu 1 thông bên trong giếng, như trên Hình 1b. 2 5 4 a) b) c) Hình 1. Mô tả dòng khí giữa mái và đỉnh nhà: a) không có 3 giếng trời, b) có giếng trời – không có dòng khí bên trong giếng, c) có giếng trời – có dòng khí bên trong giếng Hình 2. Mô hình thí nghiệm. 1: Hướng gió, 2: Ống Pi-tô, Dựa trên kết quả nghiên cứu trước [5], chúng tôi lựa 3: Mô hình nhà, 4: Mô hình mái, 5: Ống đo áp chọn mô hình nhà và mái có khả năng tạo áp suất âm hiệu quả nhất: nhà dạng trụ tròn và mái tròn. Mô hình giếng trời Áp suất trên bề mặt dưới của mái nhà và áp suất tĩnh cũng có dạng trụ tròn. Thực nghiệm được tiến hành với ba của dòng khí được đo bằng cảm biến áp suất của Pace kích thước giếng trời và ba chiều cao mái khi vận tốc gió Scientific (Mỹ). Độ phân giải của cảm biến là 0,0006 inch thay đổi. Áp suất đo được trên mái được phân tích dưới ảnh nước (tương đương 0,15 Pa). Các giá trị áp suất tương ứng hưởng của các yếu tố đó. với vận tốc gió thấp nhất đo được trong thí nghiệm vào khoảng 0,5 Pa, gấp hơn ba lần so với độ phân giải. Các cảm 2. Mô tả thí nghiệm biến được kết nối với máy tính. Thí nghiệm được thực hiện với hầm gió hở ở PTN Cơ Tổng cộng có 05 vị trí đo áp suất trên bề mặt dưới của lưu chất và Vật lý kiến trúc của ĐH Bách Khoa Tp HCM. mái nhà: 01 vị trí ở điểm thấp nhất của mái nhà (trùng với Phương thức thí nghiệm tương tự như trong các nghiên cứu trục của giếng trời) và 04 vị trí ở các hướng 0o, 90o, 180o trước đây [5]. và 270o so với hướng gió, như trên Hình 3. Các lỗ đo áp suất trên bề mặt mái có đường kính bằng 0,5mm, có trục Tham khảo thí nghiệm của Hooff và cộng sự [2], chúng vuông góc với mặt mái tại vị trí đo, sau đó được mở rộng tôi khảo sát nhà có kích thước chiều ngang bằng 20m và chiều đến đường kính bằng 3,2mm (bằng với đường kính ống đo cao bằng 50m. Mô hình thu nhỏ của nhà cũng có tỉ lệ 1:100. áp kèm theo thiết bị). Như vậy, mô hình nhà hình trụ tròn có đường kính D bằng 200mm và chiều cao H bằng 500mm. Mái nhà có hình tròn có 5 200mm đường kính Dm cũng bằng 200mm, bằng với đường kính nhà, và bề dày lớn nhất Tm bằng 35mm với mặt trên phẳng và mặt Gió dưới có dạng hai nửa biên dạng cánh máy bay NACA 0021 4 1 2 ghép lại (Hình 2). Mô hình mái nhà này tương tự như trong nghiên cứu trước đây của chúng tôi [5], nhưng có kích thước lớn hơn. Mái nhà được treo phía trên nhà với hệ thống dịch 3 100mm chuyển theo ba phương và quay theo hai phương đứng và ngang. Hệ thống này giúp thay đổi độ cao h giữa mái và đỉnh Hình 3. Các vị trí đo áp suất trên bề mặt dưới nhà, bằng 5mm, 10mm và 25mm, cũng như điều chỉnh để đảm của mô hình mái (hình chiếu bằng) bảo mặt phẳng trên của mái nằm ngang. Áp suất tĩnh của dòng khí được đo bằng ống Pi-tô ở vị Mô hình giếng trời bên trong mô hình nhà cũng có dạng trí cách trước mô hình nhà 300mm và cao hơn đỉnh mô hình hình trụ tròn với đường kính d bằng 18mm, 38mm và 83mm nhà 200mm. Ở vị trí này, dòng khí được cho là đều và chưa đồng trục với mô hình nhà. Mô hình giếng trời xuyên suốt bị ảnh hưởng bởi mô hình nhà. chiều cao nhà. Mặc dù trong thực tế, giếng trời giúp thông gió tự nhiên xuyên qua công trình, nhưng trong nghiên cứu Số liệu áp suất được đo với tần số 1Hz và được trung này, chúng tôi chưa khảo sát việc thông gió tự nhiên qua bình trong khoảng thời gian 05 phút cho một trường hợp. giếng trời mà tập trung vào ảnh hưởng của kích thước giếng Chúng tôi đã kiểm tra khoảng thời gian này đủ dài để không trời lên phân bố áp suất trên mái nhà. Do đó, để tránh ảnh ảnh hưởng đến kết quả trung bình. hưởng của dòng khí lưu thông từ bên trong mô hình nhà qua Vận tốc gió được thay đổi bằng cách thay đổi tốc độ đầu trên của giếng trời, chúng tôi chỉ để đầu trên của giếng quay của quạt. Vận tốc gió được đo ở vị trí đo áp suất tĩnh trời hở và đầu dưới được bịt kín cũng như không bố trí các của dòng khí (khi có mô hình nhà) và được thực hiện nhiều cửa lấy gió và đón gió trên bề mặt mô hình nhà và giếng trời. lần với nhiều tốc độ quạt khác nhau để thiết lập mối liên hệ Mô hình thí nghiệm như trên Hình 2 được bố trí ở đầu giữa vận tốc dòng khí và tốc độ quay của quạt. ra của hầm gió có tiết diện hình vuông với kích thước bằng Vận tốc gió trong thí nghiệm thay đổi từ khoảng 1,5m/s 1m × 1m. Với kích thước đầu ra của hầm gió là đến khoảng 7,0m/s, tương ứng với số Reynolds tính theo vận 1m × 1m = 1m2, và với tỉ lệ thu nhỏ của mô hình nhà là tốc gió và đường kính mô hình nhà trong khoảng từ 2.104 đến 1:100, diện tích chắn dòng của mô hình nhà (D×H=0,2m × 9.104. Số Reynolds này trên khoảng chảy tầng của dòng khí, 0,5m = 0,1m2) bằng 10% diện tích đầu ra nên có thể bỏ nhưng vẫn thấp hơn mức chảy rối hoàn toàn của dòng khí qua qua ảnh hưởng chắn dòng [1]. các toà nhà thông thường (khoảng 106 [1]). Hầm gió hiện tại
ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 5(90).2015 137 không có khả năng tạo ra gió ổn định với vận tốc lớn hơn. đối do đối xứng nhau) cho thấy: 1) kết quả đo có độ tin cậy cao và 2) thời gian để tính giá trị đo trung bình (5 phút) là đủ. 3. Kết quả và Bàn luận Re Áp suất đo được qui đổi về hệ số áp suất, một dạng vô 0 20000 40000 60000 80000 100000 0 thứ nguyên. Hệ số áp suất được tính theo giá trị áp suất đo h/D=2,5% tại từng vị trí trên mặt dưới của mái p, áp suất tĩnh𝑝∞ , vận -0.5 h/D=5,0% tốc 𝑉∞ của dòng khí [6]: -1 h/D=12,5% p−p∞ Cp = (2) 0,5ρV2 ∞ Cp -1.5 Số Reynolds được tính theo vận tốc dòng khí 𝑉∞ , đường kính mô hình nhà D và độ nhớt không khí ν: -2 Re = V∞ D/ν (3) -2.5 Chiều cao h của mái so với đỉnh mô hình nhà và đường -3 kính giếng trời d cũng được thể hiện dưới dạng vô thứ a. nguyên h/D và d/D. Ba tỉ số h/D lần lượt bằng 2,5%, 5,0% Re và 12,5%. Ba tỉ số d/D lần lượt là 9,0%, 19,0% và 41,5%. 0 20000 40000 60000 80000 100000 0 3.1. Phân bố áp suất bên dưới mái h/D=2,5% -0.5 Hình 4 cho thấy hệ số áp suất tại 05 vị trí đo bên dưới h/D=5,0% mái cho một trường hợp thí nghiệm. Tất cả các hệ số áp -1 h/D=12,5% suất đều âm do áp suất trên bề mặt mái nhỏ hơn áp suất tĩnh Cp -1.5 của dòng khí. Điều này cho thấy mái đã tạo ra hiệu ứng Bernoulli. Nhìn chung, tất cả hệ số áp suất đều giảm khi số -2 Reynolds, hay vận tốc gió, tăng lên trừ vị trí số 2. -2.5 Re -3 0 20000 40000 60000 80000 100000 0 b. Re -0.5 0 20000 40000 60000 80000 100000 0 1 -1 2 h/D=2,5% Cp -0.5 3 -1.5 h/D=5,0% 4 -1 h/D=12,5% -2 5 Cp -2.5 -1.5 Hình 4. Hệ số áp suất ở các vị trí đo áp cho trường hợp -2 d=83mm (d/D=41,5%) và h=10mm (h/D=5,0%) -2.5 Vị trí số 2 nằm ở phần khuất gió nên vùng tách dòng phía c. sau mái có thể thay đổi theo số Reynolds và làm thay đổi hệ số áp suất tại vị trí này theo qui luật trên Hình 4. Vị trí Hình 5. Ảnh hưởng của h lên hệ số áp suất ở vị trí 1. a: d=18mm, b: d=38mm, c: d=83mm số 4 ở mặt đón gió, nên có hệ số áp suất lớn nhất. Hai vị trí 3 và 5 có hệ số áp suất tương đương nhau do đối xứng nhau 3.2. Ảnh hưởng của chiều cao mái lên phân bố áp suất qua vị trí 1. Vị trí 1 cũng có hệ số áp suất gần bằng giá trị bên dưới mái của hai vị trí 3 và 5. Chúng tôi khảo sát ảnh hưởng của chiều cao mái lên phân Việc kết quả đo ở hai vị trí 3 và 5 gần như trùng nhau bố áp suất dưới hai dạng: ảnh hưởng lên vị trí số 1 và ảnh (trong trường hợp lý tưởng, hai kết quả này trùng nhau tuyệt hưởng lên giá trị áp suất được tính trung bình cho cả 5 vị trí. Re Re 0 20000 40000 60000 80000 100000 Re 0 20000 40000 60000 80000 100000 0 0 20000 40000 60000 80000 100000 0 0 h/D=2,5% h/D=2,5% h/D=2,5% -0.5 -0.5 h/D=5,0% h/D=5,0% -0.5 h/D=5,0% h/D=12,5% -1 h/D=12,5% h/D=12,5% -1 Cp Cp -1 Cp -1.5 -1.5 -1.5 -2 -2 -2.5 -2 a. b. -2.5 c. Hình 6. Ảnh hưởng của h lên hệ số áp suất trung bình trên bề mặt mái. a: d=18mm, b: d=38mm, c: d=83mm
138 Nguyễn Quốc Ý 3.2.1. Ở vị trí đo áp 1 Kết quả cho thấy trong cả ba trường hợp h, khi đường Hình 5 cho thấy sự thay đổi của hệ số áp suất ở vị trí 1 kính d của giếng trời tăng, hệ số Cp cũng tăng. khi chiều cao h thay đổi cho ba trường hợp kích thước của 3.3.2. Giá trị trung bình giếng trời d. Hình 8 cho thấy hệ số áp suất trung bình khi tỉ số đường So sánh hệ số Cp trong từng trường hợp d cho thấy khi chiều kính d thay đổi ứng với ba trường hợp h. cao h của mái giảm, hệ số Cp cũng giảm. Điều này có thể được Nhìn chung, hệ số áp suất trung bình trên bề mặt mái giải thích do khi h giảm, diện tích dòng khí bên dưới mái giảm, trong cả ba trường hợp của đường kính d không khác biệt vận tốc dòng khí tăng lên và dẫn đến việc giảm áp suất. nhau nhiều. 3.2.2. Giá trị trung bình Re Hình 6 cho thấy sự thay đổi của hệ số áp suất trung bình 0 20000 40000 60000 80000 100000 0 trên bề mặt mái, khi chiều cao thay đổi cho ba trường hợp h/D=2,5%- d/D=9,0% kích thước của giếng trời. -0.5 h/D=2,5%-d/D=19,0% h/D=2,5%-d/D=41,5% Tương tự như trên Hình 5, ứng với mỗi trường hợp d, -1 khi chiều cao h giảm, hệ số Cp cũng giảm. Tuy nhiên, khác Cp biệt giữa hệ số Cp trong hai trường hợp mái thấp nhất -1.5 (h/d=2,5% và 5,0%) là không nhiều. -2 3.3. Ảnh hưởng của kích thước giếng trời lên phân bố áp -2.5 suất bên dưới mái a. Để khảo sát ảnh hưởng của kích thước giếng trời, kết Re quả trong Hình 5 và Hình 6 được thể hiện lại theo ba tỉ số 0 20000 40000 60000 80000 100000 0 d/D cho từng trường hợp h/D. h/D=5,0%-d/D=9,0% 3.3.1. Ở vị trí đo áp 1 -0.5 h/D=5,0%-d/D=19,0% h/D=5,0%-d/D=41,5% Hình 7 thể hiện hệ số áp suất ở vị trí 1 khi đường kính -1 d thay đổi ứng với ba trường hợp h. Cp -1.5 Re 0 20000 40000 60000 80000 100000 0 -2 -0.5 h/D=2,5%- d/D=9,0% -2.5 h/D=2,5%-d/D=19,0% -1 h/D=2,5%-d/D=41,5% b. Re Cp -1.5 0 20000 40000 60000 80000 100000 -2 0 -2.5 h/D=12,5%-d/D=9,0% h/D=12,5%-d/D=19,0% -0.5 -3 h/D=12,5%-d/D=41,5% a. Cp Re -1 0 20000 40000 60000 80000 100000 0 h/D=5,0%-d/D=9,0% -1.5 -0.5 h/D=5,0%-d/D=19,0% h/D=5,0%-d/D=41,5% -1 -2 c. Cp -1.5 -2 Hình 8. Ảnh hưởng của d lên hệ số áp suất trung bình. -2.5 3.4. Bàn luận Các kết quả trên cho thấy: -3 b. - Khi chiều cao mái giảm, hệ số áp suất trên mái cũng Re giảm theo. 0 20000 40000 60000 80000 100000 0 - Khi đường kính giếng trời tăng lên, hệ số áp suất ở vị h/D=12,5%-d/D=9,0% trí số 1 tăng trong khi hệ số áp suất trung bình trên cả bề -0.5 h/D=12,5%-d/D=19,0% mặt dưới của mái hầu như không bị ảnh hưởng. h/D=12,5%-d/D=41,5% - Ảnh hưởng của giếng trời lên áp suất ở vị trí 1 càng nhiều khi chiều cao h càng nhỏ (xem Hình 5 và Hình 7). Cp -1 Để thấy rõ hơn ảnh hưởng của kích thước giếng trời, -1.5 giá trị Cp ở vị trí 1 trên Hình 7a và 7b (tương ứng hai trường hợp h/D bằng 2,5% và 5,0%) được thể hiện theo tỉ số d/D -2 trên Hình 9. Để tiện so sánh, chúng tôi chọn Cp của ba số c. Re lớn nhất để thể hiện vì khi đó giá trị Cp hầu như không Hình 7. Ảnh hưởng của d lên hệ số áp suất ở vị trí 1 phụ thuộc số Re. Hình 9 cho thấy giá trị Cp tăng khi d tăng
ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 5(90).2015 139 và có thể được xấp xỉ bằng đường hồi qui tuyến tính: áp suất ở vị trí thấp nhất của mái, khu vực ảnh hưởng nhiều 𝑑 nhất đến khả năng thông gió của giếng trời. Ảnh hưởng này 𝐶𝑝 = 0,021 − 2,79 (4) 𝐷 càng lớn khi chiều cao mái càng thấp. Việc hệ số áp suất d/D trên bề mặt mái tăng sẽ làm giảm hiệu quả thông gió của 0 giếng trời. 0 20 40 60 -0.5 Lời cảm ơn -1 Cp = 0.021*d/D - 2.79 Nghiên cứu này được tài trợ bởi Đại học Quốc gia Cp -1.5 R² = 0.87 Thành phố Hồ Chí Minh (VNU-HCM) trong khuôn khổ đề -2 tài mã số C2014-20-12. Tác giả cám ơn ThS Hà Phương và -2.5 sinh viên Nguyễn Vũ Đức Minh giúp đỡ thực nghiệm. -3 TÀI LIỆU THAM KHẢO Hình 9. Ảnh hưởng của d lên hệ số áp suất ở vị trí 1 [1] T. Lawson, Building aerodynamics, Imperial College Press, 2001. cho hai trường hợp h/D=2,5% và 5,0% [2] T.van Hooff, B. Blocken, L. Aanen, B., Bronsema, “A venturi- Vị trí 1 ở phần thấp nhất của mái, nên áp suất xung shaped roof for wind-induced natural ventilation of buildings: Wind tunnel and CFD evaluation of different design configurations”, quanh điểm này ảnh hưởng nhiều nhất đến khả năng thông Building and Environment, 46, Elsevier, 2011, 1797-1807. gió của giếng trời. Do hệ số áp suất trên mái càng nhỏ thì [3] T.van Hooff, B. Blocken, L. Aanen, B., Bronsema, “Numerical khả năng thông gió của giếng trời càng tốt [6], việc tăng analysis of the performance of a venturi-shaped roof for natural kích thước giếng trời làm tăng hệ số áp suất nên làm giảm ventilation: influence of building width”, Journal of Wind khả năng thông gió của nó. engineering and industrial aerodynamics, 104-106, 2012, 419-427. [4] L.C. Haw, O. Saadatian, M.Y. Sulaiman, S. Mat, K. Sopian, 4. Kết luận “Empirical study of a wind-induced natural ventilation tower under hot and humid climatic conditions”, Energy and Building, Elsevier, Chúng tôi đã dùng thực nghiệm để khảo sát phân bố áp 52, 2012, 28-38. suất trên mái nhà có khả năng tạo ra áp suất âm để thông [5] Y Q. Nguyen, A. D. Nguyen, “An experimental study on using roof gió tự nhiên cho nhà cao tầng bằng giếng trời khi chiều cao to induce underpressure for natural ventilation of dwellings”, mái và kích thước giếng trời thay đổi. Kết quả cho thấy việc Proceedings of the second international conference on green technology and sustainable development 2014, Oct. 30, 2014, Ho tăng kích thước giếng trời không làm tăng giá trị trung bình Chi Minh City, Vietnam. của hệ số áp suất trên cả bề mặt mái, nhưng làm tăng hệ số [6] H. Awbi, Ventilation of Buildings, Spon Press, 2003. (BBT nhận bài: 05/03/2015, phản biện xong: 09/04/2015)