Bàn Về Phương Pháp Thiết Kế Kiến Trúc Xanh Tại Việt Nam

Xem 3,564

Cập nhật thông tin chi tiết về Bàn Về Phương Pháp Thiết Kế Kiến Trúc Xanh Tại Việt Nam mới nhất ngày 09/05/2021 trên website Theindochinaproject.com. Hy vọng nội dung bài viết sẽ đáp ứng được nhu cầu của bạn, chúng tôi sẽ thường xuyên cập nhật mới nội dung để bạn nhận được thông tin nhanh chóng và chính xác nhất. Cho đến thời điểm hiện tại, bài viết này đã đạt được 3,564 lượt xem.

--- Bài mới hơn ---

  • Công Ty Tnhh Giải Pháp Kiến Trúc Xanh
  • Giải Pháp Năng Lượng Xanh Cho Tương Lai
  • Các Giải Pháp Năng Lượng Xanh Và Tầm Quan Trọng
  • Tiêu Chuẩn Xây Dựng Việt Nam Tcxdvn 362:2005 Về Quy Hoạch Cây Xanh Sử Dụng Công Cộng Trong Các Đô Thị
  • Tiêu Chuẩn Quốc Gia Tcvn 9257:2012 Về Quy Hoạch Cây Xanh Sử Dụng Công Cộng Trong Các Đô Thị
  • Năm 2021, Hội KTS Việt Nam đã ban hành “Tiêu chí kiến trúc xanh Việt Nam” với 5 nội dung cơ bản, vừa định tính, vừa định lượng, giúp người thiết kế kiến trúc dễ dàng tìm kiếm ý tưởng, giải pháp để tạo ra một công trình theo hướng mong đợi của Kiến trúc Việt Nam thế kỷ 21 – Đó là xu hướng Kiến trúc bền vững, Kiến trúc xanh (Sustainable/Green Architecture) mà những người làm kiến trúc trên cả thế giới đang theo đuổi.

    Hội thảo Đánh giá, công nhận, cấp chứng chỉ công trình xanh ở Việt Nam

    Nói một cách đơn giản, một công trình đạt được “Danh hiệu Kiến trúc xanh” phải đáp ứng tốt nhất hai nội dung cơ bản:

    • Về Kiến trúc: Phải “Đẹp” về bản sắc dân tộc, tiên tiến; “Đẹp” về xã hội, nhân văn.
    • Phải tạo ra một “Công trình xanh”: Thân thiện với môi trường, bảo tồn được các hệ sinh thái, tiết kiệm tài nguyên và có hiệu quả cao về năng lượng.

    Để tạo ra một công trình thỏa mãn (theo nhiều mức độ) mô hình Kiến trúc xanh nói trên cần có sự hợp tác chặt chẽ giữa những người thiết kế kiến trúc với các kỹ sư vật liệu, thiết bị, công nghệ, xây dựng từ lúc dự án đang ở giai đoạn phác thảo. Ông Trương Vĩnh Hồ, Trưởng khoa Kiến trúc, Viện công nghệ Massachusetts viết rằng: “… Trước khi bước vào kỷ nguyên của tính bền vững, các KTS thường khởi đầu và thực hiện phác thảo dự án mà không có sự tham gia của các kỹ sư cho đến tận giai đoạn sau, giai đoạn phát triển thiết kế. Trình tự thiết kế như vậy đang trở nên lỗi thời. Ngày nay, nếu một KTS định phát triển một tòa nhà tiết kiệm năng lượng, thì ngay từ đầu anh ta phải cộng tác với các kỹ sư. Kỹ sư và các nhà khoa học đã thực sự trở thành những người cùng thiết kế với chúng ta …”.

    Bài viết này bàn về phương pháp thiết kế kiến trúc xanh (KTX) ở Việt Nam với ưu tiên nhằm tạo ra một “Công trình xanh” .

    1. Tổng quan về phương pháp thiết kế KTX ở Việt Nam

    Một công trình bên cạnh góc nhìn thuần túy kiến trúc, phải gắn với vị trí lãnh thổ, khí hậu, lối sống, sự thích ứng của người Việt Nam. Lãnh thổ nước ta nằm trọn và kéo dài trong vùng nhiệt đới , với gần 3400 km bờ biển (các đô thị lớn thường nằm cách biển trong khoảng 5 – 100 km) – là một lợi thế rất lớn về khí hậu, với gió mùa (thường là gió mát, sạch sẽ) và gió biển (breeze), đặc biệt là các địa phương từ Đà Nẵng về phía Nam. Điều này hoàn toàn khác với các nước có một mùa đông lạnh (thường ở vĩ độ V= ≥ 30o) và xa biển.

    Lấy ví dụ, Luật Xây dựng Trung Quốc chia lãnh thổ thành 3 vùng:

    • Vùng cần sưởi ấm (như Bắc Kinh, V= 40oB), trong đó năng lượng để sưởi ấm nhà ở chiếm tới 80%.
    • Vùng chuyển tiếp chiếm 2/3 lãnh thổ (như Thượng Hải, V=30oB), vừa cần sưởi ấm, vừa làm mát.
    • Vùng phía Nam, làm mát là chính.

    Như vậy, Trung Quốc có khoảng 4/5 lãnh thổ cần sưởi ấm trong năm, nên tường phải cách nhiệt tốt, cửa thường có 2-3 lớp kính và phải đóng kín trong suốt thời gian đó.

    Tương tự, nước Nga vĩ độ 50 – 80 o, các nước châu Âu vĩ độ 40 – 66 o, Bắc Âu vĩ độ 60 – 70 o … đều đặc biệt quan tâm các giải pháp giữ nhiệt, giảm năng lượng điện tiêu thụ để sưởi ấm nhà trong mùa đông lạnh.

    Ngược lại, trong vùng khí hậu nóng, nhiều thời gian, nhiều công trình, phải dùng hệ thống điều hòa không khí (ĐHKK) để làm mát. Vấn đề giảm nhiệt từ bức xạ mặt trời (BXMT) qua cửa sổ vào phòng, làm tăng tải trọng lạnh của hệ thống ĐHKK phải đặc biệt quan tâm nhằm nâng cao hiệu quả năng lượng của tòa nhà. Bởi vì phần nhiệt này thường chiếm tới 70 – 85% tổng lượng nhiệt truyền qua vỏ nhà vào phòng. Ngày nay, với cửa sổ 2 lớp dùng kính Low-E có thể bảo đảm giảm lượng nhiệt truyền qua (đánh giá bằng giá trị U) và đặc biệt giảm trực xạ mặt trời xuyên qua kính (đánh giá theo SHGC), mà vẫn cho ánh sáng vào phòng. Tuy nhiên, giá tiền loại kính này khá cao, khoảng 2 – 3 triệu VNĐ/m.

    Các công trình xây dựng trên lãnh thổ Việt Nam, nói chung không cần sưởi ấm trong mùa đông, còn trong mùa nóng, tùy theo công trình (hoặc không gian hoạt động trong nhà), có thể chia làm 2 loại:

    • Các công trình (không gian) cần làm mát bằng hệ thống ĐHKK. Khi đó vỏ nhà, đặc biệt cửa kính cần đóng kín và có khả năng giảm lượng nhiệt truyền vào nhà. Nhiều nhà văn phòng, hành chính, khách sạn thuộc loại này.
    • Các công trình (không gian) mở cửa đón không khí tự nhiên, không dùng ĐHKK. Các trường học nói chung bao gồm các trường trung học cơ sở, phổ thông và cả đại học, phần lớn nhà ở, đặc biệt các nhà xây dựng ở phần lãnh thổ phía Nam và ven biển đều thuộc loại này.

    Có người cho rằng, người thiết kế nhà cứ việc làm nhà theo hình thức đóng kín, khi nào cần đón tự nhiên thì mở cửa ra. Nếu vậy, ví dụ, cửa kính với chất lượng cao và đắt giá kia còn có ý nghĩa gì? Nhưng quan trọng hơn là phương pháp thiết kế, với các chiến lược và giải pháp áp dụng cho hai hướng thiết kế là hoàn toàn khác, thậm chí trái ngược nhau.

    Đề xuất: Thiết kế các công trình trên lãnh thổ Việt Nam, cần thực hiện theo 2 định hướng khác nhau:

    • Định hướng 1: Nhà (hoặc không gian) đóng kín để sử dụng ĐHKK.
    • Định hướng 2: Nhà (hoặc không gian) mở, đón gió và không khí tự nhiên.

    Hai định hướng trên được lựa chọn dựa trên 3 cơ sở:

    • Đặc điểm “sinh khí hậu” của địa điểm xây dựng với tỷ lệ phần trăm thời gian xuất hiện các loại thời tiết nóng, lạnh, tiện nghi khác nhau.
    • Đặc điểm sử dụng, văn hóa, lối sống kể cả sự thích ứng.
    • Đặc điểm địa hình (đồng bằng, ven biển, núi cao, …).

    Bảng 1. So sánh cách tiếp cận kiến trúc theo hai định hướng thiết kế

    Tiêu chí so sánhĐịnh hướng đóng kín, sử dụng ĐHKKĐịnh hướng mở đón không khí tự nhiên

    – Đóng kín

    – Hợp khối, không gian chặt/đặc;

    – Diện tích vỏ nhà giảm tối thiểu

    – Mở, thoáng, hở;

    – Phân tán, hòa nhập thiên nhiên;

    – Diện tích vỏ nhà lớn, mở.

    – OTTV, U, SHGC (càng nhỏ càng hiệu quả).

    – Thông gió vệ sinh

    – Vận tốc và diện tích thoáng gió,

    – Nhiệt độ bề mặt trong kết cấu,

    – Thông gió xuyên phòng

    (vận tốc 0,5 – 1,5 m/s)

    Hệ thống ĐHKK

    (trung tâm, cục bộ)

    Quạt điện

    – Giảm trực xạ MT chiếu lên kính, tường

    – Che nắng cho cửa kính

    – Đón gió mát

    – Che nắng (vào phòng)

    Xấu: Ảnh hưởng (bệnh nhà đóng kín) + Thải CO 2

    Tốt: Ứng phó tốt với BĐKH

    2. Thiết kế theo định hướng đóng kín, sử dụng ĐHKK

    Theo định hướng này, sự truyền nhiệt qua vỏ công trình, đặc biệt, lượng nhiệt truyền và xuyên qua cửa sổ hoặc tường kính vào nhà ảnh hưởng quyết định đến năng lượng sử dụng hệ thống ĐHKK. Hai chỉ tiêu quan trọng đánh giá vỏ công trình là:

    • Lượng nhiệt truyền qua 1m2 các kết cấu vỏ nhà (tường, mái, cửa) trong 1 giờ, ký hiệu U, W/m2. Do vỏ nhà có nhiều kết cấu với vật liệu khác nhau, nên các nước trên thế giới đều thống nhất đánh giá bằng một giá trị U trung bình của toàn vỏ nhà (có xét đến diện tích và BXMT chiếu lên tường theo các hướng), gọi là Chỉ số truyền nhiệt tổng (của tường, hoặc mái nhà), ký hiệu OTTV (Overall Thermal Transfert Value), W/m2.
    • Hệ số hấp thụ nhiệt của kính, ký hiệu SHGC (Solar Heat Gain Cofficient). Xét đến phần trực xạ mặt trời truyền qua và xuyên qua cửa kính vào nhà. Các nhà sản xuất sẽ cung cấp giá trị này tương ứng với các loại kính khác nhau.

    Các giá trị OTTV và SHGC càng thấp, lượng nhiệt vào nhà càng ít, năng lượng tiêu thụ cho ĐHKK càng giảm, công trình càng có hiệu quả cao về năng lượng.

    Quy chuẩn Việt Nam (QCVN 09:2013/BXD) quy định đối với các công trình sử dụng ĐHKK như sau:

    a. Giá trị OTTV phải tuân thủ:

    • Đối với tường, OTTVT không vượt quá 60 W/m2;
    • Đối với mái, OTTVM không vượt quá 25 W/m2.

    b. Giá trị SHGC của kính quy định theo hướng cửa sổ và tỷ lệ diện tích kính trên mặt chính, thay đổi từ 0,9 (đối với hướng bắc khi tỷ lệ kính 20%) đến 0,17 (đối với hướng Bắc khi tỷ lệ kính 100%).

    Chỉ dẫn thiết kế:

    1. Nhà thiết kế hợp khối, tổ chức không gian chặt, đặc, càng giảm diện tích vỏ nhà càng có lợi. Đã có những nghiên cứu tìm hình dạng nhà để diện tích vỏ nhà nhỏ nhất khi cùng một diện tích sử dụng.
    2. Nhà sử dụng ĐHKK cần ưu tiên hướng giảm BXMT chiếu lên vỏ nhà, ví dụ nhà hướng Bắc / Nam có lợi hơn nhà hướng Đông, Tây.
    3. Hình dạng nhà có lợi khi giảm diện tích tường và cửa sổ ở các hướng có BXMT lớn. Nhà có mặt bằng dạng hình vuông, hình tròn hoặc gần các hình này không được coi là hợp lý nếu xét về ảnh hưởng của nhiệt mặt trời. Các hướng bất lợi ở Việt Nam theo thứ tự là: Tây, Đông, Tây Bắc, Tây Nam.
    4. Cần sử dụng kính hợp lý theo hướng cửa sổ, phù hợp với cường độ và thời gian BXMT chiếu lên cửa sổ hướng đó.
    5. Các không gian chuyển tiếp kín (giữa trong và ngoài nhà) thiết kế hợp lý có vai trò như lớp cách nhiệt bổ sung, làm giảm tổn thất năng lượng trong các không gian chính sử dụng ĐHKK.
    6. Nhà ĐHKK, kể cả không gian sử dụng thiết bị ĐHKK cục bộ, cần quan tâm vấn đề TGTN và vệ sinh môi trường.

    Với các phân tích nêu trên, có thể rút ra kết luận về cách tiếp cận thứ nhất cho vùng nhiệt đới (nhà đóng kín, sử dụng ĐHKK) là: Các công trình cần quan tâm hình dạng, diện tích và cấu tạo vỏ nhà nhằm giảm tối thiểu lượng nhiệt truyền qua, ưu tiên hướng nhà giảm BXMT chiếu lên các bề mặt công trình, đặc biệt là chiếu lên cửa kính.

    3. Thiết kế theo định hướng không gian mở, đón nhận không khí tự nhiên

    Theo định hướng kiến trúc mở, lượng nhiệt truyền qua vỏ vào nhà không còn ý nghĩa, bởi vì khi phòng được thông gió tự nhiên (TGTN) tốt, nhiệt truyền vào đã được gió mang ra ngoài, không làm tăng đáng kể nhiệt độ không khí trong nhà. Giá trị SHGC của kính lúc này cũng không còn ý nghĩa, vì khi cửa sổ mở, trực xạ đi trực tiếp vào phòng, không qua kính. Lúc này cần quan tâm các bề mặt ngoài bị BXMT đốt nóng sẽ nâng cao nhiệt độ bề mặt trong nhà. Các bề mặt trong nhà sẽ trao đổi nhiệt bức xạ với cơ thể người. Nhiệt độ càng lớn, cơ thể càng ít được tỏa nhiệt, và khi nhiệt độ trên 34 – 35 oC (lớn hơn nhiệt độ mặt da) cơ thể còn bị nhận thêm nhiệt bức xạ, càng gây ra cảm giác nóng bức.

    Phần trực xạ mặt trời xuyên qua cửa sổ mở vào nhà (không đi qua kính) sẽ nung nóng các bề mặt tiện nghi trong nhà. Đặc biệt, khi nắng chiếu lên người sẽ làm cơ thể nhận thêm một lượng nhiệt trực tiếp khá lớn, khi chiếu lên thiết bị, sách vở sẽ gây “lóa (glare)”, làm mất tiện nghi ánh sáng.

    Thiết kế kiến trúc theo định hướng này cần quan tâm các vấn đề sau đây:

    • Diện tích hoạt động được thông gió tự nhiên xuyên phòng (thông gió có vận tốc).
    • Kiểm soát các không gian trong nhà bị nắng (BXMT trực tiếp) chiếu. Lưu ý thêm rằng, bên cạnh ảnh hưởng xấu của trực xạ mặt trời về Vi khí hậu và ánh sáng, thì nắng lại có tác dụng vệ sinh môi trường. Tùy theo đặc điểm sử dụng của các không gian trong công trình (ví dụ nhà ở), người thiết kế có thể đặt ra các yêu cầu chiếu nắng khác nhau.
    • Kiểm soát nhiệt độ bề mặt nội thất, đặc biệt cần quan tâm trị số nhiệt độ mặt trong cực đại (Ttmax) và thời điểm xuất hiện của nó.

    Chỉ dẫn thiết kế:

    1. Nhà, tổ hợp công trình nên tổ chức phân tán, hòa nhập với thiên nhiên, ví dụ xen vào rừng cây, biển, sông, hồ… để thuận lợi đón không khí tự nhiên, lợi dụng những thuận lợi mà thiên nhiên mang lại.
    2. Kiến trúc mở, hở, thoáng, đón gió mát (đặc biệt gió từ biển). Phải tạo được “thông gió xuyên phòng” (cross ventilation) – thông gió có vận tốc trên toàn diện tích hoạt động. Đồng thời phải có giải pháp kiểm soát vận tốc gió, kể cả các không gian công cộng, đặc biệt trên các tầng cao.

    Tổ chức các không gian chuyển tiếp “nửa kín / nửa hở” – người Nhật gọi là “không gian năng lượng Zê-rô”, là các không gian “dẫn gió” vào các phòng.

    Tổ chức các sân trong, giếng trời – được coi là “Lõi sinh thái” (Ecological Core) của tòa nhà có ảnh hưởng trực tiếp tới TGTN (và cả chiếu sáng), rất thích hợp cho hoạt động của con người trong các thời tiết nóng, lạnh, đặc biệt khi có mưa, bão nhiệt đới.

    Kết hợp giữa TGTN với thông gió cơ khí (sử dụng quạt gió) là cần thiết, cũng là kinh nghiệm chống nóng lâu đời của người Việt Nam.

    3. Che nắng hiệu quả cho cửa sổ, theo vị trí mặt trời. Điều này đúng cho cả nhà ĐHKK và nhà đón nhận tự nhiên, chỉ khác là nhà TGTN không nên và không cần dùng các loại kính có giá trị U và SHGC thấp, vừa tốn kinh phí, vừa không mang lại hiệu quả năng lượng;

    Nhà có kết cấu che BXMT, mặt nhà “không phơi nắng” tạo thành nét đặc trưng của kiến trúc nhiệt đới, gọi là “Phong cách kiến trúc nhiệt đới / Tropical Architectural Style”.

    4. Kiểm soát nhiệt độ mặt trong của phần vỏ nhà (tường hoặc mái) bị BXMT thiêu đốt bằng cấu tạo đặc biệt, không áp dụng nguyên tắc “khối nhiệt” (thermal mass) mà nên sử dụng kết cấu nhiều lớp, có lớp không khí lưu thông.

    5. Tổ chức các “không gian xanh” (hiên xanh, sân xanh, mái xanh và cả mặt đứng xanh) trong công trình, vừa giảm trực xạ mặt trời, giảm nhiệt độ, cải thiện chất lượng không khí và cảnh quan kiến trúc.

    6. Vật liệu mặt ngoài và cấu tạo vỏ nhà cũng góp phần chống nóng cho không gian trong nhà.

    4. Áp dụng (ví dụ) cho công trình vừa có không gian đóng kín ĐHKK vừa có không gian mở đón tự nhiên: Trung tâm hành chính Đà Nẵng

    Đề xuất cải tạo với sự tham gia của các chúng tôi Ngô Hoàng Ngọc Dũng và Nguyễn Kiên Cường như sau:

    1. Các “hiên kín” được mở trực tiếp ra ngoài, tạo thành “hiên xanh”, thông với một “hành lang ngoài” (rộng 1,5m) từ hướng đông kéo dài đến hướng Bắc và Nam, nhằm đón gió mát chủ đạo hướng Đông và Nam. Không khí biển được lấy trực tiếp từ các “hiên xanh” và một số cửa sổ trên hành lang ngoài, từ đây có cửa sổ mở đón gió vào các phòng làm việc. Có thể đặt thêm “quạt thổi gió” ở độ cao 2,0m để kiểm soát vận tốc gió vào phòng.
    2. Không gian làm việc lớn có vách ngăn tạo thành nhiều “phòng” nhỏ hơn, nâng cao sự tập trung chú ý khi làm việc. Các phòng làm việc được ngăn cách bằng “vách lửng” với hành lang trong để thoát gió sang phía Tây tòa nhà.
    3. Không khí từ hành lang trong được dẫn để thoát ra ngoài ở phía Tây tòa nhà. Các miệng thoát gió có “quạt đẩy” gió ra ngoài.
    4. Thiết kế thêm cấu tạo che nắng: Toàn hệ thống che nắng được chia thành 16 “lớp”. Mỗi lớp gồm 2 tầng, diện tích khoảng 300m2 , bằng ¼ chu vi tòa nhà, được làm từ nhôm, có khối lượng khoảng 1000 kg, có thể xoay quanh toàn vỏ nhà trên hệ thống “ray” để che ¼ bầu trời có nắng, tùy thuộc vị trí mặt trời mỗi ngày và mỗi tháng trong năm. ¾ bầu trời còn lại được mở để lấy ánh sáng tự nhiên, đồng thời có thể điều chỉnh giảm bớt độ rọi trong nhà bằng hệ thống rèm trong (tránh dư thừa ánh sáng gây chói chang, căng thẳng).

    Đánh giá sơ bộ các giải pháp đề xuất:

    • Không gian mở TGTN chiếm khoảng 60% diện tích tòa nhà. Nếu chỉ TGTN 85% số giờ tiện nghi, đã giảm được tối thiểu 50% năng lượng của hệ thống ĐHKK.
    • Nâng cao chất lượng môi trường không khí trong nhà nhờ được thở hít không khí biển mát và trong sạch.
    • Nâng cao tiện nghi môi trường làm việc của nhân viên với các hiên xanh, không gian giao tiếp, nghỉ ngơi thông trực tiếp với bên ngoài.
    • Toàn bộ vỏ kính của nhà che được TXMT hoàn toàn quanh năm. Giá trị SHGC của kính giảm được đáng kể (tối thiểu 50%), nhờ đó giảm tổn thất năng lượng của hệ thống ĐHKK.
    • Trong trường hợp làm mới hoặc thay thế kính, chỉ cần dùng loại kính hai lớp thường (có khí Argon) với giá trị U thỏa mãn QCVN 09:2013/BXD, không cần quan tâm giá trị SHGC (như kính Low-E, có giá thành cao đáng kể).
    • Ánh sáng tự nhiên được sử dụng tối đa, không cần sử dụng ánh sáng điện gần như quanh năm. Có thể kiểm soát CSTN bằng rèm trong mà không xảy ra “hiệu ứng nhà kính”.
    • Công trình mang phong cách kiến trúc nhiệt đới, có giá trị thẩm mỹ tốt.

    Tham khảo một số công trình có lối kiến trúc tương tự trên thế giới

    PGS. TS Phạm Đức Nguyên (UV Hội đồng Kiến trúc xanh – Hội KTS Việt Nam)

    (Bài đăng trên Tạp chí Kiến trúc số 07-2016)

    • Anna Ray – Jones ( Edited ). Sustainnable Architecture in Japan. The Green Buildings of Nikken Sekkei. 2000. Wiley- Academy.
    • QCVN 09:2013/BXD. Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về các công trình xây dựng sử dụng năng lượng hiệu quả.
    • Phạm Đức Nguyên. Phát triển kiến trúc bền vững, kiến trúc xanh ở Việt Nam. NXB Trí thức. 2012. Tái bản 2021.

    --- Bài cũ hơn ---

  • Kiến Trúc Xanh Với Sinh Viên Kiến Trúc
  • Giải Pháp Kiến Trúc Xanh Cho Trái Đất Xanh
  • Một Số Giải Pháp Thiết Kế Kiến Trúc Xanh Tiết Kiệm Năng Lượng
  • Kem Làm Hồng Nhũ Hoa Giá Bao Nhiêu?
  • (Review) Nước Tẩy Trang Bioderma Màu Hồng Và Xanh Dương, Xanh Lá
  • Bạn đang xem bài viết Bàn Về Phương Pháp Thiết Kế Kiến Trúc Xanh Tại Việt Nam trên website Theindochinaproject.com. Hy vọng những thông tin mà chúng tôi đã chia sẻ là hữu ích với bạn. Nếu nội dung hay, ý nghĩa bạn hãy chia sẻ với bạn bè của mình và luôn theo dõi, ủng hộ chúng tôi để cập nhật những thông tin mới nhất. Chúc bạn một ngày tốt lành!