Bài thu hoạch kết thúc học phần đề tài vật lý kiến trúc

tài liệu Bài thu hoạch kết thúc học phần đề tài vật lý kiến trúc

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM

KHOA KIẾN TRÚC _oOo _

BÀI THU HOẠCH KẾT THÚC

HỌC PHẦN

….………

ĐỀ TÀI: VẬT LÝ KIẾN TRÚC

Giáo viên giảng dạy: Nguyễn Thị Hồng Loan

Họ và tên SV: Nguyễn Hồ Thảo Linh

Lớp học phần: 2021030005008

Mã số sinh viên: 19510101094

TP.HCM, ngày 9 tháng 6 năm 2021

ĐỀ TÀI

1 Thiết kế công trình kiến trúc thích ứng với điều kiện khí hậu

2 Thiết kế các hình thức cấu trúc vỏ bao che thích ứng điều kiện khí hậu

3 Thiết kế công trình kiến trúc khai thác các điều kiện tự nhiên

4 Thiết kế các hình thức che nắng trên mặt đứng công trình kiến trúc

5 Thiết kế hệ thống kỹ thuật thông gió tự nhiên cho công trình

6 Thiết kế kiến trúc tiết kiệm năng lượng

7 Công trình kiến trúc dân gian thích ứng với điều kiện khí hậu.

NỘI DUNG

1 THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC THÍCH ỨNG

VỚI ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU:

1.1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC FPT HÀ NỘI

1 GIẢI PHÁP TỔ HỢP HÌNH KHỐI

Ý tưởng khối tòa nhà đặt chồng lên nhau được hình tượng từ bãi cỏ có cây xanh

và khối đất đi kèm Ngoài ra hình dáng trường FPT kết hợp mặt nước tạo cảnh quan.

Mặt tiền được thiết kế ô vuông đặc rỗng so le nhau tạo bóng mát chocông trình Để làm được những thiết kế này, các kiến trúc sư đã dùngphương pháp sử dụng hững module bê tông đúc sẵn có giáthành hợp lý, đảm bảo chất lượng Những module này được sảnxuất trong nhà máy để đảm bảo sựan toàn cho công nhân, giảm thiểu lãngphí vật liệu và thời gian xây dựng

2 GIẢI PHÁP THÔNG GIÓ TỰ NHIÊN

Thông gió tự nhiên theo phương ngang:

Thông thường, cách tốt nhất là không nên bố trí các lỗ mở đối

nhiên là cách thông gió tốt nhất nhưng nó cũng có thể làm cho một số vịtrí trong phòng được làm mát và thông gió tự nhiên các vị tríkhác thì không Việc bố trí các lỗ mở đối diện nhau, nhưng không ngangbằng nhau, giúp cho không khí trong phòng được hòa đều, khí tươi vàlàm mát được phân tán một cách tốt hơn.

3 GIẢI PHÁP CHIẾU SÁNG

Việc áp dụng các thiết kế xanh vào công trình sẽ tậndụng được những nguồn tài nguyên thiên nhiên vô tận như ánh nắng,nước, gió để đem lại bầu không khí dễ chịu và trong lành bênt rongcôngtrình

1.2 TRƯỜNG TIỂU HỌC CỘNG ĐỒNG PARKBROW

1. GIẢI PHÁP TỔ HỢP HÌNH KHỐI

Trục công trình hướng Đông Bắc- TâyNam, mặt chính hướng ra đường lớn (hướng Tây Bắc) đảm bảo thuận tiệntiếp cận, mặt tiền cũng như vẫn đảm bảo được hướng lớp học đủ ánhsáng.Tạo điểm nhấn ở lối vào bằng hình khối có điểm hút

Tòa nhà được thông gió chủ yếu là thônggió tự nhiên Tất cảcácphòng học đượcthiết kế có phần ốngkhói thu gió từ các lỗcửa trên mặttiền vàlưới tản nhiệt.

3. GIẢI PHÁP CHIẾU SÁNG

Công trình tận dụng mở cửa kính ởcác phòng học phía nam tận dụngtối đa nguồn ánh sáng tự nhiên

1.3 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HUẾ

1 TRÁNH NẮNG HƯỚNG TÂY

Sử dụng bức tường hoa gió kết hợp hành lang làm không gian chuyểntiếp giúp không gian bên trong phòng được mát mẻ hơn, nhất là vàonhững ngày hè

2 LẤY ÁNH SÁNG HƯỚNG BẮC, NAM

Sử dụng hệ thống lam ngang, ô văng vươn xa giúp lấy được tia sángnhưng tránh ánh nắng chiếu cao của hướng Bắc, Nam

3 THÔNG GIÓ, TRÁNH MƯA LŨ

Sử dụng hoa gió để thông gió tự nhiên Sử dụng mái đưa dài và hệthống ô văn cho để tránh mưa hắt vào công trình.

Sử dụng cửa lá xách để thông gió tự nhiên Huế là vùng có lũ nênđược nâng lên khá cao so với mặt đất

Sử dụng cầu thang xương cá hở chân để tăng sự thông thoáng tựnhiên

2 THIẾT KẾ CÁC HÌNH THỨC CẤU TRÚC VỎ BAO

CHE THÍCH ỨNG ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU:

2.1 TRƯỜNG TIỂU HỌC CỘNG ĐỒNG PARKBROW

Công trình dùng bê tông ở mặt đứng hướng Tây Bắc và Tây Nam( khối hành chính).Sử dụng kính mở hoàn toàn ở mặt đứng hướng ĐôngNam và Đông Bắc ( khối lớp học).Tất cả các lớp học tạo ra 1 không gian

mở bằng việc sử dụng kính ốp từ trần đến sàn ( bên trong lẫn bên ngoài)

2.2 TRƯỜNG ĐẠI HỌC FPT HÀ NỘI

Mái nhà được phủ cỏ xanh nên nhìn từ trên cao, khốinhà trở thành một phần của thiên hiên Mọi người cũng có thể lên cácsân thượng, ban công ngoài phòng học để tận hưởng khí trời Giải phápnày trong kiến trúc gọi là mái 2 lớp dung để cách nhiệt vì đát cỏ có khảnăng thoát nhiệt tốt hơn rất nhiều so với sàn bê trông truyền thốngnhư bây giờ

2.3 TAIPEI ROOFS:

Phân bố theo hướng gradient tạo thành nhánh của dòng nước mưa,hoặc mạng lưới Một mái nhà, một máng xối thẳng đứng và một cột dọcmỏng tạo nhịp điệu cho cao độ.

Nói cách khác, dòng chảy của nước mưa được tạo nên mặt tiền củakiến trúc này Gió thổi qua thành phố sẽ lan tỏa khắp bề mặt không bằngphẳng phân tán và mềm mại, do nâng cao sự thoải mái của sân thượng

Nó cũng giảm thiểu sự xuất hiện của "gió xây dựng"

2.4 HOTEL LE BOUTON:

Thời tiết miền Trung nắng nóng, mưa nhiều và đặc biệt là bão, do đó cầnphải cân nhắc kỹ lưỡng trong việc lựa chọn vật liệu tối ưu nhất để chốngchịu với điều kiện khí hậu khắc nghiệt, đặc biệt là công trình này nằm gần

biển

Giải pháp kết hợp sử dụng các tấm che đủ dày và chắc để chịu đượcnắng gắt, tính toán tỉ mỉ về hướng thẳng đứng của tòa nhà để khai thácgió tự nhiên và hạn chế sử dụng điều hòa, góp phần tiết kiệm năng lượng

và bảo vệ môi trường

2.5 PARDIS KHANEH APARTMENT BUILDING:

Ánh sáng mặt trời chiếu vào lúc bình minh và hoàng hôn tạo ra bầukhông khí nhẹ nhàng trong ngôi nhà có nguồn gốc từ kiến trúc truyềnthống của Iran, khiến nó không mang tính thẩm mỹ mà còn đáp ứng khíhậu của tòa nhà

Lưới gỗ năng động linh hoạt đến mức người dùng có thể mở hoặcđóng để điều chỉnh sự riêng tư Để có đường chân trời nghệ thuật hơn,một thiết bị che nắng phẳng màu đen được thiết kế trên đỉnh mái Có mộtkhu vườn nhỏ ở tiền sảnh của ngôi nhà với những cây nhỏ và bụi tạo nên

vẻ đẹp đặc biệt

2.6 CHINA ACADEMY OF ARTS’ FOLK ART MUSEUM:

Những tấm ngói cũ cho cả bức bình phong và mái nhà đến từ những ngôinhà địa phương

Kích thước của chúng đều khác nhau, và điều đó giúp kiến trúc hòanhập với mặt đất một cách tự nhiên

3 THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC KHAI THÁC

CÁC ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN:

Ba hướng tối ưu cùng hội tụ, cần tận dụng trong việc chọn hướng nhà

trong quy hoạch

Công trình tận dụng bóng đổ của đồi núi

Công trình tận dụng bóng đổ của cây to

Công trình tận dụng bóng đổ của nhà cao

Công trình tận dụng lợi thế gần sông – hồ

Quy hoạch hướng nhà, chiều cao và khoảng cách đảm bảo sự tối ưu về

năng lượng

Hình khối công trình ảnh hưởng đến chiếu sáng tự nhiên và hiệu quả năng

lượng

Phân khu chức năng hợp lý là giải pháp chủ động tiết kiệm năng lượng

trong công trình

Hướng tiếp cận chính không trùng với hướng năng lượng, sẽ là một

trường hợp bất lợi theo cách thiết kế thông thường

Nguyên tắc điều chỉnh các phòng trong trường hợp bất lợi về hướng để

đạt hiệu quả năng lượng

Điều chỉnh hướng nhà và thiết kế đô thị để đạt hiệu quả năng lượng cao

3.1 DINH ĐỘC LẬP

Diện tích tiếp xúc với thiên nhiên, khoảng không, cây xanh và mặtnước được đẩy lên hết mức có thể, thiên nhiên không chỉ ở bên ngoài màcòn hiện thân trong công trình

Bên trong công trình còn có hồ nước, tiểu cảnh Được lấy sáng phíatrên giúp điều hòa nhiệt độ và tạo cảm giác gần gũi với thiên nhiên hơn

4 THIẾT KẾ CÁC HÌNH THỨC CHE NẮNG TRÊN MẶT

ĐỨNG CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC:

Mặt đứng hai lớp giúp thông gió tự nhiên hiệu quả, không trực tiếptheo kiểu xuyên phòng mà đi chéo qua các khoảng mở so le của lớp vỏtrong và lớp vỏ ngoài để tránh gió lạnh mùa đông lùa thẳng vào phòng,cung cấp không khí tươi cho các không gian văn phòng và không gian ở,hạn chế sử dụng các hệ thống điều hòa không khí cơ khí, đồng thời giảmtiếng ồn từ bên ngoài vọng vào

Mặt đứng hai lớp hạn chế nhiệt lượng và ánh nắng vào công trình

Kết cấu che nắng dạng thanh nằm ngang

Kết cấu che nắng bằng hợp kim nhôm

Mặt đứng khu học xá Kolding (Đan Mạch)

Mặt đứng tòa tháp Al-Bahar

Tác dụng của bức tường thực vật

Các hình thức che nắng kết hợp di chuyển và cố định

Điều chỉnh tia nắng vào công trình theo mục đích sử dụng

Tác dụng của các hình thức che nắng mặt đứng

Các hình thức che nắng cố định

Sử dụng độ nhô ra thụt vào của các khối công trình đề che nắng trên mặt

đứng

Sử dụng hình thức che nắng 2 lớp

4.1 BIMA MICRO LIBRARY:

Với 2000 hộp kem đã qua sử dụng được gắn vào mặt tiền dưới dạng

mã nhị phân (0 và 1) Thông điệp có thể được đọc bắt đầu từ trên cùngbên trái và lặp đi lặp lại các đường xoắn ốc xung quanh chu vi

Mặt tiền không chỉ mang lại ý nghĩa bổ sung cho tòa nhà mà còn tạo

ra luồng ánh sáng dễ chịu trong nhà khi phân tán ánh sáng mặt trời trựctiếp, đồng thời đóng vai trò như những bóng đèn tự nhiên

5.Thiết kế hệ thống kỹ thuật thông gió tự nhiên cho công trình

5.1 PASSIVE HOUSE PAVILION OF LONGFOR

Bên cạnh tuyến triển lãm thông thường, giếng trời còn mang đến mộttuyến đường khác cho khách tham quan, có thể tạo ra trải nghiệm vềkhông gian cảnh quan

Khoảng thông tầng bậc thang, kết nối cảnh quan ngoài trời vớikhông gian bên trong, xóa nhòa ranh giới giữa trong nhà và ngoài trời,

5.2 QUITO PUBLISHING HOUSE:

Vì không có yếu tố nào chiếu bóng lên tòa nhà nên mặt tiền phía đôngbắc và đông nam phải chịu sự tiếp xúc đáng kể của năng lượng mặt trời,đặc biệt là trực tiếp vào buổi sáng

“Bức màn” cho phép điều chỉnh lượng năng lượng mặt trời đượcchuyển từ bên trong tòa nhà ra bên ngoài, như một bộ lọc, được hiểu nhưmột bức tường sinh học, có lớp da tương tác và có khả năng phản ứng vớicác biến đổi nhiệt độ và độ ẩm

Sân trung tâm hoạt động như một ống khói hút không khí về phía cácphần trên của tòa nhà và cũng đóng vai trò như một ống dẫn ánh sángzenithal được đưa vào lõi của tòa nhà ở các tầng thấp hơn.

5.3 JOHN AND FRANCES ANGELOS LAW CENTER:

Các cửa sổ có thể mở được ở giếng trời được điều khiển hoàn toànbởi hệ thống tự động hóa của tòa nhà dựa trên sự thuận lợi của các điều

Hệ thống sưởi và làm mát tích hợp theo cấu trúc (ống nước bức xạnhúng trong tấm kết cấu bê tông sâu 11 inch) được kết hợp với hệ thốngthông gió kết hợp là phương pháp điều hòa nội thất chính

Thông gió theo áp lực khí động và áp lực nhiệt

5.4 EMPRESA DE DESARROLLO URBANO:

Với hệ thống thông gió hướng gió, không khí trong lành được đẩyvào từ các phía Nhưng với hệ thống thông gió nổi, không khí trong lànhđược hút vào từ các phía — bởi cột không khí ấm áp lên ống khói.

Vào những ngày nắng nóng, khi công suất sử dụng cao, có thể không

có đủ gió để thổi sạch nội thất bên trong Nhưng thông gió nổi thì khác:khi sức chứa tăng lên thì động lực cũng tăng theo Nói cách khác, sức nổi

là một động lực mà bạn có thể tạo ra Theo thiết kế, chúng tôi có thể duytrì một “làn gió” một cách đáng tin cậy khi không có gió

5.5 TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y DƯỢC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Sử dụng mặt nước, vườn trên mái vừa để tạo cảnh quan vừa là giải phápcho kiến trúc vi khí hậu vùng nhiệt đới nóng ẩm gió mùa

Sử dụng hoa gió, hệ thống lam đứng, lam ngang giúp thông thoáng tựnhiên cho công trình

Sử dụng tường hoa gió kết hợp hành lang tạo khoảng không chuyểntiếp là một giải phái của kiến trúc sinh thái.

5.6 NHÀ QUÊ RA PHỐ:

Hệ thống điện thông minh điều khiển các thiết bị linh hoạt, chính xác,tiết kiệm, quản lý tối ưu hóa năng lượng Tổ hợp pin mặt trời lắp đặt trênmái kính tạo ra 5kw/ngày, giảm đáng kể công suất tiêu thụ điện lưới Tổchức thu nước mưa từ diện mái rộng 370m2 đảm bảo lượng nước tướitiêu cho cây xanh trong vườn Mái vọt giảm thiểu hấp thụ nhiệt vào côngtình

6. THIẾT KẾ KIẾN TRÚC TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG:

6.1 TÒA NHÀ SỐ 3 KHOA MÔI TRƯỜNG, ĐẠI HỌC WATERLOO:

Tòa nhà sử dụng kỹ thuật và công nghệ về năng lượng để giảm mứctiêu thụ

Năng lượng mặt trời được khai thác qua các tấm pin đặt trên mái.Tất cả các không gian chức năng chính đều được chiếu sáng tự nhiêntốt nhờ hệ thống cửa kính tiết kiệm năng lượng (low-e)

Công trình sử dụng sản phẩm gỗ tự nhiên từ những khu rừng trongkhu vực được trồng để khai thác theo quy hoạch, và tỷ lệ sử dụng thép táichế lên tới 88%.

Không gian thông tầng có bề mặt được phủ xanh bằng các loại thựcvật trồng làm cảnh kết nối với hệ thống thông gió nhân tạo, đảm bảo chấtlượng khí tươi cung cấp cho các phòng chức năng suốt mùa đông giá lạnh,

và có khả năng lọc bụi cũng như loại bỏ các hợp chất hữu cơ bay hơi(VOC) và các tạp chất khác nếu lẫn trong luồng không khí lấy vào từ đầu

hệ thống

6.2 TRỤ SỞ HỘI ĐỒNG CÔNG TRÌNH XANH HOA KỲ:

Tỷ lệ không gian được chiếu sáng tự nhiên đầy đủ là 90% diện tíchsàn Ánh sáng nhân tạo được điều khiển bằng hệ thống quản lý chiếu sángcông nghệ số có cả các thiết bị cảm biến để giúp điều chỉnh ánh sáng ởchế độ tối ưu

Hệ vách kính lắp bên ngoài là kính có hiệu quả năng lượng (low-e).Năng lượng tái tạo được khai thác tại chỗ kết hợp với các trạm pháttrong phạm vi gần

Công trình tận dụng 75% lượng phế thải xây dựng, 30% vật liệu sửdụng trong toàn bộ công trình được tái chế từ vật liệu cũ, riêng hệ thốngtấm lợp mái bằng nhôm tỷ lệ này lên tới 90% nên tiết kiệm năng lượng ởdạng năng lượng hàm chứa (embodied energy).

Toàn bộ diện tích mái được phủ thực vật để hoàn trả lại diện tích xanhcủa đô thị đã được sử dụng để xây dựng công trình đồng thời giảm hấpthụ nhiệt về mùa hè

Nước được sử dụng để làm mát cho không gian bên trong dưới dạngthác nước chảy bao bọc khoảng thông tầng

6.3 NHÀ Ở KINGSPAN LIGHTHOUSE:

Trục chính (trục dài) của công trình quay về hướng chính Nam làhướng chuẩn về năng lượng

Trên mái có lắp các tấm pin năng lượng mặt trời với diện tích 46 m2

Các phòng chức năng được thiết kế vừa tối ưu lại vừa đủ

Hệ thống năng lượng bị động hoạt động vừa độc lập

Mức độ phát thải CO2 của Kingspan Lighthouse được tính toán ởmức 45 kg/năm.

Ngoại trừ các ô cửa đi và cửa sổ, toàn bộ hệ thống tường cấu tạo từvật liệu gỗ tái chế được sản xuất theo phương pháp công nghiệp, có nănglượng hàm chứa thấp

Ánh sáng mặt trời và thông gió tự nhiên được đảm bảo qua hệ cửakính Ống thông gió thẳng đứng kiêm đường dẫn sáng, cùng với các ôcửa mái lấy thêm ánh sáng tán xạ từ trên xuống cho các không gian tầnghai và gác lửng

Cầu thang để khoảng hở giữa các tấm bậc, giúp ánh sáng có thể điqua, len lỏi vào bên trong

Các kết cấu che nắng bao gồm mái đua ở hướng Nam, các tấm chắnnắng lớn điều khiển đóng – mở trượt trên hệ ray cho cửa sổ hướng Tây.Tường được chèn lớp cách nhiệt khá dày để giảm thiểu tổn thất nhiệt

về mùa đông

6.4 TÒA NHÀ BIQ Ở HAMBURG:

Loại tảo lục được các nhà khoa học Đức nuôi cấy thành công trongtrường hợp này hiệu quả cao gấp năm lần so với các nguồn năng lượngsinh khối (biomass) khác trên cùng một đơn vị diện tích và trong cùngmột điều kiện chiếu sáng

Vi tảo lục sau khi qua khâu kiểm tra về tình trạng sinh trưởng nếu đạtyêu cầu sẽ được cấy vào giữa hai lớp kính phủ ngoài trên hai mặt đứngchính quay về hướng Đông Nam và Tây Nam, mỗi hướng có diện tíchmặt kính hơn 120 m2

Ngoài năng lượng sinh khối, các nguồn năng lượng tái tạo khác đượckhai thác nhằm đáp ứng hoàn toàn nhu cầu tiêu thụ năng lượng của tòanhà, gồm năng lượng mặt trời (từ các tấm pin năng lượng mặt trời đặttrên mái), năng lượng địa nhiệt (lỗ khoan sâu 80 m xuống lòng đất ngaybên cạnh để sưởi ấm theo hệ thống ống đi ngầm sàn) và năng lượng gió(từ các trạm điện gió dọc biển Bắc) Đây cũng là một trong số những ví

dụ hiếm hoi trên thế giới khi một công trình khai thác hiệu quả cùng mộtlúc bốn nguồn năng lượng tái tạo

Lớp kính bọc ngoài trên hai hướng Tây Nam và Đông Nam ngoàinhiệm vụ cung cấp năng lượng còn hạn chế tiếng ồn và bức xạ mặt trời,góp phần duy trì trạng thái vi khí hậu tiện nghi trong phòng, đồng thờiđảm bảo tầm nhìn tốt từ trong ra ngoài, nhất là các tầng bên trên có thểtrông sang khu công viên đối diện